一种双燃料喷射阀的制作方法

1.本发明属于喷射阀技术领域，涉及双燃料喷射阀。


背景技术：

2.随着国家排放法规的升级，天然气作为替代燃料之一，因其具有较好的清洁性和经济型，近年来，在交通方向发展迅猛，燃气车的销量也是逐渐提升。
3.现有的天然气发动机以低压歧管喷射为主，其将天然气以低于10bar的压力喷射到进气歧管中，通过火花塞进行点燃，其热值效率较低，排温较高，通过hpdi技术，利用双燃料喷射器将柴油和天然气以300bar的高压直接喷射到燃烧室，利用少量柴油起引燃作用，然后喷入95%的天然气作为主燃料燃烧做功。
4.目前使用的双燃料喷射器用的喷嘴结构比较复杂，燃料喷射的死区容积较大，控制腔容积大，内针和外针喷射响应速度慢；现有技术中两组喷孔分别布置在外针和阀体两个部件上，内针外针喷射时两组喷孔会发生相对运动，导致两种燃料喷射时位置不固定，对发动机性能产生影响；现有技术中外针的一端为封闭端，容易堆积杂质，加工和清洗的难度较大。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种双燃料喷射阀，该喷射阀能独立控制喷射两种燃料，且喷射过程中，两种燃料的喷射相对位置不会发生变化。该喷射阀结构简单，喷射响应速度快，可靠性及工艺性好。
6.按照本发明提供的技术方案：包括阀体及位于阀体内的中间体，中间体的下端紧贴阀体，阀体中开设内外针滑动腔，外针、内针滑动设置于内外针滑动腔中，内外针滑动腔下部环设第一燃料喷射腔，第一燃料喷射腔通过第一燃料油路连通第一燃料轨，阀体底端钻设第一燃料喷孔及第二燃料喷孔，第一燃料喷孔位于第二燃料喷孔外周，第一燃料喷孔、第二燃料喷孔内端连通内外针滑动腔，外端连通外界；内外针滑动腔底部内壁上设有第二燃料内密封面、分隔密封面及第一燃料内密封面，第二燃料内密封面位于第一燃料喷孔、第二燃料喷孔之间，分隔密封面位于第二燃料内密封面与第一燃料喷孔之间，第一燃料内密封面位于第一燃料喷孔与第一燃料喷射腔之间，外针上部与阀体底部之间设有外针弹簧，外针底部设有与第一燃料内密封面适配并相抵的外针下密封面，外针中设有内针滑动孔，内针在内针滑动孔中滑动，内针上部外周从上至下套设第一分隔环、内针弹簧，内针下部外周从上至下套设分隔环弹簧、第二分隔环，第二分隔环下端设有与分隔密封面适配并相抵的分隔套密封面，内针底部设有与第二燃料内密封面适配并相抵的内针下密封面；内针滑动孔下部环设第二燃料喷射腔，第二燃料喷射腔通过第二燃料油路连通第二燃料轨；内针顶部、中间体底部及第一分隔环内周围成内针控制腔；内外针滑动腔上部内壁、中间体底部、外针上部及第一分隔环上部外周围成外针控制腔；内针控制腔与外针控制腔分别连接至控制阀。
7.作为本发明的进一步改进，中间体中竖直开有中间体第一管道、中间体第二管道及中间体第三管道。
8.作为本发明的进一步改进，外针弹簧上端抵住中间体底部，外针弹簧下端抵住外针上部。
9.作为本发明的进一步改进，外针上部设有弹簧套设柱，外针弹簧套设于弹簧套设柱外周。
10.作为本发明的进一步改进，第一分隔环上端抵住中间体底部、下端抵住内针弹簧上端，内针弹簧下端抵住内针上部；分隔环弹簧上端抵住内针下部、下端抵住第二分隔环上端。
11.作为本发明的进一步改进，内针上部设有内针上套设柱，第一分隔环、内针弹簧套设于内针上套设柱外周，内针下部设有内针下套设柱，分隔环弹簧、第二分隔环套设于内针下套设柱外周。
12.作为本发明的进一步改进，第一燃料油路包括依次连通的中间体第三管道、阀体第二管路；阀体第二管路内端连通第一燃料喷射腔，中间体第三管道外端连通第一燃料轨；第二燃料油路包括依次连通的中间体第一管道、阀体第一管路、外针第一管路、内针管路；内针管路内端连通第二燃料喷射腔，中间体第一管道外端连通第二燃料轨；阀体第一管路、阀体第二管路开设于阀体内；外针第一管路开设于外针内。
13.本技术的积极进步效果在于：本发明内针行程、外针行程单独控制，喷射更精准。
14.本发明的两组喷孔均布置在阀体上，喷射时两种燃料喷孔位置不会发生任何变化。
15.③
本发明的控制腔容积小，喷射响应速度快，喷射更精准。
16.④
本发明的外针为两端开口，不会发生杂质堆积，结构工艺性好，制造成本低。
17.⑤
本发明结构从密封到喷孔之间的死区容积小，能够有效减少尾喷。
附图说明
18.图1为本发明的结构示意图。
19.图2为本发明第一燃料喷射死区容积、第二燃料喷射死区容积的位置结构示意图。
具体实施方式
20.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
21.为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
22.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，“包括”和“具有”等类似术语，是指除了已经在“包括”和“具有”中所罗列的那些内容以外，还可以“包括”和“具
有”其它尚未罗列的内容；例如，可以包含一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备，不必限于已经清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
23.图1-2中，包括中间体1、阀体2、外针3、内针4、第一分隔环5、第二分隔环6、外针弹簧7、内针弹簧8、分隔环弹簧9等。
24.如图1所示，本发明是一种双燃料喷射阀，包括包括阀体2及位于阀体2内的中间体1，中间体1的下端紧贴阀体2，阀体2中开设内外针滑动腔，外针3、内针4滑动设置于内外针滑动腔中，内外针滑动腔下部环设第一燃料喷射腔16，第一燃料喷射腔16通过第一燃料油路连通第一燃料轨，阀体2底端钻设第一燃料喷孔10、第二燃料喷孔11，第一燃料喷孔10位于第二燃料喷孔11外周，第一燃料喷孔10、第二燃料喷孔11内端连通内外针滑动腔，外端连通外界。内外针滑动腔底部内壁上设有第二燃料内密封面、分隔密封面及第一燃料内密封面，第二燃料内密封面位于第一燃料喷孔10、第二燃料喷孔11之间，分隔密封面位于第二燃料内密封面与第一燃料喷孔10之间，第一燃料内密封面位于第一燃料喷孔10与第一燃料喷射腔16之间，外针3上部与阀体2底部之间设有外针弹簧7，外针3底部设有与第一燃料内密封面适配并相抵的外针下密封面，外针3中设有内针滑动孔，内针4在内针滑动孔中滑动，内针4上部外周从上至下套设第一分隔环5、内针弹簧8，内针4下部外周从上至下套设分隔环弹簧9、第二分隔环6，第二分隔环6下端设有与分隔密封面适配并相抵的分隔套密封面，内针4底部设有与第二燃料内密封面适配并相抵的内针下密封面。内针滑动孔下部环设第二燃料喷射腔17，第二燃料喷射腔17通过第二燃料油路连通第二燃料轨。内针4顶部、中间体1底部、第一分隔环5内周围成内针控制腔12。内外针滑动腔上部内壁、中间体1底部、外针3上部、第一分隔环5上部外周围成外针控制腔13。内针控制腔12、外针控制腔13分别连接至控制阀。
25.中间体1中竖直开有中间体第一管道1-1、中间体第二管道1-2及中间体第三管道1-3。中间体第二管道1-2一端连通内针控制腔12，另一端连通控制阀。
26.外针弹簧7上端抵住中间体1底部，外针弹簧7下端抵住外针3上部。
27.为了保证外针弹簧7安装稳定，外针3上部设有弹簧套设柱，外针弹簧7套设于弹簧套设柱外周。
28.第一分隔环5上端抵住中间体1底部、下端抵住内针弹簧8上端，内针弹簧8下端抵住内针4上部。
29.分隔环弹簧9上端抵住内针4下部、下端抵住第二分隔环6上端。
30.为了保证第一分隔环5、内针弹簧8安装稳定，内针4上部设有内针上套设柱，第一分隔环5、内针弹簧8套设于内针上套设柱外周。为了保证分隔环弹簧9、第二分隔环6安装稳定，内针4下部设有内针下套设柱，分隔环弹簧9、第二分隔环6套设于内针下套设柱外周。
31.第一燃料油路包括依次连通的中间体第三管道1-3、阀体第二管路18。阀体第二管路18内端连通第一燃料喷射腔16，中间体第三管道1-3外端连通第一燃料轨。
32.第二燃料油路包括依次连通的中间体第一管道1-1、阀体第一管路14、外针第一管路20、内针管路15。内针管路15内端连通第二燃料喷射腔17，中间体第一管道1-1外端连通第二燃料轨。
33.阀体第一管路14、阀体第二管路18开设于阀体2内。
34.外针第一管路20开设于外针3内。
35.如图2所示，阀体2、外针3、第二分隔器6之间形成第一燃料喷射死区容积19，阀体2、内针4之间形成第二燃料喷射死区容积21。
36.第一燃料优选为燃气，第二燃料优选为燃油。
37.该喷射阀在静态下，内针4受到内针弹簧8的弹簧预紧力，下端压紧在阀体2上，外针3受到外针弹簧7的弹簧预紧力，下端压紧在阀体2上，第二分隔环6受到分隔环弹簧9的弹簧预紧力，下端压紧在阀体2上，内针下密封面与第二燃料内密封面相抵。内针控制腔12、外针控制腔13分别连接至控制阀，第一燃料喷射腔16与阀体第二管路18接通，第二燃料喷射腔17与阀体第一管路14、内针管路15接通。
38.工作原理：这是一种用于双燃料喷射器的双燃料喷射阀，初始状态下，内针控制腔12、外针控制腔13内的压力与第二燃料轨压相等，内针4在内针弹簧8的弹簧预紧力、内针控制腔12内的液压力、第二燃料喷射腔17内的液压力合力作用下，下端压紧在阀体2上，内针下密封面与第二燃料内密封面相抵，隔绝第二燃料喷射腔17与第二燃料喷孔11，外针3在外针弹簧7的弹簧预紧力、外针控制腔13内的液压力、第一燃料喷射腔16内的液压力合力作用下，下端压紧在阀体2上，第一燃料内密封面与外针下密封面相抵，隔绝第一燃料喷射腔16与第一燃料喷孔10。
39.当外针控制腔13内的压力下降到某一目标值时，第一燃料喷射腔16内的液压力大于外针弹簧7的弹簧预紧力和外针控制腔13内的液压力，外针3向上运动，运动行程由中间体1底平面限制，第一燃料内密封面与外针下密封面脱开，第一燃料喷射腔16与第一燃料喷孔10接通，第一燃料通过第一燃料喷孔10喷入燃烧室。
40.当内针控制腔12内的压力下降到某一目标值时，第二燃料喷射腔17内的液压力大于内针弹簧8的弹簧预紧力和内针控制腔12内的液压力，内针4向上运动，运动行程由中间体1底平面限制，内针下密封面与第二燃料内密封面脱开，第二燃料喷射腔17与第二燃料喷孔11接通，第二燃料通过第二燃料喷孔11喷入燃烧室。
41.喷射过程中，第二分隔环6始终受到分隔环弹簧9的弹簧预紧力和第二燃料喷射腔17内的液压力，下端压紧在阀体2上，阻止第一燃料与第二燃料之间相互窜漏。
42.当控制腔13、12内的压力重新建立，外针3在外针弹簧7的弹簧预紧力、外针控制腔13内的液压力、第一燃料喷射腔16内的液压力合力作用下，重新压紧在阀体2上，第一燃料喷射结束。内针4在弹簧预紧力、内针控制腔12内的液压力、第二燃料喷射腔17内的液压力合力作用下，重新压紧在阀体2上，第二燃料喷射结束。
43.通过控制控制腔13、12内的压力变化顺序，可以控制第一燃料和第二燃料的喷射顺序，外针、内针行程相互独立，两种燃料的喷射不会互相干扰。两组燃料喷孔均布置在阀体2上，两种燃料的喷射位置不会发生变化，同时第二分隔环持续压紧在阀体2上，阻止第一燃料与第二燃料之间相互窜漏。
44.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。