CN109252999A - 压电-电磁双阀电控喷油器 - Google Patents

压电-电磁双阀电控喷油器 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供压电‑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、喷嘴、紧帽和喷油器体。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压电‑电磁双阀电控喷油器的喷油过程不受增压过程的制约,因而压电‑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,非增压模式下按轨压喷射,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。喷油控制阀可以使压电‑电磁双阀电控喷油器实现微动态回油,大大减少了回油量,提高了针阀的响应速度,有效地改善了柴油机的动力性和经济性。

Description

压电-电磁双阀电控喷油器
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
电控高压共轨燃油喷射系统是最有前景的控制系统,高压共轨燃油喷射系统是柴油机最为核心的部件,对于降低柴油机排放有着至关重要的作用,未来柴油机燃油喷射系统的发展将呈现高喷射压力、喷油量及喷油规律可灵活控制的趋势。随着能源危机和环境污染问题的日益加剧,柴油机燃油喷射系统的改进倍受重视。
增压式电控喷油器克服了传统机械式喷油器喷油规律受凸轮形状制约的问题,实现了喷油定时等的灵活可控,同时还具有提供高喷射压力的功效,响应速度快,控制精度高,然而,现有的增压式电控喷油器工作模式较为单一,难以实现增压比的灵活调控,对于由单阀控制的增压式电控喷油器而言,一旦电磁阀出现故障,整个喷油器将不能正常工作,容易引发不良后果,工作可靠性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供可以在非增压和增压两种模式下工作的压电-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、喷嘴,增压控制阀和增压活塞自上而下设置在喷油器体里,喷油控制阀和喷嘴自上而下设置在紧帽里,紧帽固定在喷油器体下方;
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,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,压电堆和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主进油路、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器控制阀上阀座、喷油控制阀阀座、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;
所述喷嘴包括针阀限位孔板、针阀套、针阀,针阀限位孔板和针阀套自上而下设置,针阀安装在针阀套里并与针阀套之间形成盛油槽,针阀套端部设置喷孔,针阀限位孔板与针阀套之间形成控制腔,针阀的顶部位于控制腔里并套有针阀弹簧,控制腔通过针阀限位孔板上的控制腔油路连通喷油控制阀下腔,盛油槽连通增压腔出油路和主进油路。
本发明还可以包括:
1、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。
2、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,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,当平面打开时,喷油泄油路与喷油控制阀下腔、控制腔油路以及控制腔形成通路,控制腔与低压油道连通,从而泄油,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,控制腔停止泄油,高压燃油通过主进油路、喷油控制阀进油路、喷油控制阀上腔、喷油控制阀下腔和控制腔油路进入控制腔,对控制腔进行补油,当燃油压力与针阀复位弹簧弹力的合力大于盛油槽内的燃油压力时,针阀落座。
3、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,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、凹槽连通油路,最终通过内部油路流入活塞腔;增压活塞在压力差的作用下向下运动,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,实现锥面密封,平面开启,喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔断开,喷油泄油路与喷油控制阀下腔连通,控制腔内储存的燃油通过控制腔油路、喷油控制阀下腔和喷油泄油路泄走,当控制腔内燃油压力与针阀复位弹簧弹力的合力小于盛油槽内的燃油压力时,针阀抬起,盛油槽内的燃油从喷孔喷出;当喷油控制阀线圈断电后,喷油控制阀阀杆在喷油控制阀复位弹簧的作用下回到初始位置,再度实现锥面开启,平面密封,共轨管、喷油控制阀进油路、喷油控制阀上腔、喷油控制阀下腔、控制腔油路和控制腔形成通路,燃油再次流入控制腔,对控制腔进行补油,当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的燃油压力时,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,增压活塞在液压的作用下复位,为下一次增压过程做准备。
本发明的优势在于:本发明的压电-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;采用压电堆和电磁阀分别控制增压过程和喷油过程,可靠性更高;喷油控制阀可以使控制腔在泄油过程中不进油,实现微动态回油,大大减少回油量,提高了针阀的响应速度,有利于提高高压共轨燃油系统的液压效率。
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1-5,本发明的压电-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、喷嘴5、紧帽6和喷油器体7,喷油器头1安装在喷油器体7上,增压控制阀2、增压活塞3、喷油控制阀4和喷嘴5自上而下依次安装在喷油器体7内,紧帽6通过螺纹与喷油器体7紧固在一起。
增压控制阀2安装在喷油器体7内,增压控制阀2包括电气接头9、增压控制阀上阀座10、增压控制阀下阀座13、增压控制阀复位弹簧14、增压控制阀阀杆17和压电堆18。增压控制阀阀杆17与增压控制阀上阀座10和增压控制阀下阀座13之间分别形成增压控制阀上腔11和增压控制阀下腔15,增压控制阀上腔11通过增压控制阀进油路16与主进油路8连通;增压控制阀下腔15分别与增压控制阀出油路12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27,增压活塞3内部设有内部油路28和凹槽连通油路22。喷油器体7内设有活塞腔19、泄油腔20和增压腔26,主进油路8与增压腔26通过增压腔进油路25连通,增压腔进油路25内设有单向阀24,在增压腔26下端设有增压腔出油路23,增压活塞连通油路21与凹槽27始终保持连通,并且与凹槽连通油路22、内部油路28和活塞腔19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29、喷油控制阀铁芯30、喷油控制阀衔铁31、喷油控制阀阀座32、喷油控制阀阀杆33、喷油控制阀衔铁室38、喷油控制阀线圈39、喷油控制阀线圈密封胶40和喷油控制阀复位弹簧41。喷油控制阀阀杆33与喷油控制阀阀座32之间分别形成喷油控制阀上腔36和喷油控制阀下腔34,喷油控制阀阀杆33上开有喷油泄油路37,与低压油路连通;喷油控制阀上腔36通过喷油控制阀进油路35与主进油路8连通。
喷嘴5安装在喷油器体7的末端,喷嘴5包括控制腔43、盛油槽44、喷孔45、针阀46和针阀复位弹簧47。喷油器体7内开有控制腔43和盛油槽44,控制腔43与控制腔油路48连通;针阀复位弹簧47安装在控制腔43内,针阀46的上部套于针阀复位弹簧47里;盛油槽44与盛油槽进油路42连通;喷嘴5末端开有喷孔45。
喷油器头1固定在喷油器体7上,增压控制阀2、增压活塞3、喷油控制阀4和喷嘴5分别安装在喷油器体7内,紧帽6与喷油器体7之间用螺纹连接。喷油器体7内开有主进油路8。增压控制阀阀杆17与增压控制阀上阀座10和增压控制阀下阀座13之间分别形成增压控制阀上腔11和增压控制阀下腔15,主进油路8通过增压控制阀进油路16与增压控制阀上腔11连通;增压控制阀下腔15分别与增压控制阀出油路12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7内设有活塞腔19、泄油腔20和增压腔26,主进油路8与增压腔26之间设有增压腔进油路25,增压腔进油路25内安有单向阀24;增压控制阀出油路12、增压活塞连通油路21和增压活塞3上的凹槽27连通;增压活塞3上开有内部油路28和凹槽连通油路22,将活塞腔19和凹槽27连通起来;泄油腔20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33与喷油控制阀阀座32之间分别形成喷油控制阀上腔36和喷油控制阀下腔34,主进油路8通过喷油控制阀进油路35与喷油控制阀上腔36连通;喷油控制阀阀杆33上开有喷油泄油路37,与低压油路连通。喷嘴5安装在喷油器体7的末端,喷油器体7内开有控制腔43和盛油槽44,控制腔43通过控制腔油路48和喷油控制阀下腔34连通,针阀复位弹簧47安装在控制腔43内,针阀46的上部套于针阀复位弹簧47里,针阀46的其余部分位于喷嘴5内;盛油槽44与增压腔26通过盛油槽进油路42和增压腔出油路23连通;喷嘴5末端开有喷孔45。
增压控制阀2由电气接头9、增压控制阀上阀座10、增压控制阀下阀座13、增压控制阀复位弹簧14、增压控制阀阀杆17和压电堆18组成,如图2所示。增压控制阀复位弹簧14一端固定在增压控制阀下腔15内,另一端套在增压控制阀阀杆17末端;增压控制阀阀杆17落在增压控制阀上阀座10上,与增压控制阀上阀座10和增压控制阀下阀座13之间分别形成增压控制阀上腔11和增压控制阀下腔15;增压控制阀上腔11通过增压控制阀进油路16与主进油路8连通,增压控制阀下腔15旁侧与增压控制阀出油路12连通,末端与低压油路连通;压电堆18安装在增压控制阀阀杆17的上端,压电堆18顶端设置电气接头9。
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下端关于活塞中心线对称布置两个圆柱形凹槽27,两个凹槽27中间设置凹槽连通油路22,两个凹槽27通过凹槽连通油路22连通;在增压活塞3中心开有内部油路28,内部油路28从活塞大头中心开始打入,直至与凹槽连通油路22连通为止;喷油器体7内设有活塞腔19、泄油腔20和增压腔26,增压活塞3安装在喷油器体7内,如图3所示。增压腔26下端设有增压腔进油路25和增压腔出油路23,主进油路8与增压腔26通过增压腔进油路25连通,增压腔进油路25内设有单向阀24,增压活塞连通油路21与凹槽27连通,燃油可以通过增压活塞连通油路21、凹槽27、凹槽连通油路22和内部油路28流入活塞腔19,且当增压活塞3下行至极限位置时,增压活塞连通油路21仍然保持与凹槽27连通,从而保证了增压过程中一直有燃油流入活塞腔19内。泄油腔20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29、喷油控制阀铁芯30、喷油控制阀衔铁31、喷油控制阀阀座32、喷油控制阀阀杆33、喷油控制阀衔铁室38、喷油控制阀线圈39、喷油控制阀线圈密封胶40和喷油控制阀复位弹簧41组成,如图4所示。喷油控制阀衔铁31固定在喷油控制阀阀杆33上,安装在喷油控制阀衔铁室38内;喷油控制阀复位弹簧41一端安装在喷油控制阀复位弹簧座29上,另一端安装在喷油控制阀阀杆33上,将喷油控制阀阀杆33紧压在喷油控制阀阀座32上;喷油控制阀阀杆33与喷油控制阀阀座32之间形成喷油控制阀上腔36和喷油控制阀下腔34,喷油控制阀上腔36通过喷油控制阀进油路35与主进油路8连通,初始位置时喷油控制阀阀杆33平面密封,喷油控制阀上腔36和喷油控制阀下腔34连通;喷油控制阀阀杆33上开有喷油泄油路37,与低压油路连通。
喷嘴5主要包括控制腔43、盛油槽44、喷孔45、针阀46和针阀复位弹簧47。喷油器体7内设有盛油槽44,燃油通过盛油槽进油路42流入盛油槽44内;控制腔43顶端设有控制腔油路48,针阀复位弹簧47安装在控制腔43内;针阀46的上部套在针阀复位弹簧47内,其余部分位于喷嘴5内;喷嘴5末端开有喷孔45,初始位置时,针阀46落座,喷孔45关闭,如图5所示。控制腔43内的燃油压力和针阀复位弹簧47的合力与盛油槽44内的燃油压力将决定针阀46的抬起与落座,进而控制盛油槽44与喷孔45的连通或断开。
本发明的压电-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18始终不通电,此时增压控制阀进油路16与增压活塞连通油路21断开,共轨管中的高压燃油会经主进油路8分成三个部分,第一部分经增压控制阀进油路16进入增压控制阀上腔11,存储在增压控制阀上腔11内;第二部分从增压腔进油路25进入到增压腔26内,并通过增压腔出油路23流出增压腔26,燃油流出增压腔26后进入盛油槽进油路42,最终流入盛油槽44内;第三部分燃油经主进油路8和喷油控制阀进油路35流入喷油控制阀上腔36,由于此时喷油控制阀阀杆33锥面打开,平面密封,所以喷油控制阀上腔36与控制腔43通过喷油控制阀下腔34和控制腔油路48连通,因此这一部分燃油最终会流入控制腔43内,针阀46在燃油压力和针阀复位弹簧47的共同作用下保持落座,喷油器不工作。当喷油控制阀线圈39通电后,喷油控制阀阀杆33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36与喷油控制阀下腔34断开,来自共轨管的燃油将不会进入控制腔43内,由于喷油控制阀阀杆33上开有喷油泄油路37,所以当平面打开时,喷油泄油路37会与喷油控制阀下腔34、控制腔油路48以及控制腔43形成通路,于是控制腔43与低压油道连通,开始泄油,随着泄油过程的进行,控制腔43内的燃油压力会逐渐减小,当控制腔43内的燃油压力与针阀复位弹簧47的合力小于盛油槽44内的燃油压力时,针阀46便会抬起,盛油槽44内储存的燃油会从喷孔45喷出,开始喷油。因为在泄油的过程中没有高压燃油进入控制腔43内,实现了微动态回油,所以控制腔43内的压力可以迅速下降,因而针阀46可以快速抬起,这使得本发明具有响应快的优势,此外,喷油控制阀阀杆33上的喷油泄油路37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39断电后,在喷油控制阀复位弹簧41的作用下,喷油控制阀阀杆33复位,平面再度关闭,锥面再度开启,控制腔43停止泄油,共轨管内的高压燃油通过主进油路8、喷油控制阀进油路35、喷油控制阀上腔36、喷油控制阀下腔34和控制腔油路48进入控制腔43,对控制腔43进行补油,随着补油过程的进行,控制腔43内的燃油压力逐渐升高,当燃油压力与针阀复位弹簧47弹力的合力大于盛油槽44内的燃油压力时,针阀46落座,喷油过程结束。
本发明的压电-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8分成三个部分,第一部分经增压控制阀进油路16进入增压控制阀上腔11,存储在增压控制阀上腔11内;第二部分从增压腔进油路25进入到增压腔26内,并通过增压腔出油路23流出增压腔26,燃油流出增压腔26后进入盛油槽进油路42,最终流入盛油槽44内;第三部分燃油经主进油路8和喷油控制阀进油路35流入喷油控制阀上腔36,由于此时喷油控制阀阀杆33锥面打开,平面密封,所以喷油控制阀上腔36与控制腔43通过喷油控制阀下腔34和控制腔油路48连通,因此这一部分燃油最终会流入控制腔43内,针阀46在燃油压力和针阀复位弹簧47的共同作用下保持落座,喷油器不工作。当增压控制阀2的压电堆18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17下移,实现下锥面密封,上锥面开启,此时增压控制阀上腔11的燃油便会流入增压控制阀下腔15、增压控制阀出油路12、增压活塞连通油路21、凹槽27、凹槽连通油路22,最终通过内部油路28流入活塞腔19;此时活塞腔19和增压腔26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26内的燃油进行增压。增压腔进油路25内设有单向阀24,可以防止增压后的超高压燃油回流至共轨管中,所以超高压燃油只会通过增压腔出油路23流出增压腔26,并经盛油槽进油路42流入盛油槽44内,此时盛油槽44内的油压要高于控制腔43内的油压,但是由于盛油槽44与控制腔43存在着较大的面积差,再加上针阀复位弹簧47的作用,所以针阀46并不会抬起;继而,喷油控制阀线圈39通电,喷油控制阀阀杆33会在电磁力的作用下上移,实现锥面密封,平面开启,喷油控制阀上腔36和喷油控制阀下腔34断开,喷油泄油路37与喷油控制阀下腔34连通,此时共轨管中的燃油无法进入控制腔43,控制腔43内之前储存的燃油便会通过控制腔油路48、喷油控制阀下腔34和喷油泄油路37泄走,随着泄油过程的进行,控制腔43内的压力逐渐减小,当控制腔43内燃油压力与针阀复位弹簧47弹力的合力小于盛油槽44内的燃油压力时,针阀46便会抬起,盛油槽44内的燃油会从喷孔45喷出,喷油过程开始;因为喷油控制阀阀杆33上开有喷油泄油路37,所以在控制腔43泄油过程中会有燃油流过喷油控制阀阀杆33,这会对喷油控制阀4起到冷却作用。当喷油控制阀线圈39断电后,喷油控制阀阀杆33会在喷油控制阀复位弹簧41的作用下回到初始位置,再度实现锥面开启,平面密封,共轨管、喷油控制阀进油路35、喷油控制阀上腔36、喷油控制阀下腔34、控制腔油路48和控制腔43形成通路,共轨管中的燃油会再次流入控制腔43,对控制腔43进行补油,当控制腔43内的燃油压力和针阀复位弹簧47弹力的合力大于盛油槽44内的燃油压力时,针阀46落座,关闭喷孔45,结束喷油。最后,增压控制阀2的压电堆18断电,增压控制阀阀杆17会在增压控制阀复位弹簧14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19通过内部油路28、凹槽连通油路22、凹槽27、增压活塞连通油路21、增压控制阀出油路12和增压控制阀下腔15与低压油路形成通路,因此活塞腔19内的燃油可以泄入低压油路,由于增压腔26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21与凹槽27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18中一直有电流通过,活塞腔19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18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。

Claims (5)

1.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、喷嘴,增压控制阀和增压活塞自上而下设置在喷油器体里,喷油控制阀和喷嘴自上而下设置在紧帽里,紧帽固定在喷油器体下方;
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,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,压电堆和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主进油路、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器控制阀上阀座、喷油控制阀阀座、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;
所述喷嘴包括针阀限位孔板、针阀套、针阀,针阀限位孔板和针阀套自上而下设置,针阀安装在针阀套里并与针阀套之间形成盛油槽,针阀套端部设置喷孔,针阀限位孔板与针阀套之间形成控制腔,针阀的顶部位于控制腔里并套有针阀弹簧,控制腔通过针阀限位孔板上的控制腔油路连通喷油控制阀下腔,盛油槽连通增压腔出油路和主进油路。
2.根据权利要求1所述的压电-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。
3.根据权利要求1或2所述的压电-电磁双阀电控喷油器,其特征是:非增压模式: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,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,当平面打开时,喷油泄油路与喷油控制阀下腔、控制腔油路以及控制腔形成通路,控制腔与低压油道连通,从而泄油,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,控制腔停止泄油,高压燃油通过主进油路、喷油控制阀进油路、喷油控制阀上腔、喷油控制阀下腔和控制腔油路进入控制腔,对控制腔进行补油,当燃油压力与针阀复位弹簧弹力的合力大于盛油槽内的燃油压力时,针阀落座。
4.根据权利要求1或2所述的压电-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,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、凹槽连通油路,最终通过内部油路流入活塞腔;增压活塞在压力差的作用下向下运动,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,实现锥面密封,平面开启,喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔断开,喷油泄油路与喷油控制阀下腔连通,控制腔内储存的燃油通过控制腔油路、喷油控制阀下腔和喷油泄油路泄走,当控制腔内燃油压力与针阀复位弹簧弹力的合力小于盛油槽内的燃油压力时,针阀抬起,盛油槽内的燃油从喷孔喷出;当喷油控制阀线圈断电后,喷油控制阀阀杆在喷油控制阀复位弹簧的作用下回到初始位置,再度实现锥面开启,平面密封,共轨管、喷油控制阀进油路、喷油控制阀上腔、喷油控制阀下腔、控制腔油路和控制腔形成通路,燃油再次流入控制腔,对控制腔进行补油,当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的燃油压力时,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,增压活塞在液压的作用下复位,为下一次增压过程做准备。
5.根据权利要求3所述的压电-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,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、凹槽连通油路,最终通过内部油路流入活塞腔;增压活塞在压力差的作用下向下运动,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,实现锥面密封,平面开启,喷油控制阀上腔和喷油控制阀下腔断开,喷油泄油路与喷油控制阀下腔连通,控制腔内储存的燃油通过控制腔油路、喷油控制阀下腔和喷油泄油路泄走,当控制腔内燃油压力与针阀复位弹簧弹力的合力小于盛油槽内的燃油压力时,针阀抬起,盛油槽内的燃油从喷孔喷出;当喷油控制阀线圈断电后,喷油控制阀阀杆在喷油控制阀复位弹簧的作用下回到初始位置,再度实现锥面开启,平面密封,共轨管、喷油控制阀进油路、喷油控制阀上腔、喷油控制阀下腔、控制腔油路和控制腔形成通路,燃油再次流入控制腔,对控制腔进行补油,当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的燃油压力时,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,增压活塞在液压的作用下复位,为下一次增压过程做准备。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114278474A (zh) * 2021-12-17 2022-04-05 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 喷油器和共轨系统
CN115217662A (zh) * 2022-06-23 2022-10-21 北京理工大学 一种柴油机双阀喷油系统及低转速高压喷油控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5954030A (en) * 1994-12-01 1999-09-21 Oded E. Sturman Valve controller systems and methods and fuel injection systems utilizing the same
JP2006161568A (ja) * 2004-12-02 2006-06-22 Nippon Soken Inc 制御弁およびそれを備えた燃料噴射弁
WO2013086427A1 (en) * 2011-12-07 2013-06-13 Quantlogic Corporation A fuel injector for multi-fuel injection with pressure intensification and a variable orifice
CN104018969A (zh) * 2014-05-29 2014-09-03 哈尔滨工程大学 压电控制蓄压稳压式喷油器
CN104632485A (zh) * 2014-12-29 2015-05-20 沪东重机有限公司 船用低速柴油机双电磁阀控制的共轨燃油喷射系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5954030A (en) * 1994-12-01 1999-09-21 Oded E. Sturman Valve controller systems and methods and fuel injection systems utilizing the same
JP2006161568A (ja) * 2004-12-02 2006-06-22 Nippon Soken Inc 制御弁およびそれを備えた燃料噴射弁
WO2013086427A1 (en) * 2011-12-07 2013-06-13 Quantlogic Corporation A fuel injector for multi-fuel injection with pressure intensification and a variable orifice
CN104018969A (zh) * 2014-05-29 2014-09-03 哈尔滨工程大学 压电控制蓄压稳压式喷油器
CN104632485A (zh) * 2014-12-29 2015-05-20 沪东重机有限公司 船用低速柴油机双电磁阀控制的共轨燃油喷射系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114278474A (zh) * 2021-12-17 2022-04-05 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 喷油器和共轨系统
CN114278474B (zh) * 2021-12-17 2023-08-08 中国船舶集团有限公司第七一一研究所 喷油器和共轨系统
CN115217662A (zh) * 2022-06-23 2022-10-21 北京理工大学 一种柴油机双阀喷油系统及低转速高压喷油控制方法
CN115217662B (zh) * 2022-06-23 2023-12-05 北京理工大学 一种柴油机双阀喷油系统及低转速高压喷油控制方法

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