CN109083786B - 喷油规律可变的增压式重油压电-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增压式重油压电‑电磁双阀电控喷油器，包括喷油器头、电磁阀组件、中通式增压活塞、压电控制组件、针阀组件和液力补偿活塞。蓄压腔能有效减小共轨压力波动，从而缓解了各缸喷油过程的均匀性和稳定性下降的现象的发生。电磁阀组件可以有效控制伺服油油路的切换，使得增压活塞响应更快，提高喷油器二次建压速度。增压活塞可以对喷油器内的燃油再次增压，提高喷油器的喷油压力，实现超高压喷射。压电控制组件能够实现灵活的喷油策略和响应快、控制精度高的喷油过程。控制滑阀和液力补偿活塞在喷油器工作的时候能够实现先缓后急的喷油规律，有利于改善发动机的动力性、燃油经济型、污染物排放和噪声排放性能。

Description

喷油规律可变的增压式重油压电-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

喷油规律是柴油机燃烧的重要参数之一，通过控制喷油速率控制燃烧过程可以实现燃烧过程理想化，从而改善燃烧过程。柴油机喷油初期的喷射率是决定预混合燃烧量的重要因素之一，为了降低NOx和噪声，希望初始喷射率很低；喷射中期相当于扩散燃烧期，为了降低碳烟，希望喷射率很陡地加大，并且随着转速和负荷的增高，喷油率的丰满度必须增大，即从三角形向矩形过渡，以确保燃油和空气的充分混合；喷射后期是喷射压力降低期，由于此间燃油雾化不良而产生颗粒物排放的因素之一，因此在喷油结束时，应快速回油以实现喷油压力的迅速降低，从而使喷油后期尽量缩短。这样便可以达到同时改善动力性、燃油经济性、污染物排放和噪声排放性能的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供能够实现喷油器的靴形喷射改善柴油机的动力性、燃油经济性、污染物排放和噪声排放性能，同时又能实现控制腔内的快速建压，提高喷油器响应速度的喷油规律可变的增压式重油压电-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增压式重油压电-电磁双阀电控喷油器，其特征是：包括喷油器体以及自上而下设置的电磁阀组件、中通式增压活塞、压电控制组件、控制滑阀组件和针阀组件，喷油器体设置在电磁阀组件上方，喷油器体里设置蓄压腔，喷油器体上方安装喷油器头，喷油器头里设置连通蓄压腔的主进油孔；

所述电磁阀组件包括中间块、密封阀杆底座、电磁阀阀体、衔铁、控制阀杆，喷油器体、中间块和密封阀杆底座自上而下设置，电磁阀阀体设置在喷油器体里，衔铁设置在中间块里，控制阀杆上端部连接衔铁，控制阀杆下端部伸入至密封阀杆底座里，电磁阀阀体里设置电磁阀复位弹簧，电磁阀复位弹簧的顶端顶在喷油器体上，电磁阀复位弹簧的底端顶在衔铁上，电磁阀复位弹簧所在位置为电磁阀复位弹簧腔，电磁阀阀体里缠绕线圈，电磁阀复位弹簧上方的喷油器体里设置伺服油回油油路、伺服油进油油路、燃油进油油路、燃油回油油路，燃油进油油路连通蓄压腔，伺服油回油油路连通电磁阀复位弹簧腔，控制阀杆中部分别设置控制阀杆上密封锥面和控制阀杆下密封锥面，控制阀杆中部所在的中间块处设置上过渡容腔，上过渡容腔连通增压活塞连通油路，控制阀杆与其下方的密封阀杆底座之间形成控制阀杆导向腔，控制阀杆导向腔连通回油油路，密封阀杆底座里设置连通伺服油进油油路的伺服油进油孔；

所述中通式增压活塞设置在增压活塞体里，中通式增压活塞的上部为大头端，中通式增压活塞的下部为增压活塞活塞体，大头端与其上方的上增压阀密封阀杆底座之间形成增压活塞上腔，大头端上设置限位凸台，大头端中部与限位凸台之间形成增压活塞导向腔，增压活塞活塞体下方形成增压活塞下腔，增压活塞下腔通过单向阀连通燃油进油油路，大头端内部设置纵向油路，增压活塞活塞体设置横向贯通油路，纵向油路与横向贯通油路相通，横向贯通油路连通增压活塞连通油路，增压活塞导向腔连通增压活塞回油油路；

所述压电控制组件包括阀座、压电堆、控制阀、控制阀底座，阀座设置在控制阀底座上方，压电堆设置在阀座里，控制阀设置在压电堆的下方，控制阀底座里设置控制阀复位弹簧腔，控制阀复位弹簧腔里安装控制阀复位弹簧，控制阀的下端部套于控制阀复位弹簧里，控制阀的中部设置控制阀凸起，控制阀凸起上下端面分别为控制阀上密封面和控制阀下密封面，阀座底部设置下过渡容腔，控制阀底座里设置液力补偿活塞连通油路、控制滑阀连通油路、伺服油回油油路，液力补偿活塞连通油路、控制滑阀连通油路均连通下过渡容腔，伺服油回油油路连通控制阀复位弹簧腔；

所述控制滑阀组件包括控制滑阀复位弹簧底座、控制滑阀阀杆、液力补偿活塞，控制滑阀复位弹簧底座设置在控制阀底座下方，控制滑阀复位弹簧底座与控制阀底座之间形成环形油槽，控制滑阀阀杆、液力补偿活塞分别位于控制滑阀复位弹簧底座里，控制阀底座里设置受力滑块，受力滑块上方为控制滑阀上腔，受力滑块下方为控制滑阀下腔，控制滑阀阀杆的上端部连接受力滑块并套有控制滑阀复位弹簧，控制滑阀上腔连通控制滑阀上腔连通油路；液力补偿活塞上方为液力补偿活塞上腔，液力补偿活塞中部与控制滑阀复位弹簧底座之间形成液力补偿活塞下腔，液力补偿活塞下方为液力补偿活塞导向限位腔，液力补偿活塞上套有液力补偿活塞复位弹簧，液力补偿活塞复位弹簧位于液力补偿活塞下腔里，液力补偿活塞上腔连通液力补偿活塞上腔连通油路，控制滑阀阀杆中部设置平面密封阀，平面密封阀所在的控制滑阀复位弹簧底座处设置上容积腔，平面密封阀下方的控制滑阀复位弹簧底座设置下容积腔，控制滑阀阀杆底部设置锥面密封阀，锥面密封阀上方的控制滑阀复位弹簧底座设置底部容积腔，上容积腔连通环形油槽，下容积腔连通液力补偿活塞下腔，底部容积腔通过控制腔泄油油路连通燃油回油油路；

所述针阀组件包括喷嘴、针阀体、控制腔套筒，针阀体安装在喷嘴里并与喷嘴之间形成盛油槽，盛油槽连通燃油进油油路，喷嘴下端部设置喷口，喷嘴上方与控制滑阀复位弹簧底座之间形成控制腔，控制腔位于锥面密封阀下方，控制腔连通液力补偿活塞下腔和燃油进油油路，控制腔套筒设置在控制腔里，控制腔套筒上加工有针阀复位弹簧座，针阀体上部套有针阀复位弹簧，针阀复位弹簧上端顶在针阀复位弹簧座上。

本发明还可以包括：

1、液力补偿活塞导向限位腔里加工有回油油路，控制滑阀下腔下方设置与其连通的混合油回油油路。

2、当电磁阀线圈不通电而压电堆加载电压时，控制阀向下运动，控制阀下锥面关断伺服油回油油路同时伺服油进油油路与下过渡容腔连通，伺服油经过下过渡容腔进入到控制滑阀上腔和液力补偿活塞上腔中，控制滑阀阀杆和液力补偿活塞活塞体向下运动，控制腔泄油油路开启，控制腔泄油，液力补偿活塞下移使得液力补偿活塞下腔中的燃油被压入到控制腔中，对控制腔进行燃油补充；在液力补偿活塞运动到下止点后不再对控制腔进行燃油补偿；当压电堆不加载电压后，压电堆复位，控制阀在控制阀复位弹簧的作用下向上运动，关断伺服油进油油路与下过渡容腔的连通，同时伺服油回油油开启；液力补偿活塞上腔和控制滑阀上腔中的伺服油泄走，液力补偿活塞和控制滑阀阀杆分别在复位弹簧、控制滑阀复位弹簧的作用下向上运动，液力补偿活塞重新回到上止点位置，控制滑阀阀杆向上运动关断控制腔回油油路，控制腔重新建压，针阀体落座，从而结束喷油过程。

3、电磁阀线圈、压电堆均通电时，首先电磁阀线圈通电，控制阀杆向上抬起，控制阀杆上锥面关断伺服油回油油路，同时伺服油进油油路与上过渡容腔连通；伺服油通过上过渡容腔进入到增压活塞上腔中，增压活塞向下移动，压电堆加载电压信号，控制阀向下运动，控制阀下锥面关断伺服油回油油路同时伺服油进油油路与下过渡容腔连通；伺服油经过下过渡容腔进入到控制滑阀上腔和液力补偿活塞上腔中，控制滑阀阀杆和液力补偿活塞向下运动，控制腔泄油油路开启，控制腔泄油；液力补偿活塞下移使得液力补偿活塞下腔中的燃油被压入到控制腔中，对控制腔进行燃油补充；在液力补偿活塞运动到下止点后不再对控制腔进行燃油补偿；压电堆电压信号切断，压电堆复位，控制阀在控制阀复位弹簧的作用下向上运动，关断伺服油进油油路与下容积腔的连通，同时伺服油回油油路开启，液力补偿活塞上腔和控制滑阀上腔中的伺服油泄走，液力补偿活塞和控制滑阀阀杆分别在复位弹簧、控制滑阀复位弹簧的作用下开始向上运动，液力补偿活塞重新回到上止点位置，控制滑阀阀杆向上运动关断控制腔回油油路，控制腔重新建压，针阀体落座，从而结束喷油过程；电磁阀线圈断电，控制阀杆在电磁阀复位弹簧的作用下落座，关断伺服油进油油路与上过渡容腔的连通，同时伺服油回油油路开启；中通式增压活塞上腔与伺服油回油油路连通，当增压活塞下端的向上的作用力大于上端向下的作用力时，中通式增压活塞复位。

本发明的优势在于：本发明采用了蓄压腔结构，可以大大改善整个喷油系统的压力波动，特别是可以减小各个喷油器喷油时的互相干扰。本发明设计了增压活塞、液力补偿活塞和控制滑阀结构使得喷油器的喷射压力进一步增加，提高燃油的雾化效果，改善燃烧情况。还可以增加可以实现可变的喷油规律，有利于改善发动机的动力性、燃油经济型、污染物排放和噪声排放性能，并且可以使控制腔更加快速地建压，提高针阀的响应特性。本发明通过电磁阀控制平衡阀杆来调节进、回油油路的开关，有利于提高针阀的响应速度和控制精度，提供了灵活的喷油规律，有效的改善了柴油机的排放稳定性和经济性。本发明在电磁阀组件上部加工伺服油回油使得泄走的伺服油通过电磁阀流回伺服油箱，冷却电磁阀并且减小衔铁运动的冲击和振动，增加电磁阀工作的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为电磁阀组件示意图；

图3为中通式增压活塞示意图；

图4为压电控制组件示意图；

图5为液力补偿活塞组件示意图；

图6为针阀组件示意图。

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1-6，本发明喷油规律可变的增压式重油压电-电磁双阀电控喷油器，包括喷油器头1、电磁阀组件4、增压活塞7、压电控制组件8、针阀组件10、紧帽11、控制腔套筒12、控制滑阀和液力补偿活塞9。喷油器头1通过螺纹进行配合连接安装在喷油器体3上，并通过放置在喷油器体3上的密封圈2进行密封。喷油器头1内设置主进油孔21，并与喷油器内的蓄压腔20连通。蓄压腔20下方加工有燃油进油油路17。蓄压腔20下方是电磁阀组件4。电磁阀组件4部分包括电磁阀体33、线圈25、电磁铁24、衔铁31、控制阀杆26、电磁阀复位弹簧32、密封阀底座27等结构。电磁阀体33上部电磁阀复位弹簧座23 处加工有伺服油回油油路22。线圈25和电磁铁24安装在电磁阀体33里，电磁阀复位弹簧32位于线圈25中间与电磁阀复位弹簧座23连接。衔铁31位于电磁铁24下方，控制阀杆26和衔铁31紧密结合为一体，控制阀杆26有上下两个密封锥面。中间块19底部加工有一凹槽同密封阀底座形成上过渡容腔30。上过渡容腔30通过中通式增压活塞连通油路18与增压活塞上腔42相连。控制阀杆底座27上加工有伺服油进油油路5和燃油进油油路17。电磁阀组件4下方是中通式增压活塞7。增压活塞导向腔41内加工有回油油路36。燃油进油油路17通过一个单向阀16与中通式增压活塞下腔38连通。中通式增压活塞7下面是压电控制组件8。压电控制组件8部分包括压电堆电气接头43、压电堆53、控制阀45和控制阀复位弹簧46。压电堆53安装在阀座15里，控制阀45安装在压电堆53的下方并与其相连。阀座15底部加工有下过渡容腔52。阀座15 中加工有伺服油进油油路5、燃油进油油路17和燃油回油油路6。控制阀底座 14上部加工有控制阀复位弹簧腔48，控制阀复位弹簧46安装在控制阀复位弹簧腔48里，控制阀45的下端部套于控制阀复位弹簧46里，控制阀45有上下两个密封锥面。控制阀复位弹簧腔48底部加工有伺服油回油油路47。控制阀底座14上还加工有液力补偿活塞上腔连通油路51、控制滑阀上腔连通油路49、燃油进油油路17和燃油回油油路6。控制阀底座14上还加工有一个环形油槽 13。压电控制组件8下方是控制滑阀，主要包括受力滑块54、控制滑阀阀杆59 和控制滑阀复位弹簧56。受力滑块54和控制滑阀阀杆59由螺纹配合连接在一起。控制滑阀复位弹簧56位于控制滑阀下腔55中。控制滑阀复位弹簧底座58 处加工有混合油回油油路57。控制滑阀阀杆59中间处有一平面密封阀60，在平面密封阀60上下两端的控制滑阀复位弹簧底座58上加工有两个容积腔上容积腔64和下容积腔63。控制滑阀阀杆59左端是液力补偿活塞，主要包括活塞体68和活塞复位弹簧67。液力补偿活塞活塞体68顶端加工有限位凸台，活塞复位弹簧67安装在液力补偿活塞下腔69中。液力补偿活塞活塞体68下端导向限位腔66内加工有一个回油油路65。控制滑阀阀杆59下端是针阀组件10，主要包括控制腔套筒12、针阀复位弹簧73和针阀体76。控制腔套筒12位于控制腔72内，上端加工有限位凸台77。针阀复位弹簧73上端与控制腔套筒12相连接下端与针阀体76相连接。针阀体76安装在喷嘴74内，喷嘴74和针阀体 76之间设置盛油槽75。

图1为本发明喷油规律可变的增压式重油压电-电磁双阀电控喷油器结构示意图，它由喷油器头1、密封圈2、电磁阀组件4、中通式增压活塞7、压电控制组件8、液力补偿活塞68、控制滑阀59、针阀组件10、紧帽11以及控制腔套筒12组成。喷油器体3上开有蓄压腔20，蓄压腔20与喷油器头1上的主进油孔21相连通。喷油器头1与喷油器体3通过螺纹线进行装配，密封圈2将二者进行密封。蓄压腔20下方设有电磁阀组件4，电磁阀体33上部加工有伺服油回油油路22。电磁阀组件4下面是中通式增压活塞7。增压活塞上腔42与上过渡容腔30相连，增压活塞下腔38通过一个单向阀16与燃油进油油路17 连接。增压活塞导向腔41内加工有一个回油油路36。中通式增压活塞7下面是压电控制组件8。压电控制组件8下面是液力补偿活塞68和控制滑阀60，控制滑阀上腔71、液力补偿活塞上腔70分别于下过渡容腔52连通。控制滑阀60 下部是针阀组件10。喷油器不工作的时候燃油通过燃油进油油路17、单向阀16、中通式增压活塞下腔38进入到控制腔72和盛油槽75中，一部分燃油通过环形油槽13、上容积腔64、下容积腔63、液力补偿活塞下腔69进入到控制腔 72中。喷油器开始工作后有两种工作模式，工作模式一：当电磁阀线圈25不通电而压电堆53加载电压时，控制阀44向下运动，控制阀44下锥面关断伺服油回油油路47同时伺服油进油油路5与下过渡容腔52连通。伺服油经过下过渡容腔52进入到控制滑阀上腔71和液力补偿活塞上腔70中，控制滑阀阀杆59和液力补偿活塞活塞体68开始向下运动。控制腔泄油油路61开启，控制腔 72开始泄油，控制腔72内燃油压力下降。液力补偿活塞68下移使得液力补偿活塞下腔69中的燃油被压入到控制腔72中，对控制腔72进行一定量的燃油补充。使得喷油初期控制腔72内燃油压力下降较为缓慢；在液力补偿活塞68运动到下止点后不再对控制腔72进行燃油补偿，此后控制腔72内压力下降较快。实现先缓后急的喷油规律。当压电堆53不加载电压后，压电堆53复位，控制阀44在控制阀复位弹簧46的作用下向上运动，关断伺服油进油油路5与下过渡容腔52的连通，同时伺服油回油油47开启。液力补偿活塞上腔70和控制滑阀上腔71中的伺服油开始泄走，液力补偿活塞68和控制滑阀阀杆59分别在复位弹簧67、56的作用下开始向上运动，液力补偿活塞68重新回到上止点位置，而控制滑阀阀杆59向上运动关断控制腔回油油路61，控制腔72开始重新建压，针阀体76落座，从而结束喷油过程。工作模式二：首先电磁阀线圈25通电，控制阀杆26向上抬起，控制阀杆26上锥面关断伺服油回油油路22，同时伺服油进油油路5与上过渡容腔30连通。伺服油通过上过渡容腔30进入到增压活塞上腔42中，由于增压活塞39上端面积大于下端，使得中通式增压活塞39上端受到向下的作用力大于下端受到的向上的作用力，增压活塞39开始向下移动，由于单向阀16的作用增压活塞下腔38、盛油槽75和控制腔72形成密闭的容积腔，增压活塞39下移使得密闭容积减小从而燃油压力升高。接着压电堆 53加载电压信号，控制阀44向下运动，控制阀下锥面50关断伺服油回油油路 47同时伺服油进油油路5与下过渡容腔52连通。伺服油经过下过渡容腔52进入到控制滑阀上腔71和液力补偿活塞上腔70中，控制滑阀阀杆59和液力补偿活塞68开始向下运动。控制腔泄油油路61开启，控制腔72开始泄油，控制腔 72内燃油压力下降。液力补偿活塞68下移使得液力补偿活塞下腔69中的燃油被压入到控制腔72中，对控制腔72进行一定量的燃油补充。使得喷油初期控制腔72内燃油压力下降较为缓慢；在液力补偿活塞68运动到下止点后不再对控制腔72进行燃油补偿，此后控制腔72内压力下降较快。实现先缓后急的喷油规律。然后切断压电堆53电压信号，压电堆53复位，控制阀44在控制阀复位弹簧46的作用下向上运动，关断伺服油进油油路5与下容积腔52的连通，同时伺服油回油油路47开启。液力补偿活塞上腔70和控制滑阀上腔71中的伺服油开始泄走，液力补偿活塞68和控制滑阀阀杆59分别在复位弹簧67、56的作用下开始向上运动，液力补偿活塞68重新回到上止点位置，而控制滑阀阀杆 59向上运动关断控制腔回油油路61，控制腔61开始重新建压，针阀体76落座，从而结束喷油过程。最后电磁阀线圈25断电，控制阀杆26在电磁阀复位弹簧 32的作用下落座，关断伺服油进油油路5与上过渡容腔30的连通，同时伺服油回油油路29开启。中通式增压活塞上腔42与伺服油回油油路22连通，中通式增压活塞上腔42压力减小，当增压活塞39下端的向上的作用力大于上端向下的作用力时中通式增压活塞复位39。

图2为电磁阀组件结构示意图。它由电磁阀体33、线圈25、电磁铁24、衔铁31、控制阀杆26、电磁阀复位弹簧32、控制阀杆底座27等构成，电磁阀体33上部加工有伺服油回油油路22。作用是使液力补偿活塞上腔70、控制滑阀上腔71内泄走的伺服油通过电磁阀组件4流回伺服油箱，冷却电磁阀组件4 并且减小衔铁31运动的冲击和振动，增加电磁阀4工作的稳定性。线圈25和电磁铁24安装在电磁阀体33里，电磁阀复位弹簧32位于线圈25中间与电磁阀复位弹簧座23连接。衔铁31位于电磁铁24下方，控制阀杆26和衔铁31紧密结合为一体，控制阀杆26有上下两个密封锥面，密封阀杆底座27上加工有伺服油进油油路5、增压活塞连通油路18、燃油进油油路17和燃油回油油路6。当电磁阀线圈25不通电，控制阀杆26下端密封锥面与密封阀杆底座27连接，伺服油回油油路22与中通式增压活塞上腔42连通。当电磁阀线圈25通电时，控制阀杆26在电磁力的作用下与衔铁31一起向上运动，控制阀杆26上端密封锥面关断伺服油回油油路22，伺服油进油油路5与上过渡容腔30连通，伺服油流经上过渡容腔30进入到中通式增压活塞上腔42中，使得增压活塞39开始向下运动，对控制腔72和盛油槽75内的燃油进行加压，提高喷油器的喷油压力。当电磁阀线圈25断电后，控制阀杆26在电磁阀复位弹簧32的作用下落座，控制阀杆26下端密封锥面关断伺服油进油油路5与上过度容腔30的连通，同时伺服油回油油路22开启。中通式增压活塞上腔42内的伺服油泄走，增压活塞39在增压活塞下腔38内的燃油压力作用下复位。控制阀杆导向腔28底端加工有回油油路29，使得泄漏到控制阀杆导向腔28内的燃油能够流回油箱中以免影响控制阀杆26的运动。

图3为本发明中通式增压活塞结构示意图。活塞体中部加工有一个环形油槽37，环形油槽37中间加工有一个横向贯通油路40，增压活塞39轴心处加工有一个纵向油路35与横向贯通油路40连通。增压活塞39上端加工有一个限位凸台34防止增压活塞39处于上止点时活塞39上端面与控制阀杆底座27完全贴合。增压活塞导向腔41内加工有一个回油油路36，防止增压活塞上腔42内的高压伺服油泄漏到增压活塞导向腔41内影响活塞39的运动。燃油进油油路 17通过一个单向阀16与中通式增压活塞下腔38连通。单向阀16的作用是使得在增压活塞39工作针阀体76未开启时，增压活塞下腔38与盛油槽75、控制腔72形成密闭容腔，防止被增压的燃油倒流回油箱中。当压电堆53加载电压后，伺服油流入到增压活塞上腔42中，由于增压活塞39的上端表面积大于增压活塞39下端的表面积，使得增压活塞39受到的向下的作用力大于向上的作用力，增压活塞39开始下移，对增压活塞下腔38、盛油槽75和控制腔72 内的燃油进行加压，提高喷油器的喷射压力。当压电堆53断电后，控制阀44 在控制阀复位弹簧46的作用下向上运动关断伺服油进油油路5与下过渡容腔 52的连通，同时伺服油回油油路47开启，增压活塞上腔42内的伺服油泄走，增压活塞39在增压活塞下腔38内的燃油压力作用下复位。

图4为本发明喷油器的压电控制组件结构示意图。它由压电堆电气接头43、压电堆53、控制阀44和控制阀复位弹簧46构成。压电堆53通过压电堆电气接头43与发动机电控单元连接，进而控制控制阀44的起落。压电堆53安装在阀座15里，控制阀44安装在压电堆53的下方，控制阀44上端面通过控制阀复位弹簧46被压紧至压电堆53的下端面上。阀座15底部加工有下过渡容腔 52，下过渡容腔52、液力补偿活塞上腔70、控制滑阀上腔相连通71。阀座15 中加工有伺服油进油油路5、燃油进油油路17和燃油回油油路6。控制阀底座 14上部加工有控制阀复位弹簧腔48，控制阀复位弹簧46安装在控制阀复位弹簧腔48里，控制阀44的下端部套于控制阀复位弹簧46里，控制阀44有上下两个密封锥面。控制阀底座14上的密封座面与控制阀下密封面50相配合，阀座15上的密封座面与控制阀上密封面45相配合。控制阀复位弹簧腔48底部加工有伺服油回油油路47。控制阀底座14上还加工有燃油进油油路17、燃油回油油路6、液力补偿活塞连通油路51和控制滑阀连通油路49。当压电堆53加载电压后，由于压电堆53的逆压电效应，压电堆53变形伸长向下推动控制阀 44，控制阀44离开阀座15，伺服油进油油路5与下过渡容腔52连通。控制阀下密封面50与控制阀底座14上的密封面相接处从而关断伺服油回油油路47。伺服油流经下过渡容腔52进入到液力补偿活塞上腔70和控制滑阀上腔71中。使得液力补偿活塞68和控制滑阀阀杆59向下运动；当压电堆53断电后，压电堆53恢复到原来长度，控制阀44在控制阀复位弹簧46的作用下向上运动关断伺服油进油油路5和下过渡容腔52的连通，同时伺服油回油油路47开启，液力补偿活塞上腔70、控制滑阀上腔71与伺服油回油油路47连通，控制滑阀阀杆59和液力补偿活塞68复位。

图5为本发明控制滑阀和液力补偿活塞结构示意图。控制滑阀由受力滑块 54、控制滑阀阀杆59和控制滑阀复位弹簧56构成。受力滑块54和控制滑阀阀杆59之间由螺纹配合连接在一起。控制滑阀复位弹簧56安装在控制滑阀下腔 55中，控制滑阀复位弹簧56不仅起到使控制滑阀阀杆59复位的作用，而且还限制了控制滑阀阀杆59的最大位移，使得当控制滑阀阀杆59处于最大位移的时候，控制滑阀阀杆59中部的平面密封阀60隔断上容积腔64和下容积腔63 的连通。控制滑阀复位弹簧底座57处加工有混合油回油油路56，防止从控制滑阀上腔71泄漏下来的伺服油和控制腔72泄漏上来的燃油的混合油留存在控制滑阀下腔55中对控制滑阀阀杆59的运动产生影响。控制滑阀阀杆59最下端有一个锥面密封阀62，当控制滑阀阀杆59处于上止点处时锥面密封阀62落座关断控制腔泄油油路61。在压电堆53不加载电压的时候，伺服油进油油路5 关闭，伺服油无法进入到控制滑阀上腔71中。控制滑阀阀杆59在控制滑阀复位弹簧56的作用下，控制滑阀阀杆59下端锥面密封阀62关断控制腔泄油油路 61，控制腔72不泄油。当压电堆53加载电压时，压电堆53变形伸长向下推动控制阀44，控制阀44离开阀座15，伺服油进油油路5与下过渡容腔52连通。控制阀下密封面50与控制阀底座14上的密封面相接处从而关断伺服油回油油路47，伺服油流经下过渡容腔52进入到控制滑阀上腔71，控制滑阀阀杆59 受到伺服油向下的作用力大于控制腔72内燃油对其向上的液压力，控制滑阀阀杆59开始向下运动，控制滑阀阀杆59中部的平面密封阀60关断上容积腔64 和下容积63腔之间的连通，并且锥面密封阀62下移使得控制腔72与控制腔泄油油路61连通，控制腔72开始泄油。当压电堆53断电后，压电堆53恢复到原来长度，控制阀44在控制阀复位弹簧46的作用下向上运动关断伺服油进油油路5与下过渡容腔52的连通，同时伺服油回油油路47开启，此时下过渡容腔52和伺服油回油油路47连通，控制滑阀上腔71开始泄油，控制滑阀上腔 71内压力降低，控制滑阀阀杆59向上运动。上容积腔64、下容积腔63和环形油槽13连通，并且控制滑阀阀杆29下端锥面密封阀32重新落座关断控制腔泄油油路31，控制腔72停止泄油。液力补偿活塞由活塞68，液力补偿活塞复位弹簧67构成。活塞68上端加工有限位凸台，复位弹簧67安装在液力补偿活塞下腔69中。液力补偿活塞导向限位腔66内加工有一个回油油路65，防止液力补偿活塞下腔69中的高压燃油泄漏到液力补偿活塞导向限位腔66内影响压力补偿活塞68的运动。在喷油器不工作的时候，由于液力补偿活塞下腔69内存在高压燃油，在液压力和弹簧预紧力的作用下液力补偿活塞68位于上止点位置。一部分燃油通过环形油槽13、上容积腔64、下容积腔63和液力补偿活塞下腔69进入到控制腔72内，使得控制腔72内建压速度增快，提高喷油器的响应。当喷油器开始工作时，压电堆53变形伸长向下推动控制阀44，控制阀44 离开阀座15，伺服油进油油路5与下过渡容腔52连通。控制阀下密封面50与控制阀底座14上的密封面相接触关断伺服油回油油路47。伺服油进入到下过渡容腔52并进入到液力补偿活塞上腔70中，液力补偿活塞68上端受到伺服油向下的作用力大于液力补偿活塞下腔69内燃油对其向上的液压力，液力补偿活塞68开始向下运动。在喷油初期对控制腔72进行一定程度上的燃油补充，控制腔72内燃油压力下降较为缓慢，进而使得针阀体76在初始时刻上升相对缓慢，喷油速率增加的也较为缓慢。当压电堆53断电后，压电堆53恢复到原来长度，控制阀44在控制阀复位弹簧46的作用下向上运动关断伺服油进油油路 5与下过渡容腔52的连通，同时伺服油回油油路开启47。此时下过渡容腔52 和伺服油回油油路47连通，液力补偿活塞上腔70开始泄油，当液力补偿活塞上腔70的伺服油压力减小到小于下腔69内的燃油压力和弹簧预紧力的合力时液力补偿活塞68开始向上运动直至运动到上止点处。

图6为本发明针阀组件结构示意图。它由控制腔套筒12、针阀复位弹簧73 和针阀体76构成。控制腔套筒12上加工有针阀复位弹簧座77，既可以固定针阀复位弹簧73又可以对针阀体76起到限位作用，防止喷油器开始工作时控制滑阀阀杆59和针阀体76发生碰撞。当喷油开始时，由于液力补偿活塞68的作用喷油初期控制腔72内燃油压力下降较慢，针阀体76抬升速度缓慢，喷油速率低；喷油持续一段时间后，液力补偿活塞68不再向控制腔72内补充燃油，此后控制腔72内压力下降较快，针阀体76提升速度加快，喷油速率高，实现可变喷油规律，有利于改善发动机的动力性、燃油经济型、污染物排放和噪声排放性能。当喷油结束时，控制腔72与控制腔泄油油路61的连通被关断，控制腔72开始重新建压。燃油一部分从燃油进油油路17直接进入到控制腔72中，另一部分通过环形油槽13、上容积腔64、下容积腔63和液力补偿活塞下腔69 进入到控制腔72中。使得控制腔72建压速度加快，提高喷油器的响应。

由上述工作过程可知，本发明喷油规律可变的增压式重油压电-电磁双阀电控喷油器的喷油过程中，喷油器内的液力补偿活塞68和控制滑阀59在喷油初期可以实现喷油规律的先缓后急，有利于改善发动机的动力性、燃油经济型、污染物排放和噪声排放性能；在喷油结束后一部分燃油可以通过上容积腔64、下容积腔63和液力补偿活塞下腔内69进入到控制腔72中可以使控制腔72更加快速地建压，提高了喷油器的响应特性。喷油器内的中通式增压活塞7可以进一步提高喷油器内的燃油压力，使得喷油雾化效果更好，改善发动机的燃烧。本发明应用于共轨系统上时，在大油量喷射状态下，采用蓄压腔20的结构能有效减小共轨压力波动，从而缓解了各缸喷油过程的均匀性和稳定性下降的现象的发生。

Claims (5)

1.喷油规律可变的增压式重油压电-电磁双阀电控喷油器，其特征是：包括喷油器体以及自上而下设置的电磁阀组件、中通式增压活塞、压电控制组件、控制滑阀组件和针阀组件，喷油器体设置在电磁阀组件上方，喷油器体里设置蓄压腔，喷油器体上方安装喷油器头，喷油器头里设置连通蓄压腔的主进油孔；

所述电磁阀组件包括中间块、密封阀杆底座、电磁阀阀体、衔铁、控制阀杆，喷油器体、中间块和密封阀杆底座自上而下设置，电磁阀阀体设置在喷油器体里，衔铁设置在中间块里，控制阀杆上端部连接衔铁，控制阀杆下端部伸入至密封阀杆底座里，电磁阀阀体里设置电磁阀复位弹簧，电磁阀复位弹簧的顶端顶在喷油器体上，电磁阀复位弹簧的底端顶在衔铁上，电磁阀复位弹簧所在位置为电磁阀复位弹簧腔，电磁阀阀体里缠绕线圈，电磁阀复位弹簧上方的喷油器体里设置伺服油回油油路、伺服油进油油路、燃油进油油路、燃油回油油路，燃油进油油路连通蓄压腔，伺服油回油油路连通电磁阀复位弹簧腔，控制阀杆中部分别设置控制阀杆上密封锥面和控制阀杆下密封锥面，控制阀杆中部所在的中间块处设置上过渡容腔，上过渡容腔连通增压活塞连通油路，控制阀杆与其下方的密封阀杆底座之间形成控制阀杆导向腔，控制阀杆导向腔连通回油油路，密封阀杆底座里设置连通伺服油进油油路的伺服油进油孔；

所述中通式增压活塞设置在增压活塞体里，中通式增压活塞的上部为大头端，中通式增压活塞的下部为增压活塞活塞体，大头端与其上方的上增压阀密封阀杆底座之间形成增压活塞上腔，大头端上设置限位凸台，大头端中部与限位凸台之间形成增压活塞导向腔，增压活塞活塞体下方形成增压活塞下腔，增压活塞下腔通过单向阀连通燃油进油油路，大头端内部设置纵向油路，增压活塞活塞体设置横向贯通油路，纵向油路与横向贯通油路相通，横向贯通油路连通增压活塞连通油路，增压活塞导向腔连通增压活塞回油油路；

所述压电控制组件包括阀座、压电堆、控制阀、控制阀底座，阀座设置在控制阀底座上方，压电堆设置在阀座里，控制阀设置在压电堆的下方，控制阀底座里设置控制阀复位弹簧腔，控制阀复位弹簧腔里安装控制阀复位弹簧，控制阀的下端部套于控制阀复位弹簧里，控制阀的中部设置控制阀凸起，控制阀凸起上下端面分别为控制阀上密封面和控制阀下密封面，阀座底部设置下过渡容腔，控制阀底座里设置液力补偿活塞连通油路、控制滑阀连通油路、伺服油回油油路，液力补偿活塞连通油路、控制滑阀连通油路均连通下过渡容腔，伺服油回油油路连通控制阀复位弹簧腔；

所述控制滑阀组件包括控制滑阀复位弹簧底座、控制滑阀阀杆、液力补偿活塞，控制滑阀复位弹簧底座设置在控制阀底座下方，控制滑阀复位弹簧底座与控制阀底座之间形成环形油槽，控制滑阀阀杆、液力补偿活塞分别位于控制滑阀复位弹簧底座里，控制阀底座里设置受力滑块，受力滑块上方为控制滑阀上腔，受力滑块下方为控制滑阀下腔，控制滑阀阀杆的上端部连接受力滑块并套有控制滑阀复位弹簧，控制滑阀上腔连通控制滑阀上腔连通油路；液力补偿活塞上方为液力补偿活塞上腔，液力补偿活塞中部与控制滑阀复位弹簧底座之间形成液力补偿活塞下腔，液力补偿活塞下方为液力补偿活塞导向限位腔，液力补偿活塞上套有液力补偿活塞复位弹簧，液力补偿活塞复位弹簧位于液力补偿活塞下腔里，液力补偿活塞上腔连通液力补偿活塞上腔连通油路，控制滑阀阀杆中部设置平面密封阀，平面密封阀所在的控制滑阀复位弹簧底座处设置上容积腔，平面密封阀下方的控制滑阀复位弹簧底座设置下容积腔，控制滑阀阀杆底部设置锥面密封阀，锥面密封阀上方的控制滑阀复位弹簧底座设置底部容积腔，上容积腔连通环形油槽，下容积腔连通液力补偿活塞下腔，底部容积腔通过控制腔泄油油路连通燃油回油油路；

所述针阀组件包括喷嘴、针阀体、控制腔套筒，针阀体安装在喷嘴里并与喷嘴之间形成盛油槽，盛油槽连通燃油进油油路，喷嘴下端部设置喷口，喷嘴上方与控制滑阀复位弹簧底座之间形成控制腔，控制腔位于锥面密封阀下方，控制腔连通液力补偿活塞下腔和燃油进油油路，控制腔套筒设置在控制腔里，控制腔套筒上加工有针阀复位弹簧座，针阀体上部套有针阀复位弹簧，针阀复位弹簧上端顶在针阀复位弹簧座上。

2.根据权利要求1所述的喷油规律可变的增压式重油压电-电磁双阀电控喷油器，其特征是：液力补偿活塞导向限位腔里加工有回油油路，控制滑阀下腔下方设置与其连通的混合油回油油路。

3.根据权利要求1或2所述的喷油规律可变的增压式重油压电-电磁双阀电控喷油器，其特征是：当电磁阀线圈不通电而压电堆加载电压时，控制阀向下运动，控制阀下锥面关断伺服油回油油路同时伺服油进油油路与下过渡容腔连通，伺服油经过下过渡容腔进入到控制滑阀上腔和液力补偿活塞上腔中，控制滑阀阀杆和液力补偿活塞活塞体向下运动，控制腔泄油油路开启，控制腔泄油，液力补偿活塞下移使得液力补偿活塞下腔中的燃油被压入到控制腔中，对控制腔进行燃油补充；在液力补偿活塞运动到下止点后不再对控制腔进行燃油补偿；当压电堆不加载电压后，压电堆复位，控制阀在控制阀复位弹簧的作用下向上运动，关断伺服油进油油路与下过渡容腔的连通，同时伺服油回油油开启；液力补偿活塞上腔和控制滑阀上腔中的伺服油泄走，液力补偿活塞和控制滑阀阀杆分别在复位弹簧、控制滑阀复位弹簧的作用下向上运动，液力补偿活塞重新回到上止点位置，控制滑阀阀杆向上运动关断控制腔回油油路，控制腔重新建压，针阀体落座，从而结束喷油过程。

4.根据权利要求1或2所述的喷油规律可变的增压式重油压电-电磁双阀电控喷油器，其特征是：电磁阀线圈、压电堆均通电时，首先电磁阀线圈通电，控制阀杆向上抬起，控制阀杆上锥面关断伺服油回油油路，同时伺服油进油油路与上过渡容腔连通；伺服油通过上过渡容腔进入到增压活塞上腔中，增压活塞向下移动，压电堆加载电压信号，控制阀向下运动，控制阀下锥面关断伺服油回油油路同时伺服油进油油路与下过渡容腔连通；伺服油经过下过渡容腔进入到控制滑阀上腔和液力补偿活塞上腔中，控制滑阀阀杆和液力补偿活塞向下运动，控制腔泄油油路开启，控制腔泄油；液力补偿活塞下移使得液力补偿活塞下腔中的燃油被压入到控制腔中，对控制腔进行燃油补充；在液力补偿活塞运动到下止点后不再对控制腔进行燃油补偿；压电堆电压信号切断，压电堆复位，控制阀在控制阀复位弹簧的作用下向上运动，关断伺服油进油油路与下容积腔的连通，同时伺服油回油油路开启，液力补偿活塞上腔和控制滑阀上腔中的伺服油泄走，液力补偿活塞和控制滑阀阀杆分别在复位弹簧、控制滑阀复位弹簧的作用下开始向上运动，液力补偿活塞重新回到上止点位置，控制滑阀阀杆向上运动关断控制腔回油油路，控制腔重新建压，针阀体落座，从而结束喷油过程；电磁阀线圈断电，控制阀杆在电磁阀复位弹簧的作用下落座，关断伺服油进油油路与上过渡容腔的连通，同时伺服油回油油路开启；中通式增压活塞上腔与伺服油回油油路连通，当增压活塞下端的向上的作用力大于上端向下的作用力时，中通式增压活塞复位。

5.根据权利要求3所述的喷油规律可变的增压式重油压电-电磁双阀电控喷油器，其特征是：电磁阀线圈、压电堆均通电时，首先电磁阀线圈通电，控制阀杆向上抬起，控制阀杆上锥面关断伺服油回油油路，同时伺服油进油油路与上过渡容腔连通；伺服油通过上过渡容腔进入到增压活塞上腔中，增压活塞向下移动，压电堆加载电压信号，控制阀向下运动，控制阀下锥面关断伺服油回油油路同时伺服油进油油路与下过渡容腔连通；伺服油经过下过渡容腔进入到控制滑阀上腔和液力补偿活塞上腔中，控制滑阀阀杆和液力补偿活塞向下运动，控制腔泄油油路开启，控制腔泄油；液力补偿活塞下移使得液力补偿活塞下腔中的燃油被压入到控制腔中，对控制腔进行燃油补充；在液力补偿活塞运动到下止点后不再对控制腔进行燃油补偿；压电堆电压信号切断，压电堆复位，控制阀在控制阀复位弹簧的作用下向上运动，关断伺服油进油油路与下容积腔的连通，同时伺服油回油油路开启，液力补偿活塞上腔和控制滑阀上腔中的伺服油泄走，液力补偿活塞和控制滑阀阀杆分别在复位弹簧、控制滑阀复位弹簧的作用下开始向上运动，液力补偿活塞重新回到上止点位置，控制滑阀阀杆向上运动关断控制腔回油油路，控制腔重新建压，针阀体落座，从而结束喷油过程；电磁阀线圈断电，控制阀杆在电磁阀复位弹簧的作用下落座，关断伺服油进油油路与上过渡容腔的连通，同时伺服油回油油路开启；中通式增压活塞上腔与伺服油回油油路连通，当增压活塞下端的向上的作用力大于上端向下的作用力时，中通式增压活塞复位。

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