CN114151255B - 电磁阀直驱喷油-增压双作用喷油器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供电磁阀直驱喷油‑增压双作用喷油器，包括蓄压腔壁、紧帽，蓄压腔壁下方固定在紧帽里，蓄压腔壁里设置蓄压腔，紧帽里自上而下依次设置增压块、控制块、放大块、喷嘴，增压块里设置增压部分，控制块里设置控制部分，放大块里设置位移放大部分，喷嘴里设置针阀。本发明可以仅通过一个电磁阀同时直接驱动针阀喷油和提高喷油压力，位移放大部分的设计可在提高针阀升程和喷油量、减少动态回油损失的同时，改变电磁阀的布置，从而改变喷油和增压开关阀的开启方向，并通过控制阀与平面阀的连接紧固，使控制阀控制针阀开启的同时平面阀打开，从而实现喷油开启的同时开始增压。

Description

电磁阀直驱喷油-增压双作用喷油器

技术领域

本发明涉及的是一种喷油器，具体地说是柴油机电控喷油器。

背景技术

电控喷油器具有控制灵活、响应快、控制精度高等优点，但随着国内和国际排放法规的日益严格，柴油机的燃烧及排放性能需求对于燃油喷射系统的控制提出了更高的要求，更高的喷油压力、更快的响应速度、更加灵活可控的喷油规律等将是未来柴油机燃油喷射系统的发展趋势。

想要实现更高的喷射压力，国内外一般采用双阀控制的增压式电控喷油器，其中一个阀控制喷油，另一个阀控制增压，或者仅采用单阀控制增压，通过压力的提升驱动针阀开启。然而前者需要在常规电控喷油器的基础上增加一个电磁阀，意味着电控部分、运动件的增多，这将使得喷油器可靠性降低，后者电磁阀的直接作用是增压，针阀实际上仍是通过与机械式喷油器相同的启喷压力驱动，这种驱动方式使得循环喷油量一致性差。

发明内容

本发明的目的在于提供能够同时直驱喷油和提高喷射压力的电磁阀直驱喷油-增压双作用喷油器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明电磁阀直驱喷油-增压双作用喷油器，其特征是：包括蓄压腔壁、紧帽，蓄压腔壁下方固定在紧帽里，蓄压腔壁里设置蓄压腔，紧帽里自上而下依次设置增压块、控制块、放大块、喷嘴，增压块里设置增压部分，控制块里设置控制部分，放大块里设置位移放大部分，喷嘴里设置针阀。

本发明还可以包括：

1、所述增压部分包括增压活塞，增压活塞位于蓄压腔壁下方的增压块里，增压活塞上方与蓄压腔壁之间形成基压室，增压活塞里设置进油通道和进油节流孔，基压室连通进油通道，增压活塞头部与增压块以及增压活塞的尾部之间形成增压室，增压块里设置增压油路、中间油路、单向阀油路，增压油路和中间油路均连通增压室，蓄压腔壁里设置连通蓄压腔的第一高压油路和第二高压油路，第一高压油路连通单向阀油路，单向阀油路下方设置单向阀，单向阀下方设置单向阀复位弹簧，单向阀复位弹簧所在的腔连通中间油路，第二高压油路连通基压室，增压活塞尾部下方设置增压活塞复位弹簧，进油节流孔分别连通进油通道和增压活塞复位弹簧所在的控制室。

2、所述控制部分包括平面阀、衔铁、电磁铁、控制阀，平面阀、衔铁、电磁铁自上而下位于控制块里，控制块与增压块之间设置量孔板，量孔板里设置回油节流孔，回油节流孔分别连通增压活塞复位弹簧所在的控制室以及平面阀上平面，控制阀顶端固定在平面阀里，衔铁、电磁铁套于控制阀外部，衔铁与控制阀相固定，控制阀位于电磁铁内部的部分设置连通控制阀内外的低压燃油的油孔。

3、所述位移放大部分包括针阀帽，针阀帽上部分位于控制阀里，针阀帽的下端连接针阀，针阀上端位于放大块里，针阀下端位于喷嘴里，喷嘴端部设置喷孔，控制阀、针阀帽、针阀、放大块之间形成位移放大腔，位移放大腔里设置控制阀复位弹簧并封装有燃油，针阀与喷嘴之间形成环形腔室，环形腔室连通增压油路和喷孔，针阀中部设置针阀凸起，针阀上套有针阀复位弹簧，针阀复位弹簧位于放大块和针阀凸起之间。

4、回油节流孔直径大于进油节流孔直径。

5、电磁铁通电后，吸引衔铁带动平面阀和控制阀下行，使得控制阀下端对位移放大腔内的燃油进行挤压，燃油压力上升使针阀帽承受向上的液压力，从而与针阀下端的液压力共同克服针阀复位弹簧的预紧力而向上抬起，喷孔喷油，与此同时，平面阀打开，控制室内燃油从回油节流孔、平面阀与量孔板之间的间隙进入低压油路，增压活塞所受合力往下而下行，单向阀在单向阀复位弹簧弹力和液压力的作用下关闭，增压室内超高压燃油通过增压油路进入针阀与喷嘴形成的环形腔室，并从喷孔喷出。

6、电磁铁断电后，衔铁、平面阀、控制阀在控制阀复位弹簧预紧力的作用下上行，位移放大腔内燃油压力降低，直到针阀帽承受向上的液压力与针阀下端的液压力之和小于针阀复位弹簧的弹力而向下运动，针阀落座，喷孔停止喷油，与此同时，平面阀关闭，控制室停止回油，随着基压室内燃油从进油通道、进油节流孔进入控制室，增压活塞所受合力往上而上行，增压室内燃油压力下降，直到降至低于轨压，高压油路的燃油压力克服中间油路的燃油压力与单向阀复位弹簧弹力之和而使单向阀打开，高压燃油经过单向阀通过中间油路进入增压室，最终控制室、增压室燃油压力均恢复至轨压，增压活塞重新达到其上限位置。

本发明的优势在于：本发明可以仅通过一个电磁阀同时直接驱动针阀喷油和提高喷油压力，位移放大部分的设计可在提高针阀升程和喷油量、减少动态回油损失的同时，改变电磁阀的布置，从而改变喷油和增压开关阀的开启方向，并通过控制阀与平面阀的连接紧固，使控制阀控制针阀开启的同时平面阀打开，从而实现喷油开启的同时开始增压。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为增压部分结构示意图；

图3为控制部分结构示意图；

图4为位移放大部分结构示意图。

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1-4，本发明的电磁阀直驱喷油-增压双作用喷油器由紧固帽1、蓄压腔壁2、增压部分3、增压块4、增压油路5、量孔板6、控制块7、放大块8、紧帽9、喷嘴10、喷孔11、针阀12、针阀复位弹簧13、位移放大部分14、控制部分15、单向阀复位弹簧16、单向阀17、中间油路18、高压油路19、蓄压腔20和接口21组成。蓄压腔壁2、增压块4、量孔板6、控制块7、放大块8、喷嘴10自上而下安装，并通过定位销连接，增压部分3、控制部分15、位移放大部分14自上而下安装在喷油器内，紧固帽1与蓄压腔壁2、紧帽9与蓄压腔壁2均通过螺纹紧固在一起。

蓄压腔壁2内开有容积较大的蓄压腔20，上部通过接口21与高压燃油源相连，下部通过高压油路19进入喷油器内的增压部分3，一条高压油路19通往增压活塞23上方的基压室22，基压室22内燃油通过加工在增压活塞23内部的进油通道28、进油节流孔25进入增压活塞23中下方的控制室27，另一条高压油路19流经单向阀17通过中间油路18进入增压活塞23环下方的增压室24，增压室24内燃油通过增压油路5进入针阀12与喷嘴10之间的环形腔室。

电磁铁32安装在控制块7内，衔铁30安装于电磁铁32上方，与控制阀31上端固定，控制阀31为中空结构，并在侧边开有油孔，连通控制阀31内外的低压燃油，上端通过螺纹与平面阀33连接，平面阀33与量孔板6形成了密封面，连接控制室27的回油节流孔29被平面阀33密封。针阀帽34安装在控制阀31下端的内部，下端通过螺纹与针阀12上端连接，控制阀31、针阀帽34、针阀12、放大块8共同形成了位移放大腔35，里面封装有一定量的燃油，控制阀31在控制阀复位弹簧36预紧力的作用下处于上限位置，并使平面阀33关闭，针阀12在针阀复位弹簧13预紧力的作用下落座于喷嘴10下端，密封喷孔11。

本发明的电磁阀直驱喷油-增压双作用喷油器工作过程如下：

在喷油器喷射准备阶段，电磁铁32的线圈不通电，高压燃油先后通过接口21、蓄压腔20、高压油路19进入喷油器内的增压部分3，主要分为两路，一路进入增压活塞23上方的基压室22，另一路流经单向阀17通过中间油路18进入增压活塞23环下方的增压室24。平面阀33和控制阀31在控制阀复位弹簧36预紧力的作用下处于上限位置而使平面阀33密封连通控制室27的回油节流孔29，此时控制室27、增压室24、基压室22的燃油压力与轨压基本一致，增压活塞23在液压力、增压活塞复位弹簧26预紧力及增压块4对增压活塞23限位产生的压力的共同作用下处于平衡状态。针阀12受针阀复位弹簧13预紧力以及液压力共同作用而落座于喷嘴10处的阀座，且由于针阀帽34此时所受液压力微小，因此针阀复位弹簧13的预紧力略大于针阀12下端所受的液压力而使针阀12能够正常关闭。

喷油开始时，电磁铁32的线圈通电，吸引衔铁30带动平面阀33和控制阀31下行，使得控制阀31下端对位移放大腔35内的燃油进行挤压，燃油压力上升使针阀帽34承受向上的液压力，从而与针阀12下端的液压力共同克服针阀复位弹簧13的预紧力而向上抬起，喷孔11开始喷油，且位移放大腔35内燃油对控制阀31的受力面积大于针阀帽34，而控制阀31向下运动排出的燃油体积一定，因此针阀帽34的位移大于控制阀31，实现了针阀12位移放大的效果，提高了其喷油量和喷射速率，并且与先导式喷油控制相比，这种电磁直驱的方式加快了喷油的响应速度。与此同时，平面阀33打开，控制室27内燃油从回油节流孔29、平面阀33与量孔板6之间的间隙进入低压油路，控制室27内燃油压力下降，增压活塞23所受合力往下而开始下行，虽然基压室22内燃油能从进油通道28、进油节流孔25进入控制室27，但由于回油节流孔29直径大于进油节流孔25直径，控制室27内燃油压力仍会持续降低，随着增压活塞23向下运动，增压室24内燃油压力上升而使单向阀17在单向阀复位弹簧16弹力和液压力的作用下关闭，增压室24内超高压燃油只能通过增压油路5进入针阀12与喷嘴10形成的环形腔室，并从喷孔11喷出。

喷油结束后，电磁铁32的线圈断电，衔铁30、平面阀33、控制阀31在控制阀复位弹簧36预紧力的作用下上行，位移放大腔35内燃油压力逐渐降低，直到针阀帽34承受向上的液压力与针阀12下端的液压力之和小于针阀复位弹簧13的弹力而向下运动，最后针阀12落座，喷孔11停止喷油。与此同时，平面阀33关闭，控制室27停止回油，随着基压室22内燃油从进油通道28、进油节流孔25进入控制室27，控制室27内燃油压力逐渐恢复，增压活塞23所受合力往上而开始上行，增压室24内燃油压力开始下降，直到降至低于轨压，高压油路19的燃油压力克服中间油路18的燃油压力与单向阀复位弹簧16弹力之和而使单向阀17打开，高压燃油经过单向阀17通过中间油路18进入增压室24而避免其燃油压力过低而使增压活塞23不能正常复位。最终控制室27、增压室24燃油压力均恢复至轨压，增压活塞23重新达到其上限位置。

Claims (5)

1.电磁阀直驱喷油-增压双作用喷油器，其特征是：包括蓄压腔壁、紧帽，蓄压腔壁下方固定在紧帽里，蓄压腔壁里设置蓄压腔，紧帽里自上而下依次设置增压块、控制块、放大块、喷嘴，增压块里设置增压部分，控制块里设置控制部分，放大块里设置位移放大部分，喷嘴里设置针阀；

所述增压部分包括增压活塞，增压活塞位于蓄压腔壁下方的增压块里，增压活塞上方与蓄压腔壁之间形成基压室，增压活塞里设置进油通道和进油节流孔，基压室连通进油通道，增压活塞头部与增压块以及增压活塞的尾部之间形成增压室，增压块里设置增压油路、中间油路、单向阀油路，增压油路和中间油路均连通增压室，蓄压腔壁里设置连通蓄压腔的第一高压油路和第二高压油路，第一高压油路连通单向阀油路，单向阀油路下方设置单向阀，单向阀下方设置单向阀复位弹簧，单向阀复位弹簧所在的腔连通中间油路，第二高压油路连通基压室，增压活塞尾部下方设置增压活塞复位弹簧，进油节流孔分别连通进油通道和增压活塞复位弹簧所在的控制室；

所述控制部分包括平面阀、衔铁、电磁铁、控制阀，平面阀、衔铁、电磁铁自上而下位于控制块里，控制块与增压块之间设置量孔板，量孔板里设置回油节流孔，回油节流孔分别连通增压活塞复位弹簧所在的控制室以及平面阀上平面，控制阀顶端固定在平面阀里，衔铁、电磁铁套于控制阀外部，衔铁与控制阀相固定，控制阀位于电磁铁内部的部分设置连通控制阀内外的低压燃油的油孔。

2.根据权利要求1所述的电磁阀直驱喷油-增压双作用喷油器，其特征是：所述位移放大部分包括针阀帽，针阀帽上部分位于控制阀里，针阀帽的下端连接针阀，针阀上端位于放大块里，针阀下端位于喷嘴里，喷嘴端部设置喷孔，控制阀、针阀帽、针阀、放大块之间形成位移放大腔，位移放大腔里设置控制阀复位弹簧并封装有燃油，针阀与喷嘴之间形成环形腔室，环形腔室连通增压油路和喷孔，针阀中部设置针阀凸起，针阀上套有针阀复位弹簧，针阀复位弹簧位于放大块和针阀凸起之间。

3.根据权利要求2所述的电磁阀直驱喷油-增压双作用喷油器，其特征是：回油节流孔直径大于进油节流孔直径。

4.根据权利要求3所述的电磁阀直驱喷油-增压双作用喷油器，其特征是：电磁铁通电后，吸引衔铁带动平面阀和控制阀下行，使得控制阀下端对位移放大腔内的燃油进行挤压，燃油压力上升使针阀帽承受向上的液压力，从而与针阀下端的液压力共同克服针阀复位弹簧的预紧力而向上抬起，喷孔喷油，与此同时，平面阀打开，控制室内燃油从回油节流孔、平面阀与量孔板之间的间隙进入低压油路，增压活塞所受合力往下而下行，单向阀在单向阀复位弹簧弹力和液压力的作用下关闭，增压室内超高压燃油通过增压油路进入针阀与喷嘴形成的环形腔室，并从喷孔喷出。

5.根据权利要求3所述的电磁阀直驱喷油-增压双作用喷油器，其特征是：电磁铁断电后，衔铁、平面阀、控制阀在控制阀复位弹簧预紧力的作用下上行，位移放大腔内燃油压力降低，直到针阀帽承受向上的液压力与针阀下端的液压力之和小于针阀复位弹簧的弹力而向下运动，针阀落座，喷孔停止喷油，与此同时，平面阀关闭，控制室停止回油，随着基压室内燃油从进油通道、进油节流孔进入控制室，增压活塞所受合力往上而上行，增压室内燃油压力下降，直到降至低于轨压，高压油路的燃油压力克服中间油路的燃油压力与单向阀复位弹簧弹力之和而使单向阀打开，高压燃油经过单向阀通过中间油路进入增压室，最终控制室、增压室燃油压力均恢复至轨压，增压活塞重新达到其上限位置。

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