一种氢气喷射器的制作方法

1.本发明涉及发动机技术领域，特别是指一种氢气喷射器。


背景技术：

2.氢能是最佳能源形势，氢气作为燃料在输出功率和热效率方面优于传统燃料以及电池。氢内燃机具有零碳排放、高效率和高可靠性的优势。根据氢气进气形式的不同，氢内燃机可以分为进气道喷射氢气内燃机和缸内直喷氢气内燃机，相比于进气道喷射的氢内燃机，缸内直喷的形势能够有效避免回火、降低氮氧化物和碳氢化物的排放。
3.缸内直喷氢气内燃机是一种能够满足当前排放法规要求的新型内燃机。氢气喷射器作为其核心组件之一，它的结构影响氢气喷雾的形状以及喷射速度、燃烧混合气的形成与分布，从而影响发动机的燃烧性能和排放性能。受氢气物理特性的影响，多次喷射要求氢气喷射器的响应性快，较大的响应延迟会使得喷气定时失准和循环喷气量的精度变差，从而导致氢内燃机排放超标、经济性变差。因此，亟需一种氢气喷射器，可以提高其响应速度，从而提高喷气定时与循环喷气量的精度，提升氢内燃机的性能。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术的以上问题，本技术提供一种氢气喷射器，可以提高其响应速度，从而提高喷气定时与循环喷气量的精度，提升氢内燃机的性能。
5.本技术提供一种氢气喷射器，包括：喷射器体，所述喷射器体内具有氢气通道，所述氢气通道在所述喷射器体上设置有喷孔；针阀，所述针阀设置在所述喷射器体上，所述针阀的一端伸入所述氢气通道内，朝向所述喷孔延伸；弹性件，所述弹性件设置在所述喷射器体上，驱动所述针阀的一端与所述喷孔抵接；动铁芯，所述动铁芯固定设置在所述针阀上；电磁线圈，所述电磁线圈绕设在所述喷射器体的外周面上，位于所述动铁芯对应位置。
6.采用如上结构，通过将动铁芯固定在针阀上，从而可以在使用电磁线圈产生的磁力驱动动铁芯移动时，可以同时带动针阀移动，进而可以使针阀与喷孔分离，使氢气通道中的氢气可以通过喷孔喷出。由此，可以提高针阀的响应速度，从而提高喷气定时与循环喷气量的精度，提升氢内燃机的性能。
7.在一些实施例中，所述喷射器体上设置有第一空间，所述动铁芯位于所述第一空间内，所述第一空间在驱动所述针阀的一端与所述喷孔抵接方向上的尺寸可调节。
8.采用如上结构，通过调节第一空间在驱动针阀的一端与喷孔抵接方向上的尺寸，从而可以对动铁芯的行程进行调节，进而可以调节针阀的行程。由此，可以对针阀的相应速度进行调节。
9.在一些实施例中，所述喷射器体包括第一器体与第二器体，所述氢气通道贯穿所述第一器体与所述第二器体；所述第一器体一端设置有安装部，所述安装部呈插孔状；所述喷孔设置在所述第二器体的一端，所述第二器体的另一端插入所述安装部内，在所述安装部内形成所述第一空间；所述第一空间内还设置有调节垫圈，所述调节垫圈的一侧与所述
第二器体相抵接，另一侧与安装部相抵接。
10.采用如上结构，可以通过在第一空间中设置调节垫圈，从而可以在第一器体与第二器体连接后，通过调节垫圈对第一空间进行密封，从而提高气密性。另外，通过更换不同厚度的调节垫圈，可以实现对第一空间尺寸的调节，从而可以对动铁芯及针阀的行程进行调节，对针阀的响应速度进行调节。
11.在一些实施例中，所述氢气通道包括第一通道与第二通道，所述第一通道设置在所述第一器体内，所述第二通道设置在所述第二器体内，所述第一通道与所述第二通道通过所述第一空间连通，所述动铁芯上设置有多个通孔。
12.采用如上结构，第一通道与第二通道通过第一空间连通，从而可以使第一器体与第二器体的连接结构更加简单，从而简化氢气喷射器的结构。同时，由于第一空间通过调节垫圈进行密封，由此可以提高第一通道与第二通道连接的密封性。另外，通过在动铁芯上设置多个通孔，从而可以减小氢气通过第一空间时动铁芯对氢气的阻碍，从而可以提高氢气的流量。
13.在一些实施例中，还包括定铁芯，所述定铁芯设置在所述安装部内，位于所述电磁线圈对应位置，所述第一通道穿过所述定铁芯与所述第一空间连通，所述弹性件的一端固定在所述第一通道内，另一端与所述针阀相抵接。
14.采用如上结构，通过设置定铁芯，可以提高电磁线圈产生的磁性的强度。由此，可以提高动铁芯与针阀的相应速度。通过将弹性件设置在第一通道内，从而可以节省弹性件的安装空间，从而可以简化氢气喷射器的结构，减小氢气喷射器的体积。
15.在一些实施例中，所述第二器体上设置有连接孔，所述针阀设置在所述连接孔中与所述连接孔滑动连接，所述针阀的一端伸入所述第二通道，所述动铁芯套设固定在所述针阀的另一端。
16.采用如上结构，提供了针阀的连接结构，通过使针阀与连接孔滑动连接，从而可以在动铁芯带动针阀移动时，使针阀更加稳定。
17.在一些实施例中，所述氢气通道还包括第三通道，所述第三通道设置在所述第二器体内，所述第三通道一端与所述第一空间连通，另一端绕过所述连接孔与所述第二通道连通。
18.采用如上结构，可以通过第三通道绕过连接孔，以便使第一通道与第二通道连通。
19.在一些实施例中，所述第三通道围绕所述连接孔设置有多个。
20.采用如上结构，通过设置多个第三通道，可以提高氢气通过的流量。
21.在一些实施例中，其特征在于，所述喷射器体还包括连接件，所述连接件套设在所述第二器体上，所述连接件一端的内周面与所述第一器体一端的外周面螺纹连接。
22.采用如上结构，通过连接件与第一器体螺纹连接，从而可以将第二器体固定在第一器体上。同时，可以通过连接件与第一器体之间的螺纹连接，可以使第二器体挤压调节垫圈，从而可以提高第一空间的气密性。另外，使用螺纹连接的方式对第一器体与第二器体进行固定，从而不需要对第一器体与第二器体进行焊接，是的第一器体与第二器体之间没有焊点，从而可以提高第一器体与第二器体之间的气密性，降低了第一器体与第二器体的安装难度。
23.在一些实施例中，所述第一器体的外周面上还套设有垫片，所述垫片两侧分别与
所述电磁线圈、所述连接件相抵接。
24.采用如上结构，通过在电磁线圈与连接件之间设置垫片，从而可以通过垫片对电磁线圈提供支撑，提高电磁线圈的结构强度，防止电磁线圈漏磁，保证电磁力。
25.本发明的这些和其它方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
26.以下参照附图来进一步说明本发明的各个特征和各个特征之间的联系。附图均为示例性的，一些特征并不以实际比例示出，并且一些附图中可能省略了本技术所涉及领域的惯常的且对于本技术非必要的特征，或是额外示出了对于本技术非必要的特征，附图所示的各个特征的组合并不用以限制本技术。另外，在本说明书全文中，相同的附图标记所指代的内容也是相同的。具体的附图说明如下：
27.图1为本技术中氢气喷射器的径向剖视图；
28.图2为图1中针阀与动铁芯的安装示意图；
29.图3为图1中第一器体的径向剖视图；
30.图4为图1张工第二器体的径向剖视图。
31.附图标记说明
32.10氢气喷射器；100喷射器体；110第一器体；111安装部；120第二器体；121喷孔；122连接孔；130氢气通道；131第一通道；132第二通道；133第三通道；140第一空间；150连接件；200针阀；300弹性件；400动铁芯；500电磁线圈；600调节垫圈；700定铁芯；800弹簧垫圈；900垫片。
具体实施方式
33.说明书和权利要求书中的词语“第一、第二、第三等”或模块a、模块b、模块c等类似用语，仅用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本技术实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
34.说明书和权利要求书中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容；它不排除其它的元件。因此，其应当诠释为指定所提到的所述特征、整体或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或更多其它特征、整体或部件及其组群。因此，表述“包括装置a和b的设备”不应局限为仅由部件a和b组成的设备。
35.本说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意味着与该实施例结合描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书各处出现的用语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都指同一实施例，但可以指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，能够以任何适当的方式组合各特定特征、结构或特性，如从本公开对本领域的普通技术人员显而易见的那样。
36.下面，结合附图，对本技术实施例中氢气喷射器10的具体结构进行详细的描述。
37.图1为本技术中氢气喷射器10的径向剖视图；图2为图1中针阀200与动铁芯400的安装示意图。如图1、图2所示，本技术中的氢气喷射器10包括喷射器体100、针阀200、弹性件300、动铁芯400与电磁线圈500。其中，喷射器体100内具有氢气通道130，氢气通道130为圆
形或者其他合适形状的通道，氢气通道130在喷射器体100上设置有喷孔121，氢气通道130中的氢气可以由喷孔121喷出。针阀200设置在喷射器体100上，针阀200的一端伸入氢气通道130内，朝向喷孔121延伸。弹性件300设置在喷射器体100上，驱动针阀200的一端与喷孔121抵接。动铁芯400可以通过卡合连接、螺纹连接、粘贴或者焊接等方式固定设置在针阀200上。电磁线圈500绕设在喷射器体100的外周面上，位于动铁芯400对应位置。由此，通过将动铁芯400固定在针阀200上，从而可以在使用电磁线圈500产生的磁力驱动动铁芯400移动时，可以同时带动针阀200移动，进而可以使针阀200与喷孔121分离，使氢气通道130中的氢气可以通过喷孔121喷出。由此，可以提高针阀200的响应速度，从而提高喷气定时与循环喷气量的精度，提升氢内燃机的性能。
38.如图1、图2所示，氢气通道130与喷孔121连接位置呈圆锥形，针阀200一端的端部为相适配的圆锥形。针阀200在弹性件300的推动下，使针阀200的一端与氢气通道130与喷孔121连接位置相贴，从而将喷孔121关闭。电磁线圈500通电后，可以产生电磁力，通过电磁力可以驱动动铁芯400移动，带动针阀200远离喷孔121，使喷孔121打开。
39.如图1所示，喷射器体100上设置有第一空间140，动铁芯400位于第一空间140内，第一空间140在驱动针阀200的一端与喷孔121抵接方向上的尺寸可调节。通过调节第一空间140在驱动针阀200的一端与喷孔121抵接方向上的尺寸，从而可以对动铁芯400的行程进行调节，进而可以调节针阀200的行程。由此，可以对针阀200的相应速度进行调节。
40.图3为图1中第一器体110的径向剖视图；图4为图1张工第二器体120的径向剖视图。如图1-图4所示，喷射器体100包括第一器体110与第二器体120，氢气通道130贯穿第一器体110与第二器体120。第一器体110一端设置有安装部111，安装部111呈插孔状。喷孔121设置在第二器体120的一端，第二器体120的另一端插入安装部111内，在安装部111内形成第一空间140。第一空间140内还设置有调节垫圈600，调节垫圈600的一侧与第二器体120相抵接，另一侧与安装部111相抵接。由此，可以通过在第一空间140中设置调节垫圈600，从而可以在第一器体110与第二器体120连接后，通过调节垫圈600对第一空间140进行密封，从而提高气密性。另外，通过更换不同厚度的调节垫圈600，可以实现对第一空间140尺寸的调节，从而可以对动铁芯400及针阀200的行程进行调节，对针阀200的响应速度进行调节。同时，通过设置调节垫圈600，还可以减少第一器体110与第二器体120在氢气通道130在延伸方向上的振动，从而提高氢气喷射器10的稳定性。
41.如图1-图4所示，氢气通道130包括第一通道131与第二通道132，第一通道131设置在第一器体110内，第二通道132设置在第二器体120内，第一通道131与第二通道132通过第一空间140连通，动铁芯400上设置有多个通孔，例如可以设置4个。由此，第一通道131与第二通道132通过第一空间140连通，从而可以使第一器体110与第二器体120的连接结构更加简单，从而简化氢气喷射器10的结构。同时，由于第一空间140通过调节垫圈600进行密封，由此可以提高第一通道131与第二通道132连接的密封性。另外，通过在动铁芯400上设置多个通孔，从而可以减小氢气通过第一空间140时动铁芯400对氢气的阻碍，从而可以提高氢气的流量。
42.如图1所示，氢气喷射器10还包括定铁芯700，定铁芯700设置在安装部111内，位于电磁线圈500对应位置，第一通道131穿过定铁芯700与第一空间140连通，弹性件300的一端固定在第一通道131内，另一端与针阀200相抵接。由此，通过设置定铁芯700，可以提高电磁
线圈500产生的磁性的强度。由此，可以提高动铁芯400与针阀200的相应速度。通过将弹性件300设置在第一通道131内，从而可以节省弹性件300的安装空间，从而可以简化氢气喷射器10的结构，减小氢气喷射器10的体积。
43.如图1所示，弹性件300为弹簧，第一通道131内还设置有弹簧垫圈800，弹簧垫圈800与第一通道131紧固连接，弹性件300的一端与弹簧垫圈800抵接，另一端与设置在针阀200上的动铁芯400相抵接。
44.如图1、图4所示，第二器体120上设置有连接孔122，针阀200设置在连接孔122中与连接孔122滑动连接，针阀200的一端伸入第二通道132，动铁芯400套设固定在针阀200的另一端。由此，提供了针阀200的连接结构，通过使针阀200与连接孔122滑动连接，从而可以在动铁芯400带动针阀200移动时，使针阀200更加稳定。
45.如图1所示，针阀200伸入第二通道132内的部分的直径小于第二通道132的直径，氢气可以由针阀200与第二通道132内壁之间的空隙相喷孔121输送。
46.如图1、图4所示，氢气通道130还包括第三通道133，第三通道133设置在第二器体120内，第三通道133一端与第一空间140连通，另一端绕过连接孔122与第二通道132连通。由此，可以通过第三通道133绕过连接孔122，以便使第一通道131与第二通道132连通。
47.如图1、图4所示，第三通道133围绕连接孔122设置有多个，第三通道133的数量可以根据氢气内燃机的动力性要求、氢气喷射量、喷射脉宽进行设定。由此，通过设置多个第三通道133，可以根据需要提高氢气通过的流量。具体的，可以是例如设置为4个，四个第三通道133围绕连接孔122均匀设置，以保证足够大的氢气流量，使氢气流量最大可以达到10g/s，喷射压力可到6mpa。
48.如图1所示，喷射器体100还包括连接件150，连接件150套设在第二器体120上，连接件150一端的内周面与第一器体110一端的外周面螺纹连接。由此，通过连接件150与第一器体110螺纹连接，从而可以将第二器体120固定在第一器体110上。同时，可以通过连接件150与第一器体110之间的螺纹连接，可以使第二器体120挤压调节垫圈600，从而可以提高第一空间140的气密性。另外，使用螺纹连接的方式对第一器体110与第二器体120进行固定，从而不需要对第一器体110与第二器体120进行焊接，使得第一器体110与第二器体120之间没有焊点，从而可以提高第一器体110与第二器体120之间的气密性，降低了第一器体110与第二器体120的安装难度。同时，通过对第一器体110、第二器体120与连接件150的接触面进行精密加工，利用硬密封的方式实现对高压氢气的密封。在保证氢气喷射器10密封性的同时，还能改善工件加工难度，使氢气喷射器10的可靠性和稳定性提高。
49.如图1所示，第一器体110的外周面上还套设有垫片900，垫片900两侧分别与电磁线圈500、连接件150相抵接。具体的，电磁线圈500的表面上包裹有线圈外壳(未图示)，线圈外壳与垫片900相抵接。由此，通过垫片900与线圈外壳可以形成对电磁线圈的保护结构，通过在电磁线圈500与连接件150之间设置垫片900，从而可以通过垫片900对电磁线圈500提供支撑，提高电磁线圈500的结构强度，防止电磁线圈500漏磁，保证电磁力，延长电磁线圈的使用寿命。
50.在一些实施例中，第一器体110与第二器体120还可以直接通过螺纹连接。具体的，在安装部111的内周面上设置内螺纹，在第二器体120的外周面上设置相对应的外螺纹，第二器体120旋紧固定在安装部111内。
51.进一步的，本技术中螺纹连位置的螺纹，可以采用普通螺纹，也可以用传动螺纹或密封螺纹代替。使用传动螺纹时，螺纹的牙型包括但不限于梯形、矩形、锯形和三角形。使用密封螺纹时，螺纹的牙型包括但不限于管用螺纹、锥螺纹与锥管螺纹。
52.注意，上述仅为本技术的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本技术进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明的构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本发明的保护范畴。

技术特征：
1.一种氢气喷射器，其特征在于，包括：喷射器体，所述喷射器体内具有氢气通道，所述氢气通道在所述喷射器体上设置有喷孔；针阀，所述针阀设置在所述喷射器体上，所述针阀的一端伸入所述氢气通道内，朝向所述喷孔延伸；弹性件，所述弹性件设置在所述喷射器体上，驱动所述针阀的一端与所述喷孔抵接；动铁芯，所述动铁芯固定设置在所述针阀上；电磁线圈，所述电磁线圈绕设在所述喷射器体的外周面上，位于所述动铁芯对应位置。2.根据权利要求1所述的氢气喷射器，其特征在于，所述喷射器体上设置有第一空间，所述动铁芯位于所述第一空间内，所述第一空间在驱动所述针阀的一端与所述喷孔抵接方向上的尺寸可调节。3.根据权利要求2所述的氢气喷射器，其特征在于，所述喷射器体包括第一器体与第二器体，所述氢气通道贯穿所述第一器体与所述第二器体；所述第一器体一端设置有安装部，所述安装部呈插孔状；所述喷孔设置在所述第二器体的一端，所述第二器体的另一端插入所述安装部内，在所述安装部内形成所述第一空间；所述第一空间内还设置有调节垫圈，所述调节垫圈的一侧与所述第二器体相抵接，另一侧与安装部相抵接。4.根据权利要求3所述的氢气喷射器，其特征在于，所述氢气通道包括第一通道与第二通道，所述第一通道设置在所述第一器体内，所述第二通道设置在所述第二器体内，所述第一通道与所述第二通道通过所述第一空间连通，所述动铁芯上设置有多个通孔。5.根据权利要求4所述的氢气喷射器，其特征在于，还包括定铁芯，所述定铁芯设置在所述安装部内，位于所述电磁线圈对应位置，所述第一通道穿过所述定铁芯与所述第一空间连通，所述弹性件的一端固定在所述第一通道内，另一端与所述针阀相抵接。6.根据权利要求4所述的氢气喷射器，其特征在于，所述第二器体上设置有连接孔，所述针阀设置在所述连接孔中与所述连接孔滑动连接，所述针阀的一端伸入所述第二通道，所述动铁芯套设固定在所述针阀的另一端。7.根据权利要求6所述的氢气喷射器，其特征在于，所述氢气通道还包括第三通道，所述第三通道设置在所述第二器体内，所述第三通道一端与所述第一空间连通，另一端绕过所述连接孔与所述第二通道连通。8.根据权利要求7所述的氢气喷射器，其特征在于，所述第三通道围绕所述连接孔设置有多个。9.根据权利要求3-8中任一项所述的氢气喷射器，其特征在于，所述喷射器体还包括连接件，所述连接件套设在所述第二器体上，所述连接件一端的内周面与所述第一器体一端的外周面螺纹连接。10.根据权利要求9所述的氢气喷射器，其特征在于，所述第一器体的外周面上还套设有垫片，所述垫片两侧分别与所述电磁线圈、所述连接件相抵接。

技术总结
一种氢气喷射器，包括：喷射器体，喷射器体内具有氢气通道，氢气通道在喷射器体上设置有喷孔；针阀，针阀设置在喷射器体上，针阀的一端伸入氢气通道内，朝向喷孔延伸；弹性件，弹性件设置在喷射器体上，驱动针阀的一端与喷孔抵接；动铁芯，动铁芯固定设置在针阀上；电磁线圈，电磁线圈绕设在喷射器体的外周面上，位于动铁芯对应位置。采用如上结构，通过将动铁芯固定在针阀上，从而可以在使用电磁线圈产生的磁力驱动动铁芯移动时，可以同时带动针阀移动，进而可以使针阀与喷孔分离，使氢气通道中的氢气可以通过喷孔喷出。由此，可以提高针阀的响应速度，从而提高喷气定时与循环喷气量的精度，提升氢内燃机的性能。提升氢内燃机的性能。提升氢内燃机的性能。


技术研发人员：王字满 孙凤婷 孙柏刚 罗庆贺
受保护的技术使用者：北京氢燃科技有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/7/20