本實用新型涉及的是一種燃料噴射裝置,具體地說是雙燃料發(fā)動機燃料噴射裝置。
背景技術(shù):
隨著化石燃料的不斷消耗和內(nèi)燃機排放法規(guī)的日益嚴格,采用替代燃料是同時解決發(fā)動機發(fā)展所面臨的能源短缺和環(huán)境污染問題的有效手段。天然氣、石油氣等以其資源豐富、價格低廉、燃燒清潔、熱值大等優(yōu)點,成為目前內(nèi)燃機主要代用燃料。
目前雙燃料發(fā)動機的燃料供應方法主要有兩種:一種是在氣體燃料被引入發(fā)動機氣缸之前將其與吸入的空氣混合,再向燃燒室的上止點附近直接噴射一定量液體燃料,從而引燃氣體燃料,這種方式容易引起發(fā)動機爆震,此外在發(fā)動機低負荷時,預混合的燃氣太稀薄不利于燃燒。另一種方式是將燃氣直接噴入燃燒室中,同樣采用引燃量的液體燃料觸發(fā)氣體燃料燃燒,這種方式不會引起發(fā)動機過早爆燃,且燃料在擴散燃燒模式下燃燒,燃燒效果好,但其也存在一定的問題:其一,現(xiàn)代發(fā)動機氣缸蓋上結(jié)構(gòu)復雜、零部件多,如何布置兩個噴射器存在一定的難度,另外若安裝兩個噴射器噴射雙燃料需對原有的柴油機進行較大改動,加大了裝置加工及組裝復雜程度。其二,為了改善油、氣混合程度,通常采用增壓裝置對燃氣進行增壓,以提高燃氣噴射壓力,相比液態(tài)燃料,燃氣若采用高壓泵增壓,從泵端到噴射裝置傳輸過程對管道結(jié)構(gòu)、密封性及強度要求較高。其三,噴射裝置對燃氣密封性要求高,隨著針閥的運動,燃氣沿針閥偶件間隙向上泄漏,泄漏燃氣進入控制腔導致燃氣噴射壓力和噴射速率降低,嚴重影響裝置工作穩(wěn)定性。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于提供噴氣過程可在增壓或非增壓兩種模式間切換,燃料噴射量精確可控,噴射規(guī)律靈活可變的組合式電磁噴油-增壓電磁噴氣混合燃料噴射裝置。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
本實用新型組合式電磁噴油-增壓電磁噴氣混合燃料噴射裝置,其特征是:包括燃氣增壓部分、燃氣噴射部分、燃油噴射部分、噴射裝置體、電磁閥套、針閥底座,燃氣增壓部分安裝在噴射裝置體上方,電磁閥套安裝在噴射裝置體里,針閥底座通過噴嘴套安裝在噴射裝置體下方,所述針閥底座包括燃氣底座和燃油底座;
所述燃氣增壓部分包括增壓電磁閥、增壓活塞、增壓活塞套、進氣閥,增壓電磁閥包括增壓電磁閥座、增壓電磁鐵、增壓銜鐵、增壓電磁閥桿,增壓電磁閥座里設(shè)置伺服油進油口和伺服油泄油口,增壓電磁閥桿一端通過增壓止動環(huán)固定在增壓銜鐵上,另一端貫穿增壓電磁閥座并在套于其上的增壓電磁閥彈簧的預緊力的作用下壓在擋板上,增壓銜鐵所在位置形成增壓銜鐵腔,增壓電磁閥彈簧所在位置形成增壓電磁閥彈簧腔,增壓電磁閥桿上設(shè)置環(huán)形油帶,環(huán)形油帶通過增壓電磁閥桿的移動實現(xiàn)伺服油進油口與增壓銜鐵腔的連通或斷開以及伺服油泄油口與增壓電磁閥彈簧腔的連通或斷開;增壓活塞安裝在增壓活塞套里,增壓活塞套安裝在增壓電磁閥座下方,增壓活塞上端部與增壓活塞套以及增壓電磁閥座之間形成伺服油腔,增壓活塞下端部與增壓活塞套之間形成增壓室,增壓活塞上套有增壓活塞彈簧;進氣閥為單向閥,安裝在增壓活塞套里,增壓活塞套上設(shè)置燃氣入口,燃氣入口連通進氣閥,進氣閥的出口連通增壓室;
所述燃氣噴射部分包括安裝在電磁閥套里的控制燃氣電磁閥、燃氣針閥限位桿以及安裝在燃氣底座里的燃氣針閥,所述控制燃氣電磁閥包括燃氣電磁閥體、燃氣電磁鐵、燃氣銜鐵、燃氣閥桿上密封底座、燃氣閥桿下密封底座、燃氣電磁閥彈簧、燃氣電磁閥閥桿,燃氣電磁閥體、燃氣閥桿上密封座、燃氣閥桿下密封座以及燃氣針閥限位桿自上而下布置,燃氣電磁閥體和燃氣閥桿上密封底座之間形成燃氣電磁閥腔,燃氣閥桿上密封底座和燃氣閥桿下密封底座之間形成燃氣凹槽腔,燃氣電磁鐵安裝在燃氣電磁閥腔里,燃氣銜鐵位于燃氣電磁鐵下方,燃氣電磁閥閥桿的一端通過燃氣止動環(huán)卡在燃氣銜鐵上,另一端貫穿燃氣銜鐵下方的燃氣閥桿上密封底座,并與燃氣閥桿下密封底座相配合,燃氣電磁閥閥桿的下端部與燃氣閥桿下密封底座之間形成燃氣泄油腔,燃氣電磁閥閥桿上分別設(shè)置與燃氣閥桿上密封底座配合的燃氣上密封錐面以及與燃氣閥桿下密封底座配合的燃氣下密封錐面,燃氣電磁閥閥桿與燃氣閥桿上密封底座相配合的部分形成燃氣低壓油環(huán)帶,燃氣電磁閥閥桿與燃氣閥桿下密封底座相配合的部分形成燃氣高壓油環(huán)帶,燃氣閥桿上密封底座上設(shè)置燃氣第一油道和燃氣第四油道,燃氣閥桿下密封底座上設(shè)置燃氣第二油道和燃氣第三油道,電磁閥套里設(shè)置燃氣第五油道,噴射裝置體上設(shè)置高壓油入口、第一低壓泄油口和第二低壓泄油口,燃氣第一油道連通燃氣電磁閥腔和第一低壓泄油口,燃氣第二油道連通燃氣高壓油環(huán)帶和高壓油入口,燃氣針閥限位桿里設(shè)置中心油道,燃氣第三油道連通燃氣凹槽腔和中心油道,燃氣第四油道連通燃氣低壓油環(huán)帶和燃氣電磁閥腔,燃氣泄油腔連通第二低壓泄油口,燃氣針閥位于燃氣針閥限位桿下方,燃氣針閥與燃氣底座之間分別形成密封環(huán)道和燃氣室,密封環(huán)道通過燃氣第五油道連通高壓油入口,燃氣室通過電磁閥套里的燃氣通道連通增壓室,燃氣底座端部設(shè)置燃氣噴孔;
所述燃油噴射部分包括安裝在電磁閥套里的控制燃油電磁閥、燃油活塞以及安裝在燃油底座里的燃油針閥,所述控制燃油電磁閥包括燃油電磁閥體、燃油電磁鐵、燃油銜鐵、燃油閥桿上密封底座、燃油閥桿下密封底座、燃油電磁閥彈簧、燃油電磁閥閥桿,燃油閥桿上密封底座、燃油閥桿下密封底座以及燃油活塞自上而下布置,燃油電磁閥體與燃油閥桿上密封底座之間形成燃油電磁閥腔,燃油閥桿上密封底座和燃油閥桿下密封底座之間形成燃油凹槽腔,燃油電磁鐵安裝在燃油電磁閥腔里,燃油銜鐵位于燃油電磁鐵下方,燃油電磁閥閥桿的一端通過燃油止動環(huán)卡在燃油銜鐵上,另一端貫穿燃油銜鐵下方的燃油閥桿上密封底座,燃油電磁閥桿上設(shè)置與燃油閥桿下密封底座相配合的燃油下密封錐面,燃油電磁閥閥桿與燃油閥桿下密封底座相配合的部分形成燃油高壓油環(huán)帶,燃油閥桿上密封底座里設(shè)置連通燃油電磁閥腔和燃油凹槽腔的燃油閥桿上密封底座通道,燃油電磁閥腔連通第一低壓泄油口,燃油電磁閥閥桿下端部與燃油閥桿下密封底座之間形成燃油泄油腔,燃油泄油腔連通第二低壓泄油口,燃油活塞上端部套有燃油活塞套,燃油活塞套位于燃油閥桿下密封底座與燃油活塞之間,燃油活塞與其上方的燃油活塞套之間形成燃油活塞控制腔,燃油活塞控制腔與燃油高壓油環(huán)帶通過燃油油道相通,燃油活塞上套有燃油活塞彈簧,燃油針閥位于燃油活塞的下方,燃油針閥與燃油底座之間形成盛油槽,盛油槽連通高壓燃油入口。
本實用新型還可以包括:
1、燃氣針閥上端設(shè)計有圓環(huán)形臺階,圓環(huán)形臺階下方和噴射裝置體之間形成燃氣針閥控制腔,燃氣針閥限位桿下端套在燃氣針閥的圓環(huán)形臺階內(nèi)部,燃氣針閥控制腔和中心油道相通。
2、控制燃氣電磁閥未通電時,燃氣電磁閥閥桿在燃氣電磁閥彈簧的作用下壓在燃氣閥桿下密封底座上,燃氣高壓油環(huán)帶關(guān)閉、燃氣低壓油環(huán)帶打開,燃氣針閥控制腔和第一低壓泄油口連通;控制燃氣電磁閥通電時,燃氣電磁閥閥桿抬起壓在燃氣閥桿上密封底座上,燃氣低壓油環(huán)帶關(guān)閉、燃氣高壓油環(huán)帶打開,燃氣針閥控制腔和高壓油入口連通。
3、控制燃油電磁閥未通電時,燃油電磁閥閥桿在燃油電磁閥彈簧的作用下壓在燃油閥桿下密封底座上,燃油油道與燃油凹槽腔斷開,控制燃油電磁閥通電時,燃油電磁閥閥桿抬起,燃油油道與燃油凹槽腔連通。
本實用新型的優(yōu)勢在于:本實用新型的組合式電磁噴油-增壓電磁噴氣混合燃料噴射裝置采用雙針閥噴嘴噴射兩種燃料,節(jié)省空間并簡化了發(fā)動機結(jié)構(gòu),由兩個電磁閥分別控制燃油和燃氣的噴射過程,一個電磁閥單獨工作的時候,噴射裝置只噴射一種燃料;兩個電磁閥同時工作的時候,兩種燃料同時噴射;兩個電磁閥先后依次工作的時候,可實現(xiàn)兩種燃料順序噴射,噴射裝置可在純柴油模式和燃油引燃燃氣模式下工作,滿足發(fā)動機在不同工況下對油、氣混合的要求。另外,本裝置采用增壓活塞對燃氣增壓,增壓控制與噴氣控制分開,不僅能實現(xiàn)噴氣過程在增壓和非增壓模式間任意切換,而且能夠?qū)崿F(xiàn)與噴射始點無關(guān)地控制增壓開始時刻,從而獲得“靴形”、“先緩后急”噴氣規(guī)律。
同時本裝置還有以下有益效果:本裝置控制油泄油油路流經(jīng)電磁閥體上部,通過泄油循環(huán)帶走熱量以降低電磁閥部分溫度,保證了電磁閥工作的可靠性和穩(wěn)定性。增壓活塞和增壓活塞套偶件之間采用長密封帶及大油腔防止燃氣泄漏,提高了噴氣裝置工作的穩(wěn)定性;燃氣針閥和針閥座之間設(shè)計有密封環(huán)帶,引入部分控制油作為密封油密封燃氣,能有效地防止燃氣泄漏,同時控制腔內(nèi)的控制油和密封環(huán)帶內(nèi)的密封油采用同一種油,油壓相等,能有效保證控制油、密封油無靜態(tài)泄漏。
附圖說明
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2a為燃氣增壓部分示意圖,圖2b為增壓電磁閥示意圖,圖2c為進氣閥示意圖,圖2d為電磁閥桿位置1的示意圖,圖2e為電磁閥桿位置2的示意圖;
圖3a為本實用新型的雙電磁閥部分示意圖,圖3b為控制燃氣電磁閥示意圖,圖3c為控制燃油電磁閥示意圖,圖3d為燃氣電磁閥閥桿位置1示意圖,圖3e為燃氣電磁閥閥桿位置2示意圖;
圖4a為控制部分示意圖,圖4b為A-A視圖;
圖5a為噴嘴部分示意圖,圖5b為燃氣噴嘴部分示意圖,圖5c為燃油噴嘴部分示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述:
結(jié)合圖1~5,本實用新型的組合式電磁噴油-增壓電磁噴氣混合燃料噴射裝置主要由燃氣增壓部分1、雙電磁閥部分2、控制部分4、雙針閥噴嘴部分5和噴射裝置體6組成。噴射裝置體6上設(shè)計有第一低壓泄油口3、高壓燃油入口6、第二低壓泄油口8等。燃氣增壓部分1主要包括增壓電磁閥9、增壓活塞10、增壓活塞彈簧11、增壓活塞套12、進氣閥14、增壓室15、伺服油腔17等。雙電磁閥部分2主要包括控制燃氣電磁閥34、控制燃油電磁閥35、電磁閥套36等,控制燃氣電磁閥34和控制燃油電磁閥35均安裝在電磁閥套36內(nèi)。控制部分4主要包括燃氣針閥限位桿59、噴射裝置內(nèi)筒62、燃氣針閥控制腔63、燃油活塞彈簧座64、燃油活塞彈簧65、燃油活塞66、燃油活塞套68、燃油活塞控制腔70,各部件安裝在噴射裝置內(nèi)筒62內(nèi),噴射裝置內(nèi)筒62上設(shè)計有環(huán)形油槽69、油道67、油道61和中心氣道。從高壓燃油入口6流入的高壓控制油流經(jīng)環(huán)形油槽69被分成兩路,一路流入油道61,再流入燃氣針閥控制腔63和控制燃氣電磁閥34的高壓油環(huán)帶48;另一路流入油道67,再流入燃油活塞控制腔70和盛油槽84。雙針閥噴嘴部分5主要包括燃氣噴嘴71、燃油噴嘴72、針閥底座73、密封圈74、噴嘴套75等,燃氣噴嘴71和燃油噴嘴72共用一個針閥底座73。燃氣噴嘴71由燃氣針閥彈簧76、燃氣針閥77、燃氣室79、燃氣噴孔80、密封環(huán)帶82組成。燃氣針閥77上端設(shè)計有圓環(huán)形臺階,在圓環(huán)形臺階下方,燃氣針閥77和噴射裝置體6之間形成燃氣針閥控制腔63。燃氣針閥77和燃氣針閥限位桿59同軸安裝,控制油經(jīng)過燃氣針閥限位桿59上的中心油道60進入燃氣針閥控制腔63。燃氣針閥77和針閥底座73之間設(shè)計有密封環(huán)帶82,通過針閥底座73上的油道78引入部分控制油到密封環(huán)帶82。
增壓電磁閥9由電磁閥座19、電磁閥彈簧20、電磁閥桿22、彈簧墊圈23、擋板24、銜鐵25、電磁閥體26、止動環(huán)27、線圈28、電磁鐵29等組成。其中電磁閥桿22上設(shè)計有環(huán)形油帶21,電磁閥座19上設(shè)計有伺服油進油口30、伺服油泄油口18和燃氣入口13。電磁閥9未通電時,環(huán)形油帶21通過油道連通泄油口18和伺服油腔17;電磁閥9通電時,環(huán)形油帶21連通伺服油進油口30和伺服油腔17。進氣閥14為單向閥,安裝在增壓活塞套12上,主要包括進氣閥座31、進氣閥彈簧32、進氣閥閥桿33等
控制燃氣電磁閥34主要包括電磁閥體37、電磁鐵38、線圈39、銜鐵40、閥桿上密封底座42、電磁閥彈簧43、電磁閥閥桿44、閥桿下密封底座45、止動環(huán)53等。電磁閥閥桿44上設(shè)計有兩個密封錐面,并設(shè)計有高壓油環(huán)帶48和低壓油環(huán)帶50,控制燃氣電磁閥34未通電時,電磁閥閥桿44在電磁閥彈簧43的作用下壓在閥桿下密封底座45上,高壓油環(huán)帶48關(guān)閉、低壓油環(huán)帶50打開;控制燃氣電磁閥34通電時,電磁閥閥桿44抬起壓在閥桿上密封底座42上,低壓油環(huán)帶50關(guān)閉、高壓油環(huán)帶48打開。
本實用新型的組合式電磁噴油-增壓電磁噴氣混合燃料噴射裝置主要由燃氣增壓部分1、雙電磁閥部分2、控制部分4、雙針閥噴嘴部分5和噴射裝置體6組成。噴射裝置體6上有第一低壓泄油口3、高壓燃油入口6和第二低壓泄油口8,燃氣增壓部分1上設(shè)計有燃氣入口13。
燃氣增壓部分1位于噴射裝置體6上方,二者之間采用螺紋連接。燃氣增壓部分1主要包括增壓電磁閥9、增壓活塞10、增壓活塞彈簧11、增壓活塞套12、進氣閥14、增壓室15、伺服油腔17等。其中,增壓電磁閥9由電磁閥座19、電磁閥彈簧20、電磁閥桿22、彈簧墊圈23、擋板24、銜鐵25、電磁閥體26、止動環(huán)27、線圈28、電磁鐵29等組成。進氣閥14為單向閥,安裝在增壓活塞套12上,主要包括進氣閥座31、進氣閥彈簧32、進氣閥閥桿33等。增壓電磁閥9的電磁閥桿22上設(shè)計有環(huán)形油帶21,電磁閥座19上設(shè)計有伺服油進油口30、伺服油泄油口18和燃氣入口13。電磁閥閥桿22一端通過止動環(huán)27固定在電磁閥銜鐵25上,能夠隨銜鐵25一起左右運動,另一端貫穿電磁閥座19,在電磁閥彈簧20預緊力的作用下壓在擋板24上。電磁閥座19能對電磁閥桿22的升程起到限位作用,且其上設(shè)計有油道,能夠引導部分伺服油流經(jīng)電磁閥9,起到冷卻電磁閥9并減小電磁閥銜鐵25及閥桿22左右運動的沖擊和振動的作用。增壓活塞10大頭上方受壓面和活塞套12、電磁閥座19之間形成伺服油腔17,增壓活塞10小頭下方受壓面和活塞套12之間形成增壓室15。進氣閥14復位彈簧32預緊力較小,開啟壓力低,當燃氣進入進氣閥14時,閥桿33在燃氣作用下打開,燃氣進入增壓室15;當增壓活塞10下行,增壓室15內(nèi)燃氣壓力升高時,進氣閥14關(guān)閉。增壓活塞10和增壓活塞套12為一對精密偶件,配合間隙小且接觸長度大,能有效防止增壓室15內(nèi)的燃氣上竄,并防止伺服油腔17內(nèi)的燃油泄漏;增壓活塞10大頭和活塞套12的凹槽間形成一個大的空腔16,即使有部分燃氣、燃油泄漏進入空腔16,在腔內(nèi)油、氣混合能阻礙其進一步互相滲透,增壓活塞10表面形成的油膜在活塞運動過程中處于動態(tài)平衡狀態(tài),能進一步防止燃氣泄漏。
雙電磁閥部分2位于燃氣增壓部分1下方的噴射裝置體6內(nèi),主要包括控制燃氣電磁閥34、控制燃油電磁閥35、電磁閥套36等,控制燃氣電磁閥34和控制燃油電磁閥35均定位、安裝在電磁閥套36內(nèi)??刂迫細怆姶砰y34主要包括電磁閥體37、電磁鐵38、線圈39、銜鐵40、閥桿上密封底座42、電磁閥彈簧43、電磁閥閥桿44、閥桿下密封底座45、止動環(huán)53等。電磁閥體37和閥桿上密封底座42之間形成電磁閥腔52,閥桿上密封底座42和閥桿下密封底座45之間形成凹槽腔49。電磁鐵38安裝在電磁閥體37的電磁閥腔52里,銜鐵40位于電磁鐵38下方,電磁閥閥桿44的一端通過止動環(huán)53卡在銜鐵40上,另一端貫穿銜鐵40下方的閥桿上密封底座42,壓在閥桿下密封底座45上。電磁閥閥桿44上設(shè)計有兩個密封錐面,并設(shè)計有高壓油環(huán)帶48和低壓油環(huán)帶50,控制燃氣電磁閥34未通電時,電磁閥閥桿44在電磁閥彈簧43的作用下壓在閥桿下密封底座45上,高壓油環(huán)帶48關(guān)閉、低壓油環(huán)帶50打開,如圖3(d)所示,此時燃氣針閥控制腔63和第一低壓泄油口3連通;控制燃氣電磁閥34通電時,電磁閥閥桿44抬起壓在閥桿上密封底座42上,低壓油環(huán)帶50關(guān)閉、高壓油環(huán)帶48打開,如圖3(e)所示,此時燃氣針閥控制腔63和高壓油入口7連通。閥桿上密封底座42上設(shè)計有油道41和油道51,油道51連通低壓油環(huán)帶50和電磁閥腔52,油道41連通電磁閥腔52和第一低壓泄油口3。閥桿下密封底座45上設(shè)計油道46和油道47,油道46連通高壓油環(huán)帶48和高壓油入口7,油道47連通凹槽腔49和燃氣針閥限位桿59的中心油道60。本裝置泄油油路流經(jīng)電磁閥,在燃油流動作用下帶走雙電磁閥熱量,起到冷卻電磁閥的作用,并減小電磁閥銜鐵上下運動的沖擊和振動,從而提高雙電磁閥工作的穩(wěn)定性??刂迫加碗姶砰y35的控制閥桿上只有一個密封錐面和一個高壓油環(huán)帶57,控制燃油電磁閥35未通電時,其控制閥桿壓在閥桿密封底座上,關(guān)閉高壓油環(huán)帶57??刂撇糠?位于雙電磁閥部分2下方的噴射裝置體6內(nèi),主要包括噴射裝置內(nèi)筒62、燃氣針閥控制腔63、燃油活塞彈簧座64、燃油活塞彈簧65、燃油活塞66、燃油活塞套68、燃油活塞控制腔70??刂撇糠?的各部件安裝在噴射裝置內(nèi)筒62內(nèi),噴射裝置內(nèi)筒62上設(shè)計有環(huán)形油槽69、油道67、油道61和中心氣道,環(huán)形油槽69俯視圖如圖4(b)所示。從高壓燃油入口6流入的高壓控制油流經(jīng)環(huán)形油槽69被分成兩路,一路流入油道61,再流入燃氣針閥控制腔63和控制燃氣電磁閥34的高壓油密封環(huán)帶48;另一路流入油道67,再流入燃油活塞控制腔70和盛油槽84。雙針閥噴嘴部分5位于噴射裝置體6下方,主要包括燃氣噴嘴71、燃油噴嘴72、針閥底座73、密封圈74、噴嘴套75等,燃氣噴嘴71和燃油噴嘴72共用一個針閥底座73。針閥底座73中間開有燃氣進氣道和進氣槽,且兩側(cè)均開有進油槽和進油道。中間氣道將高壓燃氣引入燃氣室79以滿足噴射裝置進氣要求,一側(cè)油道將高壓燃油引入盛油槽84以滿足噴射裝置進油要求,另一側(cè)油道將部分燃油引入密封環(huán)帶82密封燃氣。燃氣噴嘴71由燃氣針閥彈簧76、燃氣針閥77、燃氣室79、燃氣噴孔80、密封環(huán)帶82組成。燃氣針閥77上端設(shè)計有圓環(huán)形臺階,在圓環(huán)形臺階下方,燃氣針閥77和噴射裝置體6之間形成燃氣針閥控制腔63。燃氣針閥77和燃氣針閥限位桿59同軸安裝,控制油經(jīng)過燃氣針閥限位桿59上的中心油道60進入燃氣針閥控制腔63。燃氣針閥77在燃氣針閥彈簧76的預緊力作用下壓在針閥底座73上關(guān)閉燃氣噴孔80。燃氣從燃氣增壓部分1的增壓室15依次通過電磁閥套36、噴射裝置內(nèi)筒62上的中心氣道,再由針閥底座73上的氣道81進入燃氣室79。在燃氣室79上方,燃氣針閥77和針閥底座73之間設(shè)計有密封環(huán)帶82,通過針閥底座73上的油道78引入部分控制油到密封環(huán)帶82密封燃氣。燃油噴嘴72主要包括燃油針閥83、盛油槽84、燃油噴孔85,燃油針閥83被燃油活塞彈簧座64壓在針閥底座73上關(guān)閉燃油噴孔85。噴嘴套75和噴射裝置體6之間采用螺紋連接并設(shè)計有密封圈74,防止氣缸內(nèi)高溫、高壓的燃氣進入噴射裝置雙針閥噴嘴部分。
本實用新型的組合式電磁噴油-增壓電磁噴氣混合燃料噴射裝置的燃氣噴嘴噴射燃氣,在燃氣針閥抬起和落座過程中,燃氣容易隨著閥桿的運動向上泄漏,泄漏的燃氣進入燃氣針閥控制腔63時,由于燃氣的可壓縮性會嚴重影響其噴氣特性。為了解決此問題,本實用新型的組合式混合燃料噴射裝置在燃氣針閥77和針閥底座73之間開有密封環(huán)帶82,通過油道引入部分控制油密封燃氣,能有效地防止燃氣泄漏。另外,燃氣針閥控制腔63內(nèi)的控制油和密封環(huán)帶82內(nèi)的密封油采用同一種油,針閥上下油壓相等,能有效保證控制油、密封油無靜態(tài)泄漏。
發(fā)動機工作時,控制單元采集傳感器的輸入信號,驅(qū)動增壓電磁閥9、控制燃氣電磁閥34和控制燃油電磁閥35工作,從而分別控制燃氣增壓、燃氣噴嘴71噴氣和燃油噴嘴72噴油。當電磁閥9斷電時,電磁閥閥桿22在電磁閥彈簧20的作用下頂在右側(cè)擋板24上,此時,環(huán)形油帶21連通泄油口19和伺服油腔17,如圖2(d)所示,伺服油腔17內(nèi)伺服油流向低壓泄油口19,伺服油腔17壓力降低,增壓活塞10在復位彈簧11的作用下上行,增壓室15內(nèi)燃氣壓力下降,從燃氣入口13進入進氣閥14的燃氣頂開進氣閥閥桿33,增壓裝置開始進氣;電磁閥9通電時,電磁鐵29吸引銜鐵25,銜鐵25帶動電磁閥閥桿22向左運動,此時,環(huán)形油帶21連通伺服油入口30和伺服油腔17,如圖2(e)所示,伺服油進入伺服油腔17,伺服油腔17內(nèi)壓力逐漸升高,推動增壓活塞10下行,增壓室15內(nèi)壓力剛開始升高,進氣閥14即關(guān)閉,增壓活塞10繼續(xù)下行對增壓室15內(nèi)燃氣增壓。增壓室15內(nèi)燃氣通過氣道進入燃氣噴嘴72的燃氣室81內(nèi)??刂迫細怆姶砰y34通電時,電磁閥桿44抬起,高壓油環(huán)帶48打開、低壓油環(huán)帶50關(guān)閉,高壓油依次流經(jīng)高壓油環(huán)帶48、凹槽腔49、燃氣針閥限位桿59的中心油道60,流入燃氣針閥控制腔63,燃氣針閥77在燃氣針閥控制腔63內(nèi)高壓油作用下迅速抬起,燃氣噴孔80打開,燃氣噴嘴71開始噴氣;控制燃氣電磁閥34斷電時,在電磁閥彈簧43作用下電磁閥桿44壓在閥桿下密封底座45上,高壓油環(huán)帶48關(guān)斷、低壓油環(huán)帶50打開,燃氣針閥控制腔63內(nèi)高壓油通過油道依次流經(jīng)凹槽腔49和電磁閥腔52,再從油道41流向第一低壓泄油口3,燃氣針閥控制腔63內(nèi)油壓降低,燃氣針閥77在燃氣針閥彈簧76作用下壓在針閥底座73上,關(guān)閉燃氣噴孔80,燃氣噴嘴71停止噴氣??刂迫加碗姶砰y35斷電時,在燃油控制閥彈簧的作用下燃油控制閥桿壓在控制閥座上,關(guān)斷高壓油環(huán)帶57,燃油活塞控制腔70和盛油槽84內(nèi)油壓相等,燃油針閥83在燃油活塞彈簧65作用下,被燃油活塞彈簧座64壓在針閥底座73上關(guān)閉燃油噴孔85,燃油噴嘴72不噴油;控制燃油電磁閥35通電時,燃油電磁閥閥桿抬起,高壓油環(huán)帶34打開,燃油活塞控制腔70內(nèi)高壓油通過油道依次流經(jīng)燃油凹槽腔、燃油電磁閥腔,再從油道34流向第一低壓泄油口3,燃油活塞控制腔70內(nèi)油壓下降,燃油針閥83迅速抬起打開燃油噴孔85,燃油噴嘴72開始噴油。根據(jù)發(fā)動機所處工況,可選擇控制增壓電磁閥9、控制燃氣電磁閥34和控制燃油電磁閥35的工作狀態(tài)和工作順序,實現(xiàn)多種油、氣噴射模式。
由上述工作過程可知,組合式電磁噴油-增壓電磁噴氣混合燃料噴射裝置采用雙針閥噴嘴噴射燃料,節(jié)省空間并簡化了發(fā)動機結(jié)構(gòu),由兩個電磁閥分別控制兩個噴嘴的燃料噴射過程,僅一個電磁閥工作的時候,噴射裝置只噴射燃油或燃氣;兩個電磁閥同時工作的時候,燃氣和燃油同時噴射;兩個電磁閥先后動作的時候,兩種燃料先后順序噴射。燃氣噴射過程可在增壓和非增壓兩種模式間任意切換,噴氣壓力可調(diào),燃料噴射規(guī)律靈活,發(fā)動機可在純柴油工作模式或燃油引燃燃氣工作模式下靈活切換,滿足發(fā)動機在不同工況下的油、氣混合需求。增壓部分采用偶件長密封帶加大油腔防止燃氣泄漏,噴嘴部分采用燃油密封燃氣可有效地防止燃氣泄漏,控制油和密封油采用同一種油可有效防止控制腔和密封環(huán)帶的燃油靜態(tài)泄漏。因此,本實用新型能夠使發(fā)動機滿足日益嚴格的排放法規(guī)要求,有效地提高其動力性、經(jīng)濟性和可靠性。
本實用新型組合式電磁噴油-增壓電磁噴氣混合燃料噴射裝置,包括燃氣增壓部分、雙電磁閥部分、控制部分、雙針閥噴嘴部分和噴射裝置殼體。噴射裝置殼體上有一個高壓燃油入口、兩個低壓泄油口,燃氣入口設(shè)計在增壓部分。增壓部分主要包括控制增壓電磁閥、增壓活塞、增壓活塞套、活塞復位彈簧、進氣閥等。雙電磁閥部分主要包括控制燃油電磁閥和控制燃氣電磁閥,兩個電磁閥安裝方式相同,均安裝在噴射裝置體內(nèi)的電磁閥套內(nèi)??刂撇糠种饕▏娚溲b置內(nèi)筒、燃氣針閥限位桿、燃氣針閥彈簧、燃氣針閥控制腔、燃油活塞彈簧座、燃油活塞彈簧、燃油活塞、燃油活塞套、燃油活塞控制腔等,各部件均定位、安裝在噴射裝置內(nèi)筒中。雙針閥噴嘴部分主要包括燃氣噴嘴、燃油噴嘴、針閥底座、密封圈、噴嘴套等,燃氣噴嘴和燃油噴嘴共用一個針閥底座。
燃氣增壓部分電磁閥包括電磁閥體、電磁鐵、線圈、電磁閥閥桿、電磁閥座、銜鐵、止動環(huán)、電磁閥彈簧、擋板等。線圈和電磁鐵安裝在電磁閥體里,銜鐵位于電磁鐵右方,電磁閥閥桿的一端通過止動環(huán)卡在銜鐵上,另一端在彈簧力作用下壓在擋板上。電磁閥座上設(shè)計有伺服油入口和泄油口,電磁閥閥桿上設(shè)計有環(huán)形油帶,電磁閥通電時,閥桿向左移動,環(huán)形油帶連通伺服油入口和伺服油腔,伺服油進入伺服油腔;電磁閥斷電時,電磁閥閥桿頂在右側(cè)擋板上,環(huán)形油帶連通伺服油腔和泄油口,伺服油流向低壓泄油口。
控制燃氣電磁閥主要包括電磁體、電磁鐵、線圈、銜鐵、電磁閥閥桿、閥桿上密封底座、閥桿下密封底座、電磁閥彈簧、止動環(huán)等。電磁閥體和閥桿上密封底座之間形成電磁閥腔,閥桿上密封底座和閥桿下密封底座之間形成凹槽腔。電磁鐵安裝在電磁閥腔里,銜鐵位于電磁鐵下方,其一端通過止動環(huán)卡在銜鐵上,另一端貫穿銜鐵下方的閥桿上密封底座,壓在閥桿下密封底座上。閥桿上密封底座設(shè)計有兩條油道,一條油道連通凹槽腔和電磁閥腔,另一條油道連通電磁閥腔和第一低壓泄油口,泄油油路流經(jīng)電磁閥體。閥桿下密封底座設(shè)計有兩條油道,一條油道連通高壓油環(huán)帶和燃氣針閥控制腔,另一條油道連通電磁閥閥桿下方油腔和第二低壓泄油口。
控制燃氣電磁閥閥桿上設(shè)計有兩個環(huán)形油帶,下方環(huán)形油帶通過油道連通高壓油入口,上方環(huán)形油帶通過油道連通低壓泄油口。
控制燃氣電磁閥閥桿上設(shè)計有兩個密封錐面,上密封錐面密封低壓油環(huán)帶,下密封錐面密封高壓油環(huán)帶。電磁閥閥桿落座,高壓油路被關(guān)斷,燃氣針閥控制腔連通低壓油路;電磁閥閥桿抬起,低壓油路關(guān)斷,燃氣針閥控制腔連通高壓油路。
控制燃油電磁閥主要包括電磁體、電磁鐵、線圈、銜鐵、電磁閥閥桿、閥桿密封底座、電磁閥彈簧座、電磁閥彈簧、止動環(huán)等。電磁閥體和電磁閥彈簧座之間形成電磁閥腔,電磁閥彈簧座和閥桿密封底座之間形成凹槽腔。電磁鐵安裝在電磁閥腔里,銜鐵位于電磁鐵下方,電磁閥閥桿上設(shè)計有高壓油環(huán)帶,其一端通過止動環(huán)卡在銜鐵上,另一端貫穿銜鐵下方的電磁閥彈簧座,壓在閥桿密封底座上,關(guān)閉高壓油環(huán)帶。電磁閥彈簧座上設(shè)計有兩條油道,一條油道連通凹槽腔和電磁閥腔,一條油道連通電磁閥腔和第一低壓泄油口,泄油油路流經(jīng)電磁閥體。閥桿密封底座上設(shè)計有兩條油道,一條油道連通高壓油環(huán)帶和燃油活塞控制腔,一條油道連通電磁閥閥桿下方油腔和第二低壓泄油口。
控制部分燃氣針閥上端設(shè)計有圓環(huán)形臺階,圓環(huán)形臺階下方針閥和噴射裝置體之間形成燃氣針閥控制腔,燃氣針閥限位桿下端套在燃氣針閥的圓環(huán)形臺階內(nèi)部,燃氣針閥限位桿和燃氣針閥沿軸線設(shè)置中心油道,燃氣針閥控制腔通過油道和電磁閥凹槽腔相通。
燃氣噴嘴和燃油噴嘴共用一個高壓燃油入口,噴射裝置體和噴射裝置內(nèi)筒之間設(shè)計有環(huán)形油槽,連通燃油、燃氣噴嘴的油道和高壓油入口。高壓油進入環(huán)形油槽分成兩路,一路高壓油通過油道流入燃油活塞控制腔和燃油噴嘴的盛油槽;另一路高壓油通過油道流入燃氣電磁閥的高壓油環(huán)帶和燃氣噴嘴的密封環(huán)帶。
在燃氣噴嘴的燃氣室上方,燃氣針閥和針閥底座之間設(shè)計有環(huán)形密封帶,針閥底座上開有環(huán)形油槽和油道,將部分控制油引入環(huán)形密封帶。