具有独立控制活塞偶件的电控高压喷油器制造技术

一种具有独立控制活塞偶件的电控高压喷油器，其包括彼此独立的控制活塞偶件和控制阀体。控制活塞能够在控制活塞套中滑动，在控制活塞、控制活塞套和控制阀体之间围成压力控制室，控制活塞套通过强制平面接触密封安装在喷油器体内的肩胛面上，控制活塞套上开设有穿通孔，肩胛面上设置有高压进油道。控制阀体通过强制平面接触密封安装在控制活塞套的位于肩胛面所在侧的相反侧的端面上，控制阀体设置有进油节流孔、泄油节流孔。穿通孔的两端分别与高压进油道和进油节流孔连通，压力控制室与进油节流孔和泄油节流孔连通。通过这种模块化的构成，将高压燃油喷射液力控制过程中的流量特性与机械运动特性分开管理、独立控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有独立控制活塞偶件的电控高压喷油器，应用于航空重油活塞发动机电控高压燃油喷射系统。
技术介绍
航空重油活塞发动机是未来航空的重要动力，尤其是通用航空和无人机的主要动力，是当今世界先进的航空发动机技术，具有良好的动力性、经济性、排放性、安全可靠性和健康特性。电控高压燃油喷射系统是航空重油活塞发动机用于实现重油时间压力控制式喷射，优化燃烧与热力循环，获得良好动力性、经济性、舒适性和排放性指标的重要技术。电控高压喷油系统的燃油喷射压力通常大于20MPa，目前较先进的技术水平可达到180MPa～200MPa。其中，用于航空重油活塞发动机的高压燃油喷射系统的燃油喷射压力通常超过180MPa。燃油喷射压力越高，对电控高压燃油喷射系统的结构强度、部件精度、安装精度、密封性能、运动稳定性与精确性等的要求也越高。电控高压燃油喷射系统通常包括全权限发动机数字式电子控制器(FADEC)、电控高压油泵、蓄压器、电控高压喷油器这四个主要部分。电控高压喷油器的功能是接受FADEC的指令，将容纳高压燃料的蓄压器中的燃料，定时、定量以给定的喷油规律，喷射到航空重油活塞发动机的汽缸中。目前，理论与实践表明可靠的电磁控制式高压喷油器，接受FADEC信号并放大，产生的电磁力与弹簧力等耦合，控制高速电磁阀的运动行程，再经液力放大控制针阀行程，控制针阀的开闭时刻与时长，实现给定的喷油规律。电控喷油器主要由三部分构成，一是高速电磁阀装置，包括高速电磁铁、耦合弹簧、衔铁部件；二是液力控制阀装置，主要包括设置有进油节流孔、泄压节流孔、带活动端压力控制室的控制阀，一端构成压力控制室活动端、另一端与喷射针阀刚性联动的、可灵活运动的控制活塞，控制泄压节流孔打开与关闭、并与衔铁轴联动的启闭元件，构成控制阀高压燃油区密封的密封面及装置；三是喷油针阀偶件。当FADEC对电磁铁通电时，产生的电磁力使衔铁克服耦合弹簧力的压力吸合上行，衔铁迫使衔铁轴带动启闭元件打开压力控制室泄压节流孔，泄压至作用在控制活塞头部的液压力小于喷射针阀上的燃料背压时，控制活塞联同喷射针阀上行打开喷孔喷出燃料；反之，对电磁铁断电消磁后，耦合弹簧的压力推动衔铁轴，强迫启闭元件关闭泄压节流孔，压力控制室进油节流孔不断充量至作用在控制活塞头部的液压力大于喷射针阀上的燃料背压时，控制活塞迫使喷射针阀下行关闭喷孔，停止喷射。通过如此往复动作，经优化匹配，在FADEC控制下实现将蓄压器内的燃料定时、定量以理想的喷油规律喷射到航空重油活塞发动机的汽缸中。如上所述，当压力控制室泄压节流孔打开泄压时，在预设的最大静态压力控制室容积下，压力控制室泄压节流孔与压力控制室进油节流孔之间的流量差决定了喷射针阀开启的速度；当压力控制室泄压节流孔被关闭时，在预设的最小静态压力控制室容积下，压力控制室进油节流孔的流量大小决定了喷射针阀关闭的速度。因而，压力控制室泄压节流孔与压力控制室进油节流孔流量特性的稳定规律性是具有较小单次喷射离散性及喷射一致性的关键因素。然而，压力控制室的压力变化最终是通过作用在控制活塞头部的液压力来传递运动轨迹的，控制活塞既要具备滑动的灵敏性又要具备密封压力控制室超高压燃料的可靠性，才能满足压力控制室泄压节流孔与压力控制室进油节流孔流量特性的稳定规律性，形状精度差或受力变形皆易导致控制活塞卡死或密封失效，造成喷射失控、无效喷射等致命故障。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：采用模块化方式将液力控制过程中的流量特性与机械运动特性分开管理、独立控制，达到在具有高强度结构的前提下具备良好的工艺性，实现燃油喷射控制的灵敏性和可靠性，满足喷射离散性和一致性的要求。为此，本专利技术可以采用、但不限于下述方案。一种电控高压喷油器，其包括喷油器体和安装在所述喷油器体内的彼此独立的活塞偶件和控制阀体，其中，所述活塞偶件包括控制活塞和控制活塞套，所述控制活塞能够在所述控制活塞套中滑动，在所述控制活塞、所述控制活塞套和所述控制阀体之间围成压力控制室，所述控制活塞套通过强制平面接触密封安装在所述喷油器体内的肩胛面上，所述肩胛面上设置有高压进油道，所述控制活塞套上开设有穿通孔，所述控制阀体通过强制平面接触密封安装在所述控制活塞套的位于所述肩胛面所在侧的相反侧的端面上，所述控制阀体设置有进油节流孔、泄油节流孔，所述穿通孔的两端分别与所述高压进油道和所述进油节流孔连通，所述进油节流孔和所述泄油节流孔均与所述压力控制室连通。优选地，通过固定螺纹件将所述控制阀体和所述控制活塞套压抵到所述肩胛面上。优选地，所述控制活塞套上的控制活塞孔为中通孔。优选地，所述控制活塞套为阶梯轴套，所述阶梯轴套的大径部和小径部之间的轴肩面安装在所述喷油器体的所述肩胛面上并形成强制平面接触密封。优选地，所述控制活塞套为阶梯轴套，所述阶梯轴套的大径部的端面安装在所述喷油器体的所述肩胛面上并形成强制平面接触密封。优选地，所述控制活塞套为阶梯轴套，所述阶梯轴套的小径部的端面安装在所述喷油器体的所述肩胛面上并形成强制平面接触密封。优选地，所述控制活塞套不带阶梯，所述控制活塞套的端面安装在所述喷油器体的所述肩胛面上并形成强制平面接触密封。优选地，所述控制阀体与所述控制活塞套之间的安装密封面为平整端面。优选地，所述控制阀体的与所述控制活塞套相对的安装密封面具有绕阀体中心轴线回转的凸起，该凸起嵌合到所述控制活塞套的轴端孔中。优选地，所述控制阀体还设置有启闭元件密封面，所述电控高压喷油器还包括耦合弹簧、启闭元件和喷射针阀，通过所述耦合弹簧将所述启闭元件按压到所述控制阀体的所述启闭元件密封面上，所述控制活塞与所述喷射针阀刚性联动。在本专利技术的具有独立控制活塞偶件的电控高压喷油器中，具有独立配付的控制活塞偶件，有条件实现加大控制活塞工作区域的活塞套颈部，结构强度得到提高，有效改善高压燃料及锁紧力导致的应变。另外，中通的控制活塞孔结构使几何形状精度在工艺上得到了保证。独立的控制阀体具有良好的工艺性和流量测量的真实性，有效提高压力控制室泄压节流孔与进油节流孔流量特性的稳定规律性。同时，通过这种模块化的构成，可灵活的进行匹配选择，降低质量成本。附图说明图1是本专利技术的第一实施例的具有独立控制活塞偶件的电控高压喷油器的示意性局部截面图。图2是图1的要部放大图。图3是本专利技术的第二实施例的电控高压喷油器的要部放大图。图4是本专利技术的第三实施例的电控高压喷油器的要部放大图。图5是本专利技术的第四实施例的电控高压喷油器的要部放大图。图6是本专利技术的第五实施例的电控高压喷油器的要部放大图。具体实施方式下面参照附图对本专利技术的优选实施例进行进一步的说明。然而，应当理解，这些说明仅是示例性的，不用于限制本专利技术的范围。图1是表示本专利技术的具有独立控制活塞偶件的电控高压喷油器的第一实施例的示意性局部截面图，图2是图1的要部放大图。以下参照图1和图2来说明本专利技术的第一实施例。电控高压喷油器100主要包括喷油器体1、针阀偶件2、控制活塞偶件3a、控制阀体3b、启闭元件3c、衔铁部件4、固定螺纹件34、电磁铁5、耦合弹簧5a、进油接头6、回油接头7。进油及回油过程：未示出的蓄压器内的高压油经进油接头6进入喷油器体1内设的主供油通道1a，进入针阀偶件2的针阀体22设置的集油槽22a，针阀偶件2里可滑动的喷射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电控高压喷油器，其包括喷油器体和安装在所述喷油器体内的彼此独立的活塞偶件和控制阀体，其特征在于，所述活塞偶件包括控制活塞和控制活塞套，所述控制活塞能够在所述控制活塞套中滑动，在所述控制活塞、所述控制活塞套和所述控制阀体之间围成压力控制室，所述控制活塞套通过强制平面接触密封安装在所述喷油器体内的肩胛面上，所述肩胛面上设置有高压进油道，所述控制活塞套上开设有穿通孔，所述控制阀体通过强制平面接触密封安装在所述控制活塞套的位于所述肩胛面所在侧的相反侧的端面上，所述控制阀体设置有进油节流孔、泄油节流孔，所述穿通孔的两端分别与所述高压进油道和所述进油节流孔连通，所述进油节流孔和所述泄油节流孔均与所述压力控制室连通。

【技术特征摘要】
1.一种电控高压喷油器，其包括喷油器体和安装在所述喷油器体内的彼此独立的活塞偶件和控制阀体，其特征在于，所述活塞偶件包括控制活塞和控制活塞套，所述控制活塞能够在所述控制活塞套中滑动，在所述控制活塞、所述控制活塞套和所述控制阀体之间围成压力控制室，所述控制活塞套通过强制平面接触密封安装在所述喷油器体内的肩胛面上，所述肩胛面上设置有高压进油道，所述控制活塞套上开设有穿通孔，所述控制阀体通过强制平面接触密封安装在所述控制活塞套的位于所述肩胛面所在侧的相反侧的端面上，所述控制阀体设置有进油节流孔、泄油节流孔，所述穿通孔的两端分别与所述高压进油道和所述进油节流孔连通，所述进油节流孔和所述泄油节流孔均与所述压力控制室连通。2.根据权利要求1所述的电控高压喷油器，其特征在于，通过固定螺纹件将所述控制阀体和所述控制活塞套压抵到所述肩胛面上。3.根据权利要求2所述的电控高压喷油器，其特征在于，所述控制活塞套上的控制活塞孔为中通孔。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电控高压喷油器，其特征在于，所述控制活塞套为阶梯轴套，所述阶梯轴套的大径部和小径部之间的轴肩面安装在所述喷油器体的所述肩胛面上并形成强制平面接触密封。5.根据权利要求1至3中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：张可，周明，牟学利，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11