[发明专利]一种旋流喷射式高压燃气喷射阀

说明书

本发明公开了一种旋流喷射式高压燃气喷射阀，属于燃气喷射阀技术领域。它包括端盖、分布排列有多个永磁体的定子、上阀盖和阀座；所述端盖盖放在定子的顶端，定子的底端座落在上阀盖上，在定子的内部沿竖直方向装配有铁芯。本发明设置上阀盖配合阀座形成圆形阀室，这种旋流喷嘴结构来实现喷射旋流的功能，促使高压燃气由阀室至阀口做高速旋流运动，进而增强混合效果，解决了高压缸内直喷供气方式所带来的燃料与空气混合不充分问题，不仅能缓解因滞燃期延长及其引发的一系列不良影响，并有效提高燃烧效率，提升发动机性能。通过设置定子配合线圈动子的电磁式驱动控制结构，有效减少阀门落座冲击，确保喷射阀良好的控制特性与工作稳定性。

技术领域

本发明属于燃气喷射阀技术领域，具体涉及一种旋流喷射式高压燃气喷射阀。

背景技术

随着人类社会的快速发展，能源短缺和环境污染两大问题日趋严峻，而汽车工业首当其冲，不得不面对能源与环境问题所带来的巨大挑战。对此国内外诸多研究机构都在积极地开发替代燃料内燃机，在各种替代燃料中，天然气以其储量丰富、燃烧清洁、安全性好等特点而受到广泛关注。

现有天然气发动机的燃料供给系统大多为缸外喷射供气，影响了发动机的动力性与经济性，而一些研究表明，缸内直喷供气方式对提升天然气发动机的性能效果显著。燃气喷射阀作为燃料供给系统的终端部件，在设计研发过程中，应更多根据缸内直喷的工作环境来考虑。

在高压缸内直喷供气方式中，往往存在燃料与空气预混合不充分的情况，导致天然气发动机滞燃期的延长，而发动机最大压力升高率随着滞燃期的延长而迅速增长。通常情况下，预混合燃烧猛烈程度与最大压力升高率呈现正相关的规律，猛烈的预混合燃烧将加剧发动机工作时的振动，增强燃烧噪声。因可燃混合气混合不均所导致的粗暴燃烧也将促使NOx等有害气体的产生，不利于控制污染物的排放。同时，由于燃料与空气混合不充分，混合过程将与燃烧过程同时进行，在这种情况下，火焰燃烧速率受限于混合速率，导致气缸中火焰燃烧速率与热效率降低，进而影响发动机的动力性和经济性。

相关文献指出，施加旋流可以作为加快燃料与空气的混合速度的有效措施，但在目前常见的燃气喷射阀中，尚未出现拥有类似喷射旋流功能的结构设计，因此应在尽可能不增加喷射阻力的前提下，为天然气喷射阀设计旋流喷嘴结构以满足高压缸内直喷对燃气混合效果的要求。

其次，在燃气供给系统的实际工作过程中，燃气喷射阀的控制精度、喷射流量和工作可靠性均会对发动机性能造成影响。传统喷射阀驱动形式，往往存在控制特性较差的缺点和落座冲击大的问题，难以满足高压直喷供气系统对喷射阀的控制精度与工作稳定性要求。存在使用不便的问题。

发明内容

本发明为了解决市面上现有高压缸内直喷供气方式中，存在燃料与空气预混合不充分的情况，且市面尚未出现拥有类似喷射旋流功能结构的喷射阀；传统喷射阀控制精度与工作稳定性差，存在控制特性较差的缺点和落座冲击大的问题。而提供一种旋流喷射式高压燃气喷射阀。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种旋流喷射式高压燃气喷射阀，它包括端盖、分布排列有多个永磁体的定子、上阀盖和阀座；所述端盖盖放在定子的顶端，定子的底端座落在上阀盖上，在定子的内部沿竖直方向装配有铁芯，在铁芯上套装有线圈动子，使得线圈动子处于铁芯与定子的内壁之间，线圈动子上电磁线圈的出线由端盖上开设的线孔与外部连接；在线圈动子的底端连接有阀芯；

所述上阀盖的底端中部具有向下凸出的圆锥型部，所述阀座的顶端中部具有向内凹陷的漏斗状槽，且在漏斗状槽底端开设有喷气孔；所述上阀盖底端的圆锥型部座落在阀座顶端的漏斗状槽内，且上阀盖的圆锥型部与阀座的漏斗状槽之间具有一定空隙形成圆形阀室；所述阀芯的底端穿过上阀盖盖放在阀座内部底端的喷气孔上；在阀座的外侧壁上设置有连通圆形阀室的进气管道，且进气管道的进气方向相切于圆形阀室；

在上阀盖与线圈动子底端之间的阀芯上套装有密封膜片，在密封膜片顶端压放有膜片压板，膜片压板和密封膜片通过压紧螺钉固定在上阀盖上。