CN104989569A - 一种发动机双燃料同时喷射喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明是一种发动机双燃料同时喷射喷嘴，该喷嘴由针阀1、针阀体2组成，针阀1和针阀体2是一对由滑阀和锥面单向阀组合的偶件，针阀体2下端面中心凸面上布置主喷孔24，针阀1与针阀体2组成的锥阀开启，控制中心油腔内的主燃料从主喷孔24喷出，实现主燃料的喷射；针阀体2下端面圆周方向均布副喷孔26，针阀1与针阀体2组成的滑阀，连通针阀体2上的倾斜副油道和辅助油道，副燃料经副喷孔26喷出，实现副燃料的喷射；在复位弹簧4的弹簧力作用下，针阀1关闭双燃料喷射，针阀体2通过锁紧螺母3与喷油器体连接。

Description

一种发动机双燃料同时喷射喷嘴

一、技术领域

  本发明涉及发动机双燃料缸内直喷装置，具体是一种发动机双燃料同时喷射喷嘴，属于发动机燃料喷射技术。

二、背景技术

  随着发动机排放法规日益严格，代用燃料和柴油或汽油组成的双燃料发动机能显著地降低排放，保持发动机的动力性能，减少对石油的依赖性；双燃料发动机有两种形式：一种是既可用代用燃料又可用石油燃料的发动机，这种发动机工作时仍是使用单一燃料；另一种是代用燃料和石油燃料混合燃料的发动机，这种发动机工作时仍是使用含有双燃料的混合物。双燃料发动机在原有发动机基本结构改变不大的条件下，有效地解决能源短缺和排放超标的问题，成为发动机技术的发展趋势。

  双燃料发动机目前广泛采用燃料混合方式，按照压燃或点燃方式进行燃烧，尽管燃烧效果明面提高，但是由于燃料的物理特性各不相同，混合燃料在实际燃烧效果不是很理想，迫切需要实现真正的双燃料直接缸内燃烧，双燃料直接喷射喷嘴是其核心关键装置。传统的双料燃料喷射采用两个喷油器控制喷射的方式，这种方式的不足之处有：1)在结构空间上，布置两个喷油器所需的空间较大，气缸盖上无法满足其空间要求；2)在喷射控制上，难以保证喷射时刻和喷射持续期完全相同，需要对喷油器进行复杂标定和修正；尽管采用了电控喷油器可以实现喷射精确性，还是不能保证喷射的一致性。

  目前双燃料喷嘴主要用于锅炉及航空发动机上，多数以低压力和多组喷射实现，如燃气轮机双燃料喷嘴，采用倾斜气孔气体燃料旋流结构，在气体流道中产生预旋气流，使裂解气与空气能更好地掺混燃烧。大型锅炉的‘Y’型燃油器也是一种内混式双流体喷嘴，通过增加混合室的混合空间提高‘Y’型燃油器的性能。

  当双燃料喷射喷嘴用于缸内直喷压燃式发动机时，要满足两种燃料同时喷入气缸的条件，需要针阀同时控制两种燃料喷射，燃料经过针阀体上各自的喷孔喷入气缸，才能在缸内形成双燃料燃烧，因此针阀结构和针阀体喷孔布置需要新的设计。

三、发明内容

  本发明的目的是解决以上技术问题，填补发动机双气体燃料喷射装置的空白，本发明是这样实现的：发动机双燃料同时喷射喷嘴由针阀、针阀体组成，针阀和针阀体是一对由滑阀和锥面单向阀组合的偶件，实现双燃料的喷射动作。针阀体下端面中心凸面上布置主喷孔，针阀与针阀体组成的锥阀开启，控制中心油腔内的主燃料从主喷孔喷出，实现主燃料的喷射；针阀体下端面圆周方向均布副喷孔，针阀与针阀体组成的滑阀，连通针阀体上的倾斜副油道和辅助油道，副燃料经副喷孔喷出，实现副燃料的喷射。

四、附图说明

  图1为双燃料同时喷射喷嘴

  图2为针阀结构图

  图3为针阀体结构图

五、具体实施方式

  发动机双燃料同时喷射喷嘴由针阀1、针阀体2组成，如附图1所示。针阀1位于针阀体2的中心油腔内，在复位弹簧4弹簧力作用下，实现针阀1的锥面与针阀体2内锥面座密封，针阀1的滑阀关闭针阀体2倾斜副油道，使主喷孔24和副喷孔26不能喷射两种燃料，针阀体2通过锁紧螺母3与喷油器体连接。

  针阀1由锥面11、针阀杆12、第一上密封槽131、第二上密封槽132、辅助油槽14、第一下密封槽151、第二下密封槽152组成，如附图2所示。锥面11在针阀杆12下端，锥面11的锥角为59°，针阀杆12位于针阀体2的中心孔内，在针阀1运动时起导向作用，保证锥面密封良好；辅助油槽14是针阀杆12中部圆柱表面的一个环形凹槽，与针阀体2中心油腔构成滑阀，针阀杆12圆柱面上部设置第一上密封槽131、第二上密封槽132，与针阀体2的内孔形成迷宫密封，针阀杆12外圆柱面下部布置第一下密封槽151、第二下密封槽152，与针阀体2的内孔形成迷宫密封。

  针阀体2由锥面座21、针阀体22、倾斜主油道23、主喷孔24、小压力室25、副喷孔26、辅助油道27、倾斜副油道28、环形油槽29组成，如附图3所示。针阀体2的上端面一侧布置主环形油槽291，主环形油槽291内60°间隔布置第一倾斜主油道231，第二倾斜主油道232、第三倾斜主油道233，三个倾斜主油道的下端与针阀体2的中心油腔相通，锥面座21位于针阀体2中心油腔下端，其锥角为60°，针阀体2的中心油腔通过锥面座21与小压力室25相通，针阀体2下端面中心凸面上布置主喷孔24，与小压力室25相通；针阀体2的上端面另一侧布置副环形油槽292，副环形油槽292内60°间隔布置第一倾斜副油道281，第二倾斜副油道282、第三倾斜副油道283，三个倾斜副油道的下端与针阀体2的中心孔油腔相通，第一辅助油道271，第二辅助油道272、第三辅助油道273、第四辅助油道274、第五辅助油道275、第六辅助油道276、第七辅助油道277、第八辅助油道278的上端与针阀体2的中心孔相通，八个辅助油道的下端与针阀体2下端面相通，形成圆周均布的副喷孔26。

  针阀1在复位弹簧4的弹簧力作用下，实现了针阀1的锥面与针阀体2的锥面座良好密封，并使针阀1滑阀关闭针阀体2的倾斜副油道28下端口，这样使主燃料不能进入小压力室、副燃料不能流入辅助油道，针阀体2上的主喷孔24和副喷孔26没有燃料喷出；当主燃料压力大于针阀1的弹簧预紧力时，针阀1被抬起，主燃料经过锥面进入小压力室，再从主喷孔24喷出，实现主燃料的喷射，针阀1的辅助油槽14连通针阀体2的倾斜副油道28，倾斜副油道内的燃料经过针阀1辅助油槽14，进入针阀体2的八个辅助油道27，再经针阀体2下端面均布的副喷孔26喷出，实现副燃料的喷射。

Claims (2)

1.一种发动机双燃料同时喷射喷嘴，其特征是针阀(1)和针阀体(2)是一对由滑阀和锥面单向阀组合的偶件，实现双燃料的喷射，针阀体(2)下端面中心凸面上布置主喷孔(24)，针阀(1)与针阀体(2)组成的锥阀开启，控制中心油腔内的主燃料从主喷孔(24)喷出，实现主燃料的喷射；针阀体(2)下端面圆周方向均布副喷孔(26)，针阀(1)与针阀体(2)组成的滑阀，连通针阀体(2)上的倾斜副油道和辅助油道，副燃料经副喷孔(26)喷出，实现副燃料的喷射。

2.如权利要求1所述的一种发动机双燃料同时喷射喷嘴，其特征在于针阀体(2)的副燃料油道结构，针阀体(2)的上端面一侧布置副环形油槽(292)，副环形油槽(292)内60°间隔布置第一倾斜副油道(281)，第二倾斜副油道(282)、第三倾斜副油道(283)，三个倾斜副油道的下端与针阀体(2)的中心孔相通，第一辅助油道(271)，第二辅助油道(272)、第三辅助油道(273)、第四辅助油道(274)、第五辅助油道(275)、第六辅助油道(276)、第七辅助油道(277)、第八辅助油道(278)的上端与针阀体(2)的中心油腔相通，八个辅助油道的下端与针阀体(2)下端面相通，形成圆周均布的副喷孔(26)。