CN109162847B - 带液力补偿活塞的喷油规律可变的双阀电控喷油器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供带液力补偿活塞的喷油规律可变的双阀电控喷油器，包括电磁阀组件、中通式增压活塞、压电控制组件、针阀组件、控制滑阀和液力补偿活塞。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。中通式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。在喷油器不工作的时候能够使控制腔快速建压，提高喷油器的响应。

Description

带液力补偿活塞的喷油规律可变的双阀电控喷油器

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

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实现控制腔内的快速建压、提高喷油器响应速度的带液力补偿活塞的喷油规律可变的双阀电控喷油器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明带液力补偿活塞的喷油规律可变的双阀电控喷油器，其特征是：包括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、针阀组件；

所述电磁阀组件包括上阀座、中间阀座、控制阀杆底座、电磁阀阀体、衔铁、控制阀杆，上阀座、中间阀座和控制阀杆底座自上而下设置，电磁阀阀体设置在上阀座里，衔铁设置在中间阀座里，控制阀杆上端部连接衔铁，控制阀杆下端部伸入至控制阀杆底座里，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上阀座上，电磁阀复位弹簧的底端顶在衔铁上，电磁阀阀体里缠绕线圈，电磁阀复位弹簧上方的上阀座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，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阀座处设置上过渡容腔，上过渡容腔连通增压活塞连通油路，控制阀杆与其下方的控制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，控制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控制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活塞复位弹簧、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，而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；

3、当电磁阀线圈、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，增压活塞活塞体向下移动，单向阀使得增压活塞下腔、盛油槽和控制腔形成密闭的容积腔；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；切断压电堆电压信号，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活塞复位弹簧、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，而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；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，当增压活塞活塞体下端的向上的作用力大于上端向下的作用力时增压活塞活塞体复位。

本发明的优势在于：本发明设计了中通式增压活塞、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，提高喷油器的响应特性。本发明通过电磁阀组件控制控制阀杆来调节伺服油进、回油油路的开关，有利于提高针阀体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为控制滑阀组件示意图；

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，本发明带液力补偿活塞的喷油规律可变的双阀电控喷油器，包括电磁阀组件1、增压活塞4、压电控制组件5、针阀组件7、紧帽8、控制腔套筒9、控制滑阀和液力补偿活塞7。电磁阀组件1部分包括电磁阀体28、线圈20、电磁铁19、衔铁26、控制阀杆21、电磁阀复位弹簧27、控制阀杆底座22等结构。电磁阀体28上部电磁阀复位弹簧座18处加工有伺服油回油油路17。线圈20和电磁铁19安装在电磁阀体28里，电磁阀复位弹簧27位于线圈20中间与电磁阀复位弹簧座18连接。衔铁26位于电磁铁19下方，控制阀杆21和衔铁26紧密结合为一体，控制阀杆21有上下两个密封锥面。中间块16底部加工有一凹槽同控制阀杆底座22形成上过渡容腔25。上过渡容腔25通过中通式增压活塞连通油路15与增压活塞上腔37相连。控制阀杆底座22上加工有伺服油进油油路2和燃油进油油路14。电磁阀组件1下方是中通式增压活塞4。增压活塞导向腔36内加工有回油油路31。燃油进油油路14通过一个单向阀13与中通式增压活塞下腔33连通。中通式增压活塞4下面是压电控制组件5。压电控制组件5部分包括压电堆电气接头38、压电堆46、控制阀39和控制阀复位弹簧41。压电堆46安装在阀座12里，控制阀39安装在压电堆46的下方并与其相连。阀座12底部加工有下过渡容腔47。阀座12中加工有伺服油进油油路2、燃油进油油路14和燃油回油油路3。控制阀底座11上部加工有控制阀复位弹簧腔43，控制阀复位弹簧41安装在控制阀复位弹簧腔43里，控制阀39的下端部套于控制阀复位弹簧41里，控制阀39有上下两个密封锥面。控制阀复位弹簧腔47底部加工有伺服油回油油路42。控制阀底座11上还加工有液力补偿活塞上腔连通油路46、控制滑阀上腔连通油路43、燃油进油油路14和燃油回油油路3。控制阀底座11上还加工有一个环形油槽10。压电控制组件5下方是控制滑阀主要包括受力滑块49、控制滑阀阀杆54和控制滑阀复位弹簧51。受力滑块49和控制滑阀阀杆54由螺纹配合连接在一起。控制滑阀复位弹簧51位于控制滑阀下腔50中。控制滑阀复位弹簧底座53处加工有混合油回油油路52。控制滑阀阀杆54中间处有一平面密封阀55，在平面密封阀55上下两端的控制滑阀复位弹簧底座53上加工有两个容积腔上容积腔59和下容积腔58。控制滑阀阀杆54左端是液力补偿活塞63。液力补偿活塞63顶端加工有限位凸台，活塞复位弹簧62安装在液力补偿活塞下腔64中。液力补偿活塞63下端导向限位腔61内加工有一个回油油路60。控制滑阀阀杆54下端是针阀组件7，主要包括控制腔套筒9、针阀复位弹簧68和针阀体71。控制腔套筒9位于控制腔67内，加工有限位凸台。针阀复位弹簧68上端与控制腔套筒9相连接下端与针阀体71相连接。针阀体71安装在喷嘴69内，喷嘴69和针阀体71之间设置盛油槽70。

图1为本发明带液力补偿活塞的喷油规律可变的双阀电控喷油器结构示意图，它由电磁阀组件1、中通式增压活塞4、压电控制组件5、液力补偿活塞63、控制滑阀6、针阀组件7、紧帽8以及控制腔套筒9组成。其特征是：电磁阀组件1位于喷油器上部。电磁阀体28上部加工有伺服油回油油路17。电磁阀组件1下面是中通式增压活塞4。增压活塞上腔37与上过渡容腔25相连，增压活塞下腔33通过一个单向阀13与燃油进油油路14连接。中通式增压活塞导向腔36内加工有一个回油油路31。中通式增压活塞4下面是压电控制组件5。压电控制组件5下面是液力补偿活塞63和控制滑阀6，控制滑阀上腔66、液力补偿活塞上腔65分别于下过渡容腔47连通。控制滑阀阀杆54下部是针阀组件7。喷油器不工作的时候燃油通过燃油进油油路14、单向阀13、中通式增压活塞下腔33进入到控制腔67和盛油槽70中，一部分燃油通过环形油槽10、上容积腔59、下容积腔58、液力补偿活塞下腔61进入到控制腔67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20不通电而压电堆48加载电压时，控制阀39向下运动，控制阀下锥面45关断伺服油回油油路42同时伺服油进油油路2与下过渡容腔47连通。伺服油经过下过渡容腔47进入到控制滑阀上腔66和液力补偿活塞上腔65中，控制滑阀阀杆54和液力补偿活塞63开始向下运动。控制腔泄油油路56开启，控制腔67开始泄油，控制腔67内燃油压力下降。液力补偿活塞63下移使得液力补偿活塞下腔64中的燃油被压入到控制腔67中，对控制腔67进行一定量的燃油补充。使得喷油初期控制腔67内燃油压力下降较为缓慢；在液力补偿活塞63运动到下止点后不再对控制腔67进行燃油补偿，此后控制腔67内压力下降较快。实现先缓后急的喷油规律。当压电堆48不加载电压后，压电堆48复位，控制阀39在控制阀复位弹簧41的作用下向上运动，关断伺服油进油油路2与下过渡容腔47的连通，同时伺服油回油油路42开启。液力补偿活塞上腔65和控制滑阀上腔66中的伺服油开始泄走，液力补偿活塞63和控制滑阀阀杆54分别在复位弹簧62、51的作用下开始向上运动，液力补偿活塞63重新回到上止点位置，而控制滑阀阀杆54向上运动关断控制腔回油油路56，控制腔67开始重新建压，针阀体54落座，从而结束喷油过程。工作模式二：首先电磁阀线圈20通电，控制阀杆21向上抬起，控制阀杆21上锥面关断伺服油回油油路17，同时伺服油进油油路2与上过渡容腔25连通。伺服油通过上过渡容腔25进入到增压活塞上腔37中，由于中通式增压活塞活塞体34上端面积大于下端，使得中通式增压活塞活塞体34上端受到向下的作用力大于下端受到的向上的作用力，增压活塞活塞体34开始向下移动，由于单向阀13的作用增压活塞下腔33、盛油槽70和控制腔67形成密闭的容积腔，增压活塞活塞体34下移使得密闭容积减小从而燃油压力升高。接着压电堆48加载电压信号，控制阀39向下运动，控制阀下锥面45关断伺服油回油油路42同时伺服油进油油路2与下过渡容腔47连通。伺服油经过下过渡容腔47进入到控制滑阀上腔66和液力补偿活塞上腔65中，控制滑阀阀杆54和液力补偿活塞63开始向下运动。控制腔泄油油路56开启，控制腔67开始泄油，控制腔67内燃油压力下降。液力补偿活塞63下移使得液力补偿活塞下腔64中的燃油被压入到控制腔67中，对控制腔67进行一定量的燃油补充。使得喷油初期控制腔67内燃油压力下降较为缓慢；在液力补偿活塞63运动到下止点后不再对控制腔67进行燃油补偿，此后控制腔67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48电压信号，压电堆48复位，控制阀39在控制阀复位弹簧41的作用下向上运动，关断伺服油进油油路2与下过渡容腔47的连通，同时伺服油回油油路42开启。液力补偿活塞上腔65和控制滑阀上腔66中的伺服油开始泄走，液力补偿活塞63和控制滑阀阀杆54分别在复位弹簧62、51的作用下开始向上运动，液力补偿活塞63重新回到上止点位置，而控制滑阀阀杆54向上运动关断控制腔回油油路56，控制腔67开始重新建压，针阀体54落座，从而结束喷油过程。最后电磁阀线圈20断电，控制阀杆21在电磁阀复位弹簧27的作用下落座，关断伺服油进油油路2与上过渡容腔25的连通，同时伺服油回油油路17开启。中通式增压活塞上腔37与伺服油回油油路17连通，增压活塞上腔37压力减小，当增压活塞活塞体34下端的向上的作用力大于上端向下的作用力时增压活塞活塞体34复位。

图2为电磁阀组件结构示意图。它由电磁阀体28、线圈20、电磁铁19、衔铁26、控制阀杆21、电磁阀复位弹簧27、控制阀杆底座22等构成，电磁阀体28上部加工有伺服油回油油路17。作用是中通式增压活塞上腔37内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26运动的冲击和振动，增加电磁阀工作的稳定性。线圈20和电磁铁19安装在电磁阀体28里，电磁阀复位弹簧27位于线圈20中间与电磁阀复位弹簧座18连接。衔铁26位于电磁铁19下方，控制阀杆21和衔铁26紧密结合为一体，控制阀杆21有上下两个密封锥面。控制阀杆底座22上加工有伺服油进油油路2、增压活塞连通油路15、燃油进油油路14和燃油回油油路3。当电磁阀线圈20不通电，控制阀杆21下端密封锥面与控制阀杆底座22连接，伺服油回油油路17与中通式增压活塞上腔37连通。当电磁阀线圈20通电时，控制阀杆21在电磁力的作用下与衔铁26一起向上运动，控制阀杆21上端密封锥面关断伺服油回油油路17，伺服油进油油路2与上过渡容腔25连通，伺服油流经上过渡容腔25进入到中通式增压活塞上腔37中，使得增压活塞活塞体34开始向下运动，对控制腔67和盛油槽70内的燃油进行加压，提高喷油器的喷油压力。当电磁阀线圈20断电后，控制阀杆21在电磁阀复位弹簧27的作用下落座，控制阀杆21下端密封锥面关断伺服油进油油路2与上过渡容腔25的连通，同时伺服油回油油路17开启。增压活塞上腔37内的伺服油泄走，增压活塞活塞体34在增压活塞下腔33内的燃油压力作用下复位。控制阀杆导向腔23底端加工有回油油路24，使得泄漏到控制阀杆导向腔23内的燃油能够流回油箱中以免影响控制阀杆21的运动。

图3为本发明中通式增压活塞结构示意图。增压活塞活塞体34中部加工有一个环形油槽32，环形油槽32中间加工有一个横向贯通油路35，增压活塞活塞体34轴心处加工有一个纵向油路30与横向贯通油路35连通。增压活塞活塞34上端加工有一个限位凸台29防止增压活塞活塞体34处于上止点时增压活塞活塞体34上端面与控制阀杆底座22完全贴合。增压活塞导向腔36内加工有一个回油油路31，防止增压活塞上腔37内的高压伺服油泄漏到增压活塞导向腔36内影响活塞活塞体34的运动。燃油进油油路14通过一个单向阀13与中通式增压活塞下腔33连通。单向阀13的作用是使得在增压活塞体34向下运动，针阀体71未开启时，增压活塞下腔33与盛油槽70、控制腔67形成密闭容腔，防止被增压的燃油倒流回油箱中。当压电堆48加载电压后，伺服油流入到增压活塞上腔37中，由于增压活塞活塞体34的上端表面积大于增压活塞活塞体34下端的表面积，使得增压活塞活塞体34受到的向下的作用力大于向上的作用力，增压活塞活塞体34开始下移，对增压活塞下腔33、盛油槽70和控制腔67内的燃油进行加压，提高喷油器的喷射压力。当压电堆48断电后，控制阀39在控制阀复位弹簧41的作用下向上运动关断伺服油进油油路2与下过渡容腔47的连通，同时伺服油回油油路42开启，增压活塞上腔37内的伺服油泄走，增压活塞活塞体34在增压活塞下腔33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38、压电堆48、控制阀39和控制阀复位弹簧41构成。压电堆48通过压电堆电气接头38与发动机电控单元连接，进而控制控制阀39的起落。压电堆48安装在阀座12里，控制阀39安装在压电堆48的下方，控制阀39上端面通过控制阀复位弹簧41被压紧至压电堆48的下端面上。阀座12底部加工有下过渡容腔47，下过渡容腔47、液力补偿活塞上腔65、控制滑阀上腔相连通66。阀座12中加工有伺服油进油油路2、燃油进油油路14和燃油回油油路3。控制阀底座11上部加工有控制阀复位弹簧腔43，控制阀复位弹簧41安装在控制阀复位弹簧腔43里，控制阀39的下端部套于控制阀复位弹簧41里，控制阀39有上下两个密封锥面。控制阀底座11上的密封座面与控制阀下密封面45相配合，阀座12上的密封座面与控制阀上密封面40相配合。控制阀复位弹簧腔43底部加工有伺服油回油油路42。控制阀底座11上还加工有燃油进油油路14、燃油回油油路3、液力补偿活塞连通油路46和控制滑阀连通油路44。当压电堆48加载电压后，由于压电堆48的逆压电效应，压电堆48变形伸长向下推动控制阀39，控制阀39离开阀座12，伺服油进油油路2与下过渡容腔47连通。控制阀下密封面45与控制阀底座11上的密封面相接触从而关断伺服油回油油路42。伺服油流经下过渡容腔47进入到液力补偿活塞上腔65和控制滑阀上腔66中。使得液力补偿活塞63和控制滑阀阀杆54向下运动；当压电堆48断电后，压电堆48恢复到原来长度，控制阀39在控制阀复位弹簧41的作用下向上运动关断伺服油进油油路2和下过渡容腔47的连通，同时伺服油回油油路42开启，液力补偿活塞上腔65、控制滑阀上腔66与伺服油回油油路42连通，控制滑阀阀杆54和液力补偿活塞63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49、控制滑阀阀杆54和控制滑阀复位弹簧51构成。受力滑块49和控制滑阀阀杆54之间由螺纹配合连接在一起。控制滑阀复位弹簧51安装在控制滑阀下腔50中，控制滑阀复位弹簧51不仅起到使控制滑阀阀杆54复位的作用，而且还限制了控制滑阀阀杆54的最大位移，使得当控制滑阀阀杆54处于最大位移的时候，控制滑阀阀杆54中部的平面密封阀55隔断上容积腔59和下容积腔58的连通。控制滑阀复位弹簧底座53处加工有混合油回油油路52，防止从控制滑阀上腔66泄漏下来的伺服油和控制腔67泄漏上来的燃油的混合油留存在控制滑阀下腔50中对控制滑阀阀杆54的运动产生影响。控制滑阀阀杆54最下端有一个锥面密封阀57，当控制滑阀阀杆54处于上止点处时锥面密封阀57落座关断控制腔泄油油路56。在压电堆48不加载电压的时候，伺服油进油油路2与下过渡容腔47不连通，伺服油无法进入到控制滑阀上腔66中。控制滑阀阀杆54在控制滑阀复位弹簧51的作用下，控制滑阀阀杆54下端锥面密封阀57关断控制腔泄油油路56，控制腔67不泄油。当压电堆48加载电压时，压电堆48变形伸长向下推动控制阀39，控制阀39离开阀座12，伺服油进油油路2与下过渡容腔47连通。控制阀下密封面45与控制阀底座11上的密封面相接触从而关断伺服油回油油路42。伺服油流经下过渡容腔47进入到控制滑阀上腔66，控制滑阀阀杆54受到伺服油向下的作用力大于控制腔67内燃油对其向上的液压力，控制滑阀阀杆54开始向下运动，控制滑阀阀杆54中部的平面密封阀55关断上容积腔59和下容积58腔之间的连通，并且锥面密封阀57下移使得控制腔67与控制腔泄油油路56连通，控制腔67开始泄油。当压电堆48断电后，压电堆48恢复到原来长度，控制阀39在控制阀复位弹簧41的作用下向上运动关断伺服油进油油路2与下过渡容腔47的连通，同时伺服油回油油路42开启，此时下过渡容腔47和伺服油回油油路42连通，控制滑阀上腔66开始泄油，控制滑阀上腔66内压力降低，控制滑阀阀杆54向上运动。上容积腔59、下容积腔58和环形油槽10连通，并且控制滑阀阀杆54下端锥面密封阀57重新落座关断控制腔泄油油路56，控制腔67停止泄油。液力补偿活塞63上端加工有限位凸台，复位弹簧62安装在液力补偿活塞下腔64中。液力补偿活塞导向限位腔61内加工有一个回油油路60，防止液力补偿活塞下腔64中的高压燃油泄漏到液力补偿活塞导向限位腔61内影响液力补偿活塞63的运动。在喷油器不工作的时候，由于液力补偿活塞下腔64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63位于上止点位置。一部分燃油通过环形油槽10、上容积腔59、下容积腔58和液力补偿活塞下腔64进入到控制腔67内，使得控制腔67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48变形伸长向下推动控制阀39，控制阀39离开阀座12，伺服油进油油路2与下过渡容腔47连通。控制阀下密封面45与控制阀底座11上的密封面相接触关断伺服油回油油路42。伺服油进入到下过渡容腔47并进入到液力补偿活塞上腔65中，液力补偿活塞63上端受到伺服油向下的作用力大于液力补偿活塞下腔64内燃油对其向上的液压力，液力补偿活塞63开始向下运动。在喷油初期对控制腔67进行一定程度上的燃油补充，控制腔67内燃油压力下降较为缓慢，进而使得针阀体71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48断电后，压电堆48恢复到原来长度，控制阀39在控制阀复位弹簧41的作用下向上运动关断伺服油进油油路2与下过渡容腔47的连通，同时伺服油回油油路开启42。此时下过渡容腔47和伺服油回油油路42连通，液力补偿活塞上腔65开始泄油，当液力补偿活塞上腔65的伺服油压力减小到小于下腔64内的燃油压力和弹簧预紧力的合力时液力补偿活塞63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9、针阀复位弹簧68和针阀体71构成。控制腔套筒9上加工有针阀复位弹簧座72，既可以固定针阀复位弹簧68又可以对针阀体71起到限位作用，防止喷油器开始工作时控制滑阀阀杆54和针阀体71发生碰撞。当喷油开始时，由于液力补偿活塞63的作用喷油初期控制腔67内燃油压力下降较慢，针阀体71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63不再向控制腔67内补充燃油，此后控制腔67内压力下降较快，针阀体71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67与控制腔泄油油路56的连通被关断，控制腔67开始重新建压。燃油一部分从燃油进油油路14直接进入到控制腔67中，另一部分通过环形油槽10、上容积腔59、下容积腔58和液力补偿活塞下腔64进入到控制腔67中。使得控制腔67建压速度加快，提高喷油器的响应。

由上述工作过程可知，本发明带液力补偿活塞的喷油规律可变的双阀电控喷油器的喷油过程中，喷油器内的液力补偿活塞和控制滑阀5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59、下容积腔58和液力补偿活塞下腔内64进入到控制腔67中可以使控制腔67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4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。

Claims (5)

1.带液力补偿活塞的喷油规律可变的双阀电控喷油器，其特征是：包括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、针阀组件；

所述电磁阀组件包括上阀座、中间阀座、控制阀杆底座、电磁阀阀体、衔铁、控制阀杆，上阀座、中间阀座和控制阀杆底座自上而下设置，电磁阀阀体设置在上阀座里，衔铁设置在中间阀座里，控制阀杆上端部连接衔铁，控制阀杆下端部伸入至控制阀杆底座里，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上阀座上，电磁阀复位弹簧的底端顶在衔铁上，电磁阀阀体里缠绕线圈，电磁阀复位弹簧上方的上阀座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，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阀座处设置上过渡容腔，上过渡容腔连通增压活塞连通油路，控制阀杆与其下方的控制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，控制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控制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所述的带液力补偿活塞的喷油规律可变的双阀电控喷油器，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所述的带液力补偿活塞的喷油规律可变的双阀电控喷油器，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活塞复位弹簧、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，而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。

4.根据权利要求1或2所述的带液力补偿活塞的喷油规律可变的双阀电控喷油器，其特征是：当电磁阀线圈、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，增压活塞活塞体向下移动，单向阀使得增压活塞下腔、盛油槽和控制腔形成密闭的容积腔；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；切断压电堆电压信号，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活塞复位弹簧、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，而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；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，当增压活塞活塞体下端的向上的作用力大于上端向下的作用力时增压活塞活塞体复位。

5.根据权利要求3所述的带液力补偿活塞的喷油规律可变的双阀电控喷油器，其特征是：当电磁阀线圈、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，增压活塞活塞体向下移动，单向阀使得增压活塞下腔、盛油槽和控制腔形成密闭的容积腔；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；切断压电堆电压信号，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活塞复位弹簧、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，而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；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，当增压活塞活塞体下端的向上的作用力大于上端向下的作用力时增压活塞活塞体复位。

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