本發(fā)明涉及一種噴油器，尤其涉及一種防空蝕新型雙燃料噴射器及共軌燃料系統(tǒng)，屬于柴油機(jī)共軌噴油系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

用于重載和工業(yè)應(yīng)用的內(nèi)燃機(jī)通常以柴油為燃料，然而，使用天然氣、甲烷或者丙烷等氣態(tài)燃料替代柴油作為燃料越來越受到關(guān)注。天然氣、甲烷或者丙烷等氣態(tài)燃料相對(duì)充足且相對(duì)廉價(jià)，并能夠提供與柴油相似水平的功率，同時(shí)產(chǎn)生較低的顆粒和氮氧化物(NO_x)排放。然而，因?yàn)樘烊粴獾葰鈶B(tài)燃料具有比柴油更高的自動(dòng)點(diǎn)火溫度，所以需要在引入天然氣到燃燒室之前用柴油燃料的引燃噴射來引發(fā)燃燒。

一方面，在被稱為高壓直接噴射(HPDI)發(fā)動(dòng)機(jī)的一類天然氣-驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)中，將天然氣和柴油都直接噴射到燃燒室中。由于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋中的空間限制，每個(gè)氣缸都使用一個(gè)燃料噴射器噴射兩種燃料，這需要噴射器內(nèi)保持兩種燃料分開，并在適當(dāng)時(shí)間獨(dú)立輸送各燃料。但是天然氣氣體噴射不像液體燃料能夠形成液膜潤(rùn)滑，因此天然氣氣體噴射器的潤(rùn)滑效果十分差，針閥與噴嘴閥體撞擊磨損加劇，極其容易導(dǎo)致噴射器損壞進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的耐久性。

另一方面，內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步往往伴隨著噴射壓力的增加，較高的噴射壓力可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能且能有效地減少排放。但是高達(dá)200MPa，甚至300MPa的噴油壓力下，燃油噴射隨針閥運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)瞬態(tài)性以及多次噴射的存在，使得空化過程存在強(qiáng)烈的非穩(wěn)態(tài)特性，空化泡在瞬間破碎過程中，因“微射流”和“沖擊波”作用會(huì)使金屬壁面承受反復(fù)不斷的沖擊力，進(jìn)而造成壁面空蝕。這種空蝕磨損不僅會(huì)惡化燃油的霧化，造成發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)變差；而且，空蝕損毀嚴(yán)重時(shí)噴油器甚至無法工作而直接失效。

噴油器的空蝕尤其是噴嘴產(chǎn)生的空蝕造成許多危害，如由于空蝕層的剝落，金屬碎屑混入潤(rùn)滑油內(nèi)，對(duì)軸承造成威脅，導(dǎo)致噴油器無法工作而直接失效，影響到噴油器本身剛度，造成巨大的噪聲和振動(dòng)。這些危害已影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行安全和穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種防空蝕新型雙燃料噴射器以及使用該雙燃料噴射器的共軌燃料系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。

一種防空蝕新型雙燃料噴射器，包括噴射器體和電磁控制裝置，所述噴油器體包括設(shè)置在噴射器體軸線活塞腔內(nèi)的針閥、套裝在針閥上的第二復(fù)位彈簧、設(shè)置在噴射器體尾部?jī)啥说牡谝蝗剂弦龑?dǎo)器和第二燃料引導(dǎo)器；

所述針閥與噴射器體組成一對(duì)偶件，所述第二復(fù)位彈簧的上下兩端分別緊貼針閥的凸出端和噴射器體，所述針閥的中下部圓柱外表面設(shè)有第二燃料高壓腔，第二燃料高壓腔與第二燃料高壓通路A和第二燃料高壓通路B相通，所述第二燃料引導(dǎo)器通過第二燃料供給通路與第二燃料高壓通路A和第二燃料高壓通路B相通，所述第二燃料高壓通路A和第二燃料高壓通路B設(shè)置在針閥的兩側(cè)；

所述第二燃料高壓通路A、第二燃料高壓通路B和第二燃料高壓腔外側(cè)套裝有活動(dòng)套筒，所述活動(dòng)套筒兩側(cè)通過第三復(fù)位彈簧與噴射器體連接，所述第三復(fù)位彈簧位于活動(dòng)套筒和噴射器體的槽口內(nèi)，第三復(fù)位彈簧的兩端均頂住活動(dòng)套筒和噴射器體；

所述活動(dòng)套筒中下部圓柱外表面設(shè)有第一燃料高壓腔，第一燃料高壓腔與第一燃料高壓通路A和第一燃料高壓通路B相通，所述第一燃料引導(dǎo)器通過第一燃料供給通路與第一燃料高壓通路A和第一燃料高壓通路B相通，所述第一燃料高壓通路A和第一燃料高壓通路B分別設(shè)在活動(dòng)套筒的兩側(cè)；

所述噴射器體的頭部?jī)蓚?cè)分別設(shè)有第一燃料噴射孔、第二燃料噴射孔和燃?xì)馔ǖ?，其中，所述第一燃料噴射孔的進(jìn)口與活動(dòng)套筒的端面配合，活動(dòng)套筒向噴射器體尾部運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一燃料噴射孔與第一燃料高壓腔相通；所述第二燃料噴射孔的進(jìn)口與第二燃料壓力室相通，所述第二燃料壓力室位于針閥的頭部，針閥向上運(yùn)動(dòng)，第二燃料壓力室與噴射器體軸線活塞腔相通，噴射器體的頭部設(shè)有兩個(gè)燃?xì)馔ǖ?，兩個(gè)燃?xì)馔ǖ赖囊欢宋挥趪娚淦黧w頭部的頂端，另一端分別設(shè)置在兩個(gè)第二燃料噴射孔的入口后方，且與第二燃料噴射孔相通；

所述噴射器體的尾部端中心設(shè)有節(jié)流孔，所述節(jié)流孔與上腔體連通，所述上腔體位于噴射器體的軸線活塞腔的上端，并與第一燃料高壓通路A、第一燃料高壓通路B、第二燃料高壓通路A和第二燃料高壓通路B相通；

所述電磁控制裝置裝配在噴射器體的尾部，電磁控制裝置的殼體與噴射器體的殼體一體成型，并位于噴射器體的軸線上，電磁控制裝置內(nèi)設(shè)有密封半圓球，所述密封半圓球置于節(jié)流孔的端口，密封半圓球能夠密封節(jié)流孔。

優(yōu)選地，所述電磁控制裝置內(nèi)設(shè)有電纜、第一復(fù)位彈簧、銜鐵、電磁閥，所述電磁控制裝置的中心軸線上設(shè)有回流通道，所述回流通道的出口位于電磁控制裝置的頂端，電磁控制裝置的一側(cè)邊設(shè)有電纜接口，所述電纜穿過電纜接口，所述第一復(fù)位彈簧安裝在電磁控制裝置的中心軸線上，第一復(fù)位彈簧的一端與電磁控制裝置的殼體連接，另一端與銜鐵的一端連接，第一復(fù)位彈簧的兩側(cè)設(shè)有電磁閥，所述電磁閥通過電纜與電源電連接，所述銜鐵的另一端設(shè)有密封半圓球。

優(yōu)選地，所述活動(dòng)套筒內(nèi)部設(shè)有潤(rùn)滑噴孔，所述潤(rùn)滑噴孔連通第一燃料高壓腔和第二燃料高壓腔。

優(yōu)選地，所述第一燃料引導(dǎo)器中的燃料為天然氣、甲烷或者丙烷等氣態(tài)燃料，所述第二燃料引導(dǎo)器中的燃料為汽油、柴油、甲醇或者乙醇等液態(tài)燃料。

優(yōu)選地，所述第一燃料噴射孔的尺寸為0.4～0.7mm，所述第二燃料噴射孔的尺寸為0.1～0.2mm。所述燃?xì)馔ǖ琅c第二燃料噴孔的直徑比值為0.9～1.0，燃?xì)馔ǖ乐行木€和第二燃料噴孔中心線的夾角為80°。

一種使用防空蝕新型雙燃料噴射器的共軌燃料系統(tǒng)，包括第一燃料儲(chǔ)存器、第一燃料泵、第一燃料過濾器、汽化器、第一燃料壓力調(diào)節(jié)器、第一燃料高壓共軌管、液化器、油箱、可變排量低溫泵、第二燃料過濾器、第二燃料壓力調(diào)節(jié)器、第二燃料高壓共軌管、氣液分離器、第一燃料回流管道、第二燃料回流管道、多個(gè)防空蝕新型雙燃料噴射器和電子控制器；

所述第一燃料儲(chǔ)存器的出口與第一燃料泵、第一燃料過濾器、汽化器、第一燃料壓力調(diào)節(jié)器和第一燃料高壓共軌管通過管道依次串聯(lián)連接，所述第一燃料高壓共軌管上的第一燃料壓力閥與液化器通過第一燃料回流管道連接，所述液化器的出口與第一燃料儲(chǔ)存器的入口通過管道連接；

所述油箱的出口與可變排量低溫泵、第二燃料過濾器、第二燃料壓力調(diào)節(jié)器和第二燃料高壓共軌管通過管道依次串聯(lián)連接，所述第二燃料高壓共軌管上的第二燃料壓力閥與油箱入口通過第二燃料回流管道連接；

多個(gè)防空蝕新型雙燃料噴射器中的第一燃料引導(dǎo)器與第一燃料高壓共軌管并聯(lián)連接，第二燃料引導(dǎo)器與第二燃料高壓共軌管并聯(lián)連接，回流通道出口與氣液分離器的入口連接，所述氣液分離器的出口與第一燃料回流管道、第二燃料回流管道并聯(lián)連接；

所述電子控制器分別與第一燃料儲(chǔ)存器、第一燃料泵、第一燃料壓力調(diào)節(jié)器、油箱、可變排量低溫泵、第二燃料壓力調(diào)節(jié)器、第一燃料高壓共軌管以及第二燃料高壓共軌管電連接。

本發(fā)明的有益效果：

1)本發(fā)明可以用于實(shí)現(xiàn)兩種不同燃料的缸內(nèi)直噴，解決了柴油引燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)直噴問題，雙燃料噴射器通過電子控制器分別控制液體燃料噴射和氣體燃料噴射，不僅可以開展雙燃料相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究，還將適用于柴油單燃料和天然氣單燃料的射流混合燃燒實(shí)驗(yàn)研究。

2)本發(fā)明優(yōu)化噴嘴結(jié)構(gòu)，通過潤(rùn)滑噴孔有效地解決了氣體燃料噴射過程中存在的潤(rùn)滑不足的問題。通過燃?xì)馔ǖ烙行Ы鉀Q了液體燃料因空化泡潰滅對(duì)噴嘴造成的空蝕問題，整個(gè)噴油器的耐久性、可靠性大大提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述一種防空蝕新型雙燃料噴射器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述電磁控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明所述防空蝕新型雙燃料噴射器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明所述共軌燃料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：

1.電纜接口；2.電纜；3.復(fù)位彈簧一；4.銜鐵；5.第一燃料回流管道；6.第一燃料引導(dǎo)器；7.噴油器體；8.第一燃料供給通道；9.第一燃料高壓通路一；10.第二燃料高壓通路一；11.密封圈一；12.第二復(fù)位彈簧；13.第二燃料高壓腔；14.第一燃料噴射孔；15.燃?xì)馔ǖ溃?6.回流通道；17.電磁閥；18.密封球；19.第二燃料引導(dǎo)器；20.上腔體；21.第二燃料供給通道；22.第一燃料高壓通路二；23.第二燃料高壓通路二；24.針閥；25.密封圈二；26.第三復(fù)位彈簧；27.第一燃料高壓腔；28.活動(dòng)套筒；29.潤(rùn)滑噴孔；30.第二燃料壓力室；31.第二燃料噴射孔；32.節(jié)流孔；33.第二燃料高壓共軌管；34.第二燃料壓力閥；35.閥門；36.第一燃料高壓共軌管；37.第一燃料壓力閥；38.噴油器；39.油箱；40.液化器；41.第一燃料儲(chǔ)存器；42.第一燃料泵；43.第一燃料過濾器；44.汽化器；45.第一燃料壓力調(diào)節(jié)器；46.第二燃料壓力調(diào)節(jié)器；47.第二燃料過濾器；48.可變排量低溫泵；49.電子控制器；50.氣液分離器；51.第二燃料回流管道。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

如圖1所示，本發(fā)明所述的防空蝕新型雙燃料噴射器，包括噴射器體7和電磁控制裝置5，所述噴油器體7包括設(shè)置在噴射器體7軸線活塞腔內(nèi)的針閥24、套裝在針閥24上的第二復(fù)位彈簧12、設(shè)置在噴射器體7尾部?jī)啥说牡谝蝗剂弦龑?dǎo)器6和第二燃料引導(dǎo)器19。所述針閥24與噴射器體7組成一對(duì)偶件，所述第二復(fù)位彈簧12的上下兩端分別緊貼針閥24的凸出端和噴射器體7，所述針閥24的中下部圓柱外表面設(shè)有第二燃料高壓腔13，第二燃料高壓腔13與第二燃料高壓通路A10和第二燃料高壓通路B23相通，所述第二燃料引導(dǎo)器19通過第二燃料供給通路21與第二燃料高壓通路A10和第二燃料高壓通路B23相通，所述第二燃料高壓通路A10和第二燃料高壓通路B23設(shè)置在針閥24的兩側(cè)。

所述第二燃料高壓通路A10、第二燃料高壓通路B23和第二燃料高壓腔13外側(cè)套裝有活動(dòng)套筒28，所述活動(dòng)套筒28兩側(cè)通過第三復(fù)位彈簧26與噴射器體7連接，所述第三復(fù)位彈簧26位于活動(dòng)套筒28和噴射器體7的槽口內(nèi)，第三復(fù)位彈簧26的兩端均頂住活動(dòng)套筒28和噴射器體7；所述活動(dòng)套筒28中下部圓柱外表面設(shè)有第一燃料高壓腔27，第一燃料高壓腔27與第一燃料高壓通路A9和第一燃料高壓通路B22相通，所述第一燃料引導(dǎo)器6通過第一燃料供給通路8與第一燃料高壓通路A9和第一燃料高壓通路B22相通，所述第一燃料高壓通路A9和第一燃料高壓通路B22分別設(shè)在活動(dòng)套筒28的兩側(cè)；所述活動(dòng)套筒28內(nèi)部設(shè)有潤(rùn)滑噴孔29，所述潤(rùn)滑噴孔29連通第一燃料高壓腔28和第二燃料高壓腔13。

如圖3所示，所述噴射器體7的頭部?jī)蓚?cè)分別設(shè)有第一燃料噴射孔14、第二燃料噴射孔31和燃?xì)馔ǖ?5，其中，所述第一燃料噴射孔14的進(jìn)口與活動(dòng)套筒28的端面配合，活動(dòng)套筒28向噴射器體7尾部運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一燃料噴射孔14與第一燃料高壓腔27相通；所述第二燃料噴射孔31的進(jìn)口與第二燃料壓力室30相通，所述第二燃料壓力室30位于針閥24的頭部，針閥24向上運(yùn)動(dòng)，第二燃料壓力室30與噴射器體7軸線活塞腔相通，噴射器體7的頭部設(shè)有兩個(gè)燃?xì)馔ǖ?5，兩個(gè)燃?xì)馔ǖ?5的一端位于噴射器體7頭部的頂端，另一端分別設(shè)置在兩個(gè)第二燃料噴射孔31的入口后方，且與第二燃料噴射孔31相通；所述燃?xì)馔ǖ?5與第二燃料噴孔31的直徑比值為0.9-1.0，燃?xì)馔ǖ?5中心線和第二燃料噴孔31中心線的夾角為80°。所述第一燃料噴射孔14向發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中噴射第一燃料，第二燃料噴射孔31向發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中噴射第二燃料。

如圖1所示，所述噴射器體7的尾部端中心設(shè)有節(jié)流孔32，所述節(jié)流孔32與上腔體20連通，所述上腔體20位于噴射器體7的軸線活塞腔的上端，并與第一燃料高壓通路A9、第一燃料高壓通路B22、第二燃料高壓通路A10和第二燃料高壓通路B23相通。

如圖2所示，所述電磁控制裝置5裝配在噴射器體7的尾部，電磁控制裝置5位于噴射器體7的軸線上，電磁控制裝置5內(nèi)設(shè)有電纜2、第一復(fù)位彈簧3、銜鐵4、電磁閥17，所述電磁控制裝置5的中心軸線上設(shè)有回流通道16，所述回流通道16的出口位于電磁控制裝置5的頂端，電磁控制裝置5的一側(cè)邊設(shè)有電纜接口1，所述電纜2穿過電纜接口1，所述第一復(fù)位彈簧3安裝在電磁控制裝置5的中心軸線上，第一復(fù)位彈簧3的一端與電磁控制裝置5的殼體連接，另一端與銜鐵4的一端連接，第一復(fù)位彈簧3的兩側(cè)設(shè)有電磁閥17，所述電磁閥17通過電纜2與電源電連接，所述銜鐵4的另一端設(shè)有密封半圓球18，所述密封半圓球18置于節(jié)流孔32的端口，密封半圓球18能夠密封節(jié)流孔32，所述電磁控制裝置5的殼體與噴射器體7的殼體一體成型。當(dāng)電磁閥17通電后，銜鐵4被吸附向上運(yùn)動(dòng)，密封半圓球18向上運(yùn)動(dòng)，節(jié)流孔32和回流通路16連通。

如圖4所示，一種使用防空蝕新型雙燃料噴射器的共軌燃料系統(tǒng)，包括第一燃料儲(chǔ)存器41、第一燃料泵42、第一燃料過濾器43、汽化器44、第一燃料壓力調(diào)節(jié)器45、第一燃料高壓共軌管36、液化器40、油箱39、可變排量低溫泵48、第二燃料過濾器47、第二燃料壓力調(diào)節(jié)器46、第二燃料高壓共軌管33、氣液分離器50、第一燃料回流管道5、第二燃料回流管道51、多個(gè)防空蝕新型雙燃料噴射器38和電子控制器49。

所述第一燃料儲(chǔ)存器41的出口與第一燃料泵42、第一燃料過濾器43、汽化器44、第一燃料壓力調(diào)節(jié)器45和第一燃料高壓共軌管36通過管道依次串聯(lián)連接，所述第一燃料高壓共軌管36上的第一燃料壓力閥37與液化器40通過第一燃料回流管道5連接，所述液化器40的出口與第一燃料儲(chǔ)存器41的入口通過管道連接；所述第一燃料儲(chǔ)存器41儲(chǔ)存液化氣體，當(dāng)?shù)谝蝗剂细邏汗曹壒?6中的氣體壓力過高時(shí)，通過第一燃料壓力閥37排除部分氣體，液化器40收集第一燃料壓力閥37排除的部分氣體，經(jīng)過液化處理后流入第一燃料儲(chǔ)存器41，所述汽化器44用于將第一燃料儲(chǔ)存器41輸出的液化氣體汽化后送入第一燃料高壓共軌管36。

所述油箱39的出口與可變排量低溫泵48、第二燃料過濾器47、第二燃料壓力調(diào)節(jié)器46和第二燃料高壓共軌管33通過管道依次串聯(lián)連接，所述第二燃料高壓共軌管33上的第二燃料壓力閥34與油箱39入口通過第二燃料回流管道51連接。

多個(gè)防空蝕新型雙燃料噴射器38中的第一燃料引導(dǎo)器6與第一燃料高壓共軌管36并聯(lián)連接，第二燃料引導(dǎo)器19與第二燃料高壓共軌管33并聯(lián)連接，回流通道16出口與氣液分離器50的入口連接，所述氣液分離器50的出口與第一燃料回流管道5、第二燃料回流管道51并聯(lián)連接。

所述電子控制器49分別與第一燃料儲(chǔ)存器41、第一燃料泵42、第一燃料壓力調(diào)節(jié)器45、油箱39、可變排量低溫泵48、第二燃料壓力調(diào)節(jié)器46、第一燃料高壓共軌管36以及第二燃料高壓共軌管33電連接。電子控制器49顯示油箱39和第一燃料儲(chǔ)存器41中的剩余燃料和壓力情況，電子控制器49控制第一燃料泵42和可變排量低溫泵48的流量，以及第一燃料壓力調(diào)節(jié)器45、第二燃料壓力調(diào)節(jié)器46、第一燃料高壓共軌管36和第二燃料高壓共軌管33的壓力。

所述使用防空蝕新型雙燃料噴射器的共軌燃料系統(tǒng)的工作過程：系統(tǒng)通過將第一燃料引導(dǎo)器6與第一燃料高壓共軌管36連接以從第一燃料噴射孔14噴射氣體燃料；通過將第二燃料引導(dǎo)器19與第二燃料高壓共軌管33連接以從第二燃料噴射孔31噴射液體燃料。

所述噴射氣體燃料的步驟包括關(guān)閉第二燃料高壓共軌管33，打開第一燃料高壓共軌管36，電磁閥17通電，銜鐵4在電磁力的作用下被吸至上方，此時(shí)，密封球18打開，上腔體20和回流通道16相通，上腔體20壓力降低，第一燃料高壓腔27中的氣體壓力將活動(dòng)套筒28向上頂起，從而氣體燃料通過第一燃料噴射孔14噴向發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸。

所述噴射液體燃料的步驟包括關(guān)閉第一燃料高壓共軌管36，打開第二燃料高壓共軌管33，電磁閥17通電，銜鐵4在電磁力的作用下被吸至上方，此時(shí)，密封半圓球18打開，上腔體20和回流通道16相通，上腔體20壓力降低，第二燃料高壓腔13中的液體壓力將針閥24向上頂起，從而液體燃料通過第二燃料噴射孔31噴向發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸。

所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。