一种旁通式混合进气的压电式外导向燃气喷射阀制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种旁通式混合进气的压电式外导向燃气喷射阀，利用压电晶体通电伸长，经由液力放大器放大位移后，对称布置的小活塞推动圆环盘平稳地向上运动，圆环盘通过阀杆带动阀芯组合体整体在外侧的导向块的外导向作用下离开阀座运动，实现燃气阀喷气的功能；通过压力平衡孔、压力平衡槽及稳压腔相配合，能够有效抑制燃气喷射阀内部燃气压力的波动，实现气流的稳定工作，可靠工作，实现高响应速度；通过轴向主气槽直接进气和周向补气孔进气的混合进气方式，实现大流量，有效地提高发动机的供气效率，同时可以避免气流干涉，实现气路的稳定；通过阀芯和阀座间的多道环带结构，实现燃气喷射阀的面密封，高可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种旁通式混合进气的压电式外导向燃气喷射阀
本专利技术涉及的是一种燃气喷射阀，具体地说是天然气发动机燃气喷射阀。
技术介绍
近年来，随着我国石油消耗的快速增长，石油严重依赖进口。天然气燃烧清洁并且在我国储量丰富，使其成为最有可能替代柴油的燃料。在内燃机行业中，节能减排作为内燃机发展的必然趋势，应用天然气作为主燃料的内燃机在保证动力性的前提下，可大幅地降低排放污染情况，应用天然气为燃料的内燃机近年来已然成为行业内的研究热点。作为天然气发动机的燃料供给装置，燃气喷射阀的性能直接决定天然气发动机的特性。目前来看，在燃气喷射阀的实际工作过程中，燃气喷射阀喷气控制的灵活性、所喷燃气压力的稳定性及控制精度等特性均会对内燃机性能造成影响，依照内燃机转速的不同，燃气喷射阀的响应时间一般在几毫秒到几十毫秒之间，即燃气喷射阀需具备高的响应速度以满足其迅速开关的要求，与此同时，燃气喷射阀还需具备尽量大的出气横截面积，以保证内燃机获得充足的燃气量。因此，开发升程可变、气压稳定、控制精度高、响应速度快、可靠性高的大流量燃气喷射阀，是目前天然气发动机燃气喷射阀发展的趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供升程可变、响应速度快、控制精度高、可靠性高、喷气压力稳定、高效密封、大流量的一种旁通式混合进气的压电式外导向燃气喷射阀。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术一种旁通式混合进气的压电式外导向燃气喷射阀，其特征是：包括阀体、阀座、阀杆、压电晶体、液力放大器、隔板、阀芯组合体，阀体上方固定有固定块，固定块中部开有直槽，压电晶体安装在直槽里，阀体固定在阀座上，阀体里设置隔板，液力放大器设置隔板上方，阀芯组合体设置在隔板下方，隔板下方的阀体与阀座之间形成阀空间，所述液力放大器包括大活塞、小活塞、套筒，套筒设置在隔板上，套筒上端的中心为粗出口，套筒上端的端部为细出口，大活塞设置在粗出口里，小活塞设置在细出口里，大活塞的凸缘与套筒之间设置大活塞支撑弹簧，小活塞的凸缘与套筒之间设置小活塞支撑弹簧，大活塞、小活塞下方的套筒里充有液压油，大活塞上表面与压电晶体下表面贴合在一起，大活塞外部设置圆环盘，小活塞上表面与圆环盘下表面贴合，圆环盘和固定块里均设置凹槽，复位弹簧的两端分别布置在圆环盘和固定块的凹槽里，所述的阀芯组合体包括衔铁、弹簧座、底板、阀芯，衔铁、底板、阀芯自上而下布置同时通过紧固螺栓连接在一起，弹簧座位于衔铁外部并与衔铁之间形成环形槽，隔板下表面设置环形槽，复位弹簧的两端分别布置在隔板的环形槽和弹簧座的环形槽内，衔铁中心处设置压力平衡孔，底板上设置压力平衡槽，阀芯为中空结构，阀芯下方的阀座上设置中心稳压腔，压力平衡孔、压力平衡槽、阀芯的中空部分以及中心稳压腔相通并构成内部空间，阀芯上设置密封环带和肋片，密封环带形成环腔，阀座上设置出气环带和导向块，导向块位于阀芯周围，出气环带位于环腔下方，出气环带下方设置出气口，隔板上设置通孔，阀杆的中部穿过通孔，阀杆的上部与圆环盘相连，阀杆的下方通过卡簧与衔铁固定在一起，阀芯上表面开设轴向主气槽，肋片上开有周向补气孔，并在补气孔处设置导流锥角。本专利技术还可以包括：1、阀座的外端设置端部稳压腔。2、阀体上设置伸出部分，伸出部分设置进气口，进气口下方的阀体里设置导流腔，进气口、导流腔相通并构成外部空间，外部空间与内部空间相通，阀芯上设置轴向进气孔；燃气经由进气口垂直流入阀体内，沿着导流腔垂直流动，充满阀座外端的端部稳压腔以及阀芯的周围空间，一部分燃气流入到阀芯组合体内部空间及阀座中心稳压腔；压电晶体未通电时，阀芯上的密封环带与阀座的上表面紧密配合，燃气充满燃气喷射阀的阀体内部的外部空间和内部空间；压电晶体通电后，压电晶体受到电流激励从而伸长，推动大活塞向下运动，套筒中的液压油受到压缩，在液压油压力的作用下，小活塞向上运动，阀杆亦向上运动，在卡簧的固定作用下，带动阀芯组合体向上运动，直到套筒内的液压油压力回到初始状态，小活塞不再运动，阀芯组合体随之停止，燃气由轴向主气槽和周向补气孔的混合进气方式流入，通过环腔，最后由出气口垂直流出；压电晶体断电后，压电晶体缩短，在大活塞支撑弹簧的作用下，大活塞回到初始位置，套筒内液压油压力下降，在复位弹簧的作用下，圆环盘、小活塞向下运动，阀杆、阀芯组合体随之向下运动，直至套筒内液压油压力回到初始状态，大活塞、小活塞回到初始位置，阀芯组合体回到初始位置，阀芯表面与阀座表面贴合，燃气喷射阀关闭，气路关闭。本专利技术的优势在于：本专利技术利用压电晶体通电伸长，经由液力放大器放大位移后，对称布置的小活塞推动圆环盘平稳地向上运动，圆环盘通过阀杆带动阀芯组合体整体在外侧的导向块的外导向作用下离开阀座运动，实现燃气阀喷气的功能；本专利技术采用压电晶体驱动的方式，有效提高了燃气喷射阀的响应速度，实现了燃气喷射阀的升程可变；本专利技术通过旁通结构和导流腔结构实现进气和导流过程；通过导向块结构实现外导向，保证阀芯的垂直度；通过压力平衡孔、压力平衡槽及稳压腔相配合，能够有效抑制燃气喷射阀内部燃气压力的波动，实现气流的稳定工作，可靠工作，实现高响应速度；通过轴向主气槽直接进气和周向补气孔进气的混合进气方式，实现大流量，有效地提高发动机的供气效率，同时可以避免气流干涉，实现气路的稳定；通过阀芯和阀座间的多道环带结构，实现燃气喷射阀的面密封，高可靠性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的阀芯组合体结构示意图；图3为本专利技术的气路走向示意图；图4为阀芯三维结构示意图；图5为阀座结构俯视图。具体实施方式下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述：结合图1-5，图1为本专利技术一种旁通式混合进气的压电式外导向燃气喷射阀的整体结构示意图，包括9阀体、2压电晶体、1固定块、3大活塞、4大活塞支撑弹簧、5密封环、6套筒、13复位弹簧、14圆环盘、15阀杆、16小活塞支撑弹簧、17小活塞、19卡簧、20隔板、7阀芯组合体、22密封胶圈和10阀座，固定块1利用固定螺栓11固定在阀体9上方的中心位置，固定块1在中心位置开有一定深度的直槽，压电晶体2布置在其中，在直槽上方开有一直径较小的通孔，用于布置压电晶体2与阀体9外控制单元的接电线，压电晶体2下表面与大活塞3上表面相接触，在大活塞支撑弹簧4的预紧力作用下，压电晶体2下表面与大活塞3上表面紧密贴合在一起，套筒6上端为多出口，中心出口为粗出口，周围出口为细出口，对称布置在圆环盘14的下方，下端为一连通的封闭腔，大活塞3的下端布置在套筒6中心的粗出口内，大活塞支撑弹簧4位于大活塞3凸缘与套筒6之间，保证大活塞3不会整体进入套筒6内，套筒6内充满了具有一定压力的液压油18，套筒6两端的细出口上方布置有小活塞17，小活塞17下端布置在其中，在小活塞17凸缘与套筒6之间布置有小活塞支撑弹簧16，以保证小活塞17不会整体进入套筒6内，大活塞3、小活塞17侧表面与套筒6内壁之间布置有密封环5，以防止套筒6内液压油18的泄漏，大活塞3、小活塞17、大活塞支撑弹簧4、小活塞支撑弹簧16与套筒6一同构成了压电晶体的液力放大器，液力放大器作为一个整体布置在阀体9中隔板20的上方，在小活塞支撑弹簧16的预紧力作用下，小活塞17上表面与圆环盘14下表面紧密贴合，复位弹簧13的两端分别布置在固定块1与圆环盘1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旁通式混合进气的压电式外导向燃气喷射阀，其特征是：包括阀体、阀座、阀杆、压电晶体、液力放大器、隔板、阀芯组合体，阀体上方固定有固定块，固定块中部开有直槽，压电晶体安装在直槽里，阀体固定在阀座上，阀体里设置隔板，液力放大器设置隔板上方，阀芯组合体设置在隔板下方，隔板下方的阀体与阀座之间形成阀空间，所述液力放大器包括大活塞、小活塞、套筒，套筒设置在隔板上，套筒上端的中心为粗出口，套筒上端的端部为细出口，大活塞设置在粗出口里，小活塞设置在细出口里，大活塞的凸缘与套筒之间设置大活塞支撑弹簧，小活塞的凸缘与套筒之间设置小活塞支撑弹簧，大活塞、小活塞下方的套筒里充有液压油，大活塞上表面与压电晶体下表面贴合在一起，大活塞外部设置圆环盘，小活塞上表面与圆环盘下表面贴合，圆环盘和固定块里均设置凹槽，复位弹簧的两端分别布置在圆环盘和固定块的凹槽里，所述的阀芯组合体包括衔铁、弹簧座、底板、阀芯，衔铁、底板、阀芯自上而下布置同时通过紧固螺栓连接在一起，弹簧座位于衔铁外部并与衔铁之间形成环形槽，隔板下表面设置环形槽，复位弹簧的两端分别布置在隔板的环形槽和弹簧座的环形槽内，衔铁中心处设置压力平衡孔，底板上设置压力平衡槽，阀芯为中空结构，阀芯下方的阀座上设置中心稳压腔，压力平衡孔、压力平衡槽、阀芯的中空部分以及中心稳压腔相通并构成内部空间，阀芯上设置密封环带和肋片，密封环带形成环腔，阀座上设置出气环带和导向块，导向块位于阀芯周围，出气环带位于环腔下方，出气环带下方设置出气口，隔板上设置通孔，阀杆的中部穿过通孔，阀杆的上部与圆环盘相连，阀杆的下方通过卡簧与衔铁固定在一起，阀芯上表面开设轴向主气槽，肋片上开有周向补气孔，并在补气孔处设置导流锥角。...

【技术特征摘要】
1.一种旁通式混合进气的压电式外导向燃气喷射阀，其特征是：包括阀体、阀座、阀杆、压电晶体、液力放大器、隔板、阀芯组合体，阀体上方固定有固定块，固定块中部开有直槽，压电晶体安装在直槽里，阀体固定在阀座上，阀体里设置隔板，液力放大器设置隔板上方，阀芯组合体设置在隔板下方，隔板下方的阀体与阀座之间形成阀空间，所述液力放大器包括大活塞、小活塞、套筒，套筒设置在隔板上，套筒上端的中心为粗出口，套筒上端的端部为细出口，大活塞设置在粗出口里，小活塞设置在细出口里，大活塞的凸缘与套筒之间设置大活塞支撑弹簧，小活塞的凸缘与套筒之间设置小活塞支撑弹簧，大活塞、小活塞下方的套筒里充有液压油，大活塞上表面与压电晶体下表面贴合在一起，大活塞外部设置圆环盘，小活塞上表面与圆环盘下表面贴合，圆环盘和固定块里均设置凹槽，复位弹簧的两端分别布置在圆环盘和固定块的凹槽里，所述的阀芯组合体包括衔铁、弹簧座、底板、阀芯，衔铁、底板、阀芯自上而下布置同时通过紧固螺栓连接在一起，弹簧座位于衔铁外部并与衔铁之间形成环形槽，隔板下表面设置环形槽，复位弹簧的两端分别布置在隔板的环形槽和弹簧座的环形槽内，衔铁中心处设置压力平衡孔，底板上设置压力平衡槽，阀芯为中空结构，阀芯下方的阀座上设置中心稳压腔，压力平衡孔、压力平衡槽、阀芯的中空部分以及中心稳压腔相通并构成内部空间，阀芯上设置密封环带和肋片，密封环带形成环腔，阀座上设置出气环带和导向块，导向块位于阀芯周围，出气环带位于环腔下方，出气环带下方设置出气口，隔板上设置通孔，阀杆的中部穿过通孔，阀杆的上部与圆环盘相连，阀杆的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，范立云，王毓源，彭文博，蒋顺浩，王德玉，王鑫，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23