液力增压式压电喷油器制造技术

本发明专利技术的目的在于提供液力增压式压电喷油器，包括喷油器上体、喷油器中间体、喷油器下体、压电堆组件、喷油器中间体、单向阀组件、增压器组件、喷嘴组件。压电堆组件安装在喷油器上体中。在增压器组件的喷油器下体上开设有喷油第一窗口、喷油第二窗口、增压窗口。喷油第一窗口、喷油第二窗口与主进油路连通，回油窗口与主回油路连通。增压活塞上开设有槽及连通孔，槽与喷油器下体构成的增压活塞环腔，连通孔使增压活塞环腔与主回油路连通。喷油器中间体上安装有单向阀组件。本发明专利技术可以提高喷油器的响应速度，实现超高压燃油喷射，同时整个喷油器结构紧凑，油路简单，尺寸小，重量轻。

【技术实现步骤摘要】
液力增压式压电喷油器
本专利技术涉及的是一种柴油机，具体地说是柴油机燃油喷射系统。
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。而今，不仅在船用、发电、机车等领域保持着主要应用，在乘用车领域的使用占比也逐渐提高。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。超高压喷油有助于燃油的雾化与燃烧，而受限于共轨管的结构等因素，在共轨管内实现燃油的超高压蓄压较为困难，如今解决方法之一是在喷油器中设置增压装置，而仅仅是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，并且将不可避免地增加至少一条回油通道，这将使得喷油器油路的布置变得复杂。另外，对于内含增压装置的喷油器，响应速度稍低，应考虑采取措施提高其响应速度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供可以提高喷油器的响应速度，实现超高压燃油喷射的液力增压式压电喷油器。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术液力增压式压电喷油器，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、喷嘴组件，油器上体、喷油器中间体和喷油器下体自上而下设置，喷油器上体上开设燃油进口和回油口；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，喷油器上体里设置主进油路、主回油道、增压进油道，主进油路分别连通燃油进口和增压进油道，增压进油道连通上部环腔，喷油器中间体里设置连通通道，连通通道连通中部环腔，主回油道连通回油路，并通过回流节流孔连通放大器弹簧腔，喷油器中间体里设置回油支路，回油支路分别连通主回油道和下部环腔；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，喷油器下体里开有喷油第一窗口、喷油第二窗口、增压窗口、回油窗口、压力连通通道、增压油道，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，增压活塞环腔与低压腔之间通过连通孔相通，低压腔通过回油窗口连通回油道，回油道连通主回油道，增压油道分别连通增压腔和增压窗口，喷油第一窗口、喷油第二窗口分别连通压力连通通道，压力连通通道通过进油节流孔连通主进油路，增压活塞上表面与连通通道相通；所述喷嘴组件包括针阀体、针阀，针阀位于针阀体并与针阀体之间形成盛油槽，针阀体里设置针阀体进油道，针阀体进油道分别连通盛油槽和增压油道，针阀体下端部设置喷孔，针阀上端套有针阀弹簧，针阀弹簧位于喷油器下体里的针阀控制腔里。本专利技术还可以包括：1、还包括单向阀组件，所述单向阀组件包括单向阀壳体、钢球、单向阀弹簧座、单向阀弹簧，单向阀壳体位于喷油器中间体里，单向阀壳体的底部开有通孔，通孔与增压活塞上表面相通，单向阀弹簧、单向阀弹簧座和钢球自上而下设置在单向阀壳体里，钢球在单向阀弹簧的作用下压在单向阀壳体底部的通孔上。2、油腔上下两侧截面积不同，上侧大而下侧小；喷油第一窗口、喷油第二窗口与压力连通通道接通的孔的直径大于进油节流孔的直径；喷油器下体上安装限定增压活塞位置的有限位销。3、压电晶体不通电时，放大器活塞位于最上方位置，阀杆在阀杆弹簧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不连通而与下部环腔连通，下部环腔内的低压燃油经中间环腔、连通通道作用在增压活塞上表面上；此时增压活塞环腔上表面位置高于增压窗口下沿面，即此时增压油道与增压活塞环腔通过增压窗口连通；增压活塞位于初始位置时，增压活塞环腔下表面位置高于喷油第一窗口上沿面，即增压活塞环腔不与喷油第一窗口连通；在针阀控制腔内的高压燃油压力与针阀弹簧的弹簧力的作用下，针阀与针阀体实现线密封，阻止盛油槽与喷孔连通；压电晶体通电时，压电晶体带动放大器活塞下移挤压油腔内的燃油，顶杆受油腔内液体推挤将移动，阀杆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，上部环腔内的高压燃油经过连通通道作用在增压活塞上表面上，增压活塞下移；下移过程中首先增压活塞环腔上表面遮盖住增压窗口，即切断增压活塞环腔与增压油道的连通，增压油道、增压腔、盛油槽及针阀体进油道构成封闭空间，增压活塞继续下移压缩该封闭空间内的燃油，即对该空间内燃油进行增压；增压活塞继续下移，增压活塞环腔下表面打开喷油第一窗口，压力连通通道内的高压燃油经过增压活塞环腔、连通孔、低压腔、回油窗口流入主回油道并最终流回油箱；增压活塞持续下移，当盛油槽内的燃油压力大于针阀弹簧与针阀控制腔内的燃油压力的合力时，针阀抬起，盛油槽内的增压后的燃油从喷孔喷出，开始首次喷油动作；首次喷油动作开始后，持续对压电晶体通电，增压活塞继续下移；当增压活塞环腔处于喷油第一窗口与喷油第二窗口之间，针阀落座，首次喷油结束；增压活塞在高压燃油的作用下继续下移对燃油增压，当增压活塞环腔下表面打开喷油第二窗口时，再一次进行喷油动作；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燃油通过连通通道、下部环腔、回油支路、主回油道流回发动机油箱，增压活塞在增压活塞弹簧、增压腔内油压的作用下上移；增压活塞依次关闭喷油第二窗口、喷油第一窗口并打开增压窗口；当增压活塞环腔上表面打开增压窗口时，燃油通过低压腔、连通孔、增压活塞环腔、增压窗口流入增压油道，即向增压油道、增压腔、盛油槽等空间内补充燃油，增压活塞回到初始位置，完成一次喷油循环。4、在燃油喷射过程中，当压电晶体由通电变为断电时，在增压活塞停启瞬间产生的压力波作用在钢球上，使钢球受力大于单向阀弹簧的预紧力时，钢球从单向阀壳体的座面上抬起使得压力波引起的残余高压地通过单向阀组件疏导入下部环腔并最终经回油支路泄走。本专利技术的优势在于：本专利技术利用增压活塞48的上下移动同时实现了燃油增压与燃油喷射所需的针阀控制腔泄压功能，使得整个喷油器结构紧凑，相比一般带增压装置喷油器体积更小，重量更轻。通过在活本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.液力增压式压电喷油器，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、喷嘴组件，油器上体、喷油器中间体和喷油器下体自上而下设置，喷油器上体上开设燃油进口和回油口；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，喷油器上体里设置主进油路、主回油道、增压进油道，主进油路分别连通燃油进口和增压进油道，增压进油道连通上部环腔，喷油器中间体里设置连通通道，连通通道连通中部环腔，主回油道连通回油路，并通过回流节流孔连通放大器弹簧腔，喷油器中间体里设置回油支路，回油支路分别连通主回油道和下部环腔；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，喷油器下体里开有喷油第一窗口、喷油第二窗口、增压窗口、回油窗口、压力连通通道、增压油道，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，增压活塞环腔与低压腔之间通过连通孔相通，低压腔通过回油窗口连通回油道，回油道连通主回油道，增压油道分别连通增压腔和增压窗口，喷油第一窗口、喷油第二窗口分别连通压力连通通道，压力连通通道通过进油节流孔连通主进油路，增压活塞上表面与连通通道相通；所述喷嘴组件包括针阀体、针阀，针阀位于针阀体并与针阀体之间形成盛油槽，针阀体里设置针阀体进油道，针阀体进油道分别连通盛油槽和增压油道，针阀体下端部设置喷孔，针阀上端套有针阀弹簧，针阀弹簧位于喷油器下体里的针阀控制腔里。...

【技术特征摘要】
1.液力增压式压电喷油器，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、喷嘴组件，油器上体、喷油器中间体和喷油器下体自上而下设置，喷油器上体上开设燃油进口和回油口；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，喷油器上体里设置主进油路、主回油道、增压进油道，主进油路分别连通燃油进口和增压进油道，增压进油道连通上部环腔，喷油器中间体里设置连通通道，连通通道连通中部环腔，主回油道连通回油路，并通过回流节流孔连通放大器弹簧腔，喷油器中间体里设置回油支路，回油支路分别连通主回油道和下部环腔；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，喷油器下体里开有喷油第一窗口、喷油第二窗口、增压窗口、回油窗口、压力连通通道、增压油道，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，增压活塞环腔与低压腔之间通过连通孔相通，低压腔通过回油窗口连通回油道，回油道连通主回油道，增压油道分别连通增压腔和增压窗口，喷油第一窗口、喷油第二窗口分别连通压力连通通道，压力连通通道通过进油节流孔连通主进油路，增压活塞上表面与连通通道相通；所述喷嘴组件包括针阀体、针阀，针阀位于针阀体并与针阀体之间形成盛油槽，针阀体里设置针阀体进油道，针阀体进油道分别连通盛油槽和增压油道，针阀体下端部设置喷孔，针阀上端套有针阀弹簧，针阀弹簧位于喷油器下体里的针阀控制腔里。2.根据权利要求1所述的液力增压式压电喷油器，其特征是：还包括单向阀组件，所述单向阀组件包括单向阀壳体、钢球、单向阀弹簧座、单向阀弹簧，单向阀壳体位于喷油器中间体里，单向阀壳体的底部开有通孔，通孔与增压活塞上表面相通，单向阀弹簧、单向阀弹簧座和钢球自上而下设置在单向阀壳体里，钢球在单向阀弹簧的作用下压在单向阀壳体底部的通孔上。3.根据权利要求1或2所述的液力增压式压电喷油器，其特征是：油腔上下两侧截面积不同，上侧大而下侧小；喷油第一窗口、喷油第二窗口与压力连通通道接通的孔的直径大于进油节流孔的直径；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所述的液力增压式压电喷油器，其特征是：压电晶体不通电时，放大器活塞位于最上方位置，阀杆在阀杆弹簧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不连通而与下部环腔连通，下部环腔内的低压燃油经中间环腔、连通通道作用在增压活塞上表面上；此时增压活塞环腔上表面位置高于增压窗口下沿面，即此时增压油道与增压活塞环腔通过增压窗口连通；增压活塞位于初始位置时，增压活塞环腔下表面位置高于喷油第一窗口上沿面，即增压活塞环腔不与喷油第一窗口连通；在针阀控制腔内的高压燃油压力与针阀弹簧的弹簧力的作用下，针阀与针阀体实现线密封，阻止盛油槽与喷孔连通；压电晶体通电时，压电晶体带动放大器活塞下移挤压油腔内的燃油，顶杆受油腔内液体推挤将移动，阀杆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，上部环腔内的高压燃油经过连通通道作用在增压活塞上表面上，增压活塞下移；下移过程中首先增压活塞环腔上表面遮盖住增压窗口，即切断增压活塞环腔与增压油道的连通，增压油道、增压腔、盛油槽及针阀体进油道构成封闭空间，增压活塞继续下移压缩该封闭空间内的燃油，即对该空间内燃油进行增压；增压活塞继续下移，增压活塞环腔下表面打开喷油第一窗口，压力连通通道内的高压燃油经过...

【专利技术属性】
技术研发人员：白云，陈康，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