双燃料集成式喷射系统的制作方法
【专利摘要】一种双燃料集成式喷射系统，包括：喷油器，具有喷油通道；分隔部，连接于所述喷油器的喷油通道中，所述分隔部将所述喷油通道分隔成两条相互隔离的通道，且两条通道并排排列；每条通道均具有位于相应通道两端的进油端和出油端；两根油轨，分别对应连通两条通道的进油端。喷油器具有两条相互隔离的通道，每条通道分别对应一根油轨，可以分别用于输送不同的燃料，使得喷射系统可以同时适用于不同的燃料。
【专利说明】双燃料集成式喷射系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车辆领域，具体涉及一种应用于发动机的双燃料集成式喷射系统。
【背景技术】
[0002]喷射系统是由发动机控制并喷射燃料的部分，其与发动机的控制单元电连接并由控制单元控制，如图1所示，喷射系统一般包括连接于高压油泵I的油轨2，油轨2上设有轨压传感器4，若干喷油器3分别与油轨2连通。工作时，高压油泵I向油轨2输送高压燃料(例如燃油)，并通过喷油器3将燃料通过一定的脉宽喷入发动机的气缸内，轨压传感器4检测油轨2内的压力信号并反馈给控制单元(图中未示出)，并由控制单元通过高压油泵I控制油轨2内的压力。
[0003]喷射系统最常用的燃料通常都是汽油、柴油等传统燃料，而随着社会经济的不断发展，能源危机和环境污染问题日益突出，供车辆运行所需的汽油、柴油等传统燃料也日益短缺，汽车厂家和科研机构转而寻求可替代传统燃料的代用燃料，如液化石油气、压缩天然气、甲醇等，对喷射系统进行改造、并开发了专门针对某种代用燃料的代用燃料发动机。
[0004]但是，特定的代用燃料通常只富存于某一特定的地域，例如液化石油气的储存量集中在我国西部地区，而一种喷射系统往往只适用于一种特定的燃料，也就是说，适用液化石油气的喷射系统只能以液化石油气作为其燃料，而不能使用汽油等其他燃料。由此造成的结果是，安装有代用燃料发动机的车辆将受到地域性的限制:一旦车辆离开了代用燃料的富存区，可能就无法完成燃料的供给，导致这些车辆只能在小范围内运行，这使得代用燃料发动机的应用收到了极大的限制。
实用新型内容
[0005]本实用新型解决的问题是现有技术中的喷射系统只能适用于一种燃料。
[0006]为解决上述问题，本实用新型提供一种双燃料集成式喷射系统，包括:
[0007]喷油器，具有喷油通道；
[0008]分隔部，连接于所述喷油器的喷油通道中，所述分隔部将所述喷油通道分隔成两条相互隔离的通道，且两条通道并排排列；
[0009]每条通道均具有位于相应通道两端的进油端和出油端；
[0010]两根油轨，分别对应连通两条通道的进油端。
[0011]可选的，每条通道内靠近相应出油端的一侧连接有针阀，所述针阀控制相应出油端的开闭状态。
[0012]可选的，所述针阀包括:
[0013]阀座，密封连接于所述出油端，所述阀座上形成有通孔，所述通孔与对应通道连通；
[0014]针阀杆，位于通道内并与对应通道的轴向平行；[0015]所述针阀杆具有朝向所述阀座的第一端和相对于所述第一端的第二端，并在第一端形成有用于封闭所述通孔的阀球；
[0016]衔铁，与所述针阀杆的第二端连接。
[0017]可选的，所述针阀还包括弹簧以及连接于所述弹簧的连接件；
[0018]所述连接件固定于所述通道的内壁；
[0019]所述弹簧与对应通道的轴向平行，且一端连接于所述针阀杆的第二端，另一端连接于所述连接件；
[0020]所述针阀通过控制对应的弹簧实现出油端的开闭，两条通道的出油端同时开启，或者分别开启。
[0021]可选的，所述分隔部为金属隔板。
[0022]可选的，所述分隔部为合金钢隔板。
[0023]可选的，每条油轨通过油管与相应的通道连通。
[0024]可选的，每条油轨上均连接有轨压传感器。
[0025]可选的，所述喷油器内壁上覆有一层惰性材料。
[0026]可选的，还包括控制单元，与所述油轨和所述喷油器电连接。
[0027]与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点:
[0028]喷油器具有两条相互隔离的通道，每条通道分别对应一根油轨，可以分别用于输送不同的燃料，使得喷射系统可以同时适用于不同的燃料。
[0029]进一步，控制单元控制喷油器的工作，每条通道均可以实现独立开闭，喷射系统可以根据需要燃料喷射相应的燃料。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是传统喷射系统的结构示意图；
[0031]图2是本实用新型实施例双燃料集成式喷射系统的俯视结构示意图；
[0032]图3是本实用新型实施例双燃料集成式喷射系统中喷油器出油端部分的俯视结构示意图；
[0033]图4是本实用新型实施例双燃料集成式喷射系统中针阀部分沿轴向截面的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]为了解决上述问题，很多汽车厂家和科研机构正在研究可以同时支持两种燃料的发动机，但是在实际应用过程却遇到以下几个技术难点:
[0035]首先，如果将目前流行的汽油缸内直喷系统和代用燃料缸内直喷系统直接结合，以实现将两种燃料同时在缸内直接喷射，则势必要破坏原有的燃烧系统的设计特点。尤其对于气缸直径小于75mm的发动机,本身气缸盖的面积比较小,进气道、排气道和火花塞占据了很多的空间，若在此基础上在增加零部件，布置的难度非常大，甚至难以实现。
[0036]其次，如果要实现喷油器的布置，需要将现有单一燃料发动机向双燃料发动机进行改造，那么需要对发动机的气缸盖进行重新设计，重新开模，所有的工艺都需要重新设计，结构强度需要进行重新分析和试验验证，相当于重新设计一套全新的燃烧系统，设计和制造成本高昂，至少要几千万。
[0037]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
[0038]本实用新型实施例提供一种双燃料集成式喷射系统，参照图2-3，包括:
[0039]喷油器100，具有喷油通道；
[0040]分隔部110，连接于所述喷油器100的喷油通道中，所述分隔部110将所述喷油通道分隔成两条相互隔离的通道101，且两条通道101并排排列；也就是说，喷油器100中的喷油通道有两条，由分隔部110分隔开。
[0041]其中，所述分隔部110为金属隔板。这是由于喷油器100在喷射时，要满足气缸内直喷的要求，在喷射时，通过通道101的燃料均为高压燃料，喷油器100中的压力要达到5-15Mpa，使得通道101内壁承受的最高峰值压力应当不低于20Mpa，爆破压力不低于28Mpa，因此，分隔部110需要有足够的承载能力，本实施例中的分隔部110采用金属隔板。在其他实施例中，只要保证分隔部110的承载能力，也可以采用其他材料。
[0042]另外，每条通道101均具有位于相应通道101两端的进油端IOla(图2中所示)和出油端IOlb (图3中所示)；其中参照图3所示，出油端IOlb由分隔部110分隔成两个区域，分别对应两根通道101，每个区域中均形成有若干出油孔101c。
[0043]继续参照图2，本实施例中的双燃料集成式喷射系统还包括两根油轨200，分别与高压油泵(M) 220连接，并分别通过油管300对应连通喷油器100的两条通道101的进油端IOla0其中，每根油轨200可以对应连接多个喷油器100，如图2中所示。
[0044]本实施例中的喷油器100采用集成式设计，在一个喷油器100中集成了两组喷油通道，同一喷油器可以同时连接两条运输有不同燃料的油轨，由此，仅需要对原有燃烧系统中的喷油器进行更换，就可以实现支持两种燃料的目的，而不需要不破坏原有的燃烧系统的结构。另外，金属隔板需要耐高压、耐冲击、耐腐蚀，可以采用高强度的合金钢，铬、镍，厚度范围为3?5mm。并且由于醇类燃料都具有腐蚀性，因此需要对喷油器100的内表面做耐腐蚀处理，可以在喷油器100的内表面镀一层抗氧化、耐腐蚀的惰性材料，例如含Cr合金
坐寸ο
[0045]缸内直喷系统中在喷射时的喷射压力非常大，通常为20MPa，金属隔板在喷射过程承受的冲击非常大，需要保证其在高压冲击下不被破坏。采用上述规格的金属隔板，其爆破压力可以达到至少30MPa，使用寿命可以达到24万公里/15年。
[0046]进一步地，对于喷油器100用于喷射醇类燃料的喷油端，其喷孔的直径要大于喷射汽油的喷油端喷孔直径，可以设置喷射醇类燃料的喷孔直径为喷射汽油的喷孔直径的100.5%-100.8%。这是因为醇类燃料的热值(同等质量的燃料燃烧产生的热量)比汽油低，喷射的量要略大，因此需要将其喷孔的直径设置地相对大一些，同时喷射的流量系数也
可以设置得高一些。
[0047]本实施例中，还包括发动机控制单元(E⑶)500，与两根油轨200和所述喷油器100电连接。具体地，每条油轨200上均连接有轨压传感器210、用于检测油轨200内的轨内压力，轨压传感器210与发动机控制单元500连接，将检测到的压力传输给发动机控制单元500 ;喷油器100连接有控制信号接口 160，并通过该控制信号接口 160连接至发动机控制单元500。[0048]本实施例中，两根油轨200分别用于输送不同的燃料，高压油泵500在通过油管300向油轨200内输送高压燃料，喷油器100通过其中对应的通道101将油轨200内的燃料以一定的脉宽喷入气缸(图中未示出)内；轨压传感器210则向发动机控制单元500反馈压力信号，最后发动机控制单元500通过高压油泵500来控制油轨200内的压力。
[0049]进一步，参照图4，每条通道101内靠近相应出油端IOlb的一侧连接有针阀，所述针阀控制相应出油端IOIb的开闭状态。
[0050]所述针阀包括:
[0051]阀座121，密封连接于所述出油端101b，所述阀座121上形成有通孔121a，所述通孔121a与对应通道101连通；
[0052]针阀杆122，位于通道101内并与对应通道101的轴向Y平行；
[0053]所述针阀杆122具有朝向所述阀座121的第一端122a和相对于所述第一端122a的第二端122b，并在第一端122a形成有用于封闭所述通孔IOlc的阀球122c ；
[0054]衔铁123，与所述针阀杆122的第二端122b连接；
[0055]所述针阀还包括弹簧124以及连接于所述弹簧124的连接件125 ；
[0056]所述连接件125固定于所述通道101的内壁；
[0057]所述弹簧124与对应通道101的轴向Y平行，且一端连接于所述针阀杆122的第二端122b，另一端连接于所述连接件125。其中，弹簧124可以位于针阀杆122的第二端122b夕卜侧，也可以位于针阀杆122的两端之间。
[0058]所述针阀120通过控制对应的弹簧124实现出油端IOlb的开闭，其中，两条喷油通道101的出油端IOlb可以通过相应针阀120开启其一，也可以同时开启。
[0059]针阀通过喷油器100的控制信号接口 160与发动机控制器500电连接，发动机控制器500控制喷射动作时，其工作原理如下:
[0060]当发动机控制器500未输出喷射信号时,在弹簧124的弹簧力的作用下,针阀杆122压向阀座121并通过阀球122c封闭阀座121的通孔121a，将相应通道101中的燃料密封住；
[0061]当发动机控制器500输出某种燃料的喷射信号时，喷射信号通过信号控制接口160传递至相应的针阀，相应针阀通电，并产生电磁力F，衔铁123在电磁力F的作用下带动针阀杆122朝向远离阀座121的方向移动，使得阀球122c离开通孔121a，从而开始喷射动作；
[0062]当发动机控制器500输出停止喷射信号时，衔铁123受到的电磁力F消失，针阀杆122在弹簧124的弹簧力的作用下往回移动复位，阀球122c重新密封阀座121的通孔121a，燃料则被重新密封住。
[0063]综上，本实施例中，喷油器100充分利用了喷油器100的内部空间，通过分隔部110将一个喷油通道分隔成两个，以将两个通道中的燃料分隔开，占用空间小；每个通道101中均设置一针阀，发动机控制单元500通过针阀分别控制两条通道101中出油端IOlb的开闭，在整个喷射过程中，两个通道101中的两种燃料始终分离。
[0064]在实际应用时，可以将两根油轨200分别用于储存汽油和代用燃料(如甲醇等)。当汽车内只具备一种燃料时，则使用相应的燃料推动汽车运行；当两种燃料都具备时，则可以基于各种燃料的特性采用特定的控制策略，实现较好的综合功能，例如:由于汽油具有潜热少、挥发性强的特点，那么可以在汽车冷启动的时候喷射汽油，让发动机尽快进入工作状态，减少暖机时间，而当发动机气缸内的温度达到一定值并满足正常工作条件时，则可以喷射代用燃料，以减少汽油的消耗。
[0065]另外，如果在只有汽油的情况下，可以利用汽油来运行；如果在只有代用燃料(如甲醇)的情况下，可以利用代用燃料来运行；在两种燃料都具备的情况下，可以按照发动机控制单元(ECU)里面的最优化的配比掺烧方案，来控制两种燃料的配比，实现不同运行工况下最优化的燃烧和排放效果。
[0066]由此可见，本实施例中的双燃料集成式喷射系统可以同时储存和喷射两种不同的燃料，既可以储存常规的汽油燃料，也可以储存绿色无污染的代用燃料，这样可以避免代用燃料缺失时汽车无法运行的尴尬处境，同时当代用燃料富足时又能实现汽车的无污染运行，如在代用燃料丰富的地区，汽车可以使用代用燃料运行，减少汽油消耗，降低燃烧汽油对环境造成的污染，并可以在一定程度上缓解当前的能源危机。
[0067]虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【权利要求】
1.一种双燃料集成式喷射系统，其特征在于，包括: 喷油器，具有喷油通道； 分隔部，设置于所述喷油器的喷油通道中，所述分隔部将所述喷油通道分隔成两条相互隔离的通道，且两条通道并排排列； 每条通道均具有位于相应通道两端的进油端和出油端； 两根油轨，分别对应连通两条通道的进油端。
2.如权利要求1所述的双燃料集成式喷射系统，其特征在于，每条通道内靠近相应出油端的一侧连接有针阀，所述针阀控制相应出油端的开闭状态。
3.如权利要求2所述的双燃料集成式喷射系统，其特征在于，所述针阀包括: 阀座，密封连接于所述出油端，所述阀座上形成有通孔，所述通孔与对应通道连通； 针阀杆，位于通道内并与对应通道的轴向平行； 所述针阀杆具有朝向所述阀座的第一端和相对于所述第一端的第二端，并在第一端形成有用于封闭所述通孔的阀球； 衔铁，与所述针阀杆的第二端连接。
4.如权利要求3所述的双燃料集成式喷射系统，其特征在于，所述针阀还包括弹簧以及连接于所述弹簧的连接件； 所述连接件固定于所述通道的内壁； 所述弹簧与对应通道的轴向平行，且一端连接于所述针阀杆的第二端，另一端连接于所述连接件； 所述针阀通过控制对应的弹簧实现出油端的开闭，两条通道的出油端同时开启，或者分别开启。
5.如权利要求1所述的双燃料集成式喷射系统，其特征在于，所述分隔部为金属隔板。
6.如权利要求5所述的双燃料集成式喷射系统，其特征在于，所述分隔部为合金钢隔板。
7.如权利要求1所述的双燃料集成式喷射系统，其特征在于，每条油轨通过油管与相应的通道连通。
8.如权利要求1所述的双燃料集成式喷射系统，其特征在于，每条油轨上均连接有轨压传感器。
9.如权利要求1所述的双燃料集成式喷射系统，其特征在于，所述喷油器内壁上覆有一层惰性材料。
10.如权利要求1-9任一项所述的双燃料集成式喷射系统，其特征在于，还包括控制单元，与所述油轨和所述喷油器电连接。
【文档编号】F02M43/00GK203796467SQ201420220299
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】丁宁, 徐政, 陈明, 张小矛, 杨洋, 信曦 申请人:上海汽车集团股份有限公司