CN109026475B - 喷油规律可变的蓄压式压电-电磁双阀电控喷油器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供喷油规律可变的蓄压式压电‑电磁双阀电控喷油器，包括增压控制阀、增压活塞、喷油控制阀、喷嘴和喷油器体。喷油器体内设有蓄压腔，能够有效地减小燃油喷射过程中引起的压力波动，有利于对喷油的精确控制；采用压电晶体和电磁阀分别控制增压过程和喷油过程使得电控喷油器的喷油过程不受增压过程的制约，因而本发明可以在非增压和增压两种模式下工作，在非增压模式下进行轨压喷射，增压模式下进行超高压喷射，并且增压模式下可以通过改变增压控制阀的控制策略来实现增压比的柔性可调，其可靠性更高，适用范围更广。液力补偿活塞可以实现先缓后急的喷油规律，并且具有断油干脆的优点，有效地改善了柴油机的动力性和经济性。

Description

喷油规律可变的蓄压式压电-电磁双阀电控喷油器

技术领域

本发明涉及的是一种燃油系统，具体地说是船舶柴油机燃油系统。

背景技术

随着内燃机自动控制技术的发展和进步，同时为了实现节省能源、降低排放的目标，电控高压共轨燃油喷射系统应运而生，使柴油机的性能得到了大幅度的提升。燃油喷射系统是柴油机的心脏，能源短缺和环保要求的日趋严苛推动着柴油机电控高压共轨燃油喷射系统不断进步。

电控喷油器是高压共轨系统中一个十分重要的部件，电控喷油器克服了机械式喷油器喷油量、喷油压力、喷油定时等参数受凸轮形状限制的问题，实现了对喷油规律的灵活可控。柴油机的燃烧质量很大程度上取决于喷油规律，但是对于现有的电控喷油器而言，实现理想喷油规律会大大增加控制难度；同时，电控喷油器工作过程中引起的压力波动也是一个急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供可以在非增压和增压两种模式下工作的喷油规律可变的蓄压式压电-电磁双阀电控喷油器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明喷油规律可变的蓄压式压电-电磁双阀电控喷油器，其特征是：包括喷油器体、蓄压腔壁、增压控制阀、增压活塞、喷油控制阀，增压控制阀和增压活塞自上而下设置在喷油器体里，蓄压腔壁设置在增压控制阀上方，喷油控制阀和喷嘴部分自上而下设置在紧帽里，紧帽固定在喷油器体下方，蓄压腔壁里设置蓄压腔和主进油路，蓄压腔壁上方安装喷油器头，喷油器头里设置主进油孔，蓄压腔连通主进油路和主进油孔；

所述增压控制阀包括压电堆套筒、增压控制阀上阀座、增压控制阀下阀座、压电堆、增压控制阀阀杆，压电堆套筒、增压控制阀上阀座、增压控制阀下阀座自上而下设置在喷油器体，压电堆设置在压电堆套筒里，增压控制阀阀杆设置在增压控制阀上阀座里，增压控制阀阀杆的上端位于压电堆下方，增压控制阀阀杆的下端伸入至增压控制阀下阀座里，增压控制阀阀杆中部设置控制阀凸起，控制阀凸起上方的增压控制阀阀杆与增压控制阀上阀座之间形成增压控制阀上腔，控制阀凸起与增压控制阀上阀座和增压控制阀下阀座之间形成增压控制阀下腔，增压控制阀阀杆下端部套有增压控制阀复位弹簧，增压控制阀上阀座里设置增压控制阀进油路，增压控制阀进油路分别连通增压控制阀上腔和主进油路，增压控制阀下阀座里设置增压控制阀出油路；

所述增压活塞的上部为大头端，增压活塞的下部为小头端，大头端与其上方的增压控制阀下阀座之间形成活塞腔，喷油器体上设置限位凸台，大头端中部与限位凸台之间形成泄油腔，小头端与其下方的喷油器体之间形成增压腔，增压腔连通增压腔进油路，增压腔进油路连通主进油路，增压腔进油路里设置单向阀，增压腔下方设置与其相通的增压腔出油路，大头端内部设置内部油路，小头端设置凹槽，内部油路与凹槽相通，喷油器体里设置增压活塞连通油路，增压活塞连通油路分别连通凹槽和增压控制阀出油路；

所述喷油控制阀包括喷油控制阀上阀座、喷油控制阀阀座、喷油控制阀衔铁、喷油控制阀阀杆、喷油控制阀过渡块，喷油控制阀上阀座位于喷油控制阀阀座上方，喷油控制阀衔铁设置在喷油控制阀阀座里，喷油控制阀阀杆上端部连接喷油控制阀衔铁，喷油控制阀衔铁上方设置喷油控制阀复位弹簧，喷油控制阀复位弹簧外部设置喷油控制阀铁芯，喷油控制阀铁芯里缠绕喷油控制阀线圈，喷油控制阀阀杆里设置喷油泄油路，喷油控制阀阀杆中部与喷油控制阀阀座之间形成喷油控制阀上腔，喷油控制阀阀杆底部与其下方的喷油控制阀过渡块之间形成喷油控制阀下腔，喷油控制阀过渡块里分别设置液力补偿活塞上腔进油路、止回阀油路、控制腔油路，喷油控制阀阀座里设置喷油控制阀进油路，喷油控制阀进油路连通喷油控制阀上腔和主进油路，止回阀油路和控制腔油路均连通喷油控制阀下腔；

所述喷嘴包括控制腔块和针阀块，控制腔块和针阀块自上而下设置；止回阀油路里安装止回阀；控制腔块里设置液力补偿活塞，液力补偿活塞外部套有液力补偿活塞复位弹簧，液力补偿活塞复位弹簧的上端顶在液力补偿活塞上，液力补偿活塞复位弹簧的下端顶在其下方的控制腔块上，液力补偿活塞上方形成与液力补偿活塞上腔进油路相通的液力补偿活塞上腔，液力补偿活塞复位弹簧所处位置为液力补偿活塞下腔，液力补偿活塞下端与其下方的控制腔块之间形成液力补偿活塞泄油腔；针阀块里安装针阀，针阀上部套有针阀复位弹簧，针阀复位弹簧的上端顶在控制腔块上，针阀复位弹簧的下端顶在针阀上，针阀复位弹簧所处位置为控制腔，控制腔连通控制腔油路，针阀块里设置盛油槽进油路，针阀和针阀块之间形成盛油槽，针阀块底部设置喷孔，盛油槽进油路分别连通盛油槽和增压腔出油路，液力补偿活塞下腔通过液力补偿活塞下腔进油路连通止回阀下方的止回阀油路，液力补偿活塞下腔通过液力补偿活塞下腔出油路连通控制腔。

本发明还可以包括：

1、增压活塞的小头端凹槽为关于增压活塞中心线对称布置的两个圆柱形凹槽，两个圆柱形凹槽之间设置凹槽连通油路。

2、非增压模式下：压电堆始终不通电，增压控制阀进油路与增压活塞连通油路断开；当喷油控制阀线圈通电后，喷油控制阀阀杆在电磁力的作用下上移，从而使平面打开，锥面密封，此时喷油控制阀上腔与喷油控制阀下腔断开，喷油泄油路与喷油控制阀下腔、控制腔油路以及控制腔形成通路，控制腔与低压油道连通，从而泄油，泄油过程进行的同时，液力补偿活塞下腔内存储的燃油流入控制腔内，当控制腔内的燃油压力与针阀复位弹簧的合力小于盛油槽内的燃油压力时，针阀抬起，盛油槽内储存的燃油从喷孔喷出；控制腔内剩余的燃油直接通过控制腔油路泄走；当喷油控制阀线圈断电后，在喷油控制阀复位弹簧的作用下，喷油控制阀阀杆复位，平面再度关闭，锥面再度开启，喷油泄油路关闭，喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔连通，燃油进入喷油控制阀下腔后，一部分经控制腔油路进入控制腔，另一部分流入液力补偿活塞下腔，液力补偿活塞在液力补偿活塞下腔内液压以及液力补偿活塞复位弹簧的共同作用下复位，同时液力补偿活塞下腔内的燃油通过液力补偿活塞下腔出油路进入控制腔，当燃油压力与针阀复位弹簧弹力的合力大于盛油槽内的燃油压力时，针阀落座。

3、增压模式下：当压电堆通电后，压电晶体推动增压控制阀阀杆下移，实现下锥面密封，上锥面开启，此时增压控制阀上腔的燃油流入增压控制阀下腔、增压控制阀出油路、增压活塞连通油路、凹槽、凹槽连通油路，最终通过内部油路流入活塞腔；增压活塞在压力差的作用下向下运动，对增压腔内的燃油进行增压；喷油控制阀线圈通电，喷油控制阀阀杆在电磁力的作用下上移，实现锥面密封，平面开启，喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔断开，当平面打开时，喷油泄油路与喷油控制阀下腔、控制腔油路以及控制腔形成通路，控制腔与低压油道连通，从而泄油，泄油过程进行的同时，液力补偿活塞下腔内存储的燃油流入控制腔内，当控制腔内的燃油压力与针阀复位弹簧的合力小于盛油槽内的燃油压力时，针阀抬起，盛油槽内储存的燃油从喷孔喷出；液力补偿活塞在液力补偿活塞上腔与液力补偿活塞下腔之间形成的压力差的作用下下移，加速液力补偿活塞下腔内燃油流入控制腔，补油过程会一直持续至液力补偿活塞下腔内的燃油全部流入控制腔时结束；当补油过程结束后，控制腔内剩余的燃油直接通过控制腔油路泄走；当喷油控制阀线圈断电后，在喷油控制阀复位弹簧的作用下，喷油控制阀阀杆复位，平面再度关闭，锥面再度开启，喷油泄油路关闭，喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔连通，燃油进入喷油控制阀下腔后，一部分经控制腔油路进入控制腔，另一部分会流入液力补偿活塞下腔，液力补偿活塞在液力补偿活塞下腔内液压以及液力补偿活塞复位弹簧的共同作用下复位，同时液力补偿活塞下腔内的燃油通过液力补偿活塞下腔出油路进入控制腔，当燃油压力与针阀复位弹簧弹力的合力大于盛油槽内的燃油压力时，针阀落座；压电堆断电，增压控制阀阀杆在增压控制阀复位弹簧的作用下回复初始位置，实现上锥面密封，下锥面开启，此时活塞腔通过内部油路、凹槽连通油路、凹槽、增压活塞连通油路、增压控制阀出油路和增压控制阀下腔与低压油路形成通路，增压活塞在液压的作用下复位。

本发明的优势在于：本发明的喷油规律可变的蓄压式压电-电磁双阀电控喷油器可以在非增压和增压两种模式下工作，非增压模式下可实现轨压喷射，增压模式下可实现超高压喷射，并且可以实现增压比的柔性可调；喷油器体内设置的蓄压腔可以减少燃油喷射过程中引起的压力波动；采用压电晶体和电磁阀分别控制增压过程和喷油过程，可靠性更高；液力补偿活塞可以使本发明实现喷油规律的先缓后急，并且具有断油干脆的特点，有利于提高柴油机的燃烧性能，降低排放污染。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为增压控制阀示意图；

图3为增压活塞示意图；

图4为喷油控制阀示意图；

图5为喷嘴示意图。

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1-5，本发明的喷油规律可变的蓄压式压电-电磁双阀电控喷油器，包括喷油器头1、蓄压腔2、增压控制阀3、增压活塞4、喷油控制阀5、喷嘴6、紧帽7和喷油器体8，喷油器头1安装在喷油器体8上，喷油器体8内开有蓄压腔2，喷油器头1上开有主进油孔10，主进油孔10与蓄压腔2上端相通，蓄压腔2下端与主进油路9连通，增压控制阀3、增压活塞4、喷油控制阀5和喷嘴6自上而下依次安装在喷油器体8内，紧帽7通过螺纹与喷油器体8紧固在一起。

增压控制阀3安装在喷油器体8内，增压控制阀3包括电气接头11、增压控制阀上阀座12、增压控制阀下阀座15、增压控制阀复位弹簧16、增压控制阀阀杆19和压电堆20。增压控制阀阀杆19与增压控制阀上阀座12和增压控制阀下阀座15之间分别形成增压控制阀上腔13和增压控制阀下腔17，增压控制阀上腔13通过增压控制阀进油路18与主进油路9连通；增压控制阀下腔17与增压控制阀出油路14和低压油路连通。

所述增压活塞4安装在增压控制阀3下部，增压活塞4大头端设有限位凸台，小头端开有凹槽29，增压活塞4内部设有内部油路30和凹槽连通油路24。喷油器体8内设有活塞腔21、泄油腔22和增压腔28，主进油路9与增压腔28通过增压腔进油路27连通，增压腔进油路27内设有单向阀26，在增压腔28下端设有增压腔出油路25，增压活塞连通油路23与凹槽29始终保持连通，并且与凹槽连通油路24、内部油路30和活塞腔21形成通路。

喷油控制阀5安装在增压活塞4下端，喷油控制阀5包括喷油控制阀复位弹簧座31、喷油控制阀铁芯32、喷油控制阀衔铁33、喷油控制阀阀座34、喷油控制阀阀杆35、喷油控制阀衔铁室40、喷油控制阀线圈41、喷油控制阀线圈密封胶42和喷油控制阀复位弹簧43。喷油控制阀阀杆35与喷油控制阀阀座34之间分别形成喷油控制阀上腔38和喷油控制阀下腔36，喷油控制阀阀杆35上开有喷油泄油路39，与低压油路连通；喷油控制阀上腔38通过喷油控制阀进油路37与主进油路9连通。

喷嘴6安装在喷油器体8的末端，喷嘴6包括止回阀44、液力补偿活塞45、液力补偿活塞复位弹簧47、控制腔49、盛油槽50、喷孔51、针阀52和针阀复位弹簧53。液力补偿活塞45安装在喷嘴6的上部，喷油器体8内设有液力补偿活塞上腔58、液力补偿活塞下腔56和液力补偿活塞泄油腔55，液力补偿活塞上腔58顶端设置有与主进油路9连通的液力补偿活塞上腔进油路59，液力补偿活塞下腔56分别与液力补偿活塞下腔进油路57和液力补偿活塞下腔出油路54连通，液力补偿活塞下腔进油路57内安装有止回阀44；控制腔49与控制腔油路46连通；针阀复位弹簧53安装在控制腔49内，针阀52的上部套于针阀复位弹簧53里；盛油槽50与盛油槽进油路48连通；喷嘴6末端开有喷孔51。

喷油器头1固定在喷油器体8上，增压控制阀3、增压活塞4、喷油控制阀5和喷嘴6分别安装在喷油器体8内，紧帽7与喷油器体8之间用螺纹连接。喷油器头1上开有主进油孔10，喷油器体8内开有蓄压腔2，蓄压腔2通过主进油孔10与共轨管连通，蓄压腔2下端设有主进油路9。增压控制阀阀杆19与增压控制阀上阀座12和增压控制阀下阀座15之间分别形成增压控制阀上腔13和增压控制阀下腔17，主进油路9通过增压控制阀进油路18与增压控制阀上腔13连通；增压控制阀下腔17分别与增压控制阀出油路14和低压油路连通。增压活塞4安装在增压控制阀3的下部，喷油器体8内设有活塞腔21、泄油腔22和增压腔28，主进油路9与增压腔28之间设有增压腔进油路27，增压腔进油路27内安有单向阀26；增压控制阀出油路14、增压活塞连通油路23和增压活塞4上的凹槽29连通；增压活塞4上开有内部油路30和凹槽连通油路24，将活塞腔21和凹槽29连通起来；泄油腔22与低压油路连通。喷油控制阀5安装在增压活塞4的下端，喷油控制阀阀杆35与喷油控制阀阀座34之间分别形成喷油控制阀上腔38和喷油控制阀下腔36，主进油路9通过喷油控制阀进油路37与喷油控制阀上腔38连通；喷油控制阀阀杆35上开有喷油泄油路39，与低压油路连通。喷嘴6安装在喷油器体8的末端，喷油器体8内开有液力补偿活塞上腔58、液力补偿活塞下腔56、液力补偿活塞泄油腔55、控制腔49和盛油槽50，液力补偿活塞上腔58与主进油路9之间通过液力补偿活塞上腔进油路59连通，液力补偿活塞下腔56与增压控制阀下腔17通过液力补偿活塞下腔进油路57连通，液力补偿活塞下腔进油路57内安装有止回阀44，液力补偿活塞下腔56通过液力补偿活塞下腔出油路54连通至控制腔49，液力补偿活塞泄油腔55与低压油路连通。针阀复位弹簧53安装在控制腔49内，针阀52的上部套于针阀复位弹簧53里，针阀52的其余部分位于喷嘴6内；盛油槽50与增压腔28通过盛油槽进油路48和增压腔出油路25连通；喷嘴6末端开有喷孔51。

增压控制阀3由电气接头11、增压控制阀上阀座12、增压控制阀下阀座15、增压控制阀复位弹簧16、增压控制阀阀杆19和压电堆20组成，如图2所示。增压控制阀复位弹簧16一端固定在增压控制阀下腔17内，另一端套在增压控制阀阀杆19末端；增压控制阀阀杆19落在增压控制阀上阀座12上，与增压控制阀上阀座12和增压控制阀下阀座15之间分别形成增压控制阀上腔13和增压控制阀下腔17；增压控制阀上腔13通过增压控制阀进油路18与主进油路9连通，增压控制阀下腔17旁侧与增压控制阀出油路14连通，末端与低压油路连通；压电堆20安装在增压控制阀阀杆19的上端，压电堆20顶端设置电气接头11。

增压活塞4两端截面积不同，增压活塞4大头端设置有限位凸台；增压活塞4下端关于活塞中心线对称布置两个圆柱形凹槽29，两个凹槽29中间设置凹槽连通油路24，两个凹槽29通过凹槽连通油路24连通；在增压活塞4中心开有内部油路30，内部油路30从活塞大头中心开始打入，直至与凹槽连通油路24连通为止；喷油器体8内设有活塞腔21、泄油腔22和增压腔28，增压活塞4安装在喷油器体8内，如图3所示。增压腔28下端设有增压腔进油路27和增压腔出油路25，主进油路9与增压腔28通过增压腔进油路27连通，增压腔进油路27内设有单向阀26，增压活塞连通油路23与凹槽29连通，燃油可以通过增压活塞连通油路23、凹槽29、凹槽连通油路24和内部油路30流入活塞腔21，且当增压活塞4下行至极限位置时，增压活塞连通油路23仍然保持与凹槽29连通，从而保证了增压过程中一直有燃油流入活塞腔21内。泄油腔22与低压油路连通，一方面可以将增压活塞4移动过程中泄漏的燃油及时卸载，另一方面还可以对增压活塞4起到限位作用。

喷油控制阀5由喷油控制阀复位弹簧座31、喷油控制阀铁芯32、喷油控制阀衔铁33、喷油控制阀阀座34、喷油控制阀阀杆35、喷油控制阀衔铁室40、喷油控制阀线圈41、喷油控制阀线圈密封胶42和喷油控制阀复位弹簧43组成，如图4所示。喷油控制阀衔铁33固定在喷油控制阀阀杆35上，安装在喷油控制阀衔铁室40内；喷油控制阀复位弹簧43一端安装在喷油控制阀复位弹簧座31上，另一端安装在喷油控制阀阀杆35上，将喷油控制阀阀杆35紧压在喷油控制阀阀座34上；喷油控制阀阀杆35与喷油控制阀阀座34之间形成喷油控制阀上腔38和喷油控制阀下腔36，喷油控制阀上腔38通过喷油控制阀进油路37与主进油路9连通，初始位置时喷油控制阀阀杆35平面密封，喷油控制阀上腔38和喷油控制阀下腔36连通；喷油控制阀阀杆35上开有喷油泄油路39，与低压油路连通。

喷嘴6主要包括止回阀44、液力补偿活塞45、液力补偿活塞复位弹簧47、控制腔49、盛油槽50、喷孔51、针阀52和针阀复位弹簧53。喷油器体8内设有液力补偿活塞上腔58、液力补偿活塞下腔56、液力补偿活塞泄油腔55、控制腔49和盛油槽50；主进油路9通过液力补偿活塞上腔进油路59与液力补偿活塞45连通，液力补偿活塞下腔56两侧分别设置液力补偿活塞下腔进油路57和液力补偿活塞下腔出油路54，液力补偿活塞下腔进油路57内设有止回阀44，其作用在于防止液力补偿活塞下腔56内的燃油回流，液力补偿活塞泄油腔55与低压油路连通，用于收集液力补偿活塞45移动过程中泄漏的燃油，并对液力补偿活塞45起到限位的作用；燃油通过盛油槽进油路48流入盛油槽50内；控制腔49顶端设有控制腔油路46，针阀复位弹簧53安装在控制腔49内；针阀52的上部套在针阀复位弹簧53内，其余部分位于喷嘴6内；喷嘴6末端开有喷孔51，初始位置时，针阀52落座，喷孔51关闭，如图5所示。控制腔49内的燃油压力和针阀复位弹簧53的合力与盛油槽50内的燃油压力将决定针阀52的抬起与落座，进而控制盛油槽50与喷孔51的连通或断开。

本发明的喷油规律可变的蓄压式压电-电磁双阀电控喷油器可以在非增压和增压两种模式下工作。

本发明的喷油规律可变的蓄压式压电-电磁双阀电控喷油器在非增压模式下的工作过程如下：增压控制阀3的压电堆20始终不通电，此时增压控制阀进油路18与增压活塞连通油路23断开，共轨管中的高压燃油会从主进油孔10流入蓄压腔2，继而经主进油路9分成四个部分：第一部分经增压控制阀进油路18进入增压控制阀上腔13，存储在增压控制阀上腔13内；第二部分从增压腔进油路27进入到增压腔28内，并通过增压腔出油路25流出增压腔28，燃油流出增压腔28后进入盛油槽进油路48，最终流入盛油槽50内；第三部分经液力补偿活塞上腔进油路59流入液力补偿活塞上腔58内；第四部分燃油经主进油路9和喷油控制阀进油路37流入喷油控制阀上腔38，由于此时喷油控制阀阀座34锥面打开，平面密封，所以喷油控制阀上腔38和喷油控制阀下腔36连通，因此这一部分燃油最终会分成两路流入控制腔49内，第一路经喷油控制阀下腔36和控制腔油路46直接流入控制腔49内，第二路经喷油控制阀下腔36和液力补偿活塞下腔进油路57流入液力补偿活塞下腔56，再经液力补偿活塞下腔出油路54流入控制腔49。此时液力补偿活塞上腔58和液力补偿活塞下腔56均充满了高压燃油，液力补偿活塞45会在液压和液力补偿活塞复位弹簧47的共同作用下保持静止，同时，针阀52也会在燃油压力和针阀复位弹簧53的共同作用下保持落座，喷油器不工作。当喷油控制阀线圈41通电后，喷油控制阀阀杆35在电磁力的作用下上移，从而使平面打开，锥面密封，此时喷油控制阀上腔38与喷油控制阀下腔36断开，由于喷油控制阀阀杆35上开有喷油泄油路39，所以当平面打开时，喷油泄油路39会与喷油控制阀下腔36、控制腔油路46以及控制腔49形成通路，于是控制腔49与低压油道连通，开始泄油，泄油过程进行的同时，液力补偿活塞下腔56内存储的燃油会流入控制腔49内，但是由于控制腔油路46泄油速度要大于液力补偿活塞下腔出油路54的补油速度，所以控制腔49内的燃油压力会逐渐减小，只是减小的幅度较小，当控制腔49内的燃油压力与针阀复位弹簧53的合力小于盛油槽50内的燃油压力时，针阀52会缓慢抬起，盛油槽50内储存的燃油会从喷孔51喷出，开始喷油。因为液力补偿活塞下腔进油路57内设有止回阀44，所以在液力补偿活塞下腔56对控制腔49进行补油的过程中不会有燃油进入液力补偿活塞下腔56，而液力补偿活塞上腔58始终充满着高压燃油，因此随着液力补偿活塞下腔56内燃油的流出，液力补偿活塞45会在液力补偿活塞上腔58与液力补偿活塞下腔56之间形成的压力差的作用下下移，从而达到加速液力补偿活塞下腔56内燃油流入控制腔49的目的，补油过程会一直持续至液力补偿活塞下腔56内的燃油全部流入控制腔49时结束；当补油过程结束后，控制腔49内剩余的燃油将直接通过控制腔油路46泄走，相比之前补油过程和泄油过程的同步进行，此时控制腔49泄油速度更快，针阀52抬起更为迅速，从而实现了喷油率的先缓后急。此外，喷油控制阀阀杆35上的喷油泄油路39在泄油过程中会对电磁阀起到冷却作用；当喷油控制阀线圈41断电后，在喷油控制阀复位弹簧43的作用下，喷油控制阀阀杆35复位，平面再度关闭，锥面再度开启，喷油泄油路39关闭，喷油控制阀上腔38和喷油控制阀下腔36连通，共轨管中的燃油进入喷油控制阀下腔36后，一部分经控制腔油路46进入控制腔49，另一部分会流入液力补偿活塞下腔56，液力补偿活塞45会在液力补偿活塞下腔56内液压以及液力补偿活塞复位弹簧47的共同作用下复位，同时液力补偿活塞下腔56内的燃油还会通过液力补偿活塞下腔出油路54进入控制腔49，由于同时有两路燃油流入控制腔49，所以控制腔49内的压力会快速升高，当燃油压力与针阀复位弹簧53弹力的合力大于盛油槽50内的燃油压力时，针阀52快速落座，喷油过程迅速结束。

本发明的喷油规律可变的蓄压式压电-电磁双阀电控喷油器在增压模式下的工作过程如下：共轨管中的高压燃油会从主进油孔10流入蓄压腔2，继而经主进油路9分成四个部分：第一部分经增压控制阀进油路18进入增压控制阀上腔13，存储在增压控制阀上腔13内；第二部分从增压腔进油路27进入到增压腔28内，并通过增压腔出油路25流出增压腔28，燃油流出增压腔28后进入盛油槽进油路48，最终流入盛油槽50内；第三部分经液力补偿活塞上腔进油路59流入液力补偿活塞上腔58内；第四部分燃油经主进油路9和喷油控制阀进油路37流入喷油控制阀上腔38，由于此时喷油控制阀阀座34锥面打开，平面密封，所以喷油控制阀上腔38和喷油控制阀下腔36连通，因此这一部分燃油最终会分成两路流入控制腔49内，第一路经喷油控制阀下腔36和控制腔油路46直接流入控制腔49内，第二路经喷油控制阀下腔36和液力补偿活塞下腔进油路57流入液力补偿活塞下腔56，再经液力补偿活塞下腔出油路54流入控制腔49。此时液力补偿活塞上腔58和液力补偿活塞下腔56均充满了高压燃油，液力补偿活塞45会在液压和液力补偿活塞复位弹簧47的共同作用下保持静止，同时，针阀52也会在燃油压力和针阀复位弹簧53的共同作用下保持落座，喷油器不工作。当增压控制阀3的压电堆20通电后，压电晶体会在逆压电效应的作用下伸长，进而推动增压控制阀阀杆19下移，实现下锥面密封，上锥面开启，此时增压控制阀上腔13的燃油便会流入增压控制阀下腔17、增压控制阀出油路14、增压活塞连通油路23、凹槽29、凹槽连通油路24，最终通过内部油路30流入活塞腔21；此时活塞腔21和增压腔28内都充满了共轨管中的高压燃油，但是由于增压活塞4的大头和小头存在面积差，因此就会在增压活塞4两端形成压力差，于是增压活塞4就在这个压力差的作用下向下运动，对增压腔28内的燃油进行增压。增压腔进油路27内设有单向阀26，可以防止增压后的超高压燃油回流至共轨管中，所以最终盛油槽50内储存的是增压后的超高压燃油，此时盛油槽50内的油压要高于控制腔49内的油压，但是由于盛油槽50与控制腔49存在着较大的面积差，再加上针阀复位弹簧53的作用，所以针阀52并不会抬起；继而，喷油控制阀线圈41通电，喷油控制阀阀杆35会在电磁力的作用下上移，实现锥面密封，平面开启，喷油控制阀上腔38和喷油控制阀下腔36断开，由于喷油控制阀阀杆35上开有喷油泄油路39，所以当平面打开时，喷油泄油路39会与喷油控制阀下腔36、控制腔油路46以及控制腔49形成通路，于是控制腔49与低压油道连通，开始泄油，泄油过程进行的同时，液力补偿活塞下腔56内存储的燃油会流入控制腔49内，但是由于控制腔油路46泄油速度要大于液力补偿活塞下腔出油路54的补油速度，所以控制腔49内的燃油压力会逐渐减小，只是减小的幅度较小，当控制腔49内的燃油压力与针阀复位弹簧53的合力小于盛油槽50内的燃油压力时，针阀52会缓慢抬起，盛油槽50内储存的燃油会从喷孔51喷出，开始喷油。因为液力补偿活塞下腔进油路57内设有止回阀44，所以在液力补偿活塞下腔56对控制腔49进行补油的过程中不会有燃油进入液力补偿活塞下腔56，而液力补偿活塞上腔58始终充满着高压燃油，因此随着液力补偿活塞下腔56内燃油的流出，液力补偿活塞45会在液力补偿活塞上腔58与液力补偿活塞下腔56之间形成的压力差的作用下下移，从而达到加速液力补偿活塞下腔56内燃油流入控制腔49的目的，补油过程会一直持续至液力补偿活塞下腔56内的燃油全部流入控制腔49时结束；当补油过程结束后，控制腔49内剩余的燃油将直接通过控制腔油路46泄走，相比之前补油过程和泄油过程的同步进行，此时控制腔49泄油速度更快，针阀52抬起更为迅速，从而实现了喷油率的先缓后急。因为喷油控制阀阀杆35上开有喷油泄油路39，所以在控制腔49泄油过程中会有燃油流过喷油控制阀阀杆35，这会对喷油控制阀5起到冷却作用。当喷油控制阀线圈41断电后，在喷油控制阀复位弹簧43的作用下，喷油控制阀阀杆35复位，平面再度关闭，锥面再度开启，喷油泄油路39关闭，喷油控制阀上腔38和喷油控制阀下腔36连通，共轨管中的燃油进入喷油控制阀下腔36后，一部分经控制腔油路46进入控制腔49，另一部分会流入液力补偿活塞下腔56，液力补偿活塞45会在液力补偿活塞下腔56内液压以及液力补偿活塞复位弹簧47的共同作用下复位，同时液力补偿活塞下腔56内的燃油还会通过液力补偿活塞下腔出油路54进入控制腔49，由于同时有两路燃油流入控制腔49，所以控制腔49内的压力会快速升高，当燃油压力与针阀复位弹簧53弹力的合力大于盛油槽50内的燃油压力时，针阀52快速落座，喷油过程迅速结束。最后，增压控制阀3的压电堆20断电，增压控制阀阀杆19会在增压控制阀复位弹簧16的作用下回复初始位置，实现上锥面密封，下锥面开启，此时活塞腔21通过内部油路30、凹槽连通油路24、凹槽29、增压活塞连通油路23、增压控制阀出油路14和增压控制阀下腔17与低压油路形成通路，因此活塞腔21内的燃油可以泄入低压油路，由于增压腔28内始终存储着共轨管中的高压燃油，所以增压活塞4会在液压的作用下复位，为下一次增压过程做准备。增压活塞连通油路23与凹槽29会在增压活塞4下行的过程中始终保持连通，所以如果增压控制阀3的压电堆20中一直有电流通过，活塞腔21内将总会充满燃油，且当增压活塞4达到最大位移时可以获得最大增压比，而一旦增压控制阀3的压电堆20断电，增压活塞4就会迅速复位，响应速度很快，因此可以通过改变增压控制阀3的控制策略来实现增压比的柔性可调。

Claims (5)

1.喷油规律可变的蓄压式压电-电磁双阀电控喷油器，其特征是：包括喷油器体、蓄压腔壁、增压控制阀、增压活塞、喷油控制阀，增压控制阀和增压活塞自上而下设置在喷油器体里，蓄压腔壁设置在增压控制阀上方，喷油控制阀和喷嘴部分自上而下设置在紧帽里，紧帽固定在喷油器体下方，蓄压腔壁里设置蓄压腔和主进油路，蓄压腔壁上方安装喷油器头，喷油器头里设置主进油孔，蓄压腔连通主进油路和主进油孔；

所述增压控制阀包括压电堆套筒、增压控制阀上阀座、增压控制阀下阀座、压电堆、增压控制阀阀杆，压电堆套筒、增压控制阀上阀座、增压控制阀下阀座自上而下设置在喷油器体，压电堆设置在压电堆套筒里，增压控制阀阀杆设置在增压控制阀上阀座里，增压控制阀阀杆的上端位于压电堆下方，增压控制阀阀杆的下端伸入至增压控制阀下阀座里，增压控制阀阀杆中部设置控制阀凸起，控制阀凸起上方的增压控制阀阀杆与增压控制阀上阀座之间形成增压控制阀上腔，控制阀凸起与增压控制阀上阀座和增压控制阀下阀座之间形成增压控制阀下腔，增压控制阀阀杆下端部套有增压控制阀复位弹簧，增压控制阀上阀座里设置增压控制阀进油路，增压控制阀进油路分别连通增压控制阀上腔和主进油路，增压控制阀下阀座里设置增压控制阀出油路；

所述增压活塞的上部为大头端，增压活塞的下部为小头端，大头端与其上方的增压控制阀下阀座之间形成活塞腔，喷油器体上设置限位凸台，大头端中部与限位凸台之间形成泄油腔，小头端与其下方的喷油器体之间形成增压腔，增压腔连通增压腔进油路，增压腔进油路连通主进油路，增压腔进油路里设置单向阀，增压腔下方设置与其相通的增压腔出油路，大头端内部设置内部油路，小头端设置凹槽，内部油路与凹槽相通，喷油器体里设置增压活塞连通油路，增压活塞连通油路分别连通凹槽和增压控制阀出油路；

所述喷油控制阀包括喷油控制阀上阀座、喷油控制阀阀座、喷油控制阀衔铁、喷油控制阀阀杆、喷油控制阀过渡块，喷油控制阀上阀座位于喷油控制阀阀座上方，喷油控制阀衔铁设置在喷油控制阀阀座里，喷油控制阀阀杆上端部连接喷油控制阀衔铁，喷油控制阀衔铁上方设置喷油控制阀复位弹簧，喷油控制阀复位弹簧外部设置喷油控制阀铁芯，喷油控制阀铁芯里缠绕喷油控制阀线圈，喷油控制阀阀杆里设置喷油泄油路，喷油控制阀阀杆中部与喷油控制阀阀座之间形成喷油控制阀上腔，喷油控制阀阀杆底部与其下方的喷油控制阀过渡块之间形成喷油控制阀下腔，喷油控制阀过渡块里分别设置液力补偿活塞上腔进油路、止回阀油路、控制腔油路，喷油控制阀阀座里设置喷油控制阀进油路，喷油控制阀进油路连通喷油控制阀上腔和主进油路，止回阀油路和控制腔油路均连通喷油控制阀下腔；

所述喷嘴包括控制腔块和针阀块，控制腔块和针阀块自上而下设置；止回阀油路里安装止回阀；控制腔块里设置液力补偿活塞，液力补偿活塞外部套有液力补偿活塞复位弹簧，液力补偿活塞复位弹簧的上端顶在液力补偿活塞上，液力补偿活塞复位弹簧的下端顶在其下方的控制腔块上，液力补偿活塞上方形成与液力补偿活塞上腔进油路相通的液力补偿活塞上腔，液力补偿活塞复位弹簧所处位置为液力补偿活塞下腔，液力补偿活塞下端与其下方的控制腔块之间形成液力补偿活塞泄油腔；针阀块里安装针阀，针阀上部套有针阀复位弹簧，针阀复位弹簧的上端顶在控制腔块上，针阀复位弹簧的下端顶在针阀上，针阀复位弹簧所处位置为控制腔，控制腔连通控制腔油路，针阀块里设置盛油槽进油路，针阀和针阀块之间形成盛油槽，针阀块底部设置喷孔，盛油槽进油路分别连通盛油槽和增压腔出油路，液力补偿活塞下腔通过液力补偿活塞下腔进油路连通止回阀下方的止回阀油路，液力补偿活塞下腔通过液力补偿活塞下腔出油路连通控制腔。

2.根据权利要求1所述的喷油规律可变的蓄压式压电-电磁双阀电控喷油器，其特征是：增压活塞的小头端凹槽为关于增压活塞中心线对称布置的两个圆柱形凹槽，两个圆柱形凹槽之间设置凹槽连通油路。

3.根据权利要求1或2所述的喷油规律可变的蓄压式压电-电磁双阀电控喷油器，其特征是：非增压模式下：压电堆始终不通电，增压控制阀进油路与增压活塞连通油路断开；当喷油控制阀线圈通电后，喷油控制阀阀杆在电磁力的作用下上移，从而使平面打开，锥面密封，此时喷油控制阀上腔与喷油控制阀下腔断开，喷油泄油路与喷油控制阀下腔、控制腔油路以及控制腔形成通路，控制腔与低压油道连通，从而泄油，泄油过程进行的同时，液力补偿活塞下腔内存储的燃油流入控制腔内，当控制腔内的燃油压力与针阀复位弹簧的合力小于盛油槽内的燃油压力时，针阀抬起，盛油槽内储存的燃油从喷孔喷出；控制腔内剩余的燃油直接通过控制腔油路泄走；当喷油控制阀线圈断电后，在喷油控制阀复位弹簧的作用下，喷油控制阀阀杆复位，平面再度关闭，锥面再度开启，喷油泄油路关闭，喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔连通，燃油进入喷油控制阀下腔后，一部分经控制腔油路进入控制腔，另一部分流入液力补偿活塞下腔，液力补偿活塞在液力补偿活塞下腔内液压以及液力补偿活塞复位弹簧的共同作用下复位，同时液力补偿活塞下腔内的燃油通过液力补偿活塞下腔出油路进入控制腔，当燃油压力与针阀复位弹簧弹力的合力大于盛油槽内的燃油压力时，针阀落座。

4.根据权利要求1或2所述的喷油规律可变的蓄压式压电-电磁双阀电控喷油器，其特征是：增压模式下：当压电堆通电后，压电晶体推动增压控制阀阀杆下移，实现下锥面密封，上锥面开启，此时增压控制阀上腔的燃油流入增压控制阀下腔、增压控制阀出油路、增压活塞连通油路、凹槽、凹槽连通油路，最终通过内部油路流入活塞腔；增压活塞在压力差的作用下向下运动，对增压腔内的燃油进行增压；喷油控制阀线圈通电，喷油控制阀阀杆在电磁力的作用下上移，实现锥面密封，平面开启，喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔断开，当平面打开时，喷油泄油路与喷油控制阀下腔、控制腔油路以及控制腔形成通路，控制腔与低压油道连通，从而泄油，泄油过程进行的同时，液力补偿活塞下腔内存储的燃油流入控制腔内，当控制腔内的燃油压力与针阀复位弹簧的合力小于盛油槽内的燃油压力时，针阀抬起，盛油槽内储存的燃油从喷孔喷出；液力补偿活塞在液力补偿活塞上腔与液力补偿活塞下腔之间形成的压力差的作用下下移，加速液力补偿活塞下腔内燃油流入控制腔，补油过程会一直持续至液力补偿活塞下腔内的燃油全部流入控制腔时结束；当补油过程结束后，控制腔内剩余的燃油直接通过控制腔油路泄走；当喷油控制阀线圈断电后，在喷油控制阀复位弹簧的作用下，喷油控制阀阀杆复位，平面再度关闭，锥面再度开启，喷油泄油路关闭，喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔连通，燃油进入喷油控制阀下腔后，一部分经控制腔油路进入控制腔，另一部分会流入液力补偿活塞下腔，液力补偿活塞在液力补偿活塞下腔内液压以及液力补偿活塞复位弹簧的共同作用下复位，同时液力补偿活塞下腔内的燃油通过液力补偿活塞下腔出油路进入控制腔，当燃油压力与针阀复位弹簧弹力的合力大于盛油槽内的燃油压力时，针阀落座；压电堆断电，增压控制阀阀杆在增压控制阀复位弹簧的作用下回复初始位置，实现上锥面密封，下锥面开启，此时活塞腔通过内部油路、凹槽连通油路、凹槽、增压活塞连通油路、增压控制阀出油路和增压控制阀下腔与低压油路形成通路，增压活塞在液压的作用下复位。

5.根据权利要求3所述的喷油规律可变的蓄压式压电-电磁双阀电控喷油器，其特征是：增压模式下：当压电堆通电后，压电晶体推动增压控制阀阀杆下移，实现下锥面密封，上锥面开启，此时增压控制阀上腔的燃油流入增压控制阀下腔、增压控制阀出油路、增压活塞连通油路、凹槽、凹槽连通油路，最终通过内部油路流入活塞腔；增压活塞在压力差的作用下向下运动，对增压腔内的燃油进行增压；喷油控制阀线圈通电，喷油控制阀阀杆在电磁力的作用下上移，实现锥面密封，平面开启，喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔断开，当平面打开时，喷油泄油路与喷油控制阀下腔、控制腔油路以及控制腔形成通路，控制腔与低压油道连通，从而泄油，泄油过程进行的同时，液力补偿活塞下腔内存储的燃油流入控制腔内，当控制腔内的燃油压力与针阀复位弹簧的合力小于盛油槽内的燃油压力时，针阀抬起，盛油槽内储存的燃油从喷孔喷出；液力补偿活塞在液力补偿活塞上腔与液力补偿活塞下腔之间形成的压力差的作用下下移，加速液力补偿活塞下腔内燃油流入控制腔，补油过程会一直持续至液力补偿活塞下腔内的燃油全部流入控制腔时结束；当补油过程结束后，控制腔内剩余的燃油直接通过控制腔油路泄走；当喷油控制阀线圈断电后，在喷油控制阀复位弹簧的作用下，喷油控制阀阀杆复位，平面再度关闭，锥面再度开启，喷油泄油路关闭，喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔连通，燃油进入喷油控制阀下腔后，一部分经控制腔油路进入控制腔，另一部分会流入液力补偿活塞下腔，液力补偿活塞在液力补偿活塞下腔内液压以及液力补偿活塞复位弹簧的共同作用下复位，同时液力补偿活塞下腔内的燃油通过液力补偿活塞下腔出油路进入控制腔，当燃油压力与针阀复位弹簧弹力的合力大于盛油槽内的燃油压力时，针阀落座；压电堆断电，增压控制阀阀杆在增压控制阀复位弹簧的作用下回复初始位置，实现上锥面密封，下锥面开启，此时活塞腔通过内部油路、凹槽连通油路、凹槽、增压活塞连通油路、增压控制阀出油路和增压控制阀下腔与低压油路形成通路，增压活塞在液压的作用下复位。

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