专利摘要
专利摘要
本实用新型公开了一种二甲醚和天然气发动机主副燃烧室通道阀门控制装置。用音圈电机来控制主副燃烧室通道阀门的开启和关闭，控制阀门位于二甲醚发动机主燃烧室和副燃烧室的通道中。控制阀门的杆与音圈电机的下弹簧座通过螺纹连接。本实用新型的阀门控制装置采用动磁式音圈电机控制阀门的开启和关闭，可以调节阀门的升程和正时，根据发动机的工作状态，更好的优化燃烧效果，音圈电机具有响应速度快，噪声小，结构简单、体积小等特性。且动磁式音圈电机相比动圈式音圈电机，不存在动圈式音圈电机的飞线问题和线圈的散热问题，可以更好的保证发动机的工作效率。
权利要求
1.一种二甲醚和天然气发动机主副燃烧室通道阀门控制装置，包括阀门控制室，其特征在于：所述阀门控制室内设有上弹簧(8)、下弹簧(13)和音圈电机；
所述音圈电机为动磁式音圈电机，所述音圈电机左右两侧分别设有第一电磁线圈(6)和第二电磁线圈(11)；所述第一电磁线圈(6)的第一电磁线圈铁芯(7)与第二电磁线圈(11)的第二电磁线圈铁芯(10)之间形成气隙；所述音圈电机上下两端面分别设有上弹簧座(9)和下弹簧座(4)；所述上弹簧(8)和下弹簧(13)分别安装在上弹簧座(9)和下弹簧座(4)内；
还设有固定框架(12)和两块条形的永磁体(5)；
所述两块条形的永磁体(5)磁极反向上下排列在第一电磁线圈铁芯(7)与第二电磁线圈铁芯(10)形成的气隙之间；所述上弹簧(8)的上端与阀门控制室的上壁内面连接，上弹簧(8)的下端与上弹簧座(9)连接；所述下弹簧(13)的上端与下弹簧座(4)连接，下弹簧(13)的下端与阀门控制室的下壁内面连接；所述固定框架(12)分别与上弹簧座(9)和下弹簧座(4)通过螺纹孔螺栓连接，使得上弹簧座(9)、下弹簧座(4)和永磁体(5)固定为一整体结构；
还设有阀门杆(3)和控制阀门(15)；
所述阀门杆(3)的上端贯穿副燃烧室(2)的上壁后与下弹簧座(4)通过螺纹连接；所述副燃烧室(2)与主燃烧室(17)之间设有通道；所述控制阀门(15)位于燃烧室通道中；所述阀门杆(3)的下端与控制阀门(15)固定连接；
还包括喷油嘴(14)、进气道(16)和排气道(1)；所述喷油嘴(14)装置于副燃烧室(2)的侧壁上；所述进气道(16)和排气道(1)开设于主燃烧室(17)的气缸盖上且对称布置。
2.根据权利要求1所述二甲醚和天然气发动机主副燃烧室通道阀门控制装置，其特征在于：所述永磁体(5)为横向充磁，且两块永磁体(5)的磁极排列方向相反，两块永磁体(5)始终在第一电磁线圈铁芯(7)与第二电磁线圈铁芯(10)的气隙中上下运动。
3.根据权利要求1或2所述二甲醚和天然气发动机主副燃烧室通道阀门控制装置，其特征在于：所述永磁体(5)、上弹簧座(9)、下弹簧座(4)、阀门杆(3)和控制阀门(15)均位于同一轴线布置。
4.根据权利要求1或2所述的二甲醚和天然气发动机主副燃烧室通道阀门控制装置，其特征在于：所述固定框架(12)为铝制材料制成的框型结构；所述固定框架(12)的四条垂直边框为L形直角铝条块，所述四条垂直边框分别包裹住永磁体(5)的四个直角边，用于固定两块永磁体(5)的位置。
5.根据权利要求3所述的二甲醚和天然气发动机主副燃烧室通道阀门控制装置，其特征在于：所述固定框架(12)为铝制材料制成的框型结构；所述固定框架(12)的四条垂直边框为L形直角铝条块，所述四条垂直边框分别包裹住永磁体(5)的四个直角边，用于固定两块永磁体(5)的位置。
说明书
技术领域
本实用新型属于二甲醚和天然气预混合压燃发动机燃烧控制技术领域，具体是指一种二甲醚和天然气预混合压燃发动机主副燃烧室通道阀门控制装置。
背景技术
随着能源的巨大消耗，以及环境污染的日益严重，开发利用新型能源已经变得越来越重要。二甲醚(DME)作为一种清洁能源，可以从煤、煤层气、天然气和生物质等多种资源中制取。二甲醚具有高十六烷值，其分子结构中无C-C键，燃烧时不会产生黑烟，并且雾化性能好。天然气是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。主要存在于油田和天然气田、煤层，是较为安全的燃气之一。
在发动机燃烧中，因为二甲醚的含氧量较高，与天然气混合后，弥补了天然气燃烧时氧气不足的问题，天然气弥补了二甲醚燃烧时热值不高的问题。同时，因为含氧量高，燃料燃烧更充分，提高了发动的燃烧效率。现有的天然气和二甲醚在分隔式燃烧室中RCCI燃烧策略研究，(A.Kakoee,A.Gharehghani.Comparative study of hydrogen additioneffects on the natural-gas/diesel and natural-gas/dimethyl-ether reactivitycontrolled compression ignition mode of operation.Energy Conversion andManagement,Volume 196,15September 2019,Pages 92-104)由于主副燃烧室通道中没有控制阀门，所以只能通过调节二甲醚的喷油时刻来控制着火时刻，不利于二甲醚和天然气的预混合。
现有的可控预混合燃烧系统的主燃烧室与副燃烧室通道中的控制阀门的开闭过程主要由凸轮及机械传动装置进行实现的，(Jun Song,Zhen Huang,XinqiQiao.Performance ofa controllable premixed combustion engine fueled withdimethyl ether.Energy Conversion and Management.2004,45：2223–2232)不能使所述的二甲醚与天然气可控预混合燃烧系统的控制阀门正时和升程实现可变，而所述控制阀门的正时、升程直接决定了二甲醚与天然气的着火时刻和燃烧速率，即上述机械控制的控制阀门控制装置不利于二甲醚和天然气预混压燃发动机在各种工况下实现优化燃烧；此外，还有电控液压控制装置，(张光德,宋文鹏.用于二甲醚发动机燃烧室通道的阀门液压开闭装置:CN201420793691.0[P]，2015-04-29)但其零部件较多，不利于发动机整体布置。气压控制装置由于空气的可压缩性强，所以响应速度存在问题。
实用新型内容
本实用新型旨在克服现有技术的缺陷，提供一种正时和升程可变、噪声小、响应速度快、燃烧效率高、利于发动机整体布置的二甲醚和天然气预混合压燃发动机主副燃烧室通道阀门控制装置。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种二甲醚和天然气发动机主副燃烧室通道阀门控制装置，包括阀门控制室，其特征在于：所述阀门控制室内设有上弹簧、下弹簧和音圈电机；
所述音圈电机为动磁式音圈电机，所述音圈电机左右两侧分别设有第一电磁线圈和第二电磁线圈；所述第一电磁线圈的第一电磁线圈铁芯与第二电磁线圈的第二电磁线圈铁芯之间形成气隙；所述音圈电机上下两端面分别设有上弹簧座和下弹簧座；所述上弹簧和下弹簧分别安装在上弹簧座和下弹簧座内；
还设有固定框架和两块条形的永磁体；
所述两块条形的永磁体磁极反向上下排列在第一电磁线圈铁芯与第二电磁线圈铁芯形成的气隙之间；所述上弹簧的上端与阀门控制室的上壁内面连接，上弹簧的下端与上弹簧座连接；所述下弹簧的上端与下弹簧座连接，下弹簧的下端与阀门控制室的下壁内面连接；所述固定框架分别与上弹簧座和下弹簧座通过螺纹孔螺栓连接，使得上弹簧座、下弹簧座和永磁体固定为一整体结构；
所述阀门杆的上端贯穿副燃烧室的上壁后与下弹簧座通过螺纹连接；所述副燃烧室与主燃烧室之间设有通道；所述控制阀门位于燃烧室通道中；所述阀门杆的下端与控制阀门固定连接；
还包括喷油嘴、进气道和排气道；所述喷油嘴装置于副燃烧室的侧壁上；所述进气道和排气道开设于主燃烧室的气缸盖上且对称布置。
作为优选方案，所述永磁体为横向充磁，且两块永磁体的磁极排列方向相反，两块永磁体始终在第一电磁线圈铁芯与第二电磁线圈铁芯的气隙中上下运动。
进一步地，所述永磁体、上弹簧座、下弹簧座、阀门杆和控制阀门均位于同一轴线布置。
更进一步地，所述固定框架为铝制材料制成的框型结构；所述固定框架的四条垂直边框为L形直角铝条块，所述四条垂直边框分别包裹住永磁体的四个直角边，用于固定两块永磁体的位置。
本实用新型的优点及有益效果如下：
本实用新型的阀门控制装置采用动磁式音圈电机控制阀门的开启和关闭，可以调节阀门的升程和正时，根据发动机的工作状态，更好的优化燃烧效果，音圈电机具有响应速度快，噪声小，结构简单、体积小等特性。且动磁式音圈电机相比动圈式音圈电机，不存在动圈式音圈电机的飞线问题和线圈的散热问题，可以更好的保证发动机的工作效率。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步地详细阐述。
如图所示的二甲醚和天然气发动机主副燃烧室通道阀门控制装置，其结构如下：
控制阀门15位于发动机主燃烧室17和副燃烧室2的通道中，控制阀门15与阀门杆3固接在一起，阀门杆3的尾端为螺纹，与音圈电机的下弹簧座4通过螺纹连接。下弹簧座4下方安装有下弹簧13，下弹簧13的另一端安装在音圈电机的下端外壳内。下弹簧座4上方放置两块永磁体5，两块永磁体5的磁极排列方向相反。两块永磁体5由固定框架12固定，固定框架12分别与上弹簧座9、下弹簧座4通过螺纹螺栓连接。永磁体5、上弹簧座9、阀门杆3和控制阀门15位于同一轴线。上弹簧8的一端安装在上弹簧座内，上弹簧的另一端安装在音圈电机外壳内。永磁体5的磁极两侧分别为第一电磁线圈6和第二电磁线圈11。第一电磁线圈6的第一电磁线圈铁芯7和第二电磁线圈11的第二电磁线圈铁芯10与永磁体5的磁极相对，永磁体5位于两侧电磁线圈铁芯气隙的中间。
本实用新型的工作过程如下：
当发动机处于停机状态时，控制阀门15在上弹簧8和下弹簧13的合力作用下，处于半开半闭的状态。当发动机启动时，此时第一电磁线圈6和第二电磁线圈11同时通入相同方向的电流，根据安培定则，第一电磁线圈铁芯7和第二电磁线圈铁芯10会形成不同的磁极，并在气隙内形成电磁场，和处于气隙中的永磁体5产生磁场的相互作用。假设此时线圈中的电流方向，使得第一电磁线圈铁芯7为S极，第二电磁线圈铁芯10为N极，根据图1中所示永磁体的磁极方向，则电磁场对永磁体5均产生一个合力方向向上的吸力，因此在图中所示情况下，以永磁体5为核心的动子部分整体受到向上的力，并带动阀门杆3和控制阀门15向上运动，关闭燃烧室通道。然后降低通入第一电磁线圈6和第二电磁线圈11的电流到一定量，使控制阀门15保持关闭状态。当永磁体5的下边缘与第一电磁线圈铁芯7和第二电磁线圈铁芯10的下边缘齐平时，控制阀门15达到上极限位置。
在发动机进气行程中，第一电磁线圈6和第二电磁线圈11同时通入较大反向电流，第一电磁线圈铁芯7的磁极变为N极，第二电磁线圈铁芯10的磁极变为S极，电磁场的方向发生改变。永磁体5在上弹簧8和下弹簧13的合力作用下，向下运动，再加上电磁场产生的向下的吸力，永磁体5带动整个电机动子部分继续向下运动，当永磁体5的上方边缘与第一电磁线圈铁芯7、第二电磁线圈铁芯10的上边缘平齐时，即为阀门打开的极限位置。然后降低电磁线圈中的电流到一定量，使控制阀门15保持开启状态。此时，天然气和新鲜空气混合气从进气道16进入主燃烧室17中，再通过燃烧室通道进入副燃烧室2。在进气行程末期，控制阀门15需要关闭，电机重复阀门关闭的工作过程，使控制阀门15保持关闭状态。此时喷油嘴14向副燃烧室2中喷入一定量二甲醚燃料，二甲醚与进气行程中进去预燃室2中的天然气和空气进行预混合。
在压缩行程中，控制阀门15依然保持关闭，主燃烧室17内的天然气和新鲜空气混合气被发动机活塞压缩后，气体温度和压力迅速升高。在接近压缩行程末端时，第一电磁线圈6和第二电磁线圈11再通入较大反向电流，动子向下运动，推动阀门杆3，控制阀门15开启，降低电磁线圈电流，控制阀门15保持开启程度。此时主燃烧室17中的被压缩的高温高压天然气和空气混合气高速流入副燃烧室2中，副燃烧室2内二甲醚着火，燃气和未燃混合气从副燃烧室2冲入主燃烧室17中，从而可燃混合气在主燃烧室17内燃烧膨胀做功完成做功行程；在排气行程中，控制阀门4依然保持开启，副燃烧室2和主燃烧室17中的废气在排气冲程中被排出；依次往复如上的四冲程来保证发动机的正常工作。
由于采用上述技术方案，本具体实施方式与现有技术相比具有如下有益效果：
由于电磁线圈的通入电流方向和大小在不同时刻能灵活改变，从而使得控制阀门的开闭时刻和升程可根据二甲醚发动机的工况需求实现可变控制。技术方案不仅提高内燃机的燃烧效率，且能减少燃烧污染物的排放，另外，音圈电机的结构更简单，较机械传动装置和电控液压装置而言也更利于发动机的整体布置。
因此，本具体实施方式可实现二甲醚和天然气预混合压燃发动机主副燃烧室通道阀门的正时和升程的可变控制，利于在发动机上布置和安装，提高燃烧效率和降低排放水平。
二甲醚和天然气发动机主副燃烧室通道阀门控制装置专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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