船用液力增压式微动态压电喷油器制造技术

本发明专利技术的目的在于提供船用液力增压式微动态压电喷油器，包括喷油器上体、压电堆组件、喷油器中间体、增压器组件、针阀偶件、在喷油器上体中安装有压电堆组件；在增压器组件的喷油器下体上开有进油窗口、连通窗口、增压窗口、喷油窗口、回油窗口、重油进油窗口；增压窗口通过增压油道与针阀偶件的盛油槽连通，喷油窗口通过压力连通通道与针阀控制腔连通。增压器组件的增压活塞上开有槽，并与喷油器下体形成增压活塞环腔，增压活塞环腔通过回油窗口与伺服油主回油路连通。本发明专利技术结构紧凑，油路配置简单，可以使用重油，可实现超高压喷射并具有微动态回油功能。

【技术实现步骤摘要】
船用液力增压式微动态压电喷油器
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
柴油机作为目前已知热效率最高、能量利用率最好的动力机械，在采用电子控制后变得更加清洁与智能。目前，柴油机在船用动力方面仍保持领先地位。燃油喷射系统是发动机的心脏，随着民众对油耗标准的日渐提高以及排放法规的日趋严格，柴油机燃油系统发展与改进的必要性不言而喻。喷油器是柴油机燃油喷射系统的核心零部件之一。超高压喷油更有助于燃油的雾化与燃烧，为了实现超高压喷射，在喷油器内设置增压装置是解决方法之一，而仅仅是简单地增设增压装置的喷油器将使喷油器结构变长、重量加大许多。另外，出于经济性考虑，船用柴油机有相当占比燃用重油，对于电子控制式喷油器来说，重油必须与执行器做出有效隔离，而若又仅仅增加隔离装置，将使得喷油器尺寸进一步加长；而且，油路将变得更加复杂。另外，车用喷油器中目前有产品已采用微动态回油技术，可以大幅降低动态回油量，提高喷油器的液压效率，船用喷油器也应积极尝试应用该项技术。采用压电晶体作为喷油器的执行器，具有响应速度快的优点，喷油器想要提高响应速度，可以尝试使用该种执行器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能实现喷油器内增压与微动态回油，同时适合于船用柴油机使用的船用液力增压式微动态压电喷油器。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术船用液力增压式微动态压电喷油器，其特征是：包括喷油器上体、喷油器中间体、喷油器下体、压电堆组件、增压器组件、针阀偶件，喷油器上体、喷油器中间体和喷油器下体自上而下设置，喷油器上体里设置伺服油进油口、伺服油回油口、重油进油口、伺服油主进油路、增压进油道、伺服油主回油路、伺服油循环油道，伺服油主进油路分别连通伺服油进油口、增压进油道，伺服油循环油道和伺服油主回油路均连通伺服油回油口；所述压电堆组件包括压电晶体、放大器活塞、放大器缸体、顶杆、阀杆，压电晶体、放大器活塞、放大器缸体、顶杆均设置在喷油器上体里，压电晶体位于放大器活塞上方，放大器活塞的头部伸入至其下方的放大器缸体里，顶杆上部分伸入至放大器缸体里并与放大器活塞之间形成油腔，顶杆的下端与阀杆相接触，阀杆的中部设置阀杆锥形凸起，阀杆锥形凸起上侧为阀杆锥面，阀杆锥形凸起下侧为阀杆肩面，阀杆的下部伸入其下方的喷油器中间体里，放大器活塞上套有放大器弹簧，放大器弹簧的两端分别顶在放大器活塞底座和放大器缸体上，放大器弹簧所在位置为放大器弹簧腔，顶杆的下部分与放大器缸体之间设置碟形弹簧，阀杆的阀杆锥形凸起下方套有阀杆弹簧，阀杆弹簧位于喷油器中间体里，阀杆锥形凸起上方的阀杆部分与喷油器上体之间形成上部环腔，阀杆锥形凸起下方的阀杆部分与喷油器中间体之间形成下部环腔，阀杆锥形凸起与喷油器上体、喷油器中间体构成中间环腔，喷油器中间体里设置伺服油进油支路、连通通道、伺服油回油支路，增压进油道连通上部环腔，伺服油进油支路连通伺服油主进油路，连通通道连通中部环腔，伺服油回油支路分别连通下部环腔和伺服油主回油路；所述增压器组件包括增压活塞，增压活塞设置在喷油器下体里，喷油器下体里开有进油窗口、回油窗口、回油通道、重油进油窗口、重油进油道、增压窗口、增压油道、连通窗口、喷油窗口、压力连通通道，增压活塞包括大头端和小头端，小头端套有增压活塞弹簧，增压活塞弹簧的上下两端分别顶在大头端和增压器下体上，小头端与其下方的增压器下体之间形成增压腔，增压活塞弹簧所在位置为低压腔，大头端中部设置增压活塞环腔，增压活塞环腔上方的大头端上设置过渡槽，进油窗口连通伺服油进油支路，回油窗口通过回油通道连通伺服油主回油路，增压油道分别连通增压窗口和增压腔，重油进油道分别连通重油进油口和重油进油窗口，压力连通通道连通连通窗口和喷油窗口；所述针阀偶件包括针阀体、针阀、喷嘴，喷嘴位于针阀体下方，针阀位于针阀体里并与针阀体之间形成盛油槽，针阀顶端伸入喷油器下体里并套有针阀弹簧，针阀弹簧所在位置为针阀控制腔，针阀控制腔连通压力连通通道，针阀体下端部为球状且开有通孔，针阀下端部为与针阀体球状下端部配合的针阀锥面，喷嘴里开设喷射通道，喷嘴端部开设喷孔。本专利技术还可以包括：1、喷油器上体里设置混合油回油口，喷油器下体里设置混合油回油道，混合油回油道连通混合油回油口，增压活塞的大头端加工有混合油集油槽，混合油集油槽通过混合油出油孔连通混合油回油道；针阀体里设置混合油出油道和针阀混合油集油槽，混合油出油道分别连通混合油回油道和针阀混合油集油槽。2、油腔上端和下端两侧截面积不同，上端截面积大而下端截面积小；进油窗口与连通窗口位于同一个周向面上，即进油窗口下沿面与连通窗口下沿面在同一平面上；喷油器下体上安装限定增压活塞位置的有限位销。3、初始状态时，压电晶体不通电，放大器活塞位于最上方位置，阀杆在阀杆弹簧的力的作用下其阀杆锥面与喷油器上体的喷油器上体座面接触实现线密封，中间环腔与上部环腔隔断而与下部环腔连通，在增压活塞弹簧力的作用下，增压活塞位于最上方位置，其顶部与喷油器中间体接触，此时增压活塞位于初始位置，过渡槽连通进油窗口与连通窗口；伺服油进油支路一路的高压伺服油经进油窗口、过渡槽、连通窗口进入压力连通通道，抵达针阀控制腔；在初始位置时增压活塞环腔下表面在轴向位置上高于喷油窗口上沿面，即增压活塞环腔与压力连通通道不连通，增压活塞肩面轴向位置上高于增压窗口下沿面，即低压腔与增压油道连通；在伺服油压力与针阀弹簧的弹簧力的作用下，针阀的针阀锥面与针阀体的针阀体座面接触实现线密封，阻止盛油槽与喷射通道连通；当压电晶体通电时，放大器活塞下移挤压油腔内的燃油，阀杆受顶杆作用克服阀杆弹簧的力下移直至阀杆肩面与喷油器中间体接触实现平面密封，从而隔断中间环腔与下部环腔的连通；与此同时，阀杆的下移使得上部环腔与中间环腔连通；增压进油道一路的高压伺服油经过连通通道作用在增压活塞上表面上，增压活塞在高压伺服油的作用下下移，下移过程中首先增压活塞肩面遮盖住增压窗口，即切断了低压腔与增压油道的连通，增压油道、增压腔、盛油槽构成封闭空间，增压活塞继续下移压缩该封闭空间内的重油；增压活塞继续下移，过渡槽上沿面运动至进油窗口下沿面以下，即隔断进油窗口与连通窗口的连通，增压活塞仍在下移，增压活塞环腔下表面打开喷油窗口，压力连通通道与针阀控制腔内的高压伺服油依次通过喷油窗口、增压活塞环腔、回油窗口、回油通道流回伺服油主回油路并最终流回发动机伺服油箱；当盛油槽内的重油压力大于针阀弹簧与针阀控制腔内的伺服油压力的合力时，针阀抬起，盛油槽内增压后的重油进入喷射通道并最终从喷孔喷出；喷油时增压活塞位于第二位置；当期望的燃油量喷入发动机气缸后，压电晶体断电，放大器活塞上移，阀杆在阀杆弹簧的作用下上移，阀杆锥面重新与喷油器上体座面接触实现线密封从而隔断上部环腔与中间环腔的连通，并使下部环腔与中间环腔连通，作用在增压活塞上表面上的高压伺服油通过连通通道、下部环腔、伺服油回油支路、伺服油主回油路流回发动机伺服油箱，增压活塞在增压活塞弹簧、增压腔内油压的作用下上移，此时增压活塞首先关闭喷油窗口，过渡槽与进油窗口、连通窗口连通，高压伺服油重新流入针阀控制腔；增压活塞打开增压窗口，此时重油沿低压腔、增压窗口流入增压油道，即向增压油道、增压腔、盛油槽里补充重油。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.船用液力增压式微动态压电喷油器，其特征是：包括喷油器上体、喷油器中间体、喷油器下体、压电堆组件、增压器组件、针阀偶件，喷油器上体、喷油器中间体和喷油器下体自上而下设置，喷油器上体里设置伺服油进油口、伺服油回油口、重油进油口、伺服油主进油路、增压进油道、伺服油主回油路、伺服油循环油道，伺服油主进油路分别连通伺服油进油口、增压进油道，伺服油循环油道和伺服油主回油路均连通伺服油回油口；所述压电堆组件包括压电晶体、放大器活塞、放大器缸体、顶杆、阀杆，压电晶体、放大器活塞、放大器缸体、顶杆均设置在喷油器上体里，压电晶体位于放大器活塞上方，放大器活塞的头部伸入至其下方的放大器缸体里，顶杆上部分伸入至放大器缸体里并与放大器活塞之间形成油腔，顶杆的下端与阀杆相接触，阀杆的中部设置阀杆锥形凸起，阀杆锥形凸起上侧为阀杆锥面，阀杆锥形凸起下侧为阀杆肩面，阀杆的下部伸入其下方的喷油器中间体里，放大器活塞上套有放大器弹簧，放大器弹簧的两端分别顶在放大器活塞底座和放大器缸体上，放大器弹簧所在位置为放大器弹簧腔，顶杆的下部分与放大器缸体之间设置碟形弹簧，阀杆的阀杆锥形凸起下方套有阀杆弹簧，阀杆弹簧位于喷油器中间体里，阀杆锥形凸起上方的阀杆部分与喷油器上体之间形成上部环腔，阀杆锥形凸起下方的阀杆部分与喷油器中间体之间形成下部环腔，阀杆锥形凸起与喷油器上体、喷油器中间体构成中间环腔，喷油器中间体里设置伺服油进油支路、连通通道、伺服油回油支路，增压进油道连通上部环腔，伺服油进油支路连通伺服油主进油路，连通通道连通中部环腔，伺服油回油支路分别连通下部环腔和伺服油主回油路；所述增压器组件包括增压活塞，增压活塞设置在喷油器下体里，喷油器下体里开有进油窗口、回油窗口、回油通道、重油进油窗口、重油进油道、增压窗口、增压油道、连通窗口、喷油窗口、压力连通通道，增压活塞包括大头端和小头端，小头端套有增压活塞弹簧，增压活塞弹簧的上下两端分别顶在大头端和增压器下体上，小头端与其下方的增压器下体之间形成增压腔，增压活塞弹簧所在位置为低压腔，大头端中部设置增压活塞环腔，增压活塞环腔上方的大头端上设置过渡槽，进油窗口连通伺服油进油支路，回油窗口通过回油通道连通伺服油主回油路，增压油道分别连通增压窗口和增压腔，重油进油道分别连通重油进油口和重油进油窗口，压力连通通道连通连通窗口和喷油窗口；所述针阀偶件包括针阀体、针阀、喷嘴，喷嘴位于针阀体下方，针阀位于针阀体里并与针阀体之间形成盛油槽，针阀顶端伸入喷油器下体里并套有针阀弹簧，针阀弹簧所在位置为针阀控制腔，针阀控制腔连通压力连通通道，针阀体下端部为球状且开有通孔，针阀下端部为与针阀体球状下端部配合的针阀锥面，喷嘴里开设喷射通道，喷嘴端部开设喷孔。...

【技术特征摘要】
1.船用液力增压式微动态压电喷油器，其特征是：包括喷油器上体、喷油器中间体、喷油器下体、压电堆组件、增压器组件、针阀偶件，喷油器上体、喷油器中间体和喷油器下体自上而下设置，喷油器上体里设置伺服油进油口、伺服油回油口、重油进油口、伺服油主进油路、增压进油道、伺服油主回油路、伺服油循环油道，伺服油主进油路分别连通伺服油进油口、增压进油道，伺服油循环油道和伺服油主回油路均连通伺服油回油口；所述压电堆组件包括压电晶体、放大器活塞、放大器缸体、顶杆、阀杆，压电晶体、放大器活塞、放大器缸体、顶杆均设置在喷油器上体里，压电晶体位于放大器活塞上方，放大器活塞的头部伸入至其下方的放大器缸体里，顶杆上部分伸入至放大器缸体里并与放大器活塞之间形成油腔，顶杆的下端与阀杆相接触，阀杆的中部设置阀杆锥形凸起，阀杆锥形凸起上侧为阀杆锥面，阀杆锥形凸起下侧为阀杆肩面，阀杆的下部伸入其下方的喷油器中间体里，放大器活塞上套有放大器弹簧，放大器弹簧的两端分别顶在放大器活塞底座和放大器缸体上，放大器弹簧所在位置为放大器弹簧腔，顶杆的下部分与放大器缸体之间设置碟形弹簧，阀杆的阀杆锥形凸起下方套有阀杆弹簧，阀杆弹簧位于喷油器中间体里，阀杆锥形凸起上方的阀杆部分与喷油器上体之间形成上部环腔，阀杆锥形凸起下方的阀杆部分与喷油器中间体之间形成下部环腔，阀杆锥形凸起与喷油器上体、喷油器中间体构成中间环腔，喷油器中间体里设置伺服油进油支路、连通通道、伺服油回油支路，增压进油道连通上部环腔，伺服油进油支路连通伺服油主进油路，连通通道连通中部环腔，伺服油回油支路分别连通下部环腔和伺服油主回油路；所述增压器组件包括增压活塞，增压活塞设置在喷油器下体里，喷油器下体里开有进油窗口、回油窗口、回油通道、重油进油窗口、重油进油道、增压窗口、增压油道、连通窗口、喷油窗口、压力连通通道，增压活塞包括大头端和小头端，小头端套有增压活塞弹簧，增压活塞弹簧的上下两端分别顶在大头端和增压器下体上，小头端与其下方的增压器下体之间形成增压腔，增压活塞弹簧所在位置为低压腔，大头端中部设置增压活塞环腔，增压活塞环腔上方的大头端上设置过渡槽，进油窗口连通伺服油进油支路，回油窗口通过回油通道连通伺服油主回油路，增压油道分别连通增压窗口和增压腔，重油进油道分别连通重油进油口和重油进油窗口，压力连通通道连通连通窗口和喷油窗口；所述针阀偶件包括针阀体、针阀、喷嘴，喷嘴位于针阀体下方，针阀位于针阀体里并与针阀体之间形成盛油槽，针阀顶端伸入喷油器下体里并套有针阀弹簧，针阀弹簧所在位置为针阀控制腔，针阀控制腔连通压力连通通道，针阀体下端部为球状且开有通孔，针阀下端部为与针阀体球状下端部配合的针阀锥面，喷嘴里开设喷射通道，喷嘴端部开设喷孔。2.根据权利要求1所述的船用液力增压式微动态压电喷油器，其特征是：喷油器上体里设置混合油回油口，喷油器下体里设置混合油回油道，混合油回油道连通混合油回油口，增压活塞的大头端加工有混合油集油槽，混合油集油槽通过混合油出油孔连通混合油回油道；针阀体里设置混合油出油道和针阀混合油集油槽，混合油出油道分别连通混合油回油道和针阀混合油集油槽。3.根据权利要求1或2所述的船用液力增压式微动态压电喷油器，其特征是：油腔上端和下端两侧截面积不同，上端截面积大而下端截面积小；进油窗口与连通窗口位于同一个周向面上，即进油窗口下沿面与连通窗口下沿面在同一平面上；喷油器下体上安装限定增压活塞位置的有限位销。4.根据权利要求1或2所述的船用液力增压式微动态压电喷油器，其特征是：初始状态时，压电晶体不通电，放大器活塞位于最上方位置，阀杆在阀杆弹簧的力的作用下其阀杆锥面与喷油器上体的喷油器上体座面接触实现线密封，中间环腔与上部环腔隔断而与下部环腔连通，在增压活塞弹簧力的作用下，增压活塞位于最上方位置，其顶部与喷油器中间体接触，此时增压活塞位于初始位置，过渡槽连通进油窗口与连通窗口；伺服油进油支路一路的高压伺服油经进油窗口、过渡槽、连通窗口进入压力连通通道，抵达针阀控制腔；在初始位置时增压活塞环腔下表面在轴向位置上高于喷油窗口上沿面，即增压活塞环腔与压力连通通道不连通，增压活塞肩面轴向位置上高于增压窗口下沿面，即低压腔与增压油道连通；在伺服油压力与针阀弹簧的弹簧力的作用下，针阀的针阀锥面与针阀体的针阀体座面接触实现线密封，阻止盛油槽与喷射通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：范立云，陈康，肖朝辉，白云，
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