組合式壓電噴油-電磁噴氣混合燃料噴射裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供組合式壓電噴油?電磁噴氣混合燃料噴射裝置，包括壓電?電磁控制部分、雙針閥噴嘴部分、噴射裝置上端蓋以及噴射裝置殼體。本發(fā)明采用雙針閥噴嘴噴射燃油和燃?xì)鈨煞N燃料，節(jié)省空間并簡化了發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)，采用壓電控制閥實現(xiàn)噴油過程，采用電磁閥實現(xiàn)噴氣，通過改變壓電控制閥和電磁閥的工作狀態(tài)和工作順序，噴射裝置可實現(xiàn)僅噴射燃油或燃?xì)?、兩種燃料同時噴射、兩種燃料先后順序噴射等多種工作模式，發(fā)動機(jī)可在純柴油模式或燃油引燃燃?xì)饽Ｊ较鹿ぷ?。由壓電元件控制的燃油針閥升程可調(diào)，從而引燃油噴油率可調(diào)，滿足發(fā)動機(jī)在不同工況下對油、氣混合的需求。
【專利說明】
組合式壓電噴油-電磁噴氣混合燃料噴射裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及的是一種燃料噴射裝置，具體地說是雙燃料發(fā)動機(jī)噴射裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著化石燃料的不斷消耗和內(nèi)燃機(jī)排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，發(fā)動機(jī)的發(fā)展面臨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的雙重壓力，采用替代燃料是同時解決能源問題和環(huán)境污染問題的有效手段。天然氣、石油氣等以其資源豐富、價格低廉、燃燒清潔、熱值大等優(yōu)點(diǎn)，成為目前內(nèi)燃機(jī)主要代用燃料。
[0003]目前雙燃料發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)方法主要有兩種:一種是在氣體燃料被引入發(fā)動機(jī)氣缸之前將其與吸入的空氣混合，再向燃燒室的上止點(diǎn)附近直接噴射一定量液體燃料，從而引燃?xì)怏w燃料，這種方式容易引起發(fā)動機(jī)爆震，此外在發(fā)動機(jī)低負(fù)荷時，預(yù)混合的燃?xì)馓”〔焕谌紵?。另一種方式是將燃?xì)庵苯訃娙肴紵抑?，同樣采用引燃量的液體燃料觸發(fā)氣體燃料燃燒，這種方式不會弓I起發(fā)動機(jī)過早爆燃，且燃料在擴(kuò)散燃燒模式下燃燒，燃燒效果好，但其也存在一定的問題:其一，現(xiàn)代發(fā)動機(jī)氣缸蓋上結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件多，如何布置兩個噴射器存在一定的難度，另外若安裝兩個噴射器噴射雙燃料需對原有的柴油機(jī)進(jìn)行較大改動，加大了裝置加工及組裝復(fù)雜程度。其二，電磁閥控制受磁滯回路和電磁線圈電感的影響，響應(yīng)速度有限;壓電控制閥控制精度高、響應(yīng)快速。其三，噴射裝置對燃?xì)饷芊庑砸蟾?，隨著針閥的運(yùn)動，燃?xì)庋蒯橀y偶件間隙向上泄漏，泄漏燃?xì)膺M(jìn)入控制腔導(dǎo)致燃?xì)鈬娚鋲毫蛧娚渌俾式档停瑖?yán)重影響裝置工作穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供燃油噴射控制和燃?xì)鈬娚淇刂品珠_，燃料噴射規(guī)律靈活可變的組合式壓電噴油-電磁噴氣混合燃料噴射裝置。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明組合式壓電噴油-電磁噴氣混合燃料噴射裝置，其特征是:包括噴射裝置上端蓋、噴射裝置體、控制閥套、噴射裝置內(nèi)筒、針閥底座、燃油噴射部分、燃?xì)鈬娚洳糠?，噴射裝置上端蓋安裝在噴射裝置體上方，針閥底座通過噴嘴套安裝在噴射裝置體下方，控制閥套和噴射裝置內(nèi)筒自上而下安裝在噴射裝置體里，針閥底座包括燃油底座和燃?xì)獾鬃?br>[0007]所述燃油部分包括壓電元件、變換活塞、變換活塞彈簧座、控制閥桿、控制閥座、燃油針閥，壓電元件安裝在控制閥套里，變換活塞彈簧座和控制閥座自上而下設(shè)置在噴射裝置內(nèi)筒里，變換活塞位于變換活塞彈簧座里，位于變換活塞下方的控制閥桿安裝在控制閥座里，變換活塞的上端卡在彈性墊片上，彈性墊片位于壓電元件下方，變換活塞彈簧座外部套有變換活塞彈簧，變換活塞彈簧的上端卡在變換活塞彈簧座上，其下端頂在控制閥座上，控制閥座與噴射裝置體之間形成控制閥油腔，燃油底座與噴射裝置體之間形成燃油針閥控制腔，燃油針閥安裝在燃油底座里，燃油針閥與燃油底座之間形成盛油槽，控制閥油腔和燃油針閥控制腔通過左油道和右油道相通，控制閥桿上設(shè)置閥桿低壓油環(huán)帶，噴射裝置體上設(shè)置第二低壓泄油口和高壓燃油入口，閥桿低壓油環(huán)帶與第二低壓泄油口相通，控制閥彈簧套在控制閥桿的底端，控制閥彈簧的下端部支撐在噴射裝置體上，燃油針閥彈簧套于燃油針閥的上端，燃油針閥彈簧的上端部支撐在噴射裝置體上，盛油槽通過燃油油道連通高壓燃油入口，燃油油道與燃油針閥控制腔相通；
[0008]所述燃?xì)鈬娚洳糠职刂迫細(xì)怆姶砰y、燃?xì)忉橀y限位桿以及燃?xì)忉橀y，所述控制燃?xì)怆姶砰y包括電磁閥體、電磁鐵、銜鐵、閥桿上密封底座、閥桿下密封底座、電磁閥彈簧、電磁閥閥桿，電磁閥體安裝在控制閥套里，電磁閥體、閥桿上密封座、閥桿下密封座以及燃?xì)忉橀y限位桿自上而下布置，電磁閥體和閥桿上密封底座之間形成電磁閥腔，閥桿上密封底座和閥桿下密封底座之間形成凹槽腔，電磁鐵安裝在電磁閥腔里，銜鐵位于電磁鐵下方，電磁閥閥桿的一端通過止動環(huán)卡在銜鐵上，另一端貫穿銜鐵下方的閥桿上密封底座，并與閥桿下密封底座相配合，電磁閥閥桿上分別設(shè)置與閥桿上密封底座配合的上密封錐面以及與閥桿下密封底座配合的下密封錐面，電磁閥閥桿與閥桿上密封底座相配合的部分形成低壓油環(huán)帶，電磁閥閥桿與閥桿下密封底座相配合的部分形成高壓油環(huán)帶，閥桿上密封底座上設(shè)置第一油道和第四油道，閥桿下密封底座上設(shè)置第二油道和第三油道，噴射裝置內(nèi)筒里設(shè)置連通高壓燃油入口的第五油道，噴射裝置體上設(shè)置第一低壓泄油口，第一油道連通電磁閥腔和第一低壓泄油口，第二油道連通高壓油環(huán)帶和第五油道，燃?xì)忉橀y限位桿里設(shè)置中心油道，第三油道連通凹槽腔和中心油道，第四油道連通低壓油環(huán)帶電磁閥腔，燃?xì)忉橀y位于燃?xì)忉橀y限位桿下方，燃?xì)忉橀y與燃?xì)獾鬃g分別形成密封環(huán)帶和燃?xì)馐?，密封環(huán)帶連通第五油道，燃?xì)馐彝ㄟ^噴射裝置內(nèi)筒和控制閥套里的燃?xì)馔ǖ肋B通噴射裝置上端蓋上的燃?xì)馊肟冢細(xì)獾鬃瞬吭O(shè)置燃?xì)鈬娍住?br>[0009]本發(fā)明還可以包括:
[0010]1、控制燃?xì)怆姶砰y未通電時，電磁閥閥桿在電磁閥彈簧的作用下壓在閥桿下密封底座上，高壓油環(huán)帶關(guān)閉、低壓油環(huán)帶打開;控制燃?xì)怆姶砰y通電時，電磁閥閥桿抬起壓在閥桿上密封底座上，低壓油環(huán)帶關(guān)閉、高壓油環(huán)帶打開。
[0011]2、壓電元件通電時，控制閥桿克服控制閥彈簧作用力，閥桿低壓油環(huán)帶打開;壓電元件未通電時，控制閥桿在控制閥彈簧作用下壓在控制閥座上，閥桿低壓油環(huán)帶關(guān)閉。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:本發(fā)明采用雙針閥噴嘴噴射燃油和燃?xì)鈨煞N燃料，節(jié)省空間并簡化了發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)，采用壓電控制閥控制燃油噴射，采用電磁閥控制噴氣，兼顧了噴射裝置的控制精度和成本問題。僅壓電控制閥或電磁閥單獨(dú)工作的時候，噴射裝置只噴射一種燃料，壓電元件控制的針閥最大升程可調(diào)，引燃油的噴油規(guī)律可調(diào)；電磁閥和壓電控制閥同時工作的時候，兩種燃料同時噴射;壓電控制閥和電磁閥先后依次工作的時候，可實現(xiàn)兩種燃料順序噴射，噴射裝置可在純柴油模式和燃油引燃燃?xì)饽Ｊ较鹿ぷ?，滿足發(fā)動機(jī)在不同工況下對引燃油和燃?xì)饬康囊蟆?br>[0013]同時本裝置還有以下有益效果:本裝置控制油泄油油路流經(jīng)電磁閥體上部，通過泄油循環(huán)帶走熱量以降低電磁閥部分溫度，保證了電磁閥工作的可靠性和穩(wěn)定性。燃?xì)忉橀y和針閥座之間設(shè)計有密封環(huán)帶，引入部分控制油作為密封油密封燃?xì)?，能有效地防止燃?xì)庑孤?，同時控制腔內(nèi)的控制油和密封環(huán)帶內(nèi)的密封油采用同一種油，油壓相等，能有效保證控制油、密封油無靜態(tài)泄漏。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2a為本發(fā)明的控制部分的示意圖，圖2b為燃?xì)饪刂撇糠值氖疽鈭D，圖2c為燃油控制部分的示意圖，圖2d為電磁閥閥桿位置I的示意圖，圖2e為電磁閥閥桿位置2的示意圖；
[0016]圖3a為本發(fā)明雙針閥噴嘴部分示意圖，圖3b為燃?xì)鈬娮觳糠质疽鈭D，圖3c為燃油噴嘴部分示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:
[0018]結(jié)合圖1?3，本發(fā)明的組合式壓電噴油-電磁噴氣混合燃料噴射裝置主要由壓電-電磁控制部分1、雙針閥噴嘴部分3、噴射裝置體6和噴射裝置上端蓋7組成。壓電-電磁控制部分I主要包括控制燃?xì)怆姶砰y9、燃?xì)忉橀y限位桿11、燃?xì)忉橀y控制腔14、燃油針閥控制腔15、噴射裝置內(nèi)筒17、控制燃油壓電控制閥20、控制閥套21等。噴射裝置內(nèi)筒17上設(shè)計有環(huán)形油槽19、油道18、油道10和中心氣道22。從高壓燃油入口 5流入的高壓控制油流經(jīng)環(huán)形油槽19被分成兩路，一路流入油道10，再流入燃?xì)忉橀y控制腔14和控制燃?xì)怆姶砰y9的高壓油密封環(huán)帶34;另一路流入油道18，再流入燃油針閥控制腔15和盛油槽65。雙針閥噴嘴部分3主要包括燃?xì)鈬娮?1、燃油噴嘴52、針閥底座53、噴嘴套54、密封圈55等，燃?xì)鈬娮?1和燃油噴嘴52共用一個針閥底座53。燃?xì)鈬娮?1由燃?xì)忉橀y彈簧56、燃?xì)忉橀y57、燃?xì)馐?9、燃?xì)鈬娍?0、密封環(huán)帶62組成。燃?xì)忉橀y57上端設(shè)計有圓環(huán)形臺階，在圓環(huán)形臺階下方，燃?xì)忉橀y57和噴射裝置體6之間形成燃?xì)忉橀y控制腔14。燃?xì)忉橀y57和燃?xì)忉橀y限位桿11同軸安裝，控制油經(jīng)過燃?xì)忉橀y限位桿11上的中心油道13進(jìn)入燃?xì)忉橀y控制腔14。燃?xì)忉橀y57和針閥底座53之間設(shè)計有密封環(huán)帶62，通過針閥底座53上的油道58引入部分控制油到密封環(huán)帶62密封燃?xì)狻?br>[0019]控制燃?xì)怆姶砰y9主要包括電磁閥體23、電磁鐵24、線圈25、銜鐵26、閥桿上密封底座28、電磁閥彈簧29、電磁閥閥桿30、閥桿下密封底座31、止動環(huán)39等。電磁閥閥桿30上設(shè)計有兩個密封錐面，并設(shè)計有高壓油環(huán)帶34和低壓油環(huán)帶36，控制燃?xì)怆姶砰y9未通電時，電磁閥閥桿30在電磁閥彈簧29的作用下壓在閥桿下密封底座31上，高壓油環(huán)帶34關(guān)閉、低壓油環(huán)帶36打開;控制燃?xì)怆姶砰y9通電時，電磁閥閥桿30抬起壓在閥桿上密封底座28上，低壓油環(huán)帶36關(guān)閉、高壓油環(huán)帶34打開。
[0020]控制燃油壓電控制閥20主要包括壓電元件40、彈性墊片41、變換活塞42、變換活塞彈簧座43、變換活塞彈簧44、控制閥桿45、控制閥座46、控制閥彈簧47、密封圈55等。控制閥桿45上設(shè)計有低壓油環(huán)帶49，壓電控制閥20未通電時，控制閥桿45下端卡在控制閥彈簧47上，在控制閥彈簧47作用下壓在控制閥座46上，關(guān)閉低壓油環(huán)帶49。
[0021]本發(fā)明的組合式壓電噴油-電磁噴氣混合燃料噴射裝置主要由壓電-電磁控制部分1、控制部分3、雙針閥噴嘴部分3、噴射裝置體6和噴射裝置上端蓋7組成。噴射裝置體6上有第一低壓泄油口 2、第二低壓泄油口 4、高壓燃油入口 5等，噴射裝置上端蓋7上設(shè)計有燃?xì)馊肟?8。
[0022]壓電-電磁控制部分I主要包括控制燃?xì)怆姶砰y9、燃?xì)忉橀y限位桿11、燃?xì)忉橀y控制腔14、燃油針閥控制腔15、噴射裝置內(nèi)筒17、控制燃油壓電控制閥20、控制閥套21等?？刂崎y套21和噴射裝置內(nèi)筒17安裝在噴射裝置體6內(nèi)，控制燃?xì)怆姶砰y9和控制燃油壓電控制閥20均安裝在控制閥套21和噴射裝置內(nèi)筒17內(nèi)。燃?xì)忉橀y限位桿11安裝在控制燃?xì)怆姶砰y9下方，其上設(shè)計有中心油道13，連接燃?xì)忉橀y控制腔14?？刂迫?xì)怆姶砰y9主要包括電磁閥體23、電磁鐵24、線圈25、銜鐵26、閥桿上密封底座28、電磁閥彈簧29、電磁閥閥桿30、閥桿下密封底座31、止動環(huán)39等。電磁閥體23和閥桿上密封底座28之間形成電磁閥腔38，閥桿上密封底座28和閥桿下密封底座31之間形成凹槽腔35。電磁鐵24安裝在電磁閥體23的電磁閥腔38里，銜鐵26位于電磁鐵24下方，電磁閥閥桿30的一端通過止動環(huán)39卡在銜鐵26上，另一端貫穿銜鐵26下方的閥桿上密封底座28，壓在閥桿下密封底座31上。電磁閥閥桿30上設(shè)計有兩個密封錐面，并設(shè)計有高壓油環(huán)帶34和低壓油環(huán)帶36，控制燃?xì)怆姶砰y9未通電時，電磁閥閥桿30在電磁閥彈簧29的作用下壓在閥桿下密封底座31上，高壓油環(huán)帶34關(guān)閉、低壓油環(huán)帶36打開，如圖2(d)所示，此時燃?xì)忉橀y控制腔14和第一低壓泄油口 2連通;控制燃?xì)怆姶砰y9通電時，電磁閥閥桿30抬起壓在閥桿上密封底座28上，低壓油環(huán)帶36關(guān)閉、高壓油環(huán)帶34打開，如圖2 (e)所示，此時燃?xì)忉橀y控制腔14和高壓油入口 6連通。閥桿上密封底座28上設(shè)計有油道27和油道37，油道37連通低壓油環(huán)帶36和電磁閥腔38，油道27連通電磁閥腔38和第一低壓泄油口 2。閥桿下密封底座31上設(shè)計油道32和油道33，油道32連通高壓油環(huán)帶34和高壓油入口 6，油道33連通凹槽腔35和燃?xì)忉橀y限位桿11的中心油道13。本裝置泄油油路流經(jīng)電磁閥，在燃油流動作用下帶走雙電磁閥熱量，起到冷卻電磁閥的作用，并減小電磁閥銜鐵上下運(yùn)動的沖擊和振動，從而提高雙電磁閥工作的穩(wěn)定性。控制燃油壓電控制閥20主要包括壓電元件40、彈性墊片41、變換活塞42、變換活塞彈簧座43、變換活塞彈簧44、控制閥桿45、控制閥座46、控制閥彈簧47、密封圈55等。壓電元件40壓電效應(yīng)形變長度可靠性高，燃?xì)鈬娚渎士刂凭雀?。變換活塞彈簧44安裝在變換活塞彈簧座43外部，其上端卡在變換活塞彈簧座43上，其下端與控制閥座46相連。變換活塞42及其下方的控制閥桿45安裝在變換活塞彈簧座43和控制閥座46內(nèi)部，變換活塞42上端卡在彈性墊片42上?？刂崎y座46和噴射裝置體6之間形成控制閥油腔48，控制閥油腔48和燃油針閥控制腔15之間通過油道連通。控制閥桿45上設(shè)計有低壓油環(huán)帶49，低壓油環(huán)帶49和第二低壓泄油口 4之間通過油道連通?？刂崎y彈簧47下端支撐在控制閥油腔48內(nèi)，控制閥桿45下端卡在控制閥彈簧47上，在彈簧預(yù)緊力作用下壓在控制閥座46上，關(guān)閉低壓油環(huán)帶49。噴射裝置內(nèi)筒17上設(shè)計有環(huán)形油槽19、油道18、油道10和中心氣道22。從高壓燃油入口 5流入的高壓控制油流經(jīng)環(huán)形油槽19被分成兩路，一路流入油道10，再流入燃?xì)忉橀y控制腔14和控制燃?xì)怆姶砰y9的高壓油密封環(huán)帶34;另一路流入油道18，再流入燃油針閥控制腔15和盛油槽65。雙針閥噴嘴部分3主要包括燃?xì)鈬娮?1、燃油噴嘴52、針閥底座53、噴嘴套54、密封圈55等，燃?xì)鈬娮?1和燃油噴嘴52共用一個針閥底座53。針閥底座53中間開有燃?xì)膺M(jìn)氣道和進(jìn)氣槽，且兩側(cè)均開有進(jìn)油槽和進(jìn)油道。中間氣道將高壓燃?xì)庖肴細(xì)馐?9以滿足噴射裝置進(jìn)氣要求，一側(cè)油道將高壓燃油引入盛油槽65以滿足噴射裝置進(jìn)油要求，另一側(cè)油道將部分燃油引入密封環(huán)帶62密封燃?xì)狻Ｈ細(xì)鈬娮?1由燃?xì)忉橀y彈簧56、燃?xì)忉橀y57、燃?xì)馐?9、燃?xì)鈬娍?0、密封環(huán)帶62組成。燃?xì)忉橀y57上端設(shè)計有圓環(huán)形臺階，在圓環(huán)形臺階下方，燃?xì)忉橀y57和噴射裝置體6之間形成燃?xì)忉橀y控制腔14。燃?xì)忉橀y57和燃?xì)忉橀y限位桿11同軸安裝，控制油經(jīng)過燃?xì)忉橀y限位桿11上的中心油道13進(jìn)入燃?xì)忉橀y控制腔14。燃?xì)忉橀y57在燃?xì)忉橀y彈簧56的預(yù)緊力作用下壓在針閥底座53上關(guān)閉燃?xì)鈬娍?0。燃?xì)鈴膰娚溲b置上端蓋7上的燃?xì)馊肟?8依次通過控制閥套21、噴射裝置內(nèi)筒17上的中心氣道22，再由針閥底座53上的氣道61進(jìn)入燃?xì)馐?9。燃油噴嘴52主要包括燃油針閥彈簧63、燃油針閥64、盛油槽65、燃油噴孔66。燃油針閥64被燃油針閥彈簧63壓在針閥底座53上關(guān)閉燃油噴孔66。噴嘴套54和噴射裝置體6之間采用螺紋連接并設(shè)計有密封圈55，防止氣缸內(nèi)高溫、高壓的燃?xì)膺M(jìn)入噴射裝置雙針閥噴嘴部分。本發(fā)明的組合式壓電噴油-電磁噴氣混合燃料噴射裝置的燃?xì)鈬娮靽娚淙細(xì)?，在燃?xì)忉橀y抬起和落座過程中，燃?xì)馊菀纂S著閥桿的運(yùn)動向上泄漏，泄漏的燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)忉橀y控制腔14時，由于燃?xì)獾目蓧嚎s性會嚴(yán)重影響其噴氣特性。為了解決此問題，本發(fā)明的組合式混合燃料噴射裝置在燃?xì)忉橀y57和針閥底座53之間開有密封環(huán)帶62，通過油道引入部分控制油密封燃?xì)?，能有效地防止燃?xì)庑孤?。另外，燃?xì)忉橀y控制腔14內(nèi)的控制油和密封環(huán)帶62內(nèi)的密封油采用同一種油，針閥上下油壓相等，能有效保證控制油、密封油無靜態(tài)泄漏。
[0023]發(fā)動機(jī)工作時，控制單元采集傳感器的輸入信號，驅(qū)動控制燃?xì)怆姶砰y9和控制燃油壓電控制閥20工作，從而分別控制燃?xì)鈬娮?1和燃油噴嘴52噴射燃料?？刂迫?xì)怆姶砰y9通電時，電磁閥桿20抬起，高壓油環(huán)帶34打開、低壓油環(huán)帶36關(guān)閉，高壓油依次流經(jīng)高壓油環(huán)帶34、凹槽腔35、燃?xì)忉橀y限位桿11的中心油道13，流入燃?xì)忉橀y控制腔14，燃?xì)忉橀y57在燃?xì)忉橀y控制腔14內(nèi)高壓油作用下迅速抬起，燃?xì)鈬娍?0打開，燃?xì)鈬娮?1開始噴氣;控制燃?xì)怆姶砰y9斷電時，在電磁閥彈簧29作用下電磁閥桿20壓在閥桿下密封底座31上，高壓油環(huán)帶34關(guān)斷、低壓油環(huán)帶36打開，燃?xì)忉橀y控制腔14內(nèi)高壓油通過油道依次流經(jīng)凹槽腔35和電磁閥腔38，再從油道27流向第一低壓泄油口 2，燃?xì)忉橀y控制腔14內(nèi)油壓降低，燃?xì)忉橀y57在燃?xì)忉橀y彈簧56作用下壓在針閥底座53上，關(guān)閉燃?xì)鈬娍?0，燃?xì)鈬娮?1停止噴氣?？刂迫加蛪弘娍刂崎y20斷電時，在控制閥彈簧47的作用下控制閥桿45壓在控制閥座46上，關(guān)斷低壓油環(huán)帶49，盛油槽65和燃油針閥控制腔15內(nèi)充滿高壓燃油，針閥上下油壓相等，燃油針閥64在燃油針閥彈簧63作用下，壓在針閥底座53上關(guān)閉燃油噴孔66，燃油噴嘴52不噴油;壓電控制閥20通電時，壓電元件40伸長，控制閥桿45克服控制閥彈簧47的彈簧力和控制閥油腔48內(nèi)燃油的液壓力向下運(yùn)動，低壓油環(huán)帶49打開，燃油針閥控制腔15內(nèi)高壓油通過油道流經(jīng)控制閥油腔48、低壓油環(huán)帶49，再從油道流向第二低壓泄油口 4，燃油針閥控制腔15內(nèi)油壓下降，燃油針閥64迅速抬起打開燃油噴孔66，燃油噴嘴52開始噴油。通過改變壓電控制閥20通電時間長短，可以靈活調(diào)節(jié)壓電元件40的形變長度，從而改變控制閥45的升程，又由于控制閥45決定了燃油針閥控制腔15內(nèi)建壓和泄壓，燃油針閥64的最大升程也隨著通電時間長度的變化可調(diào)，因此，燃油噴嘴52的噴油率可調(diào)。根據(jù)發(fā)動機(jī)所處工況，可選擇控制燃?xì)怆姶砰y9或控制燃油壓電控制閥20單獨(dú)工作、兩電磁閥同時工作、兩電磁閥先后順序工作等控制模式，實現(xiàn)多種油、氣噴射模式。
[0024]由上述工作過程可知，組合式壓電噴油-電磁噴氣混合燃料噴射裝置采用雙針閥噴嘴噴射燃料，節(jié)省空間并簡化了發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)，由一個電磁閥和一個壓電控制閥分別控制兩個噴嘴的燃料噴射過程，僅電磁閥或壓電控制閥工作的時候，噴射裝置只噴射燃油或燃?xì)?，壓電元件控制針閥最大升程可調(diào)，可以滿足系統(tǒng)噴油率可變性要求;電磁閥和壓電控制閥同時工作的時候，裝置同時噴射燃?xì)夂腿加?壓電控制閥和電磁閥先后動作的時候，兩種燃料先后順序噴射。燃料噴射規(guī)律靈活，發(fā)動機(jī)可在純柴油工作模式或燃油引燃燃?xì)夤ぷ髂Ｊ较蚂`活切換，滿足發(fā)動機(jī)在不同工況下的油、氣混合需求。噴嘴部分采用燃油密封燃?xì)饪捎行У胤乐谷細(xì)庑孤?，控制油和密封油采用同一種油可有效防止控制腔和密封環(huán)帶的燃油靜態(tài)泄漏。因此，本發(fā)明能夠使發(fā)動機(jī)滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求，有效地提高其動力性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。
[0025]本發(fā)明組合式壓電噴油-電磁噴氣混合燃料噴射裝置，包括壓電-電磁控制部分、雙針閥噴嘴部分、噴射裝置上端蓋以及噴射裝置殼體。噴射裝置殼體上有一個高壓燃油入口、兩個低壓泄油口，燃?xì)馊肟谠趪娚溲b置上端蓋上。壓電-電磁控制部分主要包括控制燃?xì)怆姶砰y、控制燃油壓電控制閥、控制閥套、噴射裝置內(nèi)筒、燃?xì)忉橀y限位桿、燃?xì)忉橀y控制腔、燃油針閥控制腔等?？刂崎y套和噴射裝置內(nèi)筒安裝在噴射裝置體內(nèi)，控制燃?xì)怆姶砰y和控制燃油壓電控制閥均定位、安裝在控制閥套和噴射裝置內(nèi)筒內(nèi)。雙針閥噴嘴部分主要包括燃?xì)忉橀y、燃?xì)忉橀y彈簧、燃油針閥、燃油針閥彈簧、針閥底座、密封圈、噴嘴套等，燃?xì)忉橀y和燃油針閥共用一個針閥底座。
[0026]控制燃?xì)怆姶砰y主要包括電磁閥體、電磁鐵、線圈、銜鐵、電磁閥閥桿、閥桿上密封底座、閥桿下密封底座、電磁閥彈簧、止動環(huán)等。電磁閥體和閥桿上密封底座之間形成電磁閥腔，閥桿上密封底座和閥桿下密封底座之間形成凹槽腔。電磁鐵安裝在電磁閥腔里，銜鐵位于電磁鐵下方，其一端通過止動環(huán)卡在銜鐵上，另一端貫穿銜鐵下方的閥桿上密封底座，壓在閥桿下密封底座上。閥桿上密封底座設(shè)計有兩條油道，一條油道連通凹槽腔和電磁閥腔，另一條油道連通電磁閥腔和第一低壓泄油口，泄油油路流經(jīng)電磁閥體。閥桿下密封底座設(shè)計有兩條油道，一條油道連通高壓油環(huán)帶和燃?xì)忉橀y控制腔，另一條油道連通電磁閥閥桿下方油腔和第二低壓泄油口。
[0027]控制燃?xì)怆姶砰y閥桿上設(shè)計有兩個環(huán)形油帶，下方環(huán)形油帶通過油道連通高壓油入口，上方環(huán)形油帶通過油道連通低壓泄油口。
[0028]控制燃?xì)怆姶砰y閥桿上設(shè)計有兩個密封錐面，上密封錐面密封低壓油環(huán)帶，下密封錐面密封高壓油環(huán)帶。電磁閥閥桿落座，高壓油路被關(guān)斷，燃?xì)忉橀y控制腔連通低壓油路;電磁閥閥桿抬起，低壓油路關(guān)斷，燃?xì)忉橀y控制腔連通高壓油路。
[0029]控制燃油壓電控制閥主要包括壓電元件、彈性墊片、變換活塞、變換活塞彈簧座、變換活塞彈簧、控制閥桿、控制閥座、控制閥彈簧、密封圈等。變換活塞彈簧安裝在變換活塞彈簧座外部，其上端卡在變換活塞彈簧座上，下端與控制閥座相連。變換活塞及其下方的控制閥桿安裝在變換活塞彈簧座和控制閥座內(nèi)部，變換活塞上端卡在彈性墊片上?？刂崎y座和噴射裝置體之間形成控制閥油腔，控制閥油腔和燃油針閥控制腔之間通過油道連通?？刂崎y桿上設(shè)計有低壓油環(huán)帶，低壓油環(huán)帶和第二低壓泄油口之間通過油道連通?？刂崎y彈簧下端支撐在控制閥油腔內(nèi)，控制閥桿下端卡在控制閥彈簧上，在彈簧預(yù)緊力作用下壓在控制閥座上，關(guān)閉低壓油環(huán)帶。
[0030]燃?xì)忉橀y上端設(shè)計有圓環(huán)形臺階，圓環(huán)形臺階下方針閥和噴射裝置體之間形成燃?xì)忉橀y控制腔，燃?xì)忉橀y限位桿下端套在燃?xì)忉橀y的圓環(huán)形臺階內(nèi)部，燃?xì)忉橀y限位桿和燃?xì)忉橀y沿軸線設(shè)置中心油道，燃?xì)忉橀y控制腔通過油道和電磁閥凹槽腔相通。
[0031]燃?xì)鈬娮旌腿加蛧娮旃灿靡粋€高壓燃油入口，噴射裝置體和噴射裝置內(nèi)筒之間設(shè)計有環(huán)形油槽，連通燃油、燃?xì)鈬娮斓挠偷篮透邏河腿肟?。高壓油進(jìn)入環(huán)形油槽分成兩路，一路高壓油通過油道流入燃油針閥控制腔和燃油噴嘴的盛油槽;另一路高壓油通過油道流入燃?xì)怆姶砰y的高壓油環(huán)帶和燃?xì)鈬娮斓拿芊猸h(huán)帶。
[0032]在燃?xì)鈬娮斓娜細(xì)馐疑戏剑細(xì)忉橀y和針閥底座之間設(shè)計有環(huán)形密封帶，針閥底座上開有環(huán)形油槽和油道，將部分控制油引入環(huán)形密封帶。
【主權(quán)項】
1.組合式壓電噴油-電磁噴氣混合燃料噴射裝置，其特征是:包括噴射裝置上端蓋、噴射裝置體、控制閥套、噴射裝置內(nèi)筒、針閥底座、燃油噴射部分、燃?xì)鈬娚洳糠?，噴射裝置上端蓋安裝在噴射裝置體上方，針閥底座通過噴嘴套安裝在噴射裝置體下方，控制閥套和噴射裝置內(nèi)筒自上而下安裝在噴射裝置體里，針閥底座包括燃油底座和燃?xì)獾鬃?所述燃油部分包括壓電元件、變換活塞、變換活塞彈簧座、控制閥桿、控制閥座、燃油針閥，壓電元件安裝在控制閥套里，變換活塞彈簧座和控制閥座自上而下設(shè)置在噴射裝置內(nèi)筒里，變換活塞位于變換活塞彈簧座里，位于變換活塞下方的控制閥桿安裝在控制閥座里，變換活塞的上端卡在彈性墊片上，彈性墊片位于壓電元件下方，變換活塞彈簧座外部套有變換活塞彈簧，變換活塞彈簧的上端卡在變換活塞彈簧座上，其下端頂在控制閥座上，控制閥座與噴射裝置體之間形成控制閥油腔，燃油底座與噴射裝置體之間形成燃油針閥控制腔，燃油針閥安裝在燃油底座里，燃油針閥與燃油底座之間形成盛油槽，控制閥油腔和燃油針閥控制腔通過左油道和右油道相通，控制閥桿上設(shè)置閥桿低壓油環(huán)帶，噴射裝置體上設(shè)置第二低壓泄油口和高壓燃油入口，閥桿低壓油環(huán)帶與第二低壓泄油口相通，控制閥彈簧套在控制閥桿的底端，控制閥彈簧的下端部支撐在噴射裝置體上，燃油針閥彈簧套于燃油針閥的上端，燃油針閥彈簧的上端部支撐在噴射裝置體上，盛油槽通過燃油油道連通高壓燃油入口，燃油油道與燃油針閥控制腔相通； 所述燃?xì)鈬娚洳糠职刂迫細(xì)怆姶砰y、燃?xì)忉橀y限位桿以及燃?xì)忉橀y，所述控制燃?xì)怆姶砰y包括電磁閥體、電磁鐵、銜鐵、閥桿上密封底座、閥桿下密封底座、電磁閥彈簧、電磁閥閥桿，電磁閥體安裝在控制閥套里，電磁閥體、閥桿上密封座、閥桿下密封座以及燃?xì)忉橀y限位桿自上而下布置，電磁閥體和閥桿上密封底座之間形成電磁閥腔，閥桿上密封底座和閥桿下密封底座之間形成凹槽腔，電磁鐵安裝在電磁閥腔里，銜鐵位于電磁鐵下方，電磁閥閥桿的一端通過止動環(huán)卡在銜鐵上，另一端貫穿銜鐵下方的閥桿上密封底座，并與閥桿下密封底座相配合，電磁閥閥桿上分別設(shè)置與閥桿上密封底座配合的上密封錐面以及與閥桿下密封底座配合的下密封錐面，電磁閥閥桿與閥桿上密封底座相配合的部分形成低壓油環(huán)帶，電磁閥閥桿與閥桿下密封底座相配合的部分形成高壓油環(huán)帶，閥桿上密封底座上設(shè)置第一油道和第四油道，閥桿下密封底座上設(shè)置第二油道和第三油道，噴射裝置內(nèi)筒里設(shè)置連通高壓燃油入口的第五油道，噴射裝置體上設(shè)置第一低壓泄油口，第一油道連通電磁閥腔和第一低壓泄油口，第二油道連通高壓油環(huán)帶和第五油道，燃?xì)忉橀y限位桿里設(shè)置中心油道，第三油道連通凹槽腔和中心油道，第四油道連通低壓油環(huán)帶電磁閥腔，燃?xì)忉橀y位于燃?xì)忉橀y限位桿下方，燃?xì)忉橀y與燃?xì)獾鬃g分別形成密封環(huán)帶和燃?xì)馐?，密封環(huán)帶連通第五油道，燃?xì)馐彝ㄟ^噴射裝置內(nèi)筒和控制閥套里的燃?xì)馔ǖ肋B通噴射裝置上端蓋上的燃?xì)馊肟?，燃?xì)獾鬃瞬吭O(shè)置燃?xì)鈬娍住?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式壓電噴油-電磁噴氣混合燃料噴射裝置，其特征是:控制燃?xì)怆姶砰y未通電時，電磁閥閥桿在電磁閥彈簧的作用下壓在閥桿下密封底座上，高壓油環(huán)帶關(guān)閉、低壓油環(huán)帶打開;控制燃?xì)怆姶砰y通電時，電磁閥閥桿抬起壓在閥桿上密封底座上，低壓油環(huán)帶關(guān)閉、高壓油環(huán)帶打開。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合式壓電噴油-電磁噴氣混合燃料噴射裝置，其特征是:壓電元件通電時，控制閥桿克服控制閥彈簧作用力，閥桿低壓油環(huán)帶打開;壓電元件未通電時，控制閥桿在控制閥彈簧作用下壓在控制閥座上，閥桿低壓油環(huán)帶關(guān)閉。
【文檔編號】F02M51/06GK105840371SQ201610250410
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】范立云, 宋恩哲, 馬修真
【申請人】哈爾濱工程大學(xué)