CN211900815U - 双燃气喷射装置的信号采集机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于燃气喷射装置，特别是指双燃气喷射装置的信号采集机构，包括开设于喷射器壳体内腔中的燃料通道，位于燃料通道中且由动力装置驱动沿其并控制其启闭的轴针；燃料通道包括沿轴向开设于喷射器壳体内腔且沿径向间隔分布的第一、第二燃气缓存腔，轴针中部表面分别形成与第一、第二燃气缓存腔顶部入口构成轴向动密封的配合面，润滑油通道两端的入口及出口分别位于定位销上，润滑油通道与润滑油缓存腔连通，润滑油缓存腔内固定有温度及液位传感器，温度及液位传感器与外设控制装置电连接。本实用新型解决了一个喷射器可以完成两种气态燃料在气缸内分别直喷的问题，具有零部件运行稳定可靠，运动磨损低、控制效果好优点。

Description

双燃气喷射装置的信号采集机构

技术领域

本实用新型属于燃气喷射装置，特别是指一种双燃气喷射装置的信号采集机构。

背景技术

在能源危机和环境污染双重压力下，迫切需要一种替代石油的新型环保燃料。研究发现天然气为解决上述问题的理想燃料，它的主要成分是甲烷。天然气可以采用多种方式再生，因此也属于可再生能源。

天然气数量相对充足、价格较低，其燃烧值与汽油、柴油相当。天然气作为内燃机燃料使用时产生较低的CO、HC、NOx和颗粒物(以下统称污染物)排放。然而，单独使用天然气作为内燃机的燃料，存在燃烧速度慢、燃烧时间长、稀燃能力差、燃点高等诸多缺点。

在天然气中掺入一部分氢气，用两者的混合气体作为内燃机的燃料，可以克服燃烧速度慢、缩短燃烧时间、提高稀燃能力、降低燃点，同时进一步提高发动机热效率并降低污染物排放量，被认为是最理想的燃料组合方式。

在燃料中掺氢的研究最早发生在汽油机上，JPI公司研究通过掺氢，去除催化器中有害的排放污染物，而后随着氢气和天然气作为替代燃料的低排放，氢气可再生等优点逐渐被大家认识，为实现从传统燃料到氢能的过渡，HCNG作为向氢能过渡的替代燃料，具有氢气和天然气两种燃料的共同点被越来越多的认识。国内外HCNG燃料的研究，基本上都是在原有的天然气发动机基础上展开的，也有通过在汽油机或柴油机基础上直接改制的。研究的内容主要是：最合适的HCNG燃料氢气混合比；燃用HCNG对发动机部件的影响；发动机燃用不同混合比HCNG的再标定***，HCNG燃料对实际排放性能的影响，尤其是降低NOx排放，HCNG发动机可靠性及整车道路试验等。

在现有技术中，采用天然气加柴油引燃的方式得到推广应用，就是采用柴油来克服天然气的上述不足。但是柴油属于一次性化石能源，它本身在燃烧过程中也有污染物排放。

内燃机发动机在起动、怠速、中负荷、全负荷以及加速等不同的工况下，所需要的燃料供应量是完全不同的。并且在上述各种工况下，达到最理想的燃油经济性和排放标准，所需掺入氢气的比例也不同。

公开号为CN102105673A以及申请号为201811109506和201911080952.8的专利文献中均采用一种气态燃料加一种液态燃料的双燃料喷射器。代表潍柴最先进技术的“天然气发动机使用HPDI缸内喷射技术”采用的也是柴油引燃天然气的燃烧方式。

其中CN200810118208.8采用天然气掺氢燃烧是两种气态燃料混合使用的方式。但是，它所采用的方式是先混合后进入发动机的方式，并且该技术是采用两套喷射装置共同完成喷射两种燃料的功能。

上述现有技术的共分为以下三种情况：

一是现有双燃料发动机大多采用天然气+柴油引燃的方式，从进气道吸入天然气再向气缸内喷入柴油。这种方式仍然需要使用柴油或汽油等化石燃料。采用进气道喷入天然气的方式时，一般使用低压天然气，因此天然气体积很大，致使吸入气缸的空气体积降低很多，从而造成功率不足；另外还存在低温环境启动困难等弊端。

二是采用天然气和柴油直接喷入气缸的方式，用柴油作为引燃剂来改善单独使用天然气的不足，这种方式也需要使用柴油。这种结构的内燃机发动机存在燃料配比不易控制、易爆震、天然气燃烧不充分等诸多隐患。

三是虽然采用了天然气加氢气的燃料配置方式，但是并没有采用两种燃料缸内直喷的方式。并且两种燃料需要两套独立的喷射机构来完成，存在结构复杂、成本高、不易安装等弊端。

在现有技术中尚未找到一种仅用一个喷射器可以完成两种气态燃料在气缸内分别直喷的喷射器，这对于新能源(天然气/氢气)内燃机发动机的发展非常不利，形成了阻碍其发展的技术瓶颈。目前学术界的观点认为天然气喷射器的开发难点在于空燃比的控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双燃气喷射装置的信号采集机构，能够有效实现对于喷射器腔体内温度的有效控制，并保证对其内部零件进行润滑的润滑油存量进行控制。

本实用新型的整体技术构思是：

双燃气喷射装置的信号采集机构，包括开设于喷射器壳体内腔中且两端分别与燃料接口及喷射孔连通的燃料通道，位于燃料通道中且由动力装置驱动其沿燃料通道轴向运动并控制燃料通道启闭的轴针；燃料通道包括沿轴向开设于喷射器壳体内腔且沿径向间隔分布的第一燃气缓存腔及第二燃气缓存腔，轴针中部表面分别形成与所对应的第一燃气缓存腔及第二燃气缓存腔顶部入口构成轴向动密封的配合面，润滑油通道两端的润滑油通道入口及润滑油通道出口分别位于定位销上，润滑油通道与位于第一燃气缓存腔及第二燃气缓存腔上方的上壳体内开设的润滑油缓存腔连通，润滑油缓存腔内固定有温度传感器及液位传感器，温度传感器及液位传感器与外设的控制装置电连接。

使用时如需要调整喷射孔的喷射气量进而控制两种燃气的混合比，选择燃气喷射孔中一个或多个喷射。当所需喷射量很小时，由其中一个喷射孔喷射，当所需喷射量稍大时，由其中两个喷射孔喷射，以此类推。每个喷射孔的喷射开始时间和喷射时长均由控制装置所发出的指令进行单独控制，从而达到喷射孔所需喷射量完全可控的目的。因实现上述功能的控制装置可以采用多种现有文献报道的控制领域的常规成熟技术实现(例如潍柴博士发动机行车电脑电脑板612640080004，博世工程车吊车三菱ECU电脑板控制器0281020052，适用于本田ECU汽车发动机电脑控制模块37820-6B2或J123-128380等等；调整其内设程序即可)，属于控制领域普通技术人员的应知应会内容，申请人在此对其详细结构不再赘述。

使用时轴针由于在运动时其外露于上壳体内腔中的部位位于润滑油缓存腔内，润滑油浸润轴针表面并达到润滑零件表面，减少轴针表面与第一燃气缓存腔及第二燃气缓存腔的入口表面的滑动摩擦。工作时如温度过高或润滑油液位过低，液位传感器及温度传感器会将液位信号或温度信号传递给外设的控制装置，控制装置及时报警发出指令并控制执行装置完成补充或更换润滑油的操作，执行装置可以是电磁阀或泵等常见器件。

本实用新型的具体技术构思包括：

为实现轴针与喷射孔的有效密封，同时满足动作的可靠性，优选的技术方案是，所述的轴针下端采用与燃料通道底端的喷射孔对应且可实现锥面密封的锥形结构。

为有效控制轴针的纵向运动并实现其运动的稳定性，防止高压气体快速进入时使轴针产生颤动，优选的技术实现手段是，轴针的中部为一变径膨出部。作为本实用新型中的关键部件，轴针的制作材质及加工工艺要求较高，可以采用现有的产品(例如德国BOSCH喷射器中针阀)相同的材料、制造工艺实现本实用新型中轴针的制作。

为避免燃气外泄，优选的技术实现手段是，上壳体设于喷射器壳体外部且与其通过密封圈密封配合。

为便于传感器的安装，优选的技术实现方式是，温度传感器及液位传感器7经过定位销与外设的控制装置电连接。

申请人需要说明的是：

在本实用新型的描述中，术语“内腔”、“中部”、“顶部”、“上方”、“下端”、“外部”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型所取得的技术进步在于：

1、本实用新型采用润滑油通道、润滑油缓存腔并结合液位及温度传感器的结构设计，使轴针在进行轴向运动时对润滑油温度及液位信号进行实时采集及控制，实现了零部件运行可靠，降低运动磨损。

2、轴针中部采用变径膨出的结构设计，在提高轴针结构强度的同时，保证了其配合面与燃气缓存腔配合面的轴向动密封配合效果，同时有效防止高压气体快速进入时使轴针产生颤动。

3、传感器通过定位销与外设控制装置电连接，在便于实现快速装配的同时，整体结构更加紧凑，便于通过电路接口与控制装置实现电连接。

附图说明

本实用新型的附图有：

图1为本实用新型应用于双燃料喷射器的外形图。

图2为图1的A-A向视图。

图3为图1的B-B向视图。

图4是图1的C-C向视图。

图5是图1的俯视图。

附图中的附图标记如下：

1、喷射器壳体；2、轴针；3、第一燃气缓存腔；4、第二燃气缓存腔；5、温度传感器；6、润滑油缓存腔；7、液位传感器；8、密封圈；9、润滑油通道入口；10、润滑油通道出口；11、定位销。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述，但不作为对本实用新型的限定。本实用新型的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据说明书做出的等效技术手段替换，均不脱离本实用新型的保护范畴。

本实施例的整体结构如图示，其中包括开设于喷射器壳体1内腔中且两端分别与燃料接口及喷射孔连通的燃料通道，位于燃料通道中且由动力装置驱动其沿燃料通道轴向运动并控制燃料通道启闭的轴针；燃料通道包括沿轴向开设于喷射器壳体1内腔且沿径向间隔分布的第一燃气缓存腔3及第二燃气缓存腔4，轴针2中部表面分别形成与所对应的第一燃气缓存腔3及第二燃气缓存腔4顶部入口构成轴向动密封的配合面，润滑油通道两端的润滑油通道入口9及润滑油通道出口10分别位于定位销11上，润滑油通道与位于第一燃气缓存腔3及第二燃气缓存腔4上方的上壳体内开设的润滑油缓存腔6连通，润滑油缓存腔6内固定有温度传感器5及液位传感器7，温度传感器5及液位传感器7与外设的控制装置电连接。

所述的轴针2下端采用与燃料通道底端的喷射孔对应且可实现锥面密封的锥形结构。

轴针2的中部为一变径膨出部。轴针的制作材质及加工工艺要求较高，可以采用现有的产品(例如德国BOSCH喷射器中针阀)相同的材料、制造工艺实现。

上壳体设于喷射器壳体1外部且与其通过密封圈8密封配合。

温度传感器5及液位传感器7经过定位销11与外设的控制装置电连接。

Claims (5)

1.双燃气喷射装置的信号采集机构，包括开设于喷射器壳体(1)内腔中且两端分别与燃料接口及喷射孔连通的燃料通道，位于燃料通道中且由动力装置驱动其沿燃料通道轴向运动并控制燃料通道启闭的轴针；其特征在于燃料通道包括沿轴向开设于喷射器壳体(1)内腔且沿径向间隔分布的第一燃气缓存腔(3)及第二燃气缓存腔(4)，轴针(2)中部表面分别形成与所对应的第一燃气缓存腔(3)及第二燃气缓存腔(4)顶部入口构成轴向动密封的配合面，润滑油通道两端的润滑油通道入口(9)及润滑油通道出口(10)分别位于定位销(11)上，润滑油通道与位于第一燃气缓存腔(3)及第二燃气缓存腔(4)上方的上壳体内开设的润滑油缓存腔(6)连通，润滑油缓存腔(6)内固定有温度传感器(5)及液位传感器(7)，温度传感器(5)及液位传感器(7)与外设的控制装置电连接。

2.根据权利要求1所述的双燃气喷射装置的信号采集机构，其特征在于所述的轴针(2)下端采用与燃料通道底端的喷射孔对应且可实现锥面密封的锥形结构。

3.根据权利要求1或2所述的双燃气喷射装置的信号采集机构，其特征在于轴针(2)的中部为一变径膨出部。

4.根据权利要求1所述的双燃气喷射装置的信号采集机构，其特征在于上壳体设于喷射器壳体(1)外部且与其通过密封圈(8)密封配合。

5.根据权利要求1所述的双燃气喷射装置的信号采集机构，其特征在于温度传感器(5)及液位传感器(7)经过定位销(11)与外设的控制装置电连接。

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