CN109236532A - 带控制腔滑块的电控喷油器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供带控制腔滑块的电控喷油器，包括增压控制阀部分、三级活塞组件、喷油控制阀部分、针阀部分以及喷油器体。本发明采用二级电磁阀结构，对三级活塞的增压面积进行控制，能够有效实现不同的增压比，使得喷油规律更加灵活；增压控制阀和喷油控制阀均浸泡在低压油中，对电磁阀起到冷却作用，保证其安全可靠的工作；本发明在喷油控制阀中采用中通式的阀杆，在精简了回油通路的同时也减轻了阀杆的重量，加快了喷油控制阀的响应速度。控制腔进油节流孔和控制腔滑块进油通路的设计，会使控制腔内的燃油压力快速的升高，从而极大增加了针阀落座的速度，实现楔型喷射。同时控制腔滑块进油通路可以使控制腔滑块快速达到液力平衡。

Description

带控制腔滑块的电控喷油器

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

传统的机械控制式的喷油器具有可靠性高以及结构简单等优点。然而，由于其喷油定时、喷油压力和喷油速率等喷油特性受到高压供油泵凸轮形线的制约，其存在着喷油特性不灵活，响应慢，对喷油量控制精度差等缺点。随着排放法规的日益严格，其很难进一步改善发动机的经济性和排放性能，亦不能满足现今市场对发动机的要求。在电控喷油器上使用高速电磁阀，通过控制高速电磁阀的通电时刻、通电时间实现对喷油定时、循环喷油量的精确柔性控制，这是实现柴油机高燃油经济性、低有害物排放的有效手段。

由于船用大中型柴油机循环喷油量大，为提供足够的喷油量同时平抑供油和喷油过程中引起的压力波动，要求柴油机上配备较大容积的共轨管，由此会造成共轨管内压力建立速度慢，并且会同时增加共轨管内恒高压密封的难度和成本。而增压式电控燃油喷射系统，系统中的共轨管不再积蓄直接用于喷射的高压燃油，而是用于蓄积压力较低的燃油或者液压工作油，利用增压活塞按一定的比例将燃油压力放大，对即将进行喷射的燃油进行增压，可以实现较快的响应速度和较高的喷射压力。虽然增压式电控喷油器对柴油机的排放性能有所改善，但也存在一些不足：喷油器通常采用单路进油的形式，其针阀落座响应速度慢，而由于进出油孔孔径的平衡关系，想要进一步提高响应特性较为困难；两位两通阀的形式的动态回油量较大，影响燃油利用率；针阀和控制柱塞之间的轴向间隙造成喷油器存在静态泄漏燃油的问题等。

发明内容

本发明的目的在于提供能实现灵活控制增压比以达到不同喷射效果的带控制腔滑块的电控喷油器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明带控制腔滑块的电控喷油器，其特征是：包括喷油器体、增压控制阀部分、三级活塞组件、喷油控制阀部分、针阀部分，增压控制阀部分和三级活塞自上而下安装在喷油器体里，喷油控制阀部分和针阀部分自上而下设置在紧帽里，紧帽固定在喷油器体下方，喷油器体里设置燃油进口；

所述增压控制阀部分包括增压控制阀上阀座、增压控制阀中间阀座、双电磁阀限位孔板、增压活塞限位孔板、增压控制阀阀杆、一级衔铁、二级衔铁、菌状套筒，增压控制阀上阀座、增压控制阀中间阀座、双电磁阀限位孔板和增压活塞限位孔板自上而下设置，增压控制阀阀杆的头部位于由双电磁阀限位孔板和增压活塞限位孔板构成的增压控制阀阀腔里，其外部为菌状套筒，增压控制阀阀杆的尾部安装二级衔铁，增压控制阀阀杆的中部安装一级衔铁，二级衔铁位于增压控制阀中间阀座里，一级衔铁位于双电磁阀限位孔板里，增压控制阀上阀座里缠绕二级电磁铁线圈，增压控制阀中间阀座里缠绕一级电磁铁线圈，增压控制阀阀杆尾部与其上方的增压控制阀上阀座之间设置增压控制阀阀杆复位弹簧，增压控制阀阀杆位于一级衔铁下方的部分套有一级衔铁固定弹簧，菌状套筒的伸出部分与下方的增压活塞限位孔板之间设置菌状套筒弹簧，增压控制阀阀杆的头部加工有T型回油通路，T型回油通路包括相通的竖直通路和横向通路，双电磁阀限位孔板上设置增压节流孔、二级增压油路，增压活塞限位孔板上设置一级增压油路和低压泄油孔，增压节流孔、二级增压油路、一级增压油路和低压泄油孔均连通增压控制阀阀腔，增压节流孔的另一端连通燃油进口，低压泄油孔连通油箱；

所述三级活塞组件包括增压活塞、活塞回位弹簧，增压活塞为三级台阶柱体结构，自上而下分别为第一-第三柱体，且直径递减，第一柱体与其上方的增压活塞限位孔板之间形成活塞腔，活塞腔通过增压活塞限位孔板里的孔连通燃油进口，第一柱体和第二柱体与喷油器体之间形成一级增压腔，第二柱体和第三柱体与喷油器体之间形成二级增压腔，第三柱体与其下方的喷油器体之间形成三级增压腔，三级增压腔里安装活塞回位弹簧，一级增压腔连通一级增压油路，二级增压腔连通二级增压油路，三级增压腔通过单向阀连通燃油进口，三级增压腔下部开有增压油路；

所述喷油控制阀部分包括喷油控制阀上阀座、喷油控制阀限位孔板、针阀限位孔板、喷油控制阀阀杆、衔铁，喷油控制阀上阀座、喷油控制阀限位孔板和针阀限位孔板自上而下设置，喷油控制阀阀杆设置在喷油控制阀限位孔板里，喷油控制阀阀杆的顶端安装衔铁，衔铁与其上方的喷油控制阀上阀座之间安装喷油控制阀阀杆回位弹簧，喷油控制阀阀杆回位弹簧外部的喷油控制阀上阀座里缠绕电磁铁线圈，喷油控制阀阀杆里设置低压泄油孔，喷油控制阀限位孔板和针阀限位孔板构成喷油控制阀阀腔，喷油控制阀阀杆下部包括锥形凸起，喷油控制阀限位孔板上设置喷油控制阀进油路，喷油控制阀进油路连通燃油进口，针阀限位孔板上设置进油量孔，进油量孔连通喷油控制阀阀腔；

所述针阀部分包括喷嘴、针阀、控制腔滑块、缸，针阀设置在喷嘴里并与喷嘴形成盛油槽，喷嘴下端开设喷孔，喷嘴里设置盛油槽油路，盛油槽油路连通盛油槽和增压油路，针阀顶部套有针阀弹簧，针阀并与其上方的控制腔滑块以及缸之间形成控制腔，针阀与控制腔滑块之间设置控制腔弹簧，控制腔滑块上方设有控制腔进油节流孔a、控制腔进油节流孔b、中间油路和控制腔进油油路，缸上设有控制腔进油孔，控制腔滑块的上表面凹槽与低压油路连通，控制腔进油孔连通燃油进口，中间油路连通控制腔和进油量孔，控制腔进油油路连通控制腔。

本发明还可以包括：

1、无增压模式下工作时，增压控制阀部分不通电，单向阀打开；当喷油控制阀部分通电时，衔铁带动喷油控制阀阀杆向上运动从而打开低压泄油孔，控制腔内的燃油通过喷油控制阀阀杆中的低压泄油孔进入到电磁阀腔，再经过设置在电磁阀腔中的低压油路返回到低压油箱内；当控制腔内的压力和针阀弹簧的弹力形成的合力小于盛油槽内燃油向上的液压力时，针阀向上抬起，喷孔喷油；当喷油控制阀部分断电时，喷油控制阀阀杆在喷油控制阀阀杆回位弹簧的弹力作用下落座，在将低压泄油孔关闭的同时打开高压油路，控制腔通过进油量孔重新建压，当控制腔内的压力和针阀弹簧的弹力形成的合力大于盛油槽内燃油向上的液压力时，针阀重新落座，停止喷油。

2、当低增压模式下工作时，增压控制阀部分的一级电磁铁线圈通电，一级衔铁带动增压控制阀阀杆向上运动，菌状套筒在菌状套筒弹簧弹簧力的作用下随着增压控制阀阀杆向上抬起，将低压泄油孔打开，直到将菌状套筒上方的锥面密封；一级增压腔内的燃油通过一级增压油路流经低压泄油孔回到低压油箱内，此时活塞腔内的压力大于一级增压腔、二级增压腔和三级增压腔内的压力与活塞回位弹簧的弹力之和，增压活塞向下运动，三级增压腔的进油口处的单向阀关闭；喷油控制阀部分通电，衔铁带动喷油控制阀阀杆向上运动从而将锥面密封并打开低压泄油孔，控制腔内的燃油通过低压泄油孔流回低压油箱内；当控制腔压力与针阀复位弹簧的合力小于盛油槽内燃油对针阀的液压力时，针阀向上抬起，喷孔喷油；当喷油控制阀部分断电时，喷油控制阀阀杆在喷油控制阀阀杆回位弹簧的弹力作用下落座，在将低压泄油孔关闭的同时打开高压油路，控制腔通过进油量孔重新建压，当控制腔内的压力和针阀弹簧的弹力形成的合力大于盛油槽内燃油向上的液压力时，针阀重新落座，停止喷油；当增压控制阀部分断电时，增压控制阀阀杆在增压控制阀复位弹簧的弹簧力作用下带动菌状套筒一起落座，在将低压泄油孔关闭的同时打开菌状套筒上端的锥面密封，高压燃油通过一级增压油路重新进入一级增压腔，此时活塞腔内的压力小于一级增压腔、二级增压腔和三级增压腔内的压力与活塞回位弹簧的弹力之和，增压活塞向上回到初始位置。三级增压腔内的压力降低，单向阀再次打开，燃油通过单向阀进入到三级增压腔内再进入到盛油槽。

3、高增压模式下工作时，增压控制阀部分的一级电磁铁线圈通电，一级衔铁带动增压控制阀阀杆向上运动；菌状套筒在菌状套筒弹簧弹簧力的作用下随着增压控制阀阀杆向上抬起，直到将菌状套筒上方的锥面密封的同时打开低压泄油孔；此时一级增压腔内的燃油通过一级增压油路流经低压泄油孔回到低压油箱内；增压控制阀部分的二级电磁铁线圈通电，二级衔铁带动增压控制阀阀杆脱离一级衔铁继续向上运动；此时增压控制阀阀杆脱离菌状套筒继续往上运动，将T型回油通路打开，二级增压腔内的燃油通过二级增压油路再通过菌状套筒中的T型回油通路流回到低压油箱内；此时活塞腔内的压力大于一级增压腔、二级增压腔和三级增压腔内的压力与增压活塞回位弹簧的弹力形成的合力，增压活塞向下运动，三级增压腔的进油口处的单向阀关闭；喷油控制阀部分通电，衔铁带动喷油控制阀杆向上运动从而将锥面密封并打开低压泄油孔，控制腔内的燃油通过低压泄油孔流回低压油箱内；当控制腔压力与针阀复位弹簧的合力小于盛油槽内燃油对针阀的液压力时，针阀向上抬起，喷孔喷油；当喷油控制阀部分断电时，喷油控制阀阀杆在喷油控制阀阀杆回位弹簧的弹力作用下落座，在将低压泄油孔关闭的同时打开高压油路，控制腔通过进油量孔重新建压，当控制腔内的压力和针阀弹簧的弹力形成的合力大于盛油槽内燃油向上的液压力时，针阀重新落座，停止喷油；当增压控制阀部分断电时，增压控制阀阀杆在增压控制阀复位弹簧的弹簧力作用下带动菌状套筒一起落座，先将T型回油通路横向油路关闭，然后在将低压泄油孔关闭的同时打开菌状套筒上端的锥面密封，高压燃油通过一级增压油路和二级增压油路重新进入一级增压腔和二级增压腔，此时活塞腔内的压力小于一级增压腔、二级增压腔和三级增压腔内的压力与增压活塞回位弹簧的弹力之和，增压活塞向上回到初始位置；三级增压腔内的压力降低，单向阀再次打开，燃油通过单向阀进入到三级增压腔内再进入到盛油槽。

本发明的优势在于：1、本发明的带控制腔滑块的电控喷油器采用三级台阶圆台式的增压活塞，通过改变压力作用面积的方式来改变增压比，使盛油槽内的燃油压力能够根据实际工况来进行调整，有效的改善了喷油的灵活性，使柴油机能够更好的满足严格的排放法规要求，有效的提高柴油机的经济性和动力性；2、本发明采用的增压控制阀能够实现多级定位，实现多条增压油路的通断可控，从而调整增压活塞的高压油作用面积，保证电控喷油器增压比的灵活控制；3、喷油控制阀阀杆中的低压泄油孔与电磁阀腔相连通，控制腔内的燃油通过低压泄油孔回油，同时也起到了冷却电磁阀的作用，能够增加电磁阀工作的稳定性，另外控制阀阀杆中的低压泄油孔减小了喷油控制阀阀杆的质量，使喷油控制阀响应加快。4、控制腔进油节流孔和控制腔滑块进油通路的设计，会使控制腔内的燃油压力快速的升高，从而极大增加了针阀落座的速度，实现楔型喷射，减小多次喷射时，前一次喷射对下一次喷射的影响。同时控制腔滑块进油通路可以使控制腔滑块快速达到液力平衡。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为增压控制阀部分示意图；

图3为三级活塞组件示意图；

图4为喷油控制阀部分示意图；

图5为针阀部分示意图；

图6为控制腔滑块部分示意图。

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电控喷油器，它由增压控制阀部分1、三级活塞组件2、喷油控制阀部分3、针阀部分4以及喷油器体6组成。增压控制阀部分1主要由二级电磁铁线圈9与二级衔铁10、一级电磁铁线圈11与一级衔铁12、增压活塞限位孔板16、菌状套筒19、菌状套筒弹簧18、双电磁阀限位孔板22、增压控制阀阀杆24、一级衔铁固定弹簧23以及增压控制阀阀杆复位弹簧25组成，增压控制阀阀杆24头部开有T型回油通路14，菌状套筒19套在增压控制阀阀杆24头部，通过相对运动切断和打开T型回油通路14横向油路，T型回油通路14纵向油路与低压泄油孔17相连通，增压控制阀阀腔20与一级增压油路15、二级增压油路13和增压节流孔21相通，菌状套筒19位于增压控制阀阀腔20内。三级活塞组件2主要包括增压活塞32、活塞回位弹簧29和单向阀31，增压活塞32为三级台阶式圆台结构，增压活塞32与喷油器体6构成一级增压腔26、二级增压腔27和三级增压腔28，一级增压腔26与一级增压油路15相连通，二级增压腔27与二级增压油路13相连通，三级增压腔28与盛油槽44相连通，并通过单向阀31与高压油路相连通。喷油控制阀阀杆35内加工有低压泄油孔36，与电磁阀腔相连通，电磁阀腔与低压油箱相连通。控制腔滑块50放置在控制腔43内，控制控制腔43与高压油路和低压油路的连通，控制腔滑块50上设有控制腔进油节流孔a58、控制腔进油节流孔b57、控制腔中间油路51和控制腔进油油路52，同时，缸55上设有控制腔进油孔56，通过控制腔滑块50的运动分别与控制腔进油节流孔a58和控制腔进油节流孔b57相连。

图1为本发明带控制腔滑块的电控喷油器的整体结构示意图，主要由增压控制阀部分1、三级活塞组件2、喷油控制阀部分3、针阀部分4以及喷油器体6组成。紧固帽7通过螺纹将增压控制阀部分1紧扣固定在喷油器体6上，紧帽5通过螺纹将喷油控制阀部分3与针阀部分4压合在一起并紧扣固定在喷油器体6上。

图2为带控制腔滑块的电控喷油器的增压控制阀部分1，增压控制阀部分1主要包括了二级电磁铁线圈9与二级电磁阀10、一级电磁铁线圈11与一级衔铁12、增压活塞限位孔板16、菌状套筒19、菌状套筒弹簧18、双电磁阀限位孔板22、增压控制阀阀杆24、一级衔铁固定弹簧23以及增压控制阀阀杆复位弹簧25。一级电磁铁线圈11与二级电磁铁线圈9叠加放置，其中二级电磁铁线圈9位于一级电磁铁线圈11的上方。双电磁阀限位孔板22与增压活塞限位孔板16形成增压控制阀阀腔20，双电磁阀限位孔板22上加工有增压节流孔21和二级增压油路13，增压节流孔21和二级增压油路13的一端都与增压控制阀阀腔20相连通，增压节流孔21另一端与高压油路相连通，将高压油引入增压控制阀阀腔20。增压活塞限位孔板22上加工有低压泄油孔17和一级增压油路15，低压泄油孔17和一级增压油路15都与增压控制阀阀腔20相连通，低压泄油孔17与低压油箱连通。菌状套筒19放置在增压控制阀阀腔20内，菌状套筒19通过菌状套筒弹簧18压套在增压控制阀阀杆24的头部，增压控制阀阀杆24可以在菌状套筒19中上下滑动。增压控制阀阀杆24头部加工有T型回油通路14，T型回油通路14的竖直通路与菌状套筒19的通路相连，在菌状套筒19被紧压在增压控制阀阀杆24上时，T型回油通路14的横向通路是关闭的，当增压控制阀阀杆24相对菌状套筒19向上移动时，T型回油通路14打开。增压控制阀阀杆复位弹簧25将增压控制阀阀杆24与菌状套筒19压紧在增压活塞限位孔板16上，并将低压泄油孔17关闭。增压控制阀阀杆24穿过一级电磁铁线圈11中间的孔洞和双电磁阀限位孔板22，在一级电磁铁线圈11和双电磁阀限位孔板22之间放置有一级衔铁12，增压控制阀阀杆24穿过一级衔铁12中心，一级衔铁弹簧23将一级衔铁12固定在增压控制阀阀杆24上，一级衔铁12受到一级电磁铁线圈11的磁力作用，当一级衔铁12被吸合时，增压控制阀阀杆24可以脱离一级衔铁12向上运动。二级衔铁10放置于增压控制阀阀杆24顶端，并与增压控制阀阀杆24连接，二级衔铁10可以受到二级电磁铁线圈9的磁力作用。

增压活塞32、喷油器体6、活塞回位弹簧29和单向阀31共同构成了带控制腔滑块的电控喷油器的三级活塞组件2，如图3所示。增压活塞32是一个三级台阶柱体结构，与增压活塞限位孔板16共同构成活塞腔33，高压油通过活塞限位孔板16上开的孔通入活塞腔33。增压活塞32与喷油器体6共同构成了一级增压腔26、二级增压腔27和三级增压腔28，其中一级增压腔26和二级增压腔27分别与一级增压油路15和二级增压油路13相连通，增压控制阀阀腔20内的高压油通过一级增压油路15和二级增压油路13分别进入一级增压腔24和二级增压腔25。三级增压腔28通过单向阀31与高压油路相连通，三级增压腔28内放置有活塞回位弹簧29，同时三级增压腔28下部还开有增压油路30，增压油路30将三级增压腔28内的油引入到盛油槽44。

电磁铁31、喷油控制阀阀杆35、衔铁40、喷油控制阀阀杆回位弹簧42和喷油控制阀限位孔板41共同构成了带控制腔滑块的电控喷油器的喷油控制阀部分3，如图4所示。喷油控制阀限位孔板41和针阀限位孔板38共同构成了喷油控制阀阀腔37，喷油控制阀阀杆35下端是一个菌状结构，位于喷油控制阀阀腔37内。喷油控制阀阀杆35中间加工有低压泄油孔36，喷油控制阀阀杆回位弹簧42将喷油控制阀阀杆35紧压在针阀限位孔板38上，将低压泄油孔36关闭。喷油控制阀限位孔板41中开有高压油路通往喷油控制阀阀腔37，同时针阀限位孔板上也开有进油量孔39，进油量孔39一端与喷油控制阀阀腔37连通，另一端与控制腔43连通，将高压油引入到控制腔43中。

图5所示为带控制腔滑块的电控喷油器的针阀部分4的结构示意图，包括针阀45、针阀弹簧48和喷嘴47。喷嘴47与针阀限位孔板构成控制腔43和盛油槽44，针阀弹簧48位于控制腔43内。喷嘴47下端开有喷孔46，当针阀弹簧48弹力和控制腔43内的压力形成的合力大于盛油槽44对针阀施加的压力时，针阀45落座将喷孔46关闭；当针阀45抬起时，喷孔46与盛油槽44连通，开始喷油。

图6为带控制腔滑块的电控喷油器的控制腔滑块结构放大图，主要包括控制腔滑块50、控制腔回位弹簧53、针阀上表面结构54和缸55组成。针阀上表面结构54、缸55和中间块下表面共同组成控制腔46。控制腔滑块50上方设有控制腔进油节流孔a58、控制腔进油节流孔b57、中间油路49和控制腔进油油路56，缸55上设有控制腔进油孔56，控制腔滑块50的上表面凹槽59与低压油路36联通。控制腔进油节流孔a58和控制腔进油节流孔b57随着控制腔滑块50运动，与控制腔进油孔56，进而联通高压油路。控制腔内的燃油，通过中间油路51和控制腔进油油路52流出控制腔43。

燃油从燃油进口8进入喷油器，在双电磁阀限位孔板22处引出一条支路，通过增压节流孔21进入到增压控制阀阀腔20中，再经过增压控制阀阀腔20分成两路，一路通过一级增压油路15进入一级增压腔26，另一路通过二级增压油路13进入到二级增压腔27。另一路通过单向阀31进入到三级增压腔28中，再向下经过增压油路30进入到盛油槽44内。另一部分依次通过控制腔进油孔56和控制腔进油节流孔b57进入控制腔中。在向控制腔供油的(控制腔建压)过程中，通过中间油路49和控制腔进油节流孔b57流入的燃油，会首先聚集在控制腔滑块的上表面环槽59，通过控制腔滑块中间油路51向下流动。由于此时控制腔滑块上表面的燃油压力大于下表面的燃油压力和弹簧力的合力，压力差会使控制腔滑块50在高压燃油的作用下向下移动，打开控制腔滑块进油油路52和控制腔进油节流孔a58。此时高压燃油分别通过控制腔进油节流孔a58，控制腔进油节流孔b57和中间油路49流入控制腔中，然后经控制腔滑块中间油路51和控制腔滑块进油油路52向下流动，使控制腔压力增加，直到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。此时系统处于液力平衡状态，控制腔内的燃油压力也保持一致，由于控制腔滑块上下表面积相同，控制腔滑块50会受到回复弹簧53的作用处于初始状态，压紧中间块表面。此时活塞腔33内的液压力小于一级增压腔26、二级增压腔27和三级增压腔28内的液压力以及活塞回位弹簧29的弹力形成的合力，增压活塞32处于最高位置，因此三级增压腔28内的燃油不被增压。同时盛油槽44内的压力与针阀弹簧48形成的合力大于控制腔43内的压力，此时针阀45落座。根据喷油过程的不同，喷油器可分为三种不同的工作模式：无增压模式、低增压模式和高增压模式。

当喷油器在无增压模式下工作时，增压控制阀部分1不通电，由于此时三级活塞各个作用面的压力平衡，单向阀31打开，因此三级增压腔28内的燃油压力并不增加，盛油槽44内的燃油压力等于单向阀另一边的压力。当喷油控制阀部分3通电时，电磁铁34吸引衔铁40，衔铁40带动喷油控制阀阀杆35向上运动从而将锥面密封并打开低压泄油孔36，控制腔43内的燃油通过喷油控制阀阀杆35中的低压泄油孔36进入到电磁阀腔，再经过设置在电磁阀腔中的低压油路返回到低压油箱内，从而控制腔43内的压力降低。当控制腔43内的压力和针阀弹簧48的弹力形成的合力小于盛油槽44内燃油向上的液压力时，针阀45向上抬起，喷孔46打开，喷油器开始喷油。当喷油控制阀部分3断电时，喷油控制阀阀杆35在喷油控制阀阀杆回位弹簧42的弹力作用下落座，在将低压泄油孔36关闭的同时打开高压油路，控制腔43通过进油量孔39重新建压，当控制腔43内的压力和针阀弹簧48的弹力形成的合力大于盛油槽44内燃油向上的液压力时，针阀45重新落座，喷油器停止喷油。

当喷油器在低增压模式下工作时，增压控制阀部分1的一级电磁铁线圈11通电，一级电磁铁吸引一级衔铁12，一级衔铁12带动增压控制阀阀杆24向上运动到一级电磁铁限位处。菌状套筒19在菌状套筒弹簧18弹簧力的作用下随着增压控制阀阀杆24向上抬起，将低压泄油孔17打开，直到将菌状套筒19上方的锥面密封。一级增压腔26内的燃油通过一级增压油路15流经低压泄油孔17回到低压油箱内，此时一级增压腔26内的压力降低，活塞腔33内的压力大于一级增压腔26、二级增压腔27和三级增压腔28内的压力与活塞回位弹簧29的弹力之和，增压活塞32向下运动，三级增压腔28的进油口处的单向阀31关闭，三级增压腔28内的燃油压力受压升高，进而导致盛油槽44内的燃油压力升高。随后喷油控制阀3部分通电，电磁铁34吸引衔铁40，衔铁40带动喷油控制阀阀杆35向上运动从而将锥面密封并打开低压泄油孔36，控制腔43内的燃油通过低压泄油孔36流回低压油箱内。此时控制腔43内的压力降低，当其压力与针阀复位弹簧48的合力小于盛油槽44内燃油对针阀45的液压力时，针阀45向上抬起，喷孔46打开，喷油器开始喷油。当喷油控制阀部分3断电时，喷油控制阀阀杆35在喷油控制阀阀杆回位弹簧42的弹力作用下落座，在将低压泄油孔36关闭的同时打开高压油路，控制腔43通过进油量孔重新建压，当控制腔43内的压力和针阀弹簧48的弹力形成的合力大于盛油槽44内燃油向上的液压力时，针阀45重新落座，喷油器停止喷油。当增压控制阀部分1断电时，增压控制阀阀杆24在增压控制阀复位弹簧25的弹簧力作用下带动菌状套筒19一起落座，在将低压泄油孔17关闭的同时打开菌状套筒19上端的锥面密封，高压燃油通过一级增压油路15重新进入一级增压腔26，此时活塞腔33内的压力小于一级增压腔26、二级增压腔27和三级增压腔28内的压力与活塞回位弹簧29的弹力之和，增压活塞32向上回到初始位置。三级增压腔28内的压力降低，单向阀31再次打开，燃油通过单向阀31进入到三级增压腔29内再进入到盛油槽44。

当喷油器在高增压模式下工作时，首先增压控制阀部分1的一级电磁铁线圈11通电，一级电磁铁吸引一级衔铁12，一级衔铁12带动增压控制阀阀杆24向上运动到一级电磁铁限位处。菌状套筒19在菌状套筒弹簧18弹簧力的作用下随着增压控制阀阀杆24向上抬起，直到将菌状套筒19上方的锥面密封的同时打开低压泄油孔17。此时一级增压腔26内的燃油通过一级增压油路15流经低压泄油孔17回到低压油箱内，一级增压腔26压力降低。然后增压控制阀部分1的二级电磁铁线圈9通电，二级电磁铁吸引二级衔铁10，继而二级衔铁10带动增压控制阀阀杆24脱离一级衔铁12继续向上运动到二级衔铁限位处。此时增压控制阀阀杆24脱离菌状套筒19继续往上运动，将T型回油通路14打开，二级增压腔27内的燃油通过二级增压油路13再通过菌状套筒19中的T型回油通路14流回到低压油箱内，二级增压腔27压力也发生下降。此时活塞腔33内的压力大于一级增压腔26、二级增压腔27和三级增压腔28内的压力与增压活塞回位弹簧29的弹力形成的合力，增压活塞32向下运动，三级增压腔28的进油口处的单向阀31关闭，三级增压腔28内的燃油压力升高，进而导致盛油槽44内的燃油压力升高。继而喷油控制阀部分3通电，电磁铁34吸引衔铁40，衔铁40带动喷油控制阀杆35向上运动从而将锥面密封并打开低压泄油孔36，控制腔43内的燃油通过低压泄油孔36流回低压油箱内。此时控制腔43内的压力降低，当其压力与针阀复位弹簧48的合力小于盛油槽44内燃油对针45阀的液压力时，针阀45向上抬起，喷孔46打开，喷油器开始喷油。当喷油控制阀部分3断电时，喷油控制阀阀杆35在喷油控制阀阀杆回位弹簧42的弹力作用下落座，在将低压泄油孔36关闭的同时打开高压油路，控制腔43通过进油量孔重新建压，当控制腔43内的压力和针阀弹簧48的弹力形成的合力大于盛油槽44内燃油向上的液压力时，针阀45重新落座，喷油器停止喷油。当增压控制阀部分1断电时，增压控制阀阀杆24在增压控制阀复位弹簧25的弹簧力作用下带动菌状套筒18一起落座，先将T型回油通路14横向油路关闭，然后在将低压泄油孔17关闭的同时打开菌状套筒19上端的锥面密封，高压燃油通过一级增压油路15和二级增压油路13重新进入一级增压腔26和二级增压腔27，此时活塞腔33内的压力小于一级增压腔26、二级增压腔27和三级增压腔28内的压力与增压活塞回位弹簧29的弹力之和，增压活塞32向上回到初始位置。三级增压腔28内的压力降低，单向阀31再次打开，燃油通过单向阀31进入到三级增压腔内28再进入到盛油槽44。

控制腔滑块工作原理：

当控制腔43与中间油路49联通时，此时中间油路49作为回油油路，控制腔43内的高压燃油流入回油油路。此时中间油路49作为回油油路，控制腔43内的高压燃油流入回油油路。由于控制腔滑块50紧贴中间块表面，关闭控制腔滑块进油油路52，同时由于控制腔滑块中间油路节流孔51的节流作用，控制腔滑块下表面燃油压力下降的要比上表面燃油压力下降缓慢。在燃油压力差和弹簧的作用下，控制腔滑块50始终压紧中间块表面。此时，控制腔43内的燃油流入回油油路，当控制腔内的压力和针阀弹簧的弹力形成的合力小于盛油槽内燃油向上的液压力时，针阀45向上抬起，喷孔46打开，喷油器开始喷油。针阀45抬起过程中，控制腔43内的燃油一边通过中间油路49回油，一边由控制腔进油节流孔b57补充燃油，通过设计控制腔进油节流孔56和中间油路节流孔49的结构参数，时刻保证控制腔回油速率大于进油速率。由于燃油的补充，在针阀45抬起开始阶段，针阀的上升速率较慢。

当控制腔43与中间油路49联通断开时，回油油路关闭。此时控制腔43将通过中间油路49和控制腔进油节流孔56补充燃油。流入控制腔43的燃油会首先聚集在控制腔滑块50的上表面环槽59，通过控制腔滑块中间油路51向下流动。由于此时控制腔滑块上表面的燃油压力大于下表面的燃油压力和弹簧力的合力，压力差会使控制腔滑块50在高压燃油的作用下向下移动，打开控制腔滑块进油油路52和控制腔进油节流孔a58。流入控制腔43的燃油经控制腔滑块中间油路51和控制腔滑块进油油路52向下流动，使控制腔压力增加，直到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45落座。控制腔进油节流孔46和控制腔滑块进油通路52的设计，会使控制腔43内的燃油压力快速的升高，从而极大增加了针阀45落座的速度，实现楔型喷射。同时控制腔滑块进油通路52可以使控制腔滑块50快速达到液力平衡。

由喷油器的工作过程可知，本发明在工作过程中通过改变增压控制阀的动作响应，可实现不同的增压比以达到不同的喷油压力，使喷油器能够实现更为灵活的喷油特性。同时本发明采用了电磁式的喷油控制阀，这进一步提高了喷油器的响应速度以及控制精度，使多次喷射工作方式的实现成为可能。有效提高了柴油机的动力性和燃油的经济性。在喷油控制阀阀杆中设置回油通路，将回油油路设置在喷油控制阀中，起到了冷却电磁阀的作用，提高了本发明在工作中的可靠性。同时，控制腔进油节流孔和控制腔滑块进油通路的设计，会使控制腔内的燃油压力快速的升高，从而极大增加了针阀落座的速度，实现楔型喷射。同时控制腔滑块进油通路可以使控制腔滑块快速达到液力平衡。

Claims (5)

1.带控制腔滑块的电控喷油器，其特征是：包括喷油器体、增压控制阀部分、三级活塞组件、喷油控制阀部分、针阀部分，增压控制阀部分和三级活塞自上而下安装在喷油器体里，喷油控制阀部分和针阀部分自上而下设置在紧帽里，紧帽固定在喷油器体下方，喷油器体里设置燃油进口；

所述增压控制阀部分包括增压控制阀上阀座、增压控制阀中间阀座、双电磁阀限位孔板、增压活塞限位孔板、增压控制阀阀杆、一级衔铁、二级衔铁、菌状套筒，增压控制阀上阀座、增压控制阀中间阀座、双电磁阀限位孔板和增压活塞限位孔板自上而下设置，增压控制阀阀杆的头部位于由双电磁阀限位孔板和增压活塞限位孔板构成的增压控制阀阀腔里，其外部为菌状套筒，增压控制阀阀杆的尾部安装二级衔铁，增压控制阀阀杆的中部安装一级衔铁，二级衔铁位于增压控制阀中间阀座里，一级衔铁位于双电磁阀限位孔板里，增压控制阀上阀座里缠绕二级电磁铁线圈，增压控制阀中间阀座里缠绕一级电磁铁线圈，增压控制阀阀杆尾部与其上方的增压控制阀上阀座之间设置增压控制阀阀杆复位弹簧，增压控制阀阀杆位于一级衔铁下方的部分套有一级衔铁固定弹簧，菌状套筒的伸出部分与下方的增压活塞限位孔板之间设置菌状套筒弹簧，增压控制阀阀杆的头部加工有T型回油通路，T型回油通路包括相通的竖直通路和横向通路，双电磁阀限位孔板上设置增压节流孔、二级增压油路，增压活塞限位孔板上设置一级增压油路和低压泄油孔，增压节流孔、二级增压油路、一级增压油路和低压泄油孔均连通增压控制阀阀腔，增压节流孔的另一端连通燃油进口，低压泄油孔连通油箱；

所述三级活塞组件包括增压活塞、活塞回位弹簧，增压活塞为三级台阶柱体结构，自上而下分别为第一-第三柱体，且直径递减，第一柱体与其上方的增压活塞限位孔板之间形成活塞腔，活塞腔通过增压活塞限位孔板里的孔连通燃油进口，第一柱体和第二柱体与喷油器体之间形成一级增压腔，第二柱体和第三柱体与喷油器体之间形成二级增压腔，第三柱体与其下方的喷油器体之间形成三级增压腔，三级增压腔里安装活塞回位弹簧，一级增压腔连通一级增压油路，二级增压腔连通二级增压油路，三级增压腔通过单向阀连通燃油进口，三级增压腔下部开有增压油路；

所述喷油控制阀部分包括喷油控制阀上阀座、喷油控制阀限位孔板、针阀限位孔板、喷油控制阀阀杆、衔铁，喷油控制阀上阀座、喷油控制阀限位孔板和针阀限位孔板自上而下设置，喷油控制阀阀杆设置在喷油控制阀限位孔板里，喷油控制阀阀杆的顶端安装衔铁，衔铁与其上方的喷油控制阀上阀座之间安装喷油控制阀阀杆回位弹簧，喷油控制阀阀杆回位弹簧外部的喷油控制阀上阀座里缠绕电磁铁线圈，喷油控制阀阀杆里设置低压泄油孔，喷油控制阀限位孔板和针阀限位孔板构成喷油控制阀阀腔，喷油控制阀阀杆下部包括锥形凸起，喷油控制阀限位孔板上设置喷油控制阀进油路，喷油控制阀进油路连通燃油进口，针阀限位孔板上设置进油量孔，进油量孔连通喷油控制阀阀腔；

所述针阀部分包括喷嘴、针阀、控制腔滑块、缸，针阀设置在喷嘴里并与喷嘴形成盛油槽，喷嘴下端开设喷孔，喷嘴里设置盛油槽油路，盛油槽油路连通盛油槽和增压油路，针阀顶部套有针阀弹簧，针阀并与其上方的控制腔滑块以及缸之间形成控制腔，针阀与控制腔滑块之间设置控制腔弹簧，控制腔滑块上方设有控制腔进油节流孔a、控制腔进油节流孔b、中间油路和控制腔进油油路，缸上设有控制腔进油孔，控制腔滑块的上表面凹槽与低压油路连通，控制腔进油孔连通燃油进口，中间油路连通控制腔和进油量孔，控制腔进油油路连通控制腔。

2.根据权利要求1所述的带控制腔滑块的电控喷油器，其特征是：无增压模式下工作时，增压控制阀部分不通电，单向阀打开；当喷油控制阀部分通电时，衔铁带动喷油控制阀阀杆向上运动从而打开低压泄油孔，控制腔内的燃油通过喷油控制阀阀杆中的低压泄油孔进入到电磁阀腔，再经过设置在电磁阀腔中的低压油路返回到低压油箱内；当控制腔内的压力和针阀弹簧的弹力形成的合力小于盛油槽内燃油向上的液压力时，针阀向上抬起，喷孔喷油；当喷油控制阀部分断电时，喷油控制阀阀杆在喷油控制阀阀杆回位弹簧的弹力作用下落座，在将低压泄油孔关闭的同时打开高压油路，控制腔通过进油量孔重新建压，当控制腔内的压力和针阀弹簧的弹力形成的合力大于盛油槽内燃油向上的液压力时，针阀重新落座，停止喷油。

3.根据权利要求1或2所述的带控制腔滑块的电控喷油器，其特征是：当低增压模式下工作时，增压控制阀部分的一级电磁铁线圈通电，一级衔铁带动增压控制阀阀杆向上运动，菌状套筒在菌状套筒弹簧弹簧力的作用下随着增压控制阀阀杆向上抬起，将低压泄油孔打开，直到将菌状套筒上方的锥面密封；一级增压腔内的燃油通过一级增压油路流经低压泄油孔回到低压油箱内，此时活塞腔内的压力大于一级增压腔、二级增压腔和三级增压腔内的压力与活塞回位弹簧的弹力之和，增压活塞向下运动，三级增压腔的进油口处的单向阀关闭；喷油控制阀部分通电，衔铁带动喷油控制阀阀杆向上运动从而将锥面密封并打开低压泄油孔，控制腔内的燃油通过低压泄油孔流回低压油箱内；当控制腔压力与针阀复位弹簧的合力小于盛油槽内燃油对针阀的液压力时，针阀向上抬起，喷孔喷油；当喷油控制阀部分断电时，喷油控制阀阀杆在喷油控制阀阀杆回位弹簧的弹力作用下落座，在将低压泄油孔关闭的同时打开高压油路，控制腔通过进油量孔重新建压，当控制腔内的压力和针阀弹簧的弹力形成的合力大于盛油槽内燃油向上的液压力时，针阀重新落座，停止喷油；当增压控制阀部分断电时，增压控制阀阀杆在增压控制阀复位弹簧的弹簧力作用下带动菌状套筒一起落座，在将低压泄油孔关闭的同时打开菌状套筒上端的锥面密封，高压燃油通过一级增压油路重新进入一级增压腔，此时活塞腔内的压力小于一级增压腔、二级增压腔和三级增压腔内的压力与活塞回位弹簧的弹力之和，增压活塞向上回到初始位置。三级增压腔内的压力降低，单向阀再次打开，燃油通过单向阀进入到三级增压腔内再进入到盛油槽。

4.根据权利要求1或2所述的带控制腔滑块的电控喷油器，其特征是：高增压模式下工作时，增压控制阀部分的一级电磁铁线圈通电，一级衔铁带动增压控制阀阀杆向上运动；菌状套筒在菌状套筒弹簧弹簧力的作用下随着增压控制阀阀杆向上抬起，直到将菌状套筒上方的锥面密封的同时打开低压泄油孔；此时一级增压腔内的燃油通过一级增压油路流经低压泄油孔回到低压油箱内；增压控制阀部分的二级电磁铁线圈通电，二级衔铁带动增压控制阀阀杆脱离一级衔铁继续向上运动；此时增压控制阀阀杆脱离菌状套筒继续往上运动，将T型回油通路打开，二级增压腔内的燃油通过二级增压油路再通过菌状套筒中的T型回油通路流回到低压油箱内；此时活塞腔内的压力大于一级增压腔、二级增压腔和三级增压腔内的压力与增压活塞回位弹簧的弹力形成的合力，增压活塞向下运动，三级增压腔的进油口处的单向阀关闭；喷油控制阀部分通电，衔铁带动喷油控制阀杆向上运动从而将锥面密封并打开低压泄油孔，控制腔内的燃油通过低压泄油孔流回低压油箱内；当控制腔压力与针阀复位弹簧的合力小于盛油槽内燃油对针阀的液压力时，针阀向上抬起，喷孔喷油；当喷油控制阀部分断电时，喷油控制阀阀杆在喷油控制阀阀杆回位弹簧的弹力作用下落座，在将低压泄油孔关闭的同时打开高压油路，控制腔通过进油量孔重新建压，当控制腔内的压力和针阀弹簧的弹力形成的合力大于盛油槽内燃油向上的液压力时，针阀重新落座，停止喷油；当增压控制阀部分断电时，增压控制阀阀杆在增压控制阀复位弹簧的弹簧力作用下带动菌状套筒一起落座，先将T型回油通路横向油路关闭，然后在将低压泄油孔关闭的同时打开菌状套筒上端的锥面密封，高压燃油通过一级增压油路和二级增压油路重新进入一级增压腔和二级增压腔，此时活塞腔内的压力小于一级增压腔、二级增压腔和三级增压腔内的压力与增压活塞回位弹簧的弹力之和，增压活塞向上回到初始位置；三级增压腔内的压力降低，单向阀再次打开，燃油通过单向阀进入到三级增压腔内再进入到盛油槽。

5.根据权利要求3所述的带控制腔滑块的电控喷油器，其特征是：高增压模式下工作时，增压控制阀部分的一级电磁铁线圈通电，一级衔铁带动增压控制阀阀杆向上运动；菌状套筒在菌状套筒弹簧弹簧力的作用下随着增压控制阀阀杆向上抬起，直到将菌状套筒上方的锥面密封的同时打开低压泄油孔；此时一级增压腔内的燃油通过一级增压油路流经低压泄油孔回到低压油箱内；增压控制阀部分的二级电磁铁线圈通电，二级衔铁带动增压控制阀阀杆脱离一级衔铁继续向上运动；此时增压控制阀阀杆脱离菌状套筒继续往上运动，将T型回油通路打开，二级增压腔内的燃油通过二级增压油路再通过菌状套筒中的T型回油通路流回到低压油箱内；此时活塞腔内的压力大于一级增压腔、二级增压腔和三级增压腔内的压力与增压活塞回位弹簧的弹力形成的合力，增压活塞向下运动，三级增压腔的进油口处的单向阀关闭；喷油控制阀部分通电，衔铁带动喷油控制阀杆向上运动从而将锥面密封并打开低压泄油孔，控制腔内的燃油通过低压泄油孔流回低压油箱内；当控制腔压力与针阀复位弹簧的合力小于盛油槽内燃油对针阀的液压力时，针阀向上抬起，喷孔喷油；当喷油控制阀部分断电时，喷油控制阀阀杆在喷油控制阀阀杆回位弹簧的弹力作用下落座，在将低压泄油孔关闭的同时打开高压油路，控制腔通过进油量孔重新建压，当控制腔内的压力和针阀弹簧的弹力形成的合力大于盛油槽内燃油向上的液压力时，针阀重新落座，停止喷油；当增压控制阀部分断电时，增压控制阀阀杆在增压控制阀复位弹簧的弹簧力作用下带动菌状套筒一起落座，先将T型回油通路横向油路关闭，然后在将低压泄油孔关闭的同时打开菌状套筒上端的锥面密封，高压燃油通过一级增压油路和二级增压油路重新进入一级增压腔和二级增压腔，此时活塞腔内的压力小于一级增压腔、二级增压腔和三级增压腔内的压力与增压活塞回位弹簧的弹力之和，增压活塞向上回到初始位置；三级增压腔内的压力降低，单向阀再次打开，燃油通过单向阀进入到三级增压腔内再进入到盛油槽。