一種帶有自潤(rùn)滑功能的天然氣/柴油雙燃料噴射器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)中天然氣/柴油雙燃料噴射器。
【背景技術(shù)】
[0002]能源危機(jī)與環(huán)境惡化促成了大量新型代用燃料在內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的廣泛應(yīng)用。天然氣具有清潔環(huán)保價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)在車用以及船用發(fā)動(dòng)機(jī)上大規(guī)模利用。天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)依據(jù)使用燃料種類可分為兩類，一是天然氣單燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，二是以天然氣為主燃料的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0003]單燃料天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槌鲎廛囈约捌胀ㄖ行⌒痛埃渲饕ぷ髟硎遣捎眠M(jìn)氣道低壓噴射天然氣，與空氣混合后進(jìn)入氣缸，由火花塞點(diǎn)燃。該類發(fā)動(dòng)機(jī)存在動(dòng)力性能下降，未燃?xì)怏w排放加劇，爆燃問題等等。而以天然氣為主燃料的雙燃料天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)能夠有效克服上述單燃料天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的缺陷，因此成為研究熱點(diǎn)。
[0004]以天然氣為主燃料的雙燃料天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理是現(xiàn)行噴入少量引燃柴油進(jìn)入氣缸，隨后高壓噴射天然氣進(jìn)入氣缸燃燒做功。加拿大西港公司與美國(guó)卡特彼勒公司均在此領(lǐng)域取得較大進(jìn)展。
[0005]但是無論采用單燃料或者雙燃料工作方式，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)而影響天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的耐久性。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)西港公司提出ZL 102105673A，提供一種用于將液體燃料和氣體燃料共同噴射進(jìn)內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的燃料噴射閥，該專利是將液體燃料與氣體燃料在噴射器內(nèi)部同一容腔內(nèi)混合后同時(shí)噴入氣缸。氣液兩相可緩解潤(rùn)滑問題，但是氣液兩相又會(huì)帶來燃料配比混合的難題，在氣缸內(nèi)混合燃燒難于控制。ZL CN 103967674 A有中國(guó)北方發(fā)動(dòng)機(jī)研究所提出，提供一種柴油預(yù)混天然氣噴嘴設(shè)計(jì)，與西港公司這一專利存在同樣的難題。文章《柴油一天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)電控氣體燃料噴射技術(shù)的研究》中介紹了加拿大British Columbia大學(xué)提出的天然氣缸內(nèi)高壓直噴技術(shù)，其原理是在壓縮行程接近終點(diǎn)時(shí)，噴射器噴入微量柴油作為點(diǎn)火燃料，點(diǎn)然后隨后高壓噴入的天然氣，天然氣噴射壓力控制在12 — 16MPa，該技術(shù)柴油與天然氣共用一個(gè)壓力室，與上述專利類似，存在一個(gè)混合腔，高壓柴油會(huì)侵入天然氣管路。卡特彼勒公司提出ZL CN102840072 A，提供用于共軌系統(tǒng)的雙燃料噴射器。該專利中，天然氣與柴油分不同路徑到達(dá)各自噴孔，有利于精確控制噴射，但是天然氣管路的天然氣閥套運(yùn)動(dòng)時(shí)缺乏潤(rùn)滑，磨損加劇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種帶有自潤(rùn)滑功能的可應(yīng)用于雙燃料天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)上的噴射器。
[0008]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。
[0009]一種帶有自潤(rùn)滑功能的天然氣/柴油雙燃料噴射器，包括噴射器閥體，天然氣閥套，針閥，天然氣閥座；
所述噴射器閥體內(nèi)有空腔，空腔內(nèi)設(shè)有天然氣閥套，天然氣閥套的凸起將空腔分為上下兩部分；
所述針閥依次穿過噴射器閥體、天然氣閥套中心到達(dá)天然氣閥座，所述針閥和天然氣閥套能夠沿噴射器閥體中心線為中心軸，上下運(yùn)動(dòng)；
所述天然氣閥套下部、噴射器閥體和天然氣閥座，之間形成天然氣氣腔，所述天然氣氣腔與噴射器閥體上的天然氣入口相連通；
所述針閥中部臺(tái)階面與噴射器閥體之間形成柴油油腔，針閥與天然氣閥套貼合面間隙構(gòu)成柴油通道，所述柴油通道與柴油油腔連通，柴油油腔與噴射器閥體上的柴油入口相連通；
所述天然氣閥座上設(shè)有天然氣噴孔，壓力室，柴油噴孔，且柴油噴孔與壓力室連通，天然氣噴孔與天然氣閥座表面連通。
[0010]所述天然氣閥套內(nèi)部設(shè)有潤(rùn)滑柴油油腔，所述潤(rùn)滑柴油油腔連通柴油通道和天然氣閥座的表面。
[0011]所述潤(rùn)滑柴油油腔，與柴油通道傾斜設(shè)置。
[0012]所述天然氣閥套上部和噴射器閥體之間還設(shè)有彈簧A，彈簧A的預(yù)緊力應(yīng)滿足天然氣噴射壓力；避免燃料氣體進(jìn)入天然氣氣腔時(shí)對(duì)彈簧A形成橫向沖擊；彈簧A的預(yù)緊力以及天然氣閥套升程均根據(jù)天然氣噴射量計(jì)算得出。
[0013]所述針閥的上端還設(shè)有彈簧B，彈簧B的預(yù)緊力應(yīng)滿足高壓噴射柴油壓力，柴油油腔中燃油壓力夠高時(shí)頂起彈簧B，使得柴油進(jìn)入柴油通道；所述柴油通道內(nèi)可形成油膜，潤(rùn)滑針閥。
[0014]所述柴油入口內(nèi)的燃料由高壓共軌系統(tǒng)提供。
[0015]天然氣噴孔與柴油噴孔之間距離與角度根據(jù)不同發(fā)動(dòng)機(jī)類型可調(diào)整，以達(dá)到天然氣/柴油兩種燃料最佳的混合燃燒效果。
[0016]所述雙燃料噴射器的工作原理為:
天然氣/柴油經(jīng)由不同的管路進(jìn)入噴射器，天然氣噴射路徑，包括天然氣入口，天然氣氣腔，天然氣噴孔；柴油噴射通道，包括柴油入口，柴油油腔，柴油通道，壓力室和柴油噴孔。
[0017](I)引燃柴油噴射階段
柴油油腔12中燃油壓力對(duì)針閥14的臺(tái)階面有向上的壓力，壓力夠高時(shí)，客克服彈簧B15的壓力，針閥14抬起，柴油通過柴油通道11進(jìn)入壓力室8，同時(shí)少量柴油進(jìn)入潤(rùn)滑柴油油腔6儲(chǔ)存；壓力室8內(nèi)形成高壓燃油，經(jīng)過柴油噴孔9噴入氣缸。在整個(gè)柴油噴射階段，天然氣閥套4保持落座狀態(tài)，潤(rùn)滑柴油油腔6內(nèi)的柴油不會(huì)進(jìn)入天然氣氣腔5。
[0018]當(dāng)柴油噴射階段結(jié)束后，柴油通道11內(nèi)油壓下降，部分柴油儲(chǔ)存在潤(rùn)滑柴油油腔6內(nèi)。
[0019](2)天然氣噴射階段
柴油噴射階段結(jié)束后，針閥14完全落座時(shí)，天然氣入口 2內(nèi)的氣體進(jìn)入天然氣腔5形成高壓，壓力足夠高時(shí)，克服彈簧A 3的預(yù)緊力，抬起天然氣閥套4，開啟天然氣噴孔7，天然氣以高壓方式噴入氣缸。
[0020](3)潤(rùn)滑階段
天然氣噴射階段開始后，針閥14落座，柴油通道11與潤(rùn)滑柴油油腔6內(nèi)的油壓均下降。天然氣閥套4受天然氣氣腔5內(nèi)氣體壓力向上抬起，抬起過程中潤(rùn)滑柴油孔)內(nèi)的柴油進(jìn)入天然氣閥套4與天然氣閥座10之間的貼合面，形成油膜潤(rùn)滑。由于存在油膜潤(rùn)滑，當(dāng)天然氣閥套4回落時(shí)，與天然氣閥座10之間的撞擊強(qiáng)度減弱，磨損降低，雙燃料噴射器的可罪性大幅提聞。
[0021]本發(fā)明的有益效果為:
(1)本發(fā)明提供了一種雙燃料噴射噴射器，即利用一個(gè)噴射器實(shí)現(xiàn)天然氣/柴油雙燃料噴射功能；
(2)本發(fā)明克服普通