基于富羟基助燃的氨燃料一体化喷射器
本发明的目的在于提供基于富羟基助燃的氨燃料一体化喷射器，包括液氨供给控制模块、液氨喷射控制模块、双流体喷射模块。本发明通过设计带有多孔式阀杆的电磁执行器结构，使得控制腔上端压力可调，实现控制阀的快速响应以及伺服油路与供给油路的分离。针对氨燃料的喷射控制，设计了带有套筒式阀杆的强磁力电磁执行器，采用此结构的直接控制形式，实现双流体混合气的高响应精准喷射。另外，本发明通过采用富羟基气体进行双流体喷射，由液氨喷射模块配合将液氨与气体混合并喷入气缸，实现氨燃料大流量喷射，通过富羟基气体进行助燃，保证燃烧效果。
发明专利
CN202311524042.0
2023-11-16
CN117588334A
2024-02-23
F02M21/02(2006.01)
哈尔滨工程大学
范立云;毛运涛;礼博;顾远琪;魏云鹏;李美斯;王华卿;邹鑫松
150000 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号
黑龙江;23
1.基于富羟基助燃的氨燃料一体化喷射器，其特征是：包括自上而下设置的进油紧固帽（3）、蓄压腔壁、液氨供给控制模块（6）、液氨喷射控制模块（8）、双流体喷射模块（9），进油紧固帽（3）里设置伺服油进油口（4），蓄压腔壁分别设置伺服油蓄压腔（5）、液氨蓄压腔（2）、喷射器进氨口（1），伺服油蓄压腔（5）连通伺服油进油口（4），液氨蓄压腔（2）连通喷射器进氨口（1）； 所述液氨供给控制模块（6）包括供给上阀块、供给下阀块、供给电磁铁（11）、供给衔铁（16）、进油滑杆（12）、针阀体（13）、多孔式控制阀杆（17），供给上阀块安装在蓄压腔壁和供给下阀块之间，供给电磁铁（11）设置在蓄压腔壁里，供给衔铁（16）设置在供给上阀块里，供给衔铁（16）下方设置多孔式控制阀杆（17），进油滑杆（12）依次穿过供给电磁铁（11）、供给衔铁（16）、多孔式控制阀杆（17），进油滑杆（12）为中空，蓄压腔壁里设置进油口（10），进油口（10）分别连通伺服油蓄压腔（5）和进油滑杆（12），多孔式控制阀杆（17）里分别设置一号进油孔（21）、二号进油孔（22）、三号进油孔（23）、一号出油孔（24）、二号出油孔（25），一号进油孔（21）分别连通进油滑杆（12）、二号进油孔（22）和三号进油孔（23），二号进油孔（22）连通二号出油孔（25），三号进油孔（23）连通一号出油孔（24），供给电磁铁（11）里安装舒张式复位弹簧（20），舒张式复位弹簧（20）套于进油滑杆（12）外部，针阀体（13）安装在供给下阀块里，针阀体（13）与其上方的多孔式控制阀杆（17）之间形成针阀控制腔（18），针阀控制腔（18）里安装针阀弹簧（19），针阀体（13）下端部形成供给控制腔（14），供给控制腔（14）连通液氨蓄压腔（2）。 2.根据权利要求1所述的基于富羟基助燃的氨燃料一体化喷射器，其特征是：所述液氨喷射控制模块（8）包括喷射上阀块、喷射下阀块、强力电磁铁（26）、喷射衔铁（28）、进氨滑杆（31）、套筒式进氨控制阀杆（32）、进氨块（35），喷射上阀块和喷射下阀块自上而下设置，强磁力电磁铁（26）安装在喷射上阀块里，喷射衔铁（28）和进氨块（35）安装在喷射下阀块里，强磁力电磁铁（26）里安装喷射线圈（27），进氨滑杆（31）依次穿过强磁力电磁铁（26）、喷射衔铁（28）并进入进氨块（35），进氨滑杆（31）的中部为中空的进氨口（37），位于强磁力电磁铁（36）下方的进氨滑杆（31）的外部套有套筒式进氨控制阀杆（32），喷射衔铁（28）和进氨块（35）之间的套筒式进氨控制阀杆（32）的外部套有压缩式复位弹簧（33），进氨块（35）里设置储氨腔（36）、一号出氨孔（29）和二号出氨孔（34），一号出氨孔（29）分别连通进氨口（37）和储氨腔（36），二号出氨孔（34）分别连通进氨口（37）和储氨腔（36）。 3.根据权利要求1所述的基于富羟基助燃的氨燃料一体化喷射器，其特征是：所述双流体喷射模块（9）包括喷嘴体（40）、内锥式环形阀杆（38），喷嘴体（40）里安装内锥式环形阀杆（38），内锥式环形阀杆（38）与喷嘴体（40）形成混合腔（39），液氨供给控制模块（6）上设置富羟基气体进气口（7），混合腔（39）连通富羟基气体进气口（7）和进氨口（37）。 4.根据权利要求3所述的基于富羟基助燃的氨燃料一体化喷射器，其特征是：所述富羟基气体进气口（7）连接可变进气控制接头结构，所述可变进气控制接头结构包括外壳（44）、阀体（45），阀体（45）安装在外壳（44）里，阀体（45）里设置有进气道（43），进气道（43）设有进气分支一和进气分支二，进气分支一连接一号进气阀（41），进气分支二连接二号进气阀（42）。 5.根据权利要求1所述的基于富羟基助燃的氨燃料一体化喷射器，其特征是：当伺服油经由伺服油蓄压腔（5）进入液氨供给控制模块（6）后，经过进油口（10）进入电磁阀油路，此时当电磁阀未通电时，伺服油经过进油滑杆（12）的出油口进入多孔式控制阀杆（17），经过其一号进油孔（21）、二号进油孔（22）、三号进油孔（23）进入控制阀杆，并经由控制阀杆一号出油孔（24）、二号出油孔（25）完成对针阀控制腔（18）的注油；此时针阀控制腔（18）的油压升高，通过针阀弹簧（19）共同作用于针阀体（13），与供给控制腔（14）的通过针阀体（13）下端斜面作用于针阀体（13）的压力相当，针阀保持静止，不进行液氨的供给；当电磁阀通电后，供给线圈（15）接入电流，产生电磁力作用于供给衔铁（16），供给衔铁（16）与多孔式控制阀杆（17）相连，在电磁力的作用下多孔式控制阀杆（17）克服舒张式复位弹簧（20）的弹力向上运动，此时多孔式控制阀杆（17）的一号进油孔（21）、二号进油孔（22）、三号进油孔（23）与进油滑杆（12）出油孔断开，与位于喷射器体的大孔径回油孔相连，此时进油与针阀控制腔（18）内的伺服油经过控制阀杆一号出油孔（24）、二号出油孔（25）排出，针阀控制腔（18）压力减小，供油控制腔（14）内液氨作用于针阀体（13）的压力大于针阀控制腔（18）内压力与针阀弹簧（19）弹力的合力，针阀体（13）完成向上运动，液氨完成供给过程。 6.根据权利要求1所述的基于富羟基助燃的氨燃料一体化喷射器，其特征是：当液氨经过液氨供给控制模块（6）进入液氨喷射控制模块（9），液氨经过进氨口（37）进入，经过一号出氨口（29）、二号出氨口（34）进入进氨块（35）内的储氨腔（36）膨胀，并经过液氨喷嘴（30）喷出；当电磁阀未通电时，此时喷射衔铁（28）与套筒式控制阀杆（32）在压缩式复位弹簧（33）的作用下保持静止，套筒式控制阀杆（32）同内锥式环形阀杆（38）相连，此时内锥式环形阀杆（38）也保持静止，同喷嘴体（40）保持密封，液氨经过液氨喷嘴（30）膨胀喷出，液氨膨胀后得以进入混合腔（39），同混合腔（39）内的富羟基气体进行混合，形成双流体混合气；当电磁阀通电时，喷射线圈（27）接入电流，强磁力电磁铁（26）产生电磁力作用于喷射衔铁（28），此处通入的电流与之前的电流方向相反，作用于喷射衔铁（28）的为向下的推力，喷射衔铁（28）带动套筒式控制阀杆（32）克服压缩式复位弹簧（33）的弹簧力向下运动，一号出氨口（29）、二号出氨口（34）同套筒式控制阀杆（32）以及进氨块（35）的孔道断开，停止液氨供给，推动内锥式环形阀杆（38）向下运动，同喷嘴体（40）分离，双流体混合气喷出，完成大流量氨燃料的双流体喷射。