阅读说明：本技术 一种直喷式液压控制气体燃料喷射器 (Direct injection type hydraulic control gas fuel injector ) 是由 高文志 李勇 叶奕翔 曹兴达 于 2020-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种直喷式液压控制气体燃料喷射器,包括与供气系统相连接的喷射器,所述喷射器包括喷射器上体和喷射器下体,喷射器上体一侧与喷射器下体螺纹连接,另一侧设置有气体管路接口和液压油路接口,喷射器下体内设置有液压腔体,以及与液压腔体相抵并穿出喷射器下体端部的针阀体,喷射器上体由气体管路接口设置有穿过喷射器上体、液压腔体和针阀体并连通至针阀体内针阀孔的气体通道,喷射器上体由液压油路接口设置有连通喷射器上体和液压腔体并连通至液压腔的液压油道。本发明旨在提供一种加工方便,适用性强的液力控制气体燃料喷射器,用于气体燃料缸内直喷发动机。(The invention discloses a direct injection type hydraulic control gas fuel injector, which comprises an injector connected with a gas supply system, wherein the injector comprises an injector upper body and an injector lower body, one side of the injector upper body is in threaded connection with the injector lower body, the other side of the injector upper body is provided with a gas pipeline interface and a hydraulic oil way interface, a hydraulic cavity is arranged in the injector lower body, and a needle valve body which is abutted against the hydraulic cavity and penetrates through the end part of the injector lower body, a gas channel which penetrates through the injector upper body, the hydraulic cavity and the needle valve body and is communicated to a needle valve hole in the needle valve body is arranged on the injector upper body through the gas pipeline interface, and a hydraulic oil channel which is communicated with the injector upper body and the hydraulic cavity and is. The invention aims to provide a hydraulic control gas fuel injector which is convenient to process and high in applicability and is used for a direct injection engine in a gas fuel cylinder.)

一种直喷式液压控制气体燃料喷射器

技术领域

本发明涉及内燃机喷射系统技术领域，尤其涉及一种直喷式液压控制气体燃料喷射器。

背景技术

由于石油是储量有限的不可再生资源，我国石油资源严重依赖进口，存在很大的能源安全隐患。另外，全球变暖与环境污染等社会问题也越来越突出。面对二氧化碳排放与能源安全的双重挑战，选择一种低碳可再生燃料至关重要。氢能作为一种理想的可再生能源，可以用核能或太阳能等一次性能源将水直接分解获得。氢燃料发动机理论上无CO2、HC和CO排放，燃烧产物清洁。氢气的热值为141.6MJ/kg，汽油的热值为47.3MJ/kg，与其他内燃机燃料比较，氢气具有很好的热量与质量传递特性，燃烧时火焰传播速度快，所需的点火能量低，点火能量约为汽油空气混合气的1/10。氢气具有宽广的可燃混合气浓度范围，在体积分数为4％的稀薄情况下即可燃烧，有稀薄燃烧的优势。因此，世界多个国家纷纷把氢气作为一种非常有潜力的内燃机代用燃料进行研究与开发。

根据燃料喷射位置的不同，氢内燃机主要有缸外喷射式和缸内直喷式两种。缸外喷射式结构简单，与传统的气体燃料内燃机结构相似，目前国际上推出的大部分氢燃料内燃机都属于这种形式。然而，由于氢气的密度低，缸外喷射的氢气必然要占据较大的气缸容积，在理论混合比状态下，氢气约占1/3的气缸容积。这导致缸外喷射式氢内燃机比汽油机的功率降低大约15％。

缸内直喷式氢内燃机，由于氢气占据气缸容积减小，且可通过多次燃料喷射实现缸内浓度分层，优化燃烧，从而保证发动机较高的热效率和功率。在同排量下缸内直喷氢气内燃机的功率比缸外喷射式可增加20％以上。因此，缸内直喷作为一种高效的氢气供给方式，以其热效率高、升功率大、不易出现回火等优点成为国际上公认的未来发展方向。然而，直喷氢气的喷射器技术却成为缸内直喷氢气发动机工程应用的瓶颈问题，目前氢气缸内直喷喷射器还处于研究阶段，没有成熟的产品。与缸内直喷氢气相似，其他气体燃料如天然气、石油气等缸内直喷也面临着同样的瓶颈问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，旨在提供一种加工方便，适用性强的液力控制气体燃料喷射器，用于气体燃料缸内直喷发动机。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种直喷式液压控制气体燃料喷射器，包括与供气系统相连接的喷射器，所述喷射器包括喷射器上体和喷射器下体，喷射器上体一侧与喷射器下体螺纹连接，另一侧设置有气体管路接口和液压油路接口，喷射器下体内设置有液压腔体，以及与液压腔体相抵并穿出喷射器下体端部的针阀体，喷射器上体由气体管路接口设置有穿过喷射器上体、液压腔体和针阀体并连通至针阀体内针阀孔的气体通道，喷射器上体由液压油路接口设置有连通喷射器上体和液压腔体并连通至液压腔的液压油道；

所述喷射器上体内开设有与液压腔相连通的压缩腔，压缩腔与液压腔之间夹设有具有通孔的限位块，压缩腔内设置有与限位块相抵住的弹簧座，弹簧座与压缩腔内壁之间设置有复位弹簧；所述针阀体的针阀孔内设置有穿过液压腔与弹簧座相抵住的阀针；所述阀针在液压腔内的针阀杆部设置有位于液压油道与液压腔连通处与限位块之间，与液压腔内壁滑动配合的针阀活塞，针阀杆部与阀针孔之间形成环形的过油间隙，阀针的顶端具有堵住针阀体端部喷孔的密封锥面。

进一步的，所述喷射器上体设置有与压缩腔相连通的回油道。

进一步的，所述液压腔内设置有由液压油道与液压腔连通处一侧凸出顶住针阀活塞的凸台。

进一步的，所述弹簧座设置有与阀针的端部相插合的插孔。

进一步的，所述压缩腔与复位弹簧相抵的一端设置有垫片。

进一步的，所述喷射器下体的端部固定设置有套设在针阀体外的铜垫片。

进一步的，所述喷射器上体外设置有与内燃机密封连接的密封圈。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明可以应用于所有气体燃料的缸内直喷技术，响应速度快，可通过液压控制技术来精确控制喷射时刻和喷射持续时间，利用液压油对针阀需长期滑动摩擦的部位进行润滑，润滑效果好，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中针阀的结构示意图；

图3为本发明中针阀体与喷射器下体的放大结构示意图；

图4为本发明中实施例的液压控制方式示意图。

附图标记说明：

1-气体管路接口，2-气体通道，3-喷射器上体，4-回油道，5-密封圈，6-垫片，7-复位弹簧，8-弹簧座，9-限位块，10-针阀，11-液压腔体，12-喷射器下体，13-铜垫片，14-针阀体，15-液压腔，16-喷孔，17-液压油道，18-液压油路接口，19-针阀孔，20-压缩腔，21-液压油泵，22-限压阀，23-电磁阀，24-气体供应系统，25-稳压腔，26-输油管路，27-输气管路，101-针阀活塞，102-针阀杆部，103-密封锥面，151-凸台。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图3所示，一种直喷式液压控制气体燃料喷射器，包括与供气系统相连接的喷射器，所述喷射器包括喷射器上体3和喷射器下体12，喷射器上体3一侧与喷射器下体12螺纹连接，另一侧设置有气体管路接口1和液压油路接口18，喷射器下体12内设置有液压腔体11，以及与液压腔体11相抵并穿出喷射器下体12端部的针阀体14，喷射器上体3由气体管路接口1设置有穿过喷射器上体3、液压腔体11和针阀体14并连通至针阀体14内针阀孔19的气体通道2，喷射器上体3由液压油路接口18设置有连通喷射器上体3和液压腔体11并连通至液压腔15的液压油道17；

所述喷射器上体3内开设有与液压腔15相连通的压缩腔20，压缩腔20与液压腔15之间夹设有具有通孔的限位块9，压缩腔20内设置有与限位块9相抵住的弹簧座8，弹簧座8与压缩腔20内壁之间设置有复位弹簧7；所述针阀体14的针阀孔19内设置有穿过液压腔15与弹簧座8相抵住的阀针10；所述阀针10在液压腔15内的针阀杆部102设置有位于液压油道17与液压腔15连通处与限位块9之间，与液压腔15内壁滑动配合的针阀活塞101，针阀杆部102与阀针孔19之间形成环形的过油间隙，阀针10的顶端具有堵住针阀体14端部喷孔16的密封锥面103；所述压缩腔20与复位弹簧7相抵的一端设置有预防压缩腔20磨损的垫片6；所述喷射器下体12的端部固定设置有套设在针阀体14外的铜垫片13；所述喷射器上体3外设置有与内燃机密封连接的密封圈5。

如图4所示，本发明通过液压控制系统来控制喷射器。当喷射器工作时，液压油泵21将液压油泵入到稳压腔25中，当稳压腔25中的油压达到设定的压力后限压阀22打开，稳压腔25中的油流到油箱，以保持稳压腔25中具有恒定的设定压力。开始喷射时，ECU发出控制信号，关闭电磁阀23，稳压腔25内的高压油通过输油管道26进入喷射器上体3的液压油道17中，然后注入喷射器下体12的液压腔15中，液压油由液压油道17与液压腔15连通处进入液压腔15，利用油压挤压针阀活塞101，使针阀10底部推动弹簧座8克服复位弹簧7的弹力将针阀10顶起，从而让气体通道2和喷孔16连通，气体燃料从气体供应系统24喷入发动机的燃烧室。喷射结束时，ECU控制开启电磁阀23，使另一段输油管道26和液压油箱接通，液压腔15中的液压油压力迅速下降，针阀10在复位弹簧7的作用下复原，使弹簧座8朝向限位块9移动并靠近限位块9，由针阀10端部的密封锥面103堵住喷孔16，喷射结束。本发明也可通过现有技术中其他液压控制系统来控制喷射。

其中，所述喷射器上体3设置有与压缩腔20相连通的回油道4，回油道4可用于将液压腔15内，由针阀活塞101与液压腔15内壁之间间隙渗出，并透过限位块9的通孔流入压缩腔20的液压油进一步卸流到回油道4中，避免液压油充满压缩腔20后影响复位弹簧7伸缩。

其中，所述液压腔15内设置有由液压油道17与液压腔连通处一侧凸出顶住针阀活塞101的凸台151，凸台151可预先起到顶住针阀活塞101的作用，使针阀活塞101与液压腔15内壁之间具有便于让液压油流入的空间，提高针阀活塞101的灵敏度，便于精准控制喷射时刻和喷射持续时间。

其中，所述弹簧座8设置有与阀针10的端部相插合的插孔，使弹簧座8与阀针10之间更稳固的抵住。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。