CN109162846B - 带控制腔滑块的蓄压式压电-电磁双阀电控喷油器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供带控制腔滑块的蓄压式压电‑电磁双阀电控喷油器，包括喷油器头、蓄压腔、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。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；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。控制腔滑块部分使本发明具有断油干脆的特点，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柴油机，具体地说是柴油机燃油系统。

背景技术

柴油机因其动力性好、燃油消耗率低而在各个领域中得到了广泛的应用，长期以来，柴油机都是采用机械控制系统来控制喷油量和喷油定时。近年来，随着能源危机的日益加剧以及排放法规的日益严格，传统的机械式柴油机燃油系统已经无法满足要求，高压喷射、可变喷油定时和喷油速率的柔性控制成为了柴油机喷油系统的发展方向。

电控高压共轨系统因可以实现高压喷射和对喷油规律的灵活控制而达到了降低发动机排放和噪声的目的，电控喷油器作为电控高压共轨系统的核心部件，其喷射特性对柴油机的燃烧性能有着极为重要的影响。现有的电控喷油器可以实现对喷油定时等参数的柔性控制，但是仍然存在着一些不足：电控喷油器在工作过程中会引起较大的压力波动，对柴油机的动力性和经济性会产生不良的影响；此外，对于现有的电控喷油器而言，实现理想的喷油规律会增加控制难度，在实际应用中会存在诸多不便。

发明内容

本发明的目的在于提供能改善柴油机燃烧性能的带控制腔滑块的蓄压式压电-电磁双阀电控喷油器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明带控制腔滑块的蓄压式压电-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、控制腔滑块部分，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，喷油控制阀和控制腔滑块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，蓄压腔连通主进油路；

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、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，高压燃油从主进油孔流入蓄压腔，继而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直接流入控制腔环槽内，同时流入表面环槽，经控制腔滑块中间油路流入控制腔内，控制腔滑块向下移动，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，直到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，关闭控制腔滑块进油孔，控制腔内的燃油压力和针阀复位弹簧的合力大于盛油槽内燃油压力时，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，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、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，共轨管中的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，高压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，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；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，从而使平面打开，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、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会从喷孔喷出；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，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，高压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；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，活塞腔内的燃油泄入低压油路，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：本发明的带控制腔滑块的蓄压式压电-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；控制腔滑块部分可以使本发明实现楔形喷射，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，本发明的带控制腔滑块的蓄压式压电-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、控制腔滑块部分6、喷嘴7、紧帽8和喷油器体9，喷油器头1安装在喷油器体9上，喷油器体9内开有蓄压腔2，喷油器头1上设有主进油孔11，主进油孔11与蓄压腔2上端相通，蓄压腔2下端与主进油路10连通，增压控制阀3、增压活塞4、喷油控制阀5、控制腔滑块部分6和喷嘴7自上而下依次安装在喷油器体9内，紧帽8通过螺纹与喷油器体9紧固在一起。

增压控制阀3安装在喷油器体9内，增压控制阀3包括电气接头12、增压控制阀上阀座13、增压控制阀下阀座16、增压控制阀复位弹簧17、增压控制阀阀杆20和压电堆21。增压控制阀阀杆20与增压控制阀上阀座13和增压控制阀下阀座16之间分别形成增压控制阀上腔14和增压控制阀下腔18，增压控制阀上腔14通过增压控制阀进油路19与主进油路10连通；增压控制阀下腔18与增压控制阀出油路15和低压油路连通。

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30，增压活塞4内部设有内部油路31和凹槽连通油路25。喷油器体9内设有活塞腔22、泄油腔23和增压腔29，主进油路10与增压腔29通过增压腔进油路28连通，增压腔进油路28内设有单向阀27，在增压腔29下端设有增压腔出油路26，增压活塞连通油路24与凹槽30始终保持连通，并且与凹槽连通油路25、内部油路31和活塞腔22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32、喷油控制阀铁芯33、喷油控制阀衔铁34、喷油控制阀阀座35、喷油控制阀阀杆36、喷油控制阀衔铁室41、喷油控制阀线圈42、喷油控制阀线圈密封胶43和喷油控制阀复位弹簧44。喷油控制阀阀杆36与喷油控制阀阀座35之间分别形成喷油控制阀上腔39和喷油控制阀下腔37，喷油控制阀阀杆36上开有喷油泄油路40，与低压油路连通；喷油控制阀上腔39通过喷油控制阀进油路38与主进油路10连通。

控制腔滑块部分6安装在喷油控制阀5下端，控制腔滑块49放置在控制腔50内，控制腔滑块复位弹簧51的上端安装在控制腔滑块49下方，将控制腔滑块49紧压在中间块56上；控制腔滑块49表面开有表面环槽46，中间开有控制腔滑块中间油路48，左侧开有控制腔第一进油节流孔55和控制腔第二进油节流孔53，右侧开有控制腔滑块进油孔47；中间块56上开有控制腔油路45，缸52上设有控制腔进油孔54。

喷嘴7安装在喷油器体9的末端，喷嘴7包括控制腔环槽57、针阀59、喷孔60、盛油槽61和针阀复位弹簧62。针阀复位弹簧62安装在控制腔环槽57内，针阀59的上部套于针阀复位弹簧62里；盛油槽61与盛油槽进油路58连通；喷嘴7末端开有喷孔60。

喷油器头1固定在喷油器体9上，增压控制阀3、增压活塞4、喷油控制阀5、控制腔滑块部分6和喷嘴7分别安装在喷油器体9内，紧帽8与喷油器体9之间用螺纹连接。喷油器头1上开有主进油孔11，喷油器体9内开有蓄压腔2，蓄压腔2通过主进油孔11与共轨管连通，蓄压腔2下端设有主进油路10。增压控制阀阀杆20与增压控制阀上阀座13和增压控制阀下阀座16之间分别形成增压控制阀上腔14和增压控制阀下腔18，主进油路10通过增压控制阀进油路19与增压控制阀上腔14连通；增压控制阀下腔18分别与增压控制阀出油路15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9内设有活塞腔22、泄油腔23和增压腔29，主进油路10与增压腔29之间设有增压腔进油路28，增压腔进油路28内安有单向阀27；增压控制阀出油路15、增压活塞连通油路24和增压活塞4上的凹槽30连通；增压活塞4上开有内部油路31和凹槽连通油路25，将活塞腔22和凹槽30连通起来；泄油腔23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36与喷油控制阀阀座35之间分别形成喷油控制阀上腔39和喷油控制阀下腔37，主进油路10通过喷油控制阀进油路38与喷油控制阀上腔39连通；喷油控制阀下腔37与开设在中间块56上的控制腔油路45连通；喷油控制阀阀杆36上开有喷油泄油路40，与低压油路连通。控制腔滑块49安装在喷油控制阀5下端，放置在控制腔50内，控制腔滑块复位弹簧51设置在针阀59和控制腔滑块49之间，将控制腔滑块49紧压在中间块56上，密封控制腔滑块进油孔47；缸52上开有控制腔进油孔54，与控制腔第二进油节流孔53连通，开设在中间块56上的控制腔油路45与控制腔滑块49的表面环槽46连通。喷嘴7安装在喷油器体9的末端，喷油器体9内设有控制腔环槽57和盛油槽61，针阀复位弹簧62安装在控制腔环槽57内，针阀59的上部套于针阀复位弹簧62里，针阀59的其余部分位于喷嘴7内；盛油槽61与增压腔29通过盛油槽进油路58和增压腔出油路26连通；喷嘴7末端开有喷孔60。

增压控制阀3由电气接头12、增压控制阀上阀座13、增压控制阀下阀座16、增压控制阀复位弹簧17、增压控制阀阀杆20和压电堆21组成，如图2所示。增压控制阀复位弹簧17一端固定在增压控制阀下腔18内，另一端套在增压控制阀阀杆20末端；增压控制阀阀杆20落在增压控制阀上阀座13上，与增压控制阀上阀座13和增压控制阀下阀座16之间分别形成增压控制阀上腔14和增压控制阀下腔18；增压控制阀上腔14通过增压控制阀进油路19与主进油路10连通，增压控制阀下腔18旁侧与增压控制阀出油路15连通，末端与低压油路连通；压电堆21安装在增压控制阀阀杆20的上端，压电堆21顶端设置电气接头12。

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下端关于增压活塞4中心线对称布置两个圆柱形凹槽30，两个凹槽30中间设置凹槽连通油路25，两个凹槽30通过凹槽连通油路25连通；在增压活塞4中心开有内部油路31，内部油路31从活塞大头中心开始打入，直至与凹槽连通油路25连通为止；喷油器体9内设有活塞腔22、泄油腔23和增压腔29，增压活塞4安装在喷油器体9内，如图3所示。增压腔29下端设有增压腔进油路28和增压腔出油路26，主进油路10与增压腔29通过增压腔进油路28连通，增压腔进油路28内设有单向阀27，增压活塞连通油路24与凹槽30连通，燃油可以通过增压活塞连通油路24、凹槽30、凹槽连通油路25和内部油路31流入活塞腔22，且当增压活塞4下行至极限位置时，增压活塞连通油路24仍然保持与凹槽30连通，从而保证了增压过程中一直有燃油流入活塞腔22内。泄油腔23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32、喷油控制阀铁芯33、喷油控制阀衔铁34、喷油控制阀阀座35、喷油控制阀阀杆36、喷油控制阀衔铁室41、喷油控制阀线圈42、喷油控制阀线圈密封胶43和喷油控制阀复位弹簧44组成，如图4所示。喷油控制阀衔铁34固定在喷油控制阀阀杆36上，安装在喷油控制阀衔铁室41内；喷油控制阀复位弹簧44一端安装在喷油控制阀复位弹簧座32上，另一端安装在喷油控制阀阀杆36上，将喷油控制阀阀杆36紧压在喷油控制阀阀座35上；喷油控制阀阀杆36与喷油控制阀阀座35之间形成喷油控制阀上腔39和喷油控制阀下腔37，喷油控制阀上腔39通过喷油控制阀进油路38与主进油路10连通，初始位置时喷油控制阀阀杆36平面密封，喷油控制阀上腔39和喷油控制阀下腔37连通；喷油控制阀阀杆36上开有喷油泄油路40，与低压油路连通。

控制腔滑块49表面开有表面环槽46，中间开有控制腔滑块中间油路48，左侧开有控制腔第一进油节流孔55和控制腔第二进油节流孔53，右侧开有控制腔滑块进油孔47；中间滑块上开有控制腔油路45，缸52上设有控制腔进油孔54。控制腔滑块49安装在控制腔50内，控制腔滑块复位弹簧51安装在控制腔滑块49的下部，将控制腔滑块49紧压在中间块56上；初始状态下控制腔滑块49紧贴在中间块56上，密封控制腔滑块进油孔47，控制腔进油孔54与控制腔第二进油节流孔53连通，控制腔滑块49的表面环槽46与控制腔油路45连通，如图5所示。

喷嘴7主要包括控制腔环槽57、针阀59、喷孔60、盛油槽61和针阀复位弹簧62。针阀复位弹簧62安装在控制腔环槽57内；针阀59的上部套在针阀复位弹簧62内，其余部分位于喷嘴7内；喷嘴7末端开有喷孔60，初始位置时，针阀59落座，喷孔60关闭，如图6所示。控制腔环槽57内的燃油压力和针阀复位弹簧62的合力与盛油槽61内的燃油压力将决定针阀59的抬起与落座，进而控制盛油槽61与喷孔60的连通或断开。

本发明的带控制腔滑块的蓄压式压电-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。

本发明的带控制腔滑块的蓄压式压电-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21始终不通电，此时增压控制阀进油路19与增压活塞连通油路24断开，共轨管中的高压燃油会从主进油孔11流入蓄压腔2，继而经主进油路10分成四个部分：第一部分经增压控制阀进油路19进入增压控制阀上腔14，存储在增压控制阀上腔14内；第二部分从增压腔进油路28进入到增压腔29内，并通过增压腔出油路26流出增压腔29，燃油流出增压腔29后进入盛油槽进油路58，最终流入盛油槽61内；第三部分经喷油控制阀进油路38流入喷油控制阀上腔39和喷油控制阀下腔37，进而通过控制腔油路45流入表面环槽46，并经控制腔滑块中间油路48进入控制腔50内；第四部分燃油经主进油路10直接流入控制腔环槽57内，由于控制腔进油孔54和控制腔第二进油节流孔53连通，所以这部分燃油也会流入表面环槽46，经控制腔滑块中间油路48流入控制腔50内，由于此时控制腔滑块49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51弹力的合力，所以控制腔滑块49会向下移动，使控制腔进油孔54与控制腔第一进油节流孔55和控制腔第二进油节流孔53同时连通，并打开控制腔滑块进油孔47，此时高压燃油分别通过中间油路和控制腔滑块进油孔47流入控制腔50中，使控制腔50压力增加，直到控制腔滑块49上下表面不存在液压差，控制腔滑块49便会在控制腔滑块复位弹簧51的作用下回复到初始位置，紧压中间块56，关闭控制腔滑块进油孔47，此时控制腔50内的燃油压力和针阀复位弹簧62的合力大于盛油槽61内燃油压力时，针阀59落座，喷油器不工作。当喷油控制阀线圈42通电后，喷油控制阀阀杆36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39与喷油控制阀下腔37断开，由于喷油控制阀阀杆36上开有喷油泄油路40，所以当平面打开时，喷油泄油路40会与喷油控制阀下腔37、控制腔油路45、表面环槽46、控制腔滑块中间油路48以及控制腔50形成通路，于是控制腔50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10、控制腔环槽57、控制腔进油孔54和控制腔第一进油节流孔55流入表面环槽46，对控制腔50进行补油，但是由于控制腔油路45泄油速度要大于之前的补油速度，所以控制腔50内的燃油压力会逐渐减小，只是减小的速度较慢，当控制腔50内的燃油压力与针阀复位弹簧62的合力小于盛油槽61内的燃油压力时，针阀59会缓慢抬起，盛油槽61内储存的燃油会从喷孔60喷出，开始喷油。喷油控制阀阀杆36上的喷油泄油路40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42断电后，在喷油控制阀复位弹簧44的作用下，喷油控制阀阀杆36复位，平面再度关闭，锥面再度开启，喷油泄油路40关闭，喷油控制阀上腔39和喷油控制阀下腔37连通，共轨管中的燃油进入喷油控制阀下腔37后，会经控制腔油路45进入表面环槽46，然后进入控制腔50，同时，共轨管中的燃油也会经控制腔第二进油节流孔53流入表面环槽46和控制腔50，此时控制腔滑块49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51弹力的合力，于是控制腔滑块49会再次下移，打开控制腔滑块进油孔47，并使控制腔进油孔54与控制腔第一进油节流孔55和控制腔第二进油节流孔53连通，所以高压燃油会同时通过控制腔滑块中间油路48和控制腔进油孔54流入控制腔50内，建压过程开始，控制腔50内的压力升高，直到控制腔50内的燃油压力和针阀复位弹簧62弹力的合力大于盛油槽61内燃油压力时，针阀59落座，喷油结束。相比于控制腔50的泄油过程，控制腔50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11流入蓄压腔2，继而经主进油路10分成四个部分：第一部分经增压控制阀进油路19进入增压控制阀上腔14，存储在增压控制阀上腔14内；第二部分从增压腔进油路28进入到增压腔29内，并通过增压腔出油路26流出增压腔29，燃油流出增压腔29后进入盛油槽进油路58，最终流入盛油槽61内；第三部分经喷油控制阀进油路38流入喷油控制阀上腔39和喷油控制阀下腔37，进而通过控制腔油路45流入表面环槽46，并经控制腔滑块中间油路48进入控制腔50内；第四部分燃油经主进油路10直接流入控制腔环槽57内，由于控制腔进油孔54和控制腔第二进油节流孔53连通，所以这部分燃油也会流入表面环槽46，经控制腔滑块中间油路48流入控制腔50内，由于此时控制腔滑块49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51弹力的合力，所以控制腔滑块49会向下移动，使控制腔进油孔54与控制腔第一进油节流孔55和控制腔第二进油节流孔53同时连通，并打开控制腔滑块进油孔47，此时高压燃油分别通过中间油路和控制腔滑块进油孔47流入控制腔50中，控制腔50压力增加，直到控制腔滑块49上下表面不存在液压差，控制腔滑块49便会在控制腔滑块复位弹簧51的作用下回复到初始位置，紧压中间块56，关闭控制腔滑块进油孔47，此时控制腔50内的燃油压力和针阀复位弹簧62的合力大于盛油槽61内燃油压力时，针阀59落座，喷油器不工作。当增压控制阀3的压电堆21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20下移，实现下锥面密封，上锥面开启，此时增压控制阀上腔14的燃油便会流入增压控制阀下腔18、增压控制阀出油路15、增压活塞连通油路24、凹槽30、凹槽连通油路25，最终通过内部油路31流入活塞腔22；此时活塞腔22和增压腔29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29内的燃油进行增压。增压腔进油路28内设有单向阀27，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61内储存的是增压后的超高压燃油，此时盛油槽61内的油压要高于控制腔50内的油压，但是由于盛油槽61与控制腔50存在着较大的面积差，再加上针阀复位弹簧62的作用，所以针阀59并不会抬起；继而，喷油控制阀线圈42通电，喷油控制阀阀杆36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39与喷油控制阀下腔37断开，由于喷油控制阀阀杆36上开有喷油泄油路40，所以当平面打开时，喷油泄油路40会与喷油控制阀下腔37、控制腔油路45、表面环槽46、控制腔滑块中间油路48以及控制腔50形成通路，于是控制腔50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10、控制腔环槽57、控制腔进油孔54和控制腔第一进油节流孔55流入表面环槽46，对控制腔50进行补油，但是由于控制腔油路45泄油速度要大于之前的补油速度，所以控制腔50内的燃油压力会逐渐减小，只是减小的速度较慢，当控制腔50内的燃油压力与针阀复位弹簧62的合力小于盛油槽61内的燃油压力时，针阀59会缓慢抬起，盛油槽61内储存的燃油会从喷孔60喷出，开始喷油。喷油控制阀阀杆36上的喷油泄油路40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42断电后，在喷油控制阀复位弹簧44的作用下，喷油控制阀阀杆36复位，平面再度关闭，锥面再度开启，喷油泄油路40关闭，喷油控制阀上腔39和喷油控制阀下腔37连通，共轨管中的燃油进入喷油控制阀下腔37后，会经控制腔油路45进入表面环槽46，然后进入控制腔50，同时，共轨管中的燃油也会经控制腔第二进油节流孔53流入表面环槽46和控制腔50，此时控制腔滑块49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51弹力的合力，于是控制腔滑块49会再次下移，打开控制腔滑块进油孔47，并使控制腔进油孔54与控制腔第一进油节流孔55和控制腔第二进油节流孔53连通，所以高压燃油会同时通过控制腔滑块中间油路48和控制腔进油孔54流入控制腔50内，建压过程开始，控制腔50内的压力升高，直到控制腔50内的燃油压力和针阀复位弹簧62弹力的合力大于盛油槽61内燃油压力时，针阀59落座，喷油结束。最后，增压控制阀3的压电堆21断电，增压控制阀阀杆20会在增压控制阀复位弹簧17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22通过内部油路31、凹槽连通油路25、凹槽30、增压活塞连通油路24、增压控制阀出油路15和增压控制阀下腔18与低压油路形成通路，因此活塞腔22内的燃油可以泄入低压油路，由于增压腔29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24与凹槽30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21中一直有电流通过，活塞腔22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21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。相比于控制腔50的泄油过程，控制腔50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、控制腔滑块部分、喷嘴，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，喷油控制阀和控制腔滑块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，蓄压腔连通主进油路；

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、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，高压燃油从主进油孔流入蓄压腔，继而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直接流入控制腔环槽内，同时流入表面环槽，经控制腔滑块中间油路流入控制腔内，控制腔滑块向下移动，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，直到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，关闭控制腔滑块进油孔，控制腔内的燃油压力和针阀复位弹簧的合力大于盛油槽内燃油压力时，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，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、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，共轨管中的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，高压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，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；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，从而使平面打开，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、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会从喷孔喷出；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，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，高压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；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，活塞腔内的燃油泄入低压油路，增压活塞在液压的作用下复位。

4.根据权利要求1或2所述的带控制腔滑块的蓄压式压电-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。

5.根据权利要求3所述的带控制腔滑块的蓄压式压电-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。

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