本發(fā)明涉及的是一種燃?xì)鈬娚溟y，具體地說是天然氣發(fā)動機燃?xì)鈬娚溟y。

背景技術(shù)：

近年來，隨著我國石油消耗的快速增長，石油嚴(yán)重依賴進口。天然氣燃燒清潔并且在我國儲量豐富，使其成為最有可能替代柴油的燃料。在內(nèi)燃機行業(yè)中，節(jié)能減排作為內(nèi)燃機發(fā)展的必然趨勢，應(yīng)用天然氣作為主燃料的內(nèi)燃機在保證動力性的前提下，可大幅地降低排放污染情況，應(yīng)用天然氣為燃料的內(nèi)燃機近年來已然成為行業(yè)內(nèi)的研究熱點。作為天然氣發(fā)動機的燃料供給裝置，燃?xì)鈬娚溟y的性能直接決定天然氣發(fā)動機的特性。目前來看，在燃?xì)鈬娚溟y的實際工作過程中，燃?xì)鈬娚溟y噴氣控制的靈活性、所噴燃?xì)鈮毫Φ姆€(wěn)定性及控制精度等特性均會對內(nèi)燃機性能造成影響，依照內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的不同，燃?xì)鈬娚溟y的響應(yīng)時間一般在幾毫秒到幾十毫秒之間，即燃?xì)鈬娚溟y需具備高的響應(yīng)速度以滿足其迅速開關(guān)的要求，與此同時，燃?xì)鈬娚溟y還需具備盡量大的出氣橫截面積，以保證內(nèi)燃機獲得充足的燃?xì)饬?。因此，開發(fā)升程可變、氣壓穩(wěn)定、控制精度高、響應(yīng)速度快、可靠性高的大流量燃?xì)鈬娚溟y，是目前天然氣發(fā)動機燃?xì)鈬娚溟y發(fā)展的趨勢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供升程可變、響應(yīng)速度快、控制精度高、可靠性高、噴氣壓力穩(wěn)定、高效密封、大流量的一種直通式混合進氣的壓電式內(nèi)導(dǎo)向燃?xì)鈬娚溟y。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明一種直通式混合進氣的壓電式內(nèi)導(dǎo)向燃?xì)鈬娚溟y，其特征是：包括閥體、閥座、壓電晶體、控制閥桿、液力放大器、隔板、閥芯組合體，閥座固定在閥體下方并與閥體之間形成閥空間，閥體的內(nèi)部上方固定有固定塊，固定塊中部開有直槽，壓電晶體安裝在直槽里，閥體中部設(shè)置隔板，隔板上方設(shè)置液力放大器，隔板下方設(shè)置閥芯組合體，隔板上分別設(shè)置通孔和通氣孔，所述液力放大器包括大活塞、小活塞、套筒，套筒設(shè)置在隔板上，套筒上端的端部設(shè)置粗出口，套筒上端端部內(nèi)側(cè)設(shè)置細(xì)出口，大活塞設(shè)置在粗出口里，小活塞設(shè)置在細(xì)出口里，大活塞的凸緣與套筒之間設(shè)置大活塞支撐彈簧，小活塞的凸緣與套筒之間設(shè)置小活塞支撐彈簧，大活塞、小活塞下方的套筒里充有液壓油，導(dǎo)向銷穿過隔板的通孔，導(dǎo)向銷的上方設(shè)置控制閥桿，導(dǎo)向銷與控制閥桿之間設(shè)置導(dǎo)向銷復(fù)位彈簧，控制閥桿的上表面與壓電晶體貼合在一起，控制閥桿的下表面與大活塞上表面貼合在一起，小活塞上表面與導(dǎo)向銷貼合在一起，所述的閥芯組合體包括銜鐵、彈簧座、底板、閥芯，銜鐵、底板、閥芯自上而下布置同時通過緊固螺栓連接在一起，彈簧座位于銜鐵外部并與銜鐵之間形成環(huán)形槽，隔板下表面設(shè)置環(huán)形槽，銜鐵復(fù)位彈簧的兩端分別布置在隔板的環(huán)形槽和彈簧座的環(huán)形槽內(nèi)，導(dǎo)向銷與銜鐵相固定，導(dǎo)向銷里設(shè)置壓力平衡孔，底板上設(shè)置壓力平衡槽，閥芯為中空結(jié)構(gòu)，閥芯下方的閥座上設(shè)置中心穩(wěn)壓腔，壓力平衡孔、壓力平衡槽、閥芯的中空部分以及中心穩(wěn)壓腔相通并構(gòu)成內(nèi)部空間，閥芯上設(shè)置密封環(huán)帶和肋片，密封環(huán)帶形成環(huán)腔，閥座上設(shè)置出氣環(huán)帶，出氣環(huán)帶位于環(huán)腔下方，出氣環(huán)帶下方設(shè)置出氣口，閥芯上表面開設(shè)軸向主氣槽，肋片上開有周向補氣孔，并在補氣孔處設(shè)置導(dǎo)流錐角。

本發(fā)明還可以包括：

1、閥座的外端設(shè)置端部穩(wěn)壓腔。

2、固定塊的上部與閥體之間形成進氣口，固定塊的中下部以及液力放大器與與閥體之間形成進氣腔，閥芯組合體與閥體之間形成導(dǎo)流腔，進氣口、進氣腔、通氣孔、導(dǎo)流腔相通并構(gòu)成外部空間，外部空間與內(nèi)部空間相通，閥芯上設(shè)置軸向進氣孔；

燃?xì)饨?jīng)由進氣口垂直流入閥體內(nèi)，沿著進氣腔垂直流動，直至流過通氣孔，一部分燃?xì)饬魅氲介y芯組合體內(nèi)部空間及閥座中心穩(wěn)壓腔，其余燃?xì)庋刂鴮?dǎo)流腔繼續(xù)流動，充滿閥座外端的端部穩(wěn)壓腔以及閥芯的周圍空間；

壓電晶體未通電時，閥芯上的密封環(huán)帶與閥座的上表面緊密配合，燃?xì)獬錆M燃?xì)鈬娚溟y的閥體內(nèi)部的外部空間和內(nèi)部空間；壓電晶體通電后，壓電晶體受到電流激勵從而伸長，推動大活塞向下運動，套筒中的液壓油受到壓縮，在液壓油壓力的作用下，小活塞向上運動，導(dǎo)向銷亦向上運動，帶動閥芯組合體向上運動，燃?xì)鈬娚溟y開啟，氣路開啟，直到套筒內(nèi)的液壓油壓力回到初始狀態(tài)，大活塞和小活塞不再運動，閥芯組合體隨之停止，燃?xì)庥奢S向主氣槽和周向補氣孔的混合進氣方式流入，通過環(huán)腔，最后由出氣口垂直流出；壓電晶體斷電后，壓電晶體縮短，在大活塞支撐彈簧的作用下，大活塞回到初始位置，套筒內(nèi)液壓油壓力下降，在導(dǎo)向銷復(fù)位彈簧的作用下，導(dǎo)向銷向下運動，小活塞、閥芯組合體隨之向下運動，直至套筒內(nèi)液壓油壓力回到初始狀態(tài)，大活塞、小活塞回到初始位置，閥芯組合體回到初始位置，閥芯表面與閥座表面貼合，燃?xì)鈬娚溟y關(guān)閉，氣路關(guān)閉。

本發(fā)明的優(yōu)勢在于：本發(fā)明利用壓電晶體通電伸長，經(jīng)由液力放大器放大位移后推動閥芯組合體的導(dǎo)向銷運動，閥芯組合體整體在導(dǎo)向銷與隔板之間配合面的內(nèi)導(dǎo)向作用下離開閥座運動，實現(xiàn)燃?xì)忾y噴氣的功能；本發(fā)明采用壓電晶體驅(qū)動的方式，有效提高了燃?xì)鈬娚溟y的響應(yīng)速度，實現(xiàn)了燃?xì)鈬娚溟y的升程可變；本發(fā)明采用直通的供氣方式，保證進入閥體內(nèi)的燃?xì)獾某渥愎┙o；通過壓力平衡孔、壓力平衡槽及穩(wěn)壓腔相配合，能夠有效抑制燃?xì)鈬娚溟y內(nèi)部燃?xì)鈮毫Φ牟▌?，實現(xiàn)氣流的穩(wěn)定工作，可靠工作，實現(xiàn)高響應(yīng)速度；通過軸向主氣槽直接進氣和周向補氣孔進氣的混合進氣方式，實現(xiàn)大流量，有效地提高發(fā)動機的供氣效率，同時可以避免氣流干涉，實現(xiàn)氣路的穩(wěn)定；通過閥芯和閥座間的多道環(huán)帶結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)燃?xì)鈬娚溟y的面密封，高可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的閥芯組合體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的氣路走向示意圖；

圖4為閥芯三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為閥座結(jié)構(gòu)俯視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述：

結(jié)合圖1-5，圖1為本發(fā)明一種直通式混合進氣的壓電式內(nèi)導(dǎo)向燃?xì)鈬娚溟y的整體結(jié)構(gòu)示意圖，包括1閥體、2壓電晶體、3固定塊、4控制閥桿、5大活塞、6大活塞支撐彈簧、7密封環(huán)、8套筒、9導(dǎo)向銷復(fù)位彈簧、10小活塞、11小活塞支撐彈簧、13隔板、14閥芯組合體、15密封膠圈和16閥座。固定塊3利用螺紋與閥體1連接在一起，使其自身固定在閥體1上方的中心位置，固定塊3在中心位置開有一定深度的直槽，壓電晶體2布置在其中，在直槽上方開有一直徑較小的通孔，用于布置壓電晶體2與閥體1外控制單元的接電線，壓電晶體2下方緊密布置有控制閥桿4，控制閥桿4的下表面與大活塞5上表面相接觸，在導(dǎo)向銷復(fù)位彈簧9、大活塞支撐彈簧6的預(yù)緊力作用下，壓電晶體2下表面與控制閥桿4上表面、控制閥桿4下表面與大活塞5上表面均緊密貼合在一起，套筒8上端為兩出口，分別是一粗出口和一細(xì)出口，下端為一連通的封閉腔，大活塞5的下端布置在套筒8的粗出口內(nèi)，大活塞支撐彈簧6位于大活塞5凸緣與套筒8之間，保證大活塞5不會整體進入套筒8內(nèi)，套筒8內(nèi)充滿了具有一定壓力的液壓油12，套筒8的細(xì)出口上方布置有小活塞10，小活塞10下端布置在其中，在小活塞10凸緣與套筒8之間布置有小活塞支撐彈簧11，以保證小活塞10不會整體進入套筒8內(nèi)，大活塞5、小活塞10側(cè)表面與套筒8內(nèi)壁之間布置有密封環(huán)7，以防止套筒8內(nèi)液壓油12的泄漏，大活塞5、小活塞10、大活塞支撐彈簧6、小活塞支撐彈簧11與套筒8一同構(gòu)成了壓電晶體的液力放大器，液力放大器作為一個整體布置在閥體1中隔板13的上方，控制閥桿4中心位置下方從上到下依次布置有閥芯組合體14、閥座16，在小活塞支撐彈簧11的預(yù)緊力作用下，小活塞10上表面與閥芯組合體14的上端緊密貼合，閥座16與閥體1之間通過螺栓固定連接在一起，二者之間的配合面通過密封膠圈15來實現(xiàn)密封。

如圖2所示，一種直通式混合進氣的壓電式內(nèi)導(dǎo)向燃?xì)鈬娚溟y的閥芯組合體14由導(dǎo)向銷18、銜鐵19、彈簧座20、底板21、閥芯22、銜鐵復(fù)位彈簧26、墊片27和緊固螺栓29組成，為保證導(dǎo)向銷18平穩(wěn)地運動，多個小活塞10對稱布置在導(dǎo)向銷18下方，個數(shù)為偶數(shù)數(shù)目，在小活塞支撐彈簧11的作用下，小活塞10上表面與閥芯組合體14中的導(dǎo)向銷18下表面緊密貼合，導(dǎo)向銷18中心開有壓力平衡孔25，布置在隔板13中心的通孔內(nèi)，導(dǎo)向銷18下端通過螺紋連接與銜鐵19固定在一起，銜鐵19通過緊固螺栓29與底板21、閥芯22連接在一起，銜鐵19與底板21之間布置有一層墊片27，底板21上方開有四個壓力平衡槽28，使得閥芯組合體14內(nèi)部空間與外部空間連通，內(nèi)外氣路壓力更易達到平衡，避免其受到額外的軸向力，提高其響應(yīng)速度，彈簧座20安裝在底板21的上方，其內(nèi)部的側(cè)表面與銜鐵19的側(cè)表面相接觸，銜鐵復(fù)位彈簧26的兩端分別位于隔板13與彈簧座20的環(huán)形槽內(nèi)，底板21下方的閥芯22由閥芯主體、肋片23和密封環(huán)帶24組成，閥芯組合體14整體布置在控制閥桿4下方。

如圖3所示，首先，燃?xì)饨?jīng)由進氣口31垂直流入閥體1內(nèi)，沿著進氣腔32垂直流動，直至流過閥體1上隔板13兩端的通氣孔33，由于底板21上的壓力平衡槽28的存在，閥芯組合體14內(nèi)部空間與閥體1內(nèi)空間連通，一部分燃?xì)鈺魅氲介y芯組合體14內(nèi)部空間，隨即充滿了閥芯組合體14內(nèi)部空間以及閥座16中心處的穩(wěn)壓腔36，由于導(dǎo)向銷18上壓力平衡孔25的存在，燃?xì)鈺魅腴y芯組合體14上方空間，同樣充滿閥芯組合體14上方空間，內(nèi)外氣路達到平衡，保證閥芯組合體14內(nèi)外無壓力差，避免其受到額外的軸向力；其余燃?xì)庋刂鴮?dǎo)流腔34流入充滿閥體1內(nèi)部，充滿了閥座16外圍處的穩(wěn)壓腔36以及閥芯22的周圍空間。壓電晶體2未通電時，閥芯22表面與閥座16表面相貼合，閥芯22與閥座16間的環(huán)腔37不連通；壓電晶體2通電后，壓電晶體2伸長，經(jīng)液力放大器放大后帶動閥芯組合體14向上運動，閥芯22下表面脫離閥座16上表面，此時，氣路開啟，燃?xì)庋杆儆奢S向主氣槽39和周向補氣孔35的混合進氣方式流入，通過閥芯22與閥座16間多道環(huán)腔37，最后由出氣口38垂直流出，閥芯22的抬起與落座控制著環(huán)腔37之間的通斷。

燃?xì)鈬娚溟y工作過程中，壓電晶體2未通電時，在導(dǎo)向銷復(fù)位彈簧9、銜鐵復(fù)位彈簧26的預(yù)緊力作用下，閥芯組合體14在初始位置維持不動，閥芯組合體14中的閥芯22上的密封環(huán)帶24與閥座16的上的出氣環(huán)帶17緊密配合，閥芯22與閥座16間的環(huán)腔37不連通，燃?xì)獬錆M燃?xì)鈬娚溟y的閥體1內(nèi)部的整個空間。壓電晶體2通電后，壓電晶體2受到電流激勵從而伸長，使得控制閥桿4向下運動，大活塞5隨之向下運動，套筒8內(nèi)的液壓油12壓力升高，在液壓油12壓力的作用下，小活塞10向上運動，導(dǎo)向銷18受到四個小活塞10向上的作用力后，平穩(wěn)地向上運動，導(dǎo)向銷18作為閥芯組合體14的一部分，閥芯組合體14整體隨之向上運動，直到套筒8內(nèi)的液壓油12壓力回到初始狀態(tài)，大活塞5、小活塞10停止運動，閥芯組合體14隨之停止運動，閥芯組合體14在該位置維持一段時間，此過程中，燃?xì)庋杆儆奢S向主氣槽39和周向補氣孔35的混合進氣方式流入，通過閥芯22與閥座16間的多道環(huán)腔37，最后經(jīng)由出氣口38導(dǎo)向后垂直流出，閥芯22和閥座16間的多道環(huán)帶，面密封，穩(wěn)壓平衡，并且較寬的環(huán)帶面積可減少沖擊，提高可靠性，閥座16中心位置和外圍處均開有穩(wěn)壓腔36，使得周圍的燃?xì)庠诹鲃舆^程中通氣均勻，氣壓平衡；燃?xì)鈬姵鲆欢亢螅瑝弘娋w2開始斷電，壓電晶體2縮短，在大活塞支撐彈簧6的作用下，大活塞5開始向上運動，套筒8內(nèi)液壓油12壓力下降，在導(dǎo)向銷復(fù)位彈簧9的作用下，導(dǎo)向銷18開始向下運動，小活塞10、閥芯組合體14整體隨之一同向下運動，直至套筒8內(nèi)液壓油12壓力回到初始狀態(tài)，大活塞5、小活塞10回到初始位置，此時閥芯組合體14也對應(yīng)的回到初始位置，閥芯22下表面與閥座16上表面貼合，重新回到初始位置，燃?xì)鈬娚溟y關(guān)閉，氣路關(guān)閉。

由上述工作過程可知，本發(fā)明一種直通式混合進氣的壓電式內(nèi)導(dǎo)向燃?xì)鈬娚溟y，在工作過程中，利用壓電晶體2通電伸長，經(jīng)由液力放大器放大位移后推動閥芯組合體14的導(dǎo)向銷18運動，閥芯組合體14整體在導(dǎo)向銷18與隔板13之間配合面的內(nèi)導(dǎo)向作用下離開閥座16運動，實現(xiàn)燃?xì)忾y噴氣的功能；本發(fā)明采用壓電晶體2驅(qū)動的方式，有效提高了燃?xì)鈬娚溟y的響應(yīng)速度，實現(xiàn)了燃?xì)鈬娚溟y的升程可變；本發(fā)明采用直通的供氣方式，保證了進入閥體內(nèi)的燃?xì)獾某渥愎┙o；通過內(nèi)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)保證閥芯22的垂直度；通過在導(dǎo)向銷18中心開壓力平衡孔25并在底板21上開有一定數(shù)量的壓力平衡槽28，使閥芯組合體14處內(nèi)外氣路壓力更易達到平衡，避免閥芯組合體14受到軸向力，提高其響應(yīng)速度，降低控制難度；在閥芯22的肋片23上開多個周向補氣孔35的結(jié)構(gòu)，閥芯22下表面和閥座16上表面開有多道環(huán)腔37，增加有效流通面積，減少閥芯22質(zhì)量，提高可靠性；在閥芯22周向補氣孔35處設(shè)置一定角度的導(dǎo)流錐角30，減少流動損失，增大流量系數(shù)；本發(fā)明采用軸向主氣槽39直接進氣和周向補氣孔35進氣的混合進氣方式，增加進氣流量系數(shù)，實現(xiàn)大流量，有效地提高了燃?xì)鈬娚溟y的供氣效率，同時可以避免氣流干涉，實現(xiàn)氣路的平衡、穩(wěn)定；閥芯22和閥座16間采用多道密封環(huán)帶24和出氣環(huán)帶17結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)燃?xì)鈬娚溟y的面密封，穩(wěn)壓平衡，并且較寬的環(huán)帶面積可減少沖擊，提高可靠性；在閥座16中心和外圍處均設(shè)置穩(wěn)壓腔36，能夠有效抑制燃?xì)鈬娚溟y內(nèi)部燃?xì)鈮毫Φ牟▌?，實現(xiàn)氣流的穩(wěn)定工作，可靠工作，實現(xiàn)高響應(yīng)速度。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種直通式混合進氣的壓電式內(nèi)導(dǎo)向燃?xì)鈬娚溟y，它主要由閥體、壓電晶體、固定塊、控制閥桿、大活塞、大活塞支撐彈簧、密封環(huán)、套筒、導(dǎo)向銷復(fù)位彈簧、小活塞、小活塞支撐彈簧、隔板、閥芯組合體、密封膠圈和閥座組成。固定塊利用螺紋連接與閥體連接在一起，使其自身固定在閥體上方的中心位置，固定塊在中心位置開有一定深度的直槽，壓電晶體布置在其中，在直槽上方開有一直徑較小的通孔，用于布置壓電晶體與閥體外控制單元的接電線，壓電晶體下方緊密布置有控制閥桿，控制閥桿的下表面與大活塞上表面相接觸，在導(dǎo)向銷復(fù)位彈簧、大活塞支撐彈簧的預(yù)緊力作用下，壓電晶體下表面與控制閥桿上表面、控制閥桿下表面與大活塞上表面均緊密貼合在一起，套筒上端為兩出口，分別是一粗出口和一細(xì)出口，下端為一連通的封閉腔，大活塞的下端布置在套筒的粗出口內(nèi)，大活塞支撐彈簧位于大活塞凸緣與套筒之間，保證大活塞不會整體進入套筒內(nèi)，套筒內(nèi)充滿了具有一定壓力的液壓油，套筒的細(xì)出口上方布置有小活塞，小活塞下端布置在其中，在小活塞凸緣與套筒之間布置有小活塞支撐彈簧，以保證小活塞不會整體進入套筒內(nèi)，大活塞、小活塞側(cè)表面與套筒內(nèi)壁之間布置有密封環(huán)，以防止套筒內(nèi)液壓油的泄漏，大活塞、小活塞、大活塞支撐彈簧、小活塞支撐彈簧與套筒一同構(gòu)成了壓電晶體的液力放大器，液力放大器作為一個整體布置在閥體中隔板的上方，控制閥桿中心位置下方從上到下依次布置有閥芯組合體、閥座，在小活塞支撐彈簧的預(yù)緊力作用下，小活塞上表面與閥芯組合體的上端緊密貼合，閥座與閥體之間通過螺栓固定連接在一起，二者之間的配合面通過密封膠圈來實現(xiàn)密封；前述的閥芯組合體由導(dǎo)向銷、銜鐵、銜鐵復(fù)位彈簧、彈簧座、墊片、底板、緊固螺栓和閥芯組成，為保證導(dǎo)向銷平穩(wěn)地運動，多個小活塞對稱布置在導(dǎo)向銷下方，個數(shù)為偶數(shù)數(shù)目，在小活塞支撐彈簧的作用下，小活塞上表面與閥芯組合體中的導(dǎo)向銷下表面緊密貼合，導(dǎo)向銷中心開有壓力平衡孔，布置在隔板中心的通孔內(nèi)，導(dǎo)向銷下端通過螺紋連接與銜鐵固定在一起，銜鐵通過緊固螺栓與底板、閥芯連接在一起，銜鐵與底板之間布置有一層墊片，底板上方開有四個壓力平衡槽，彈簧座安裝在底板的上方，其內(nèi)部的側(cè)表面與銜鐵的側(cè)表面相接觸，銜鐵復(fù)位彈簧的兩端分別位于隔板與彈簧座的環(huán)形槽內(nèi)，底板下方的閥芯由閥芯主體、肋片、密封環(huán)帶組成，閥芯組合體整體布置在控制閥桿下方，在閥芯的肋片上開周向補氣孔并在補氣孔處設(shè)置導(dǎo)流錐角，閥芯和閥座之間采用密封環(huán)帶和出氣環(huán)帶，面密封，穩(wěn)壓平衡，并且具有較寬的環(huán)帶面積，在閥座中心位置和外圍處均開有穩(wěn)壓腔，閥座中心位置的穩(wěn)壓腔與閥芯組合體內(nèi)部的燃?xì)饪臻g相連通，而閥座外圍處的穩(wěn)壓腔與閥體內(nèi)的導(dǎo)流腔相連通。壓電晶體未通電時，閥芯下表面與閥座上表面相貼合，閥芯與閥座間的環(huán)腔不連通；壓電晶體通電后，壓電晶體伸長，經(jīng)液力放大器放大后帶動閥芯組合體向上運動，閥芯下表面脫離閥座上表面，此時閥芯與閥座間的環(huán)腔相連通，閥芯的抬起與落座控制著環(huán)腔之間的通斷。