可变增压比蓄压式压电-电磁控制喷油器制造技术

本发明专利技术的目的在于提供可变增压比蓄压式压电‑电磁控制喷油器，包括蓄压腔壁、增压控制阀部分、三级活塞组件、喷油控制阀部分、针阀部分以及喷油器体。本发明专利技术采用二级电磁阀结构，对三级活塞的增压面积进行控制，能够有效实现不同的增压比，使得喷油规律更加灵活；喷油器体内的蓄压腔能够减小燃油喷射过程中引起的压力波动，有利于对喷油稳定性的精确控制；针阀的动作过程由压电堆直接驱动，针阀响应速度快，控制自由度大，喷油规律灵活多变，有效提高了柴油机的动力性和燃油的经济性，使柴油机能够满足更加严格的排放法规；同时，增压控制阀浸泡在低压油中，对电磁阀起到冷却作用，保证其安全可靠的工作。

【技术实现步骤摘要】
可变增压比蓄压式压电-电磁控制喷油器
本专利技术涉及的是一种柴油机，具体地说是柴油机燃油系统。
技术介绍
传统机械式喷油器由于喷油定时、喷油压力和喷油速率受到高压供油泵凸轮的制约，存在喷油特性不灵活，响应慢，对喷油量控制精度差等不足。随着排放法规的日益严格，其很难进一步改善发动机的经济性和排放性。应用于柴油机电喷系统的增压式电控喷油器，系统中的共轨管不再积蓄直接用于喷射的高压燃油，而是用于蓄积压力较低的燃油或者液压工作油，利用增压活塞按一定的比例将燃油压力放大，对即将进行喷射的燃油进行增压，可以实现较快的响应速度和较高的喷射压力。然而也存在以下缺点：现有的增压式电控喷油器受到增压活塞结构的制约，对于确定的共轨压力，经过增压活塞对燃油压力进行一定比例的放大后，系统仅能以某一确定的喷射压力将燃油喷入气缸中，很难实现柴油机在不同工况下对喷油压力和喷油速率的灵活控制；电磁控制式喷油器结构复杂，由于电磁阀线圈的电感作用，使其响应有一定的滞后时间，导致进一步提高燃油喷射次数受到限制，燃油喷射的重复性有待提高；在大油量喷射状态下，各缸喷油过程的均匀性和稳定性下降等，这些都是开发满足日益严格排放法规的喷油器亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供同时能实现灵活控制增压比以达到不同喷射效果的可变增压比蓄压式压电-电磁控制喷油器。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术可变增压比蓄压式压电-电磁控制喷油器，其特征是：包括喷油器体、增压控制阀部分、三级活塞组件、喷油控制阀部分、针阀部分、蓄压腔壁，增压控制阀部分和三级活塞组件自上而下安装在喷油器体里，喷油控制阀部分和针阀部分通过其外部的喷嘴紧帽安装在三级活塞组件下方，喷油器体里设置燃油进口，蓄压腔壁设置在增压控制阀部分的上方，蓄压腔壁里设置蓄压腔和高压油路，蓄压腔里设置滤波孔板，蓄压腔壁上方安装紧固帽，紧固帽里设置燃油进口，蓄压腔分别连通燃油进口和高压油路；所述增压控制阀部分包括增压控制阀上阀座、增压控制阀中间阀座、双电磁阀限位孔板、增压活塞限位孔板、增压控制阀阀杆、一级衔铁、二级衔铁、菌状套筒，增压控制阀上阀座、增压控制阀中间阀座、双电磁阀限位孔板和增压活塞限位孔板自上而下设置，增压控制阀阀杆的头部位于由双电磁阀限位孔板和增压活塞限位孔板构成的增压控制阀阀腔里，其外部为菌状套筒，增压控制阀阀杆的尾部安装二级衔铁，增压控制阀阀杆的中部安装一级衔铁，二级衔铁位于增压控制阀中间阀座里，一级衔铁位于双电磁阀限位孔板里，增压控制阀上阀座里缠绕二级电磁铁线圈，增压控制阀中间阀座里缠绕一级电磁铁线圈，增压控制阀阀杆尾部与其上方的增压控制阀上阀座之间设置增压控制阀阀杆复位弹簧，增压控制阀阀杆位于一级衔铁下方的部分套有一级衔铁固定弹簧，菌状套筒的伸出部分与下方的增压活塞限位孔板之间设置菌状套筒弹簧，增压控制阀阀杆的头部加工有T型回油通路，T型回油通路包括相通的竖直通路和横向通路，双电磁阀限位孔板上设置增压节流孔、二级增压油路，增压活塞限位孔板上设置一级增压油路和低压泄油孔，增压节流孔、二级增压油路、一级增压油路和低压泄油孔均连通增压控制阀阀腔，增压节流孔的另一端连通高压油路，低压泄油孔连通油箱；所述三级活塞组件包括增压活塞、活塞回位弹簧，增压活塞为三级台阶柱体结构，自上而下分别为第一-第三柱体，且直径递减，第一柱体与其上方的增压活塞限位孔板之间形成活塞腔，活塞腔通过增压活塞限位孔板里的孔连通燃油进口，第一柱体和第二柱体与喷油器体之间形成一级增压腔，第二柱体和第三柱体与喷油器体之间形成二级增压腔，第三柱体与其下方的喷油器体之间形成三级增压腔，三级增压腔里安装活塞回位弹簧，一级增压腔连通一级增压油路，二级增压腔连通二级增压油路，三级增压腔通过单向阀连通燃油进口，三级增压腔下部开有增压油路；所述喷油控制阀部分包括喷油控制阀压电堆、喷油控制阀液压套、喷油控制阀阀杆套筒、喷油控制阀阀杆、喷油控制阀限位孔板、伞形活塞、针阀限位孔板，喷油控制阀压电堆、喷油控制阀液压套和喷油控制阀阀杆套筒自上而下设置在喷油器体里，喷油控制阀液压套里设置喷油控制阀液压芯，喷油控制阀阀杆安装在喷油控制阀阀杆套筒里，喷油控制阀阀杆的上端伸入至喷油控制阀液压套里并与其之间形成液压油腔，喷油器体与喷油控制阀限位孔板、针阀限位孔板形成喷油控制阀阀腔，伞形活塞安装在喷油控制阀阀腔里，喷油控制阀阀杆下端压在伞形活塞上，伞形活塞的锥面下端与针阀限位孔板之间安装喷油控制阀回位弹簧，喷油控制阀液压套的外部安装喷油控制阀板状弹簧，喷油控制阀板状弹簧的底端压在喷油控制阀阀杆套筒上方，喷油控制阀板状弹簧的上端压在喷油控制阀液压套的上端，喷油控制阀阀杆套筒上开设有与燃油进口连通的油路以及进油量孔，喷油控制阀限位孔板上设置低压泄油孔，低压泄油孔分别连通低压油路和喷油控制阀阀腔；所述针阀部分包括喷嘴、针阀，针阀安装在喷嘴并与喷嘴之间形成盛油槽，喷嘴端部设置喷孔，针阀限位孔板与喷嘴之间形成控制腔，针阀的顶部位于控制腔里并套有针阀弹簧，控制腔连通进油量孔，盛油槽连通增压油路。本专利技术还可以包括：1、无增压模式下，增压控制阀部分不通电，单向阀打开；当喷油控制阀部分通电时，喷油控制阀压电堆压迫喷油控制阀液压套和喷油控制阀液压芯共同向下运动，喷油控制阀阀杆受到液压油腔中压力作用向下运动，进而压迫伞形活塞克服喷油控制阀回位弹簧的弹力向下运动；此时喷油控制阀阀杆下端的锥面密闭，使高压油路被切断，同时伞形活塞上部的锥面密封打开，控制腔通过伞形活塞上部的锥面通道和喷油控制阀阀腔与低压泄油孔相连通，控制腔内的燃油通过低压泄油孔流回到油箱内；当控制腔内的压力和针阀弹簧的弹力形成的合力小于盛油槽内燃油向上的液压力时，针阀向上抬起，喷孔喷油；当喷油控制阀部分断电时，喷油控制阀阀杆在喷油控制阀阀杆回位弹簧的弹力作用下落座，在将低压泄油孔关闭的同时打开高压油路，控制腔通过进油量孔重新建压，当控制腔内的压力和针阀弹簧的弹力形成的合力大于盛油槽内燃油向上的液压力时，针阀重新落座。2、低增压模式下，增压控制阀部分的一级电磁铁线圈通电，一级电磁铁吸引一级衔铁，一级衔铁带动增压控制阀阀杆向上运动到一级电磁铁限位处；菌状套筒在菌状套筒弹簧力的作用下随着增压控制阀阀杆向上抬起，将低压泄油孔打开，直到将菌状套筒上方的锥面密封；一级增压腔内的燃油通过一级增压油路流经低压泄油孔回到低压油箱内，增压活塞向下运动，三级增压腔的进油口处的单向阀关闭；随后喷油控制阀部分通电，喷油控制阀压电堆压迫喷油控制阀液压套和喷油控制阀液压芯共同向下运动，喷油控制阀阀杆受到液压油腔中压力作用向下运动，进而压迫伞形活塞克服喷油控制阀回位弹簧的弹力向下运动；此时喷油控制阀阀杆下端的锥面密闭，使高压油路被切断，同时伞形活塞上部的锥面密封打开，控制腔通过伞形活塞上部的锥面通道和喷油控制阀阀腔与低压泄油孔相连通，控制腔内的燃油通过低压泄油孔流回到油箱内；当控制腔压力与针阀复位弹簧的合力小于盛油槽内燃油对针阀的液压力时，针阀向上抬起，喷孔喷油；当喷油控制阀部分断电时，喷油控制阀阀杆在喷油控制阀阀杆回位弹簧的弹力作用下落座，在将低压泄油孔关闭的同时打开高压油路，控制腔通过进油量孔重新建压，当控制腔内的压力和针阀弹簧的弹力形成的合力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可变增压比蓄压式压电‑电磁控制喷油器，其特征是：包括喷油器体、增压控制阀部分、三级活塞组件、喷油控制阀部分、针阀部分、蓄压腔壁，增压控制阀部分和三级活塞组件自上而下安装在喷油器体里，喷油控制阀部分和针阀部分通过其外部的喷嘴紧帽安装在三级活塞组件下方，喷油器体里设置燃油进口，蓄压腔壁设置在增压控制阀部分的上方，蓄压腔壁里设置蓄压腔和高压油路，蓄压腔里设置滤波孔板，蓄压腔壁上方安装紧固帽，紧固帽里设置燃油进口，蓄压腔分别连通燃油进口和高压油路；所述增压控制阀部分包括增压控制阀上阀座、增压控制阀中间阀座、双电磁阀限位孔板、增压活塞限位孔板、增压控制阀阀杆、一级衔铁、二级衔铁、菌状套筒，增压控制阀上阀座、增压控制阀中间阀座、双电磁阀限位孔板和增压活塞限位孔板自上而下设置，增压控制阀阀杆的头部位于由双电磁阀限位孔板和增压活塞限位孔板构成的增压控制阀阀腔里，其外部为菌状套筒，增压控制阀阀杆的尾部安装二级衔铁，增压控制阀阀杆的中部安装一级衔铁，二级衔铁位于增压控制阀中间阀座里，一级衔铁位于双电磁阀限位孔板里，增压控制阀上阀座里缠绕二级电磁铁线圈，增压控制阀中间阀座里缠绕一级电磁铁线圈，增压控制阀阀杆尾部与其上方的增压控制阀上阀座之间设置增压控制阀阀杆复位弹簧，增压控制阀阀杆位于一级衔铁下方的部分套有一级衔铁固定弹簧，菌状套筒的伸出部分与下方的增压活塞限位孔板之间设置菌状套筒弹簧，增压控制阀阀杆的头部加工有T型回油通路，T型回油通路包括相通的竖直通路和横向通路，双电磁阀限位孔板上设置增压节流孔、二级增压油路，增压活塞限位孔板上设置一级增压油路和低压泄油孔，增压节流孔、二级增压油路、一级增压油路和低压泄油孔均连通增压控制阀阀腔，增压节流孔的另一端连通高压油路，低压泄油孔连通油箱；所述三级活塞组件包括增压活塞、活塞回位弹簧，增压活塞为三级台阶柱体结构，自上而下分别为第一‑第三柱体，且直径递减，第一柱体与其上方的增压活塞限位孔板之间形成活塞腔，活塞腔通过增压活塞限位孔板里的孔连通燃油进口，第一柱体和第二柱体与喷油器体之间形成一级增压腔，第二柱体和第三柱体与喷油器体之间形成二级增压腔，第三柱体与其下方的喷油器体之间形成三级增压腔，三级增压腔里安装活塞回位弹簧，一级增压腔连通一级增压油路，二级增压腔连通二级增压油路，三级增压腔通过单向阀连通燃油进口，三级增压腔下部开有增压油路；所述喷油控制阀部分包括喷油控制阀压电堆、喷油控制阀液压套、喷油控制阀阀杆套筒、喷油控制阀阀杆、喷油控制阀限位孔板、伞形活塞、针阀限位孔板，喷油控制阀压电堆、喷油控制阀液压套和喷油控制阀阀杆套筒自上而下设置在喷油器体里，喷油控制阀液压套里设置喷油控制阀液压芯，喷油控制阀阀杆安装在喷油控制阀阀杆套筒里，喷油控制阀阀杆的上端伸入至喷油控制阀液压套里并与其之间形成液压油腔，喷油器体与喷油控制阀限位孔板、针阀限位孔板形成喷油控制阀阀腔，伞形活塞安装在喷油控制阀阀腔里，喷油控制阀阀杆下端压在伞形活塞上，伞形活塞的锥面下端与针阀限位孔板之间安装喷油控制阀回位弹簧，喷油控制阀液压套的外部安装喷油控制阀板状弹簧，喷油控制阀板状弹簧的底端压在喷油控制阀阀杆套筒上方，喷油控制阀板状弹簧的上端压在喷油控制阀液压套的上端，喷油控制阀阀杆套筒上开设有与燃油进口连通的油路以及进油量孔，喷油控制阀限位孔板上设置低压泄油孔，低压泄油孔分别连通低压油路和喷油控制阀阀腔；所述针阀部分包括喷嘴、针阀，针阀安装在喷嘴并与喷嘴之间形成盛油槽，喷嘴端部设置喷孔，针阀限位孔板与喷嘴之间形成控制腔，针阀的顶部位于控制腔里并套有针阀弹簧，控制腔连通进油量孔，盛油槽连通增压油路。...

【技术特征摘要】
1.可变增压比蓄压式压电-电磁控制喷油器，其特征是：包括喷油器体、增压控制阀部分、三级活塞组件、喷油控制阀部分、针阀部分、蓄压腔壁，增压控制阀部分和三级活塞组件自上而下安装在喷油器体里，喷油控制阀部分和针阀部分通过其外部的喷嘴紧帽安装在三级活塞组件下方，喷油器体里设置燃油进口，蓄压腔壁设置在增压控制阀部分的上方，蓄压腔壁里设置蓄压腔和高压油路，蓄压腔里设置滤波孔板，蓄压腔壁上方安装紧固帽，紧固帽里设置燃油进口，蓄压腔分别连通燃油进口和高压油路；所述增压控制阀部分包括增压控制阀上阀座、增压控制阀中间阀座、双电磁阀限位孔板、增压活塞限位孔板、增压控制阀阀杆、一级衔铁、二级衔铁、菌状套筒，增压控制阀上阀座、增压控制阀中间阀座、双电磁阀限位孔板和增压活塞限位孔板自上而下设置，增压控制阀阀杆的头部位于由双电磁阀限位孔板和增压活塞限位孔板构成的增压控制阀阀腔里，其外部为菌状套筒，增压控制阀阀杆的尾部安装二级衔铁，增压控制阀阀杆的中部安装一级衔铁，二级衔铁位于增压控制阀中间阀座里，一级衔铁位于双电磁阀限位孔板里，增压控制阀上阀座里缠绕二级电磁铁线圈，增压控制阀中间阀座里缠绕一级电磁铁线圈，增压控制阀阀杆尾部与其上方的增压控制阀上阀座之间设置增压控制阀阀杆复位弹簧，增压控制阀阀杆位于一级衔铁下方的部分套有一级衔铁固定弹簧，菌状套筒的伸出部分与下方的增压活塞限位孔板之间设置菌状套筒弹簧，增压控制阀阀杆的头部加工有T型回油通路，T型回油通路包括相通的竖直通路和横向通路，双电磁阀限位孔板上设置增压节流孔、二级增压油路，增压活塞限位孔板上设置一级增压油路和低压泄油孔，增压节流孔、二级增压油路、一级增压油路和低压泄油孔均连通增压控制阀阀腔，增压节流孔的另一端连通高压油路，低压泄油孔连通油箱；所述三级活塞组件包括增压活塞、活塞回位弹簧，增压活塞为三级台阶柱体结构，自上而下分别为第一-第三柱体，且直径递减，第一柱体与其上方的增压活塞限位孔板之间形成活塞腔，活塞腔通过增压活塞限位孔板里的孔连通燃油进口，第一柱体和第二柱体与喷油器体之间形成一级增压腔，第二柱体和第三柱体与喷油器体之间形成二级增压腔，第三柱体与其下方的喷油器体之间形成三级增压腔，三级增压腔里安装活塞回位弹簧，一级增压腔连通一级增压油路，二级增压腔连通二级增压油路，三级增压腔通过单向阀连通燃油进口，三级增压腔下部开有增压油路；所述喷油控制阀部分包括喷油控制阀压电堆、喷油控制阀液压套、喷油控制阀阀杆套筒、喷油控制阀阀杆、喷油控制阀限位孔板、伞形活塞、针阀限位孔板，喷油控制阀压电堆、喷油控制阀液压套和喷油控制阀阀杆套筒自上而下设置在喷油器体里，喷油控制阀液压套里设置喷油控制阀液压芯，喷油控制阀阀杆安装在喷油控制阀阀杆套筒里，喷油控制阀阀杆的上端伸入至喷油控制阀液压套里并与其之间形成液压油腔，喷油器体与喷油控制阀限位孔板、针阀限位孔板形成喷油控制阀阀腔，伞形活塞安装在喷油控制阀阀腔里，喷油控制阀阀杆下端压在伞形活塞上，伞形活塞的锥面下端与针阀限位孔板之间安装喷油控制阀回位弹簧，喷油控制阀液压套的外部安装喷油控制阀板状弹簧，喷油控制阀板状弹簧的底端压在喷油控制阀阀杆套筒上方，喷油控制阀板状弹簧的上端压在喷油控制阀液压套的上端，喷油控制阀阀杆套筒上开设有与燃油进口连通的油路以及进油量孔，喷油控制阀限位孔板上设置低压泄油孔，低压泄油孔分别连通低压油路和喷油控制阀阀腔；所述针阀部分包括喷嘴、针阀，针阀安装在喷嘴并与喷嘴之间形成盛油槽，喷嘴端部设置喷孔，针阀限位孔板与喷嘴之间形成控制腔，针阀的顶部位于控制腔里并套有针阀弹簧，控制腔连通进油量孔，盛油槽连通增压油路。2.根据权利要求1所述的可变增压比蓄压式压电-电磁控制喷油器，其特征是：无增压模式下，增压控制阀部分不通电，单向阀打开；当喷油控制阀部分通电时，喷油控制阀压电堆压迫喷油控制阀液压套和喷油控制阀液压芯共同向下运动，喷油控制阀阀杆受到液压油腔中压力作用向下运动，进而压迫伞形活塞克服喷油控制阀回位弹簧的弹力向下运动；此时喷油控制阀阀杆下端的锥面密闭，使高压油路被切断，同时伞形活塞上部的锥面密封打开，控制腔通过伞形活塞上部的锥面通道和喷油控制阀阀腔与低压泄油孔相连通，控制腔内的燃油通过低压泄油孔流回到油箱内；当控制腔内的压力和针阀弹簧的弹力形成的合力小于盛油槽内燃油向上的液压力时，针阀向上抬起，喷孔喷油；当喷油控制阀部分断电时，喷油控制阀阀杆在喷油控制阀阀杆回位弹簧的弹力作用下落座，在将低压泄油孔关闭的同时打开高压油路，控制腔通过进油量孔重新建压，当控制腔内的压力和针阀弹簧的弹力形成的合力大于盛油槽内燃油向上的液压力时，针阀重新落座。3.根据权利要求1或2所述的可变增压比蓄压式压电-电磁控制喷油器，其特征是：低增压模式下，增压控制阀部分的一级电磁铁线圈通电，一级电磁铁吸引一级衔铁，一级衔铁带动增压控制阀阀杆向上运动到一级电磁铁限位处；菌状套筒在菌状套筒弹簧力的作用下随着增压控制阀阀杆向上抬起，将低压泄油孔打开，直到将菌状套筒上方的锥面密封；一级增压腔内的燃油通过一级增压油路流经低压泄油孔回到低压油箱内，增压活塞向下运动，三级增压腔的进油口处的单向阀关闭；随后喷油控制阀部分通电，喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：白云，肖朝辉，范立云，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23