超雾化氨燃料高压共轨喷射系统技术方案

本发明专利技术的目的在于提供超雾化氨燃料高压共轨喷射系统，包括喷射器、液氨共轨管、燃油共轨管、油箱、液氨储存箱、泵氨系统、分流系统、进出氨系统，燃油共轨管分别连接喷射器和油箱，泵氨系统包括液氨储存分流器、低压泵、高压泵，分流系统包括储存罐、进氨控制阀、安全阀、出氨控制阀，液氨储存罐的出口依次连接低压泵、高压泵、液氨储存分流器、储存罐、进氨控制阀，进氨控制阀通过进氨管连接液氨共轨管，液氨储存罐的进口依次连接回氨控制阀、安全阀，安全阀通过回氨管连接喷射器。本发明专利技术通过改变压力波波动的相位，调整波动频率，以及波峰、波谷的对应关系，实现压力波耦合过程的可控。特别是在增压模式下，保证系统的稳定性。保证系统的稳定性。保证系统的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
超雾化氨燃料高压共轨喷射系统


[0001]本专利技术涉及的是一种氨燃料发动机，具体地说是氨燃料发动机的喷射系统。

技术介绍

[0002]面对日益严峻的能源危机和环境污染等问题，船舶航运业能源消耗高、环境污染严重的问题急需解决，节能减排、绿色发展的背景下，具有良好的经济性、排放性、操纵性、舒适性等优势使得氨燃料动力系统成为当前船舶技术研究的前沿。同时国际海事组织(IMO)和各个国家都出台了相应的政策和法规来严格限制船舶排放，IMO开始计划控制更为棘手的航运温室气体的排放，脱碳目标为：相较于2008年，规定到2030年，每一运输单位的二氧化碳排放量减少40％，到2050年减少70％，将逐步朝着零碳目标迈进。在此背景下，氨燃料动力系统的开发和低碳能源的应用尤为重要。
[0003]燃料供给与喷射的稳定性影响船舶发动机的动力性、经济性和排放一致性。由于低碳燃料供给与喷射系统的快速响应、高控制精度工作要求，如何实现多相复杂流动条件下的燃料精确供给及微量喷射精准控制，突破高低压系统耦合与解耦技术，掌握燃料供给与喷射控制方法，是低碳燃料供给与喷射系统稳定控制的关键技术之一。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供为液氨作为燃料应用于发动机中提供一个可实施路径的超雾化氨燃料高压共轨喷射系统。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：
[0006]本专利技术超雾化氨燃料高压共轨喷射系统，其特征是：包括喷射器、液氨共轨管、燃油共轨管、油箱、液氨储存箱、泵氨系统、分流系统、进出氨系统，燃油共轨管分别连接喷射器和油箱，泵氨系统包括液氨储存分流器、低压泵、高压泵，分流系统包括储存罐、进氨控制阀、安全阀、出氨控制阀，液氨储存罐的出口依次连接低压泵、高压泵、液氨储存分流器、储存罐、进氨控制阀，进氨控制阀通过进氨管连接液氨共轨管，液氨储存罐的进口依次连接回氨控制阀、安全阀，安全阀通过回氨管连接喷射器。
[0007]本专利技术还可以包括：
[0008]1、所述喷射器为超雾化氨燃料喷射器，超雾化氨燃料喷射器包括喷油器体、增压模块、蓄压谐振限流模块、超磁滞电磁控制执行器、相变可控超雾化喷嘴模块，喷油器体上设置单向进氨口，增压模块、蓄压谐振限流模块、超磁滞电磁控制执行器位于喷油器体里，并自上而下依次设置，相变可控超雾化喷嘴模块位于超磁滞电磁控制执行器下方。
[0009]2、所述增压模块包括磁轭、主副磁极、增压活塞、衔铁、限位块、双密封阀杆、上阀杆座、下阀杆座，衔铁套于双密封阀杆顶部，磁轭与衔铁之间设置复位弹簧，复位弹簧外侧设置主副磁极，主副磁极缠绕线圈，双密封阀杆的中部位于上阀杆座里，双密封阀杆的底部位于下阀杆座里，双密封阀杆的中部套有阀杆复位弹簧，双密封阀杆的中部与底部之间设置双密封凸起，上阀杆座、下阀杆座与双密封阀杆对应的面上均设置密封面，增压活塞位于
下阀杆座下方，增压活塞外部套有增压活塞复位弹簧，上阀杆座里设置相通的回氨通道和中间管路，下阀杆座里设置进氨通道，下阀杆座里双密封凸起所在空间为连通空间，连通空间与中间管路相通。
[0010]3、所述蓄压谐振限流模块包括谐振块、中间块、棱形密封块、限流活塞、阀座，增压活塞下方的喷油器体里设置蓄压腔，喷油器体上设置液冷管入口，液冷管入口连通蓄压腔，蓄压腔下方依次设置谐振块、中间块、菱形密封块、阀座，阀座里设置限流活塞，中间块里设置中间块复位弹簧，中间块的底部分别设置进油孔和谐振块进氨路节流孔，菱形密封块位于限流活塞之上，限流活塞里设置中间孔，限流活塞下方设置限流活塞复位弹簧，限流活塞复位弹簧下方设置储存腔。
[0011]4、所述谐振块里分别设置一号进氨路、二号进氨路、一号进氨腔、二号进氨腔、一号出氨路、二号出氨路，一号进氨腔分别连通一号进氨路和一号出氨路，二号进氨腔分别连通二号进氨路和二号出氨路，一号进氨腔与二号进氨腔通过连通孔相通，一号进氨腔通过一号进氨节流孔连通一号进氨路，一号进氨腔通过二号进氨节流孔连通蓄压腔。
[0012]5、所述超磁滞电磁控制执行器包括主副磁极、磁滞座、上阀杆、下端锥阀、菌状阀，主副磁极里缠绕线圈，主副磁极的通孔里设置超磁滞材料，超磁滞材料的下方依次设置磁滞座、上阀杆、下端锥阀、菌状阀，菌状阀位于菌状阀腔里，菌状阀下方设置菌状阀复位弹簧，超磁滞电磁控制执行器所在的喷油器体里设置进氨管路、回油油路、进油油路，回油油路连通菌状阀腔，下端锥阀外部的下端锥阀壳里设置锥阀进氨孔和锥阀进油孔，锥阀进氨孔连通进氨管路，锥阀进油孔连通进油油路。
[0013]6、所述相变可控超雾化喷嘴模块包括喷嘴体、阀座、无静态泄漏缸、针阀体、控制阀杆，阀座位于喷嘴体里，无静态泄漏缸和针阀体位于阀座里，针阀体的头部位于无静态泄漏缸里，针阀体的中部与无静态泄漏缸之间设置针阀体复位弹簧，无静态泄漏缸、针阀体与阀座之间形成储氨腔，阀座与喷嘴体之间形成液冷工质入口管路和液冷工质出口管路，针阀体底部与阀座底部形成喷射流道，储氨腔与储存腔相通，针阀体顶端与其上方的喷油器体之间形成控制腔，控制腔与进油油路相通。
[0014]7、当采用无增压模式工作时，增压模块不通电，由于此时增压活塞各个作用面的压力平衡，进氨通道密封氨燃料通过单向进氨口后储存在蓄压腔中，限流活塞和棱形密封块整体向下位移，当超磁滞电磁控制执行器通电时，超磁滞材料伸长，磁滞座压迫上阀杆向下运动，使上阀杆和下端锥阀形成的阀杆中间腔的压力升高，下端锥阀受到压力作用向下运动，进而菌状阀克服菌状阀复位弹簧的弹力向下运动，此时下端锥阀下端的锥面密闭，使进氨管路被切断，同时菌状阀上部的锥面密封打开，控制腔内的燃料通过低压泄油孔流回到油箱内，当控制腔内的压力和针阀体复位弹簧的弹力形成的合力小于储氨腔内向上的液压力时，针阀体向上抬起，喷射流道打开，当超磁滞电磁控制执行器断电时，超磁致材料缩短，上阀杆在弹簧力作用下落座，打开进氨管路，当控制腔内的压力和针阀体复位弹簧的弹力形成的合力大于储氨腔内向上的液压力时，针阀体重新落座，限流活塞和棱形密封块整体恢复到初始位置。
[0015]8、当采用增压模式工作时，增压模块通电，主副磁极形成电磁力，吸引衔铁向上运动，同时带动双密封阀杆向上运动，打开进氨通道，关闭回氨通道，增压活塞向下运动，增压后的液氨供入储存腔，当超磁滞电磁控制执行器通电时，超磁滞材料伸长，磁滞座压迫上阀
杆向下运动，进而菌状阀克服菌状阀复位弹簧的弹力向下运动，此时下端锥阀下端的锥面密闭，使进氨管路被切断，同时菌状阀上部的锥面密封打开，控制腔与回油油道相连通，控制腔内的燃料通过回油油道流回到油箱内，当控制腔内的压力和针阀体复位弹簧的弹力形成的合力小于储氨腔内向上的液压力时，针阀体向上抬起，喷射流道打开，当蓄压谐振限流模块断电时，超磁滞材料缩短，上阀杆在弹簧力作用下落座，控制腔通过进油油路重新建压，当控制腔内的压力和针阀体复位弹簧的弹力形成的合力大于储氨腔内向上的液压力时，针阀体重新落座。
[0016]本专利技术的优势在于：
[0017]1、以低压储存罐作为媒介，实现液态氨的安全性贮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.超雾化氨燃料高压共轨喷射系统，其特征是：包括喷射器、液氨共轨管、燃油共轨管、油箱、液氨储存箱、泵氨系统、分流系统、进出氨系统，燃油共轨管分别连接喷射器和油箱，泵氨系统包括液氨储存分流器、低压泵、高压泵，分流系统包括储存罐、进氨控制阀、安全阀、出氨控制阀，液氨储存罐的出口依次连接低压泵、高压泵、液氨储存分流器、储存罐、进氨控制阀，进氨控制阀通过进氨管连接液氨共轨管，液氨储存罐的进口依次连接回氨控制阀、安全阀，安全阀通过回氨管连接喷射器。2.根据权利要求1所述的超雾化氨燃料高压共轨喷射系统，其特征是：所述喷射器为超雾化氨燃料喷射器，超雾化氨燃料喷射器包括喷油器体、增压模块、蓄压谐振限流模块、超磁滞电磁控制执行器、相变可控超雾化喷嘴模块，喷油器体上设置单向进氨口，增压模块、蓄压谐振限流模块、超磁滞电磁控制执行器位于喷油器体里，并自上而下依次设置，相变可控超雾化喷嘴模块位于超磁滞电磁控制执行器下方。3.根据权利要求2所述的超雾化氨燃料高压共轨喷射系统，其特征是：所述增压模块包括磁轭、主副磁极、增压活塞、衔铁、限位块、双密封阀杆、上阀杆座、下阀杆座，衔铁套于双密封阀杆顶部，磁轭与衔铁之间设置复位弹簧，复位弹簧外侧设置主副磁极，主副磁极缠绕线圈，双密封阀杆的中部位于上阀杆座里，双密封阀杆的底部位于下阀杆座里，双密封阀杆的中部套有阀杆复位弹簧，双密封阀杆的中部与底部之间设置双密封凸起，上阀杆座、下阀杆座与双密封阀杆对应的面上均设置密封面，增压活塞位于下阀杆座下方，增压活塞外部套有增压活塞复位弹簧，上阀杆座里设置相通的回氨通道和中间管路，下阀杆座里设置进氨通道，下阀杆座里双密封凸起所在空间为连通空间，连通空间与中间管路相通。4.根据权利要求2所述的超雾化氨燃料高压共轨喷射系统，其特征是：所述蓄压谐振限流模块包括谐振块、中间块、棱形密封块、限流活塞、阀座，增压活塞下方的喷油器体里设置蓄压腔，喷油器体上设置液冷管入口，液冷管入口连通蓄压腔，蓄压腔下方依次设置谐振块、中间块、菱形密封块、阀座，阀座里设置限流活塞，中间块里设置中间块复位弹簧，中间块的底部分别设置进油孔和谐振块进氨路节流孔，菱形密封块位于限流活塞之上，限流活塞里设置中间孔，限流活塞下方设置限流活塞复位弹簧，限流活塞复位弹簧下方设置储存腔。5.根据权利要求4所述的超雾化氨燃料高压共轨喷射系统，其特征是：所述谐振块里分别设置一号进氨路、二号进氨路、一号进氨腔、二号进氨腔、一号出氨路、二号出氨路，一号进氨腔分别连通一号进氨路和一号出氨路，二号进氨腔分别连通二号进氨路和二号出氨路，一号进氨腔与二号进氨腔通过连通孔相通，一号进氨腔通过一号进氨节流孔连通一号进氨路，一号进氨腔通过二号进氨节流孔连通蓄压腔。6.根据权利要求2所述的超雾化氨燃料高压共轨喷射系统，其特征是：所述超磁滞电磁控制执行器包括主副磁极、磁滞座、上阀杆、下端锥阀、菌状阀，主副磁极里缠绕线圈，主副磁极的通孔里设置超磁滞材料，超磁滞材料的下方依次设置磁滞座、...

【专利技术属性】
技术研发人员：范立云，魏云鹏，毛运涛，张瀚文，许聪聪，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：