CN105756822B - 组合式双增压电磁喷油‑压电喷气混合燃料喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供组合式双增压电磁喷油‑压电喷气混合燃料喷射装置包括增压部分、电磁‑压电控制部分、喷嘴部分、进气通道、进油油道、泄油油道等。本发明利用增压电磁阀控制增压活塞的运动实现燃气和燃油的增压，燃气和燃油增压定时可控，可以快速实现燃料增压喷射和燃料无增压喷射的切换，满足双燃料发动机不同功率对燃气和燃油喷射压力的不同要求；通过控制增压电磁阀、燃油电磁阀、压电元件的工作状态和工作顺序，混合燃料喷射装置可以实现非增压燃油喷射、增压燃油喷射、非增压燃油/非增压燃气双燃料喷射和增压燃油/增压燃气双燃料喷射四种喷射模式。

Description

组合式双增压电磁喷油-压电喷气混合燃料喷射装置

技术领域

本发明涉及的是一种燃料喷射装置，具体地说是双燃料发动机燃料喷射装置。

背景技术

发展发动机替代燃料是解决能源短缺和环境污染问题非常有效地手段之一。气体燃料因储量丰富、价格低廉和污染排放低等优点成为具有良好发展前景的发动机替代燃料。只采用一种气体燃料的气体发动机虽然排放清洁，但所用气体燃料能源密度低，燃料消耗大，使用方向受限；而采用柴油作为引燃油，气体燃料作为主燃料的双燃料发动机使用时可以在两种燃料之间灵活切换，燃料替代率高，具有较好的动力性、经济性和排放性。

现有的缸内直喷双燃料发动机多中，燃油、燃气增压多采用高压泵压缩燃油、燃气到规定压力，存在的不足之处有：燃气喷嘴和燃油喷嘴独立安装在缸盖上，尺寸和安装位置受缸盖限制；高压泵结构复杂，从泵端到燃气喷嘴和燃油喷嘴的传输管道长，增压燃料存在一定的泄漏；燃气喷嘴利用压力燃气顶起针阀，但由于气体的压缩性强，不利于实现针阀运动的精确控制，燃气喷射不稳定；此外，燃气喷射过程中，随着针阀的运动燃气通过针阀与阀体之间的间隙向电磁阀端泄漏加剧，导致燃气喷射压力和喷射速率降低，对燃气喷射的稳定性产生有不良影响，影响了发动机动力性和燃料经济性。

发明内容

本发明的目的在于提供可以实现非增压燃油喷射、增压燃油喷射、非增压燃油/非增压燃气双燃料喷射和增压燃油/增压燃气双燃料喷射四种喷射模式的组合式双增压电磁喷油-压电喷气混合燃料喷射装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明组合式双增压电磁喷油-压电喷气混合燃料喷射装置，其特征是：包括增压部分、喷射装置外壳、控制装置外壳、压电喷射部分、电磁喷射部分、针阀底座、进油油道、泄油油道、进气通道，控制装置外壳安装在喷射装置外壳里，进油油道、泄油油道、进气通道均贯通控制装置外壳和喷射装置外壳，针阀底座通过紧固螺帽安装在喷射装置外壳下方，所述针阀底座包括压电底座和电磁底座；

所述增压部分包括增压装置外壳、增压控制阀、增压电磁阀线圈、增压衔铁、增压控制阀复位弹簧、增压控制阀复位弹簧座、增压控制阀底座、增压活塞、第一单向阀、第二单向阀，增压装置外壳安装在控制装置外壳上方，增压装置外壳上设置增压油进油口、增压油泄油口、进气口、进油口，增压电磁阀线圈安装在增压装置外壳里，增压衔铁位于增压电磁阀线圈下方，增压控制阀的上端通过止动环卡在增压衔铁上，增压控制阀的下端穿过增压衔铁下方的增压控制阀复位弹簧座压在增压控制阀底座上，增压控制阀上设置上密封锥面和下密封锥面，增压控制阀复位弹簧座和增压控制阀底座之间形成增压控制阀油腔，增压油进油口通过增压控制阀的下密封锥面与增压控制阀油腔连通，增压控制阀油腔通过增压控制阀的上密封锥面与增压油泄油口连通，增压控制阀底座开有增压控制阀泄油口，增压活塞设置在增压控制阀底座的下方，增压控制阀底座与增压活塞之间形成增压活塞上腔，增压活塞上腔和增压控制阀油腔连通，增压装置外壳与增压活塞中部之间形成增压活塞复位弹簧腔，增压活塞复位弹簧套于增压活塞上并位于增压活塞复位弹簧腔内部，增压装置外壳与增压活塞中下部之间形成燃气增压腔，增压装置外壳与增压活塞下端部之间形成燃油增压腔，第一单向阀和第二单向阀均安装在增压装置外壳里，第一单向阀的进口与进油口相连通，第二单向阀的进口与进气口相连通，第一单向阀的出口连通燃油增压腔，燃油增压腔连通进油油道，第二单向阀的出口连通燃气增压腔，燃气增压腔连通进气通道；

所述电磁喷射部分包括包括电磁阀线圈、衔铁、第一控制阀、第一控制阀座、第一控制阀复位弹簧、第一控制阀复位弹簧座、控制活塞，电磁阀线圈和衔铁安装在控制装置外壳内部，衔铁所在处为衔铁腔，第一控制阀上端通过止动环卡在衔铁上，第一控制阀穿过第一控制阀复位弹簧座并压在第一控制阀座上，第一控制阀的下端部与第一控制阀座之间形成控制阀泄油腔，第一控制阀复位弹簧座与第一控制阀座之间形成泄油腔，第一控制阀复位弹簧套在第一控制阀上，第一控制阀复位弹簧的顶端顶在第一控制阀复位弹簧座上，第一控制阀复位弹簧的底端卡在第一控制阀上，第一控制阀设置下密封锥面，第一控制阀座下方设置控制腔体，控制活塞的上端部安装在控制腔体里并与控制腔体之间形成控制腔，第一控制阀复位弹簧座上设置泄油通道和第一泄油口，泄油通道连通衔铁腔和泄油腔，第一泄油口连通衔铁腔和泄油油道，第一控制阀座上设置回油口和控制阀泄油口，控制腔通过控制装置外壳里的第一进油口连通进油油道，回油口的一端连通控制腔，回油口的另一端通过第一控制阀的下密封面实现与泄油腔的连通或断开，控制阀泄油口连通泄油油道，控制活塞的下端部连接第一针阀复位弹簧座，第一针阀安装在电磁底座里并位于第一针阀复位弹簧座下方，控制活塞上套有第一针阀复位弹簧，第一针阀与电磁底座之间形成盛油槽，盛油槽连通进油油道；

所述压电喷射部分包括压电元件、变换活塞、第二控制阀、第二控制阀座、第二控制阀复位弹簧座、限位杆、第二针阀、第二针阀复位弹簧，压电元件安装在控制装置外壳里，压电元件下方设置金属垫片，变换活塞上端卡在金属垫片上，变换活塞下方设置第二控制阀，第二控制阀安装在第二控制阀座内部，第二控制阀上设置上密封锥面和下密封锥面，在上密封锥面和下密封锥面之间套有第二控制阀复位弹簧，第二控制阀复位弹簧下端支撑在第二控制阀复位弹簧座上，第二控制阀复位弹簧座与第二控制阀座之间形成控制阀油腔，第二控制阀座上开有第二进油口，第二控制阀复位弹簧座上开有第二泄油口，第二进油口通过控制阀的上密封锥面与控制阀油腔实现连通或断开，控制阀油腔通过控制阀的下密封锥面与第二泄油口实现连通或断开，限位杆设置在第二控制阀复位弹簧座下方，限位杆的下端套于第二针阀内部，第二针阀复位弹簧套在限位杆外部，第二针阀复位弹簧的下端支撑在第二针阀上，第二针阀安装在针阀底座的压电底座里，第二针阀与喷射装置外壳之间形成针阀腔，限位杆与第二针阀沿轴线设置中心油道，中心油道连通控制阀油腔和针阀腔，密封带与进油油道相连，承压槽连通进气通道。

本发明还可以包括：

1、压电元件通电时，压电元件伸长，第二控制阀克服第二控制阀复位弹簧的弹簧力和控制阀油腔内燃油的液压力向下运动，第二控制阀的下密封面压在第二控制阀复位弹簧座上，控制阀油腔与第二泄油口断开，控制阀油腔与第二进油口连通，燃油从进油油道通过第二进油口、控制阀油腔、中心油道进入针阀腔中，燃油作用在第二针阀上，克服第二针阀复位弹簧的弹簧力将第二针阀顶起，燃气喷射；压电元件断电时，第二控制阀复位弹簧将第二控制阀的上密封面压在第二控制阀座上，控制阀油腔与第二进油口断开，控制阀油腔与第二泄油口连通，针阀腔中的燃油通过中心油道、控制阀油腔泄入第二泄油口中，针阀腔内压力降低，第二控制阀复位弹簧将第二针阀压向针阀底座，燃气不喷射。

2、电磁阀线圈通电时，衔铁带动第一控制阀克服第一控制阀复位弹簧的弹簧力向上运动，回油口与泄油通道连通，燃油从控制腔通过回油口、泄油通道泄入第一泄油口中，控制腔内燃油压力降低，盛油槽中作用在第一针阀上的燃油，克服第一针阀复位弹簧的弹簧力将第一针阀顶起，燃油喷射；电磁阀线圈断电时，第一控制阀复位弹簧将第一控制阀的下密封面压在第一控制阀座上，回油口与泄油通道断开，第一针阀在第一针阀复位弹簧的作用下压向针阀底座，燃油不喷射。

本发明的优势在于：用增压电磁阀控制增压活塞实现燃气和燃油的增压，燃气和燃油的增压压力和增压效率高，可以快速实现燃料增压喷射和燃料无增压喷射的切换，满足双燃料发动机不同功率对燃气喷射压力和燃油喷射压力的不同要求；利用燃油电磁阀控制燃油喷嘴实现燃油喷射，利用压电元件控制燃气喷嘴实现燃气喷射，燃料喷射灵活性高，可实现纯燃油喷射模式和双燃料喷射模式；通过控制增压电磁阀、燃油电磁阀、压电元件的工作状态和工作顺序，混合燃料喷射装置可以实现非增压燃油喷射、增压燃油喷射、非增压燃油/非增压燃气双燃料喷射和增压燃油/增压燃气双燃料喷射四种喷射模式；燃气喷嘴采用压电元件控制针阀的运动，针阀升程可调，燃气喷射量及燃气喷射率控制精度高；燃油喷嘴采用电磁阀控制针阀的运动，燃油喷射量及燃油喷射定时可控；燃气喷嘴用燃油控制针阀腔内压力实现针阀的运动，改善了燃气顶开针阀导致的燃气喷射不稳定现象，可以较好地满足系统喷射稳定性要求；增压活塞和增压装置外壳之间采用长配合带、增压活塞复位弹簧腔，避免了燃气泄漏，燃油增压腔也起到了密封燃气的作用，提高了燃气增压稳定性；燃气喷嘴的针阀腔和针阀偶件处的燃油为同一种油，油压相等，避免了针阀偶件处的燃油静态泄漏；燃气喷嘴用燃油密封燃气，有利于避免燃气通过针阀偶件泄漏，提高了燃气喷射压力和喷射速率，改善了发动机的动力性和燃料经济性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的增压部分示意图；

图3为本发明的电磁-压电控制部分示意图；

图4为本发明喷嘴部分的示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～4，本发明的组合式双增压电磁喷油-压电喷气混合燃料喷射装置主要包括增压部分11、电磁-压电控制部分2、喷嘴部分5、增压装置外壳24、控制装置外壳1、喷射装置外壳3、进气通道6、进油油道9、泄油油道4、孔板10。增压部分11由进气口29、进油口20、增压油进油口31、增压油泄油口14、增压活塞19、增压活塞上腔30、燃气增压腔25、燃油增压腔23、增压活塞复位弹簧28、增压活塞复位弹簧腔18、增压电磁阀线圈34、增压衔铁12、增压控制阀33、增压控制阀复位弹簧13、增压控制阀油腔15、增压控制阀底座16、增压控制阀复位弹簧座32、增压控制阀泄油口17、结构相同的第一单向阀22和第二单向阀26、第一单向阀复位弹簧21和第二单向阀复位弹簧27等组成，增压电磁阀线圈34安装在增压装置外壳24里，增压衔铁12位于增压电磁阀线圈34下方，增压控制阀33的上端由止动环卡在增压衔铁12上，增压控制阀33下端穿过增压衔铁12下方的增压控制阀复位弹簧座32压在增压控制阀底座16上，第一单向阀22右端通过螺钉连接固定在第一单向阀小弹簧座上，第一单向阀复位弹簧21左端通过第一单向阀大弹簧座卡在第一单向阀座上，第一单向阀复位弹簧21右端通过第一单向阀小弹簧座将第一单向阀22左端压在单向阀座上，第二单向阀26和第二单向阀复位弹簧27安装方式与第一单向阀22和第一单向阀复位弹簧21的安装方式相同，增压控制阀复位弹簧座32和增压控制阀底座16之间形成增压控制阀油腔15，增压油进油油路14通过增压控制阀33的下密封锥面与增压控制阀油腔15连通，增压控制阀油腔15通过增压控制阀33的上密封锥面与增压油泄油油路28连通，增压控制阀底座16开有增压控制阀泄油口17，增压控制阀底座16下端安装增压活塞19，增压控制阀底座16与增压活塞19之间形成增压活塞上腔30，增压活塞上腔30和增压控制阀油腔15连通，增压装置外壳24与增压活塞19外端之间设置增压活塞复位弹簧腔18，增压活塞复位弹簧28安装在增压活塞复位弹簧腔18内部，增压装置外壳24与增压活塞19下端之间设置燃气增压腔25和燃油增压腔23，燃气增压腔25连通进气口29和进气通道7连通，燃油增压腔23连通进油口20和进油油道9。孔板10安装在增压装置外壳24和控制装置外壳1之间，孔板10与控制装置外壳1之间用定位销定位。电磁-压电控制部分2由电磁控制部分35和压电控制部分58组成，电磁控制部分35主要包括燃油电磁阀线圈36、衔铁37、第一控制阀42、第一控制阀座44、第一控制阀复位弹簧41、第一控制阀复位弹簧座40、第一进油口47、控制活塞60、控制腔46、回油口45、出油口38、第一泄油口39、控制阀泄油口43，压电控制部分58主要包括压电元件57、金属垫片56、变换活塞55、第二控制阀54、第二控制阀座52、第二控制阀复位弹簧51、第二控制阀复位弹簧座48、第二进油口53、控制阀油腔50、第二泄油口49，燃油电磁阀线圈36和衔铁37安装在控制装置外壳1内部，第一控制阀42上端由止动环卡在衔铁37上，第一控制阀42下端压在第一控制阀座44上，第一控制阀复位弹簧41顶端压在第一控制阀复位弹簧座40上，第一控制阀复位弹簧41底端卡在第一控制阀42上，第一控制阀42设置下密封锥面，第一控制阀复位弹簧座40与第一控制阀座44之间采用定位销定位，第一控制阀座44与控制腔体之间采用定位销定位，控制活塞60与控制腔体之间形成控制腔46，第一控制阀座44上设置回油口45和控制阀泄油口43，第一控制阀复位弹簧座40上设置出油口38和第一泄油口39，第一进油口47与控制腔46、回油口45连通，回油口45通过第一控制阀42的下密封锥面与出油口38连通，出油口38通过燃油电磁阀端与第一泄油口39连通，第一泄油口39、控制阀泄油口43与泄油油道4连通，压电元件57安装在控制装置外壳1内部，压电元件57下方设置金属垫片56，变换活塞55卡在金属垫片56上，变换活塞55及其下方的第二控制阀54压在第二控制阀复位弹簧51上，第二控制阀54安装在第二控制阀座52内部，第二控制阀复位弹簧51下端支撑在第二控制阀复位弹簧座48上，第二控制阀54设置上密封锥面和下密封锥面，第二控制阀复位弹簧51与第二控制阀座52之间形成控制阀油腔50，第二控制阀座52上开有第二进油口53，第二控制阀复位弹簧座48上开有第二泄油口49，第二进油口53通过第二控制阀54的上密封锥面和控制阀油腔50连通，控制阀油腔50通过第二控制阀54的下密封锥面与第二泄油口49连通。喷嘴部分5由燃油喷嘴部分59、燃气喷嘴部分74、针阀体紧固螺帽71、针阀底座64组成，燃油喷嘴部分59主要包括第一针阀65、第一针阀复位弹簧61、第一针阀复位弹簧座62、第三进油口63、盛油槽66，燃气喷嘴部分74主要包括第二针阀68、限位杆8、第二针阀复位弹簧7、中心油道73、针阀腔72、承压槽67、第四进油口70、密封带69，第一针阀65、第二针阀68安装在针阀底座64内部，第一针阀65、第二针阀68通过针阀体紧固螺帽71固定在喷射装置外壳3上，针阀底座64和喷射装置外壳3之间采用定位销定位，第一针阀复位弹簧61安装在控制活塞60外部，第一针阀复位弹簧61支撑在第一针阀复位弹簧座62上，第一针阀复位弹簧座62与第一针阀65相连且安装在限位孔板内部，第一针阀65与针阀底座64之间形成盛油槽66，盛油槽66与第三进油口63连通，泄油通道4与第一针阀复位弹簧腔连通，喷射装置外壳3内部设置限位杆8，限位杆8下端套在第二针阀68内部，第二针阀复位弹簧7安装在限位杆8外端，第二针阀复位弹簧7下端支撑在第二针阀68上，限位杆8与第二针阀68沿轴线设置中心油道73，中心油道73连通控制阀油腔50与针阀腔72，第二针阀68与喷射装置外壳3之间形成针阀腔72，第二针阀68与针阀底座64之间形成承压槽67，针阀底座64和第二针阀68之间设置环形密封带69，密封带69与第四进油口70相连。增压装置外壳24设置有进气口29和进油口20，进气口29通过增压部分11与进气通道6连通，进气通道6通过控制装置外壳1、喷射装置外壳3进入承压槽67中；进油口20通过增压部分11与进油油道8连通，进油油道8沿控制装置外壳1径向进入混合燃料喷射装置中，并沿控制装置外壳1轴向向下进入喷射装置外壳3中，进油油道9在控制装置外壳1上分出两路分支，一路分支通过第一进油口47进入电磁控制部分35中，一路分支通过第二进油口53进入压电控制部分58中，进油油道9在喷射装置外壳3分出两路分支，一路分支通过第三进油口63进入盛油槽66中，一路分支通过第四进油口70进入密封带69中。

本发明的组合式双增压电磁喷油-压电喷气混合燃料喷射装置主要包括增压部分11、电磁-压电控制部分2、喷嘴部分5、增压装置外壳24、控制装置外壳1、喷射装置外壳3、进气通道6、进油油道9、泄油通道4、孔板10，增压部分11由进气口29、进油口20、增压活塞19、增压电磁阀线圈34、增压控制阀33、结构相同的第一单向阀22和第二单向阀26等组成，电磁-压电控制部分2由电磁控制部分35和压电控制部分58组成，喷嘴部分5由燃油喷嘴部分59、燃气喷嘴部分74、针阀体紧固螺帽71、针阀底座64组成。增压活塞19设计成顶端面积大、底端面积阶梯变小，利用面积差来实现燃油、燃气增压，增压控制阀33设置上密封锥面和下密封锥面，实现混合燃料喷射装置内增压油进出油路之间的切换，增压控制阀33下端设置锥形面，平衡增压控制阀33下密封面所受的增压油液压力，增压控制阀底座16开有环形增压控制阀泄油口17，泄走从增压控制阀33与增压控制阀底座16的间隙流到增压控制阀33底端的增压油，避免增压油对增压控制阀33产生向上的作用力从而降低增压控制阀33控制精度，第一控制阀42设置下密封锥面，控制控制腔46内燃油泄油，第二控制阀54设置上密封锥面和下密封锥面，实现控制阀油腔50内燃油进出油路之间的切换，出油口38通过燃油电磁阀端与第一泄油口39连通，燃油电磁阀端充满燃油，可减小燃油电磁阀衔铁37上下运动的冲击和振动，从而提高燃油电磁阀工作的稳定性，且燃油泄油时流经燃油电磁阀端，带走燃油电磁阀热量，起到冷却燃油燃油电磁阀的作用，控制阀泄油口43泄走从第一控制阀42和第一控制阀座44的间隙流到第一控制阀42底端的燃油，泄油通道4与第一针阀复位弹簧腔连通，泄走从第一针阀偶件和控制腔46流到第一针阀复位弹簧腔的燃油，金属垫片56起到隔离的作用，避免压电元件57接触到压电控制部分58向上泄漏的燃油，第一针阀复位弹簧61将第一针阀65压向针阀底座64，第二针阀复位弹簧7将第二针阀68压向针阀底座64，针阀底座64和第二针阀68之间设置环形密封带69，通过第四进油口70与进油油道9相连，密封通过针阀偶件泄漏的燃气，承压槽67起到稳定气压的作用，从而减小气压波动对燃气喷射的影响。

双燃料发动机工作时，燃气从进气口29通过燃气增压腔25、进气通道6进入承压槽67中，燃油从进油口20通过燃油增压腔23进入进油油道9，在控制装置外壳1分为三路，一路通过第一进油口47进入控制腔46和回油口45中，一路通过第二进油口53进入压电控制部分58中，一路进入喷射装置外壳3，并在喷射装置外壳3上分为两路，一路通过第三进油口63进入盛油槽66中，一路通过第四进油口70进入密封带69中。

增压电磁阀线圈34通电时，增压衔铁12带动增压控制阀33克服增压控制阀复位弹簧13的弹簧力向上运动，增压控制阀33的上密封锥面紧压在增压控制阀复位弹簧座32的上密封锥面上，增压控制阀油腔15不再与增压油泄油口14连通，增压油进油口31与增压控制阀油腔15连通，增压油从增压油进油口31通过增压控制阀油腔15进入增压活塞上腔30中，增压油作用在增压活塞19顶端，克服增压活塞复位弹簧28的弹簧力将增压活塞19下压，增压活塞上腔30体积增大，燃油增压腔23和燃气增压腔25的体积减小，进入燃油增压腔23的燃油被压缩，进入燃气增压腔25的燃气被压缩，燃油压力、燃气压力增大。当燃油增压腔23中的燃油压力和第一单向阀复位弹簧21的弹簧力的合力大于进油口20中的燃油压力时，第一单向阀22向右运动，燃油增压腔23不再与进油口20连通，避免了增压燃油从进油口20泄漏，保证了燃油增压效率；当燃气增压腔25中的燃气压力和第二单向阀复位弹簧27的弹簧力的合力大于进气口29中的燃气压力时，第二单向阀26向左运动，燃气增压腔25不再与进气口29连通，避免了增压燃气从进气口29泄漏，保证了燃气增压效率。增压电磁阀线圈34断电时，增压控制阀33在增压控制阀复位弹簧13的作用下向下运动，增压控制阀33的下密封锥面紧压在增压控制阀底座16的下密封锥面上，增压油进油口31不再与增压控制阀油腔15连通，增压控制阀油腔15与增压油泄油口14连通，增压油从增压活塞上腔30通过增压控制阀油腔15泄入增压油泄油口14中，增压活塞上腔30内压力降低，当压力降低到一定值时，增压活塞复位弹簧28将增压活塞19顶起，当燃油增压腔23中的燃油压力和第一单向阀复位弹簧21的弹簧力的合力小于进油口20中的燃油压力时，第一单向阀22向左运动，燃油增压腔23与进油口20连通，燃油进入混合燃料喷射装置中；当燃气增压腔25中的燃气压力和第二单向阀复位弹簧27的弹簧力的合力小于进气口29中的燃气压力时，第二单向阀26向右运动，燃气增压腔25与进气口29连通，燃气进入混合燃料喷射装置中。

燃油电磁阀线圈36通电时，衔铁37带动第一控制阀42克服第一控制阀复位弹簧41的弹簧力向上运动，回油口45与出油口38连通，燃油从控制腔46通过回油口45、出油口38、第一泄油口39快速泄入泄油油道4中，控制腔46内燃油压力迅速降低，当压力降低到一定值时，盛油槽66中作用在第一针阀65的锥面上的燃油，克服第一针阀复位弹簧61的弹簧力将第一针阀65顶起，燃油开始喷射。燃油电磁阀线圈36断电时，第一控制阀复位弹簧41将第一控制阀42的下密封面紧压在第一控制阀座44的下密封面上，回油口45不再与出油口38连通，此时控制腔46和盛油槽66中的燃油压力相同，第一针阀65在第一针阀复位弹簧61的作用下压向针阀底座64，燃油不喷射。

压电元件57通电时，压电元件57伸长，第二控制阀54克服第二控制阀复位弹簧51的弹簧力和控制阀油腔50内燃油的液压力向下运动，第二控制阀54的下密封面紧压在第二控制阀复位弹簧座48的下密封面上，控制阀油腔50不再与第二泄油口49连通，控制阀油腔50与第二进油口53连通，燃油从进油油道9通过第二进油口53、控制阀油腔50、中心油道73进入针阀腔72中，燃油作用在第二针阀68端面上，克服第二针阀复位弹簧7的弹簧力将第二针阀68顶起，燃气开始喷射。压电元件57断电时，第二控制阀复位弹簧51将第二控制阀54的上密封面紧压在第二控制阀座52的上密封面上，控制阀油腔50不再与第二进油口53连通，控制阀油腔50与第二泄油口49连通，针阀腔72中的燃油通过中心油道73、控制阀油腔50泄入第二泄油口49中，针阀腔72内压力降低，当压力降低到一定值时，第二控制阀复位弹簧51将第二针阀68压向针阀底座64，燃气不喷射。

组合式双增压电磁喷油-压电喷气混合燃料喷射装置有四种工作模式：第一种是燃油电磁阀线圈36通电，该工作模式为非增压燃油喷射模式；第二种是增压电磁阀线圈34和燃油电磁阀线圈36通电，该工作模式为增压燃油喷射模式；第三种是燃油电磁阀线圈36开始通电再压电元件57开始通电，该工作模式为非增压燃油/非增压燃气双燃料喷射模式，燃油喷嘴喷射的非增压燃油压燃后点燃燃气喷嘴喷射的非增压燃气；第四种是增压电磁阀线圈34和燃油电磁阀线圈36先开始通电再压电元件57开始通电，该工作模式是增压燃油/增压燃气双燃料喷射模式，燃油喷嘴喷射的增压燃油压燃后点燃燃气喷嘴喷射的增压燃气。

双燃料发动机工作时，进入燃气增压腔25中的燃气压力较低，通过增压活塞19和增压装置外壳24之间的间隙向上泄漏的燃气少，且在增压活塞偶件的长配合带和增压活塞复位弹簧腔18的作用下，增压部分11的燃气泄漏量几乎可以忽略；增压活塞19运动的过程中，燃气增压腔25的增压燃气通过增压活塞19偶件向上泄漏，由于增压活塞偶件的长配合带，燃气很少会泄漏到增压活塞复位弹簧腔18，减少了增压燃气的泄漏量，且泄漏到增压活塞复位弹簧腔18的那小部分燃气在泄漏到增压活塞复位弹簧腔18中的增压油的作用下不会继续向上泄漏，避免了增压燃气的进一步泄漏；燃油增压腔23中的燃油使燃气增压腔25中的燃气不会通过增压活塞19和增压装置外壳24之间的间隙向下泄漏；进入密封带69的燃油，使蓄积在承压槽67内的燃气不会通过第二针阀68和针阀底座64之间的间隙泄漏，从而避免了混合燃料喷射装置的燃气静态泄漏；在第二针阀68运动的过程中，承压槽67内燃气通过针阀偶件向上泄漏，在密封带69中的燃油作用下不会泄漏至第二针阀复位弹簧7处，直接避免了混合燃料喷射装置的燃气动态泄漏。

由上述说明可知，组合式双增压电磁喷油-压电喷气混合燃料喷射装置主要包括增压部分、电磁-压电控制部分和喷嘴部分，增压部分利用增压电磁阀控制增压活塞的运动实现燃气和燃油的增压，燃气和燃油的增压压力和增压效率高，可以快速实现燃气增压喷射和燃气无增压喷射的切换，满足双燃料发动机不同功率对燃气喷射压力的不同要求；电磁-压电控制部分利用燃油电磁阀控制燃油喷嘴实现燃油喷射，利用压电元件控制燃气喷嘴实现燃气喷射，燃料喷射灵活性高，可以实现纯燃油喷射模式和双燃料喷射模式；同时，燃气喷嘴利用燃油密封燃气，可以较好地解决燃气通过针阀偶件泄漏的问题，能有效地提高发动机的动力性和燃料经济性。

组合式双增压电磁喷油-压电喷气混合燃料喷射装置，包括增压部分、电磁-压电控制部分、喷嘴部分、增压装置外壳、控制装置外壳、喷射装置外壳、进气通道、进油油道、泄油油道等。增压部分由进气口、进油口、增压活塞、增压电磁阀线圈、增压控制阀、结构相同的第一单向阀和第二单向阀等组成，电磁-压电控制部分由电磁控制部分和压电控制部分组成，喷嘴部分由燃油喷嘴部分、燃气喷嘴部分、针阀体紧固螺帽、针阀底座组成。所述的增压装置外壳设置有进气口和进油口，进气口通过增压部分与进气通道连通，进气通道通过控制装置外壳、喷射装置外壳进入承压槽中；进油口通过增压部分与进油油道连通，进油油道沿控制装置外壳径向进入混合燃料喷射装置中，并沿控制装置外壳轴向向下进入喷射装置外壳中，进油油道在控制装置外壳上分出两路分支，一路分支通过第一进油口进入电磁控制部分中，一路分支通过第二进油口进入压电控制部分中，进油油道在喷射装置外壳分出两路分支，一路分支通过第三进油口进入盛油槽中，一路分支通过第四进油口进入密封带中；

增压电磁阀线圈安装在增压装置外壳里，增压衔铁位于增压电磁阀线圈下方，增压控制阀的上端由止动环卡在增压衔铁上，增压控制阀下端压在增压控制阀底座上，第一单向阀右端通过螺钉连接固定在第一单向阀小弹簧座上，第一单向阀复位弹簧左端通过第一单向阀大弹簧座卡在第一单向阀座上，第一单向阀复位弹簧右端通过第一单向阀小弹簧座将第一单向阀左端压在第一单向阀座上，第二单向阀和第二单向阀复位弹簧安装方式与第一单向阀和第一单向阀复位弹簧的安装方式相同。

增压控制阀设置上密封锥面和下密封锥面，增压控制阀复位弹簧座和增压控制阀底座之间形成增压控制阀油腔，增压油进油油路通过增压控制阀的下密封锥面与增压控制阀油腔连通，增压控制阀油腔通过增压控制阀的上密封锥面与增压油泄油油路连通，增压控制阀底座开有增压控制阀泄油口，增压控制阀底座下端安装增压活塞，增压控制阀底座与增压活塞之间形成增压活塞上腔，增压活塞上腔和增压控制阀油腔连通，增压装置外壳与增压活塞外端之间设置增压活塞复位弹簧腔，增压活塞复位弹簧安装在增压活塞复位弹簧腔内部，增压装置外壳与增压活塞下端之间设置燃气增压腔和燃油增压腔，燃气增压腔连通进气口和进气通道连通，燃油增压腔连通进油口和进油油道。

电磁控制部分包括燃油电磁阀线圈和第一控制阀。燃油电磁阀线圈安装在控制装置外壳内部，燃油电磁阀线圈下方设置衔铁，第一控制阀上端由止动环卡在衔铁上，第一控制阀下端压在第一控制阀座上，第一控制阀复位弹簧顶端压在第一控制阀复位弹簧座上，第一控制阀复位弹簧底端卡在第一控制阀上，第一控制阀设置下密封锥面，控制活塞与控制腔体之间形成控制腔，第一控制阀座上设置回油口和控制阀泄油口，第一进油口与控制腔、回油口连通，回油口通过第一控制阀的下密封锥面与出油口连通，出油口通过燃油电磁阀端与第一泄油口连通，第一泄油口、控制阀泄油口与泄油油道连通。

压电控制部分包括压电元件和第二控制阀。压电元件安装在控制装置外壳内部，压电元件下方设置金属垫片，变换活塞卡在金属垫片上，变换活塞及其下方的第二控制阀压在第二控制阀复位弹簧上，第二控制阀安装在第二控制阀座内部，第二控制阀复位弹簧下端支撑在第二控制阀复位弹簧座上，第二控制阀设置上密封锥面和下密封锥面，第二控制阀复位弹簧座与第二控制阀座之间形成控制阀油腔，第二进油口通过第二控制阀的上密封锥面和控制阀油腔连通，控制阀油腔通过第二控制阀的下密封锥面与第二泄油口连通。

燃油喷嘴部分包括第一针阀和第一针阀复位弹簧。第一针阀复位弹簧安装在控制活塞外部，第一针阀复位弹簧支撑在第一针阀复位弹簧座上，第一针阀复位弹簧座与第一针阀相连，第一针阀与针阀底座之间形成盛油槽，盛油槽与第三进油口连通，泄油通道4与第一针阀复位弹簧所处的油腔连通。

燃气喷嘴部分包括限位杆和第二针阀。限位杆下端套在第二针阀内部，第二针阀复位弹簧安装在限位杆外端，第二针阀复位弹簧下端支撑在第二针阀上，第二针阀与喷射装置外壳之间形成针阀腔，限位杆与第二针阀沿轴线设置中心油道，中心油道连通控制阀油腔与针阀腔，第二针阀与针阀底座之间形成承压槽，承压槽与进气通道连通，针阀底座和第二针阀之间设置环形密封带，密封带与第四进油口相连。

Claims (3)

1.组合式双增压电磁喷油-压电喷气混合燃料喷射装置，其特征是：包括增压部分、喷射装置外壳、控制装置外壳、压电喷射部分、电磁喷射部分、针阀底座、进油油道、泄油油道、进气通道，控制装置外壳安装在喷射装置外壳里，进油油道、泄油油道、进气通道均贯通控制装置外壳和喷射装置外壳，针阀底座通过紧固螺帽安装在喷射装置外壳下方，所述针阀底座包括压电底座和电磁底座；

所述增压部分包括增压装置外壳、增压控制阀、增压电磁阀线圈、增压衔铁、增压控制阀复位弹簧、增压控制阀复位弹簧座、增压控制阀底座、增压活塞、第一单向阀、第二单向阀，增压装置外壳安装在控制装置外壳上方，增压装置外壳上设置增压油进油口、增压油泄油口、进气口、进油口，增压电磁阀线圈安装在增压装置外壳里，增压衔铁位于增压电磁阀线圈下方，增压控制阀的上端通过止动环卡在增压衔铁上，增压控制阀的下端穿过增压衔铁下方的增压控制阀复位弹簧座压在增压控制阀底座上，增压控制阀上设置上密封锥面和下密封锥面，增压控制阀复位弹簧座和增压控制阀底座之间形成增压控制阀油腔，增压油进油口通过增压控制阀的下密封锥面与增压控制阀油腔连通，增压控制阀油腔通过增压控制阀的上密封锥面与增压油泄油口连通，增压控制阀底座开有增压控制阀泄油口，增压活塞设置在增压控制阀底座的下方，增压控制阀底座与增压活塞之间形成增压活塞上腔，增压活塞上腔和增压控制阀油腔连通，增压装置外壳与增压活塞中部之间形成增压活塞复位弹簧腔，增压活塞复位弹簧套于增压活塞上并位于增压活塞复位弹簧腔内部，增压装置外壳与增压活塞中下部之间形成燃气增压腔，增压装置外壳与增压活塞下端部之间形成燃油增压腔，第一单向阀和第二单向阀均安装在增压装置外壳里，第一单向阀的进口与进油口相连通，第二单向阀的进口与进气口相连通，第一单向阀的出口连通燃油增压腔，燃油增压腔连通进油油道，第二单向阀的出口连通燃气增压腔，燃气增压腔连通进气通道；

所述电磁喷射部分包括包括电磁阀线圈、衔铁、第一控制阀、第一控制阀座、第一控制阀复位弹簧、第一控制阀复位弹簧座、控制活塞，电磁阀线圈和衔铁安装在控制装置外壳内部，衔铁所在处为衔铁腔，第一控制阀上端通过止动环卡在衔铁上，第一控制阀穿过第一控制阀复位弹簧座并压在第一控制阀座上，第一控制阀的下端部与第一控制阀座之间形成控制阀泄油腔，第一控制阀复位弹簧座与第一控制阀座之间形成泄油腔，第一控制阀复位弹簧套在第一控制阀上，第一控制阀复位弹簧的顶端顶在第一控制阀复位弹簧座上，第一控制阀复位弹簧的底端卡在第一控制阀上，第一控制阀设置下密封锥面，第一控制阀座下方设置控制腔体，控制活塞的上端部安装在控制腔体里并与控制腔体之间形成控制腔，第一控制阀复位弹簧座上设置泄油通道和第一泄油口，泄油通道连通衔铁腔和泄油腔，第一泄油口连通衔铁腔和泄油油道，第一控制阀座上设置回油口和控制阀泄油口，控制腔通过控制装置外壳里的第一进油口连通进油油道，回油口的一端连通控制腔，回油口的另一端通过第一控制阀的下密封面实现与泄油腔的连通或断开，控制阀泄油口连通泄油油道，控制活塞的下端部连接第一针阀复位弹簧座，第一针阀安装在电磁底座里并位于第一针阀复位弹簧座下方，控制活塞上套有第一针阀复位弹簧，第一针阀与电磁底座之间形成盛油槽，盛油槽连通进油油道；

所述压电喷射部分包括压电元件、变换活塞、第二控制阀、第二控制阀座、第二控制阀复位弹簧座、限位杆、第二针阀、第二针阀复位弹簧，压电元件安装在控制装置外壳里，压电元件下方设置金属垫片，变换活塞上端卡在金属垫片上，变换活塞下方设置第二控制阀，第二控制阀安装在第二控制阀座内部，第二控制阀上设置上密封锥面和下密封锥面，在上密封锥面和下密封锥面之间套有第二控制阀复位弹簧，第二控制阀复位弹簧下端支撑在第二控制阀复位弹簧座上，第二控制阀复位弹簧座与第二控制阀座之间形成控制阀油腔，第二控制阀座上开有第二进油口，第二控制阀复位弹簧座上开有第二泄油口，第二进油口通过控制阀的上密封锥面与控制阀油腔实现连通或断开，控制阀油腔通过控制阀的下密封锥面与第二泄油口实现连通或断开，限位杆设置在第二控制阀复位弹簧座下方，限位杆的下端套于第二针阀内部，第二针阀复位弹簧套在限位杆外部，第二针阀复位弹簧的下端支撑在第二针阀上，第二针阀安装在针阀底座的压电底座里，第二针阀与喷射装置外壳之间形成针阀腔，限位杆与第二针阀沿轴线设置中心油道，中心油道连通控制阀油腔和针阀腔，密封带与进油油道相连，承压槽连通进气通道。

2.根据权利要求1所述的组合式双增压电磁喷油-压电喷气混合燃料喷射装置，其特征是：压电元件通电时，压电元件伸长，第二控制阀克服第二控制阀复位弹簧的弹簧力和控制阀油腔内燃油的液压力向下运动，第二控制阀的下密封面压在第二控制阀复位弹簧座上，控制阀油腔与第二泄油口断开，控制阀油腔与第二进油口连通，燃油从进油油道通过第二进油口、控制阀油腔、中心油道进入针阀腔中，燃油作用在第二针阀上，克服第二针阀复位弹簧的弹簧力将第二针阀顶起，燃气喷射；压电元件断电时，第二控制阀复位弹簧将第二控制阀的上密封面压在第二控制阀座上，控制阀油腔与第二进油口断开，控制阀油腔与第二泄油口连通，针阀腔中的燃油通过中心油道、控制阀油腔泄入第二泄油口中，针阀腔内压力降低，第二控制阀复位弹簧将第二针阀压向针阀底座，燃气不喷射。

3.根据权利要求1或2所述的组合式双增压电磁喷油-压电喷气混合燃料喷射装置，其特征是：电磁阀线圈通电时，衔铁带动第一控制阀克服第一控制阀复位弹簧的弹簧力向上运动，回油口与泄油通道连通，燃油从控制腔通过回油口、泄油通道泄入第一泄油口中，控制腔内燃油压力降低，盛油槽中作用在第一针阀上的燃油，克服第一针阀复位弹簧的弹簧力将第一针阀顶起，燃油喷射；电磁阀线圈断电时，第一控制阀复位弹簧将第一控制阀的下密封面压在第一控制阀座上，回油口与泄油通道断开，第一针阀在第一针阀复位弹簧的作用下压向针阀底座，燃油不喷射。