CN109162843A - 带控制腔滑块的压电-电磁双阀电控喷油器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供带控制腔滑块的压电‑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、控制腔滑块部分、喷嘴和喷油器体。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本发明的喷油过程不受增压过程的制约，因而本发明的带控制腔滑块的压电‑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，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。控制腔滑块部分使得本发明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

带控制腔滑块的压电-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

随着对柴油机环保与节能要求的日益严格，电控高压共轨柴油机成为当前柴油机技术的发展方向。如今柴油机发展越来越完善，凭借其高效率、功率范围广而在工业、农业、军用和农用等领域均得到了广泛的应用，但是柴油机数量不断增多的同时也引起了人们对柴油机燃油经济性和排放性能的关注。

电控喷油器是电控高压共轨系统的核心要素，其克服了机械式喷油器喷油规律受凸轮形状制约的问题，实现了对喷油定时等参数的灵活可控。然而，减少柴油机排放的关键在于优化其燃烧过程，理想的柴油机燃烧过程需要缩短后燃期，对于现有的电控喷油器来说，缩短后燃期就意味着结束喷油的速度要相对较快，但是这会极大地增加控制难度，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以减少后燃期，极大改善柴油机燃烧性能的带控制腔滑块的压电-电磁双阀电控喷油器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明带控制腔滑块的压电-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、控制腔滑块部分、喷嘴，增压控制阀、增压活塞自上而下安装在喷油器体内，喷油控制阀、控制腔滑块部分、喷嘴自上而下依次安装在增压活塞下方，喷油控制阀、控制腔滑块部分、喷嘴的外部设置紧帽，紧帽与喷油器体固定在一起，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阀座、喷油器控制阀上阀座、喷油控制阀复位弹簧座、喷油控制阀铁芯、喷油控制阀衔铁、喷油控制阀阀杆，喷油器控制阀上阀座、喷油控制阀阀座自上而下设置，喷油控制阀复位弹簧座、喷油控制阀铁芯设置在喷油控制阀上阀座里，喷油控制阀阀杆顶部连接喷油控制阀衔铁，喷油控制阀衔铁设置在喷油控制阀阀座里，喷油控制阀铁芯里缠绕喷油控制阀线圈，喷油控制阀铁芯中部设置喷油控制阀复位弹簧，喷油控制阀复位弹簧的顶端顶在喷油控制阀复位弹簧座上，喷油控制阀复位弹簧的底端顶在喷油控制阀衔铁上，喷油控制阀阀杆中部设置喷油控制阀锥形凸起，喷油控制阀锥形凸起上方的喷油控制阀阀杆与喷油控制阀阀座之间形成喷油控制阀上腔，喷油控制阀锥形凸起下方的喷油控制阀阀杆与喷油控制阀阀座之间形成喷油控制阀下腔，喷油控制阀阀杆中部设置喷油泄油路，喷油控制阀阀座里设置喷油控制阀进油路，喷油控制阀进油路分别连通喷油控制阀上腔和主进油路；

所述控制腔滑块部分包括中间块、缸、控制腔滑块，所述喷嘴包括针阀，中间块和缸自上而下布置，针阀设置在缸里，缸里设置控制腔，控制腔滑块设置在控制腔里，控制腔滑块上表面开有表面环槽，控制腔滑块的中部开设控制腔滑块中间油路，控制腔滑块的一侧开设控制腔第一进油节流孔和控制腔第二进油节流孔，其另一侧开设控制腔滑块进油孔，中间块里设置控制腔油路，缸里设置控制腔进油孔，控制腔油路连通喷油控制阀下腔和表面环槽，控制腔滑块下方设置控制腔滑块复位弹簧，控制腔滑块复位弹簧下端顶在其下方的针阀上；针阀上部套有针阀复位弹簧，针阀复位弹簧的上端顶在其上方的缸上，针阀与缸之间形成盛油槽和盛油槽进油路，盛油槽进油路分别连通盛油槽、增压腔出油路和主进油路，缸的下端部设置喷孔。

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；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；第三部分经喷油控制阀进油路流入喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔，进而通过控制腔油路流入表面环槽，并经控制腔滑块中间油路进入控制腔内；第四部分燃油经主进油路流入控制腔环槽内和表面环槽，后经控制腔滑块中间油路流入控制腔内，控制腔滑块会向下移动，使控制腔进油孔与控制腔第一进油节流孔和控制腔第二进油节流孔同时连通，并打开控制腔滑块进油孔，高压燃油分别通过中间油路和控制腔滑块进油孔流入控制腔中，当控制腔滑块上下表面不存在液压差，控制腔滑块在控制腔滑块复位弹簧的作用下回复到初始位置，紧压中间块，关闭控制腔滑块进油孔，针阀落座；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，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，平面打开时，喷油泄油路与喷油控制阀下腔、控制腔油路、表面环槽、控制腔滑块中间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，泄油同时，燃油通过主进油路、控制腔环槽、控制腔进油孔和控制腔第一进油节流孔流入表面环槽，对控制腔进行补油，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；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，经控制腔油路进入表面环槽，然后进入控制腔，同时，燃油经控制腔第二进油节流孔流入表面环槽和控制腔，控制腔滑块再次下移，打开控制腔滑块进油孔，并使控制腔进油孔与控制腔第一进油节流孔和控制腔第二进油节流孔连通，燃油同时通过控制腔滑块中间油路和控制腔进油孔流入控制腔内，建压过程开始，直到控制腔内的燃油压力和针阀复位弹簧弹力的合力大于盛油槽内燃油压力时，针阀落座。

2、增压模式下，当增压控制阀的压电堆通电后，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，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；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，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，当平面打开时，喷油泄油路与喷油控制阀下腔、控制腔油路、表面环槽、控制腔滑块中间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，泄油同时，燃油会通过主进油路、控制腔环槽、控制腔进油孔和控制腔第一进油节流孔流入表面环槽，对控制腔进行补油，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；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，经控制腔油路进入表面环槽，然后进入控制腔，同时，共轨管中的燃油经控制腔第二进油节流孔流入表面环槽和控制腔，控制腔滑块再次下移，打开控制腔滑块进油孔，并使控制腔进油孔与控制腔第一进油节流孔和控制腔第二进油节流孔连通，燃油同时通过控制腔滑块中间油路和控制腔进油孔流入控制腔内，建压过程开始，直到控制腔内的燃油压力和针阀复位弹簧弹力的合力大于盛油槽内燃油压力时，针阀落座；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，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，增压活塞复位，为下一次增压过程做准备。

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：本发明的带控制腔滑块的压电-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；采用两个电磁阀分别控制增压过程和喷油过程，可靠性更高；控制腔滑块部分可以使本发明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为控制腔滑块部分示意图；

图6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1-6，本发明带控制腔滑块的压电-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、控制腔滑块部分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，增压控制阀2、增压活塞3、喷油控制阀4、控制腔滑块部分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2安装在喷油器体8内，增压控制阀2包括电气接头10、增压控制阀上阀座11、增压控制阀下阀座14、增压控制阀复位弹簧15、增压控制阀阀杆18和压电堆19。增压控制阀阀杆18与增压控制阀上阀座11和增压控制阀下阀座14之间分别形成增压控制阀上腔12和增压控制阀下腔16，增压控制阀上腔12通过增压控制阀进油路17与主进油路9连通；增压控制阀下腔16与增压控制阀出油路13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28，增压活塞3内部设有内部油路29和凹槽连通油路23。喷油器体8内设有活塞腔20、泄油腔21和增压腔27，主进油路9与增压腔27通过增压腔进油路26连通，增压腔进油路26内设有单向阀25，在增压腔27下端设有增压腔出油路24，增压活塞连通油路22与凹槽28始终保持连通，并且与凹槽连通油路23、内部油路29和活塞腔20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30、喷油控制阀铁芯31、喷油控制阀衔铁32、喷油控制阀阀座33、喷油控制阀阀杆34、喷油控制阀衔铁室39、喷油控制阀线圈40、喷油控制阀线圈密封胶41和喷油控制阀复位弹簧42。喷油控制阀阀杆34与喷油控制阀阀座33之间分别形成喷油控制阀上腔37和喷油控制阀下腔35，喷油控制阀阀杆34上开有喷油泄油路38，与低压油路连通；喷油控制阀上腔37通过喷油控制阀进油路36与主进油路9连通。

控制腔滑块部分5安装在喷油控制阀4下端，控制腔滑块47放置在控制腔48内，控制腔滑块复位弹簧49的上端安装在控制腔滑块47下方，将控制腔滑块47紧压在中间块54上；控制腔滑块47表面开有表面环槽44，中间开有控制腔滑块中间油路46，左侧开有控制腔第一进油节流孔53和控制腔第二进油节流孔51，右侧开有控制腔滑块进油孔45；中间块54上开有控制腔油路43，缸50上设有控制腔进油孔52。

喷嘴6安装在喷油器体8的末端，喷嘴6包括控制腔环槽55、针阀57、喷孔58、盛油槽59和针阀复位弹簧60。针阀复位弹簧60安装在控制腔环槽55内，针阀57的上部套于针阀复位弹簧60里；盛油槽59与盛油槽进油路56连通；喷嘴6末端开有喷孔58。

本发明的带控制腔滑块的压电-电磁双阀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、控制腔滑块部分5、喷嘴6、紧帽7和喷油器体8组成。喷油器头1固定在喷油器体8上，增压控制阀2、增压活塞3、喷油控制阀4、控制腔滑块部分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。喷油器体8内开有主进油路9。增压控制阀阀杆18与增压控制阀上阀座11和增压控制阀下阀座14之间分别形成增压控制阀上腔12和增压控制阀下腔16，主进油路9通过增压控制阀进油路17与增压控制阀上腔12连通；增压控制阀下腔16分别与增压控制阀出油路13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8内设有活塞腔20、泄油腔21和增压腔27，主进油路9与增压腔27之间设有增压腔进油路26，增压腔进油路26内安有单向阀25；增压控制阀出油路13、增压活塞连通油路22和增压活塞3上的凹槽28连通；增压活塞3安装在增压控制阀2的下部，喷油器体8内设有活塞腔20、泄油腔21和增压腔27，主进油路9与增压腔27之间设有增压腔进油路26，增压腔进油路26内安有单向阀25；增压控制阀出油路13、增压活塞连通油路22和增压活塞3上的凹槽28连通；增压活塞3上开有内部油路29和凹槽连通油路23，将活塞腔20和凹槽28连通起来；泄油腔21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34与喷油控制阀阀座33之间分别形成喷油控制阀上腔37和喷油控制阀下腔35，主进油路9通过喷油控制阀进油路36与喷油控制阀上腔37连通；喷油控制阀下腔35与开设在中间块54上的控制腔油路43连通；喷油控制阀阀杆34上开有喷油泄油路38，与低压油路连通。控制腔滑块47安装在喷油控制阀4下端，放置在控制腔48内，控制腔滑块复位弹簧49设置在针阀57和控制腔滑块47之间，将控制腔滑块47紧压在中间块54上，密封控制腔滑块进油孔45；缸50上开有控制腔进油孔52，与控制腔第二进油节流孔51连通，开设在中间块54上的控制腔油路43与控制腔滑块47的表面环槽44连通。喷嘴6安装在喷油器体8的末端，喷油器体8内设有控制腔环槽55和盛油槽59，针阀复位弹簧60安装在控制腔环槽55内，针阀57的上部套于针阀复位弹簧60里，针阀57的其余部分位于喷嘴6内；盛油槽59与增压腔27通过盛油槽进油路56和增压腔出油路24连通；喷嘴6末端开有喷孔58。

增压控制阀2由电气接头10、增压控制阀上阀座11、增压控制阀下阀座14、增压控制阀复位弹簧15、增压控制阀阀杆18和压电堆19组成，如图2所示。增压控制阀复位弹簧15一端固定在增压控制阀下腔16内，另一端套在增压控制阀阀杆18末端；增压控制阀阀杆18落在增压控制阀上阀座11上，与增压控制阀上阀座11和增压控制阀下阀座14之间分别形成增压控制阀上腔12和增压控制阀下腔16；增压控制阀上腔12通过增压控制阀进油路17与主进油路9连通，增压控制阀下腔16旁侧与增压控制阀出油路13连通，末端与低压油路连通；压电堆19安装在增压控制阀阀杆18的上端，压电堆19顶端设置电气接头10。

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下端关于增压活塞3中心线对称布置两个圆柱形凹槽28，两个凹槽28中间设置凹槽连通油路23，两个凹槽28通过凹槽连通油路23连通；在增压活塞3中心开有内部油路29，内部油路29从活塞大头中心开始打入，直至与凹槽连通油路23连通为止；喷油器体8内设有活塞腔20、泄油腔21和增压腔27，增压活塞3安装在喷油器体8内，如图3所示。增压腔27下端设有增压腔进油路26和增压腔出油路24，主进油路9与增压腔27通过增压腔进油路26连通，增压腔进油路26内设有单向阀25，增压活塞连通油路22与凹槽28连通，燃油可以通过增压活塞连通油路22、凹槽28、凹槽连通油路23和内部油路29流入活塞腔20，且当增压活塞3下行至极限位置时，增压活塞连通油路22仍然保持与凹槽28连通，从而保证了增压过程中一直有燃油流入活塞腔20内。泄油腔21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30、喷油控制阀铁芯31、喷油控制阀衔铁32、喷油控制阀阀座33、喷油控制阀阀杆34、喷油控制阀衔铁室39、喷油控制阀线圈40、喷油控制阀线圈密封胶41和喷油控制阀复位弹簧42组成，如图4所示。喷油控制阀衔铁32固定在喷油控制阀阀杆34上，安装在喷油控制阀衔铁室39内；喷油控制阀复位弹簧42一端安装在喷油控制阀复位弹簧座30上，另一端安装在喷油控制阀阀杆34上，将喷油控制阀阀杆34紧压在喷油控制阀阀座33上；喷油控制阀阀杆34与喷油控制阀阀座33之间形成喷油控制阀上腔37和喷油控制阀下腔35，喷油控制阀上腔37通过喷油控制阀进油路36与主进油路9连通，初始位置时喷油控制阀阀杆34平面密封，喷油控制阀上腔37和喷油控制阀下腔35连通；喷油控制阀阀杆34上开有喷油泄油路38，与低压油路连通。

控制腔滑块47表面开有表面环槽44，中间开有控制腔滑块中间油路46，左侧开有控制腔第一进油节流孔53和控制腔第二进油节流孔51，右侧开有控制腔滑块进油孔45；中间滑块上开有控制腔油路43，缸50上设有控制腔进油孔52。控制腔滑块47安装在控制腔48内，控制腔滑块复位弹簧49安装在控制腔滑块47下部，将控制腔滑块47紧压在中间块54上；初始状态下控制腔滑块47紧贴在中间块54上，密封控制腔滑块进油孔45，控制腔进油孔52与控制腔第二进油节流孔51连通，控制腔滑块47的表面环槽44与控制腔油路43连通，如图5所示。

喷嘴6主要包括控制腔环槽55、针阀57、喷孔58、盛油槽59和针阀复位弹簧60。针阀复位弹簧60安装在控制腔环槽55内；针阀57的上部套在针阀复位弹簧60内，其余部分位于喷嘴6内；喷嘴6末端开有喷孔58，初始位置时，针阀57落座，喷孔58关闭，如图6所示。控制腔环槽55内的燃油压力和针阀复位弹簧60的合力与盛油槽59内的燃油压力将决定针阀57的抬起与落座，进而控制盛油槽59与喷孔58的连通或断开。

本发明的带控制腔滑块的压电-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。

本发明的带控制腔滑块的压电-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2的压电堆19始终不通电，此时增压控制阀进油路17与增压活塞连通油路22断开，共轨管中的高压燃油会经主进油路9分成四个部分：第一部分经增压控制阀进油路17进入增压控制阀上腔12，存储在增压控制阀上腔12内；第二部分从增压腔进油路26进入到增压腔27内，并通过增压腔出油路24流出增压腔27，燃油流出增压腔27后进入盛油槽进油路56，最终流入盛油槽59内；第三部分经喷油控制阀进油路36流入喷油控制阀上腔37和喷油控制阀下腔35，进而通过控制腔油路43流入表面环槽44，并经控制腔滑块中间油路46进入控制腔48内；第四部分燃油经主进油路9直接流入控制腔环槽55内，由于控制腔进油孔52和控制腔第二进油节流孔51连通，所以这部分燃油也会流入表面环槽44，经控制腔滑块中间油路46流入控制腔48内，由于此时控制腔滑块47上表面的燃油压力大于下表面的燃油压力和控制腔滑块复位弹簧49弹力的合力，所以控制腔滑块47会向下移动，使控制腔进油孔52与控制腔第一进油节流孔53和控制腔第二进油节流孔51同时连通，并打开控制腔滑块进油孔45，此时高压燃油分别通过中间油路和控制腔滑块进油孔45流入控制腔48中，使控制腔48压力增加，直到控制腔滑块47上下表面不存在液压差，控制腔滑块47便会在控制腔滑块复位弹簧49的作用下回复到初始位置，紧压中间块54，关闭控制腔滑块进油孔45，此时控制腔48内的燃油压力和针阀复位弹簧60的合力大于盛油槽59内燃油压力时，针阀57落座，喷油器不工作。当喷油控制阀线圈40通电后，喷油控制阀阀杆34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37与喷油控制阀下腔35断开，由于喷油控制阀阀杆34上开有喷油泄油路38，所以当平面打开时，喷油泄油路38会与喷油控制阀下腔35、控制腔油路43、表面环槽44、控制腔滑块中间油路46以及控制腔48形成通路，于是控制腔48与低压油道连通，开始泄油，泄油过程进行的同时，共轨管中的燃油会通过主进油路9、控制腔环槽55、控制腔进油孔52和控制腔第一进油节流孔53流入表面环槽44，对控制腔48进行补油，但是由于控制腔油路43泄油速度要大于之前的补油速度，所以控制腔48内的燃油压力会逐渐减小，只是减小的速度较慢，当控制腔48内的燃油压力与针阀复位弹簧60的合力小于盛油槽59内的燃油压力时，针阀57会缓慢抬起，盛油槽59内储存的燃油会从喷孔58喷出，开始喷油。喷油控制阀阀杆34上的喷油泄油路38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40断电后，在喷油控制阀复位弹簧42的作用下，喷油控制阀阀杆34复位，平面再度关闭，锥面再度开启，喷油泄油路38关闭，喷油控制阀上腔37和喷油控制阀下腔35连通，共轨管中的燃油进入喷油控制阀下腔35后，会经控制腔油路43进入表面环槽44，然后进入控制腔48，同时，共轨管中的燃油也会经控制腔第二进油节流孔51流入表面环槽44和控制腔48，此时控制腔滑块47上表面的燃油压力会再度大于下表面的燃油压力和控制腔滑块复位弹簧49弹力的合力，于是控制腔滑块47会再次下移，打开控制腔滑块进油孔45，并使控制腔进油孔52与控制腔第一进油节流孔53和控制腔第二进油节流孔51连通，所以高压燃油会同时通过控制腔滑块中间油路46和控制腔进油孔52流入控制腔48内，建压过程开始，控制腔48内的压力升高，直到控制腔48内的燃油压力和针阀复位弹簧60弹力的合力大于盛油槽59内燃油压力时，针阀57落座，喷油结束。相比于控制腔48的泄油过程，控制腔48重新建压的速度要快得多，因此本发明可以实现楔形喷射，具有结束喷油快捷的特点。

本发明的带控制腔滑块的压电-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17进入增压控制阀上腔12，存储在增压控制阀上腔12内；第二部分从增压腔进油路26进入到增压腔27内，并通过增压腔出油路24流出增压腔27，燃油流出增压腔27后进入盛油槽进油路56，最终流入盛油槽59内；第三部分经喷油控制阀进油路36流入喷油控制阀上腔37和喷油控制阀下腔35，进而通过控制腔油路43流入表面环槽44，并经控制腔滑块中间油路46进入控制腔48内；第四部分燃油经主进油路9直接流入控制腔环槽55内，由于控制腔进油孔52和控制腔第二进油节流孔51连通，所以这部分燃油也会流入表面环槽44，经控制腔滑块中间油路46流入控制腔48内，由于此时控制腔滑块47上表面的燃油压力大于下表面的燃油压力和控制腔滑块复位弹簧49弹力的合力，所以控制腔滑块47会向下移动，使控制腔进油孔52与控制腔第一进油节流孔53和控制腔第二进油节流孔51同时连通，并打开控制腔滑块进油孔45，此时高压燃油分别通过中间油路和控制腔滑块进油孔45流入控制腔48中，控制腔48压力增加，直到控制腔滑块47上下表面不存在液压差，控制腔滑块47便会在控制腔滑块复位弹簧49的作用下回复到初始位置，紧压中间块54，关闭控制腔滑块进油孔45，此时控制腔48内的燃油压力和针阀复位弹簧60的合力大于盛油槽59内燃油压力时，针阀57落座，喷油器不工作。当增压控制阀2的压电堆19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18下移，实现下锥面密封，上锥面开启，此时增压控制阀上腔12的燃油便会流入增压控制阀下腔16、增压控制阀出油路13、增压活塞连通油路22、凹槽28、凹槽连通油路23，最终通过内部油路29流入活塞腔20；此时活塞腔20和增压腔27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27内的燃油进行增压。增压腔进油路26内设有单向阀25，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59内储存的是增压后的超高压燃油，此时盛油槽59内的油压要高于控制腔48内的油压，但是由于盛油槽59与控制腔48存在着较大的面积差，再加上针阀复位弹簧60的作用，所以针阀57并不会抬起；继而，喷油控制阀线圈40通电，喷油控制阀阀杆34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37与喷油控制阀下腔35断开，由于喷油控制阀阀杆34上开有喷油泄油路38，所以当平面打开时，喷油泄油路38会与喷油控制阀下腔35、控制腔油路43、表面环槽44、控制腔滑块中间油路46以及控制腔48形成通路，于是控制腔48与低压油道连通，开始泄油，泄油过程进行的同时，共轨管中的燃油会通过主进油路9、控制腔环槽55、控制腔进油孔52和控制腔第一进油节流孔53流入表面环槽44，对控制腔48进行补油，但是由于控制腔油路43泄油速度要大于之前的补油速度，所以控制腔48内的燃油压力会逐渐减小，只是减小的速度较慢，当控制腔48内的燃油压力与针阀复位弹簧60的合力小于盛油槽59内的燃油压力时，针阀57会缓慢抬起，盛油槽59内储存的燃油会从喷孔58喷出，开始喷油。喷油控制阀阀杆34上的喷油泄油路38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40断电后，在喷油控制阀复位弹簧42的作用下，喷油控制阀阀杆34复位，平面再度关闭，锥面再度开启，喷油泄油路38关闭，喷油控制阀上腔37和喷油控制阀下腔35连通，共轨管中的燃油进入喷油控制阀下腔35后，会经控制腔油路43进入表面环槽44，然后进入控制腔48，同时，共轨管中的燃油也会经控制腔第二进油节流孔51流入表面环槽44和控制腔48，此时控制腔滑块47上表面的燃油压力会再度大于下表面的燃油压力和控制腔滑块复位弹簧49弹力的合力，于是控制腔滑块47会再次下移，打开控制腔滑块进油孔45，并使控制腔进油孔52与控制腔第一进油节流孔53和控制腔第二进油节流孔51连通，所以高压燃油会同时通过控制腔滑块中间油路46和控制腔进油孔52流入控制腔48内，建压过程开始，控制腔48内的压力升高，直到控制腔48内的燃油压力和针阀复位弹簧60弹力的合力大于盛油槽59内燃油压力时，针阀57落座，喷油结束。最后，增压控制阀2的压电堆19断电，增压控制阀阀杆18会在增压控制阀复位弹簧15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20通过内部油路29、凹槽连通油路23、凹槽28、增压活塞连通油路22、增压控制阀出油路13和增压控制阀下腔16与低压油路形成通路，因此活塞腔20内的燃油可以泄入低压油路，由于增压腔27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22与凹槽28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19中一直有电流通过，活塞腔20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19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。相比于控制腔48的泄油过程，控制腔48重新建压的速度要快得多，因此本发明可以实现楔形喷射，具有结束喷油快捷的特点。

Claims (5)

1.带控制腔滑块的压电-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、控制腔滑块部分、喷嘴，增压控制阀、增压活塞自上而下安装在喷油器体内，喷油控制阀、控制腔滑块部分、喷嘴自上而下依次安装在增压活塞下方，喷油控制阀、控制腔滑块部分、喷嘴的外部设置紧帽，紧帽与喷油器体固定在一起，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阀座、喷油器控制阀上阀座、喷油控制阀复位弹簧座、喷油控制阀铁芯、喷油控制阀衔铁、喷油控制阀阀杆，喷油器控制阀上阀座、喷油控制阀阀座自上而下设置，喷油控制阀复位弹簧座、喷油控制阀铁芯设置在喷油控制阀上阀座里，喷油控制阀阀杆顶部连接喷油控制阀衔铁，喷油控制阀衔铁设置在喷油控制阀阀座里，喷油控制阀铁芯里缠绕喷油控制阀线圈，喷油控制阀铁芯中部设置喷油控制阀复位弹簧，喷油控制阀复位弹簧的顶端顶在喷油控制阀复位弹簧座上，喷油控制阀复位弹簧的底端顶在喷油控制阀衔铁上，喷油控制阀阀杆中部设置喷油控制阀锥形凸起，喷油控制阀锥形凸起上方的喷油控制阀阀杆与喷油控制阀阀座之间形成喷油控制阀上腔，喷油控制阀锥形凸起下方的喷油控制阀阀杆与喷油控制阀阀座之间形成喷油控制阀下腔，喷油控制阀阀杆中部设置喷油泄油路，喷油控制阀阀座里设置喷油控制阀进油路，喷油控制阀进油路分别连通喷油控制阀上腔和主进油路；

所述控制腔滑块部分包括中间块、缸、控制腔滑块，所述喷嘴包括针阀，中间块和缸自上而下布置，针阀设置在缸里，缸里设置控制腔，控制腔滑块设置在控制腔里，控制腔滑块上表面开有表面环槽，控制腔滑块的中部开设控制腔滑块中间油路，控制腔滑块的一侧开设控制腔第一进油节流孔和控制腔第二进油节流孔，其另一侧开设控制腔滑块进油孔，中间块里设置控制腔油路，缸里设置控制腔进油孔，控制腔油路连通喷油控制阀下腔和表面环槽，控制腔滑块下方设置控制腔滑块复位弹簧，控制腔滑块复位弹簧下端顶在其下方的针阀上；针阀上部套有针阀复位弹簧，针阀复位弹簧的上端顶在其上方的缸上，针阀与缸之间形成盛油槽和盛油槽进油路，盛油槽进油路分别连通盛油槽、增压腔出油路和主进油路，缸的下端部设置喷孔。

2.根据权利要求1所述的带控制腔滑块的压电-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；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；第三部分经喷油控制阀进油路流入喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔，进而通过控制腔油路流入表面环槽，并经控制腔滑块中间油路进入控制腔内；第四部分燃油经主进油路流入控制腔环槽内和表面环槽，后经控制腔滑块中间油路流入控制腔内，控制腔滑块会向下移动，使控制腔进油孔与控制腔第一进油节流孔和控制腔第二进油节流孔同时连通，并打开控制腔滑块进油孔，高压燃油分别通过中间油路和控制腔滑块进油孔流入控制腔中，当控制腔滑块上下表面不存在液压差，控制腔滑块在控制腔滑块复位弹簧的作用下回复到初始位置，紧压中间块，关闭控制腔滑块进油孔，针阀落座；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，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，平面打开时，喷油泄油路与喷油控制阀下腔、控制腔油路、表面环槽、控制腔滑块中间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，泄油同时，燃油通过主进油路、控制腔环槽、控制腔进油孔和控制腔第一进油节流孔流入表面环槽，对控制腔进行补油，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；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，经控制腔油路进入表面环槽，然后进入控制腔，同时，燃油经控制腔第二进油节流孔流入表面环槽和控制腔，控制腔滑块再次下移，打开控制腔滑块进油孔，并使控制腔进油孔与控制腔第一进油节流孔和控制腔第二进油节流孔连通，燃油同时通过控制腔滑块中间油路和控制腔进油孔流入控制腔内，建压过程开始，直到控制腔内的燃油压力和针阀复位弹簧弹力的合力大于盛油槽内燃油压力时，针阀落座。

3.根据权利要求1或2所述的带控制腔滑块的压电-电磁双阀电控喷油器，其特征是：增压模式下，当增压控制阀的压电堆通电后，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，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；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，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，当平面打开时，喷油泄油路与喷油控制阀下腔、控制腔油路、表面环槽、控制腔滑块中间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，泄油同时，燃油会通过主进油路、控制腔环槽、控制腔进油孔和控制腔第一进油节流孔流入表面环槽，对控制腔进行补油，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；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，经控制腔油路进入表面环槽，然后进入控制腔，同时，共轨管中的燃油经控制腔第二进油节流孔流入表面环槽和控制腔，控制腔滑块再次下移，打开控制腔滑块进油孔，并使控制腔进油孔与控制腔第一进油节流孔和控制腔第二进油节流孔连通，燃油同时通过控制腔滑块中间油路和控制腔进油孔流入控制腔内，建压过程开始，直到控制腔内的燃油压力和针阀复位弹簧弹力的合力大于盛油槽内燃油压力时，针阀落座；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，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，增压活塞复位，为下一次增压过程做准备。

4.根据权利要求1或2所述的带控制腔滑块的压电-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所述的带控制腔滑块的压电-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。