本發(fā)明屬于內(nèi)燃機(jī)電控，具體涉及一種用于壓燃式內(nèi)燃機(jī)的共軌式雙燃料噴油器及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、在內(nèi)燃機(jī)燃料應(yīng)用領(lǐng)域，有時(shí)候需要向缸內(nèi)噴射兩種理化性質(zhì)不同的燃料，比如在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)中，先噴入十六烷值較高的燃料，比如柴油或者生物柴油，再噴入十六烷值較低的燃料，比如甲醇、乙醇、液態(tài)氨、高壓天然氣或者高壓氫氣。比較簡(jiǎn)單的方法是分別利用兩種噴油器來噴射兩種燃料，但是其安裝工藝性較差，中小型內(nèi)燃機(jī)很難找到安裝兩個(gè)噴油器的位置。文獻(xiàn)(cn103814208a)公開了一種雙燃料噴射閥，用于噴射柴油和天然氣，其特點(diǎn)是利用了主針內(nèi)的第二可移動(dòng)針，同軸布置，實(shí)現(xiàn)兩路燃料的獨(dú)立控制和噴射，叫做hpdi技術(shù)。然而這種方案機(jī)構(gòu)十分復(fù)雜，噴油器體積龐大，可靠性差，成本高。因此如何提出一種與現(xiàn)有共軌式噴油器安裝方式接軌，并且機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，低成本的雙燃料噴油器，成了迫切的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本專利提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性性高的雙燃料噴油器，具體技術(shù)方案如下：

2、一種雙燃料噴油器，從下至上依次包括：噴射器主體，電磁鐵組件，與噴射器主體下端連接的緊帽，位于緊帽內(nèi)的針閥體，位于針閥體內(nèi)的針閥；所述噴射器主體包括一個(gè)中孔，中孔內(nèi)置挺桿針閥組件；還包括：

3、第一燃料通道a段，位于針閥中心線上的第一燃料通道d段，串接在第一燃料通道a段和第一燃料通道d段之間的進(jìn)油節(jié)流孔；

4、單向閥，針閥與針閥體之間間隙形成的第二燃料通道d段；

5、存油間隙，所述存油間隙在針閥頭部的外圍，以及密封環(huán)帶的上部，存油間隙的上游經(jīng)第二燃料通道d段與所述的單向閥連通；

6、位于針閥下部的若干個(gè)散布孔，其內(nèi)端口與第一燃料通道d段的下部連通，其外端口與所述的存油間隙的下部連通。

7、控制過程分為如下步驟：

8、步驟1：電磁鐵通電后，挺桿受控抬起；

9、步驟2：挺桿帶動(dòng)針閥上升做跟隨運(yùn)動(dòng)；

10、步驟3：電磁鐵斷電之后，挺桿帶動(dòng)針閥向下運(yùn)動(dòng)，最后針閥落座；針閥處于落座狀態(tài)時(shí)，第一燃料的供油壓力比第二燃料大，第一燃料依次通過第一燃料通道a段、進(jìn)油節(jié)流孔、第一燃料通道d段、散布孔，進(jìn)入存油間隙；在此過程中，原來存在存油間隙內(nèi)的第二燃料受到從散布孔出來的第一燃料的壓縮后退，沿著第二燃料通道d段、最終到達(dá)單向閥，由于單向閥的存在，第二燃料不會(huì)倒流出去，因此第二燃料壓力會(huì)上升，當(dāng)二者壓力相等時(shí)，第一燃料停止流出第一燃料散布孔，第一燃料燃料的體內(nèi)蓄積過程結(jié)束；此時(shí)第一燃料在存油間隙的蓄存量，正比于第一燃料與第二燃料的壓力差⊿p，以及包括存油間隙、第二燃料通道d段的蓄壓總?cè)莘ev，還與第二燃料的彈性模量成反比關(guān)系；

11、步驟4：第一燃料蓄積過程結(jié)束之后，針閥受控抬起，存油間隙內(nèi)的第一燃料，在自身蓄存壓力及第二燃料壓力的作用下，進(jìn)入壓力室，最后從噴孔噴出；當(dāng)?shù)谝蝗剂辖咏鼑娚渫陼r(shí)，針閥受控落座，第一燃料預(yù)噴射結(jié)束；

12、步驟5：短時(shí)間停頓，針閥再次受控抬起，此時(shí)存油間隙里的第一燃料量接近零，第二燃料依次經(jīng)過單向閥、第二燃料通道d段、存油間隙、壓力室，最后從噴孔噴出，開始第二燃料為主的主噴射過程；

13、步驟6：然后針閥受控落座，第二燃料噴射過程結(jié)束；第二燃料的噴射量取決與噴射時(shí)長(zhǎng)t和第二燃料的供油壓力p。

14、優(yōu)選方案一，還包括：噴射器主體的中孔與挺桿之間間隙形成的第一燃料通道b段、噴射器主體的中孔與連接套之間間隙形成的第一燃料通道c段、位于v型體側(cè)部的第二燃料通道a段、位于噴射器主體孔壁內(nèi)且從上至下貫通的第二燃料通道b段、在針閥體側(cè)部的第二燃料通道c段，位于單向閥與第二燃料通道d段之間的蓄壓腔；所述第一燃料通道a段、第一燃料通道b段、第一燃料通道c段、進(jìn)油節(jié)流孔、第一燃料通道d段、散布孔之間連通；所述蓄壓腔、第二燃料通道a段、第二燃料通道b段、第二燃料通道c段、第二燃料通道d段、存油間隙之間連通。

15、優(yōu)選方案二，所述的散布孔，是均布在所述針閥底部的6至10個(gè)孔，每個(gè)孔的直徑在0.15-0.4mm之間。

16、優(yōu)選方案三，所述控制閥組件包括：閥座，閥芯，銜鐵，銜鐵復(fù)位彈簧，銜鐵復(fù)位彈簧座，銜鐵支撐彈簧；所述閥座的密封面呈錐形，閥芯呈球型；所述閥座的中心，有一出油節(jié)流孔，其下端與一控制腔相通，還包括一閥座緊帽，將所述閥座壓接在一圓柱腔的內(nèi)部；閥座的底面，及所述挺桿的頂面，與所述挺桿套的內(nèi)圓柱面，三者包圍成所述的控制腔。

17、優(yōu)選方案四，所述電磁鐵組件包括：圓柱腔，回油口，線圈插座，線圈，靜鐵，電磁鐵緊帽，所述的電磁鐵緊帽將所述的電磁鐵壓接在圓柱腔中，所述回油口將噴油器流出的燃料釋放出去。

18、優(yōu)選方案五，所述挺桿針閥組件具體包括：挺桿，所述挺桿的上部，與一挺桿套的內(nèi)表面套接，保持動(dòng)密封配合狀態(tài)，挺桿的下面，是一針閥；在所述挺桿上，加工有溝槽，固定著一彈簧卡片，在挺桿套底面與彈簧卡片之間，有一挺桿彈簧，使挺桿作用著一個(gè)向下的彈簧力；所述針閥體末端為針閥座，所述針閥座包含一段內(nèi)圓錐面，所述針閥末端包含有兩外圓錐面，從上至下分別是第一外圓錐面和第二外圓錐面，第一外圓錐面的錐度小于第二外圓錐面，兩者相交形成密封環(huán)帶，當(dāng)針閥落座時(shí)，所述密封環(huán)帶與所述閥座的內(nèi)圓錐面密封，此時(shí)第一燃料或者第二燃料均不能從噴油器噴出；所述針閥座最下端為壓力室，壓力室上有噴孔；第一外圓錐面與內(nèi)圓錐面之間形成的間隙為存油間隙；所述散布孔內(nèi)端口連接第一燃料通道d段末端，其外端口連接存油間隙。

19、優(yōu)選方案六，在針閥下端部還有一個(gè)環(huán)槽，位于所述密封環(huán)帶的上部，構(gòu)成存油間隙的一部分與散布孔的外端口相通。

20、本專利相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

21、(一)傳統(tǒng)共軌式噴油器控制燃料噴射量的方法，是利用噴射壓力p和噴射時(shí)長(zhǎng)t，在此命名為pt法，t采用控制閥來控制，要實(shí)現(xiàn)雙燃料噴射，則需要兩個(gè)獨(dú)立的控制閥和噴射通道。

22、(二)本專利提出一種新的控制雙燃料其中一種燃料噴油量的方法，即利用兩種燃料的壓差⊿p，和可以包含蓄壓腔的蓄壓總?cè)莘ev來控制引燃用的第一燃料的噴射量，在此稱為pv法，不需要增設(shè)第二控制閥進(jìn)行獨(dú)立控制。只需要一個(gè)共用的控制閥就可以實(shí)現(xiàn)兩種燃料噴射量的控制，液路布置緊湊，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，噴油器體積小，可靠性高，成本低，與現(xiàn)有的共軌式噴油器安裝方式兼容，易于工程應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種雙燃料噴油器，從下至上依次包括：噴射器主體(46)，電磁鐵組件(1)，與噴射器主體下端連接的針閥體(5)，位于針閥體內(nèi)的針閥(4)；所述噴射器主體包括一個(gè)中孔，中孔內(nèi)置挺桿針閥組件；其特征在于，還包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙燃料噴油器，其特征在于，還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙燃料噴油器，其特征在于，所述的散布孔，是均布在所述針閥底部的6至10個(gè)孔，每個(gè)孔的直徑在0.15-0.4mm之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙燃料噴油器，其特征在于，所述控制閥組件包括：閥座(201)，閥芯(202)，銜鐵(203)，銜鐵復(fù)位彈簧(204)，銜鐵復(fù)位彈簧座(205)，銜鐵支撐彈簧(206)；所述閥座的密封面呈錐形，閥芯呈球型；所述閥座的中心，有一出油節(jié)流孔(207)，其下端與控制腔相通，還包括一閥座緊帽(208)，將所述閥座壓接在一圓柱腔的內(nèi)部；閥座的底面，及所述挺桿的頂面，與所述挺桿套的內(nèi)圓柱面，三者包圍成所述的控制腔。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙燃料噴油器，其特征在于，所述電磁鐵組件包括：圓柱腔壁(42)，回油口(101)，線圈插座(102)，線圈(103)，靜鐵(104)，電磁鐵緊帽(105)，所述的電磁鐵緊帽將所述的電磁鐵壓接在圓柱腔中，所述回油口將噴油器流出的燃料釋放出去。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙燃料噴油器，其特征在于，所述挺桿針閥組件具體包括：挺桿(15)，所述挺桿的上部，與一挺桿套(17)的內(nèi)表面套接，保持動(dòng)密封配合狀態(tài)，挺桿(15)的下面，是一針閥；

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任何一條所述一種雙燃料噴油器，其特征在于，在所述針閥下端部還有一環(huán)狀溝槽，位于所述密封環(huán)帶的上部，構(gòu)成存油間隙的一部分與散布孔的外端口相通。

8.對(duì)權(quán)利要求1所述一種雙燃料噴油器實(shí)時(shí)控制的一種雙燃料噴油器控制方法，其特征在于，第一燃料的供油壓力比第二燃料大；包括如下過程：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種雙燃料噴油器控制方法，其特征在于，驅(qū)動(dòng)脈沖通過線圈插座激活線圈進(jìn)而驅(qū)動(dòng)雙燃料噴射器，其驅(qū)動(dòng)波形由短脈沖、間隔和長(zhǎng)脈沖組成，在短脈沖期間，蓄積在存油間隙內(nèi)的第一燃料，在自身蓄存壓力及第二燃料壓力推出噴孔，形成引燃噴射，在長(zhǎng)脈沖期間，第二燃料直接從噴孔噴出，形成主噴射。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述一種雙燃料噴油器控制方法，其特征在于，所述第一燃料為柴油或者生物柴油，所述第二燃料為甲醇、乙醇或者液氨。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于內(nèi)燃機(jī)電控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙燃料噴油器及其控制方法。一種雙燃料噴油器，從下至上依次包括：噴射器主體，針閥體，第一燃料通道A段，位于針閥中心線上的第一燃料通道D段，串接在A段與D段之間的進(jìn)油節(jié)流孔，針閥與針閥體之間間隙形成的第二燃料通道D段，位于針閥下部的若干個(gè)散布孔，蓄壓腔，第二燃料單向閥。本專利相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：提出采用PV法實(shí)現(xiàn)第一燃料噴射量的控制，結(jié)合第二燃料的常規(guī)PT控制方法，只需要一個(gè)控制閥就可以實(shí)現(xiàn)兩種燃料噴射量的控制，液路布置緊湊，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，噴油器體積小，可靠性高，成本低，易于工程應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：崔愛武
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津秋實(shí)創(chuàng)新科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14