本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)，特別涉及一種氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)共軌泵。

背景技術(shù)：

1、全球氣候變暖日益嚴(yán)重，每年的碳排放量居高不下，“碳達(dá)峰”、“碳中和”戰(zhàn)略已成為當(dāng)今世界發(fā)展的主題。隨著石油、天然氣等化石能源的主導(dǎo)地位逐漸減弱，開(kāi)發(fā)利用替代能源，使全球能源結(jié)構(gòu)體系過(guò)渡到可持續(xù)發(fā)展的可再生能源時(shí)代，是世界各國(guó)的共識(shí)。氨作為燃料，以其零碳、可獲取性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到大家的青睞，充分展示出了成為未來(lái)船用燃料的潛力，吸引了國(guó)內(nèi)外大量的研究人員開(kāi)展氨燃料內(nèi)燃機(jī)的研究，其中缸內(nèi)高壓直噴是一條非常重要的技術(shù)路線。由此可見(jiàn)，開(kāi)發(fā)氨燃料高壓噴射系統(tǒng)促進(jìn)氨燃料內(nèi)燃機(jī)的研發(fā)勢(shì)在必行。

2、共軌系統(tǒng)具有噴射方式靈活等優(yōu)點(diǎn)被大量應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)上，也是當(dāng)前氨發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。共軌泵是共軌系統(tǒng)的重要部件之一，其工作的好壞直接影響著共軌系統(tǒng)的工作狀況。氨燃料與柴油的差異較大，氨燃料的粘度更低，共軌系統(tǒng)中與氨接觸的運(yùn)動(dòng)件的摩擦、磨損會(huì)更為嚴(yán)重；氨燃料具有腐蝕性，很多金屬和非金屬材料都不耐氨的腐蝕；氨燃料具有毒性且易燃易爆，不能發(fā)生泄漏，檢修前也需要先清空共軌系統(tǒng)中殘余的氨燃料；氨燃料容易發(fā)生氣-液相變轉(zhuǎn)換，并且氨燃料氣化潛熱大，工作時(shí)氨燃料在共軌系統(tǒng)中需要保持液態(tài)，如果發(fā)生汽化會(huì)導(dǎo)致氣蝕、氣阻、吸熱結(jié)冰等問(wèn)題。

3、因此，如何提供一種氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)共軌泵，能夠適應(yīng)氨燃料的特性，克服氣-液相變轉(zhuǎn)換、摩擦磨損、安全性設(shè)計(jì)等技術(shù)難點(diǎn)，滿足氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)需求，已經(jīng)成為一個(gè)亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供一種氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)共軌泵，能夠適應(yīng)氨燃料的特性，克服氣-液相變轉(zhuǎn)換、摩擦磨損、安全性設(shè)計(jì)等技術(shù)難點(diǎn)，滿足氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)需求，具有良好的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。

2、本發(fā)明實(shí)施例中，提供一種氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)共軌泵，包括：泵體組件1、泵蓋組件2、壓力控制閥3、安全閥4、柱塞偶件5、進(jìn)出氨閥組件6、導(dǎo)向活塞組件7及凸輪軸8。

3、泵體組1，包括：一個(gè)水平中孔和多個(gè)與所述水平中孔連通的豎直中孔的泵體11、一個(gè)安裝在所述泵體11水平中孔內(nèi)的軸瓦12、一個(gè)通過(guò)螺釘固定連接所述泵體11上的進(jìn)氨接頭13，和安裝在所述泵體11上的進(jìn)油接頭14。

4、泵蓋組件2，安裝在所述泵體組件1的上部，通過(guò)螺栓與所述泵體組件1連接為一體；泵蓋組件2，包括：泵蓋21、第一堵頭22、第二堵頭23、第三堵頭24、出氨接頭25和異常泄漏接頭26；

5、壓力控制閥3，包括：閥體31、滑閥偶件32、彈簧33、彈簧座34、調(diào)節(jié)螺釘35、螺帽36和比例電磁鐵37，通過(guò)螺釘固定在所述泵蓋21上；滑閥偶件32包括閥芯321和閥套322。

6、安全閥4，安裝在泵蓋21上，包括：安全閥閥體41、安全閥閥芯42、安全閥彈簧43、調(diào)壓墊圈44及安全閥接頭45；

7、在泵體11的豎直中孔中從上至下依次安裝所述柱塞偶件5、進(jìn)出氨閥組件6、柱塞彈簧、柱塞彈簧座和導(dǎo)向活塞組件7；柱塞偶件5，包括：柱塞套51和在柱塞套51內(nèi)的柱塞52；所述進(jìn)出氨閥組件6，包括：進(jìn)氨閥彈簧座61、進(jìn)氨閥彈簧62、進(jìn)氨閥63、閥座64、出氨閥65、出氨閥彈簧66、出氨閥彈簧座67；

8、凸輪軸8，安裝在泵體11的水平中孔內(nèi)，凸輪軸8設(shè)有與在泵體11各個(gè)豎直中孔內(nèi)設(shè)置的導(dǎo)向活塞組件7分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)凸輪；

9、柱塞偶件5、進(jìn)出氨閥組件6及泵蓋組件2通過(guò)螺栓連接為一體；柱塞偶件5與進(jìn)出氨閥組件6之間、進(jìn)出氨閥組件6與泵蓋組件2之間通過(guò)定位銷進(jìn)行定位。

10、進(jìn)一步地，所述共軌泵，包括：

11、進(jìn)氨接頭13設(shè)計(jì)有氨燃料入口a1、氨燃料孔a2、密封凸臺(tái)a3和異常泄漏燃料收集環(huán)槽a4；泵體11設(shè)計(jì)有氨燃料孔b1，泵體11各個(gè)豎直中孔內(nèi)設(shè)計(jì)有與所述氨燃料孔b1連通的氨燃料環(huán)槽b2，泵體11設(shè)計(jì)有密封油孔b3連通進(jìn)油接頭14，泵體11設(shè)計(jì)有氣孔b4將泵體11內(nèi)部的多個(gè)豎直中孔接通，泵體11設(shè)計(jì)有潤(rùn)滑油入口b5和潤(rùn)滑油孔b6，泵體11上端面設(shè)計(jì)有異常泄漏燃料收集槽b7，泵體11設(shè)計(jì)有異常泄漏燃料收集孔b8連通所述異常泄漏燃料收集環(huán)槽a4和所述異常泄漏燃料收集槽b7；

12、閥座64外圓設(shè)計(jì)有氨燃料環(huán)槽c1，閥座64與柱塞偶件5接觸的一端設(shè)計(jì)有氨燃料環(huán)槽c2，閥座64設(shè)計(jì)有多個(gè)氨燃料孔c3連通所述氨燃料環(huán)槽c1和所述氨燃料環(huán)槽c2，閥座64設(shè)計(jì)有容納出氨閥65的腔c4，閥座64設(shè)計(jì)有氨燃料孔c5與所述腔c4連接，閥座64設(shè)計(jì)有氨燃料孔c6、異常泄漏燃料收集孔c7、氨燃料回流孔c8，所述異常泄漏燃料收集孔c7與所述異常泄漏燃料收集槽b7連通；進(jìn)氨閥63設(shè)計(jì)有氨燃料孔d1和容納進(jìn)氨閥彈簧62的腔d2；出氨閥65設(shè)計(jì)有氨燃料孔e1和容納出氨閥彈簧66的腔e2；出氨閥彈簧座67設(shè)計(jì)有氨燃料孔f1和容納出氨閥彈簧66的腔f2；

13、柱塞套51外圓上設(shè)計(jì)有密封油環(huán)槽g1，柱塞套51中孔內(nèi)設(shè)計(jì)有密封油環(huán)槽g2和氨燃料環(huán)槽g3，柱塞套51設(shè)計(jì)有密封油孔g4連通所述密封油環(huán)槽g1和所述密封油環(huán)槽g2，柱塞套51設(shè)計(jì)有進(jìn)氨孔g5連通所述氨燃料孔c6和所述氨燃料環(huán)槽g3，柱塞套51設(shè)計(jì)有氨燃料回流孔g6連通所述氨燃料回流孔c8和所述氨燃料環(huán)槽g3；柱塞52外圓上設(shè)計(jì)有多個(gè)微小環(huán)槽h1，柱塞52外圓表面鍍自潤(rùn)滑性較好的涂層，柱塞套51、柱塞52和出氨閥65配合構(gòu)成柱塞腔h2；

14、泵蓋21設(shè)計(jì)有氨燃料容積腔k1，泵蓋21設(shè)計(jì)有氨燃料孔k2連通所述氨燃料孔f1和所述氨燃料容積腔k1，泵蓋21設(shè)計(jì)有氨燃料回流出口k3，泵蓋21設(shè)計(jì)有氨燃料回流孔k4連通所述氨燃料回流孔c8和所述氨燃料回流出口k3，泵蓋21設(shè)計(jì)有密封凸臺(tái)k5，泵蓋21設(shè)計(jì)有異常泄漏燃料出口k6，泵蓋21設(shè)計(jì)有異常泄漏燃料收集孔k7連通異常泄漏收集環(huán)槽l1和異常泄漏燃料出口k6，泵蓋21設(shè)計(jì)有異常泄漏燃料收集孔k8連通所述異常泄漏燃料收集槽b7和所述異常泄漏燃料出口k6，泵蓋21設(shè)計(jì)有異常泄漏燃料收集孔k9，將出氨接頭25與泵蓋21之間密封面泄漏的氨燃料引入所述異常泄漏燃料收集槽b7，泵蓋21)設(shè)計(jì)有異常泄漏燃料收集孔k10、異常泄漏燃料收集孔k11、異常泄漏燃料收集孔k12、異常泄漏燃料收集孔k13、異常泄漏燃料收集孔k14，泵蓋21設(shè)計(jì)有壓力傳感器接口k15，如果需要監(jiān)測(cè)泵蓋氨燃料容積腔中的壓力，取下堵頭22，換上壓力傳感器；

15、壓力控制閥3設(shè)計(jì)有異常泄漏燃料收集環(huán)槽l1、密封凸臺(tái)l2、氨燃料容積腔l3，壓力控制閥3設(shè)計(jì)有氨燃料孔l4連通所述氨燃料容積腔l3和所述氨燃料容積腔k1，壓力控制閥3設(shè)計(jì)有流量控制窗口l5、氨燃料容積腔l6、氨燃料容積腔l7，壓力控制閥3設(shè)計(jì)有氨燃料孔l8連通所述氨燃料容積腔l6和所述氨燃料容積腔l7，壓力控制閥3設(shè)計(jì)有氨燃料出口l9，設(shè)計(jì)有氨燃料孔l10連通所述氨燃料容積腔l7和所述氨燃料出口l9，壓力控制閥3設(shè)計(jì)有泄漏燃料收集腔l11、泄漏燃料收集腔l12、泄漏燃料出口l13，壓力控制閥3設(shè)計(jì)有氨燃料孔l14連通所述泄漏燃料收集腔l11和泄漏燃料收集腔l12，設(shè)計(jì)有氨燃料孔l15連通所述泄漏燃料收集腔l12和所述泄漏燃料出口l13，比例電磁鐵37采用防爆設(shè)計(jì)；

16、安全閥閥體41設(shè)計(jì)有氨燃料孔m1；安全閥閥芯42設(shè)計(jì)有氨燃料孔m2，安全閥接頭45設(shè)計(jì)有氨燃料孔m3。

17、進(jìn)一步地，所述氨燃料入口a1、氨燃料孔a2、氨燃料孔b1、氨燃料環(huán)槽b2、氨燃料環(huán)槽c1、氨燃料孔c3及氨燃料環(huán)槽c2組成低壓氨燃料供給流道n，低壓氨燃料從所述氨燃料入口a1經(jīng)低壓氨燃料供給流道n到達(dá)所述氨燃料環(huán)槽c2，然后再經(jīng)過(guò)進(jìn)氨閥63進(jìn)入柱塞腔h2；

18、所述氨燃料孔c6、進(jìn)氨孔g5、氨燃料環(huán)槽g3、氨燃料回流孔g6、氨燃料回流孔c8、氨燃料回流孔k4及氨燃料回流出口k3組成低壓氨燃料回流流道p，所述氨燃料環(huán)槽b2和氨燃料環(huán)槽c1配合構(gòu)成的通道中的低壓氨燃料經(jīng)所述氨燃料孔c6、進(jìn)氨孔g5進(jìn)入所述氨燃料環(huán)槽g3，匯合從所述柱塞腔h2經(jīng)柱塞偶件5間隙泄漏至所述氨燃料環(huán)槽g3的氨燃料，經(jīng)氨燃料回流孔g6、氨燃料回流孔c8、氨燃料回流孔k4、氨燃料回流出口k3，最終進(jìn)入氨燃料箱。

19、進(jìn)一步地，所述氨燃料孔d1、氨燃料孔c5、氨燃料孔e1、氨燃料孔f1、氨燃料孔k2及氨燃料容積腔k1組成高壓氨燃料流道q，氨燃料經(jīng)柱塞52加壓后，經(jīng)過(guò)高壓氨燃料流道q進(jìn)入氨燃料容積腔k1；所述氨燃料容積腔k1中的高壓氨燃料，一方面經(jīng)過(guò)出氨接頭25輸送給共軌管，另一方面經(jīng)過(guò)由氨燃料孔l4、氨燃料容積腔l3、流量控制窗口l5、氨燃料容積腔l6、氨燃料孔l8、氨燃料容積腔l7、氨燃料孔l10及氨燃料出口l9組成的氨燃料排泄流道r，最終回流至氨燃料收集箱，并且通過(guò)壓力控制閥3調(diào)節(jié)排泄的氨燃料流量；

20、所述泄漏燃料收集腔l11、氨燃料孔l14、泄漏燃料收集腔l12、氨燃料孔l15及泄漏燃料出口l13組成氨燃料泄漏收集流道s，收集從滑閥偶件32間隙泄漏的氨燃料，氨燃料泄漏收集流道s中的氨燃料設(shè)計(jì)有背壓，確保液氨不發(fā)生汽化。

21、進(jìn)一步地，進(jìn)油接頭14、密封油孔b3、密封油環(huán)槽g1、密封油孔g4及密封油環(huán)槽g2組成密封油道t，用于將密封油引入所述密封油環(huán)槽g2中，并且密封油壓力大于共軌泵入口處低壓氨燃料壓力，防止氨燃料泄漏。

22、進(jìn)一步地，所述異常泄漏燃料收集孔c7、異常泄漏燃料收集孔b8、異常泄漏燃料收集槽b7、異常泄漏燃料收集孔k7、異常泄漏燃料收集孔k8、異常泄漏燃料收集孔k9、異常泄漏燃料收集孔k10、異常泄漏燃料收集孔k11、異常泄漏燃料收集孔k12、異常泄漏燃料收集孔k13、異常泄漏燃料收集孔k14及異常泄漏燃料出口k6組成的異常泄漏燃料收集流道u，共軌泵內(nèi)部異常泄漏的燃料從異常泄漏燃料出口k6排出，最終流入氨燃料收集箱。

23、進(jìn)一步地，所述共軌泵采用兩道密封的設(shè)計(jì)防止氨燃料泄漏，第一道密封和第二道密封之間設(shè)計(jì)有異常泄漏燃料收集流道u，如果第一道密封失效，泄漏的氨燃料通過(guò)異常泄漏燃料收集流道u排到氨燃料收集箱；所述異常泄漏燃料收集環(huán)槽a4的內(nèi)側(cè)為由所述密封凸臺(tái)a3和所述泵體11的密封平面構(gòu)成的第一道密封，外側(cè)設(shè)置有密封圈作為第二道密封；所述泄漏燃料收集環(huán)槽l1的內(nèi)側(cè)為由所述密封凸臺(tái)l2和所述密封凸臺(tái)k5構(gòu)成的第一道密封，外側(cè)設(shè)置有密封圈作為第二道密封；

24、第一堵頭22、第二堵頭23、第三堵頭24上均設(shè)置有密封圈作為第二道密封，鋼球和泵蓋21的密封錐面構(gòu)成第一道密封；安全閥4的密封球面與泵蓋21的密封錐面構(gòu)成第一道密封，安全閥4與泵蓋21之間設(shè)置有密封圈作為第二道密封；閥座64外圓上設(shè)計(jì)有密封圈作為第一道密封，泵體11上端面設(shè)計(jì)有密封圈作為第二道密封；柱塞偶件5間隙中設(shè)置有密封圈作為第二道密封，偶件間隙中的密封油作為第一道密封。

25、進(jìn)一步地，所述潤(rùn)滑油孔b6將所述潤(rùn)滑油入口b5分別與所述導(dǎo)向活塞組件7、軸瓦12連通，潤(rùn)滑油能夠到達(dá)所述導(dǎo)向活塞組件7和軸瓦12，對(duì)其進(jìn)行潤(rùn)滑；

26、所述氨燃料孔m1、氨燃料孔m2、氨燃料孔m3組成氨燃料排泄流道v，當(dāng)所述氨燃料容積腔k1中的壓力高于設(shè)定的安全閥4的開(kāi)啟壓力時(shí)，高壓氨燃料可通過(guò)所述氨燃料排泄流道v排出，最終流入氨燃料收集箱；其中，所述氨燃料排泄流道v中的氨燃料設(shè)計(jì)有背壓，防止氨燃料汽化。

27、進(jìn)一步地，所述共軌泵為定量泵，在泵蓋組件2上安裝壓力控制閥3，通過(guò)壓力控制閥3控制經(jīng)共軌泵加壓后的高壓氨燃料的排出的流量來(lái)調(diào)節(jié)各個(gè)工況的軌壓，并且進(jìn)入共軌泵前的低壓氨燃料需要壓力為3mpa～10mpa，溫度為-10℃～30℃。

28、進(jìn)一步地，所述共軌泵設(shè)計(jì)有惰性氣體吹掃或者柴油沖洗的流道，當(dāng)需要清空共軌泵中殘余的氨燃料時(shí)，將壓力控制閥3調(diào)節(jié)到完全開(kāi)啟狀態(tài)，從氨燃料入口a1通入惰性氣體或者柴油，氨燃料與惰性氣體組成的混合物或者氨燃料與柴油組成的混合物會(huì)從所述出氨接頭25、氨燃料出口l9、氨燃料回流出口k3排出，實(shí)現(xiàn)對(duì)共軌泵中殘余氨燃料的清除。

29、本發(fā)明所帶來(lái)的有益效果如下：

30、從上述方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供一種氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)共軌泵，包括：泵體組件、泵蓋組件、壓力控制閥、安全閥、柱塞偶件、進(jìn)出氨閥組件、導(dǎo)向活塞組件及凸輪軸。泵蓋組件，安裝在所述泵體組件的上部，通過(guò)螺栓與所述泵體組件連接為一體；壓力控制閥通過(guò)螺釘固定在所述泵蓋上；安全閥安裝在泵蓋上，在泵體的豎直中孔中從上至下依次安裝柱塞偶件、進(jìn)出氨閥組件、柱塞彈簧、柱塞彈簧座和導(dǎo)向活塞組件；凸輪軸安裝在泵體的水平中孔內(nèi)，凸輪軸設(shè)有與在泵體各個(gè)豎直中孔內(nèi)設(shè)置的導(dǎo)向活塞組件分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)凸輪。本發(fā)明技術(shù)方案，能夠適應(yīng)氨燃料的特性，克服氣-液相變轉(zhuǎn)換、摩擦磨損、安全性設(shè)計(jì)等技術(shù)難點(diǎn)，滿足氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)需求，具有良好的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。