氣體燃料發動機用燃氣電噴閥的製作方法

2023-06-22 04:38:21

本實用新型涉及氣體機和雙燃料發動機部件，更具體地說涉及一種氣體燃料發動機用燃氣電噴閥。

背景技術：

新的排放法規將廢氣中的NOx、SOx和顆粒物含量限值定義得極為嚴格。隨著市場對清潔動力的強烈追求，發動機行業正大力發展氣體燃料發動機技術。氣體機渡船在挪威已成功運行，拖船也將緊隨其後。多年來，雙燃料甚至三燃料發動機已經作為LNG船舶和海上油氣平臺的動力。氣體燃料作為主要燃料之一有著其自身的特點：低溫、無潤滑、極度乾燥和腐蝕性。考慮到氣體燃料與傳統燃料的不同之處，燃料供給系統的設計和製造勢必會面臨許多新的挑戰。

氣體燃料發動機用燃氣電噴閥，作為燃料供給系統中的核心零部件，密封面容易發生冷焊效應，加速密封面磨損，進而限制電噴閥的使用壽命。氣體燃料作為易燃性氣體且容易發生洩漏，往進氣道方向發生洩漏會造成發動機性能的下降，往外界洩漏會引起外界環境安全隱患，因此在設計過程中應採取有效措施，將洩露風險降至最低。為了使氣體機工作穩定，要求燃氣噴射閥的響應速度快，一致性好。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種氣體燃料發動機用燃氣電噴閥，能夠適用於中高速氣體機和雙燃料發動機，能夠滿足響應速度快，燃氣計量準確，覆蓋單缸功率範圍廣等要求。

本實用新型所述氣體燃料發動機用燃氣電噴閥，包括殼體、電磁閥部件和閥芯部件，電磁閥部件和閥芯部件安裝在殼體上，電磁閥部件位於閥芯部件上方。 所述電磁閥部件包括電磁閥外殼和鐵芯線圈。

所述閥芯部件包括閥芯、閥片、閥座和銜鐵，銜鐵的下端位於閥芯的中心孔內；閥片安裝在閥芯內，閥片位於銜鐵的下方，閥片通過螺釘與銜鐵下端固定連接，閥片的下表面與閥座的上表面相配合，電磁閥部件通電時，在電磁力作用下，所述銜鐵拉動所述閥片向上移動，使閥片的下表面與閥座的上表面之間形成燃氣通道，電磁閥部件斷電時，閥片的下表面與閥座的上表面貼合形成密封面，阻斷燃氣通道，該燃氣通道與設置在殼體上的燃氣進口和燃氣出口連通。為較好的實現密封，需對所述閥片下表面和所述閥座上表面進行嚴格的粗糙度控制。

進一步，閥片通過彈簧安裝在閥芯內，彈簧的上下兩端分別與閥芯及閥片連接。彈簧為所述閥片落座提供平穩的回覆力，減輕密封面的磨損，彈簧同時可以起定位作用，使得所述閥片和所述閥座的第一通氣槽和第二通氣槽得以精確配合形成密封面，閥片在彈簧和氣壓差的聯合作用下被緊壓在所述閥座上，具有良好的自密封效果。同時，設置的彈簧可以在電噴閥前後壓差突變，發動機進氣歧管中的壓力高於供燃氣氣壓力時，防止發動機進氣倒灌進入燃氣供應管道。

進一步，閥片的側壁上開設有通氣孔，閥片的下表面開設有第一通氣槽，第一通氣槽與所述通氣孔連通，閥座的上表面開設有第二通氣槽，閥座的下表面開設有導流孔，導流孔與第二通氣槽連通。保證所述閥片開啟時不在上遊形成截流，減小壓力損失，閥座底部設的導流孔，與所述閥座上端面的第二通氣槽相通，可以使燃氣噴射更加穩定。

進一步，所述第一通氣槽由布置在閥片下表面的多個同心環形槽組成，各個環形槽之間通過氣孔連通；第二通氣槽由布置在閥座上表面的多個同心環形槽結構組成，各個環形槽之間通過氣孔連通。該結構在閥片的設計升程較小的情況下，可以形成較大的流通面積。流通面積較大意味著該電噴閥將擁有更寬的流量範圍，可以匹配的發動機的功率範圍也相應增大，用途更廣泛。由於升程較小，因此，閥片落座時的撞擊速度較小，這種設計可以減輕運動件的撞擊，增加密封面壽命。

進一步，所述殼體採用硬質鋁合金製成，避免了所述殼體對所述電磁閥部件的幹擾，在保證強度的前提下提高了響應速度。同時，減輕了電噴閥總成的重量。

進一步，電磁閥部件和閥芯部件同軸安裝在殼體上；

進一步，所述鐵芯線圈的鐵芯為E形，採用鐵矽鉻片狀材料堆疊而成，可以提供更大的電磁力，同時有效抑制所述鐵芯中的電渦流產生，進而削弱電渦流對所述電磁閥部件響應速度的影響。

進一步，在磁閥部件與殼體之間、閥芯部件和殼體之間以及殼體的燃氣進口和燃氣出口周圍均安裝有高性能的氟橡膠材質的O型密封圈，阻斷燃氣的洩漏通道，提高了電噴閥的可靠性和使用安全性。

本實用新型所述氣體燃料發動機用燃氣電噴閥，由於具有上述結構，電磁閥部件通電時，在電磁力作用下，銜鐵拉動閥片向上移動，密封面打開形成燃氣通道，電磁閥部件斷電時，在彈簧彈力和重力的作用下，閥片落座，閥片的下表面與閥座的上表面貼合形成密封面形成密封面阻斷燃氣通道，在閥片的下表面與閥座的上表面均採用同心環形槽的結構設計，該結構在閥片的設計升程較小的情況下，可以形成較大的流通面積，使電噴閥將擁有更寬的流量範圍，可以匹配的發動機的功率範圍也相應增大，用途更廣泛。本實用新型具有響應速度快，燃氣計量準確，覆蓋單缸功率範圍廣等特點。本實用新型應用於單缸功率為90kW～600kW的中高速氣體機或雙燃料發動機。完全開啟時，流通截面積為400mm2～500mm2，升程0.38mm～0.42mm，可在-20℃～105℃環境下正常運行。

附圖說明

圖1為本實用新型的軸測圖；

圖2為本實用新型的內部結構示意圖；

圖3為本實用新型中電磁閥部件的結構示意圖；

圖4為本實用新型中閥芯部件的結構示意圖；

圖5為本實用新型中閥片的軸測圖；

圖6為本實用新型中閥座的軸測圖；

圖7為本實用新型中閥座另一角度的軸測圖。

具體實施方式

為了進一步解釋本實用新型的技術方案，下面結合附圖來對本實用新型進行詳細闡述。

參見圖1至圖7所示，該氣體燃料發動機用燃氣電噴閥，包括殼體9、電磁閥部件和閥芯部件，電磁閥部件和閥芯部件同軸安裝在殼體上，電磁閥部件位於閥芯部件上方。殼體9採用硬質鋁合金製成，在磁閥部件與殼體9之間、閥芯部件和殼體9之間以及殼體9的燃氣進口和燃氣出口周圍均安裝有高性能的氟橡膠材質的O型密封圈10。所述電磁閥部件包括電磁閥外殼1和鐵芯線圈2，鐵芯線圈2的鐵芯21為E形，採用鐵矽鉻片狀材料堆疊而成。

所述閥芯部件包括閥芯4、閥片6、閥座7和銜鐵3，所述閥芯4下緣壓緊在所述閥座7上。所述銜鐵3呈T型，其下端位於閥芯4的中心孔內。閥片6通過多個彈簧5安裝在閥芯4內，彈簧5的上下兩端分別與閥芯4及閥片6連接。閥片6位於銜鐵3的下方，閥片6通過螺釘8與銜鐵3下端固定連接，閥片6的下表面與閥座7的上表面相配合，閥片6的側壁上開設有多個通氣孔61，閥片6的下表面開設有第一通氣槽62，第一通氣槽62為多個同心環形槽結構組成，各個環形槽之間通過氣孔連通。閥座7的上表面開設有第二通氣槽71，第二通氣槽71的亦為多個同心環形槽結構組成，各個環形槽之間通過氣孔連通。閥座7的下表面開設有十八個導流孔72，導流孔72與第二通氣槽71連通。電磁閥部件通電時，在電磁力作用下，銜鐵3拉動閥片6向上移動，使閥片6的下表面與閥座的上表面之間形成燃氣通道，電磁閥部件斷電時，閥片6的下表面與閥座的上表面貼合形成密封面（貼合時第一通氣槽62與第二通氣槽71相互錯開），阻斷燃氣通道，該燃氣通道與設置在殼體上的燃氣進口和燃氣出口連通。