專利名稱：電控雙燃料噴嘴總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及可燃?xì)怏w通過柴油引燃(雙燃料或稱摻和燃燒)內(nèi)燃機(jī)的電控燃料供應(yīng)系統(tǒng)，特別是涉及一種電控雙燃料噴嘴總成及其工作方法。
背景技術(shù)：
隨著汽車尾氣排放法規(guī)的不斷嚴(yán)格及石油能源的日益緊缺，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展面臨提高升功率性能、降低燃料消耗率、尾氣排放等挑戰(zhàn)日益緊迫。面對節(jié)能和環(huán)保兩方面的嚴(yán)峻形勢，為保護(hù)人類生存環(huán)境、合理利用資源，世界各國除了相繼制訂出嚴(yán)格的汽車尾氣排放法規(guī)外，開始著手內(nèi)燃機(jī)的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，致力于開發(fā)新型清潔能源，以期減少和控制汽車污染物的排放。其中可燃?xì)馊缫夯蜌?LPG)、壓縮天然氣(CNG)、液化天然氣(LNG)以其資源豐富、價格低廉、排放污染低的突出優(yōu)點(diǎn)倍受人們青睞，被認(rèn)為是很有發(fā)展前途的內(nèi)燃機(jī)代用燃料。由于內(nèi)燃機(jī)燃料供應(yīng)系統(tǒng)長期被國外發(fā)達(dá)國家所壟斷，特別是可燃?xì)夂筒裼蛽胶腿紵齼?nèi)燃機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)多依賴進(jìn)口。目前，缸內(nèi)直噴雙重燃料技術(shù)幾乎全部被Westport公所壟斷。國內(nèi)相關(guān)企事業(yè)單位尚在研發(fā)中。Westport公司的一種電控雙燃料噴嘴總成產(chǎn)品構(gòu)造。如圖I所示,其控制部份分別采用了柴油和天燃?xì)馔庵秒姶盆F和控制閥。其特征之一由于采用了外置電磁鐵和控制閥控制噴嘴閥芯，噴嘴閥芯響應(yīng)時間長，控制精度難以實(shí)施。特征之二 控制部份采用了氣體控制，由于氣體的可壓縮性，因此、影響了控制精度。之三因?yàn)椴捎昧送庵秒姶趴刂蒲b置，所需的驅(qū)動電流大。Westport公司的電控雙燃料噴嘴總成噴嘴部分構(gòu)造。如圖2所示，在噴嘴部份分別采用了柴油進(jìn)入軌道和燃?xì)廛壍肋M(jìn)入。制造精度要求高，目前國內(nèi)難以實(shí)施。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種以天燃?xì)鉃橹饕剂?，同時噴入少量柴油引燃天燃?xì)獾男滦捅阌谥圃斓碾p燃料內(nèi)混合電控噴嘴總成。該結(jié)構(gòu)是在天燃?xì)夂筒裼蛧娚溥^程中，為了提高燃料的工效，更方便引燃天燃?xì)?，采用了帶有混合室功能的噴嘴偶件。本?shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案電控雙燃料噴嘴總成，其特征在于其包括燃?xì)鈬姎馄鳌⒉裼蛧娪推骱突旌蠂娮炫技?所述燃?xì)鈬姎馄靼ㄈ細(xì)馔ǖ?、進(jìn)油通道、混合噴嘴閥芯、混合噴嘴閥體、燃?xì)庖簤罕壤y、燃?xì)庖簤弘姶砰y控制裝置和文丘里管燃?xì)鈬娍祝凰龌旌蠂娮扉y芯由燃?xì)庖簤弘姶砰y控制裝置控制；所述柴油噴油器包括柴油通道、分離式油嘴偶件、柴油比例閥和柴油電磁閥控制
裝置；[0011]所述混合噴嘴偶件包括設(shè)置在混合噴嘴閥芯和混合噴嘴閥體之間具有攪拌功能的混合室和噴嘴噴孔；燃?xì)鈬娍缀头蛛x式油嘴偶件噴孔均開口在所述混合室中。其進(jìn)一步特征在于所述混合噴嘴閥芯上設(shè)置有進(jìn)氣斜槽，所述混合室下方混合噴嘴閥體上設(shè)置有導(dǎo)向中孔。進(jìn)一步的所述混合噴嘴閥芯上端的燃?xì)庖簤罕壤y設(shè)置油壓室，利用油壓室內(nèi)的壓力來控制混合噴嘴閥芯，油壓室內(nèi)的混合噴嘴閥芯上端設(shè)置有噴嘴彈簧；所述燃?xì)庖簤罕壤y包括進(jìn)油量孔和回油量孔，所述進(jìn)油量孔和回油量孔與油壓室相通。所述燃?xì)怆姶砰y控制裝置包括燃?xì)怆姶盆F、燃?xì)庖簤嚎刂崎y、燃?xì)庖簤嚎刂崎y彈簧；所述柴油電磁閥控制裝置包括電磁鐵、控制閥、控制閥彈簧。所述燃?xì)庖簤弘姶砰y控制裝置和柴油電磁閥控制裝置為內(nèi)置式，分別設(shè)置在燃?xì)?噴氣器、柴油噴油器中。所述柴油噴油器采用分離式油嘴結(jié)構(gòu)，油嘴偶件與油嘴噴孔分別設(shè)置在不同部件上，它們之間通過油道連接。電控雙燃料噴嘴總成的工作方法，包括下述步驟(I)燃?xì)鈬娚淙細(xì)怆姶盆F通電，電磁鐵產(chǎn)生的吸力克服燃?xì)庖簤嚎刂崎y彈簧力，燃?xì)獗壤y工作，燃?xì)庖簤嚎刂崎y打開，混合噴嘴閥芯在壓力燃?xì)獾淖饔孟拢朔娮鞆椈闪ο蛏线\(yùn)動，混合噴嘴閥芯密封線脫離混合噴嘴閥體密封座面，氣體噴出；當(dāng)氣體在通過導(dǎo)向中孔時，在混合噴嘴閥芯上的進(jìn)氣斜槽的作用下迫使混合噴嘴閥芯旋轉(zhuǎn)。所述述大流量燃?xì)馐峭ㄟ^小流量的液壓油來控制，其控制過程如下(a)燃?xì)怆姶盆F未接通電源時，燃?xì)庖簤嚎刂崎y在彈簧力的作用下處于常閉狀態(tài)，液壓油通過進(jìn)油油道進(jìn)入燃?xì)庖簤罕壤y上的進(jìn)油量孔，混合噴嘴閥芯上部油壓室建立壓力，給混合噴嘴閥芯一個向下的壓力，噴嘴關(guān)閉；(b)當(dāng)燃?xì)怆姶盆F通電工作時，燃?xì)庖簤嚎刂崎y密封座面打開，進(jìn)油量孔及油壓室內(nèi)的液壓油通過燃?xì)獗壤y上的回油量孔回油，油壓室的壓力下降，混合噴嘴閥芯在壓力燃?xì)獾淖饔孟?，克服作用在混合噴嘴閥芯上的噴嘴彈簧上的力，往上運(yùn)動，從噴嘴口噴出燃料。(2)柴油噴射電磁鐵通電，電磁鐵產(chǎn)生的吸力克服控制閥彈簧力，燃油液壓比例閥工作，燃油控制閥打開，油嘴閥芯在燃油壓力的作用下，克服油嘴彈簧向左運(yùn)動，油嘴閥芯密封線脫離油嘴閥體密封座面，柴油通過油道進(jìn)入油嘴噴孔噴入混合室。(3)柴油燃?xì)饣旌蠂娚洚?dāng)混合噴嘴閥芯上升后，液化或高壓燃?xì)庠谕ㄟ^文丘里噴孔后，噴入混合室內(nèi)，由于燃?xì)獾呐蛎?，燃?xì)饬魉僭黾?，混合噴嘴閥芯的旋轉(zhuǎn)速度得到提高，同時，進(jìn)入混合室內(nèi)的氣流也隨即改變運(yùn)動方向，由原來的直線氣流變成渦流氣流；在霧化柴油噴入過程中，不斷被渦流氣流沖擊攪拌，形成混合渦流氣流，從噴嘴噴孔中噴出。所述電控雙燃料噴嘴總成工作方式可以拆分為單獨(dú)的燃?xì)鈬娚淦骰虿裼蛧娚淦?br> 獨(dú)立工作。本實(shí)用新型工作原理如下[0029]原理一 1)液態(tài)或壓縮可燃?xì)饨?jīng)過縮孔口(文丘里管原理)膨脹，由于燃?xì)獾呐蛎?，燃?xì)饬魉僭黾樱?)當(dāng)燃?xì)鈿饬魍ㄟ^開有進(jìn)氣斜槽的混合噴嘴閥芯時，迫使混合噴嘴閥芯在燃?xì)鈿饬鞯淖饔孟滦D(zhuǎn)，同時，進(jìn)入混合室內(nèi)的氣流也隨即改變運(yùn)動方向，由原來的直線氣流、變成渦流氣流；在霧化柴油在噴入過程中，不斷被渦流氣流沖擊攪拌，形成混合渦流氣流，從噴嘴噴孔中噴出。原理二 利用小流量的液壓油通過比例閥來控制混合噴嘴閥芯的打開、關(guān)閉和潤滑燃?xì)鈬姎馄?。高壓燃油來控制和潤滑噴嘴總成，改變原可燃?xì)鈬娮斓目刂坪蜐櫥绞?。原理三燃?xì)夂筒裼头謩e采用了二個獨(dú)立的內(nèi)置電磁閥控制裝置，其混合比例可以根據(jù)發(fā)動機(jī)工況要求任意調(diào)整和設(shè)定。原理四增大油嘴體進(jìn)油槽容積，使其成為雙燃料混合室。同時利用液態(tài)或壓縮可燃?xì)庠诨旌鲜覂?nèi)膨脹，吸收熱量來降低噴嘴及發(fā)動機(jī)的溫度。原理五在噴嘴體混合室的下端增加了導(dǎo)向中孔，一可以提高混合噴嘴閥芯的定·位精度，~■可以提聞氣流的潤流氣流率。本實(shí)用新型具有下述優(yōu)點(diǎn)一、首先在混合噴嘴閥芯的導(dǎo)向進(jìn)氣部分開斜槽，當(dāng)電磁閥打開的瞬間，液態(tài)或高壓可燃?xì)怏w膨脹，產(chǎn)生高速氣流，當(dāng)氣流通過混合噴嘴閥芯進(jìn)氣斜槽時，迫使混合噴嘴閥芯旋轉(zhuǎn)，混合噴嘴閥芯在旋轉(zhuǎn)的過程中，同時，進(jìn)入混合室內(nèi)的氣流也隨即改變運(yùn)動方向，由原來的直線氣流、變成渦流氣流；在霧化柴油在噴入過程中，不斷被渦流氣流沖擊攪拌，形成混合渦流氣流，從噴嘴噴孔中噴出。其次，混合室設(shè)計(jì)在原來油嘴的進(jìn)油槽部位，更接近噴口，減少了管道內(nèi)的損耗，進(jìn)一步提升可燃?xì)怏w的流速，同時降低混合噴嘴閥芯的質(zhì)量，提高噴嘴總成的開啟和關(guān)閉速率，改善燃燒性能，使得總成結(jié)構(gòu)緊湊，方便在內(nèi)燃機(jī)上的安裝。二、利用小流量的液壓油來控制和潤滑燃?xì)鈬姎馄鞑糠?，改變原可燃?xì)鈬娮斓目刂坪蜐櫥绞?。I、利用液壓油通過比例閥，實(shí)施小流量來控制大流量氣體，可節(jié)省能耗，提高控制精度；2、利用電磁控制閥打開和關(guān)閉產(chǎn)生的脈沖壓力油，潤滑噴嘴偶件，改善噴嘴偶件之間的滑動性，提升混合噴嘴閥芯的運(yùn)動速率，提高氣流的流速，進(jìn)一步增強(qiáng)燃料的控制精度。滿足高速、多點(diǎn)噴射雙燃料發(fā)動機(jī)的需要。三、兩種燃料都有其獨(dú)立的內(nèi)置電磁鐵和控制閥控制。I、雙燃料的混合比例可以通過發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)(ECU)任意調(diào)整和設(shè)定，滿足發(fā)動機(jī)工況的需要，提高發(fā)動機(jī)的升功率性。2、由于采用了內(nèi)置電磁鐵和控制閥，使得控制系統(tǒng)更接近噴嘴，減輕了控制閥芯的質(zhì)量，縮短控制閥的開啟和關(guān)閉時間，提升整個電控噴嘴總成的速率。3、同時由于采用內(nèi)置電磁鐵和控制閥，減少能量損耗、降低燃料消耗率。四、混合室更接近噴嘴孔，利用液化或壓縮燃?xì)庠诨旌鲜覂?nèi)膨脹過程中、吸收熱量來降低噴嘴總成及發(fā)動機(jī)的溫度，改善發(fā)動機(jī)尾氣排放。

圖I是Westport公司電控雙燃料噴嘴總成產(chǎn)品構(gòu)造，圖中Diesel Needle一柴油閥芯，Gas Needle—燃?xì)忾y芯，Gas In —進(jìn)氣口，Diesel In —進(jìn)油口，Diesel Return—柴油回油口，Diesel Needle Solenoid Actuator一柴油閥芯電磁控制器，Gas NeedleSolenoid Actuator一氣體閥芯電磁控制器。圖2是Westport公司另一種電控雙燃料噴嘴總成噴嘴部分構(gòu)造，圖中NaturalGas Needle一天燃?xì)忾y芯，Diesel Needle一柴油閥芯。圖3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3 A-A首I]面不意圖；圖5為圖3中I區(qū)域局部放大圖；圖6為圖5 B-B首I]面不意圖；圖7為圖3中II區(qū)域局部放大圖； 圖8為分離式油嘴結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖3、4所示電控雙燃料噴嘴總成，其包括燃?xì)鈬姎馄?、柴油噴油器和混合噴嘴偶件；所述燃?xì)鈬姎馄靼ㄈ細(xì)馔ǖ?、進(jìn)油通道、混合噴嘴閥芯10、混合噴嘴閥體9、燃?xì)庖簤罕壤y14、燃?xì)庖簤弘姶砰y控制裝置和文丘里管燃?xì)鈬娍?5 ;所述混合噴嘴閥芯10由燃?xì)庖簤弘姶砰y控制裝置控制；所述柴油噴油器包括柴油通道、分離式油嘴偶件、柴油比例閥4和柴油電磁閥控制裝置； 所述混合噴嘴偶件包括設(shè)置在混合噴嘴閥芯10和混合噴嘴閥體9之間具有攪拌功能的混合室18和噴嘴噴孔；燃?xì)鈬娍?5和分離式油嘴偶件噴孔17均開口在所述混合室18中。如圖3、4、5、6所示所述混合噴嘴閥芯10上設(shè)置有進(jìn)氣斜槽20，如圖5所示所述混合室18下方混合噴嘴閥體9上設(shè)置有導(dǎo)向中孔19。如圖7所述混合噴嘴閥芯10上端的燃?xì)庖簤罕壤y14設(shè)置油壓室21，利用油壓室21內(nèi)的壓力來控制混合噴嘴閥芯10，油壓室21內(nèi)的混合噴嘴閥芯10上端設(shè)置有噴嘴彈簧8 ;所述燃?xì)庖簤罕壤y14包括進(jìn)油量孔22和回油量孔25，所述進(jìn)油量孔22和回油量孔25與油壓室21相通。所述燃?xì)怆姶砰y控制裝置包括燃?xì)怆姶盆F11、燃?xì)庖簤嚎刂崎y12、燃?xì)庖簤嚎刂崎y彈簧13 ;所述柴油電磁閥控制裝置包括電磁鐵I、控制閥3、控制閥彈簧2。所述燃?xì)庖簤弘姶趴刂蒲b置和柴油電磁閥控制裝置為內(nèi)置式，分別設(shè)置在燃?xì)鈬姎馄?、柴油噴油器中。如圖8所述柴油噴油器采用分離式油嘴結(jié)構(gòu)，油嘴偶件與油嘴噴孔17分別設(shè)置在不同部件上，它們之間通過油道16連接。電控雙燃料噴嘴總成的工作方法，包括下述步驟(I)燃?xì)鈬娚淙細(xì)怆姶盆F11通電，電磁鐵產(chǎn)生的吸力克服燃?xì)庖簤嚎刂崎y彈簧13力，燃?xì)庖簤罕壤y14工作，燃?xì)庖簤嚎刂崎y12打開，混合噴嘴閥芯10在壓力燃?xì)獾淖饔孟拢朔娮鞆椈?力向上運(yùn)動，混合噴嘴閥芯10密封線脫離混合噴嘴閥體9密封座面，氣體噴出；當(dāng)氣體在通過導(dǎo)向中孔19時，在混合噴嘴閥芯10上的進(jìn)氣斜槽20的作用下迫使混合噴嘴閥芯10旋轉(zhuǎn)。控制區(qū)利用原柴油發(fā)動機(jī)上的高壓柴油，改變高壓柴油的功能，便其成為控制和潤滑源，利用小流量的高壓柴油來控制大流量燃?xì)獾膰娚?。在燃?xì)庖簤罕壤y14上加工一個油壓室21，進(jìn)油量孔22和回油量孔25，進(jìn)油量孔22和回油量孔25的流量比例根據(jù)噴嘴總成的特性來定(一般回油量孔的流量是進(jìn)油量孔的流量I. 5倍左右)。所述述大流量燃?xì)馐峭ㄟ^小流量的包括高壓柴油的液壓油來控制，其控制過程如下(a)燃?xì)怆姶盆F11未接通電源時，燃?xì)庖簤嚎刂崎y12在彈簧力的作用下處于常閉狀態(tài)，液壓油通過進(jìn)油油道16進(jìn)入燃?xì)庖簤罕壤y14上的進(jìn)油量孔22，混合噴嘴閥芯10上部油壓室21建立壓力，給混合噴嘴閥芯10 —個向下的壓力，噴嘴關(guān)閉；(b)當(dāng)燃?xì)怆姶盆F11通電工作時，燃?xì)庖簤嚎刂崎y12密封座面打開，進(jìn)油量孔22及油壓室21內(nèi)的液壓油通過燃?xì)庖簤罕壤y12上的回油量孔25回油，油壓室21的壓力 下降，混合噴嘴閥芯10在壓力燃?xì)獾淖饔孟?，克服作用在混合噴嘴閥芯10上的噴嘴彈簧8上的力，往上運(yùn)動，從噴嘴口噴出燃料。上述的液壓油可以是低壓燃油，高壓燃油或潤滑油。(2)柴油噴射電磁鐵I通電，電磁鐵產(chǎn)生的吸力克服控制閥彈簧2力，燃油比例閥4工作，燃油控制閥3打開，油嘴閥芯7在燃油壓力的作用下，克服油嘴彈簧5力向左運(yùn)動，油嘴閥芯密封線脫離油嘴閥體6密封座面，柴油通過油道16進(jìn)入油嘴噴孔17噴入混合室。(3)柴油燃?xì)饣旌蠂娚洚?dāng)混合噴嘴閥芯10上升后，液化或高壓燃?xì)庠谕ㄟ^文丘里噴孔后，噴入混合室18內(nèi)，由于燃?xì)獾呐蛎?，燃?xì)饬魉僭黾?，混合噴嘴閥芯10的旋轉(zhuǎn)速度得到提高，同時，進(jìn)入混合室18內(nèi)的氣流也隨即改變運(yùn)動方向，由原來的直線氣流變成渦流氣流；在霧化柴油噴入過程中，不斷被渦流氣流沖擊攪拌，形成混合渦流氣流，從噴嘴噴孔中噴出。所述電控雙燃料噴嘴總成工作方式可以拆分為單獨(dú)的燃?xì)鈬娚淦骰虿裼蛧娚淦鳘?dú)立工作。
權(quán)利要求1.電控雙燃料噴嘴總成，其特征在于其包括燃?xì)鈬姎馄?、柴油噴油器和混合噴嘴偶件? 所述燃?xì)鈬姎馄靼ㄈ細(xì)馔ǖ?、進(jìn)油通道、混合噴嘴閥芯、混合噴嘴閥體、燃?xì)庖簤罕壤y、燃?xì)庖簤弘姶砰y控制裝置和文丘里管燃?xì)鈬娍?；所述混合噴嘴閥芯由燃?xì)庖簤弘姶砰y控制裝置控制； 所述柴油噴油器包括柴油通道、分離式油嘴偶件、柴油比例閥和柴油電磁閥控制裝置； 所述混合噴嘴偶件包括設(shè)置在混合噴嘴閥芯和混合噴嘴閥體之間具有攪拌功能的混合室和噴嘴噴孔；燃?xì)鈬娍缀头蛛x式油嘴偶件噴孔均開口在所述混合室中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電控雙燃料噴嘴總成，其特征在于所述混合噴嘴閥芯上設(shè)置有進(jìn)氣斜槽，所述混合室下方混合噴嘴閥體上設(shè)置有導(dǎo)向中孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電控雙燃料噴嘴總成，其特征在于所述混合噴嘴閥芯上端的燃?xì)庖簤罕壤y設(shè)置油壓室，利用油壓室內(nèi)的壓力來控制混合噴嘴閥芯，油壓室內(nèi)的混合噴嘴閥芯上端設(shè)置有噴嘴彈簧；所述燃?xì)庖簤罕壤y包括進(jìn)油量孔和回油量孔，所述進(jìn)油量孔和回油量孔與油壓室相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電控雙燃料噴嘴總成，其特征在于所述燃?xì)怆姶砰y控制裝置包括燃?xì)怆姶盆F、燃?xì)庖簤嚎刂崎y、燃?xì)庖簤嚎刂崎y彈簧；所述柴油電磁閥控制裝置包括電磁鐵、控制閥、控制閥彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的電控雙燃料噴嘴總成，其特征在于所述燃?xì)庖簤弘姶砰y控制裝置和柴油電磁閥控制裝置為內(nèi)置式，分別設(shè)置在燃?xì)鈬姎馄?、柴油噴油器中?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電控雙燃料噴嘴總成，其特征在于所述柴油噴油器采用分離式油嘴結(jié)構(gòu)，油嘴偶件與油嘴噴孔分別設(shè)置在不同部件上，它們之間通過油道連接。
專利摘要本實(shí)用新型公布了一種電控雙燃料噴嘴總成，包括燃?xì)鈬姎馄?、柴油噴油器和混合噴嘴偶件；燃?xì)鈬姎馄靼ㄈ細(xì)馔ǖ?、進(jìn)油通道、混合噴嘴閥芯、混合噴嘴閥體、燃?xì)庖簤罕壤y、燃?xì)庖簤弘姶砰y控制裝置和文丘里管燃?xì)鈬娍?；混合噴嘴閥芯由燃?xì)庖簤弘姶砰y控制裝置控制；混合噴嘴偶件包括設(shè)置在混合噴嘴閥芯和混合噴嘴閥體之間具有攪拌功能的混合室和噴嘴噴孔；燃?xì)鈬娍缀头蛛x式油嘴偶件噴孔均開口在所述混合室中。電控雙燃料噴嘴總成的工作方法，包括燃?xì)鈬娚洹⒉裼蛧娚浜筒裼腿細(xì)饣旌蠂娚淙N工作方式，實(shí)現(xiàn)了通過小流量液壓油控制大流量燃?xì)獾目刂七^程。本實(shí)用新型具有燃料控制精確、燃料消耗率低、油氣混合充分、結(jié)構(gòu)緊湊、加工方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F02M61/18GK202732187SQ20122036552
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者任一虎, 任好 申請人:任一虎, 任好