具有调温及可变喷孔的甲醇-柴油复合喷油器的制作方法

本发明涉及一种船用双燃料发动机的甲醇-柴油复合喷油器，特别涉及一种能使甲醇燃料燃烧更充分，并提高甲醇燃料雾化特性的甲醇-柴油复合喷油器，属于双燃料发动机。

背景技术：

1、船用双燃料发动机使用柴油、重油等石油制品作为燃料，其高nox、sox以及pm排放导致港口以及沿海城市环境不断恶化。研究结果发现，采用双燃料缸内直喷技术不但可以降低柴油发动机对石油能源的依赖，还可以大大的降低污染物排放，有效应对更加严格的排放法规。

2、目前，双燃料柴油机掺烧燃料主要有lng和醇基燃料，其中醇基燃料主要以甲醇燃料为主，甲醇燃料相比于lng燃料具有储存容易、排放低、能效高等优点，因此被重点关注。船用双燃料发动机掺烧燃料主要为以甲醇燃料为主的醇基燃料，甲醇燃料具有储存容易、排放低、能效高等优点，但甲醇燃料直接喷入气缸时汽化吸热会导致启动困难，燃烧不充分产生甲醛以及未燃甲醇排放等问题。因此，如何解决缸内直喷汽化吸热导致启动困难，燃烧不充分产生甲醛和未燃甲醇等问题已成为甲醇-柴油双燃料复合喷油器的技术难点。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种具有调温及可变喷孔的甲醇-柴油复合喷油器，改变甲醇燃料的雾化特性，实现甲醇-柴油双燃料发动机甲醇燃料的充分燃烧，改善启动困难，改变甲醇燃料的雾化特性，从而实现甲醇-柴油双燃料发动机甲醇燃料的充分燃烧。

2、本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种具有调温及可变喷孔的甲醇-柴油复合喷油器，包括甲醇喷油单元、柴油喷油单元、甲醇预热单元、甲醇切换单元和喷孔封盖，甲醇喷油单元包括甲醇针阀体、甲醇电磁线圈、甲醇针阀回位弹簧、甲醇针阀衔铁和甲醇针阀，柴油喷油单元包括柴油针阀体、柴油电磁线圈、柴油针阀回位弹簧、柴油针阀衔铁和柴油针阀，甲醇针阀体和柴油针阀体上下固定连接，并嵌有高压耐醇中密封垫圈；甲醇针阀衔铁固定在甲醇针阀顶端上，且位于甲醇针阀体顶端腔室下部内；甲醇电磁线圈位于甲醇针阀体顶端腔室中，甲醇针阀回位弹簧套设在甲醇针阀体上部外；柴油针阀衔铁固定在柴油针阀顶端上，且位于柴油针阀体顶端腔室下部中，柴油针阀衔铁内孔及柴油针阀内孔分别与甲醇针阀体下部轴套间隙配合；柴油针阀体顶端腔室位于甲醇针阀体顶端腔室的下侧，柴油针阀回位弹簧和柴油针阀衔铁分别位于柴油针阀体顶端腔室中，柴油针阀回位弹簧套设在甲醇针阀体下部轴套外；柴油针阀嵌装在柴油针阀体内孔与甲醇针阀体下部轴套之间，柴油针阀与甲醇针阀体下部轴套间隙配合。

4、甲醇预热单元位于甲醇-柴油复合喷油器的顶端，包括甲醇燃料预热器上端盖、甲醇燃料预热器壳体和甲醇燃料预热电阻丝；呈筒形的甲醇燃料预热器壳体内设有垂直向上的中心轴套，螺旋形的甲醇燃料预热电阻丝套在中心轴套上；甲醇燃料预热器上端盖下侧凸缘嵌入甲醇燃料预热器壳体上端中，甲醇燃料预热器上端盖下侧与甲醇燃料预热器壳体外缘上侧之间嵌有高压耐醇上密封垫圈，甲醇燃料预热器上端盖固定在甲醇燃料预热器壳体顶端上，甲醇燃料进油孔从上至下贯穿甲醇燃料预热器上端盖中心和中心轴套；柴油针阀嵌装在柴油针阀体内孔与甲醇针阀体下部轴套之间，柴油针阀与柴油针阀体间隙配合。

5、甲醇切换单元位于甲醇预热单元与甲醇喷油单元之间，包括切换单元体、切换单元上封盖、切换单元转盘和切换机构，切换单元体上端为圆筒体，所述圆筒体下端中心向下延伸出甲醇输送杆，所述甲醇输送杆均布两组多个甲醇轴向输送孔，甲醇针阀衔铁下端及甲醇针阀嵌套在甲醇针阀体下部轴套和甲醇输送杆之间，且分别与甲醇针阀体及甲醇输送杆间隙配合；切换单元转盘嵌在圆筒体中，且与圆筒体间隙配合；切换单元上封盖固定在甲醇燃料预热器壳体底部和圆筒体顶部之间，圆筒体底部和甲醇针阀体顶端固定连接，切换单元上封盖上下侧分别嵌有高压耐醇中密封垫圈。

6、切换机构设置在甲醇燃料预热器壳体、切换单元上封盖和切换单元转盘之间，喷孔封盖固定在柴油针阀体底面和甲醇输送杆底面上；切换单元上封盖和喷孔封盖分别设有与甲醇输送杆的轴向甲醇输送孔位置对应的两组切换单元上封盖甲醇输送孔和两组喷孔封盖甲醇输送孔，切换单元转盘设有一圈数个切换单元转盘甲醇输送孔；喷孔封盖固定在柴油针阀体及甲醇输送杆的下端端头上。

7、所述切换机构包括两位四通电磁换向阀、对称设置在甲醇燃料预热器壳体两侧的第一液压油道和第二液压油道，以及切换单元上封盖上端面弧形油道、圆筒体上端面弧形油道、切换单元转盘径向两侧分别设有的弧形缺口和圆筒体内孔径向两侧分别设有的扇形分隔块，所述扇形分隔块分别嵌入对应的弧形缺口中，将切换单元转盘径向两侧的弧形缺口分隔成逆时针排列的第一腔和第二腔，以及第三腔和第四腔。

8、本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

9、进一步的，所述第一液压油道和第二液压油道呈对称的曲尺形，所述曲尺形的上端分别横穿出甲醇燃料预热器壳体外周面，第一液压油道上端通过连接管与两位四通电磁换向阀的第一端口相连，第二液压油道上端通过连接管与两位四通电磁换向阀的第二端口相连，两位四通电磁换向阀的第三端口通油箱，第四端口通向液压动力源；第一液压油道下端穿出甲醇燃料预热器壳体的底面，通过切换单元上封盖第一通孔与第一腔相通，所述第一腔通过圆筒体上端面弧形油道与第三腔相通；第二液压油道下端穿出甲醇燃料预热器壳体的底面，通过切换单元上封盖第二通孔与第二腔相通，所述第二腔通过切换单元上封盖弧形油道与第四腔相通。

10、进一步的，所述切换单元上封盖、甲醇输送杆和喷孔封盖分别设有数量相等的两组甲醇输送孔，所述两组甲醇输送孔均布在同一中心圆上，其中，第一组甲醇输送孔孔径大于第二组甲醇输送孔孔径，第一组甲醇输送孔与相邻的第二组甲醇输送孔的中心夹角α相等，弧形缺口的转动角度β与所述中心夹角α相等。

11、进一步的，所述喷孔封盖均布两组分别与切换单元上封盖及甲醇输送杆的两组甲醇输送孔对应且数量相等的数个第一组甲醇喷孔和数个第二组甲醇喷孔，以及与甲醇针阀体下部轴套相应孔对应的数个柴油喷孔，柴油喷孔分布中心圆直径φ1大于两组甲醇喷孔分布中心圆直径φ2；

12、喷孔封盖上的多个甲醇喷孔方向分别向喷孔封盖外缘倾斜，数个柴油喷孔方向分别向喷孔封盖中心倾斜；甲醇输送杆下端和甲醇针阀下端设有甲醇输送通断机构，甲醇阀体下部轴套下端、柴油针阀下端和柴油针阀体下端设有柴油喷射通断机构。

13、进一步的，所述甲醇输送通断机构包括均布在甲醇输送杆下端的数个径向孔及与甲醇输送杆下端端面相通的数个倒l形孔，所述径向孔分别与对应的轴向甲醇输送孔相通；所述倒l形孔上端的水平孔分别与甲醇输送杆外周面相通，所述水平孔位于所述径向孔下侧，倒l形孔下端的垂直孔分别与喷孔封盖上对应的甲醇喷孔相通；还包括均布在甲醇针阀内侧面下端的数个c形孔，所述c形孔的上下端分别与径向孔及倒l形孔上端的水平孔位置对应，且c形孔上端中心与径向孔中心距a1与c形孔下端中心与倒l形孔上端的水平孔中心距a2相等。

14、进一步的，所述柴油喷射通断机构包括设置在柴油针阀体内孔底部的柴油针阀体锥孔、柴油针阀底部锥面以及甲醇阀体下部轴套的底部倒l形孔，所述柴油针阀体锥孔与柴油针阀底部锥面匹配，甲醇阀体下部轴套的底部倒l形孔上端与柴油针阀体锥孔底部位置匹配。

15、本发明的甲醇燃料预热单元采用甲醇燃料预热电阻丝预热甲醇燃料，降低了甲醇缸内直喷汽化吸热，使得甲醇燃料燃烧更加充分。甲醇切换单元采用两位四通电磁换向阀的换向，通过液压油推动切换单元转盘转动来实现两组不同孔径的甲醇输送孔的切换，从而实现甲醇输送流量的变化，提高甲醇燃料的雾化特性。采用了甲醇针阀与甲醇燃料隔离布置方式，降低了针阀与甲醇燃料的接触面积，提高了甲醇针阀的耐腐蚀特性。本发明结构紧凑、启动快速，甲醇和柴油切换方便；甲醇燃烧充分，显著改善了甲醇燃料在本发明中的雾化特性。

16、本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。