CN109098902A - 喷油规律可变的压电-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压电‑电磁双阀电控喷油器，包括喷油器头、增压控制阀、增压活塞、喷油控制阀、喷嘴和喷油器体。采用压电堆和电磁阀分别控制增压过程和喷油过程使得本发明的喷油规律可变的压电‑电磁双阀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。液力补偿活塞使得本发明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

喷油规律可变的压电-电磁双阀电控喷油器

技术领域

本发明涉及的是一种柴油机，具体地说是柴油机燃油系统。

背景技术

随着全球范围内能源问题的日益突出和排放法规的日趋严格，电控高压共轨系统已成为目前提高柴油机性能、减少有害物质排放的最有效的技术手段之一。高压共轨系统不仅可以提供较高的喷射压力，而且还可以形成由预喷、主喷和后喷等组成的多次喷射。柴油机燃烧过程的质量很大程度上取决于喷油规律，根据不同的工况选择不同形式的喷油规律可以使柴油机获得良好的动力性和经济性。

电控喷油器克服了机械式喷油器喷油规律受凸轮形状制约的问题，实现了对喷油规律的灵活可控。组织柴油机理想燃烧过程，要求喷油速率先低后高，结束喷油快捷，但是对于常规的电控喷油器而言，实现先缓后急的喷油规律会大大增加控制难度，因此在实际应用中存在着诸多不便。

发明内容

本发明的目的在于提供可实现喷油率的先缓后急，并实现快捷结束喷油的喷油规律可变的压电-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压电-电磁双阀电控喷油器，其特征是：包括喷油器体、增压控制阀、增压活塞、喷油控制阀、喷嘴，增压控制阀、增压活塞自上而下安装在喷油器体里，喷油控制阀、喷嘴自上而下安装在紧帽里，紧帽连接喷油器体，喷油器体里设置主进油路；

所述增压控制阀包括增压控制阀上阀座、增压控制阀下阀座、压电堆、增压控制阀阀杆，压电堆设置在增压控制阀上阀座里，增压控制阀阀杆位于压电堆的下方，增压控制阀阀杆下端部伸入至增压控制阀下阀座里并套有增压控制阀复位弹簧，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，增压控制阀阀杆与增压控制阀下阀座之间形成增压控制阀下腔，增压控制阀上阀座里设置增压控制阀进油路，增压控制阀下阀座里设置增压控制阀出油路，增压控制阀进油路分别连通主进油路和增压控制阀上腔，增压控制阀出油路连通增压控制阀下腔；

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，内部油路连通凹槽和活塞腔，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、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，高压燃油经主进油路分成四个部分：第一部分经增压控制阀进油路进入增压控制阀上腔，存储在增压控制阀上腔内；第二部分从增压腔进油路进入到增压腔内，并通过增压腔出油路流出增压腔，燃油流出增压腔后进入盛油槽进油路，流入盛油槽内；第三部分经液力补偿活塞上腔进油路流入液力补偿活塞上腔内；第四部分燃油经主进油路和喷油控制阀进油路流入喷油控制阀上腔，喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔连通，这一部分燃油分成两路流入控制腔内，第一路经喷油控制阀下腔和控制腔油路直接流入控制腔内，第二路经喷油控制阀下腔和液力补偿活塞下腔进油路流入液力补偿活塞下腔，再经液力补偿活塞下腔出油路流入控制腔；此时液力补偿活塞上腔和液力补偿活塞下腔均充满高压燃油，液力补偿活塞在液压和液力补偿活塞复位弹簧的共同作用下保持静止，针阀在燃油压力和针阀复位弹簧的共同作用下保持落座；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，喷油控制阀阀杆的凸起使得其锥面密封，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，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；之后，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，喷油控制阀阀杆的凸起锥面再度开启，喷油泄油路关闭，喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔连通，共轨管中的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。

2、增压模式下：液力补偿活塞在液压和液力补偿活塞复位弹簧的共同作用下保持静止，针阀在燃油压力和针阀复位弹簧的共同作用下保持落座；当增压控制阀的压电堆通电后，压电堆推动增压控制阀阀杆下移，实现增压控制阀阀杆下锥面密封，增压控制阀阀杆上锥面开启，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，通过内部油路流入活塞腔；增压活塞向下运动，对增压腔内的燃油进行增压，此时盛针阀不抬起；继而，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，实现喷油控制阀阀杆凸起的锥面密封，喷油控制阀上腔和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，开始泄油，泄油的同时，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；随着液力补偿活塞下腔内燃油的流出，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，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，喷油控制阀阀杆的凸起锥面再度开启，喷油泄油路关闭，喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔连通，共轨管中的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；最后，增压控制阀的压电堆断电，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，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，活塞腔内的燃油可以泄入低压油路，增压活塞在液压的作用下复位。

3、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。

本发明的优势在于：本发明的喷油规律可变的压电-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；采用压电堆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压电-电磁双阀电控喷油器，包括喷油器头1、增压控制阀2、增压活塞3、喷油控制阀4、喷嘴5、紧帽6和喷油器体7，喷油器头1安装在喷油器体7上，增压控制阀2、增压活塞3、喷油控制阀4和喷嘴5自上而下依次安装在喷油器体7内，紧帽6通过螺纹与喷油器体7紧固在一起。

增压控制阀2安装在喷油器体7内，增压控制阀2包括电气接头9、增压控制阀上阀座10、增压控制阀下阀座13、增压控制阀复位弹簧14、增压控制阀阀杆17和压电堆18。增压控制阀阀杆17与增压控制阀上阀座10和增压控制阀下阀座13之间分别形成增压控制阀上腔11和增压控制阀下腔15，增压控制阀上腔11通过增压控制阀进油路16与主进油路8连通；增压控制阀下腔15分别与增压控制阀出油路12和低压油路连通。

增压活塞3安装在增压控制阀2下部，增压活塞3大头端设有限位凸台，小头端开有凹槽27，增压活塞3内部设有内部油路28和凹槽连通油路22。喷油器体7内设有活塞腔19、泄油腔20和增压腔26，主进油路8与增压腔26通过增压腔进油路25连通，增压腔进油路25内设有单向阀24，在增压腔26下端设有增压腔出油路23，增压活塞连通油路21与凹槽27始终保持连通，并且与凹槽连通油路22、内部油路28和活塞腔19形成通路。

喷油控制阀4安装在增压活塞3下端，喷油控制阀4包括喷油控制阀复位弹簧座29、喷油控制阀铁芯30、喷油控制阀衔铁31、喷油控制阀阀座32、喷油控制阀阀杆33、喷油控制阀衔铁室38、喷油控制阀线圈39、喷油控制阀线圈密封胶40和喷油控制阀复位弹簧41。喷油控制阀阀杆33与喷油控制阀阀座32之间分别形成喷油控制阀上腔36和喷油控制阀下腔34，喷油控制阀阀杆33上开有喷油泄油路37，与低压油路连通；喷油控制阀上腔36通过喷油控制阀进油路35与主进油路8连通。

喷嘴5安装在喷油器体7的末端，喷嘴5包括止回阀42、液力补偿活塞43、液力补偿活塞复位弹簧45、控制腔47、盛油槽48、喷孔49、针阀50和针阀复位弹簧51。液力补偿活塞43安装在喷嘴5的上部，喷油器体7内设有液力补偿活塞上腔56、液力补偿活塞下腔54和液力补偿活塞泄油腔53，液力补偿活塞上腔56顶端设置有与主进油路8连通的液力补偿活塞上腔进油路57，液力补偿活塞下腔54分别与液力补偿活塞下腔进油路55和液力补偿活塞下腔出油路52连通，液力补偿活塞下腔进油路55内安装有止回阀42；控制腔47与控制腔油路44连通；针阀复位弹簧51安装在控制腔47内，针阀50的上部套于针阀复位弹簧51里；盛油槽48与盛油槽进油路46连通；喷嘴5末端开有喷孔49。

本发明的喷油规律可变的压电-电磁电控喷油器由喷油器头1、增压控制阀2、增压活塞3、喷油控制阀4、喷嘴5、紧帽6和喷油器体7组成。喷油器头1固定在喷油器体7上，增压控制阀2、增压活塞3、喷油控制阀4和喷嘴5分别安装在喷油器体7内，紧帽6与喷油器体7之间用螺纹连接。喷油器体7内开有主进油路8。增压控制阀阀杆17与增压控制阀上阀座10和增压控制阀下阀座13之间分别形成增压控制阀上腔11和增压控制阀下腔15，主进油路8通过增压控制阀进油路16与增压控制阀上腔11连通；增压控制阀下腔15分别与增压控制阀出油路12和低压油路连通。增压活塞3安装在增压控制阀2的下部，喷油器体7内设有活塞腔19、泄油腔20和增压腔26，主进油路8与增压腔26之间设有增压腔进油路25，增压腔进油路25内安有单向阀24；增压控制阀出油路12、增压活塞连通油路21和增压活塞3上的凹槽27连通；增压活塞3上开有内部油路28和凹槽连通油路22，将活塞腔19和凹槽27连通起来；泄油腔20与低压油路连通。喷油控制阀4安装在增压活塞3的下端，喷油控制阀阀杆33与喷油控制阀阀座32之间分别形成喷油控制阀上腔36和喷油控制阀下腔34，主进油路8通过喷油控制阀进油路35与喷油控制阀上腔36连通；喷油控制阀阀杆33上开有喷油泄油路37，与低压油路连通。喷嘴5安装在喷油器体7的末端，喷油器体7内开有液力补偿活塞上腔56、液力补偿活塞下腔54、液力补偿活塞泄油腔53、控制腔47和盛油槽48，液力补偿活塞上腔56与主进油路8之间通过液力补偿活塞上腔进油路57连通，液力补偿活塞下腔54与喷油控制阀下腔34通过液力补偿活塞下腔进油路55连通，液力补偿活塞下腔进油路55内安装有止回阀42，液力补偿活塞下腔54通过液力补偿活塞下腔出油路52连通至控制腔47，液力补偿活塞泄油腔53与低压油路连通。针阀复位弹簧51安装在控制腔47内，针阀50的上部套于针阀复位弹簧51里，针阀50的其余部分位于喷嘴5内；盛油槽48与增压腔26通过盛油槽进油路46和增压腔出油路23连通；喷嘴5末端开有喷孔49。

增压控制阀2由电气接头9、增压控制阀上阀座10、增压控制阀下阀座13、增压控制阀复位弹簧14、增压控制阀阀杆17和压电堆18组成，如图2所示。增压控制阀复位弹簧14一端固定在增压控制阀下腔15内，另一端套在增压控制阀阀杆17末端；增压控制阀阀杆17落在增压控制阀上阀座10上，与增压控制阀上阀座10和增压控制阀下阀座13之间分别形成增压控制阀上腔11和增压控制阀下腔15；增压控制阀上腔11通过增压控制阀进油路16与主进油路8连通，增压控制阀下腔15旁侧与增压控制阀出油路12连通，末端与低压油路连通；压电堆18安装在增压控制阀阀杆17的上端，压电堆18顶端设置电气接头9。

增压活塞3两端截面积不同，增压活塞3大头端设置有限位凸台；增压活塞3下端关于活塞中心线对称布置两个圆柱形凹槽27，两个凹槽27中间设置凹槽连通油路22，两个凹槽27通过凹槽连通油路22连通；在增压活塞3中心开有内部油路28，内部油路28从活塞大头中心开始打入，直至与凹槽连通油路22连通为止；喷油器体7内设有活塞腔19、泄油腔20和增压腔26，增压活塞3安装在喷油器体7内，如图3所示。增压腔26下端设有增压腔进油路25和增压腔出油路23，主进油路8与增压腔26通过增压腔进油路25连通，增压腔进油路25内设有单向阀24，增压活塞连通油路21与凹槽27连通，燃油可以通过增压活塞连通油路21、凹槽27、凹槽连通油路22和内部油路28流入活塞腔19，且当增压活塞3下行至极限位置时，增压活塞连通油路21仍然保持与凹槽27连通，从而保证了增压过程中一直有燃油流入活塞腔19内。泄油腔20与低压油路连通，一方面可以将增压活塞3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3起到限位作用。

喷油控制阀4由喷油控制阀复位弹簧座29、喷油控制阀铁芯30、喷油控制阀衔铁31、喷油控制阀阀座32、喷油控制阀阀杆33、喷油控制阀衔铁室38、喷油控制阀线圈39、喷油控制阀线圈密封胶40和喷油控制阀复位弹簧41组成，如图4所示。喷油控制阀衔铁31固定在喷油控制阀阀杆33上，安装在喷油控制阀衔铁室38内；喷油控制阀复位弹簧41一端安装在喷油控制阀复位弹簧座29上，另一端安装在喷油控制阀阀杆33上，将喷油控制阀阀杆33紧压在喷油控制阀阀座32上；喷油控制阀阀杆33与喷油控制阀阀座32之间形成喷油控制阀上腔36和喷油控制阀下腔34，喷油控制阀上腔36通过喷油控制阀进油路35与主进油路8连通，初始位置时喷油控制阀阀杆33平面密封，喷油控制阀上腔36和喷油控制阀下腔34连通；喷油控制阀阀杆33上开有喷油泄油路37，与低压油路连通。

喷嘴5主要包括止回阀42、液力补偿活塞43、液力补偿活塞复位弹簧45、控制腔47、盛油槽48、喷孔49、针阀50和针阀复位弹簧51。喷油器体7内设有液力补偿活塞上腔56、液力补偿活塞下腔54、液力补偿活塞泄油腔53、控制腔47和盛油槽48；主进油路8通过液力补偿活塞上腔进油路57与液力补偿活塞43连通，液力补偿活塞下腔54两侧分别设置液力补偿活塞下腔进油路55和液力补偿活塞下腔出油路52，液力补偿活塞下腔进油路55内设有止回阀42，其作用在于防止液力补偿活塞下腔54内的燃油回流，液力补偿活塞泄油腔53与低压油路连通，用于收集液力补偿活塞43移动过程中泄漏的燃油，并对液力补偿活塞43起到限位的作用；燃油通过盛油槽进油路46流入盛油槽48内；控制腔47顶端设有控制腔油路44，针阀复位弹簧51安装在控制腔47内；针阀50的上部套在针阀复位弹簧51内，其余部分位于喷嘴5内；喷嘴5末端开有喷孔49，初始位置时，针阀50落座，喷孔49关闭，如图5所示。控制腔47内的燃油压力和针阀复位弹簧51的合力与盛油槽48内的燃油压力将决定针阀50的抬起与落座，进而控制盛油槽48与喷孔49的连通或断开。

本发明的喷油规律可变的压电-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：增压控制阀2的压电堆18始终不通电，此时增压控制阀进油路16与增压活塞连通油路21断开，共轨管中的高压燃油会经主进油路8分成四个部分：第一部分经增压控制阀进油路16进入增压控制阀上腔11，存储在增压控制阀上腔11内；第二部分从增压腔进油路25进入到增压腔26内，并通过增压腔出油路23流出增压腔26，燃油流出增压腔26后进入盛油槽进油路46，最终流入盛油槽48内；第三部分经液力补偿活塞上腔进油路57流入液力补偿活塞上腔56内；第四部分燃油经主进油路8和喷油控制阀进油路35流入喷油控制阀上腔36，由于此时喷油控制阀阀杆33锥面打开，平面密封，所以喷油控制阀上腔36和喷油控制阀下腔34连通，因此这一部分燃油最终会分成两路流入控制腔47内，第一路经喷油控制阀下腔34和控制腔油路44直接流入控制腔47内，第二路经喷油控制阀下腔34和液力补偿活塞下腔进油路55流入液力补偿活塞下腔54，再经液力补偿活塞下腔出油路52流入控制腔47。此时液力补偿活塞上腔56和液力补偿活塞下腔54均充满了高压燃油，液力补偿活塞43会在液压和液力补偿活塞复位弹簧45的共同作用下保持静止，同时，针阀50也会在燃油压力和针阀复位弹簧51的共同作用下保持落座，喷油器不工作。当喷油控制阀线圈39通电后，喷油控制阀阀杆33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36与喷油控制阀下腔34断开，由于喷油控制阀阀杆33上开有喷油泄油路37，所以当平面打开时，喷油泄油路37会与喷油控制阀下腔34、控制腔油路44以及控制腔47形成通路，于是控制腔47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54内存储的燃油会流入控制腔47内，但是由于控制腔油路44泄油速度要大于液力补偿活塞下腔出油路52的补油速度，所以控制腔47内的燃油压力会逐渐减小，只是减小的幅度较小，当控制腔47内的燃油压力与针阀复位弹簧51的合力小于盛油槽48内的燃油压力时，针阀50会缓慢抬起，盛油槽48内储存的燃油会从喷孔49喷出，开始喷油。因为液力补偿活塞下腔进油路55内设有止回阀42，所以在液力补偿活塞下腔54对控制腔47进行补油的过程中不会有燃油进入液力补偿活塞下腔54，而液力补偿活塞上腔56始终充满着高压燃油，因此随着液力补偿活塞下腔54内燃油的流出，液力补偿活塞43会在液力补偿活塞上腔56与液力补偿活塞下腔54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54内燃油流入控制腔47的目的，补油过程会一直持续至液力补偿活塞下腔54内的燃油全部流入控制腔47时结束；当补油过程结束后，控制腔47内剩余的燃油将直接通过控制腔油路44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47泄油速度更快，针阀50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33上的喷油泄油路37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39断电后，在喷油控制阀复位弹簧41的作用下，喷油控制阀阀杆33复位，平面再度关闭，锥面再度开启，喷油泄油路37关闭，喷油控制阀上腔36和喷油控制阀下腔34连通，共轨管中的燃油进入喷油控制阀下腔34后，一部分经控制腔油路44进入控制腔47，另一部分会流入液力补偿活塞下腔54，液力补偿活塞43会在液力补偿活塞下腔54内液压以及液力补偿活塞复位弹簧45的共同作用下复位，同时液力补偿活塞下腔54内的燃油还会通过液力补偿活塞下腔出油路52进入控制腔47，由于同时有两路燃油流入控制腔47，所以控制腔47内的压力会快速升高，当燃油压力与针阀复位弹簧51弹力的合力大于盛油槽48内的燃油压力时，针阀50快速落座，喷油过程迅速结束。

增压模式下：共轨管中的高压燃油会经主进油路8分成四个部分，第一部分经增压控制阀进油路16进入增压控制阀上腔11，存储在增压控制阀上腔11内；第二部分从增压腔进油路25进入到增压腔26内，并通过增压腔出油路23流出增压腔26，燃油流出增压腔26后进入盛油槽进油路46，最终流入盛油槽48内；第三部分经液力补偿活塞上腔进油路57流入液力补偿活塞上腔56内；第四部分燃油经主进油路8和喷油控制阀进油路35流入喷油控制阀上腔36，由于此时喷油控制阀阀杆33锥面打开，平面密封，所以喷油控制阀上腔36和喷油控制阀下腔34连通，因此这一部分燃油最终会分成两路流入控制腔47内，第一路经喷油控制阀下腔34和控制腔油路44直接流入控制腔47内，第二路经喷油控制阀下腔34和液力补偿活塞下腔进油路55流入液力补偿活塞下腔54，再经液力补偿活塞下腔出油路52流入控制腔47。此时液力补偿活塞上腔56和液力补偿活塞下腔54均充满了高压燃油，液力补偿活塞43会在液压和液力补偿活塞复位弹簧45的共同作用下保持静止，同时，针阀50也会在燃油压力和针阀复位弹簧51的共同作用下保持落座，喷油器不工作。当增压控制阀2的压电堆18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17下移，实现下锥面密封，上锥面开启，此时增压控制阀上腔11的燃油便会流入增压控制阀下腔15、增压控制阀出油路12、增压活塞连通油路21、凹槽27、凹槽连通油路22，最终通过内部油路28流入活塞腔19；此时活塞腔19和增压腔26内都充满了共轨管中的高压燃油，但是由于增压活塞3的大头和小头存在面积差，因此就会在增压活塞3两端形成压力差，于是增压活塞3就在这个压力差的作用下向下运动，对增压腔26内的燃油进行增压。增压腔进油路25内设有单向阀24，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48内储存的是增压后的超高压燃油，此时盛油槽48内的油压要高于控制腔47内的油压，但是由于盛油槽48与控制腔47存在着较大的面积差，再加上针阀复位弹簧51的作用，所以针阀50并不会抬起；继而，喷油控制阀线圈39通电，喷油控制阀阀杆33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36和喷油控制阀下腔34断开，由于喷油控制阀阀杆33上开有喷油泄油路37，所以当平面打开时，喷油泄油路37会与喷油控制阀下腔34、控制腔油路44以及控制腔47形成通路，于是控制腔47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54内存储的燃油会流入控制腔47内，但是由于控制腔油路44泄油速度要大于液力补偿活塞下腔出油路52的补油速度，所以控制腔47内的燃油压力会逐渐减小，只是减小的幅度较小，当控制腔47内的燃油压力与针阀复位弹簧51的合力小于盛油槽48内的燃油压力时，针阀50会缓慢抬起，盛油槽48内储存的燃油会从喷孔49喷出，开始喷油。因为液力补偿活塞下腔进油路55内设有止回阀42，所以在液力补偿活塞下腔54对控制腔47进行补油的过程中不会有燃油进入液力补偿活塞下腔54，而液力补偿活塞上腔56始终充满着高压燃油，因此随着液力补偿活塞下腔54内燃油的流出，液力补偿活塞43会在液力补偿活塞上腔56与液力补偿活塞下腔54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54内燃油流入控制腔47的目的，补油过程会一直持续至液力补偿活塞下腔54内的燃油全部流入控制腔47时结束；当补油过程结束后，控制腔47内剩余的燃油将直接通过控制腔油路44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47泄油速度更快，针阀50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33上开有喷油泄油路37，所以在控制腔47泄油过程中会有燃油流过喷油控制阀阀杆33，这会对喷油控制阀4起到冷却作用。当喷油控制阀线圈39断电后，在喷油控制阀复位弹簧41的作用下，喷油控制阀阀杆33复位，平面再度关闭，锥面再度开启，喷油泄油路37关闭，喷油控制阀上腔36和喷油控制阀下腔34连通，共轨管中的燃油进入喷油控制阀下腔34后，一部分经控制腔油路44进入控制腔47，另一部分会流入液力补偿活塞下腔54，液力补偿活塞43会在液力补偿活塞下腔54内液压以及液力补偿活塞复位弹簧45的共同作用下复位，同时液力补偿活塞下腔54内的燃油还会通过液力补偿活塞下腔出油路52进入控制腔47，由于同时有两路燃油流入控制腔47，所以控制腔47内的压力会快速升高，当燃油压力与针阀复位弹簧51弹力的合力大于盛油槽48内的燃油压力时，针阀50快速落座，喷油过程迅速结束。最后，增压控制阀2的压电堆18断电，增压控制阀阀杆17会在增压控制阀复位弹簧14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19通过内部油路28、凹槽连通油路22、凹槽27、增压活塞连通油路21、增压控制阀出油路12和增压控制阀下腔15与低压油路形成通路，因此活塞腔19内的燃油可以泄入低压油路，由于增压腔26内始终存储着共轨管中的高压燃油，所以增压活塞3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21与凹槽27会在增压活塞3下行的过程中始终保持连通，所以如果增压控制阀2的压电堆18中一直有电流通过，活塞腔19内将总会充满燃油，且当增压活塞3达到最大位移时可以获得最大增压比，而一旦增压控制阀2的压电堆18断电，增压活塞3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2的控制策略来实现增压比的柔性可调。

Claims (5)

1.喷油规律可变的压电-电磁双阀电控喷油器，其特征是：包括喷油器体、增压控制阀、增压活塞、喷油控制阀、喷嘴，增压控制阀、增压活塞自上而下安装在喷油器体里，喷油控制阀、喷嘴自上而下安装在紧帽里，紧帽连接喷油器体，喷油器体里设置主进油路；

所述增压控制阀包括增压控制阀上阀座、增压控制阀下阀座、压电堆、增压控制阀阀杆，压电堆设置在增压控制阀上阀座里，增压控制阀阀杆位于压电堆的下方，增压控制阀阀杆下端部伸入至增压控制阀下阀座里并套有增压控制阀复位弹簧，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，增压控制阀阀杆与增压控制阀下阀座之间形成增压控制阀下腔，增压控制阀上阀座里设置增压控制阀进油路，增压控制阀下阀座里设置增压控制阀出油路，增压控制阀进油路分别连通主进油路和增压控制阀上腔，增压控制阀出油路连通增压控制阀下腔；

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，内部油路连通凹槽和活塞腔，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，高压燃油经主进油路分成四个部分：第一部分经增压控制阀进油路进入增压控制阀上腔，存储在增压控制阀上腔内；第二部分从增压腔进油路进入到增压腔内，并通过增压腔出油路流出增压腔，燃油流出增压腔后进入盛油槽进油路，流入盛油槽内；第三部分经液力补偿活塞上腔进油路流入液力补偿活塞上腔内；第四部分燃油经主进油路和喷油控制阀进油路流入喷油控制阀上腔，喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔连通，这一部分燃油分成两路流入控制腔内，第一路经喷油控制阀下腔和控制腔油路直接流入控制腔内，第二路经喷油控制阀下腔和液力补偿活塞下腔进油路流入液力补偿活塞下腔，再经液力补偿活塞下腔出油路流入控制腔；此时液力补偿活塞上腔和液力补偿活塞下腔均充满高压燃油，液力补偿活塞在液压和液力补偿活塞复位弹簧的共同作用下保持静止，针阀在燃油压力和针阀复位弹簧的共同作用下保持落座；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，喷油控制阀阀杆的凸起使得其锥面密封，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，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；之后，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，喷油控制阀阀杆的凸起锥面再度开启，喷油泄油路关闭，喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔连通，共轨管中的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.根据权利要求1或2所述的喷油规律可变的压电-电磁双阀电控喷油器，其特征是：

增压模式下：液力补偿活塞在液压和液力补偿活塞复位弹簧的共同作用下保持静止，针阀在燃油压力和针阀复位弹簧的共同作用下保持落座；当增压控制阀的压电堆通电后，压电堆推动增压控制阀阀杆下移，实现增压控制阀阀杆下锥面密封，增压控制阀阀杆上锥面开启，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，通过内部油路流入活塞腔；增压活塞向下运动，对增压腔内的燃油进行增压，此时盛针阀不抬起；继而，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，实现喷油控制阀阀杆凸起的锥面密封，喷油控制阀上腔和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，开始泄油，泄油的同时，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；随着液力补偿活塞下腔内燃油的流出，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，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，喷油控制阀阀杆的凸起锥面再度开启，喷油泄油路关闭，喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔连通，共轨管中的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；最后，增压控制阀的压电堆断电，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，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，活塞腔内的燃油可以泄入低压油路，增压活塞在液压的作用下复位。

4.根据权利要求1或2所述的喷油规律可变的压电-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。

5.根据权利要求3所述的喷油规律可变的压电-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。