專利名稱:組合式非增壓燃油-增壓燃氣雙壓電混合燃料噴射裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型的目的在于提供組合式非增壓燃油?增壓燃氣雙壓電混合燃料噴射裝置，包括燃氣增壓部分、雙壓電控制部分、噴嘴部分等。本實用新型利用增壓電磁閥控制增壓活塞的運動實現(xiàn)燃氣增壓，利用兩壓電元件分別控制燃氣噴嘴噴射燃氣和燃油噴嘴噴射燃油，可以實現(xiàn)純?nèi)加蛧娚洹⑷加?非增壓燃氣雙燃料噴射和燃油/增壓燃氣雙燃料噴射三種工作模式；燃氣增壓部分控制燃氣的增壓，燃氣增壓定時可控，可以快速實現(xiàn)燃氣增壓噴射和燃氣無增壓噴射的切換，滿足雙燃料發(fā)動機不同功率對燃氣噴射壓力的不同要求。
【專利說明】
組合式非増壓燃油-増壓燃氣雙壓電混合燃料噴射裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]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)】
[0002]發(fā)展發(fā)動機替代燃料是解決能源短缺和環(huán)境污染問題非常有效地手段之一。氣體燃料因儲量豐富、價格低廉和污染排放低等優(yōu)點成為具有良好發(fā)展前景的發(fā)動機替代燃料。只采用一種氣體燃料的氣體發(fā)動機雖然排放清潔，但所用氣體燃料能源密度低，燃料消耗大，使用方向受限;而采用柴油作為引燃油，氣體燃料作為主燃料的雙燃料發(fā)動機使用時可以在兩種燃料之間靈活切換，燃料替代率高，具有較好的動力性、經(jīng)濟性和排放性。
[0003]現(xiàn)有的缸內(nèi)直噴雙燃料發(fā)動機多采用電磁控制式的燃氣噴嘴和燃油噴嘴，燃氣增壓多采用高壓栗壓縮燃氣到規(guī)定壓力，存在的不足之處有:燃料噴射控制精度要求高，采用電磁閥控制針閥運動雖然定時可控，但電磁閥控制裝置受磁滯回路和電磁線圈電感的影響，針閥響應(yīng)相對于控制信號有延遲，影響控制精度;高壓栗結(jié)構(gòu)復(fù)雜，從栗端到燃氣噴嘴的傳輸管道長，增壓燃氣存在一定的泄漏;燃氣噴嘴和燃油噴嘴獨立安裝在缸蓋上，尺寸和安裝位置受缸蓋限制;燃氣噴嘴利用壓力燃氣頂起針閥，但由于氣體的壓縮性強，不利于實現(xiàn)針閥運動的精確控制，燃氣噴射不穩(wěn)定;此外，燃氣噴射過程中，隨著針閥的運動燃氣通過針閥與閥體之間的間隙向電磁閥端泄漏加劇，導(dǎo)致燃氣噴射壓力和噴射速率降低，對燃氣噴射的穩(wěn)定性產(chǎn)生有不良影響，影響了發(fā)動機動力性和燃料經(jīng)濟性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供可以快速實現(xiàn)純?nèi)加蛧娚?、燃?非增壓燃氣雙燃料噴射和燃油/增壓燃氣雙燃料噴射三種工作模式切換的組合式非增壓燃油-增壓燃氣雙壓電混合燃料噴射裝置。
[0005]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]本實用新型組合式非增壓燃油-增壓燃氣雙壓電混合燃料噴射裝置，其特征是:燃氣增壓部分、包括控制裝置外殼、噴射裝置外殼、針閥底座、第一壓電部分和第二壓電部分，控制裝置外殼安裝在噴射裝置外殼里，針閥底座安裝在噴射裝置外殼下方，控制裝置外殼里設(shè)置進油油道和進氣通道，噴射裝置外殼上設(shè)置第一泄油口和第二泄油口，針閥底座包括第一底座和第二底座；
[0007]所述燃氣增壓部分包括增壓裝置外殼、增壓控制閥、增壓電磁閥線圈，增壓銜鐵、增壓控制閥復(fù)位彈簧、增壓控制閥復(fù)位彈簧座、增壓控制閥底座、增壓活塞、單向閥，增壓裝置外殼安裝在控制裝置外殼上方，增壓裝置外殼上設(shè)置增壓油進油口、增壓油泄油口、進氣口，增壓電磁閥線圈安裝在增壓裝置外殼里，增壓銜鐵位于增壓電磁閥線圈下方，增壓控制閥的上端通過止動環(huán)卡在增壓銜鐵上，增壓控制閥的下端穿過增壓銜鐵下方的增壓控制閥復(fù)位彈簧座壓在增壓控制閥底座上，增壓控制閥上設(shè)置上密封錐面和下密封錐面，增壓控制閥復(fù)位彈簧座和增壓控制閥底座之間形成增壓控制閥油腔，增壓油進油口通過增壓控制閥的下密封錐面與增壓控制閥油腔連通，增壓控制閥油腔通過增壓控制閥的上密封錐面與增壓油泄油口連通，增壓控制閥底座開有增壓控制閥泄油口，增壓活塞設(shè)置在增壓控制閥底座的下方，增壓控制閥底座與增壓活塞之間形成增壓活塞上腔，增壓活塞上腔和增壓控制閥油腔連通，增壓裝置外殼與增壓活塞中部之間形成增壓活塞復(fù)位彈簧腔，增壓活塞復(fù)位彈簧套于增壓活塞上并位于增壓活塞復(fù)位彈簧腔內(nèi)部，增壓裝置外殼與增壓活塞下端之間設(shè)置增壓活塞下腔，單向閥安裝在增壓裝置外殼里，單向閥的進口與進氣口相連通，單向閥的出口連通增壓活塞下腔，增壓活塞下腔下方設(shè)置增壓燃氣出口，增壓燃氣出口連通進氣通道；
[0008]所述第一壓電部分包括第一壓電元件、第一變換活塞、第一控制閥、第一控制閥座、第一控制閥復(fù)位彈簧、第一控制閥復(fù)位彈簧座、第一針閥、第一針閥復(fù)位彈簧，第一壓電元件安裝在控制裝置外殼里，第一壓電元件下方設(shè)置第一金屬墊片，第一變換活塞卡在第一金屬墊片上，第一變換活塞下方設(shè)置第一控制閥，第一控制閥壓在第一控制閥復(fù)位彈簧上且第一控制閥位于第一控制閥座內(nèi)部，第一控制閥復(fù)位彈簧下端支撐在第一控制閥復(fù)位彈簧座上，第一控制閥上設(shè)置上密封錐面，第一控制閥復(fù)位彈簧座與第一控制閥座之間形成第一控制閥油腔，第一控制閥與第一控制閥座之間形成回油腔，第一控制閥油腔連通第一泄油口，第一針閥安裝在第一底座里，第一針閥的上端與噴射裝置外殼之間形成控制腔，控制腔通過第一進油口連通進油油道并通過回油口連通回油腔，第一針閥復(fù)位彈簧套于第一針閥上，第一針閥復(fù)位彈簧的頂端支撐在針閥帽上，針閥帽位于第一底座里并位于噴射裝置外殼下方，第一針閥復(fù)位彈簧的下端支撐在第一針閥上，第一針閥與第一底座之間形成盛油槽，盛油槽通過第三進油口連通進油油道；
[0009]所述第二壓電部分包括第二壓電元件、第二變換活塞、第二控制閥、第二控制閥座、第二控制閥復(fù)位彈簧、第二控制閥復(fù)位彈簧座、第二針閥、第二針閥復(fù)位彈簧、限位桿，第二壓電元件安裝在控制裝置外殼里，第二壓電元件下方設(shè)置第二金屬墊片，第二變換活塞卡在第二金屬墊片上，第二變換活塞下方設(shè)置第二控制閥，第二控制閥壓在第二控制閥復(fù)位彈簧上且第二控制閥位于第二控制閥座內(nèi)部，第二控制閥復(fù)位彈簧下端支撐在第二控制閥復(fù)位彈簧座上，第二控制閥上設(shè)置上密封錐面和下密封錐面，第二控制閥復(fù)位彈簧座與第二控制閥座之間形成第二控制閥油腔，第二控制閥與其下方的第二控制閥復(fù)位彈簧座之間形成泄油腔，第二控制閥與第二控制閥座之間形成進油腔，進油腔通過第二進油口連通進油油道，泄油腔連通第二泄油口，限位桿安裝在第二控制閥復(fù)位彈簧座下方，限位桿下端套在第二針閥內(nèi)部，第二針閥安裝在第二底座里，第二針閥復(fù)位彈簧套在限位桿外部，第二針閥復(fù)位彈簧下端支撐在第二針閥上，限位桿與第二針閥沿軸線設(shè)置中心油道，限位桿與第二針閥之間形成針閥腔，中心油道分別連通第二控制閥油腔和針閥腔，第二針閥與第二底座之間分別形成環(huán)形密封帶和承壓槽，環(huán)形密封帶通過第四進油口連通進油油道，承壓槽連通進氣通道。
[0010]本實用新型還可以包括:
[0011]1、第一壓電元件通電時，第一壓電元件伸長，第一控制閥克服第一控制閥復(fù)位彈簧的彈簧力向下運動，回油口與回油腔連通，燃油從控制腔通過回油口、第一控制閥油腔泄入第一泄油口中，控制腔內(nèi)燃油壓力降低，盛油槽中作用在第一針閥錐面上的燃油，克服第一針閥復(fù)位彈簧的彈簧力將第一針閥頂起，燃油噴射;第一壓電元件斷電時，第一控制閥復(fù)位彈簧將第一控制閥的上密封面壓在第一控制閥座上，第一控制閥油腔與回油口斷開，控制腔和盛油槽中的燃油壓力相同，第一針閥在第一針閥復(fù)位彈簧的作用下壓向第一底座，燃油不噴射。
[0012]2、第二壓電元件通電時，第二壓電元件伸長，第二控制閥克服第二控制閥復(fù)位彈簧的彈簧力和第二控制閥油腔內(nèi)燃油的液壓力向下運動，第二控制閥的下密封面壓在第二控制閥復(fù)位彈簧座上，第二控制閥油腔與第二泄油口斷開，第二控制閥油腔與第二進油口連通，燃油從進油油道通過第二進油口、第二控制閥油腔、中心油道進入針閥腔中，燃油作用在第二針閥端面上，克服第二針閥復(fù)位彈簧的彈簧力將第二針閥頂起，燃氣噴射;第二壓電元件斷電時，第二控制閥復(fù)位彈簧將第二控制閥的上密封面壓在第二控制閥座上，第二控制閥油腔與第二進油口斷開，第二控制閥油腔與第二泄油口連通，針閥腔中的燃油通過中心油道、第二控制閥油腔泄入第二泄油口中，針閥腔內(nèi)壓力降低，第二控制閥復(fù)位彈簧將第二針閥壓向第二底座，燃氣不噴射。
[0013]本實用新型的優(yōu)勢在于:用增壓電磁閥控制增壓活塞實現(xiàn)燃氣的增壓，燃氣增壓壓力和燃氣增壓效率高，可以快速實現(xiàn)燃氣增壓噴射和燃氣無增壓噴射的切換，滿足雙燃料發(fā)動機不同功率對燃氣噴射壓力的不同要求；用兩噴嘴實現(xiàn)兩路燃料的噴射，燃料噴射靈活性高，可以快速實現(xiàn)燃油噴射和雙燃料噴射的切換;兩噴嘴都采用壓電元件控制針閥的運動，針閥升程可調(diào)，燃料噴射量及燃料噴射率控制精度高;燃氣噴嘴用燃油控制針閥腔內(nèi)壓力實現(xiàn)針閥的運動，改善了燃氣頂開針閥導(dǎo)致的燃氣噴射不穩(wěn)定現(xiàn)象，可以較好地滿足系統(tǒng)噴射穩(wěn)定性要求;增壓活塞和增壓裝置外殼之間采用長配合帶和增壓活塞復(fù)位彈簧腔，避免燃氣泄漏，提高了燃氣增壓裝置工作的穩(wěn)定性;燃氣噴嘴的針閥腔和針閥偶件處的燃油為同一種油，油壓相等，避免了針閥偶件處的燃油靜態(tài)泄漏；燃油噴嘴取消了控制活塞，控制腔內(nèi)的燃油直接驅(qū)動針閥運動，結(jié)構(gòu)緊湊，響應(yīng)快速，且針閥復(fù)位彈簧安裝在高壓燃油內(nèi)，避免了燃油靜態(tài)泄漏;燃氣噴嘴用燃油密封燃氣，有利于避免燃氣通過針閥偶件泄漏，提高了燃氣噴射壓力和噴射速率，改善了發(fā)動機的動力性和燃料經(jīng)濟性。
【附圖說明】

[0014]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0015]圖2為本實用新型的燃氣增壓部分示意圖；
[0016]圖3為本實用新型雙壓電控制部分示意圖；
[0017]圖4為本實用新型噴嘴部分示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述:
[0019]結(jié)合圖1?4，本實用新型的組合式非增壓燃油-增壓燃氣雙壓電混合燃料噴射裝置主要包括燃氣增壓部分10、雙壓電控制部分3、噴嘴部分5、增壓裝置外殼22、控制裝置外殼1、噴射裝置外殼4、進氣通道7、進油油道8。燃氣增壓部分10由進氣口 16、增壓燃氣出口21、增壓油進油口 14、增壓油泄油口 28、增壓活塞23、增壓活塞上腔15、增壓活塞下腔20、增壓活塞復(fù)位彈簧17、增壓活塞復(fù)位彈簧腔24、電磁閥線圈11、銜鐵30、增壓控制閥12、增壓控制閥復(fù)位彈簧29、增壓控制閥油腔27、增壓控制閥底座26、增壓控制閥復(fù)位彈簧座13、增壓控制閥泄油口 25、單向閥19、單向閥復(fù)位彈簧18等組成，電磁閥線圈11安裝在增壓裝置外殼22里，銜鐵30位于電磁閥線圈11下方，增壓控制閥12的上端由止動環(huán)卡在銜鐵30上，增壓控制閥12下端穿過銜鐵30下方的增壓控制閥復(fù)位彈簧座13壓在增壓控制閥底座26上，單向閥19右端通過螺釘連接固定在單向閥小彈簧座上，單向閥復(fù)位彈簧18左端通過單向閥大彈簧座卡在單向閥座上，單向閥復(fù)位彈簧18右端通過單向閥小彈簧座將單向閥19左端壓在單向閥座上，增壓控制閥復(fù)位彈簧座13和增壓控制閥底座26之間形成增壓控制閥油腔27，增壓油進油油路14通過增壓控制閥12的下密封錐面與增壓控制閥油腔27連通，增壓控制閥油腔27通過增壓控制閥12的上密封錐面與增壓油泄油油路28連通，增壓控制閥底座26開有增壓控制閥泄油口 25，增壓控制閥底座26下端安裝增壓活塞23，增壓控制閥底座26與增壓活塞23之間形成增壓活塞上腔15，增壓活塞上腔15和增壓控制閥油腔27連通，增壓裝置外殼22與增壓活塞23外端之間設(shè)置增壓活塞復(fù)位彈簧腔24，增壓活塞復(fù)位彈簧17安裝在增壓活塞復(fù)位彈簧腔24內(nèi)部，增壓裝置外殼22與增壓活塞23下端之間設(shè)置增壓活塞下腔20，增壓活塞下腔20連通進氣口 16和增壓燃氣出口 21，增壓燃氣出口 21與進氣通道7連通。雙壓電控制部分3由第一壓電控制部分31和第二壓電控制部分53組成，第一壓電控制部分31主要包括第一壓電元件2、第一金屬墊片32、第一變換活塞33、第一控制閥34、第一控制閥座35、第一控制閥復(fù)位彈簧36、第一控制閥復(fù)位彈簧座39、回油口40、第一控制閥油腔37、第一泄油口38，第二壓電控制部分53主要包括第二壓電元件9、第二金屬墊片52、第二變換活塞51、第二控制閥50、第二控制閥座48、第二控制閥復(fù)位彈簧47、第二控制閥復(fù)位彈簧座44、第二進油口 49、第二控制閥油腔46、第二泄油口 45，第一壓電控制部分31中的第一壓電元件2安裝在控制裝置外殼I內(nèi)部，第一壓電元件2下方設(shè)置第一金屬墊片32，第一變換活塞33卡在第一金屬墊片32上，第一變換活塞33及其下方的第一控制閥34壓在第一控制閥復(fù)位彈簧36上，第一控制閥34安裝在第一控制閥座35內(nèi)部，第一控制閥復(fù)位彈簧36下端支撐在第一控制閥復(fù)位彈簧座39上，第二壓電控制部分53的安裝方式和第一壓電控制部分31的安裝方式相同，第一控制閥34設(shè)置上密封錐面，第一控制閥復(fù)位彈簧座39與第一控制閥座35之間形成第一控制閥油腔37，第一控制閥復(fù)位彈簧座39與第一控制閥座35之間采用定位銷定位，第二控制閥50設(shè)置上密封錐面和下密封錐面，第二控制閥復(fù)位彈簧座44與第二控制閥座48之間形成第二控制閥油腔46，第二控制閥座48上開有第二進油口 49，第二控制閥復(fù)位彈簧座44上開有第二泄油口 45。噴嘴部分5由燃油噴嘴部分54、燃氣噴嘴部分68、針閥體緊固螺帽
6、針閥底座58組成，燃油噴嘴部分54主要包括第一針閥61、第一針閥復(fù)位彈簧59、針閥帽57、第一進油口 41、控制腔55、第三進油口 56、盛油槽60，燃氣噴嘴部分68主要包括第二針閥63、限位桿42、第二針閥復(fù)位彈簧43、中心油道67、針閥腔66、承壓槽62、第四進油口 65、密封帶64，第一針閥61、第二針閥63安裝在針閥底座58內(nèi)部，第一針閥61、第二針閥63通過針閥體緊固螺帽6固定在噴射裝置外殼4上，針閥底座58和噴射裝置外殼4之間采用定位銷定位，針閥底座58和第一針閥61之間設(shè)置第一針閥復(fù)位彈簧59，第一針閥復(fù)位彈簧59上端頂在針閥帽57上，第一針閥復(fù)位彈簧59下端壓在第一針閥61上，第一針閥61與噴射裝置外殼4之間形成控制腔55，第一針閥61與針閥底座58之間形成盛油槽60，噴射裝置外殼4內(nèi)部設(shè)置限位桿42，限位桿42下端套在第二針閥63內(nèi)部，第二針閥復(fù)位彈簧43套在限位桿42外端，第二針閥復(fù)位彈簧43下端支撐在第二針閥63上，限位桿42與第二針閥63沿軸線設(shè)置中心油道67，中心油道67連通第二控制閥油腔46與針閥腔66，第二針閥63與噴射裝置外殼4之間形成針閥腔66，第二針閥63與針閥底座58之間形成承壓槽62，針閥底座58和第二針閥63之間設(shè)置環(huán)形密封帶64，密封帶64與第四進油口 65相連。進油油道8沿控制裝置外殼I徑向進入混合燃料噴射裝置中，并沿控制裝置外殼I軸向向下進入噴射裝置外殼4中，進油油道8在控制裝置外殼I上分出一路分支，分支通過第二進油口49進入第二壓電控制部分53中，進油油道8在噴射裝置外殼4分出三路分支，一路分支通過第一進油口41進入控制腔55中，一路分支通過第三進油口 56進入盛油槽60中，一路分支通過第四進油口 65進入密封帶64中；增壓裝置外殼22設(shè)置有進氣口 16，進氣口 16通過燃氣增壓部分10與進氣通道7連通，進氣通道7通過控制裝置外殼1、噴射裝置外殼4進入承壓槽62中?？刂魄?5與回油口 40連通，回油口 40通過第一控制閥34的上密封錐面與第一控制閥油腔37連通，第一控制閥油腔37和第一泄油口 38連通，第二進油口 49通過第二控制閥50的上密封錐面和第二控制閥油腔46連通，第二控制閥油腔46與中心油道67、針閥腔66連通，第二控制閥油腔46通過第二控制閥50的下密封錐面與第二泄油口 45連通。
[0020]本實用新型的組合式非增壓燃油-增壓燃氣雙壓電混合燃料噴射裝置電混合燃料噴射裝置主要包括燃氣增壓部分10、雙壓電控制部分3、噴嘴部分5、增壓裝置外殼22、控制裝置外殼1、噴射裝置外殼4、進氣通道7、進油油道8等，燃氣增壓部分10由進氣口 16、增壓活塞23、電磁閥線圈11、增壓控制閥12、單向閥19等組成，雙壓電控制部分3由第一壓電控制部分31和第二壓電控制部分53組成，噴嘴部分5由燃油噴嘴部分54、燃氣噴嘴部分68、針閥體緊固螺帽6、針閥底座58組成。增壓活塞23設(shè)計成頂端面積大、底端面積小，利用兩端面積差來實現(xiàn)燃氣增壓，增壓控制閥12設(shè)置上密封錐面和下密封錐面，實現(xiàn)混合燃料噴射裝置內(nèi)增壓油進出油路之間的切換，增壓控制閥12下端設(shè)置錐形面，平衡增壓控制閥12下密封面所受的增壓油液壓力，增壓控制閥底座26開有環(huán)形增壓控制閥泄油口 25，泄走從增壓控制閥12與增壓控制閥底座26的間隙流到增壓控制閥12底端的增壓油，避免增壓油對增壓控制閥12產(chǎn)生向上的作用力從而降低增壓控制閥12控制精度。第一控制閥34設(shè)置上密封錐面，控制控制腔55內(nèi)燃油泄油，第二控制閥50設(shè)置上密封錐面和下密封錐面，實現(xiàn)第二控制閥油腔46內(nèi)燃油進出油路之間的切換，第一金屬墊片32、第二金屬墊片52起到隔離的作用，避免第一壓電元件2和第二壓電元件9接觸到雙壓電控制部分3向上泄漏的燃油。針閥底座58和第二針閥63之間設(shè)置環(huán)形密封帶64，通過第四進油口 65與進油油道8相連，密封通過針閥偶件泄漏的燃氣，承壓槽62起到穩(wěn)定氣壓的作用，從而減小氣壓波動對燃氣噴射的影響，針閥體緊固螺帽14與噴射裝置外殼4之間采用螺紋連接并設(shè)置密封圈，避免燃燒室中的氣體進入混合燃料噴射裝置內(nèi)部。
[0021]雙燃料發(fā)動機工作時，燃氣從進氣口16通過增壓活塞下腔20、增壓燃氣出口 21、進氣通道7進入承壓槽62中，燃油從進油油道8進入混合燃料噴射裝置，在控制裝置外殼I分為兩路，一路通過第二進油口 49進入第二壓電控制部分53中，一路進入噴射裝置外殼4，并在噴射裝置外殼4上分為三路，一路通過第一進油口 41進入控制腔55和回油口 40中，一路通過第三進油口 56進入盛油槽60中，一路通過第四進油口 65進入密封帶64中。
[0022]電磁閥線圈11通電時，銜鐵30帶動增壓控制閥12克服增壓控制閥復(fù)位彈簧29的彈簧力向上運動，增壓控制閥12的上密封錐面緊壓在增壓控制閥復(fù)位彈簧座13的上密封錐面上，增壓控制閥油腔27不再與增壓油泄油口 28連通，增壓油進油口 14與增壓控制閥油腔27連通，增壓油從增壓油進油口 14通過增壓控制閥油腔27進入增壓活塞上腔15中，增壓油作用在增壓活塞23頂端，克服增壓活塞復(fù)位彈簧17的彈簧力將增壓活塞23下壓，增壓活塞上腔15體積增大，增壓活塞下腔20體積減小，進入增壓活塞下腔20的燃氣被壓縮，燃氣壓力增大。當(dāng)增壓活塞下腔20中的燃氣壓力和單向閥復(fù)位彈簧18的彈簧力的合力大于進氣口 16中的燃氣壓力時，單向閥19向右運動，增壓活塞下腔20不再與進氣口 16連通，避免了增壓燃氣從進氣口 16泄漏，保證了燃氣增壓效率。電磁閥線圈11斷電時，增壓控制閥12在增壓控制閥復(fù)位彈簧29的作用下向下運動，增壓控制閥12的下密封錐面緊壓在增壓控制閥底座26的下密封錐面上，增壓油進油口 14不再與增壓控制閥油腔27連通，增壓控制閥油腔27與增壓油泄油口 28連通，增壓油從增壓活塞上腔15通過增壓控制閥油腔27泄入增壓油泄油口 28中，增壓活塞上腔15內(nèi)壓力降低，當(dāng)壓力降低到一定值時，增壓活塞復(fù)位彈簧17將增壓活塞23頂起，當(dāng)增壓活塞下腔20中的燃氣壓力和單向閥復(fù)位彈簧18的彈簧力的合力小于進氣口 16中的燃氣壓力時，單向閥19向左運動，增壓活塞下腔20與進氣口 16連通，燃氣進入混合燃料噴射裝置中。
[0023]第一壓電元件2通電時，第一壓電元件2伸長，第一控制閥34克服第一控制閥復(fù)位彈簧36的彈簧力向下運動，回油口40與第一控制閥油腔37連通，燃油從控制腔55通過回油口 40、第一控制閥油腔37快速泄入第一泄油口 38中，控制腔55內(nèi)燃油壓力迅速降低，當(dāng)壓力降低到一定值時，盛油槽60中作用在第一針閥61的錐面上的燃油，克服第一針閥復(fù)位彈簧59的彈簧力將第一針閥61頂起，燃油開始噴射。第一壓電元件2斷電時，第一控制閥復(fù)位彈簧36將第一控制閥34的上密封錐面緊壓在第一控制閥座35的上密封錐面上，第一控制閥油腔37不再與回油口40連通，此時控制腔55和盛油槽60中的燃油壓力相同，第一針閥61在第一針閥復(fù)位彈簧59的作用下壓向針閥底座58，燃油不噴射。
[0024]第二壓電元件9通電時，第二壓電元件9伸長，第二控制閥50克服第二控制閥復(fù)位彈簧47的彈簧力和第二控制閥油腔46內(nèi)燃油的液壓力向下運動，第二控制閥50的下密封錐面緊壓在第二控制閥復(fù)位彈簧座44的下密封錐面上，第二控制閥油腔46不再與第二泄油口45連通，第二控制閥油腔46與第二進油口 49連通，燃油從進油油道8通過第二進油口 49、第二控制閥油腔46、中心油道67進入針閥腔66中，燃油作用在第二針閥63端面上，克服第二針閥復(fù)位彈簧43的彈簧力將第二針閥63頂起，燃氣開始噴射。第二壓電元件9斷電時，第二控制閥復(fù)位彈簧47將第二控制閥50的上密封錐面緊壓在第二控制閥座48的上密封錐面上，第二控制閥油腔46不再與第二進油口 49連通，第二控制閥油腔46與第二泄油口 45連通，針閥腔66中的燃油通過中心油道67、第二控制閥油腔46泄入第二泄油口 45中，針閥腔66內(nèi)壓力降低，當(dāng)壓力降低到一定值時，第二控制閥復(fù)位彈簧47將第二針閥63壓向針閥底座58，燃氣不噴射。
[0025]組合式非增壓燃油-增壓燃氣雙壓電混合燃料噴射裝置電混合燃料噴射裝置有三種工作模式:第一種是第一壓電元件2通電，該工作模式為純?nèi)加蛧娚淠Ｊ?第二種是第一壓電元件2開始通電再第二壓電元件9開始通電，該工作模式為雙燃料噴射模式，燃油噴嘴噴射的燃油壓燃后點燃燃氣噴嘴噴射的非增壓燃氣;第三種是電磁閥線圈11和第一壓電元件2先開始通電再第二壓電元件9開始工作，該工作模式也是雙燃料噴射模式，燃油噴嘴噴射的燃油壓燃后點燃燃氣噴嘴噴射的增壓燃氣。
[0026]第一壓電元件2、第二壓電元件9由于壓電效應(yīng)形變，形變長度可靠性高，燃料噴射率控制精度高;通過改變通電時間長短，可以靈活調(diào)節(jié)第一壓電元件2、第二壓電元件9的形變長度，改變第一控制閥34、第二控制閥50的升程，又由于第一控制閥34控制燃油離開控制腔55，第二控制閥50控制燃油進出針閥腔66，因此，第一針閥61、第二針閥63的最大升程也隨著通電時間長度的變化可調(diào)，從而實現(xiàn)燃油噴射量和燃料噴射量的控制;若采用電磁閥控制第一針閥61、第二針閥63的運動，因電磁閥受磁滯回路和電磁線圈電感的影響，閥芯的響應(yīng)相對于控制信號有延遲，燃氣噴射規(guī)律的控制精度將受到影響；而燃氣增壓所需響應(yīng)速度要求低于燃氣噴射規(guī)律所需響應(yīng)速度要求，采用電磁閥線圈11控制增壓活塞23的運動即可滿足燃氣增壓控制精度要求，實現(xiàn)較高的燃氣增壓效率。
[0027]雙燃料發(fā)動機工作時，進入增壓活塞下腔20中的燃氣壓力較低，通過增壓活塞23和增壓裝置外殼22之間的間隙向上泄漏的燃氣少，且在增壓活塞偶件的長配合帶和增壓活塞復(fù)位彈簧腔24的作用下，燃氣增壓部分10的燃氣泄漏量幾乎可以忽略;增壓活塞23運動的過程中，增壓活塞下腔20的增壓燃氣通過增壓活塞23偶件向上泄漏，由于增壓活塞偶件的長配合帶，燃氣很少會泄漏到增壓活塞復(fù)位彈簧腔24，減少了增壓燃氣的泄漏量，且泄漏到增壓活塞復(fù)位彈簧腔24的那小部分燃氣在泄漏到增壓活塞復(fù)位彈簧腔24中的增壓油的作用下不會繼續(xù)向上泄漏，避免了增壓燃氣的進一步泄漏；控制腔55和盛油槽60中的燃油壓力相同，針閥腔66和密封帶64中的燃油壓力相同，避免了針閥偶件處的燃油靜態(tài)泄漏;進入密封帶64的燃油，使蓄積在承壓槽62內(nèi)的燃氣不會通過第二針閥63和針閥底座58之間的間隙泄漏，從而避免了混合燃料噴射裝置的燃氣靜態(tài)泄漏;在第二針閥63運動的過程中，承壓槽62內(nèi)燃氣通過針閥偶件向上泄漏，在密封帶64中的燃油作用下不會泄漏至第二針閥復(fù)位彈簧43處，直接避免了混合燃料噴射裝置的燃氣動態(tài)泄漏。
[0028]由上述說明可知，組合式非增壓燃油-增壓燃氣雙壓電混合燃料噴射裝置主要包括燃氣增壓部分、雙壓電控制部分和噴嘴部分，燃氣增壓部分利用增壓電磁閥控制增壓活塞的運動實現(xiàn)燃氣增壓，燃氣增壓壓力和燃氣增壓效率高，可以快速實現(xiàn)燃氣增壓噴射和燃氣無增壓噴射的切換，滿足雙燃料發(fā)動機不同功率對燃氣噴射壓力的不同要求;雙壓電控制部分利用兩壓電元件分別控制兩針閥的運動實現(xiàn)燃料的噴射，燃料噴射穩(wěn)定性和靈活性高，能夠滿足系統(tǒng)噴射規(guī)律可變性要求，可以快速實現(xiàn)燃油噴射和雙燃料噴射的切換，同時，燃氣噴嘴利用燃油密封燃氣，可以較好地解決燃氣通過針閥偶件泄漏的問題，能有效地提高發(fā)動機的動力性和燃料經(jīng)濟性。
[0029]本實用新型組合式非增壓燃油-增壓燃氣雙壓電混合燃料噴射裝置，包括燃氣增壓部分、雙壓電控制部分、噴嘴部分、進氣通道、進油油道等。燃氣增壓部分由進氣口、增壓活塞、電磁閥線圈、增壓控制閥、單向閥等組成，雙壓電控制部分由第一壓電控制部分和第二壓電控制部分組成，噴嘴部分由燃油噴嘴部分、燃氣噴嘴部分、針閥體緊固螺帽、針閥底座組成。所述的進油油道沿控制裝置外殼徑向進入混合燃料噴射裝置中，并沿控制裝置外殼軸向向下進入噴射裝置外殼中，進油油道在控制裝置外殼上分出一路分支，分支通過第二進油口進入第二壓電控制部分中，進油油道在噴射裝置外殼分出三路分支，一路分支通過第一進油口進入控制腔中，一路分支通過第三進油口進入盛油槽中，一路分支通過第四進油口進入密封帶中；增壓裝置外殼設(shè)置有進氣口，進氣口通過燃氣增壓部分與進氣通道連通，進氣通道通過控制裝置外殼、噴射裝置外殼進入承壓槽中。
[0030]電磁閥線圈安裝在增壓裝置外殼里，銜鐵位于電磁閥線圈下方，增壓控制閥的上端由止動環(huán)卡在銜鐵上，增壓控制閥下端穿過銜鐵下方的增壓控制閥復(fù)位彈簧座壓在增壓控制閥底座上，單向閥右端通過螺釘連接固定在單向閥小彈簧座上，單向閥復(fù)位彈簧左端通過單向閥大彈簧座卡在單向閥座上，單向閥復(fù)位彈簧右端通過單向閥小彈簧座將單向閥左端壓在單向閥座上。
[0031]增壓控制閥設(shè)置上密封錐面和下密封錐面，增壓控制閥復(fù)位彈簧座和增壓控制閥底座之間形成增壓控制閥油腔，增壓油進油油路通過增壓控制閥的下密封錐面與增壓控制閥油腔連通，增壓控制閥油腔通過增壓控制閥的上密封錐面與增壓油泄油油路連通，增壓控制閥底座開有增壓控制閥泄油口，增壓控制閥底座下端安裝增壓活塞，增壓控制閥底座與增壓活塞之間形成增壓活塞上腔，增壓活塞上腔和增壓控制閥油腔連通，增壓裝置外殼與增壓活塞外端之間設(shè)置增壓活塞復(fù)位彈簧腔，增壓活塞復(fù)位彈簧安裝在增壓活塞復(fù)位彈簧腔內(nèi)部，增壓裝置外殼與增壓活塞下端之間設(shè)置增壓活塞下腔，增壓活塞下腔連通進氣口和增壓燃氣出口，增壓燃氣出口與進氣通道連通。
[0032]第一壓電控制部分包括第一壓電元件和第一控制閥。第一壓電元件安裝在控制裝置外殼內(nèi)部，第一壓電元件下方設(shè)置第一金屬墊片，第一變換活塞卡在第一金屬墊片上，第一變換活塞及其下方的第一控制閥壓在第一控制閥復(fù)位彈簧上，第一控制閥安裝在第一控制閥座內(nèi)部，第一控制閥復(fù)位彈簧下端支撐在第一控制閥復(fù)位彈簧座上，第二壓電控制部分的安裝方式和第一壓電控制部分的安裝方式相同。
[0033]第一控制閥設(shè)置上密封錐面，第一控制閥復(fù)位彈簧座與第一控制閥座之間形成第一控制閥油腔，第一控制閥復(fù)位彈簧座與第一控制閥座之間采用定位銷定位;第二控制閥設(shè)置上密封錐面和下密封錐面，第二控制閥復(fù)位彈簧座與第二控制閥座之間形成第二控制閥油腔，第二控制閥座上開有第二進油口，第二控制閥復(fù)位彈簧座上開有第二泄油口。
[0034]燃油噴嘴部分包括第一針閥。針閥底座和第一針閥之間設(shè)置第一針閥復(fù)位彈簧，第一針閥復(fù)位彈簧上端頂在針閥帽上，第一針閥復(fù)位彈簧下端壓在第一針閥上，第一針閥與噴射裝置外殼之間形成控制腔，第一針閥與針閥底座之間形成盛油槽。
[0035]燃氣噴嘴部分包括限位桿和第二針閥。限位桿下端套在第二針閥內(nèi)部，第二針閥復(fù)位彈簧套在限位桿外端，第二針閥復(fù)位彈簧下端支撐在第二針閥上，限位桿與第二針閥沿軸線設(shè)置中心油道，中心油道連通第二控制閥油腔與針閥腔，第二針閥與噴射裝置外殼之間形成針閥腔，第二針閥與針閥底座之間形成承壓槽，針閥底座和第二針閥之間設(shè)置環(huán)形密封帶，密封帶與第四進油口相連。
[0036]控制腔與回油口連通，回油口通過第一控制閥的上密封錐面與第一控制閥油腔連通，第一控制閥油腔和第一泄油口連通;第二進油口通過第二控制閥的上密封錐面和第二控制閥油腔連通，第二控制閥油腔與中心油道、針閥腔連通，第二控制閥油腔通過第二控制閥的下密封錐面與第二泄油口連通。
【主權(quán)項】
1.組合式非增壓燃油-增壓燃氣雙壓電混合燃料噴射裝置，其特征是:燃氣增壓部分、包括控制裝置外殼、噴射裝置外殼、針閥底座、第一壓電部分和第二壓電部分，控制裝置外殼安裝在噴射裝置外殼里，針閥底座安裝在噴射裝置外殼下方，控制裝置外殼里設(shè)置進油油道和進氣通道，噴射裝置外殼上設(shè)置第一泄油口和第二泄油口，針閥底座包括第一底座和第二底座； 所述燃氣增壓部分包括增壓裝置外殼、增壓控制閥、增壓電磁閥線圈，增壓銜鐵、增壓控制閥復(fù)位彈簧、增壓控制閥復(fù)位彈簧座、增壓控制閥底座、增壓活塞、單向閥，增壓裝置外殼安裝在控制裝置外殼上方，增壓裝置外殼上設(shè)置增壓油進油口、增壓油泄油口、進氣口，增壓電磁閥線圈安裝在增壓裝置外殼里，增壓銜鐵位于增壓電磁閥線圈下方，增壓控制閥的上端通過止動環(huán)卡在增壓銜鐵上，增壓控制閥的下端穿過增壓銜鐵下方的增壓控制閥復(fù)位彈簧座壓在增壓控制閥底座上，增壓控制閥上設(shè)置上密封錐面和下密封錐面，增壓控制閥復(fù)位彈簧座和增壓控制閥底座之間形成增壓控制閥油腔，增壓油進油口通過增壓控制閥的下密封錐面與增壓控制閥油腔連通，增壓控制閥油腔通過增壓控制閥的上密封錐面與增壓油泄油口連通，增壓控制閥底座開有增壓控制閥泄油口，增壓活塞設(shè)置在增壓控制閥底座的下方，增壓控制閥底座與增壓活塞之間形成增壓活塞上腔，增壓活塞上腔和增壓控制閥油腔連通，增壓裝置外殼與增壓活塞中部之間形成增壓活塞復(fù)位彈簧腔，增壓活塞復(fù)位彈簧套于增壓活塞上并位于增壓活塞復(fù)位彈簧腔內(nèi)部，增壓裝置外殼與增壓活塞下端之間設(shè)置增壓活塞下腔，單向閥安裝在增壓裝置外殼里，單向閥的進口與進氣口相連通，單向閥的出口連通增壓活塞下腔，增壓活塞下腔下方設(shè)置增壓燃氣出口，增壓燃氣出口連通進氣通道； 所述第一壓電部分包括第一壓電元件、第一變換活塞、第一控制閥、第一控制閥座、第一控制閥復(fù)位彈簧、第一控制閥復(fù)位彈簧座、第一針閥、第一針閥復(fù)位彈簧，第一壓電元件安裝在控制裝置外殼里，第一壓電元件下方設(shè)置第一金屬墊片，第一變換活塞卡在第一金屬墊片上，第一變換活塞下方設(shè)置第一控制閥，第一控制閥壓在第一控制閥復(fù)位彈簧上且第一控制閥位于第一控制閥座內(nèi)部，第一控制閥復(fù)位彈簧下端支撐在第一控制閥復(fù)位彈簧座上，第一控制閥上設(shè)置上密封錐面，第一控制閥復(fù)位彈簧座與第一控制閥座之間形成第一控制閥油腔，第一控制閥與第一控制閥座之間形成回油腔，第一控制閥油腔連通第一泄油口，第一針閥安裝在第一底座里，第一針閥的上端與噴射裝置外殼之間形成控制腔，控制腔通過第一進油口連通進油油道并通過回油口連通回油腔，第一針閥復(fù)位彈簧套于第一針閥上，第一針閥復(fù)位彈簧的頂端支撐在針閥帽上，針閥帽位于第一底座里并位于噴射裝置外殼下方，第一針閥復(fù)位彈簧的下端支撐在第一針閥上，第一針閥與第一底座之間形成盛油槽，盛油槽通過第三進油口連通進油油道； 所述第二壓電部分包括第二壓電元件、第二變換活塞、第二控制閥、第二控制閥座、第二控制閥復(fù)位彈簧、第二控制閥復(fù)位彈簧座、第二針閥、第二針閥復(fù)位彈簧、限位桿，第二壓電元件安裝在控制裝置外殼里，第二壓電元件下方設(shè)置第二金屬墊片，第二變換活塞卡在第二金屬墊片上，第二變換活塞下方設(shè)置第二控制閥，第二控制閥壓在第二控制閥復(fù)位彈簧上且第二控制閥位于第二控制閥座內(nèi)部，第二控制閥復(fù)位彈簧下端支撐在第二控制閥復(fù)位彈簧座上，第二控制閥上設(shè)置上密封錐面和下密封錐面，第二控制閥復(fù)位彈簧座與第二控制閥座之間形成第二控制閥油腔，第二控制閥與其下方的第二控制閥復(fù)位彈簧座之間形成泄油腔，第二控制閥與第二控制閥座之間形成進油腔，進油腔通過第二進油口連通進油油道，泄油腔連通第二泄油口，限位桿安裝在第二控制閥復(fù)位彈簧座下方，限位桿下端套在第二針閥內(nèi)部，第二針閥安裝在第二底座里，第二針閥復(fù)位彈簧套在限位桿外部，第二針閥復(fù)位彈簧下端支撐在第二針閥上，限位桿與第二針閥沿軸線設(shè)置中心油道，限位桿與第二針閥之間形成針閥腔，中心油道分別連通第二控制閥油腔和針閥腔，第二針閥與第二底座之間分別形成環(huán)形密封帶和承壓槽，環(huán)形密封帶通過第四進油口連通進油油道，承壓槽連通進氣通道。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式非增壓燃油-增壓燃氣雙壓電混合燃料噴射裝置，其特征是:第一壓電元件通電時，第一壓電元件伸長，第一控制閥克服第一控制閥復(fù)位彈簧的彈簧力向下運動，回油口與回油腔連通，燃油從控制腔通過回油口、第一控制閥油腔泄入第一泄油口中，控制腔內(nèi)燃油壓力降低，盛油槽中作用在第一針閥錐面上的燃油，克服第一針閥復(fù)位彈簧的彈簧力將第一針閥頂起，燃油噴射;第一壓電元件斷電時，第一控制閥復(fù)位彈簧將第一控制閥的上密封面壓在第一控制閥座上，第一控制閥油腔與回油口斷開，控制腔和盛油槽中的燃油壓力相同，第一針閥在第一針閥復(fù)位彈簧的作用下壓向第一底座，燃油不噴射。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合式非增壓燃油-增壓燃氣雙壓電混合燃料噴射裝置，其特征是:第二壓電元件通電時，第二壓電元件伸長，第二控制閥克服第二控制閥復(fù)位彈簧的彈簧力和第二控制閥油腔內(nèi)燃油的液壓力向下運動，第二控制閥的下密封面壓在第二控制閥復(fù)位彈簧座上，第二控制閥油腔與第二泄油口斷開，第二控制閥油腔與第二進油口連通，燃油從進油油道通過第二進油口、第二控制閥油腔、中心油道進入針閥腔中，燃油作用在第二針閥端面上，克服第二針閥復(fù)位彈簧的彈簧力將第二針閥頂起，燃氣噴射;第二壓電元件斷電時，第二控制閥復(fù)位彈簧將第二控制閥的上密封面壓在第二控制閥座上，第二控制閥油腔與第二進油口斷開，第二控制閥油腔與第二泄油口連通，針閥腔中的燃油通過中心油道、第二控制閥油腔泄入第二泄油口中，針閥腔內(nèi)壓力降低，第二控制閥復(fù)位彈簧將第二針閥壓向第二底座，燃氣不噴射。
【文檔編號】F02M51/06GK205714518SQ201620338785
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】范立云, 彭懷利, 費紅姿, 董全, 董曉露, 宋恩哲, 石勇
【申請人】哈爾濱工程大學(xué)