CN109184995A - 喷油规律可变的重油电磁-压电双阀电控喷油器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供喷油规律可变的重油电磁‑压电双阀电控喷油器，包括压电控制组件、增压活塞、电磁阀组件、针阀组件、控制滑阀组件。压电控制组件安装在喷油器上面，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。增压活塞安装在压电控制组件下面，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。电磁阀组件安装在增压活塞下面，由电磁力带动控制阀杆运动，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安装在电磁阀组件下方，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

喷油规律可变的重油电磁-压电双阀电控喷油器

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的喷油规律可变的重油电磁-压电双阀电控喷油器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明喷油规律可变的重油电磁-压电双阀电控喷油器，其特征是：包括自上而下设置的压电控制组件、中通式增压活塞、电磁阀组件、控制滑阀组件、针阀组件；

所述压电控制组件包括阀座、控制阀底座、压电堆、控制阀，阀座和控制阀底座自上而下设置，阀座里设置燃油进油油路、燃油回油油路、伺服油进油油路，压电堆设置在阀座里，控制阀上端位于压电堆下方，控制阀下端位于控制阀底座里开设的控制阀复位弹簧腔里，控制阀的下端部套有控制阀复位弹簧，控制阀中部为控制阀凸起，控制阀凸起的上端为控制阀上密封面，控制阀凸起的下端为控制阀下密封面，控制阀与阀座之间形成压电控制上腔，控制阀与阀座和控制阀底座之间形成过渡容腔，控制阀复位弹簧腔连通伺服油回油油路，压电控制上腔连通伺服油进油油路，控制阀底座里设置增压活塞连通油路，过渡容腔连通增压活塞连通油路；

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活塞体，大头端与其上方的控制阀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，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，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；

所述电磁阀组件包括电磁阀上阀座、中间块、控制阀杆底座、电磁阀阀体、电磁阀衔铁、控制阀杆，电磁阀上阀座、中间块和控制阀杆底座自上而下设置，电磁阀阀体设置在电磁阀上阀座里，电磁阀衔铁设置在中间块里，控制阀杆上端部连接电磁阀衔铁，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电磁阀上阀座上，电磁阀复位弹簧的底端顶在电磁阀衔铁上，电磁阀复位弹簧上方的电磁阀上阀座连通伺服油回油油路，电磁阀阀体里缠绕线圈，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下过渡容腔，下过渡容腔连通控制阀杆底座里的液力补偿活塞上腔连通油路和控制滑阀上腔连通油路，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电磁阀回油油路，控制阀杆底座里设置连通伺服油进油油路的电磁阀伺服油进油孔；

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杆底座下方，控制滑阀复位弹簧底座与控制阀杆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，控制阀杆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，盛油槽连通增压活塞下腔，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，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、当压电堆不加载电压而电磁阀线圈通电时，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开启，伺服油进入到下过渡容腔中，最后进入到控制滑阀上腔和液力补偿活塞上腔中，控制滑阀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；液力补偿活塞活塞体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；当电磁阀线圈断电后，控制阀杆落座，切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，液力补偿活塞活塞体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，液力补偿活塞活塞体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。

2、压电堆和电磁阀线圈均通电时，首先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，伺服油进油油路开启，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，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开启，伺服油进入到下过渡容腔中，最后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；电磁阀线圈断电，控制阀杆落座，切断伺服油进油油路，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，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；压电堆断电，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，当中通式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，中通式增压活塞活塞体复位。

本发明的优势在于：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为压电控制组件示意图；

图3为中通式增压活塞示意图；

图4为电磁阀组件示意图；

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，本发明喷油规律可变的重油电磁-压电双阀电控喷油器，包括压电控制组件1、中通式增压活塞4、电磁阀组件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组件6。压电控制组件1部分包括压电堆电气接头18、压电堆26、控制阀19和控制阀复位弹簧21。压电堆26安装在阀座16里，控制阀19安装在压电堆26的下方并与其相连。阀座16底部加工有上过渡容腔25。阀座16中加工有伺服油进油油路2、燃油进油油路17和燃油回油油路3。控制阀底座15上部加工有控制阀复位弹簧腔23，控制阀复位弹簧21安装在控制阀复位弹簧腔23里，控制阀19的下端部套于控制阀的复位弹簧21里，控制阀19有上下两个密封锥面。控制阀复位弹簧腔23底部加工有伺服油回油油路22。控制阀底座15上还加工有燃油进油油路17和增压活塞连通油路14。压电控制组件1下方是中通式增压活塞4，增压活塞导向腔34内加工有回油油路29。燃油进油油路17通过一个单向阀13与中通式增压活塞下腔连通31。中通式增压活塞4下面是电磁阀组件5，电磁阀组件8部分包括电磁阀体49、线圈39、电磁铁38、衔铁47、控制阀杆40、电磁阀复位弹簧37、控制阀杆底座41等结构。电磁阀体49上部电磁阀复位弹簧座37处加工有伺服油回油油路43。线圈39和电磁铁38安装在电磁阀体49里，电磁阀复位弹簧48位于线圈39中间与电磁阀复位弹簧座37连接。衔铁47位于电磁铁38下方，控制阀杆40和衔铁47紧密结合为一体，控制阀杆40有上下两个密封锥面。中间块11底部加工有一凹槽同密封阀底座形成下过渡容腔46。伺服油进油油路2、液力补偿活塞上腔连通油路45和控制滑阀上腔连通油路44加工在控制阀杆底座41内部。电磁阀组件5下方是控制滑阀55，主要包括受力滑块50、控制滑阀阀杆55和控制滑阀复位弹簧52。受力滑块50和控制滑阀阀杆55由螺纹配合连接在一起。控制滑阀复位弹簧52位于控制滑阀下腔51中。控制滑阀复位弹簧底座54处加工有混合油回油油路53。控制滑阀阀杆55中间处有一平面密封阀56，在控制滑阀复位弹簧底座54内部平面密封阀56上下两端加工有两个容积腔上容积腔60和下容积腔59。控制滑阀阀杆55左端是液力补偿活塞64，液力补偿活塞64顶端加工有限位凸台，活塞复位弹簧63安装在液力补偿活塞下腔65中。液力补偿活塞64下端导向限位腔62内加工有一个回油油路61。控制滑阀下端55是针阀组件7，主要包括控制腔套筒9、针阀复位弹簧69和针阀体72。控制腔套筒9位于控制腔68内，加工有控制腔套筒限位凸台73。针阀复位弹簧69上端与控制腔套筒9相连接下端与针阀体72相连接。针阀体72安装在喷嘴70内，喷嘴70和针阀体72之间设置盛油槽71。

图1为本发明喷油规律可变的重油电磁-压电双阀电控喷油器结构示意图，它由压电控制组件1、中通式增压活塞4、电磁阀组件5、液力补偿活塞64、控制滑阀55、针阀组件7、紧帽8以及控制腔套筒9组成。其特征是：压电控制组件1位于喷油器上部。压电控制组件1下面是中通式增压活塞4，中通式增压活塞导向腔34内加工有一个回油油路29。中通式增压活塞4下面是电磁阀组件5，电磁阀体49上部加工有伺服油回油油路36。电磁阀组件5下面是液力补偿活塞和控制滑阀6，控制滑阀上腔67、液力补偿活塞上腔66分别于下过渡容腔46连通。控制滑阀55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17、单向阀13、中通式增压活塞下腔31进入到控制腔38和盛油槽71中，一部分燃油通过环形油槽10、上容积腔60、下容积腔59、液力补偿活塞下腔65进入到控制腔68中。喷油器开始工作后有两种工作模式，工作模式一：当压电堆26不加载电压而电磁阀线圈39通电时，控制阀杆40向上抬起，控制阀杆40上锥面关断伺服油回油油路36，同时伺服油进油油路2开启，伺服油进入到下过渡容腔46中，最后进入到控制滑阀上腔67和液力补偿活塞上腔66中，控制滑阀55和液力补偿活塞活塞体64开始向下运动。控制腔泄油油路57开启，控制腔68开始泄油，控制腔68内燃油压力下降。液力补偿活塞活塞体64下移使得液力补偿活塞下腔62中的燃油被压入到控制腔68中，对控制腔68进行一定量的燃油补充。使得喷油初期控制腔68内燃油压力下降较为缓慢；在液力补偿活塞活塞体64运动到下止点后不再对控制腔68进行燃油补偿，此后控制腔68内压力下降较快。实现先缓后急的喷油规律。当电磁阀线圈39断电后，控制阀杆40落座，切断伺服油进油油路2与下过渡容腔46的连通，同时伺服油回油油路36开启。液力补偿活塞上腔66和控制滑阀上腔67中的伺服油开始泄走，液力补偿活塞活塞体64和控制滑阀阀杆55分别在复位弹簧63、52的作用下开始向上运动，液力补偿活塞活塞体64重新回到上止点位置，而控制滑阀阀杆55向上运动关断控制腔回油油路57，控制腔68开始重新建压，针阀体72落座，从而结束喷油过程。工作模式二：首先压电堆26加载电压信号后，控制阀19向下运动，控制阀下锥面24关断伺服油回油油路22。伺服油进油油路2开启。伺服油通过上过渡容腔25进入到增压活塞上腔35中，由于增压活塞活塞体32上端面积大于下端，使得中通式增压活塞活塞体32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32开始向下移动，由于单向阀13的作用中通式增压活塞下腔31、盛油槽71和控制腔68形成密闭的容积腔，中通式增压活塞活塞体32下移使得密闭容积减小从而燃油压力升高。接着电磁阀线圈39开始通电，控制阀杆40向上抬起，控制阀杆40上锥面关断伺服油回油油路36，同时伺服油进油油路2开启，伺服油进入到下过渡容腔46中，最后进入到控制滑阀上腔67和液力补偿活塞上腔66中，控制滑阀阀杆55和液力补偿活塞活塞体64开始向下运动。控制腔泄油油路57开启，控制腔68开始泄油，控制腔68内燃油压力下降。液力补偿活塞64下移使得液力补偿活塞下腔65中的燃油被压入到控制腔68中，对控制腔68进行一定量的燃油补充。使得喷油初期控制腔68内燃油压力下降较为缓慢；在液力补偿活塞64运动到下止点后不再对控制腔68进行燃油补偿，此后控制腔68内压力下降较快，实现先缓后急的喷油规律。然后电磁阀线圈39断电，控制阀杆40落座，切断伺服油进油油路2，同时伺服油回油油路36开启。液力补偿活塞上腔66和控制滑阀上腔67中的伺服油开始泄走，液力补偿活塞64和控制滑阀阀杆55分别在复位弹簧63、52的作用下开始向上运动，液力补偿活塞64重新回到上止点位置，而控制滑阀阀杆55向上运动关断控制腔回油油路57，控制腔68开始重新建压，针阀体72落座，从而结束喷油过程。最后压电堆26断电，压电堆26缩短到原来的长度。控制阀19在控制阀复位弹簧21的作用下向上运动，关断伺服油进油油路2同时伺服油回油油路22开启。中通式增压活塞上腔35与伺服油回油油路22连通，中通式增压活塞上腔35内压力减小，当中通式增压活塞活塞体32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活塞体32开始复位。

图2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18、压电堆26、控制阀19和控制阀复位弹簧21构成。压电堆26通过压电堆电气接头18与发动机电控单元连接，进而控制控制阀19的起落。压电堆26安装在阀座16里，控制阀19安装在压电堆26的下方，控制阀19上端面通过控制阀复位弹簧21被压紧至压电堆26的下端面上。阀座16底部加工有上过渡容腔25，上过渡容腔25与中通式增压活塞上腔35相连通。阀座16中加工有伺服油进油油路2、燃油进油油路17和燃油回油油路3。控制阀底座15上部加工有控制阀复位弹簧腔23，控制阀复位弹簧21安装在控制阀复位弹簧腔23里，控制阀19的下端部套于控制阀复位弹簧21里，控制阀19有上下两个密封锥面。控制阀底座15上的密封座面与控制阀下密封面24相配合，阀座16上的密封座面与控制阀上密封面20相配合。控制阀复位弹簧腔23底部加工有伺服油回油油路22。控制阀底座15上还加工有燃油进油油路17和增压活塞连通油路14。当压电堆26加载电压后，由于压电堆26的逆压电效应，压电堆26变形伸长向下推动控制阀19，控制阀19离开阀座16，伺服油进油油路2与上过渡容腔25连通。控制阀下密封面24与控制阀底座15上的密封面相接触从而关断伺服油回油油路22。伺服油流经上过渡容腔25进入到中通式增压活塞上腔35中，使得中通式增压活塞32开始向下运动，对控制腔68和盛油槽71内的燃油进行加压，提高喷油器的喷油压力。当压电堆26断电后，压电堆26恢复到原来长度，控制阀19在控制阀复位弹簧21的作用下向上运动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22开启，中通式增压活塞上腔35内的伺服油泄走，增压活塞32在增压活塞下腔31内的燃油压力作用下复位。

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30，环形油槽30中间加工有一个横向贯通油路33，活塞体32轴心处加工有一个纵向油路28与横向贯通油路33连通。活塞体32上端加工有一个限位凸台27防止增压活塞活塞体32处于上止点时活塞体32上端面与控制阀底座15完全贴合。增压活塞导向腔34内加工有一个回油油路29，防止增压活塞上腔35内的高压伺服油泄漏到增压活塞导向腔34内影响活塞体32的运动。燃油进油油路17通过一个单向阀13与中通式增压活塞下腔31连通。单向阀13的作用是使得在针阀体72未开启时，增压活塞下腔31与盛油槽71、控制腔68形成密闭容腔，防止被增压的燃油倒流回油箱中。当压电堆26加载电压后，伺服油流入到增压活塞上腔35中，由于增压活塞活塞体32的上端表面积大于活塞体32下端的表面积，使得活塞体32受到的向下的作用力大于向上的作用力，增压活塞活塞体32开始下移，对增压活塞下腔31、盛油槽71和控制腔68内的燃油进行加压，提高喷油器的喷射压力。当压电堆26断电后，控制阀19在控制阀复位弹簧21的作用下向上运动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22开启，增压活塞上腔35内的伺服油泄走，增压活塞活塞体32在增压活塞下腔31内的燃油压力作用下复位。

图4为电磁阀组件结构示意图。它由电磁阀体49、线圈39、电磁铁38、衔铁47、控制阀杆40、电磁阀复位弹簧48、控制阀杆底座41等构成，电磁阀体54上部加工有伺服油回油油路41，作用是使液力补偿活塞上腔66、控制滑阀上腔67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47运动的冲击和振动，增加电磁阀工作的稳定性。线圈39和电磁铁38安装在电磁阀体49里，电磁阀复位弹簧48位于线圈39中间与电磁阀复位弹簧座37连接。衔铁47位于电磁铁38下方，控制阀杆40和衔铁47紧密结合为一体，控制阀杆40有上下两个密封锥面，控制阀杆底座41上加工有伺服油进油油路2、液力补偿活塞上腔连通油路45和控制滑阀上腔连通油路44。当电磁阀线圈39不通电，控制阀杆40下端密封锥面与控制阀杆底座41连接，伺服油回油油路36与下过渡容腔46、液力补偿活塞上腔66还有控制滑阀上腔67连通。当电磁阀线圈39通电时，控制阀杆40在电磁力的作用下与衔铁47一起向上运动，控制阀杆40上端密封锥面关断伺服油回油油路36，伺服油进油油路2与下过渡容腔46连通，伺服油流经下过渡容腔46进入到液力补偿活塞上腔66和控制滑阀上腔67中。使得液力补偿活塞活塞体64和控制滑阀阀杆55向下运动；当电磁阀线圈39断电后，控制阀杆40在电磁阀复位弹簧48的作用下控制阀杆40下端密封锥面关断伺服油进油油路2与下过渡容腔46的连通，液力补偿活塞上腔66、控制滑阀上腔67与伺服油回油油路36连通，控制滑阀阀杆55和液力补偿活塞活塞体64复位。控制阀杆导向腔42底端加工有回油油路43，使得泄漏到控制阀杆导向腔42内的燃油能够流回油箱中以免影响控制阀杆40的运动。

图5为本发明控制滑阀和液力补偿活塞组件结构示意图。控制滑阀由受力滑块50、控制滑阀阀杆55和控制滑阀复位弹簧52构成。受力滑块50和控制滑阀阀杆55之间由螺纹配合连接在一起。控制滑阀复位弹簧52安装在控制滑阀下腔51中，控制滑阀复位弹簧52不仅起到使控制滑阀阀杆55复位的作用，而且还限制了控制滑阀阀杆55的最大位移，使得当控制滑阀阀杆55处于最大位移的时候，控制滑阀阀杆55中部的平面密封阀56隔断上容积腔60和下容积腔59的连通。控制滑阀复位弹簧底座54处加工有混合油回油油路53，防止从控制滑阀上腔67泄漏下来的伺服油和控制腔68内泄漏上来的燃油的混合油留存在控制滑阀下腔51中对控制滑阀阀杆55的运动产生影响。控制滑阀阀杆55最下端有一个锥面密封阀58，当控制滑阀阀杆55处于上止点处时锥面密封阀58落座关断控制腔泄油油路57。在电磁阀线圈39不通电的时候，控制阀杆40落座，伺服油无法进入到控制滑阀上腔67。控制滑阀阀杆55在控制滑阀复位弹簧52的作用下，控制滑阀阀杆55下端锥面密封阀58关断控制腔泄油油路57，控制腔68不泄油。当喷油器工作电磁阀线圈39通电时，衔铁47在电磁力的作用下带动控制阀杆40向上运动，切断下过渡容腔46与伺服油回油油路36的连通，此时伺服油进油油路2与下过渡容腔46连通，伺服油流经下过渡容腔46进入到控制滑阀上腔67，控制滑阀阀杆55受到伺服油向下的作用力大于控制腔68内燃油对其向上的液压力，控制滑阀阀杆55开始向下运动，控制滑阀阀杆55中部的平面密封阀56关断上容积腔60和下容积59腔之间的连通，并且锥面密封阀58下移使得控制腔68与控制腔泄油油路57连通，控制腔68开始泄油。当电磁阀线圈39断电后，衔铁47在电磁阀复位弹簧48的作用下带动控制阀杆40向下运动，切断伺服油进油油路2与下过渡容腔46的连通，此时下过渡容腔46和伺服油回油油路36连通，控制滑阀上腔67开始泄油，控制滑阀上腔67内压力降低，控制滑阀阀杆55向上运动。上容积腔60、下容积腔59和环形油槽10连通，并且控制滑阀阀杆55下端锥面密封阀58重新落座关断控制腔泄油油路57，控制腔68停止泄油。液力补偿活塞由活塞体64，液力补偿活塞复位弹簧63构成。液力补偿活塞活塞体64上端加工有限位凸台，液力补偿活塞复位弹簧63安装在液力补偿活塞下腔65中。液力补偿活塞导向限位腔62内加工有一个回油油路61，防止液力补偿活塞下腔65中的高压燃油泄漏到液力补偿活塞导向限位腔62内影响活塞体64的运动。在喷油器不工作的时候，由于液力补偿活塞下腔65内存在高压燃油，在液压力和弹簧预紧力的作用下活塞体64位于上止点位置。一部分燃油通过环形油槽10、上容积腔60、下容积腔59和液力补偿活塞下腔65进入到控制腔68内，使得控制腔68内建压速度增快，提高喷油器的响应。当喷油器开始工作电磁阀线圈39通电时，衔铁47在电磁力的作用下带动控制阀杆40向上运动，切断下过渡容腔46与伺服油回油油路36的连通，此时伺服油进油油路2与下过渡容腔46连通，伺服油流经下过渡容腔46进入到液力补偿活塞上腔66中，活塞体64上端受到伺服油向下的作用力大于液力补偿活塞下腔65内燃油对其向上的液压力，活塞体64开始向下运动。在喷油初期对控制腔68进行一定程度上的燃油补充，控制腔68内燃油压力下降较为缓慢，进而使得针阀72在初始时刻上升相对缓慢，喷油速率增加的也较为缓慢。当电磁阀线圈39断电后，衔铁47在电磁阀复位弹簧48的作用下带动控制阀杆40向下运动，切断伺服油进油油路2与下过渡容腔46的连通，此时下过渡容腔46和伺服油回油油路36连通，液力补偿活塞上腔66开始泄油，当液力补偿活塞上腔66的伺服油压力减小到小于下腔65内的燃油压力和弹簧预紧力的合力时活塞体64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69和针阀体72构成。控制腔套筒9上加工有针阀复位弹簧座73，既可以固定针阀复位弹簧69又可以对针阀体72起到限位作用，防止喷油器开始工作时控制滑阀阀杆55和针阀体72发生碰撞。当喷油开始时，由于液力补偿活塞活塞体64的运动，使得喷油初期控制腔68内燃油压力下降较慢，针阀体72抬升速度缓慢，喷油速率低；喷油持续一段时间后，液力补偿活塞下腔65不在向控制腔68内补充燃油，此后控制腔68内压力下降较快，针阀体72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68与控制腔泄油油路57的连通被关断，控制腔68内开始重新建压。燃油一部分直接进入到控制腔68中，另一部分通过环形油槽10、上容积腔60、下容积腔59和液力补偿活塞下腔65进入到控制腔68中。使得控制腔68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重油电磁-压电双阀电控喷油器的喷油过程中，喷油器内的液力补偿活塞64和控制滑阀55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控制滑阀上容积腔60、下容积腔59和液力补偿活塞下腔65进入到控制腔68中可以使控制腔68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 (3)

1.喷油规律可变的重油电磁-压电双阀电控喷油器，其特征是：包括自上而下设置的压电控制组件、中通式增压活塞、电磁阀组件、控制滑阀组件、针阀组件；

所述压电控制组件包括阀座、控制阀底座、压电堆、控制阀，阀座和控制阀底座自上而下设置，阀座里设置燃油进油油路、燃油回油油路、伺服油进油油路，压电堆设置在阀座里，控制阀上端位于压电堆下方，控制阀下端位于控制阀底座里开设的控制阀复位弹簧腔里，控制阀的下端部套有控制阀复位弹簧，控制阀中部为控制阀凸起，控制阀凸起的上端为控制阀上密封面，控制阀凸起的下端为控制阀下密封面，控制阀与阀座之间形成压电控制上腔，控制阀与阀座和控制阀底座之间形成过渡容腔，控制阀复位弹簧腔连通伺服油回油油路，压电控制上腔连通伺服油进油油路，控制阀底座里设置增压活塞连通油路，过渡容腔连通增压活塞连通油路；

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活塞体，大头端与其上方的控制阀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，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，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；

所述电磁阀组件包括电磁阀上阀座、中间块、控制阀杆底座、电磁阀阀体、电磁阀衔铁、控制阀杆，电磁阀上阀座、中间块和控制阀杆底座自上而下设置，电磁阀阀体设置在电磁阀上阀座里，电磁阀衔铁设置在中间块里，控制阀杆上端部连接电磁阀衔铁，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电磁阀上阀座上，电磁阀复位弹簧的底端顶在电磁阀衔铁上，电磁阀复位弹簧上方的电磁阀上阀座连通伺服油回油油路，电磁阀阀体里缠绕线圈，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下过渡容腔，下过渡容腔连通控制阀杆底座里的液力补偿活塞上腔连通油路和控制滑阀上腔连通油路，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电磁阀回油油路，控制阀杆底座里设置连通伺服油进油油路的电磁阀伺服油进油孔；

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杆底座下方，控制滑阀复位弹簧底座与控制阀杆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，控制阀杆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，盛油槽连通增压活塞下腔，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，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重油电磁-压电双阀电控喷油器，其特征是：当压电堆不加载电压而电磁阀线圈通电时，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开启，伺服油进入到下过渡容腔中，最后进入到控制滑阀上腔和液力补偿活塞上腔中，控制滑阀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；液力补偿活塞活塞体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；当电磁阀线圈断电后，控制阀杆落座，切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，液力补偿活塞活塞体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，液力补偿活塞活塞体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.根据权利要求1或2所述的喷油规律可变的重油电磁-压电双阀电控喷油器，其特征是：压电堆和电磁阀线圈均通电时，首先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，伺服油进油油路开启，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，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开启，伺服油进入到下过渡容腔中，最后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；电磁阀线圈断电，控制阀杆落座，切断伺服油进油油路，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，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；压电堆断电，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，当中通式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，中通式增压活塞活塞体复位。