[发明专利]天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器及其控制方法，包括阀体、阀芯和阀套，阀套和阀芯将阀体内部分隔成压力室、天然气腔、柴油型腔和压力控制型腔，所述阀体上设有公共喷孔、天然气进气通道、柴油第一进、回油通道和柴油第二进、回油通道；所述柴油第一、二回油通道上分别设有第一电磁阀和第二电磁阀；分别通过控制第一、二电磁阀，实现柴油喷射模式、天然气喷射模式和喷射器关闭模式。有益效果：本发明公共喷孔使喷射器结构得到简化；压力控制型腔简化喷射装置的复杂程度，通过油压来对燃料喷射器进行控制，减少复位弹簧的使用数量，解决长期使用后复位弹簧老化造成弹力不足的问题，延长了燃料喷射器的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种内燃机燃料喷射器及其控制方法，特别涉及一种可以实现天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器及其控制方法，属于内燃机喷油器技术领域。

背景技术

目前内燃机燃烧领域都在追求高热效率和低排放两大目标，为了实现两大目标，人们提出了先进的喷射策略（如RCCI喷射方式）配合使用清洁能源(如天然气)作为替代燃料的方法。天然气在我国储量丰富，并且随着中国能源供应侧改革的不断推进，天然气在我国能源结构中的地位不断上升，具有广阔的运用前景。

传统喷油器多为单燃料喷射器，无法在缸内喷射不同种类燃料形成活性分层降低燃烧速率，进而降低压力升高率来拓宽发动机负荷。因此传统喷油器配合先进喷射策略发动机缸内必须安装多个喷油器，这无疑会增加内燃机喷油装置的复杂程度。双燃料喷油器可以克服以上缺陷，并且配合使用天然气这样的清洁能源能在降低排放的同时获得高热效率。目前的双燃料喷油器结构一般为同轴喷射结构和多轴喷射结构，多轴喷射结构复杂且装置体积较大，而同轴喷射中燃料切换结构多为依靠复位弹簧控制的阀门结构，其结构简单，易于实现，但也存在长期使用后弹簧老化造成弹力不足的缺陷。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对现有技术中同轴喷射器存在的长期使用后复位弹簧老化造成弹力不足的问题，提出一种天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器及其控制方法。

技术方案：一种天然气与柴油双燃料同轴喷射的燃料喷射器，包括阀体、阀芯和阀套，所述阀芯和阀套同轴安装于阀体内；所述阀套将阀体内部分隔成压力室、天然气腔和柴油型腔，所述阀体上设有与压力室连通的公共喷孔、与天然气腔连通的天然气进气通道、与柴油型腔连通的柴油第一进油通道和柴油第一回油通道；所述阀芯顶部与阀体内壁形成压力控制型腔，所述阀体上设有与压力控制型腔连通的柴油第二进油通道和柴油第二回油通道；所述柴油第一进油通道和柴油第二进油通道同时与柴油机的供油管道连通，所述柴油第一回油通道上设有第一电磁阀，所述柴油第二回油通道上设有第二电磁阀；

所述阀芯包括上阀芯、下阀芯和第一复位弹簧，所述第一复位弹簧位于上阀芯和下阀芯之间，所述阀芯内的第一复位弹簧处与阀体内壁形成平衡腔，所述阀体上设有与平衡腔连通的泄压孔；所述第一复位弹簧的弹力大于天然气供气系统的气压，所述第一复位弹簧的弹力小于柴油机供油系统的油压；

所述阀套底部设有与阀体底部锥面配合的密封外锥面，所述密封外锥面与阀体底部锥面的配合控制压力室和天然气腔的通断；

所述阀套外径上设有密封凸台，所述密封凸台与阀体内壁配合将天然气腔和柴油型腔分隔成互不相通的腔室；所述阀套的内壁底部设有内锥面，所述下阀芯底部设有与内锥面配合的外锥面；所述下阀芯的外径与阀套的内径之间设有与柴油型腔连通的油道，所述外锥面与内锥面的配合控制油道和压力室的通断。