專利名稱：柴油/lpg雙燃料噴射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于壓燃式內(nèi)燃機(jī)如柴油機(jī)等的燃料噴射裝置，具體地指一種機(jī)械式的柴油/LPG雙燃料噴射器。
背景技術(shù)：
柴油機(jī)燃用LPG燃料(液化石油氣)，可以減少柴油機(jī)對大氣環(huán)境的污染，還可以改善柴油機(jī)的燃料結(jié)構(gòu)。在申請?zhí)枮?0229897.X和00202746.1的中國實(shí)用新型專利說明書中，描述了LPG燃料替代部分柴油、由進(jìn)氣管與空氣預(yù)混合進(jìn)入燃燒室、再由噴入缸內(nèi)的柴油點(diǎn)燃的設(shè)想。這種雙燃料方式的優(yōu)點(diǎn)是柴油機(jī)不需要結(jié)構(gòu)改動，但是存在著充量系數(shù)下降、功率下降、液化石油氣摻燒比例不高、高負(fù)荷時NOx排放較高和低負(fù)荷時HC排放較高等缺點(diǎn)。德國MAN公司在一臺分隔式燃燒室柴油機(jī)上采用兩個噴射器分別向缸內(nèi)噴射柴油和天然氣，以少量的柴油引燃天然氣燃料，較好地解決了上述自然吸氣預(yù)混合存在的缺點(diǎn)。但是采用兩個噴射器時，柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)需要作較大的改動。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是要提供一種柴油/LPG雙燃料噴射器，該噴射器利用柴油機(jī)原有的噴油泵提供壓力源，首先向缸內(nèi)噴射少量柴油作為引燃油，然后通過噴射器中的增壓泵提高LPG燃料的壓力，將LPG燃料噴入缸內(nèi)，從而能夠同時噴射柴油和LPG燃料。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的柴油/LPG雙燃料噴射器，包括有噴射器殼體、裝配在噴射器殼體頭部的柴油針閥和LPG針閥偶件、裝配在噴射器殼體中部的柴油針閥彈簧和LPG針閥彈簧、裝配在噴射器殼體尾部的LPG燃料增壓泵、以及安裝在LPG燃料增壓泵上部的兩位四通閥等部件。
所述的柴油針閥和LPG針閥偶件具有柴油針閥、LPG針閥、下針閥體和上針閥體，柴油針閥與LPG針閥的內(nèi)腔構(gòu)成一對偶件，LPG針閥的外圓柱表面與下針閥體構(gòu)成另一對偶件，LPG針閥上設(shè)有柴油通道，下針閥體和上針閥體上設(shè)有相通的柴油通道和LPG燃料通道。
所述的LPG針閥彈簧安裝在作為其支承座的上針閥體內(nèi)，緊貼LPG針閥的尾部。所述的柴油針閥彈簧通過連接在其兩端的上彈簧接頭和下彈簧接頭安裝在上彈簧座和下彈簧座之間。下彈簧接頭與柴油針閥之間設(shè)有針閥頂桿，柴油針閥彈簧通過下彈簧接頭、針閥頂桿作用在柴油針閥上。上彈簧座和下彈簧座上設(shè)置的柴油通道和LPG燃料通道分別與上針閥體上的柴油通道和LPG燃料通道相通。
所述的LPG燃料增壓泵具有增壓泵體和安裝在其內(nèi)的增壓泵活塞。增壓泵體裝配在上彈簧座的上部，增壓泵活塞將增壓泵體的內(nèi)腔分隔為增壓泵低壓腔和增壓泵增壓腔。增壓泵體上設(shè)置的柴油通道與上彈簧座上的柴油通道相通。增壓泵體上設(shè)置的LPG燃料通道同時與增壓泵增壓腔和上彈簧座上的LPG燃料通道相通。
所述的兩位四通閥具有閥體、安裝在閥體內(nèi)的滑閥和滑閥彈簧?；y的中間設(shè)有環(huán)狀淺槽，此環(huán)狀淺槽與閥體形成環(huán)狀空腔并將滑閥分成上下兩段。滑閥彈簧緊貼安裝在滑閥的下方。閥體上設(shè)置的柴油通道和LPG燃料通道分別與增壓泵體上的柴油通道和LPG燃料通道相通。閥體上還設(shè)有LPG燃料管接頭、高壓柴油管接頭、引燃柴油管接頭和柴油回油管接頭，LPG燃料管接頭處設(shè)置有一單向閥，高壓柴油管接頭與滑閥的上平面相通。
所述的閥體上還開有五個油孔，其中高壓柴油進(jìn)油孔與滑閥的上平面配合，控制高壓柴油與增壓泵低壓腔之間的開閉。兩個柴油回油孔與滑閥的下平面配合，控制柴油回油管與增壓泵低壓腔之間的開閉。兩個引燃柴油油孔與滑閥和閥體所形成的環(huán)狀空腔配合，控制引燃柴油管與柴油通道之間的開閉。
本實(shí)用新型的工作原理是這樣的在非噴射狀態(tài)下，柴油針閥和LPG針閥落座并關(guān)閉柴油通道和LPG燃料通道的出口。兩位四通閥的滑閥在滑閥彈簧的作用下，使得增壓泵低壓腔與兩個柴油回油孔相通，增壓泵低壓腔中充滿柴油。并且，滑閥與閥體形成的環(huán)狀空腔與兩個引燃柴油油孔相通，引燃柴油進(jìn)入噴射器中的各個柴油通道，充滿其內(nèi)部空間。同時，LPG燃料通過單向閥進(jìn)入增壓泵增壓腔，以及噴射器中的各個LPG燃料通道，充滿其內(nèi)部空間。
在噴射狀態(tài)下，柴油機(jī)的柴油噴油泵開始工作，一路高壓柴油作為引燃柴油經(jīng)由一個引燃柴油油孔、環(huán)狀空腔、另一個引燃柴油油孔，進(jìn)入噴射器中的各個柴油通道，并作用在柴油針閥的錐面上，克服柴油針閥彈簧的預(yù)緊力，柴油針閥升起，開始向缸內(nèi)噴射柴油。
另一路高壓柴油作用在滑閥上方，使滑閥克服滑閥彈簧力下行，滑閥的下平面首先切斷兩個柴油回油孔與增壓泵低壓腔的通道。高壓柴油迫使滑閥下行一段距離H后，滑閥的上平面開啟高壓柴油進(jìn)油孔，高壓柴油進(jìn)入增壓泵低壓腔，推動增壓泵活塞下行。此時由于單向閥的作用，增壓泵增壓腔和各個LPG燃料通道中的LPG燃料壓力升高，并作用在LPG針閥的錐面上，克服LPG針閥彈簧的預(yù)緊力，LPG針閥升起，開始向缸內(nèi)噴射LPG燃料。
滑閥繼續(xù)下行，切斷兩個通過環(huán)狀空腔相連的引燃柴油油孔之間的聯(lián)系，停止向噴射器中的各個柴油通道供油，此時作用在柴油針閥的錐面上的柴油壓力下降，在柴油針閥彈簧的反作用下，柴油針閥落座，停止噴射柴油，而LPG燃料繼續(xù)噴射。
柴油機(jī)的柴油噴油泵停止工作，作用在滑閥上方的柴油壓力下降，滑閥彈簧力迫使滑閥上行，首先使得兩個引燃柴油孔進(jìn)入環(huán)狀空腔而再次相通，然后關(guān)閉與增壓泵低壓腔相通的高壓柴油進(jìn)油孔，停止向增壓泵低壓腔供油，再使得增壓泵低壓腔與兩個柴油回油孔相通，作用在增壓泵活塞上的壓力迅速下降，使得增壓泵增壓腔和LPG燃料通道中的壓力也迅速下降，在LPG針閥彈簧的反作用力下，LPG針閥落座，整個噴射過程結(jié)束。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于與現(xiàn)有技術(shù)相比，它采用單一的噴射器，利用柴油機(jī)原有的噴油泵提供壓力源，先向缸內(nèi)噴射少量柴油作為引燃柴油，再通過噴射器中的增壓泵提高LPG燃料的壓力，將LPG燃料噴入缸內(nèi)，有效地實(shí)現(xiàn)了兩種燃料的同時噴射，可大幅減輕Nox及HC的排放。且其結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用、工作穩(wěn)定可靠，所應(yīng)用的柴油機(jī)也無需任何結(jié)構(gòu)改變，可廣泛適合于各種類型的壓燃式內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用。


圖1為一種柴油/LPG雙燃料噴射器的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中柴油針閥和LPG針閥偶件的放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中LPG燃料增壓泵的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖1中兩位四通滑閥的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.柴油針閥、2.LPG針閥、3.下針閥體、4.LPG燃料通道、5.柴油通道、6.LPG針閥彈簧、7.上針閥體、8.針閥頂桿、9.下彈簧座、10.下彈簧接頭、11.柴油針閥彈簧、12.上彈簧座、13.上彈簧接頭、14.噴射器殼體、15.增壓泵增壓腔、16.增壓泵活塞、17.增壓泵低壓腔、18.增壓泵體、19.上蓋螺帽、20.滑閥彈簧、21.柴油回油孔、22.高壓柴油進(jìn)油孔、23.單向閥、24.滑閥、25.閥體、26.引燃柴油油孔、27.引燃柴油油孔、28.柴油回油孔、29.LPG燃料管接頭、30.高壓柴油管接頭、31.柴油針閥和LPG針閥偶件、32.LPG燃料增壓泵、33.兩位四通閥。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述圖中所示為一種用于壓燃式內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械式柴油/LPG雙燃料噴射器。該噴射器具有一個筒狀的噴射器殼體14，噴射器殼體14的頭部裝配有柴油針閥和LPG針閥偶件31，噴射器殼體14的中部裝配有柴油針閥彈簧11和LPG針閥彈簧6及其相關(guān)部件，噴射器殼體14的尾部裝配有LPG燃料增壓泵32，LPG燃料增壓泵32的上部安裝有兩位四通閥33。
柴油針閥和LPG針閥偶件31具有柴油針閥1、LPG針閥2、下針閥體3和上針閥體7。LPG針閥2同時是柴油針閥1的套筒，柴油針閥1與LPG針閥2的內(nèi)腔構(gòu)成一對偶件，LPG針閥2的外圓柱表面與下針閥體3構(gòu)成另一對偶件。LPG針閥2上設(shè)有柴油通道5，下針閥體3和上針閥體7上設(shè)有相通的柴油通道5和LPG燃料通道4。
上針閥體7亦作為LPG針閥彈簧6的支承座，LPG針閥彈簧6安裝在上針閥體7內(nèi)，緊貼LPG針閥2的尾部。柴油針閥彈簧11則通過連接在其兩端的上彈簧接頭13和下彈簧接頭10安裝在上彈簧座12和下彈簧座9之間，上彈簧座12和下彈簧座9安裝在上針閥體7的上方。下彈簧接頭10與柴油針閥1之間連接有針閥頂桿8，柴油針閥彈簧11通過下彈簧接頭10、針閥頂桿8作用在柴油針閥1上。上彈簧座12和下彈簧座9上設(shè)置的柴油通道5和LPG燃料通道4分別與上針閥體7上的柴油通道5和LPG燃料通道4相通。
LPG燃料增壓泵32具有增壓泵體18和安裝在其內(nèi)的增壓泵活塞16。通過上蓋螺帽19和噴射器殼體14上部的外螺紋連接，增壓泵體18被固定在上彈簧座12的上部。增壓泵活塞16將增壓泵體18的內(nèi)腔分隔為增壓泵低壓腔17和增壓泵增壓腔15。增壓泵體18上設(shè)置的柴油通道5與上彈簧座12上的柴油通道5相通，增壓泵體18上設(shè)置的LPG燃料通道4同時與增壓泵增壓腔15和上彈簧座12上的LPG燃料通道4相通。
兩位四通閥33采用螺紋連接安裝在LPG燃料增壓泵32的上部。兩位四通閥33具有閥體25、安裝在閥體25內(nèi)的滑閥24和滑閥彈簧20。滑閥24的中間設(shè)有環(huán)狀淺槽，此環(huán)狀淺槽與閥體25形成環(huán)狀空腔并將滑閥24分成上下兩段。滑閥彈簧20安裝在滑閥24的下方。閥體25上設(shè)置的柴油通道5和LPG燃料通道4分別與增壓泵體18上的柴油通道5和LPG燃料通道4相通。閥體25上還安裝有LPG燃料管接頭29、高壓柴油管接頭30，以及引燃柴油管接頭和柴油回油管接頭(圖中未示出)。LPG燃料管接頭29處設(shè)置有一單向閥23，LPG燃料通過單向閥23進(jìn)入LPG燃料通道4及增壓泵增壓腔15。高壓柴油管接頭30與滑閥24的上平面相通。
閥體25上還開有五個油孔21、22、26、27、28，其中高壓柴油進(jìn)油孔22與滑閥24的上平面配合，控制高壓柴油與增壓泵低壓腔17之間的開閉。柴油回油孔21、28與滑閥24的下平面配合，控制柴油回油管與增壓泵低壓腔17之間的開閉。引燃柴油油孔26、27與滑閥24和閥體25所形成的環(huán)狀空腔配合，控制引燃柴油管與柴油通道5之間的開閉。
本實(shí)用新型在非噴射狀態(tài)下，柴油針閥1和LPG針閥2落座并關(guān)閉柴油通道5和LPG燃料通道4的出口。兩位四通閥33的滑閥24在滑閥彈簧20的作用下，使得LPG燃料增壓泵32的增壓泵低壓腔17與兩個柴油回油孔21、28相通，增壓泵低壓腔17中充滿柴油。并且，滑閥24與閥體25形成環(huán)狀空腔使得兩個引燃柴油油孔26、27相通，引燃柴油進(jìn)入噴射器中的各個柴油通道5，充滿其內(nèi)部空間。同時，LPG燃料通過單向閥23進(jìn)入增壓泵增壓腔15和噴射器中的各個LPG燃料通道4，充滿其內(nèi)部空間。
在噴射狀態(tài)下，柴油機(jī)的柴油噴油泵開始工作，一路高壓柴油作為引燃柴油，經(jīng)由引燃柴油油孔26、環(huán)狀空腔和引燃柴油油孔27進(jìn)入噴射器中的各個柴油通道5，并作用在柴油針閥1的錐面上，克服柴油針閥彈簧11的預(yù)緊力，使柴油針閥1升起，向缸內(nèi)開始噴射柴油。
另一路高壓柴油直接作用在滑閥24上方，滑閥24克服滑閥彈簧20的彈力下行?；y24的下平面首先切斷兩個柴油回油孔21、28與增壓泵低壓腔17的通道。高壓柴油迫使滑閥24下行一段距離H后，開啟高壓柴油進(jìn)油孔22，高壓柴油進(jìn)入增壓泵低壓腔17，推動增壓泵活塞16下行。同時，由于單向閥23的作用，增壓泵增壓腔15與LPG燃料通道4中的LPG燃料壓力升高，并作用在LPG針閥2的錐面上，克服LPG針閥彈簧6的彈力，使LPG針閥2升起，向缸內(nèi)開始噴射LPG燃料。
滑閥24繼續(xù)下行，切斷環(huán)狀空腔中兩個相通的引燃柴油油孔26、27之間的聯(lián)系，停止向噴射器中的各個柴油通道5供油。此時作用在柴油針閥1錐面上的柴油壓力下降，在柴油針閥彈簧11的作用下，柴油針閥1落座，停止噴射柴油，而此時LPG燃料繼續(xù)噴射。
柴油機(jī)的柴油噴油泵停止工作，作用在滑閥24上方的高壓柴油壓力下降，滑閥彈簧2迫使滑閥24上行，首先使得兩個引燃柴油油孔26、27進(jìn)入環(huán)狀空腔相通，然后關(guān)閉與增壓泵低壓腔17相通的高壓柴油進(jìn)油孔22，停止向增壓泵低壓腔17供油。再使得增壓泵低壓腔17與兩個柴油回油孔21、28相通，作用在增壓泵活塞16上的壓力迅速下降，使得增壓泵增壓腔15和LPG燃料通道4中的壓力也迅速下降，在LPG針閥彈簧6的作用下，LPG針閥2落座，整個噴射過程結(jié)束。
權(quán)利要求1.一種柴油/LPG雙燃料噴射器，包括噴射器殼體(14)、裝配在噴射器殼體(14)頭部的柴油針閥和LPG針閥偶件(31)、裝配在噴射器殼體(14)中部的柴油針閥彈簧(11)和LPG針閥彈簧(6)、裝配在噴射器殼體(14)尾部的LPG燃料增壓泵(32)、以及安裝在LPG燃料增壓泵(32)上部的兩位四通閥(33)，其特征在于所述的柴油針閥和LPG針閥偶件(31)具有柴油針閥(1)、LPG針閥(2)、下針閥體(3)和上針閥體(7)，柴油針閥(1)與LPG針閥(2)的內(nèi)腔構(gòu)成一對偶件，LPG針閥(2)的外圓柱表面與下針閥體(3)構(gòu)成另一對偶件，LPG針閥(2)上設(shè)有柴油通道(5)，下針閥體(3)和上針閥體(7)上設(shè)有相通的柴油通道(5)和LPG燃料通道(4)；所述的LPG針閥彈簧(6)安裝在作為其支承座的上針閥體(7)內(nèi)，緊貼LPG針閥(2)的尾部，所述的柴油針閥彈簧(11)通過連接在其兩端的上彈簧接頭(13)和下彈簧接頭(10)安裝在上彈簧座(12)和下彈簧座(9)之間，下彈簧接頭(10)與柴油針閥(1)之間設(shè)有針閥頂桿(8)，柴油針閥彈簧(11)通過下彈簧接頭(10)、針閥頂桿(8)作用在柴油針閥(1)上，上彈簧座(12)和下彈簧座(9)上設(shè)置的柴油通道(5)和LPG燃料通道(4)分別與上針閥體(7)上的柴油通道(5)和LPG燃料通道(4)相通；所述的LPG燃料增壓泵(32)具有增壓泵體(18)和安裝在其內(nèi)的增壓泵活塞(16)，增壓泵體(18)裝配在上彈簧座(12)的上部，增壓泵活塞(16)將增壓泵體(18)的內(nèi)腔分隔為增壓泵低壓腔(17)和增壓泵增壓腔(15)，增壓泵體(18)上設(shè)置的柴油通道(5)與上彈簧座(12)上的柴油通道(5)相通，增壓泵體(18)上設(shè)置的LPG燃料通道(4)同時與增壓泵增壓腔(15)和上彈簧座(12)上的LPG燃料通道(4)相通；所述的兩位四通閥(33)具有閥體(25)、安裝在閥體(25)內(nèi)的滑閥(24)和滑閥彈簧(20)，滑閥(24)的中間設(shè)有環(huán)狀淺槽，此環(huán)狀淺槽與閥體(25)形成環(huán)狀空腔并將滑閥(24)分成上下兩段；閥體(25)上設(shè)置的柴油通道(5)和LPG燃料通道(4)分別與增壓泵體(18)上的柴油通道(5)和LPG燃料通道(4)相通；閥體(25)上還設(shè)有LPG燃料管接頭(29)、高壓柴油管接頭(30)、引燃柴油管接頭和柴油回油管接頭，LPG燃料管接頭(29)處設(shè)置有一單向閥(23)，高壓柴油管接頭(30)與滑閥(24)的上平面相通；閥體(25)上還開有五個油孔(21、22、26、27、28)，其中高壓柴油進(jìn)油孔(22)與滑閥(24)的上平面配合，控制高壓柴油與增壓泵低壓腔(17)之間的開閉；柴油回油孔(21、28)與滑閥(24)的下平面配合，控制柴油回油管與增壓泵低壓腔(17)之間的開閉；引燃柴油油孔(26、27)與滑閥(24)和閥體(25)所形成的環(huán)狀空腔配合，控制引燃柴油管與柴油通道(5)之間的開閉。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種機(jī)械式柴油/LPG雙燃料噴射器，該噴射器包括噴射器殼體、裝配在噴射器殼體頭部的柴油針閥和LPG針閥偶件、裝配在噴射器殼體中部的柴油針閥彈簧和LPG針閥彈簧、裝配在噴射器殼體尾部的LPG燃料增壓泵、以及安裝在LPG燃料增壓泵上部的兩位四通閥等部件，各部件中分設(shè)有相互連通的柴油通道和LPG燃料通道。該噴射器工作時，首先向缸內(nèi)噴射少量柴油作為引燃油，然后噴射LPG燃料(液化石油氣)。采用該噴射器可以使柴油機(jī)無需任何結(jié)構(gòu)改變，利用柴油機(jī)原有的噴油泵提供壓力源，通過噴射器中的增壓泵提高LPG燃料的壓力，即可將LPG燃料噴入缸內(nèi)。該噴射器適用于各類壓燃式內(nèi)燃機(jī)。
文檔編號F02M59/00GK2779090SQ200520095499
公開日2006年5月10日 申請日期2005年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月14日
發(fā)明者魏威, 李煜輝, 董健, 李格升, 朱國偉 申請人:武漢理工大學(xué)