本发明专利技术的目的在于提供一种带压电执行器的集成式交叉环槽气体燃料喷射混合装置，气体燃料经管路输送到本系统，先经过燃料喷射阀，执行器通过控制对阀芯的控制实现对阀开闭的控制；通过导向销、压力平衡孔、压力平衡槽和稳压腔能够保证阀开闭的稳定性，增强系统供气和断气的响应性；通过阀内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，同时可以避免气流干涉，实现系统供气稳定性；通过燃料扩散管空腔结构，使燃料能分布在整个系统中，实现供气系统供气的连续性和响应性；通过支管斜槽结构，使喷出的气体燃料形成涡流，促进燃料与空气的混合程度，有利于燃烧，提高系统工作性能。
【技术实现步骤摘要】
一种带压电执行器的集成式交叉环槽气体燃料喷射混合装置
本专利技术涉及的是一种燃料喷射混合装置，具体地说是气体发动机燃料喷射混合装置。
技术介绍
内燃机对能源的消耗量不断增加，排放尾气对环境的污染也日益严重，天然气发动机以其良好的经济性、较低NOx及颗粒物排放得到了人们的关注。因此以天然气为首的许多气体燃料作为发动机的替代燃料成为了国内外许多科研工作者的研究重点，气体燃料发动机也成为了广泛研究的对象。燃料和空气流经的每个部分对于气体燃料发动机的性能都具有重要意义因而进气系统在很大程度上影响着天然气发动机的燃料与空气的混合均匀程度，继而影响天然气发动机的燃烧稳定性。一套完整进气系统包括从燃料喷射阀到进气歧管再到气缸气阀等诸多部分。对于气体燃料与液体燃料相同要求喷射流量大、喷射效率高，同时还要求喷射稳定、响应性好气体燃料和空气的流动，对于气体燃料区别于液体燃料还需要使气体燃料和空气在进入到气缸之前能够进行充分的混合，以提高燃料燃烧效率节约能源消耗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供燃料供给响应快、稳定性高、流量大的一种带压电执行器的集成式交叉环槽气体燃料喷射混合装置。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术一种带压电执行器的集成式交叉环槽气体燃料喷射混合装置，其特征是：包括燃料喷射阀、气罩、燃料扩散管；所述燃料喷射阀包括阀体、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，阀座的外端设置端部稳压腔，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，密封环带形成进气环腔，阀座上设置出气环带和导向块，导向块位于阀芯周围，出气环带位于进气环腔下方，出气环带的下方设置出气口，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；气罩的首端设置在出气口下方，气罩的末端连接燃料扩散管，燃料扩散管位于进气歧管里，燃料扩散管上设置气管环槽，气管环槽包括第一类气管环槽和第二类气管环槽，燃料扩散管的直径呈阶跃交替变化，第一类气管环槽位于燃料扩散管直径相对小的位置上，第二类气管环槽位于燃料扩散管直径相对大的位置上，且第一类气管环槽和第二类气管环槽各自成周向布置且互相成90°错开布置。本专利技术还可以包括：1、气罩为渐缩喷管，气罩的首端截面面积大于其末端截面面积，气罩的首端和末端两个端截面轴线互成90°。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；燃气经进气口垂直流入导流腔，一部分燃气流入到内部空间以及阀座的中心稳压腔，其余燃气流入阀芯上方，一部分燃气流经轴向进气孔，充满阀芯上的进气环腔，另一部分燃气流入阀座外端的端部稳压腔内；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，燃气由阀芯上的轴向进气孔流入，通过进气环腔，经由阀芯与阀座之间的空隙，由出气口导向后垂直流入进气弯管和气管，从气管的端部、第一类气管环槽、第二类气管环槽进入进气歧管；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：本专利技术通过阀内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，同时可以避免气流干涉，实现系统供气稳定性；通过燃料扩散管空腔结构，使燃料能分布在整个系统中，实现供气系统供气的连续性和响应性；通过支管斜槽结构，使喷出的气体燃料形成涡流，促进燃料与空气的混合程度，有利于燃烧，提高系统工作性能。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为燃料喷射阀总体示意图；图3为阀芯组合体示意图；图4为燃料扩散管外观图；图5a为B-B视图，图5b为C-C视图；图6为气体燃料的流动图。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1-6，本专利技术中的一种带压电执行器的集成式交叉环槽气体燃料喷射混合装置，分为燃料喷射阀1、连接气罩2和燃料扩散管3。燃料喷射阀1主要由固定块4、压电晶体5、阀体6、复位弹簧7、大活塞8、大活塞支撑弹簧9、密封环10、套筒11、密封胶圈12、密封胶圈13、稳压腔14、定位螺栓15、密封胶圈16、圆环盘17、阀杆18、小活塞支撑弹簧19、小活塞20、液压油21、隔板22、卡簧23、阀芯组合体24、导向块25、出气环带26、阀座27、衔铁28、弹簧座29、底板30、阀芯31、密封环带32、压力平衡孔33、衔铁复位弹簧34、垫片35、压力平衡槽36、紧固螺栓37组成，阀体6为一长方体，在靠近其中心一端开有燃气的进气口38及导流腔39，在靠近阀体6中心的另一端沿轴向上下均开有一定深度的孔，两孔中间隔有一定深度的隔板21，隔板22下方的孔空间与导流腔39相连通，固定块4利用定位螺栓15将其与阀体6连接在一起，使其自身固定在隔板22上方孔顶端的中心位置，在固定块4与阀体7之间的配合面上通过密封胶圈16来保持密封，固定块4在中心位置开有一定深度的直槽，压电晶体5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5与阀体6外控制单元的接电线，压电晶体5下表面与大活塞8上表面相接触，在大活塞支撑弹簧9的预紧力作用下，压电晶体5下表面与大活塞8上表面紧密贴合在一起，套筒11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17的下方，下端为一连通的封闭腔，大活塞8的下端布置在套筒11中心的粗出口内，大活塞支撑弹簧9位于大本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带压电执行器的集成式交叉环槽气体燃料喷射混合装置，其特征是：包括燃料喷射阀、气罩、燃料扩散管；所述燃料喷射阀包括阀体、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，阀座的外端设置端部稳压腔，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，密封环带形成进气环腔，阀座上设置出气环带和导向块，导向块位于阀芯周围，出气环带位于进气环腔下方，出气环带的下方设置出气口，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；气罩的首端设置在出气口下方，气罩的末端连接燃料扩散管，燃料扩散管位于进气歧管里，燃料扩散管上设置气管环槽，气管环槽包括第一类气管环槽和第二类气管环槽，燃料扩散管的直径呈阶跃交替变化，第一类气管环槽位于燃料扩散管直径相对小的位置上，第二类气管环槽位于燃料扩散管直径相对大的位置上，且第一类气管环槽和第二类气管环槽各自成周向布置且互相成90°错开布置。...
【技术特征摘要】
1.一种带压电执行器的集成式交叉环槽气体燃料喷射混合装置，其特征是：包括燃料喷射阀、气罩、燃料扩散管；所述燃料喷射阀包括阀体、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，阀座的外端设置端部稳压腔，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，密封环带形成进气环腔，阀座上设置出气环带和导向块，导向块位于阀芯周围，出气环带位于进气环腔下方，出气环带的下方设置出气口，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；气罩的首端设置在出气口下方，气罩的末端连接燃料扩散管，燃料扩散管位于进气歧管里，燃料扩散管上设置气管环槽，气管环槽包括第一类气管环槽和第二类气管环槽，燃料扩散管的直径呈阶...
【专利技术属性】
技术研发人员：董全，倪昊，宋恩哲，范立云，马修真，
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
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