CN113790116A

CN113790116A - 一种可实现可变喷油规律的电控高压共轨喷油器

Info

Publication number: CN113790116A
Application number: CN202111076544.2A
Authority: CN
Inventors: 赵建辉; 陈文菲; 卢相东
Original assignee: Harbin Engineering University
Current assignee: Harbin Engineering University
Priority date: 2021-09-14
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2021-12-14

Abstract

本发明的目的在于提供一种可实现可变喷油规律的电控高压共轨喷油器，喷油器体、电磁阀部分、附加电磁阀部分、喷油嘴部分自上而下设置，喷油器体里设置需压腔、附加回油油路，附加电磁阀部分下方设置附加回油腔，电磁阀部分下方设置电磁阀回油腔，喷油嘴部分上方设置控制腔，喷油嘴部分上部设置针阀复位弹簧腔，喷油嘴部分中部设置盛油槽，附加回油油路连通附加回油腔，附加回油腔和电磁阀回油腔通过回油腔连通油路相通，附加回油腔连通控制腔，蓄压腔分别连通控制腔、针阀复位弹簧腔和盛油槽。本发明在先缓后急的靴型喷射基础上进一步实现了灵活可变的喷油规律。喷油结束时，针阀落座速度得到加快。

Description

一种可实现可变喷油规律的电控高压共轨喷油器

技术领域

本发明涉及的是一种喷油器，具体地说是柴油机高压共轨喷油器。

背景技术

和传统的第一代的机械式燃油系统相比，高压共轨燃油喷射系统通过一个较大容积的共轨管实现喷油过程和供油过程的独立，同时通过控制共轨喷油器内的高速电磁阀的通电时刻和持续时间进行喷油时刻和循环喷油量的精确控制，因此，高压共轨系统可以实现柴油机在全工况下最佳的喷油特性，是现代化柴油机的“标配”。

理想的喷油规律是需要在喷油初期进行小速率的喷射，在喷射中期进行较大燃油速率的喷射，而在后期则进行快速断油，这样“先缓后急的靴形喷射”可实现柴油机更好的经济性、动力性和排放性。然而，目前，传统的高压共轨系统由于其本身结构特点，使得喷油规律只呈现“矩形”喷射，无法和柴油机的具体工况进行柔性匹配。因此，可实现喷油规律可变的高压共轨系统是目前研究的热点和难点问题。

发明内容

本发明的目的在于提供能解决目前传统的高压共轨系统无法实现灵活调整喷油规律的技术问题，从而更大程度改善柴油机经济性和排放性的一种可实现可变喷油规律的电控高压共轨喷油器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种可实现可变喷油规律的电控高压共轨喷油器，其特征是：包括喷油器体、电磁阀部分、附加电磁阀部分、喷油嘴部分，喷油器体、电磁阀部分、附加电磁阀部分、喷油嘴部分自上而下设置，喷油器体里设置需压腔、附加回油油路，附加电磁阀部分下方设置附加回油腔，电磁阀部分下方设置电磁阀回油腔，喷油嘴部分上方设置控制腔，喷油嘴部分上部设置针阀复位弹簧腔，喷油嘴部分中部设置盛油槽，附加回油油路连通附加回油腔，附加回油腔和电磁阀回油腔通过回油腔连通油路相通，附加回油腔连通控制腔，蓄压腔分别连通控制腔、针阀复位弹簧腔和盛油槽。

本发明还可以包括：

1、所述附加电磁阀部分包括附加电磁阀衔铁、附加电磁阀复位弹簧座、附加电磁阀铁芯、附加电磁阀球阀，附加电磁阀复位弹簧座位于附加电磁阀衔铁上方，二者之间设置附加电磁阀复位弹簧，附加电磁阀衔铁上方、附加电磁阀复位弹簧外部设置附加电磁阀铁芯，附加电磁阀铁芯缠绕附加电磁阀线圈，附加电磁阀衔铁下方连接附加电磁阀阀杆，附加电磁阀阀杆下端伸入至附加回油腔中，附加电磁阀阀杆的端部安装附加电磁阀球阀，附加电磁阀衔铁位于最下端位置时，附加电磁阀球阀将附加回油腔和控制腔隔开。

2、所述电磁阀部分包括电磁阀衔铁、电磁阀复位弹簧座、电磁阀铁芯、电磁阀球阀，电磁阀复位弹簧座位于电磁阀衔铁上方，二者之间设置电磁阀复位弹簧，电磁阀衔铁上方、电磁阀复位弹簧外部设置电磁阀铁芯，电磁阀铁芯缠绕电磁阀线圈，电磁阀下方连接电磁阀阀杆，电磁阀阀杆下端伸入至电磁阀回油腔中，电磁阀阀杆的端部安装电磁阀球阀，电磁阀回油腔与控制腔之间设置控制腔回油节流孔，电磁阀衔铁位于最下端位置时，电磁阀球阀将电磁阀回油腔和控制腔隔开。

3、所述喷油嘴部分包括针阀，针阀的上部套有针阀复位弹簧，针阀的上部以及针阀复位弹簧位于针阀复位弹簧腔里，所述控制腔位于针阀顶部之上，针阀的下端部设置喷孔。

4、当电磁阀线圈不通电时，控制腔回油节流孔处于关闭状态，控制腔和针阀复位弹簧腔内充满高压燃油，附加电磁阀阀杆和附加电磁球阀在附加电磁阀复位弹簧的作用下堵住针阀复位弹簧腔中通往附加回油腔的针阀复位弹簧腔回油油路；当电磁阀线圈通电时，电磁阀铁芯和电磁阀衔铁形成磁回路，产生电磁力吸引电磁阀衔铁带动电磁阀阀杆向上运动，电磁阀球阀抬起，开启控制腔回油节流孔，控制腔与盛油槽内燃油压力形成压差后，针阀缓慢抬起，开始喷油，此时，针阀复位弹簧腔内的燃油压力增大，当达到改变喷油规律的时刻时，附加电磁阀线圈通电，同附加电磁阀铁芯和附加电磁阀衔铁形成磁回路，产生电磁力吸引附加电磁阀衔铁带动附加电磁阀阀杆向上运动，附加电磁阀球阀抬起，开启附加针阀复位弹簧腔通往附加回油腔的回油腔连通油路，控制腔体内同时存在两路回油油路，针阀抬起的速度较之前更加快速，实现“先缓后急”的喷油规律；当电磁阀线圈断电时，电磁阀衔铁和电磁阀阀杆落座，控制腔节流回油孔关闭，燃油从蓄压腔通过控制腔进油节流孔进入控制腔，控制腔重新建压，针阀在针阀复位弹簧的作用下重新落座，针阀复位弹簧腔的容积增大，附加电磁阀线圈断电，附加电磁阀衔铁和附加电磁阀阀杆在附加电磁阀复位弹簧的作用下重新落座，关闭附加针阀复位弹簧腔通往附加回油腔的回油腔连通油路，同时针阀复位弹簧腔一直通过针阀复位弹簧腔进油节流孔进油，在针阀复位弹簧腔回油油路关闭后，针阀复位弹簧腔内的燃油快速建压，对针阀产生一个附加的液压力，加快针阀落座速度。

本发明的优势在于：

1、利用附加电磁阀在喷油过程的任意时刻开启针阀复位弹簧腔回油油路加快回油，在先缓后急的靴型喷射基础上实现进一步灵活可变的喷油规律。

2、喷油结束时，针阀复位弹簧腔内燃油压力快速增加，对针阀产生一个附加的液压力，加快针阀落座速度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为附加电磁阀部分的结构示意图；

图3为电磁阀部分的结构示意图；

图4为控制腔体的结构示意图；

图5为喷油嘴部分的结构示意图。

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，本发明由高压燃油进油接头1、喷油器体2、附加电磁阀部分3、电磁阀部分4、控制腔体5、紧帽6、喷油嘴部分7、蓄压腔8组成。高压燃油进油接头1与喷油器体2通过螺纹进行密封，并在高压燃油进油接头1内设置高压燃油流道9，高压燃油流道9与喷油器体2内的蓄压腔8相连。蓄压腔8下方设有附加电磁阀部分3。附加电磁阀部分3安装在喷油器体2和电磁阀部分4之间，其主要结构包括附加电附加电磁阀复位弹簧座31、附加电磁阀复位弹簧32、附加电磁阀线圈33、附加电磁阀铁芯34、附加电磁阀衔铁35、附加电磁阀阀杆36、附加电磁球阀37、附加回油腔38、附加回油油路39。附加电磁阀复位弹簧32一端固定在附加电磁阀复位弹簧座31上，另一端顶在附加电磁阀衔铁35上端，附加电磁阀阀杆36分别与附加电磁阀衔铁35、附加电磁球阀37刚性连接，附加回油腔38位于附加电磁球阀阀杆36下端球阀37处。

附加电磁阀下方设有电磁阀部分4。电磁阀部分4主要结构包括电磁阀复位弹簧座41、电磁阀复位弹簧42、电磁阀线圈43、电磁阀铁芯44、电磁阀衔铁45、电磁阀阀杆46、电磁阀球阀47和电磁阀回油腔48。铁芯44里安装有电磁阀复位弹簧42，电磁阀复位弹簧42一端固定在电磁阀复位弹簧座41上，另一端被衔铁45上端顶住，阀杆46两端分别与衔铁45和球阀47刚性连接，回油腔48通过回油腔连通油路与附加电磁阀部分3中的附加回油腔38连通。

控制腔体5安装在电磁阀部分4下方。控制腔体5主要结构包括控制腔51、控制腔进油节流孔52、控制腔回油节流孔53、针阀复位弹簧腔54、针阀复位弹簧腔进油节流孔55和针阀复位弹簧腔回油油路56。控制腔51通过回油节流孔53与电磁阀部分中的回油腔48连通，通过进油节流孔与蓄压腔8连通。针阀复位弹簧腔54通过回油油路与附加电磁阀部分3中的附加回油腔38连通，通过针阀复位弹簧腔进油节流孔与蓄压腔8连通。

附加电磁阀部分3、电磁阀部分4和控制腔体5自上而下依次设置，并通过紧帽6固定。控制腔体5下方是喷油嘴部分7。喷油嘴部分7的主要结构包括针阀71、针阀复位弹簧72、、针阀座73、喷油嘴体74、盛油槽75、盛油槽进油油路76和喷孔77。

在高压燃油进油接头1上有高压燃油流道9，喷油器体2上开有蓄压腔8，并与高压燃油流道9相连。当输送进来的高压燃油通过高压燃油流道9进入蓄压腔8，然后通过进油油路52、55和76分别进入到控制腔51、针阀复位弹簧腔54和盛油槽75。套有针阀复位弹簧57的针阀71上端位于控制腔51内，针阀座73安装在喷油嘴体2里，针阀71下端在针阀复位弹簧57的作用下贴合在针阀座73上，喷孔77设置在喷油嘴体74的下方，盛油槽75设置喷油嘴体74内，盛油槽进油油路76连通盛油槽75与蓄压腔8。

结合图2～5，本发明的工作原理为，当电磁阀的线圈43不通电时，控制腔51的回油节流孔53处于关闭状态，控制腔51和针阀复位弹簧腔54内充满了高压燃油，附加电磁阀阀杆36和附加电磁球阀37在附加电磁阀复位弹簧32的作用下堵住了针阀复位弹簧腔54中通往附加回油腔38的针阀复位弹簧腔回油油路56。当电磁阀的线圈43通电时，同铁芯44和衔铁45形成磁回路，产生电磁力吸引衔铁45带动阀杆46向上运动，球阀47抬起，开启了控制腔回油节流孔53。但由于控制腔回油节流孔直径大于控制腔进油节流孔直径，控制腔51内回油油量大于进油油量，因此控制腔51内燃油压力缓慢下降，与盛油槽75内燃油压力形成压差后，针阀71缓慢抬起，开始喷油。此时，由于针阀71抬起，针阀复位弹簧腔54的容积减少，针阀复位弹簧腔54内的燃油压力增大，当达到想要改变喷油规律的时刻时，就给附加电磁阀线圈33通电，同附加电磁阀铁芯34和附加电磁阀衔铁35形成磁回路，产生电磁力吸引附加电磁阀衔铁35带动附加电磁阀阀杆36向上运动，附加电磁阀球阀37抬起，开启附加针阀复位弹簧腔54通往附加回油腔38的回油油路，这时，控制腔体5内同时存在两路回油油路，因此针阀71抬起的速度较之前更加快速，可以实现“先缓后急”的喷油规律。当线圈43断电时，衔铁45和阀杆46落座，控制腔节流回油孔53关闭，燃油从蓄压腔8通过控制腔进油节流孔52进入控制腔51，控制腔51重新建压，针阀71在针阀复位弹簧56的作用下重新落座，针阀复位弹簧腔54的容积增大，并且由于针阀复位弹簧腔54内的燃油通过针阀复位弹簧腔回油油路56逐渐泄走，针阀复位弹簧腔内的燃油压力逐渐下降，此时附加电磁阀线圈断电，附加电磁阀衔铁45和附加电磁阀阀杆46在附加电磁阀复位弹簧32的作用下重新落座，关闭附加针阀复位弹簧腔54通往附加回油腔38的回油油路。同时针阀复位弹簧腔54一直通过针阀复位弹簧腔进油节流孔55进油，在针阀复位弹簧腔回油油路56关闭后，针阀复位弹簧腔54内的燃油快速建压，对针阀产生一个附加的液压力，加快针阀落座速度。

由上述工作过程可知，本发明的工作过程中电控喷油器内的针阀复位弹簧腔增设了一个由附加电磁阀控制的回油油路，通过在想要改变喷油规律的时刻给附加电磁阀通电，开启针阀复位弹簧腔通往附加回油腔的回油油路。回油增加会加快针阀的抬起速度，使针阀抬起速度有一个先缓后急的变化，可以实现先缓后急的喷油规律，并且由于附加电磁阀的通电时间可控，可以实现在喷油过程中的任意时刻开启第二条回油油路，得到灵活可变的喷油规律。喷油结束时，针阀复位弹簧腔内燃油压力快速增加，对针阀产生一个附加的液压力，加快针阀落座速度。增设的附加电磁阀部分可以改善喷油规律，有效改善柴油机的排放特性和经济性。

Claims

1.一种可实现可变喷油规律的电控高压共轨喷油器，其特征是：包括喷油器体、电磁阀部分、附加电磁阀部分、喷油嘴部分，喷油器体、电磁阀部分、附加电磁阀部分、喷油嘴部分自上而下设置，喷油器体里设置需压腔、附加回油油路，附加电磁阀部分下方设置附加回油腔，电磁阀部分下方设置电磁阀回油腔，喷油嘴部分上方设置控制腔，喷油嘴部分上部设置针阀复位弹簧腔，喷油嘴部分中部设置盛油槽，附加回油油路连通附加回油腔，附加回油腔和电磁阀回油腔通过回油腔连通油路相通，附加回油腔连通控制腔，蓄压腔分别连通控制腔、针阀复位弹簧腔和盛油槽。

2.根据权利要求1所述的一种可实现可变喷油规律的电控高压共轨喷油器，其特征是：所述附加电磁阀部分包括附加电磁阀衔铁、附加电磁阀复位弹簧座、附加电磁阀铁芯、附加电磁阀球阀，附加电磁阀复位弹簧座位于附加电磁阀衔铁上方，二者之间设置附加电磁阀复位弹簧，附加电磁阀衔铁上方、附加电磁阀复位弹簧外部设置附加电磁阀铁芯，附加电磁阀铁芯缠绕附加电磁阀线圈，附加电磁阀衔铁下方连接附加电磁阀阀杆，附加电磁阀阀杆下端伸入至附加回油腔中，附加电磁阀的端部安装附加电磁阀球阀，附加电磁阀衔铁位于最下端位置时，附加电磁阀球阀将附加回油腔和控制腔隔开。

3.根据权利要求1所述的一种可实现可变喷油规律的电控高压共轨喷油器，其特征是：所述电磁阀部分包括电磁阀衔铁、电磁阀复位弹簧座、电磁阀铁芯、电磁阀球阀，电磁阀复位弹簧座位于电磁阀衔铁上方，二者之间设置电磁阀复位弹簧，电磁阀衔铁上方、电磁阀复位弹簧外部设置电磁阀铁芯，电磁阀铁芯缠绕电磁阀线圈，电磁阀下方连接电磁阀阀杆，电磁阀阀杆下端伸入至电磁阀回油腔中，电磁阀阀杆的端部安装电磁阀球阀，电磁阀回油腔与控制腔之间设置控制腔回油节流孔，电磁阀衔铁位于最下端位置时，电磁阀球阀将电磁阀回油腔和控制腔隔开。

4.根据权利要求1所述的一种可实现可变喷油规律的电控高压共轨喷油器，其特征是：所述喷油嘴部分包括针阀，针阀的上部套有针阀复位弹簧，针阀的上部以及针阀复位弹簧位于针阀复位弹簧腔里，所述控制腔位于针阀顶部之上，针阀的下端部设置喷孔。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种可实现可变喷油规律的电控高压共轨喷油器，其特征是：当电磁阀线圈不通电时，控制腔回油节流孔处于关闭状态，控制腔和针阀复位弹簧腔内充满高压燃油，附加电磁阀阀杆和附加电磁球阀在附加电磁阀复位弹簧的作用下堵住针阀复位弹簧腔中通往附加回油腔的针阀复位弹簧腔回油油路；当电磁阀线圈通电时，电磁阀铁芯和电磁阀衔铁形成磁回路，产生电磁力吸引电磁阀衔铁带动电磁阀阀杆向上运动，电磁阀球阀抬起，开启控制腔回油节流孔，控制腔与盛油槽内燃油压力形成压差后，针阀缓慢抬起，开始喷油，此时，针阀复位弹簧腔内的燃油压力增大，当达到改变喷油规律的时刻时，附加电磁阀线圈通电，同附加电磁阀铁芯和附加电磁阀衔铁形成磁回路，产生电磁力吸引附加电磁阀衔铁带动附加电磁阀阀杆向上运动，附加电磁阀球阀抬起，开启附加针阀复位弹簧腔通往附加回油腔的回油腔连通油路，控制腔体内同时存在两路回油油路，针阀抬起的速度较之前更加快速，实现“先缓后急”的喷油规律；当电磁阀线圈断电时，电磁阀衔铁和电磁阀阀杆落座，控制腔节流回油孔关闭，燃油从蓄压腔通过控制腔进油节流孔进入控制腔，控制腔重新建压，针阀在针阀复位弹簧的作用下重新落座，针阀复位弹簧腔的容积增大，附加电磁阀线圈断电，附加电磁阀衔铁和附加电磁阀阀杆在附加电磁阀复位弹簧的作用下重新落座，关闭附加针阀复位弹簧腔通往附加回油腔的回油腔连通油路，同时针阀复位弹簧腔一直通过针阀复位弹簧腔进油节流孔进油，在针阀复位弹簧腔回油油路关闭后，针阀复位弹簧腔内的燃油快速建压，对针阀产生一个附加的液压力，加快针阀落座速度。