喷油规律可变的压电-电磁混合控制喷油器制造技术

本发明专利技术的目的在于提供喷油规律可变的压电‑电磁混合控制喷油器，包括增压控制阀部分、三级活塞组件、喷油控制阀部分、针阀部分、紧帽、紧固帽以及喷油器体。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；针阀的动作过程由压电堆驱动，针阀响应速度快，控制自由度大，喷油规律灵活可控，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。采用的液力补偿活塞结构在控制腔泄压时补油，建压时起到两路进油的作用，使得喷油规律实现先缓后急的特性，提高了喷油性能。

【技术实现步骤摘要】
喷油规律可变的压电-电磁混合控制喷油器
本专利技术涉及的是一种燃油系统，具体地说是船舶柴油机燃油系统。
技术介绍
传统的机械控制式的喷油器具有可靠性高以及结构简单等优点。然而由于其喷油定时、喷油压力和喷油速率等喷油特性受到高压供油泵凸轮形线的制约，因此其存在着喷油特性不灵活，响应慢，对喷油量控制精度差等缺点。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能，亦不能满足现今市场对发动机的要求。应用于柴油机电控燃油喷射系统的电磁控制式喷油器相比于机械控制式喷油器响应速度更快，喷油特性灵活可控，对喷油量的控制也更加精确。虽然电磁控制式喷油器对柴油机的排放性能有所改善，但也存在一些不足：喷油器通常采用单路进油的形式，其针阀落座响应速度慢，而由于进出油孔孔径的平衡关系，想要进一步提高响应特性较为困难；两位两通阀的形式的动态回油量较大，影响燃油利用率；针阀和控制柱塞之间的轴向间隙造成喷油器存在静态泄漏燃油的问题；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等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能实现灵活控制增压比以达到不同喷射效果的喷油规律可变的压电-电磁混合控制喷油器。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术喷油规律可变的压电-电磁混合控制喷油器，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，增压控制阀部分和三级活塞自上而下安装在喷油器体里，喷油控制阀部分和针阀部分自上而下设置在紧帽里，紧帽固定在喷油器体下方，喷油器体里设置燃油进口，燃油进口连通高压油路；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高压油路，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高压油路，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、中间孔板，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、中间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中间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；所述针阀部分包括针阀限位孔板、喷嘴，针阀限位孔板和喷嘴自上而下设置在中间孔板下方，中间孔板里设置液力补偿活塞上腔进油路、止回通道，止回通道里安装止回阀，液力补偿活塞上腔进油路连通高压油路，止回通道连通进油量孔，针阀限位孔板里设置液力补偿活塞、控制腔油路，液力补偿活塞外部套有液力补偿活塞复位弹簧，液力补偿活塞复位弹簧的上端顶在液力补偿活塞上，液力补偿活塞复位弹簧的下端顶在其下方的针阀限位孔板上，液力补偿活塞上方形成与液力补偿活塞上腔进油路相通的液力补偿活塞上腔，液力补偿活塞复位弹簧所处位置为液力补偿活塞下腔，液力补偿活塞下端与其下方的针阀限位孔板之间形成液力补偿活塞泄油腔，控制腔油路连通进油量孔；喷嘴里安装针阀，针阀上部套有针阀复位弹簧，针阀复位弹簧的上端顶在针阀限位孔板上，针阀复位弹簧的下端顶在针阀上，针阀复位弹簧所处位置为控制腔，控制腔连通控制腔油路，喷嘴里设置盛油槽进油路，针阀和喷嘴之间形成盛油槽，喷嘴底部设置喷孔，盛油槽进油路分别连通盛油槽和增压油路，液力补偿活塞下腔通过液力补偿活塞下腔进油路连通止回阀下方的止回通道，液力补偿活塞下腔通过液力补偿活塞出油路连通控制腔。本专利技术还可以包括：1、无增压模式下工作时，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，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，液力补偿活塞向下运动，止回阀关闭，液力补偿活塞通过液力补偿活塞出油路向控制腔补油，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，喷孔打开；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和液力补偿活塞下腔重新建压，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、低增压模式下工作时，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；喷油控制阀部分通电，喷油控制阀压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.喷油规律可变的压电‑电磁混合控制喷油器，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，增压控制阀部分和三级活塞自上而下安装在喷油器体里，喷油控制阀部分和针阀部分自上而下设置在紧帽里，紧帽固定在喷油器体下方，喷油器体里设置燃油进口，燃油进口连通高压油路；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高压油路，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高压油路，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、中间孔板，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、中间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中间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；所述针阀部分包括针阀限位孔板、喷嘴，针阀限位孔板和喷嘴自上而下设置在中间孔板下方，中间孔板里设置液力补偿活塞上腔进油路、止回通道，止回通道里安装止回阀，液力补偿活塞上腔进油路连通高压油路，止回通道连通进油量孔，针阀限位孔板里设置液力补偿活塞、控制腔油路，液力补偿活塞外部套有液力补偿活塞复位弹簧，液力补偿活塞复位弹簧的上端顶在液力补偿活塞上，液力补偿活塞复位弹簧的下端顶在其下方的针阀限位孔板上，液力补偿活塞上方形成与液力补偿活塞上腔进油路相通的液力补偿活塞上腔，液力补偿活塞复位弹簧所处位置为液力补偿活塞下腔，液力补偿活塞下端与其下方的针阀限位孔板之间形成液力补偿活塞泄油腔，控制腔油路连通进油量孔；喷嘴里安装针阀，针阀上部套有针阀复位弹簧，针阀复位弹簧的上端顶在针阀限位孔板上，针阀复位弹簧的下端顶在针阀上，针阀复位弹簧所处位置为控制腔，控制腔连通控制腔油路，喷嘴里设置盛油槽进油路，针阀和喷嘴之间形成盛油槽，喷嘴底部设置喷孔，盛油槽进油路分别连通盛油槽和增压油路，液力补偿活塞下腔通过液力补偿活塞下腔进油路连通止回阀下方的止回通道，液力补偿活塞下腔通过液力补偿活塞出油路连通控制腔。...

【技术特征摘要】
1.喷油规律可变的压电-电磁混合控制喷油器，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，增压控制阀部分和三级活塞自上而下安装在喷油器体里，喷油控制阀部分和针阀部分自上而下设置在紧帽里，紧帽固定在喷油器体下方，喷油器体里设置燃油进口，燃油进口连通高压油路；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高压油路，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高压油路，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、中间孔板，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、中间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中间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；所述针阀部分包括针阀限位孔板、喷嘴，针阀限位孔板和喷嘴自上而下设置在中间孔板下方，中间孔板里设置液力补偿活塞上腔进油路、止回通道，止回通道里安装止回阀，液力补偿活塞上腔进油路连通高压油路，止回通道连通进油量孔，针阀限位孔板里设置液力补偿活塞、控制腔油路，液力补偿活塞外部套有液力补偿活塞复位弹簧，液力补偿活塞复位弹簧的上端顶在液力补偿活塞上，液力补偿活塞复位弹簧的下端顶在其下方的针阀限位孔板上，液力补偿活塞上方形成与液力补偿活塞上腔进油路相通的液力补偿活塞上腔，液力补偿活塞复位弹簧所处位置为液力补偿活塞下腔，液力补偿活塞下端与其下方的针阀限位孔板之间形成液力补偿活塞泄油腔，控制腔油路连通进油量孔；喷嘴里安装针阀，针阀上部套有针阀复位弹簧，针阀复位弹簧的上端顶在针阀限位孔板上，针阀复位弹簧的下端顶在针阀上，针阀复位弹簧所处位置为控制腔，控制腔连通控制腔油路，喷嘴里设置盛油槽进油路，针阀和喷嘴之间形成盛油槽，喷嘴底部设置喷孔，盛油槽进油路分别连通盛油槽和增压油路，液力补偿活塞下腔通过液力补偿活塞下腔进油路连通止回阀下方的止回通道，液力补偿活塞下腔通过液力补偿活塞出油路连通控制腔。2.根据权利要求1所述的喷油规律可变的压电-电磁混合控制喷油器，其特征是：无增压模式下工作时，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，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，液力补偿活塞向下运动，止回阀关闭，液力补偿活塞通过液力补偿活塞出油路向控制腔补油，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，喷孔打开；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和液力补偿活塞下腔重新建压，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所述的喷油规律可变的压电-电磁混合控制喷油器，其特征是：低增压模式下工作时，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：白云，普东方，兰奇，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