[發(fā)明專利]一種旋流噴射式高壓燃氣噴射閥

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810563383.1
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108894896A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 王天波;貝紹軼;張?zhí)m春;楊逸凡;李紫娟
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: F02M21/02
• 分類號: F02M21/02
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 滕詣迪

本發(fā)明公開了一種旋流噴射式高壓燃氣噴射閥，屬于燃氣噴射閥技術領域。它包括端蓋、分布排列有多個永磁體的定子、上閥蓋和閥座；所述端蓋蓋放在定子的頂端，定子的底端座落在上閥蓋上，在定子的內(nèi)部沿豎直方向裝配有鐵芯。本發(fā)明設置上閥蓋配合閥座形成圓形閥室，這種旋流噴嘴結構來實現(xiàn)噴射旋流的功能，促使高壓燃氣由閥室至閥口做高速旋流運動，進而增強混合效果，解決了高壓缸內(nèi)直噴供氣方式所帶來的燃料與空氣混合不充分問題，不僅能緩解因滯燃期延長及其引發(fā)的一系列不良影響，并有效提高燃燒效率，提升發(fā)動機性能。通過設置定子配合線圈動子的電磁式驅動控制結構，有效減少閥門落座沖擊，確保噴射閥良好的控制特性與工作穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明屬于燃氣噴射閥技術領域，具體涉及一種旋流噴射式高壓燃氣噴射閥。

背景技術

隨著人類社會的快速發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染兩大問題日趨嚴峻，而汽車工業(yè)首當其沖，不得不面對能源與環(huán)境問題所帶來的巨大挑戰(zhàn)。對此國內(nèi)外諸多研究機構都在積極地開發(fā)替代燃料內(nèi)燃機，在各種替代燃料中，天然氣以其儲量豐富、燃燒清潔、安全性好等特點而受到廣泛關注。

現(xiàn)有天然氣發(fā)動機的燃料供給系統(tǒng)大多為缸外噴射供氣，影響了發(fā)動機的動力性與經(jīng)濟性，而一些研究表明，缸內(nèi)直噴供氣方式對提升天然氣發(fā)動機的性能效果顯著。燃氣噴射閥作為燃料供給系統(tǒng)的終端部件，在設計研發(fā)過程中，應更多根據(jù)缸內(nèi)直噴的工作環(huán)境來考慮。

在高壓缸內(nèi)直噴供氣方式中，往往存在燃料與空氣預混合不充分的情況，導致天然氣發(fā)動機滯燃期的延長，而發(fā)動機最大壓力升高率隨著滯燃期的延長而迅速增長。通常情況下，預混合燃燒猛烈程度與最大壓力升高率呈現(xiàn)正相關的規(guī)律，猛烈的預混合燃燒將加劇發(fā)動機工作時的振動，增強燃燒噪聲。因可燃混合氣混合不均所導致的粗暴燃燒也將促使NOx等有害氣體的產(chǎn)生，不利于控制污染物的排放。同時，由于燃料與空氣混合不充分，混合過程將與燃燒過程同時進行，在這種情況下，火焰燃燒速率受限于混合速率，導致氣缸中火焰燃燒速率與熱效率降低，進而影響發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性。

相關文獻指出，施加旋流可以作為加快燃料與空氣的混合速度的有效措施，但在目前常見的燃氣噴射閥中，尚未出現(xiàn)擁有類似噴射旋流功能的結構設計，因此應在盡可能不增加噴射阻力的前提下，為天然氣噴射閥設計旋流噴嘴結構以滿足高壓缸內(nèi)直噴對燃氣混合效果的要求。

其次，在燃氣供給系統(tǒng)的實際工作過程中，燃氣噴射閥的控制精度、噴射流量和工作可靠性均會對發(fā)動機性能造成影響。傳統(tǒng)噴射閥驅動形式，往往存在控制特性較差的缺點和落座沖擊大的問題，難以滿足高壓直噴供氣系統(tǒng)對噴射閥的控制精度與工作穩(wěn)定性要求。存在使用不便的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決市面上現(xiàn)有高壓缸內(nèi)直噴供氣方式中，存在燃料與空氣預混合不充分的情況，且市面尚未出現(xiàn)擁有類似噴射旋流功能結構的噴射閥；傳統(tǒng)噴射閥控制精度與工作穩(wěn)定性差，存在控制特性較差的缺點和落座沖擊大的問題。而提供一種旋流噴射式高壓燃氣噴射閥。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案：一種旋流噴射式高壓燃氣噴射閥，它包括端蓋、分布排列有多個永磁體的定子、上閥蓋和閥座；所述端蓋蓋放在定子的頂端，定子的底端座落在上閥蓋上，在定子的內(nèi)部沿豎直方向裝配有鐵芯，在鐵芯上套裝有線圈動子，使得線圈動子處于鐵芯與定子的內(nèi)壁之間，線圈動子上電磁線圈的出線由端蓋上開設的線孔與外部連接；在線圈動子的底端連接有閥芯；

所述上閥蓋的底端中部具有向下凸出的圓錐型部，所述閥座的頂端中部具有向內(nèi)凹陷的漏斗狀槽，且在漏斗狀槽底端開設有噴氣孔；所述上閥蓋底端的圓錐型部座落在閥座頂端的漏斗狀槽內(nèi)，且上閥蓋的圓錐型部與閥座的漏斗狀槽之間具有一定空隙形成圓形閥室；所述閥芯的底端穿過上閥蓋蓋放在閥座內(nèi)部底端的噴氣孔上；在閥座的外側壁上設置有連通圓形閥室的進氣管道，且進氣管道的進氣方向相切于圓形閥室；

在上閥蓋與線圈動子底端之間的閥芯上套裝有密封膜片，在密封膜片頂端壓放有膜片壓板，膜片壓板和密封膜片通過壓緊螺釘固定在上閥蓋上。