CN105756825B - 组合式电磁喷油‑增压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电磁喷油‑增压压电喷气混合燃料喷射装置，包括燃气增压部分、电磁‑压电控制部分、喷嘴部分、进气通道、进油油道等。本发明利用增压电磁阀控制增压活塞的运动实现燃气增压，利用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，能够实现纯燃油喷射、燃油/非增压燃气双燃料喷射和燃油/增压燃气双燃料喷射三种工作模式；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，能够实现纯燃油喷射和双燃料喷射的切换，燃油喷射量及燃油喷射定时可控，从而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。

Description

组合式电磁喷油-增压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采用电磁控制式的燃气喷嘴和燃油喷嘴，燃气增压多采用高压泵压缩燃气到规定压力，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，从泵端到燃气喷嘴的传输管道长，增压燃气存在一定的泄漏；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能够实现纯燃油喷射、燃油/非增压燃气双燃料喷射和燃油/增压燃气双燃料喷射三种工作模式的组合式电磁喷油-增压压电喷气混合燃料喷射装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明组合式电磁喷油-增压压电喷气混合燃料喷射装置，其特征是：包括控制装置外壳、喷射装置外壳、燃气增压部分、压电喷射部分、电磁喷射部分、针阀底座，控制装置外壳安装在喷射装置外壳里，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；

所述燃气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、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，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下端之间设置增压活塞下腔，单向阀安装在增压装置外壳里，单向阀的进口与进气口相连通，单向阀的出口连通增压活塞下腔，增压活塞下腔下方设置增压燃气出口，

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，第二针阀与压电底座之间设置密封带和承压槽，喷射装置外壳里设置与进油油道相通的第四进油口，密封带与第四进油口相连，喷射装置外壳里设置进气通道，承压槽通过进气通道连通增压燃气出口；

所述电磁喷射部分包括电磁阀线圈、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，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锥面实现与泄油腔的连通或断开，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，第一针阀复位弹簧座里设置第三进油口，盛油槽通过第三进油口连通进油油道。

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锥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锥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锥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：利用增压电磁阀控制增压活塞实现燃气的增压，燃气增压压力和燃气增压效率高，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；利用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，可实现纯燃油工作模式和双燃料工作模式；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和增压活塞复位弹簧腔，避免燃气泄漏，提高了燃气增压装置工作的稳定性；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为本发明的燃气增压部分示意图；

图3为电磁-压电控制部分示意图；

图4为喷嘴部分示意图。

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

本发明的组合式电磁喷油-增压压电喷气混合燃料喷射装置主要包括燃气增压部分10、电磁-压电控制部分2、喷嘴部分5、增压装置外壳22、控制装置外壳1、喷射装置外壳3、进气通道6、进油油道9，燃气增压部分10由进气口16、增压活塞23、增压电磁阀线圈11、增压控制阀12、单向阀19等组成，电磁-压电控制部分2由电磁控制部分31和压电控制部分54组成，喷嘴部分5由燃油喷嘴部分55、燃气喷嘴部分70、针阀体紧固螺帽67、针阀底座60组成。增压活塞23设计成顶端面积大、底端面积小，利用两端面积差来实现燃气增压，增压控制阀12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12下端设置锥形面，平衡增压控制阀12下密封面所受的增压油液压力，增压控制阀底座26开有环形增压控制阀泄油口25，泄走从增压控制阀12与增压控制阀底座26的间隙流到增压控制阀12底端的增压油，避免增压油对增压控制阀12产生向上的作用力从而降低增压控制阀12控制精度，第一控制阀38设置下密封锥面，控制控制腔42内燃油泄油，第二控制阀50设置上密封锥面和下密封锥面，实现控制阀油腔46内燃油进出油路之间的切换，泄油通道34通过电磁阀端与第一泄油口35连通，电磁阀端充满燃油，可减小电磁阀衔铁上下运动的冲击和振动，从而提高双电磁阀工作的稳定性，且燃油泄油时流经电磁阀端，带走双电磁阀热量，起到冷却电磁阀的作用，控制阀泄油口39泄走从第一控制阀38和第一控制阀座40的间隙流到第一控制阀38底端的燃油，金属垫片52起到隔离的作用，避免压电元件53接触到压电控制部分54向上泄漏的燃油，第一针阀复位弹簧56将第一针阀61压向针阀底座60，第二针阀复位弹簧7将第二针阀64压向针阀底座60，针阀底座60和第二针阀64之间设置环形密封带65，通过第四进油口66与进油油道9相连，密封通过针阀偶件泄漏的燃气，承压槽63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16通过增压活塞下腔20、增压燃气出口21、进气通道6进入承压槽63中，燃油从进油油道9进入混合燃料喷射装置，在控制装置外壳1分为三路，一路通过第二进油口49进入压电控制部分54中，一路通过第一进油口43进入控制腔42和回油口41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59进入盛油槽62中，一路通过第四进油口66进入密封带65中。

增压电磁阀线圈11通电时，增压衔铁30带动增压控制阀12克服增压控制阀复位弹簧29的弹簧力向上运动，增压控制阀12的上密封锥面紧压在增压控制阀复位弹簧座13的上密封锥面上，增压控制阀油腔27不再与增压油泄油口28连通，增压油进油口14与增压控制阀油腔27连通，增压油从增压油进油口14通过增压控制阀油腔27进入增压活塞上腔15中，增压油作用在增压活塞23顶端，克服增压活塞复位弹簧17的弹簧力将增压活塞23下压，增压活塞上腔15体积增大，增压活塞下腔20体积减小，进入增压活塞下腔20的燃气被压缩，燃气压力增大。当增压活塞下腔20中的燃气压力和单向阀复位弹簧18的弹簧力的合力大于进气口16中的燃气压力时，单向阀19向右运动，增压活塞下腔20不再与进气口16连通，避免了增压燃气从进气口16泄漏，保证了燃气增压效率。增压电磁阀线圈11断电时，增压控制阀12在增压控制阀复位弹簧29的作用下向下运动，增压控制阀12的下密封锥面紧压在增压控制阀底座26的下密封锥面上，增压油进油口14不再与增压控制阀油腔27连通，增压控制阀油腔27与增压油泄油口28连通，增压油从增压活塞上腔15通过增压控制阀油腔27泄入增压油泄油口28中，增压活塞上腔15内压力降低，当压力降低到一定值时，增压活塞复位弹簧17将增压活塞23顶起，当增压活塞下腔20中的燃气压力和单向阀复位弹簧18的弹簧力的合力小于进气口16中的燃气压力时，单向阀19向左运动，增压活塞下腔20与进气口16连通，燃气进入混合燃料喷射装置中。

电磁阀线圈32通电时，衔铁33带动第一控制阀38克服第一控制阀复位弹簧37的弹簧力向上运动，回油口41与泄油通道34连通，燃油从控制腔42通过回油口41、泄油通道34快速泄入第一泄油口35中，控制腔42内燃油压力迅速降低，当压力降低到一定值时，盛油槽62中作用在第一针阀61的锥面上的燃油，克服第一针阀复位弹簧56的弹簧力将第一针阀61顶起，燃油开始喷射。电磁阀线圈32断电时，第一控制阀复位弹簧37将第一控制阀38的下密封面紧压在第一控制阀座40的下密封面上，回油口41不再与泄油通道34连通，此时控制腔42和盛油槽62中的燃油压力相同，第一针阀61在第一针阀复位弹簧56的作用下压向针阀底座60，燃油不喷射。

压电元件53通电时，压电元件53伸长，第二控制阀50克服第二控制阀复位弹簧47的弹簧力和控制阀油腔46内燃油的液压力向下运动，第二控制阀50的下密封面紧压在第二控制阀复位弹簧座44的下密封面上，控制阀油腔46不再与第二泄油口45连通，控制阀油腔46与第二进油口49连通，燃油从进油油道9通过第二进油口49、控制阀油腔46、中心油道69进入针阀腔68中，燃油作用在第二针阀64端面上，克服第二针阀复位弹簧7的弹簧力将第二针阀64顶起，燃气开始喷射。压电元件53断电时，第二控制阀复位弹簧47将第二控制阀50的上密封面紧压在第二控制阀座48的上密封面上，控制阀油腔46不再与第二进油口49连通，控制阀油腔46与第二泄油口45连通，针阀腔68中的燃油通过中心油道69、控制阀油腔46泄入第二泄油口45中，针阀腔68内压力降低，当压力降低到一定值时，第二控制阀复位弹簧47将第二针阀64压向针阀底座60，燃气不喷射。

组合式电磁喷油-增压压电喷气混合燃料喷射装置有三种工作模式：第一种是电磁阀线圈32通电，该工作模式为纯燃油喷射模式；第二种是电磁阀线圈32开始通电再压电元件53开始通电，该工作模式为双燃料喷射模式，燃油喷嘴喷射的燃油压燃后点燃燃气喷嘴喷射的非增压燃气；第三种是增压电磁阀线圈11和电磁阀线圈32先开始通电再压电元件53开始通电，该工作模式也是双燃料喷射模式，燃油喷嘴喷射的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，进入增压活塞下腔20中的燃气压力较低，通过增压活塞23和增压装置外壳22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24的作用下，燃气增压部分10的燃气泄漏量几乎可以忽略；增压活塞23运动的过程中，增压活塞下腔20的增压燃气通过增压活塞23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24，减少了增压燃气的泄漏量，且泄漏到增压活塞复位弹簧腔24的那小部分燃气在泄漏到增压活塞复位弹簧腔24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；进入密封带65的燃油，使蓄积在承压槽63内的燃气不会通过第二针阀64和针阀底座60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64运动的过程中，承压槽63内燃气通过针阀偶件向上泄漏，在密封带65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，组合式电磁喷油-增压压电喷气混合燃料喷射装置主要包括燃气增压部分、电磁-压电控制部分和喷嘴部分，燃气增压部分利用增压电磁阀控制增压活塞的运动实现燃气增压，燃气增压压力和燃气增压效率高，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，可以实现纯燃油工作模式和双燃料工作模式；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。

本发明组合式电磁喷油-增压压电喷气混合燃料喷射装置，包括燃气增压部分、电磁-压电控制部分、喷嘴部分、进气通道、进油油道等。燃气增压部分由进气口、增压活塞、增压电磁阀线圈、增压控制阀、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；增压装置外壳设置有进气口，进气口通过燃气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。

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，单向阀右端通过螺钉连接固定在单向阀小弹簧座上，单向阀复位弹簧左端通过单向阀大弹簧座卡在单向阀座上，单向阀复位弹簧右端通过单向阀小弹簧座将单向阀左端压在单向阀座上。

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增压活塞下腔，增压活塞下腔连通进气口和增压燃气出口，增压燃气出口与进气通道连通。

电磁控制部分包括电磁阀线圈和第一控制阀。电磁阀线圈安装在控制装置外壳内部，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泄油通道连通，泄油通道通过电磁阀端与第一泄油口连通。

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且安装在限位孔板内部，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。

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.组合式电磁喷油-增压压电喷气混合燃料喷射装置，其特征是：包括控制装置外壳、喷射装置外壳、燃气增压部分、压电喷射部分、电磁喷射部分、针阀底座，控制装置外壳安装在喷射装置外壳里，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；

所述燃气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、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，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下端之间设置增压活塞下腔，单向阀安装在增压装置外壳里，单向阀的进口与进气口相连通，单向阀的出口连通增压活塞下腔，增压活塞下腔下方设置增压燃气出口，

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，第二针阀与压电底座之间设置密封带和承压槽，喷射装置外壳里设置与进油油道相通的第四进油口，密封带与第四进油口相连，喷射装置外壳里设置进气通道，承压槽通过进气通道连通增压燃气出口；

所述电磁喷射部分包括电磁阀线圈、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，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锥面实现与泄油腔的连通或断开，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，第一针阀复位弹簧座里设置第三进油口，盛油槽通过第三进油口连通进油油道。

2.根据权利要求1所述的组合式电磁喷油-增压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锥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锥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所述的组合式电磁喷油-增压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锥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。