CN208057290U - 一种增压喷油器及高压共轨燃油喷射系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及柴油机技术领域，尤其涉及一种增压喷油器及高压共轨燃油喷射系统，增压喷油器包括增压模块和喷油模块，增压模块包括杠杆、支撑杠杆的支点以及分置于支点两侧的第一活塞和第二活塞，第一活塞与支点之间的距离大于第二活塞与支点之间的距离，且第一活塞的横截面面积大于第二活塞的横截面面积。其增压模块通过杠杆增压原理和变截面增压原理，能够将低压力的轨内燃油加压到高压力的喷射燃油，有效提高了燃油的喷射压力，且简化了油路，降低了加工和装配难度；另外，杠杆结构相比于现有技术中的液力滑阀，有效避免了卡紧现象。

Description

一种增压喷油器及高压共轨燃油喷射系统

技术领域

本实用新型涉及柴油机技术领域，尤其涉及一种增压喷油器及高压共轨燃油喷射系统。

背景技术

随着排放法规的实施，对发动机的排放要求越来越严格，致使柴油机技术采用的喷油压力持续不断地提高，因为提高喷油压力可以改善燃油雾化和燃烧过程，使微粒排放和燃油消耗得以明显降低，然而现有的材料难以支撑喷油器长时间工作在超高压状态。

现有技术给出一种高压共轨燃油喷射系统，如图1所示，包括高压油泵50’、高压共轨60’和喷油器，其中喷油器包括液力放大部分10’、喷油部分20’、高速大流量液力换向阀部分30’、高速大流量液力换向阀控制部分31’和喷油控制部分40’五部分。上述系统虽然能够实现超高压喷射，但是喷油器内部油路较复杂，给加工及装配带来了一定的难度；另外，受加工精度、油液污染、工作温度等因素的影响，液力换向阀经过一段时间的正常工作后，会出现阀芯运动困难、动作延迟或者误动作的故障，出现卡紧现象。

因此，亟需一种能够解决上述问题的增压喷油器及高压共轨燃油喷射系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种增压喷油器及高压共轨燃油喷射系统，简化油路，降低加工和装配难度，避免卡紧现象。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种增压喷油器，包括增压模块和喷油模块，所述增压模块包括杠杆、支撑杠杆的支点以及分置于所述支点两侧的第一活塞和第二活塞，所述第一活塞与所述支点之间的距离大于所述第二活塞与所述支点之间的距离，且所述第一活塞的横截面面积大于所述第二活塞的横截面面积，所述第一活塞和所述第二活塞分别位于第一活塞腔和第二活塞腔内；所述第一活塞腔通过油路可选择地与所述增压喷油器的进油口和回油口连通，所述喷油模块通过一油路与所述第二活塞腔和所述进油口连通，所述喷油模块通过另一油路可选择地与所述回油口连通。

其中，还包括增压电磁阀模块，所述进油口、所述回油口以及所述第一活塞腔均通过油路连接于所述增压电磁阀模块，所述增压电磁阀模块用于控制所述第一活塞腔可选择地与所述进油口和所述回油口连通。

其中，所述增压电磁阀模块为两位三通阀。

其中，还包括喷油电磁阀模块，所述喷油电磁阀模块用于控制所述喷油模块与所述回油口之间的连接油路的通断。

其中，所述喷油电磁阀模块为两位两通阀。

其中，所述第二活塞腔与所述进油口之间的连接油路上设置有单向阀。

其中，所述第一活塞的下端面与所述第一活塞腔的内侧底部之间设置有第一活塞缓冲弹簧。

其中，所述支点上设置有杠杆回位弹簧。

一种高压共轨燃油喷射系统，包括以上任一项所述的增压喷油器。

其中，还包括高压油泵和共轨管，所述高压油泵通过油管和油箱相连，所述高压油泵的出口通过油管和所述共轨管相连，所述共轨管经油管分别与所述增压喷油器和所述油箱相连，所述增压喷油器的回油口也和所述油箱相连。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的增压喷油器，其增压模块通过杠杆增压原理和变截面增压原理，能够将低压力的轨内燃油加压到高压力的喷射燃油，有效提高了燃油的喷射压力，且简化了油路，降低了加工和装配难度；另外，杠杆结构相比于现有技术中的液力滑阀，有效避免了卡紧现象。

附图说明

图1是现有技术提供的一种高压共轨燃油喷射系统的结构示意图；

图2是本实用新型提供的增压喷油器的结构示意图一；

图3是本实用新型提供的增压喷油器的结构示意图二；

图4是本实用新型提供的增压喷油器的喷油规律曲线图。

图1中：

10’-液力放大部分；20’-喷油部分；30’-高速大流量液力换向阀部分；31’-高速大流量液力换向阀控制部分；40’-喷油控制部分；50’-高压油泵；60’-高压共轨。

图2-图4中：

10-增压模块；11-杠杆；12-支点；13-第一活塞；14-第二活塞；15-第一活塞腔；16-第二活塞腔；17-第一活塞缓冲弹簧；18-杠杆回位弹簧；

20-喷油模块；21-针阀控制腔；22-针阀；23-针阀弹簧；24-针阀盛油槽；

30-增压电磁阀模块；31-增压电磁阀阀腔；32-增压电磁阀阀芯；33-增压电磁阀复位弹簧；

40-喷油电磁阀模块；41-喷油电磁阀阀腔；42-喷油电磁阀阀芯；43-喷油电磁阀复位弹簧；

50-单向阀；61-进油口；62-回油口；

71-第一油路；72-第二油路；73-第三油路；74-第四油路；75-第五油路；76-第六油路。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

如图2和图3所示，本实用新型提供一种增压喷油器，包括增压模块10和喷油模块20，增压模块10包括杠杆11、支撑杠杆11的支点12以及分置于支点12两侧的第一活塞13和第二活塞14，第一活塞13与支点12之间的距离大于第二活塞14与支点12之间的距离，且第一活塞13的横截面面积大于第二活塞14的横截面面积，第一活塞13和第二活塞14分别位于第一活塞腔15和第二活塞腔16内；第一活塞腔15通过油路可选择地与增压喷油器的进油口61和回油口62连通，喷油模块20通过一油路与第二活塞腔16和进油口61连通，喷油模块20通过另一油路可选择地与回油口62连通。

共轨管内的燃油经增压喷油器的进油口61分别进入第一活塞腔15和第二活塞腔16后，由于第一活塞13的横截面面积大于第二活塞14的横截面面积，所以作用在第一活塞13上的力F1大于作用在第二活塞14上的力F2，同时第一活塞13侧的力臂L1大于第二活塞14侧的力臂L2，杠杆11两端受力不平衡，第一活塞13上移并通过杠杆11推动第二活塞14向下移，使第二活塞腔16内的燃油压力被放大，第二活塞腔16内的高压燃油再由喷油模块20喷出，实现超高压喷射。

更为具体地，增压喷油器除包括上述增压模块10外，还包括增压电磁阀模块30和喷油电磁阀模块40，其中，增压电磁阀模块30包括增压电磁阀阀腔31、设置于增压电磁阀阀腔31内的增压电磁阀阀芯32和增压电磁阀复位弹簧33，增压电磁阀模块30是典型的两位三通阀；喷油电磁阀模块40包括喷油电磁阀阀腔41、设置于喷油电磁阀阀腔41内的喷油电磁阀阀芯42和喷油电磁阀复位弹簧43，喷油电磁阀模块40是典型的两位两通阀。另外，喷油模块20包括针阀控制腔21、设置于针阀控制腔21内的针阀22和针阀弹簧23以及与针阀控制腔21连通的针阀盛油槽24。

该增压喷油器的进油口61通过第一油路71连接于增压电磁阀模块30的第一通口，增压电磁阀模块30的第二通口通过第二油路72与第一活塞腔15连通，增压电磁阀模块30的第三通口通过第三油路73与增压喷油器的回油口62连通；该增压喷油器的进油口61还连接有第四油路74，第四油路74的第一分支与第二活塞腔16连通，第四油路74的第二分支与针阀控制腔21连通，第四油路74的第三分支与针阀盛油槽24连通，在进油口61与第二活塞腔16之间的第四油路74上设置有单向阀50；针阀控制腔21还通过第五油路75与喷油电磁阀模块40的第一通口连通，喷油电磁阀模块40的第二通口通过第六油路76与回油口62连通。

1)增压喷射过程如下：

增压电磁阀模块30通电，增压电磁阀阀芯32在电磁力的作用下压缩增压电磁阀复位弹簧33，增压电磁阀阀芯32密封第三油路73，并导通第一油路71和第二油路72；共轨管内的燃油经过进油口61分为两路，一路经第一油路71和第二油路72进入第一活塞腔15内部，另一路经第四油路74进入第二活塞腔16和喷油模块20内部；此时第一活塞腔15和第二活塞腔16内部燃油的压力皆为轨压，由于第一活塞13的横截面面积大于第二活塞14的横截面面积，所以作用在第一活塞13上的力F1大于作用在第二活塞14上的力F2，同时第一活塞13侧的力臂L1大于第二活塞14侧的力臂L2，杠杆11两端受力不平衡，第一活塞13上移并通过杠杆11推动第二活塞14向下移，使第二活塞腔16内的燃油压力被放大，第二活塞腔16内的高压燃油经第四油路74的第二分支和第四油路74的第三分支分别进入针阀控制腔21和针阀盛油槽24中，准备喷油；此时单向阀50在高压燃油的作用下处于关闭状态；

喷油电磁阀模块40通电，喷油电磁阀阀芯42在电磁力的作用下压缩喷油电磁阀复位弹簧43，第五油路75和第六油路76导通，针阀控制腔21内的燃油经过第五油路75和第六油路76从回油口62泄出，针阀22在压差的作用下压缩针阀弹簧23，喷油器开始喷油；

喷油电磁阀模块40断电，喷油电磁阀阀芯42在喷油电磁阀复位弹簧43的作用下回位，密封第五油路75，针阀控制腔21内重新充满高压燃油，针阀22在压差的作用下落座，喷油结束，完成增压喷射过程；此时，可将增压电磁阀模块30断电，恢复初始状态；

增压电磁阀模块30断电，增压电磁阀阀芯32在增压电磁阀复位弹簧33的作用下回位，此时第一油路71被增压电磁阀阀芯32密封，第二油路72和第三油路73导通，第一活塞腔15内的燃油经第二油路72和第三油路73从回油口62泄出，第二活塞腔16内继续充满来自共轨管的燃油，推动第二活塞14上移，进而通过杠杆11推动第一活塞13下移，为防止第一活塞13在急速下移过程中发生撞击，在第一活塞13的下端面与第一活塞腔15内侧底部之间设置有第一活塞缓冲弹簧17；支点12上设置有杠杆回位弹簧18，杠杆11在杠杆回位弹簧18的作用下一直与第一活塞13贴合；当第一活塞13和第二活塞14稳定后，完成整个增压喷射过程。喷油规律如图4曲线A所示。

2)轨压喷射过程：

来自共轨管的燃油经过进油口61和第四油路74分别流入针阀控制腔21和针阀盛油槽24中，准备喷油；由于增压电磁阀模块30一直处于断电状态，所以第一活塞腔15内没有燃油补给，增压模块10没有被激活，第二活塞腔16内的燃油并没有被压缩增压；喷油电磁阀模块40通电，喷油电磁阀阀芯42在电磁力的作用下压缩喷油电磁阀复位弹簧43，此时第五油路75和第六油路76导通，针阀控制腔21内的燃油经过第五油路75和第六油路76从喷油器回油口62泄出，针阀22在压差的作用下压缩针阀弹簧23，喷油器开始喷油；当喷油结束后，喷油电磁阀模块40断电，喷油电磁阀阀芯42在喷油电磁阀复位弹簧43的作用下回位，密封第五油路75，针阀控制腔21内重新充满高压燃油，针阀22在压差的作用下落座，喷油结束，完成轨压喷射过程。喷油规律如图4曲线C所示。

3)联合喷射过程：

先将喷油电磁阀模块40通电，此时喷油器在轨压下工作，在喷油结束之前，再对增压电磁阀模块30通电，此时增压模块10被激活，此时喷油器进入超高压喷射过程。通过两个电磁阀模块的联合工作，实现了靴形喷油规律，喷油规律曲线如图4曲线B所示。

靴形喷油规律的优点:

矩形喷油规律始终具有较高的喷射压力，喷射开始不久就马上达到峰值，在喷油前期就有较多燃油喷入缸内，但此时由于缸内温度和压力条件较差，较多的燃油不能完全形成混合气，一部分发生了碰壁现象，导致排放物浓度在近壁面处较大。而靴形喷油规律随着缸内压力和温度条件的改善适时地提高喷油速率，可以灵活的控制缸内的压力和温度的峰值时刻及高度，排放物分布范围小且质量分数较低。在总喷油量一定的情况下，靴形喷油规律具有更好的燃烧排放性能。

本实用新型提供的增压模块10通过杠杆11增压原理和变截面增压原理，能够将低压力的轨内燃油加压到高压力的喷射燃油，有效提高了燃油的喷射压力，且简化了油路，降低了加工和装配难度；另外，杠杆11结构相比于现有技术中的液力滑阀，有效避免了卡紧现象。

本实用新型还提供一种高压共轨燃油喷射系统，包括高压油泵、共轨管和如上所述的增压喷油器，高压油泵通过油管和油箱相连，高压油泵出口通过油管和共轨管相连，共轨管经油管分别与增压喷油器和油箱相连，增压喷油器的回油口62也和油箱相连。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种增压喷油器，其特征在于，包括增压模块(10)和喷油模块(20)，所述增压模块(10)包括杠杆(11)、支撑所述杠杆(11)的支点(12)以及分置于所述支点(12)两侧的第一活塞(13)和第二活塞(14)，所述第一活塞(13)与所述支点(12)之间的距离大于所述第二活塞(14)与所述支点(12)之间的距离，且所述第一活塞(13)的横截面面积大于所述第二活塞(14)的横截面面积，所述第一活塞(13)和所述第二活塞(14)分别位于第一活塞腔(15)和第二活塞腔(16)内；所述第一活塞腔(15)通过油路可选择地与所述增压喷油器的进油口(61)和回油口(62)连通，所述喷油模块(20)通过一油路与所述第二活塞腔(16)和所述进油口(61)连通，所述喷油模块(20)通过另一油路可选择地与所述回油口(62)连通。

2.根据权利要求1所述的增压喷油器，其特征在于，还包括增压电磁阀模块(30)，所述进油口(61)、所述回油口(62)以及所述第一活塞腔(15)均通过油路连接于所述增压电磁阀模块(30)，所述增压电磁阀模块(30)用于控制所述第一活塞腔(15)可选择地与所述进油口(61)和所述回油口(62)连通。

3.根据权利要求2所述的增压喷油器，其特征在于，所述增压电磁阀模块(30)为两位三通阀。

4.根据权利要求1所述的增压喷油器，其特征在于，还包括喷油电磁阀模块(40)，所述喷油电磁阀模块(40)用于控制所述喷油模块(20)与所述回油口(62)之间的连接油路的通断。

5.根据权利要求4所述的增压喷油器，其特征在于，所述喷油电磁阀模块(40)为两位两通阀。

6.根据权利要求1所述的增压喷油器，其特征在于，所述第二活塞腔(16)与所述进油口(61)之间的连接油路上设置有单向阀(50)。

7.根据权利要求1所述的增压喷油器，其特征在于，所述第一活塞(13)的下端面与所述第一活塞腔(15)的内侧底部之间设置有第一活塞缓冲弹簧(17)。

8.根据权利要求1所述的增压喷油器，其特征在于，所述支点(12)上设置有杠杆回位弹簧(18)。

9.一种高压共轨燃油喷射系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的增压喷油器。

10.根据权利要求9所述的高压共轨燃油喷射系统，其特征在于，还包括高压油泵和共轨管，所述高压油泵通过油管和油箱相连，所述高压油泵的出口通过油管和所述共轨管相连，所述共轨管经油管分别与所述增压喷油器和所述油箱相连，所述增压喷油器的回油口(62)也和所述油箱相连。