專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)液體氣體雙燃料噴射的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種內(nèi)燃機(jī)噴油器，特別涉及一種實(shí)現(xiàn)液體氣體雙燃料噴射的裝置和方法。
背景技術(shù)：
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在石油資源短缺的背景下，必須尋找一些替代燃料(如LPG、LNG、醇類、生物柴油等)，尤其是氣體燃料，由文獻(xiàn)“氣體雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式的研究”(《天然氣工業(yè)》，2005年25卷第31期，作者:徐兆坤等)中比較了柴油、汽油、石油氣和天然氣燃料中氣體燃料的優(yōu)勢(shì)，氣體燃料的Η/C較小可使碳排放物低，氣體燃料火焰溫度低造成氮氧化物排放少，天然氣和石油呈氣相狀態(tài)，避免了液相燃料不完全造成PM的增加，此外，該文獻(xiàn)也指出，由于氣體燃料與液體燃料差別較大，特別是天然氣和柴油自燃溫度高達(dá)400°C，如果要實(shí)現(xiàn)兩者的混用，只能壓燃柴油，再用高能量柴油火焰引燃天然氣；文獻(xiàn)“降低柴油/LPG雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)碳煙排放的實(shí)驗(yàn)研究”(《車用發(fā)動(dòng)機(jī)》，2005年2月第一期，作者:詹樟松)進(jìn)行的一項(xiàng)試驗(yàn)表明，在高負(fù)荷采用柴油/LPG雙燃料時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及排放性都優(yōu)于采用柴油作燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)，由此可見，氣體燃料在未來發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)用中的重要性，因此我們要開發(fā)相應(yīng)的雙燃料噴射方法；文獻(xiàn)(SAE 981400)提到了一種應(yīng)用在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中的雙燃料噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要針對(duì)天然氣和柴油燃料，它是在傳統(tǒng)的噴油器中增加一個(gè)閥套，閥套安裝在針閥和閥體之間，該閥套既是柴油噴射的閥體，也充當(dāng)天然氣噴射的針閥；國內(nèi)關(guān)于雙燃料噴射噴嘴方面的專利不多，專利ZL 200410016233.7通過改進(jìn)噴油泵，在噴油泵內(nèi)放置一個(gè)滑塊，通過滑塊的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)噴油泵供給兩種燃料的目的，但是該裝置只能實(shí)現(xiàn)供給不同燃料，無法實(shí)現(xiàn)噴射氣體液體雙燃料；專利ZL 200510017269.1提出了一種雙燃料共用一個(gè)噴孔的噴嘴結(jié)構(gòu)，其原理類似文獻(xiàn)(SAE981400)主要用于噴射兩種液體燃料，該方法基本無法應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)氣體液體雙燃料噴射。發(fā)明內(nèi)容:
針對(duì)以上技術(shù)存在的一些不足，本發(fā)明提出了一種實(shí)現(xiàn)液體氣體雙燃料噴射的裝置和方法。所述的一種實(shí)現(xiàn)液體氣體雙燃料噴射的裝置，其特征在于:所述裝置包括固定針閥，閥體和滑閥；所述固定針閥由固定針閥大端、固定針閥體和固定針閥小端三段構(gòu)成，沿固定針閥軸向開設(shè)有從固定針閥大端到固定針閥小端的通孔；所述閥體內(nèi)開設(shè)有上部內(nèi)腔、中部內(nèi)腔和下部內(nèi)腔，下部內(nèi)腔包含上收縮口和下收縮口，固定針閥通過固定針閥大端和閥體上部內(nèi)腔配合固定在閥體內(nèi)；滑閥安裝在固定針閥小端上，滑閥的外壁面和閥體的下部內(nèi)腔壁面配合，滑閥沿固定針閥小端上下滑動(dòng)，閥體下部內(nèi)腔的上收縮口和下收縮口分別是滑閥運(yùn)動(dòng)的上止點(diǎn)和下止點(diǎn)，固定針閥體的下端面和滑閥上端面之間通過彈簧連接；滑閥下端面與閥體下部內(nèi)腔底端內(nèi)壁構(gòu)成液體燃料型腔，固定針閥大端的下端面、閥體中部內(nèi)腔壁面、固定針閥體的外壁面和固定針閥小端位于滑閥上端的外壁面構(gòu)成氣體燃料型腔；閥體上端開設(shè)有氣體燃料通道和液體燃料通道，氣體燃料通道與氣體燃料型腔相通，固定針閥軸向上的通孔的一端和液體燃料通道相通，另一端與液體燃料型腔相連；閥體下端從上至下開有氣體燃料噴孔和液體燃料噴孔，通過滑閥的上下滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)氣體燃料噴孔和液體燃料噴孔的開閉，當(dāng)滑閥移動(dòng)到上止點(diǎn)位置時(shí)，液體燃料噴射閥門被打開，當(dāng)滑閥移動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，氣體燃料噴射閥門被打開。所述的滑閥，當(dāng)彈簧拉力與滑閥重力處于平衡狀態(tài)下，滑閥的長度應(yīng)保證能夠使氣體燃料噴孔和液體燃料噴孔都處于關(guān)閉狀態(tài)。本發(fā)明是通過對(duì)傳統(tǒng)的由針閥和閥體組成的噴嘴進(jìn)行改進(jìn)，將傳統(tǒng)的移動(dòng)針閥改進(jìn)成固定針閥，再在針閥和閥體之間增加一個(gè)滑閥，使得本裝置能夠?qū)崿F(xiàn)噴射氣體液體燃料的目的；滑閥沿著固定針閥和閥體下部內(nèi)腔移動(dòng)，三個(gè)零件之間互為偶件，三個(gè)零件之間構(gòu)成了兩個(gè)燃料型腔；滑閥在燃料型腔中燃料的壓力與彈簧共同作用下沿著固定針閥上下運(yùn)動(dòng)，滑閥與液體燃料噴孔、氣體燃料噴孔之間的不同位置構(gòu)成了兩個(gè)閥門；當(dāng)閥門開啟的時(shí)候，燃料型腔中的燃料就和噴孔相通，燃料就可以噴射，通過調(diào)節(jié)燃料供給壓力，就可以實(shí)現(xiàn)在不同噴油時(shí)刻噴射不同氣體液體燃料。本發(fā)明具有的特點(diǎn)是:噴嘴中的針閥是固定的，同時(shí)兩個(gè)閥門的開啟通過改變滑閥在固定針閥上的位置，此外本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)；通過調(diào)節(jié)燃料供給壓力或者泄壓閥可以實(shí)現(xiàn)氣體液體燃料噴射策略，因此本發(fā)明在內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域有巨大應(yīng)用價(jià)值。


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圖1為液體氣體雙燃料噴射方法示意 圖2為圖1中針閥結(jié)構(gòu)示意 圖3為圖1中閥體結(jié)構(gòu)示意 圖4為液體燃料噴射方法示意 圖5為氣體燃料噴射方法示意 圖中:1.液體燃料噴孔、2.氣體燃料噴孔、3.閥體、4.氣體燃料型腔、5.氣體燃料通道、6.液體燃料通道、7.固定針閥、8.通孔、9.彈簧、10.滑閥、11.液體燃料型腔、12.固定針閥小端、13.固定針閥體、14.固定針閥大端、15.下收縮口、16.上收縮口、17.上部內(nèi)腔、18.中部內(nèi)腔、19.下部內(nèi)腔。
具體實(shí)施方式
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下面結(jié)合附圖所示對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括固定針閥7，閥體3和滑閥10 ;固定針閥7結(jié)構(gòu)如圖2所示，其主要由固定針閥大端14、固定針閥體13和固定針閥小端12三段構(gòu)成，沿固定針閥7軸向開設(shè)有從固定針閥大端到固定針閥小端的通孔8 ;閥體3結(jié)構(gòu)如圖3所示，閥體3內(nèi)開設(shè)有上部內(nèi)腔17、中部內(nèi)腔18和下部內(nèi)腔19，下部內(nèi)腔19包含上收縮口 16和下收縮口 15，固定針閥7通過固定針閥大端14和閥體上部內(nèi)腔17配合固定在閥體3內(nèi)；滑閥10安裝在固定針閥小端12上，滑閥10的外壁面和閥體3的下部內(nèi)腔19壁面配合，滑閥10沿固定針閥小端12上下滑動(dòng)，閥體下部內(nèi)腔19的上收縮口 16和下收縮口 15分別是滑閥10運(yùn)動(dòng)的上止點(diǎn)和下止點(diǎn)，固定針閥體13的下端面和滑閥10上端面之間通過彈簧9連接；滑閥10下端面與閥體下部內(nèi)腔19底端內(nèi)壁構(gòu)成液體燃料型腔11，固定針閥大端14的下端面、閥體中部內(nèi)腔18壁面、固定針閥體13的外壁面和固定針閥小端12位于滑閥10上端的外壁面構(gòu)成氣體燃料型腔4 ;閥體3上端開設(shè)有氣體燃料通道5和液體燃料通道6，氣體燃料通道5與氣體燃料型腔4相通，固定針閥7軸向上的通孔8的一端和液體燃料通道6相通，另一端與液體燃料型腔11相連；閥體3下端從上至下開有氣體燃料噴孔2和液體燃料噴孔1，通過滑閥10的上下滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)氣體燃料噴孔2和液體燃料噴孔I的開閉，當(dāng)滑閥10移動(dòng)到上止點(diǎn)位置時(shí)，液體燃料噴射閥門被打開，當(dāng)滑閥10移動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，氣體燃料噴射閥門被打開。
當(dāng)彈簧拉力與滑閥重力處于平衡狀態(tài)下，滑閥的長度應(yīng)保證能夠使氣體燃料噴孔和液體燃料噴孔都處于關(guān)閉狀態(tài)。液體燃料噴射如圖4所示:來自高壓泵的液體燃料通過液體燃料通道6和通孔8，充滿液體燃料型腔11，液體燃料型腔11內(nèi)的高壓液體燃料產(chǎn)生的壓力對(duì)滑閥10產(chǎn)生向上的推力，當(dāng)克服彈簧力和滑閥、固定針閥以及閥體之間的摩擦力后，滑閥10向上移動(dòng)，當(dāng)滑閥10上端面移動(dòng)到閥體下部腔體上收縮口 16(即上止點(diǎn))處時(shí)，液體燃料噴射閥門被打開，液體燃料噴孔I與液體燃料型腔11連通，此時(shí)高壓液體燃料就通過液體燃料噴孔I噴射出去；當(dāng)燃料供給壓力降低或者通過泄壓后，滑閥10在彈簧9的作用下迅速回到原來位置，此時(shí)液體燃料噴孔I就被關(guān)閉，噴油停止。氣體燃料噴射如圖5所示，高壓氣體燃料通過氣體燃料通道5進(jìn)入到氣體燃料型腔4，氣體燃料型腔4內(nèi)高壓氣體燃料產(chǎn)生的壓力對(duì)滑閥10產(chǎn)生向下的推力，克服彈簧力以及滑閥、固定針閥和閥體之間的摩擦力后，滑閥10向下移動(dòng)，當(dāng)滑閥10下端面移動(dòng)到閥體下部腔體下收縮口 15 (即下止點(diǎn))的時(shí)候，氣體燃料噴射閥門被打開，氣體燃料噴孔2就和氣體燃料型腔4相通，此時(shí)高壓氣體燃料就通過氣體燃料噴孔2噴射；當(dāng)停止供氣或者泄壓后，滑閥10在彈簧9的作用下迅速回到原始位置，此時(shí)，氣體燃料噴油閥關(guān)閉，停止噴射氣體燃料。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)液體氣體雙燃料噴射的裝置，其特征在于:所述裝置包括固定針閥，閥體和滑閥；所述固定針閥由固定針閥大端、固定針閥體和固定針閥小端三段構(gòu)成，沿固定針閥軸向開設(shè)有從固定針閥大端到固定針閥小端的通孔；所述閥體內(nèi)開設(shè)有上部內(nèi)腔、中部內(nèi)腔和下部內(nèi)腔，下部內(nèi)腔包含上收縮口和下收縮口，固定針閥通過固定針閥大端和閥體上部內(nèi)腔配合固定在閥體內(nèi)；滑閥安裝在固定針閥小端上，滑閥的外壁面和閥體的下部內(nèi)腔壁面配合，滑閥沿固定針閥小端上下滑動(dòng)，閥體下部內(nèi)腔的上收縮口和下收縮口分別是滑閥運(yùn)動(dòng)的上止點(diǎn)和下止點(diǎn)，固定針閥體的下端面和滑閥上端面之間通過彈簧連接；滑閥下端面與閥體下部內(nèi)腔底端內(nèi)壁構(gòu)成液體燃料型腔，固定針閥大端的下端面、閥體中部內(nèi)腔壁面、固定針閥體的外壁面和固定針閥小端位于滑閥上端的外壁面構(gòu)成氣體燃料型腔；閥體上端開設(shè)有氣體燃料通道和液體燃料通道，氣體燃料通道與氣體燃料型腔相通，固定針閥軸向上的通孔的一端和液體燃料通道相通，另一端與液體燃料型腔相連；閥體下端從上至下開有氣體燃料噴孔和液體燃料噴孔，通過滑閥的上下滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)氣體燃料噴孔和液體燃料噴孔的開閉；當(dāng)滑閥移動(dòng)到上止點(diǎn)位置時(shí)，液體燃料噴射閥門被打開，當(dāng)滑閥移動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，氣體燃料噴射閥門被打開。
2.按權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)液體氣體雙燃料噴射的裝置，其特征在于:所述的滑閥，當(dāng)彈簧拉力與滑閥重力處于平衡狀態(tài)下，滑閥的長度應(yīng)保證能夠使氣體燃料噴孔和液體燃料噴孔都處于關(guān)閉狀態(tài)。
3.一種實(shí)現(xiàn)液體氣體雙燃料噴射的方法，其特征在于包括如下步驟:來自高壓泵的液體燃料通過液體燃料通道和通孔，充滿液體燃料型腔，液體燃料型腔內(nèi)的高壓液體燃料產(chǎn)生的壓力對(duì)滑閥產(chǎn)生向上的推力，當(dāng)克服彈簧力和滑閥、固定針閥以及閥體之間的摩擦力后，滑閥向上移動(dòng)，當(dāng)滑閥上端面移動(dòng)到閥體下部腔體上收縮口處時(shí)，液體燃料噴射閥門被打開，液體燃料噴孔與液體燃料型腔連通，此時(shí)高壓液體燃料就通過液體燃料噴孔噴射出去；當(dāng)燃料供給壓力降低或者通過泄壓后，滑閥在彈簧的作用下迅速回到原來位置，此時(shí)液體燃料噴孔就被關(guān)閉，噴油停止； 高壓氣體燃料通過氣體燃料通道進(jìn)入到氣體燃料型腔，氣體燃料型腔內(nèi)高壓氣體燃料產(chǎn)生的壓力對(duì)滑閥產(chǎn)生向下的推力，克服彈簧力以及滑閥、固定針閥和閥體之間的摩擦力后，滑閥向下移動(dòng)，當(dāng)滑閥下端面移動(dòng)到閥體下部腔體下收縮口的時(shí)候，氣體燃料噴射閥門被打開，氣體燃料噴孔就和氣體燃料型腔相通，此時(shí)高壓氣體燃料就通過氣體燃料噴孔噴射；當(dāng)停止供氣或者泄壓后，滑閥在彈簧的作用下迅速回到原始位置，此時(shí)，氣體燃料噴油閥關(guān)閉，停止噴射氣體燃料。
全文摘要
本發(fā)明屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種內(nèi)燃機(jī)噴油器，特指一種實(shí)現(xiàn)液體氣體雙燃料噴射的裝置和方法。本發(fā)明是通過對(duì)傳統(tǒng)的由針閥和閥體組成的噴嘴進(jìn)行改進(jìn)，將傳統(tǒng)的移動(dòng)針閥改進(jìn)成固定針閥，再在針閥和閥體之間增加一個(gè)滑閥，使得本裝置能夠?qū)崿F(xiàn)噴射氣體液體燃料的目的；滑閥沿著固定針閥和閥體下部內(nèi)腔移動(dòng)，三個(gè)零件之間互為偶件，三個(gè)零件之間構(gòu)成了兩個(gè)燃料型腔；滑閥在燃料型腔中燃料的壓力與彈簧共同作用下沿著固定針閥上下運(yùn)動(dòng)，滑閥與液體燃料噴孔、氣體燃料噴孔之間的不同位置構(gòu)成了兩個(gè)閥門；當(dāng)閥門開啟的時(shí)候，燃料型腔中的燃料就和噴孔相通，燃料就可以噴射，通過調(diào)節(jié)燃料供給壓力，就可以實(shí)現(xiàn)在不同噴油時(shí)刻噴射不同氣體液體燃料。
文檔編號(hào)F02M43/04GK103089506SQ20131002657
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者何志霞, 張州榕, 王謙, 張程程, 賴曉易 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)