CN115288900B - 基于喷孔开启数量调节的可变喷油规律电控喷油器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供基于喷孔开启数量调节的可变喷油规律电控喷油器，包括蓄压腔壁、电磁阀块、控制阀块、上量孔板、下量孔板、阀套、喷嘴、电磁控制阀组件、先导控制组件、喷射组件，所述蓄压腔壁、电磁阀块、控制阀块、上量孔板、下量孔板、阀套、喷嘴自上而下设置，电磁控制阀组件安装于电磁阀块、控制阀块和上量孔板里，先导控制组件安装于下量孔板和阀套里，喷射组件安装于喷嘴里，蓄压腔壁里设置高压油管。本发明可以通过一个电磁阀接通不同的电位决定喷孔的开启数量，改变喷油器单位时间内喷入气缸的燃油量，从而实现喷油规律曲线形状的灵活可变，得到满足不同工况需求的喷油规律，有利于改善柴油机缸内的燃烧、降低排放污染物。

Description

基于喷孔开启数量调节的可变喷油规律电控喷油器

技术领域

本发明涉及的是一种柴油机燃油系统，具体地说是喷油器。

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。

想要实现喷油规律的灵活可控，一般采用双阀协同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，通过改变喷射压力来控制喷油规律曲线形状。然而在这种控制方式下喷射压力与喷油速率是呈正相关的，当整机在部分负荷工况运行时往往不需要太大的喷油量，因而不需要太高的喷油速率，但需要足够的喷射压力使喷入气缸的燃油得到良好的雾化效果，因此需要采用其它喷油规律控制方式，尽可能在保持喷射压力恒定的前提下实现喷油规律可变。

发明内容

本发明的目的在于提供能够保证喷射压力恒定的同时实现喷油规律灵活可变的基于喷孔开启数量调节的可变喷油规律电控喷油。

本发明的目的是这样实现的：

本发明基于喷孔开启数量调节的可变喷油规律电控喷油器，其特征是：包括蓄压腔壁、电磁阀块、控制阀块、上量孔板、下量孔板、阀套、喷嘴、电磁控制阀组件、先导控制组件、喷射组件，所述蓄压腔壁、电磁阀块、控制阀块、上量孔板、下量孔板、阀套、喷嘴自上而下设置，电磁控制阀组件安装于电磁阀块、控制阀块和上量孔板里，先导控制组件安装于下量孔板和阀套里，喷射组件安装于喷嘴里，蓄压腔壁里设置高压油管。

本发明还可以包括：

1、所述电磁控制阀组件包括电磁铁、外控制阀、内控制阀，电磁铁安装在电磁阀块里，外控制阀为中空结构，套装于内控制阀的外部，外控制阀的下端采用中间粗两头细的两位三通结构，中间粗的部分为外控制阀外凸起，外控制阀外凸起的上下分别为上锥面和下锥面，上锥面与控制阀块形成高压腔，外控制阀外凸起与上量孔板形成中间腔，下锥面与上量孔板、下量孔板形成低压腔，内控制阀的顶端穿过外控制阀和外控制阀外部的控制阀块，并套装衔铁，电磁铁里设置内控制阀复位弹簧，内控制阀复位弹簧的两端分别为电磁阀块和衔铁，外控制阀与其上方的控制阀块之间设置外控制阀复位弹簧，控制阀块里设置进油孔，下量孔板里设置柱塞回油孔，上量孔板里设置双向孔，内控制阀下端与下量孔板形成平面密封，外控制阀不工作时，外控制阀外凸起与上量孔板形成锥面密封，将中间腔与低压腔分开，高压腔与中间腔连通。

2、所述先导控制组件包括滑块、控制柱塞，滑块设置在下量孔板里，滑块、下量孔板和上量孔板之间形成控制室，滑块和上量孔板之间安装滑块复位弹簧，控制柱塞设置在阀套里，控制柱塞的顶部伸入滑块下方的下量孔板里，控制柱塞的顶部套有针阀复位弹簧，针阀复位弹簧的两端分别为下量孔板和控制柱塞，控制柱塞、阀套、下量孔板和滑块之间形成控制腔，下量孔板里设置柱塞回油节流孔、柱塞进油节流孔，滑块里设置柱塞进油孔，上量孔板里设置双向节流孔，柱塞回油节流孔分别连通控制腔和柱塞回油孔，柱塞进油孔分别连通控制腔和高压油管，双向节流孔分别连通控制室和双向孔。

3、所述喷射组件包括针阀，针阀安装于喷嘴里，针阀的顶部连接控制柱塞，针阀为中空结构，针阀底部与喷嘴形成压力室，针阀上部与喷嘴形成盛油腔，盛油腔连通高压油管，位于盛油腔里的针阀上开设注油孔，压力室上方的喷嘴上设置上层喷孔和下层喷孔。

4、在喷油器喷射准备阶段，电磁铁的线圈不通电，内控制阀在内控制阀复位弹簧预紧力及液压力的作用下，下端与下量孔板形成平面密封，外控制阀在外控制阀复位弹簧预紧力及液压力的作用下，下锥面落座于上量孔板加工的阀座上，将中间腔与低压腔隔开；高压燃油通过高压油管流入电磁控制阀组件、先导控制组件及喷射组件，流入电磁阀控制组件的高压燃油通过进油孔进入高压腔，高压腔的燃油经过控制阀块上加工的阀座与外控制阀之间的间隙进入中间腔，再通过双向孔、双向节流孔进入控制室，滑块受滑块复位弹簧预紧力及液压力共同作用而处于其下限位，流入先导控制组件的高压燃油通过柱塞进油节流孔、柱塞进油孔进入控制腔，控制腔的高压燃油通过柱塞回油节流孔进入柱塞回油孔，即通往内控制阀与下量孔板形成的密封面，流入喷射组件的高压燃油进入盛油腔，再通过注油孔、针阀中空的腔室进入压力室，控制柱塞上端受到向下的针阀复位弹簧预紧力和控制腔液压力作用，针阀下端受到向上液压力的作用，控制柱塞与针阀紧密贴合，控制柱塞直径大于针阀直径，控制柱塞连同针阀处于下限位，针阀下端与喷嘴形成柱面密封。

5、进行矩形喷油规律的喷射时，如果对电磁铁的线圈通低电位，衔铁受到的电磁力与内控制阀下端的液压力共同克服内控制阀复位弹簧的预紧力而带动内控制阀向上抬起，直到内控制阀中部的凸缘与外控制阀的凸缘锁定，内控制阀不再上升，内控制阀下端的平面阀打开，控制腔的高压燃油通过柱塞回油节流孔、柱塞回油孔、内控制阀与下量孔板的间隙进入低压腔，随着回油过程的进行，控制腔内燃油压力降低，同时高压油管内高压燃油通过下量孔板上加工的柱塞进油节流孔、滑块上加工的柱塞进油孔对控制腔内燃油进行补充，柱塞回油节流孔直径大于柱塞进油节流孔直径，控制腔内燃油压力持续降低，直到针阀下端液压力大于控制腔燃油对控制柱塞上表面的液压力与针阀复位弹簧弹力之和，控制柱塞和针阀开始抬起，直至控制柱塞上端的凸台与滑块下端接触，控制柱塞和针阀不再上升，此时上层喷孔仍关闭，下层喷孔打开，压力室的高压燃油从下层喷孔出。

6、当对电磁铁的线圈通高电位时，衔铁受到的电磁力与内控制阀和外控制阀受到的液压力共同克服内控制阀复位弹簧和外控制阀复位弹簧的预紧力之和而先后带动内控制阀、外控制阀向上抬起，直到内控制阀中部的凸缘与外控制阀的凸缘锁定、外控制阀上锥面落座于控制阀块上加工的阀座，内控制阀和外控制阀均不再上升，内控制阀下端的平面阀、外控制阀下锥面先后打开；控制腔的高压燃油通过柱塞回油节流孔、柱塞回油孔、内控制阀与下量孔板的间隙进入低压腔，控制室的高压燃油通过双向节流孔、双向孔、中间腔、外控制阀下锥面与上量孔板阀座的间隙进入低压腔，随着回油过程的进行，控制腔和控制室内的燃油压力均降低，高压油管内高压燃油通过柱塞进油节流孔、柱塞进油孔对控制腔内燃油进行补充，柱塞回油节流孔直径大于柱塞进油节流孔直径，控制腔内燃油压力持续降低，直到针阀下端液压力大于控制腔燃油对控制柱塞上表面的液压力与针阀复位弹簧弹力之和，控制柱塞和针阀开始抬起，直至控制柱塞上端的凸台与滑块下端接触，滑块暴露在控制腔的下表面积等于控制柱塞暴露在控制腔的上表面积，滑块下表面所受液压力与控制柱塞上表面所受液压力相等，随着滑块向上运动，柱塞进油节流孔和柱塞进油孔断开，高压油管的高压燃油不再对控制腔进行燃油补充，最后滑块到达其上限位置，滑块、控制柱塞和针阀均不再上升，下层喷孔和上层喷孔先后打开，并喷出高压燃油。

7、进行靴形喷油规律的喷射时，先对电磁铁的线圈通低电位，衔铁受到的电磁力与内控制阀下端的液压力共同克服内控制阀复位弹簧的预紧力而带动内控制阀向上抬起，直到内控制阀中部的凸缘与外控制阀的凸缘锁定，内控制阀不再上升，内控制阀下端的平面阀打开，控制腔的高压燃油通过柱塞回油节流孔、柱塞回油孔、内控制阀与下量孔板的间隙进入低压腔，随着回油过程的进行，控制腔内燃油压力降低，同时高压油管内高压燃油通过下量孔板上加工的柱塞进油节流孔、滑块上加工的柱塞进油孔对控制腔内燃油进行补充，柱塞回油节流孔直径大于柱塞进油节流孔直径，控制腔内燃油压力持续降低，直到针阀下端液压力大于控制腔燃油对控制柱塞上表面的液压力与针阀复位弹簧弹力之和，控制柱塞和针阀开始抬起，直至控制柱塞上端的凸台与滑块下端接触，控制柱塞和针阀不再上升，此时上层喷孔关闭、下层喷孔打开，压力室的高压燃油从下层喷孔喷出；随着喷油过程的进行，对电磁铁的线圈通高电位，衔铁受到的电磁力与内控制阀和外控制阀所受的液压力共同克服内控制阀复位弹簧和外控制阀复位弹簧的预紧力之和，内控制阀带动外控制阀向上抬起，直到外控制阀上锥面落座于控制阀块上加工的阀座，内控制阀和外控制阀均不再上升，外控制阀下锥面打开，控制室的高压燃油通过双向节流孔、双向孔、中间腔、外控制阀下锥面与上量孔板阀座的间隙进入低压腔，随着回油过程的进行，控制室内的燃油压力降低，直到针阀下端所受液压力克服滑块上表面的液压力、滑块复位弹簧和针阀复位弹簧的弹力，滑块、控制柱塞和针阀一同上升，柱塞进油节流孔和柱塞进油孔断开，高压油管的高压燃油不再对控制腔进行燃油补充；最后滑块到达其上限位置，滑块、控制柱塞和针阀均不再上升，上层喷孔打开。

8、喷油结束时，若电磁铁的线圈处于低电位状态，喷油结束后，电磁铁的线圈断电，内控制阀在内控制阀复位弹簧弹力及液压力的作用下，下端与下量孔板形成平面密封，控制腔不再回油，高压油管的高压燃油通过柱塞进油节流孔、柱塞进油孔进入控制腔，控制腔压力的恢复，控制柱塞上端面所受液压力和针阀复位弹簧弹力之和克服针阀下端所受液压力，控制柱塞和针阀下行，并关闭下层喷孔。

9、喷油结束时，若电磁铁的线圈处于高电位状态，喷油结束后，电磁铁的线圈断电，内控制阀在内控制阀复位弹簧弹力及液压力的作用下，下端与下量孔板形成平面密封，外控制阀在外控制阀复位弹簧弹力及液压力的作用下，下锥面与上量孔板形成密封，控制腔和控制室均不回油，高压油管内的高压燃油通过进油孔、高压腔、外控制阀与控制阀块之间的间隙、中间腔、双向孔、双向节流孔进入控制室，控制室压力恢复，滑块上表面所受液压力、滑块复位弹簧和针阀复位弹簧弹力共同克服针阀下端所受液压力而开始下降，直到滑块接近其下限位置，柱塞进油节流孔逐渐打开，高压油管的高压燃油通过柱塞进油节流孔、柱塞进油孔进入控制腔，当滑块到达其下限位置后，上层喷孔关闭，随着控制腔压力的恢复，控制柱塞上端面所受液压力和针阀复位弹簧弹力之和克服针阀下端所受液压力，控制柱塞和针阀继续下行，并关闭下层喷孔。

本发明的优势在于：本发明可以通过一个电磁阀接通不同的电位决定喷孔的开启数量，改变喷油器单位时间内喷入气缸的燃油量，从而实现喷油规律曲线形状的灵活可变，得到满足不同工况需求的喷油规律，有利于改善柴油机缸内的燃烧、降低排放污染物。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为电磁控制阀组件结构示意图；

图3为先导控制组件结构示意图；

图4为喷射组件结构示意图。

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，本发明的基于喷孔开启数量调节的可变喷油规律电控喷油器由紧固帽1、蓄压腔壁2、高压油管3、控制阀块4、上量孔板5、紧帽6、喷射组件7、喷嘴8、阀套9、下量孔板10、先导控制组件11、电磁控制阀组件12、电磁阀块13、蓄压腔14和接口15组成。蓄压腔壁2、电磁阀块13、控制阀块4、上量孔板5、下量孔板10、阀套9、喷嘴8自上而下安装，并通过定位销连接，电磁控制阀组件12、先导控制组件11、喷射组件7自上而下安装在喷油器内，紧固帽1与蓄压腔壁2、紧帽6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14，上部通过接口15与高压燃油源相连，下部通过高压油管3流经喷油器内的电磁控制阀组件12、先导控制组件11及喷射组件7，流入电磁阀控制组件12的高压燃油通过进油孔20进入高压腔21，流入先导控制组件11的高压燃油通过柱塞进油节流孔30、柱塞进油孔31进入控制腔34，流入喷射组件7的高压燃油进入盛油腔43。

电磁控制阀组件12的电磁铁16安装于衔铁27上方，内控制阀复位弹簧17安装在衔铁27与电磁阀块13之间，衔铁27安装在内控制阀18上端，内控制阀18下端与下量孔板10形成平面密封，中部带有凸缘。中间腔22通过双向孔23、双向节流孔28与先导控制组件11的控制室37连通，柱塞回油孔24通过柱塞回油节流孔35与先导控制组件11的控制腔34连通，低压腔25充满低压燃油。外控制阀26为中空结构，套装于内控制阀18外部，中空的中部带有凸缘，外控制阀26下端采用中间粗两头细的两位三通结构，上锥面能与控制阀块4上加工的阀座形成密封，下锥面能与上量孔板5上加工的阀座形成密封，外控制阀26不工作时与上量孔板5形成锥面密封，将中间腔22与低压腔25分开，高压腔21与中间腔22连通。外控制阀复位弹簧19安装于控制阀块4与外控制阀26之间。

先导控制组件11的滑块36安装并限位于下量孔板10加工的腔室中部，滑块复位弹簧29安装于上量孔板5与滑块36之间，上量孔板5、下量孔板10和滑块36形成了控制室37。滑块36、控制柱塞33、下量孔板10和阀套9形成了控制腔34，滑块36不工作时，控制腔34通过柱塞进油孔31和柱塞进油节流孔30与高压油管3连通。针阀复位弹簧32安装于控制腔34内、下量孔板10和控制柱塞33中间。控制柱塞33上端加工有凸台，凸台上半部分位于下量孔板10加工的腔室内，下端加工有凹槽，与喷射组件7的针阀38上端加工的凸台紧密连接，连接部位周围充满低压燃油，能够为控制柱塞33和针阀38与阀套9、喷嘴8的相对运动提供润滑。

喷射组件7的针阀38中部开有注油孔39，盛油腔43的高压燃油通过注油孔39、针阀38的中空腔室进入压力室42，喷嘴8下端开有上层喷孔40和下层喷孔41，通过针阀38和喷嘴8的柱面进行密封。

本发明的基于喷孔开启数量调节的可变喷油规律电控喷油器主要能够实现矩形和靴形两种喷油规律曲线形状的燃油喷射模式。进行矩形喷油规律的喷射时，分为两种情况，一种是对电磁铁16的线圈通低电位，另一种是对电磁铁16的线圈通高电位。进行靴形喷油规律的喷射时，先对电磁铁16的线圈通低电位，再对电磁铁16的线圈通高电位。其工作过程如下：

在喷油器喷射准备阶段，电磁铁16的线圈不通电，内控制阀18在内控制阀复位弹簧17预紧力及液压力的作用下，下端与下量孔板10形成平面密封，外控制阀26在外控制阀复位弹簧19预紧力及液压力的作用下，下锥面落座于上量孔板5加工的阀座上，将中间腔22与低压腔25隔开。高压燃油先后通过接口15、蓄压腔14、高压油管3进入喷油器内的连通腔室，主要流入电磁控制阀组件12、先导控制组件11及喷射组件7。流入电磁阀控制组件12的高压燃油通过进油孔20进入高压腔21，高压腔21的燃油经过控制阀块4上加工的阀座与外控制阀26之间的间隙进入中间腔22，再通过双向孔23、双向节流孔28进入控制室37。滑块36受滑块复位弹簧29预紧力及液压力共同作用而处于其下限位，因此流入先导控制组件11的高压燃油通过柱塞进油节流孔30、柱塞进油孔31进入控制腔34，控制腔34的高压燃油通过柱塞回油节流孔35进入柱塞回油孔24，即通往内控制阀18与下量孔板10形成的密封面。流入喷射组件7的高压燃油进入盛油腔43，再通过注油孔39、针阀38中空的腔室进入压力室42。控制柱塞33上端受到向下的针阀复位弹簧32预紧力和控制腔34液压力作用，针阀38下端受到向上液压力的作用，因此控制柱塞33与针阀38紧密贴合，由于控制柱塞33直径大于针阀38直径，控制柱塞33连同针阀38处于下限位，针阀38下端与喷嘴8形成柱面密封。

进行矩形喷油规律的喷射时，如果对电磁铁16的线圈通低电位，衔铁27受到的电磁力与内控制阀18下端的液压力共同克服内控制阀复位弹簧17的预紧力而带动内控制阀18向上抬起，直到内控制阀18中部的凸缘与外控制阀26的凸缘锁定，内控制阀18不再上升，内控制阀18下端的平面阀打开，控制腔34的高压燃油通过柱塞回油节流孔35、柱塞回油孔24、内控制阀18与下量孔板10的间隙进入低压腔25，随着回油过程的进行，控制腔34内燃油压力降低，同时高压油管3内高压燃油通过下量孔板10上加工的柱塞进油节流孔30、滑块36上加工的柱塞进油孔31对控制腔34内燃油进行补充，由于柱塞回油节流孔35直径大于柱塞进油节流孔30直径，因此控制腔34内燃油压力持续降低，直到针阀38下端液压力大于控制腔34燃油对控制柱塞33上表面的液压力与针阀复位弹簧32弹力之和，控制柱塞33和针阀38开始抬起，直至控制柱塞33上端的凸台与滑块36下端接触，控制柱塞33和针阀38不再上升，此时上层喷孔40仍关闭，但下层喷孔41打开，压力室42的高压燃油从下层喷孔41喷出。

当对电磁铁16的线圈通高电位时，衔铁27受到的电磁力与内控制阀18和外控制阀26受到的液压力共同克服内控制阀复位弹簧17和外控制阀复位弹簧19的预紧力之和而先后带动内控制阀18、外控制阀26向上抬起，直到内控制阀18中部的凸缘与外控制阀26的凸缘锁定、外控制阀26上锥面落座于控制阀块4上加工的阀座，内控制阀18和外控制阀26均不再上升，内控制阀18下端的平面阀、外控制阀26下锥面先后打开。控制腔34的高压燃油通过柱塞回油节流孔35、柱塞回油孔24、内控制阀18与下量孔板10的间隙进入低压腔25，控制室37的高压燃油通过双向节流孔28、双向孔23、中间腔22、外控制阀26下锥面与上量孔板5阀座的间隙进入低压腔25，随着回油过程的进行，控制腔34和控制室37内的燃油压力均降低。由于控制室37没有连通高压燃油，控制室37燃油压力下降较快；高压油管3内高压燃油会通过柱塞进油节流孔30、柱塞进油孔31对控制腔34内燃油进行补充，而柱塞回油节流孔35直径大于柱塞进油节流孔30直径，因此控制腔34内燃油压力持续降低，直到针阀38下端液压力大于控制腔34燃油对控制柱塞33上表面的液压力与针阀复位弹簧32弹力之和，控制柱塞33和针阀38开始抬起，直至控制柱塞33上端的凸台与滑块36下端接触，由于滑块36暴露在控制腔34的下表面积等于控制柱塞33暴露在控制腔34的上表面积，滑块36下表面所受液压力与控制柱塞33上表面所受液压力相等，因此针阀38下端所受液压力只需克服滑块36上表面的液压力、滑块复位弹簧29和针阀复位弹簧32的弹力，便能带动滑块36一同上升，随着滑块36向上运动，柱塞进油节流孔30和柱塞进油孔31逐渐断开，高压油管3的高压燃油不再对控制腔34进行燃油补充。最后滑块36到达其上限位置，滑块36、控制柱塞33和针阀38均不再上升，下层喷孔41和上层喷孔40先后打开，并喷出高压燃油，由于针阀38的上升速度较快，下层喷孔41和上层喷孔40开启的时间差可以忽略不计。该喷射模式下，控制室37回油过程中没有高压燃油对其进行补充，滑块36运动并关闭柱塞进油节流孔30后，也没有高压燃油对控制腔34进行补充，因此一定程度上减少了喷油器的动态回油量。

进行靴形喷油规律的喷射时，先对电磁铁16的线圈通低电位，衔铁27受到的电磁力与内控制阀18下端的液压力共同克服内控制阀复位弹簧17的预紧力而带动内控制阀18向上抬起，直到内控制阀18中部的凸缘与外控制阀26的凸缘锁定，内控制阀18不再上升，内控制阀18下端的平面阀打开，控制腔34的高压燃油通过柱塞回油节流孔35、柱塞回油孔24、内控制阀18与下量孔板10的间隙进入低压腔25，随着回油过程的进行，控制腔34内燃油压力降低，同时高压油管3内高压燃油通过下量孔板10上加工的柱塞进油节流孔30、滑块36上加工的柱塞进油孔31对控制腔34内燃油进行补充，由于柱塞回油节流孔35直径大于柱塞进油节流孔30直径，因此控制腔34内燃油压力持续降低，直到针阀38下端液压力大于控制腔34燃油对控制柱塞33上表面的液压力与针阀复位弹簧32弹力之和，控制柱塞33和针阀38开始抬起，直至控制柱塞33上端的凸台与滑块36下端接触，控制柱塞33和针阀38不再上升，此时上层喷孔40关闭、下层喷孔41打开，压力室42的高压燃油从下层喷孔41喷出。随着喷油过程的进行，对电磁铁16的线圈通高电位，衔铁27受到的电磁力与内控制阀18和外控制阀26所受的液压力共同克服内控制阀复位弹簧17和外控制阀复位弹簧19的预紧力之和，内控制阀18带动外控制阀26向上抬起，直到外控制阀26上锥面落座于控制阀块4上加工的阀座，内控制阀18和外控制阀26均不再上升，外控制阀26下锥面打开，控制室37的高压燃油通过双向节流孔28、双向孔23、中间腔22、外控制阀26下锥面与上量孔板5阀座的间隙进入低压腔25，随着回油过程的进行，控制室37内的燃油压力降低，由于控制室37没有连通高压燃油，控制室37燃油压力下降较快，直到针阀38下端所受液压力克服滑块36上表面的液压力、滑块复位弹簧29和针阀复位弹簧32的弹力，滑块36、控制柱塞33和针阀38一同上升，柱塞进油节流孔30和柱塞进油孔31逐渐断开，高压油管3的高压燃油不再对控制腔34进行燃油补充。最后滑块36到达其上限位置，滑块36、控制柱塞33和针阀38均不再上升，上层喷孔40打开，单位时间内的燃油喷射量增加，即喷油速率升高。该喷射模式同样在一定程度上减少了喷油器的动态回油量，同时，在电磁铁16的线圈通高电位后，控制室37没有高压燃油补充，因此加快了喷油速率的变化速度，提高了喷油器的响应。

喷油结束时，若电磁铁16的线圈处于低电位状态，那么喷油结束后，电磁铁16的线圈断电，内控制阀18在内控制阀复位弹簧17弹力及液压力的作用下，下端与下量孔板10形成平面密封，控制腔34不再回油。高压油管3的高压燃油通过柱塞进油节流孔30、柱塞进油孔31进入控制腔34，控制腔34压力的逐渐恢复，控制柱塞33上端面所受液压力和针阀复位弹簧32弹力之和克服针阀38下端所受液压力，控制柱塞33和针阀38下行，并关闭下层喷孔41。

喷油结束时，若电磁铁16的线圈处于高电位状态，那么喷油结束后，电磁铁16的线圈断电，内控制阀18在内控制阀复位弹簧17弹力及液压力的作用下，下端与下量孔板10形成平面密封，外控制阀26在外控制阀复位弹簧19弹力及液压力的作用下，下锥面与上量孔板5形成密封，控制腔34和控制室37均不回油。高压油管3内的高压燃油通过进油孔20、高压腔21、外控制阀26与控制阀块4之间的间隙、中间腔22、双向孔23、双向节流孔28进入控制室37，控制室37压力恢复，滑块36上表面所受液压力、滑块复位弹簧29和针阀复位弹簧32弹力共同克服针阀38下端所受液压力而开始下降，直到滑块36接近其下限位置，柱塞进油节流孔30逐渐打开，高压油管3的高压燃油通过柱塞进油节流孔30、柱塞进油孔31进入控制腔34。当滑块36到达其下限位置后，上层喷孔40关闭，随着控制腔34压力的逐渐恢复，控制柱塞33上端面所受液压力和针阀复位弹簧32弹力之和克服针阀38下端所受液压力，控制柱塞33和针阀38继续下行，并关闭下层喷孔41。

上述三种喷射模式下，高压燃油从高压燃油源到压力室42的过程中并未产生任何节流，因此产生的压力损失小，喷嘴8下端的燃油压力仅略低于高压燃油源，为此三种喷射模式下均能够实现较高的喷射压力。

Claims (7)

1.基于喷孔开启数量调节的可变喷油规律电控喷油器，其特征是：包括蓄压腔壁、电磁阀块、控制阀块、上量孔板、下量孔板、阀套、喷嘴、电磁控制阀组件、先导控制组件、喷射组件，所述蓄压腔壁、电磁阀块、控制阀块、上量孔板、下量孔板、阀套、喷嘴自上而下设置，电磁控制阀组件安装于电磁阀块、控制阀块和上量孔板里，先导控制组件安装于下量孔板和阀套里，喷射组件安装于喷嘴里，蓄压腔壁里设置高压油管；

所述电磁控制阀组件包括电磁铁、外控制阀、内控制阀，电磁铁安装在电磁阀块里，外控制阀为中空结构，套装于内控制阀的外部，外控制阀的下端采用中间粗两头细的两位三通结构，中间粗的部分为外控制阀外凸起，外控制阀外凸起的上下分别为上锥面和下锥面，上锥面与控制阀块形成高压腔，外控制阀外凸起与上量孔板形成中间腔，下锥面与上量孔板、下量孔板形成低压腔，内控制阀的顶端穿过外控制阀和外控制阀外部的控制阀块，并套装衔铁，电磁铁里设置内控制阀复位弹簧，内控制阀复位弹簧的两端分别为电磁阀块和衔铁，外控制阀与其上方的控制阀块之间设置外控制阀复位弹簧，控制阀块里设置进油孔，下量孔板里设置柱塞回油孔，上量孔板里设置双向孔，内控制阀下端与下量孔板形成平面密封，外控制阀不工作时，外控制阀外凸起与上量孔板形成锥面密封，将中间腔与低压腔分开，高压腔与中间腔连通；

所述先导控制组件包括滑块、控制柱塞，滑块设置在下量孔板里，滑块、下量孔板和上量孔板之间形成控制室，滑块和上量孔板之间安装滑块复位弹簧，控制柱塞设置在阀套里，控制柱塞的顶部伸入滑块下方的下量孔板里，控制柱塞的顶部套有针阀复位弹簧，针阀复位弹簧的两端分别为下量孔板和控制柱塞，控制柱塞、阀套、下量孔板和滑块之间形成控制腔，下量孔板里设置柱塞回油节流孔、柱塞进油节流孔，滑块里设置柱塞进油孔，上量孔板里设置双向节流孔，柱塞回油节流孔分别连通控制腔和柱塞回油孔，柱塞进油孔分别连通控制腔和高压油管，双向节流孔分别连通控制室和双向孔；

所述喷射组件包括针阀，针阀安装于喷嘴里，针阀的顶部连接控制柱塞，针阀为中空结构，针阀底部与喷嘴形成压力室，针阀上部与喷嘴形成盛油腔，盛油腔连通高压油管，位于盛油腔里的针阀上开设注油孔，压力室上方的喷嘴上设置上层喷孔和下层喷孔。

2.根据权利要求1所述的基于喷孔开启数量调节的可变喷油规律电控喷油器，其特征是：在喷油器喷射准备阶段，电磁铁的线圈不通电，内控制阀在内控制阀复位弹簧预紧力及液压力的作用下，下端与下量孔板形成平面密封，外控制阀在外控制阀复位弹簧预紧力及液压力的作用下，下锥面落座于上量孔板加工的阀座上，将中间腔与低压腔隔开；高压燃油通过高压油管流入电磁控制阀组件、先导控制组件及喷射组件，流入电磁阀控制组件的高压燃油通过进油孔进入高压腔，高压腔的燃油经过控制阀块上加工的阀座与外控制阀之间的间隙进入中间腔，再通过双向孔、双向节流孔进入控制室，滑块受滑块复位弹簧预紧力及液压力共同作用而处于其下限位，流入先导控制组件的高压燃油通过柱塞进油节流孔、柱塞进油孔进入控制腔，控制腔的高压燃油通过柱塞回油节流孔进入柱塞回油孔，即通往内控制阀与下量孔板形成的密封面，流入喷射组件的高压燃油进入盛油腔，再通过注油孔、针阀中空的腔室进入压力室，控制柱塞上端受到向下的针阀复位弹簧预紧力和控制腔液压力作用，针阀下端受到向上液压力的作用，控制柱塞与针阀紧密贴合，控制柱塞直径大于针阀直径，控制柱塞连同针阀处于下限位，针阀下端与喷嘴形成柱面密封。

3.根据权利要求1所述的基于喷孔开启数量调节的可变喷油规律电控喷油器，其特征是：进行矩形喷油规律的喷射时，如果对电磁铁的线圈通低电位，衔铁受到的电磁力与内控制阀下端的液压力共同克服内控制阀复位弹簧的预紧力而带动内控制阀向上抬起，直到内控制阀中部的凸缘与外控制阀的凸缘锁定，内控制阀不再上升，内控制阀下端的平面阀打开，控制腔的高压燃油通过柱塞回油节流孔、柱塞回油孔、内控制阀与下量孔板的间隙进入低压腔，随着回油过程的进行，控制腔内燃油压力降低，同时高压油管内高压燃油通过下量孔板上加工的柱塞进油节流孔、滑块上加工的柱塞进油孔对控制腔内燃油进行补充，柱塞回油节流孔直径大于柱塞进油节流孔直径，控制腔内燃油压力持续降低，直到针阀下端液压力大于控制腔燃油对控制柱塞上表面的液压力与针阀复位弹簧弹力之和，控制柱塞和针阀开始抬起，直至控制柱塞上端的凸台与滑块下端接触，控制柱塞和针阀不再上升，此时上层喷孔仍关闭，下层喷孔打开，压力室的高压燃油从下层喷孔出。

4.根据权利要求1所述的基于喷孔开启数量调节的可变喷油规律电控喷油器，其特征是：当对电磁铁的线圈通高电位时，衔铁受到的电磁力与内控制阀和外控制阀受到的液压力共同克服内控制阀复位弹簧和外控制阀复位弹簧的预紧力之和而先后带动内控制阀、外控制阀向上抬起，直到内控制阀中部的凸缘与外控制阀的凸缘锁定、外控制阀上锥面落座于控制阀块上加工的阀座，内控制阀和外控制阀均不再上升，内控制阀下端的平面阀、外控制阀下锥面先后打开；控制腔的高压燃油通过柱塞回油节流孔、柱塞回油孔、内控制阀与下量孔板的间隙进入低压腔，控制室的高压燃油通过双向节流孔、双向孔、中间腔、外控制阀下锥面与上量孔板阀座的间隙进入低压腔，随着回油过程的进行，控制腔和控制室内的燃油压力均降低，高压油管内高压燃油通过柱塞进油节流孔、柱塞进油孔对控制腔内燃油进行补充，柱塞回油节流孔直径大于柱塞进油节流孔直径，控制腔内燃油压力持续降低，直到针阀下端液压力大于控制腔燃油对控制柱塞上表面的液压力与针阀复位弹簧弹力之和，控制柱塞和针阀开始抬起，直至控制柱塞上端的凸台与滑块下端接触，滑块暴露在控制腔的下表面积等于控制柱塞暴露在控制腔的上表面积，滑块下表面所受液压力与控制柱塞上表面所受液压力相等，随着滑块向上运动，柱塞进油节流孔和柱塞进油孔断开，高压油管的高压燃油不再对控制腔进行燃油补充，最后滑块到达其上限位置，滑块、控制柱塞和针阀均不再上升，下层喷孔和上层喷孔先后打开，并喷出高压燃油。

5.根据权利要求1所述的基于喷孔开启数量调节的可变喷油规律电控喷油器，其特征是：进行靴形喷油规律的喷射时，先对电磁铁的线圈通低电位，衔铁受到的电磁力与内控制阀下端的液压力共同克服内控制阀复位弹簧的预紧力而带动内控制阀向上抬起，直到内控制阀中部的凸缘与外控制阀的凸缘锁定，内控制阀不再上升，内控制阀下端的平面阀打开，控制腔的高压燃油通过柱塞回油节流孔、柱塞回油孔、内控制阀与下量孔板的间隙进入低压腔，随着回油过程的进行，控制腔内燃油压力降低，同时高压油管内高压燃油通过下量孔板上加工的柱塞进油节流孔、滑块上加工的柱塞进油孔对控制腔内燃油进行补充，柱塞回油节流孔直径大于柱塞进油节流孔直径，控制腔内燃油压力持续降低，直到针阀下端液压力大于控制腔燃油对控制柱塞上表面的液压力与针阀复位弹簧弹力之和，控制柱塞和针阀开始抬起，直至控制柱塞上端的凸台与滑块下端接触，控制柱塞和针阀不再上升，此时上层喷孔关闭、下层喷孔打开，压力室的高压燃油从下层喷孔喷出；随着喷油过程的进行，对电磁铁的线圈通高电位，衔铁受到的电磁力与内控制阀和外控制阀所受的液压力共同克服内控制阀复位弹簧和外控制阀复位弹簧的预紧力之和，内控制阀带动外控制阀向上抬起，直到外控制阀上锥面落座于控制阀块上加工的阀座，内控制阀和外控制阀均不再上升，外控制阀下锥面打开，控制室的高压燃油通过双向节流孔、双向孔、中间腔、外控制阀下锥面与上量孔板阀座的间隙进入低压腔，随着回油过程的进行，控制室内的燃油压力降低，直到针阀下端所受液压力克服滑块上表面的液压力、滑块复位弹簧和针阀复位弹簧的弹力，滑块、控制柱塞和针阀一同上升，柱塞进油节流孔和柱塞进油孔断开，高压油管的高压燃油不再对控制腔进行燃油补充；最后滑块到达其上限位置，滑块、控制柱塞和针阀均不再上升，上层喷孔打开。

6.根据权利要求1所述的基于喷孔开启数量调节的可变喷油规律电控喷油器，其特征是：喷油结束时，若电磁铁的线圈处于低电位状态，喷油结束后，电磁铁的线圈断电，内控制阀在内控制阀复位弹簧弹力及液压力的作用下，下端与下量孔板形成平面密封，控制腔不再回油，高压油管的高压燃油通过柱塞进油节流孔、柱塞进油孔进入控制腔，控制腔压力的恢复，控制柱塞上端面所受液压力和针阀复位弹簧弹力之和克服针阀下端所受液压力，控制柱塞和针阀下行，并关闭下层喷孔。

7.根据权利要求1所述的基于喷孔开启数量调节的可变喷油规律电控喷油器，其特征是：喷油结束时，若电磁铁的线圈处于高电位状态，喷油结束后，电磁铁的线圈断电，内控制阀在内控制阀复位弹簧弹力及液压力的作用下，下端与下量孔板形成平面密封，外控制阀在外控制阀复位弹簧弹力及液压力的作用下，下锥面与上量孔板形成密封，控制腔和控制室均不回油，高压油管内的高压燃油通过进油孔、高压腔、外控制阀与控制阀块之间的间隙、中间腔、双向孔、双向节流孔进入控制室，控制室压力恢复，滑块上表面所受液压力、滑块复位弹簧和针阀复位弹簧弹力共同克服针阀下端所受液压力而开始下降，直到滑块接近其下限位置，柱塞进油节流孔逐渐打开，高压油管的高压燃油通过柱塞进油节流孔、柱塞进油孔进入控制腔，当滑块到达其下限位置后，上层喷孔关闭，随着控制腔压力的恢复，控制柱塞上端面所受液压力和针阀复位弹簧弹力之和克服针阀下端所受液压力，控制柱塞和针阀继续下行，并关闭下层喷孔。