CN101307741B - 发动机燃料缸内直接喷射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机燃料缸内直接喷射装置。它包括背压控制高速电磁阀、燃料控制电磁阀、喷油器本体和喷油嘴，背压控制高速电磁阀和燃料控制电磁阀安装在喷油器本体的上部，喷油嘴固定在喷油器本体的下部。本发明因具有背压控制装置，可以实现针阀的快速关闭，提高了针阀的响应特性，从而可实现多段喷射等灵活的喷射策略；背压控制油路可采用独立的润滑好且具有一定粘度的工作油，从而使该喷射装置可用于多种气体和液体燃料的缸内喷射；发动机处于不喷油工作行程时，关闭燃料控制电磁阀，使压力室不存在高压燃料，从而防止因密封不好产生滴油现象，尤其能够防止液化气体燃料在压力室中因密封不好造成汽化，从而保证喷油计量的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机燃料缸内直接喷射装置，尤其具有喷射背压控制功能，主要用于内燃机液态燃料缸内直接喷射***中，目的是为了实现精确地喷油控制。
背景技术
近年来，随着能源危机的加剧以及排放法规的日益严格，通过将燃料，如汽油、液化石油气(LPG)等直接喷射入缸内，改变传统油气混合机理来实现稀薄甚至超稀薄燃烧来获得更高的燃油经济性和排放水平以及其它性能，已成为当前内燃机燃油喷射技术发展的一个重要趋势。
柴油机电控共轨喷射技术的发展对其它燃料的缸内直接喷射技术具有借鉴作用。目前，柴油机电控共轨喷油器主要是基于高速电磁阀控制的喷油器，喷嘴和传统的机械式喷油器用多孔或轴针式喷嘴类似，高压燃油一方面通过喷油器本体和针阀体内的高压油道进入针阀下端的压力室，另一方面在电磁阀的控制下连通到喷油器指令活塞顶部的控制腔。虽然该类型喷油器能够实现喷射的背压控制，但是由于在发动机处于不喷油工作行程时，喷油嘴的压力室一直存在高压燃料，因此在用于低粘度、低润滑的燃料时，由于密封和润滑不好，喷油嘴会产生一定的滴油现象，尤其是用于液化石油气等液化气体燃料时，在密封不好时，会导致汽化，从而影响喷油计量的准确性。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种发动机燃料缸内直接喷射装置。
它包括背压控制高速电磁阀，燃料控制电磁阀、喷油器本体、喷油嘴，背压控制高速电磁阀和燃料控制电磁阀安装在喷油器本体的上部，喷油嘴固定在喷油器本体的下部，喷油器本体包括工作油回油通道、工作油进油通道、喷油器本体高压油道、燃油进油通道、燃油回油通道、背压腔，喷油器本体上部设有双阀芯固定腔和单阀芯固定腔，喷油器本体下部设有针阀固定腔，喷油器本体两侧分别设有工作油回油通道、工作油进油通道和燃油进油通道、燃油回油通道，喷油器本体高压油道与喷油嘴针阀体高压油道相通；背压控制高速电磁阀包括第一线圈套、第一固定螺母、第一固定铁心、第一电磁线圈、第一弹簧座、第一沉头螺钉组、第一回位弹簧、双阀芯、阀芯体，第一固定铁心通过第一组沉头螺钉固定在喷油器本体上，第一线圈套通过第一固定螺母固定在第一固定铁心上，第一弹簧座嵌入到喷油器本体双阀芯固定腔中，双阀芯中第一阀芯上设有一个凸台，第一回位弹簧安装在第一弹簧座和第一阀芯凸台之间，双阀芯中第一阀芯和第二阀芯之间采用螺纹连接，在阀芯体上设有第一通孔、第二通孔和第三通孔，第一通孔与工作油回油通道相通，第二通孔与工作油进油通道相通，第三通孔通过喷油器本体工作油高压油道与背压腔相通，燃料控制电磁阀包括单阀芯、第二回位弹簧、第二组沉头螺钉、第二弹簧座、第二电磁线圈、第二线圈套、第二固定螺母、第二固定铁心，第二固定铁心通过第二沉头螺钉组固定在喷油器本体上，第二线圈套通过第二固定螺母固定在第二固定铁心上，第二弹簧座嵌入到喷油器本体的单阀芯固定腔中，单阀芯上设有一个凸台，第二回位弹簧安装在第二弹簧座和单阀芯凸台之间，喷油嘴包括调压弹簧、针阀、针阀体、紧固螺母、压力室、针阀体高压油道，针阀设有一凸台，调压弹簧安装在该凸台和喷油器本体上的弹簧座之间，在针阀体上设有针阀体高压油道，喷油嘴针阀体高压油道和喷油器本体高压油道相连通，针阀体和喷油器本体之间通过紧固螺母固定。
所述的双阀芯由第一阀芯和第二阀芯通过螺纹固定在一起，第一阀芯和第二阀芯与阀芯体的接触面为球面，单阀芯与喷油器本体的接触面为球面。
所述的针阀与针阀体、针阀与喷油器本体针阀固定腔、阀芯体与喷油器本体双阀芯固定腔和单阀芯凸台与喷油器本体单阀芯固定腔分别为一组精密研磨的偶件。
本发明具有以下优点：
1、具有背压控制装置，可以实现针阀的快速关闭，提高了针阀的响应特性，从而可实现多段喷射等灵活的喷射策略；
2、背压控制油路可采用独立的润滑好且具有一定粘度的工作油，从而使该喷射装置可用于多种气体和液体燃料的缸内喷射；
3、发动机处于不喷油工作行程时，关闭燃料控制电磁阀，使压力室不存在高压燃料，从而防止因密封不好产生滴油现象，尤其能够防止液化气体燃料在压力室中因密封不好造成汽化，从而保证喷油计量的准确性。
附图说明
图1是发动机燃料缸内直接喷射装置的结构示意图；
图2是本发明的双阀芯与阀芯体放大示意图；
图中：第一线圈套1、第一固定螺母2、第一固定铁心3、第一电磁线圈4、第一弹簧座5、第一沉头螺钉组6、第一回位弹簧7、工作油回油通道8、双阀芯9、第一阀芯10、第二阀芯11、工作油进油通道12、阀芯体13、第一通孔14、第二通孔15、第三通孔16、喷油器本体17、调压弹簧18、针阀19、针阀体20、紧固螺母21、压力室22、针阀体高压油道23、喷油器本体高压油道24、喷油器本体工作油高压油道25、单阀芯26、燃油进油通道27、燃油回油通道28、第二回位弹簧29、第二组沉头螺钉30、第二弹簧座31、第二电磁线圈32、第二线圈套33、第二固定螺母34、第二固定铁心35、背压腔36。
具体实施方式
如图1、2所示，发动机燃料缸内直接喷射装置包括背压控制高速电磁阀，燃料控制电磁阀、喷油器本体、喷油嘴，背压控制高速电磁阀和燃料控制电磁阀安装在喷油器本体的上部，喷油嘴固定在喷油器本体的下部，喷油器本体17包括工作油回油通道8、工作油进油通道12、喷油器本体高压油道24、燃油进油通道27、燃油回油通道28，背压腔36，喷油器本体17上部设有双阀芯固定腔和单阀芯固定腔，喷油器本体17下部设有针阀固定腔，喷油器本体17两侧分别设有工作油回油通道8、工作油进油通道12和燃油进油通道27、燃油回油通道28，喷油器本体高压油道24与喷油嘴针阀体高压油道23相通；背压控制高速电磁阀包括第一线圈套1、第一固定螺母2、第一固定铁心3、第一电磁线圈4、第一弹簧座5、第一沉头螺钉组6、第一回位弹簧7、双阀芯9、阀芯体，第一固定铁心3通过第一组沉头螺钉6固定在喷油器本体17上，第一线圈套1通过第一固定螺母2固定在第一固定铁心3上，第一弹簧座5嵌入到喷油器本体17双阀芯固定腔中，双阀芯9中第一阀芯10上设有一个凸台，第一回位弹簧7安装在第一弹簧座5和第一阀芯10凸台之间，双阀芯9中第一阀芯10和第二阀芯11之间采用螺纹连接，在阀芯体13上设有第一通孔14、第二通孔15和第三通孔16，第一通孔14与工作油回油通道8相通，第二通孔15与工作油进油通道12相通，第三通孔16通过喷油器本体工作油高压油道25与背压腔36相通，燃料控制电磁阀包括单阀芯26、第二回位弹簧29、第二组沉头螺钉30、第二弹簧座31、第二电磁线圈32、第二线圈套33、第二固定螺母34、第二固定铁心35，第二固定铁心35通过第二沉头螺钉组30固定在喷油器本体17上，第二线圈套33通过第二固定螺母34固定在第二固定铁心35上，第二弹簧座31嵌入到喷油器本体17的单阀芯固定腔中，单阀芯26上设有一个凸台，第二回位弹簧29安装在第二弹簧座31和单阀芯26凸台之间，喷油嘴包括调压弹簧18、针阀19、针阀体20、紧固螺母21、压力室22、针阀体高压油道23，针阀19设有一凸台，调压弹簧18安装在该凸台和喷油器本体17上的弹簧座之间，在针阀体20上设有针阀体高压油道23，喷油嘴针阀体高压油道23和喷油器本体高压油道24相连通，针阀体20和喷油器本体17之间通过紧固螺母21固定。
双阀芯9由第一阀芯10和第二阀芯11通过螺纹固定在一起，第一阀芯10和第二阀芯11与阀芯体13的接触面为球面，单阀芯26与喷油器本体17的接触面为球面。
针阀19与针阀体20、针阀19与喷油器本体17针阀固定腔、阀芯体13与喷油器本体17双阀芯固定腔和单阀芯26凸台与喷油器本体17单阀芯固定腔分别一组精密研磨的偶件。
本发明工作时：
当第一电磁线圈4和第二电磁线圈32均不通电时，单阀芯26在第二回位弹簧29的作用下顶在阀座上，切断了燃油进油通道27和喷油器本体高压油道24的连通，压力室22内没有高压燃料，与此同时，双阀芯9在第一回位弹簧7的作用下，向下压紧在阀芯体13上，使背压腔36和工作油进油通道12连通，此时背压腔36中建立起背压力，针阀12在调压弹簧18和此背压力的双重作用下压紧在针阀体的阀座上，喷油嘴关闭不喷油。
当需要喷油时，在控制器的控制下，首先给第二电磁线圈32通电，单阀芯26在第二固定铁心35的吸力作用下，克服第二回位弹簧29的压缩力离开阀座，高压燃料迅速充满压力室22，几乎同时，第一电磁线圈4通电，双阀芯9克服第一回位弹簧7的压缩力向上压紧在阀芯体13上，使背压腔36和工作油回油通道8连通，由于背压腔36卸掉了工作油产生的背压力，针阀19便在承压锥面受到的压力室22高压燃料的压力下克服调压弹簧18的作用力离开针阀体20上的阀座，压力室22中的燃料便从喷嘴喷出；当喷油脉宽到时，又在控制器的控制下，先后使第一电磁线圈4和第二电磁线圈32断电，于是双阀芯9在第一回位弹簧7的作用下向下压紧在阀芯体13上，背压腔36再次和工作油进油通道12连通，建立起背压力，此时虽然压力室22中仍存在高压燃料，但是由于工作油在背压腔36中形成的背压力与调压弹簧18的压缩力之和远大于高压燃料在针阀19底端承压锥面的压力，所以针阀19会在上下压差的作用下迅速落座，喷油嘴停止喷油，随后单阀芯26在第二回位弹簧29的作用下压紧在阀座上，切断燃油进油通道27和喷油器本体高压油道24的连通，压力室22没有高压燃料，防止发动机在处于不喷油工作行程时因喷油嘴密封不好造成滴油现象，尤其能够防止液化的气体燃料在压力室22中因泄露而造成一定程度的汽化，从而保证了喷油量计量的准确性，以上就是本发明工作的全过程。
Claims (3)
1.一种发动机燃料缸内直接喷射装置，其特征在于包括背压控制高速电磁阀、燃料控制电磁阀、喷油器本体、喷油嘴，背压控制高速电磁阀和燃料控制电磁阀安装在喷油器本体的上部，喷油嘴固定在喷油器本体的下部，喷油器本体(17)包括工作油回油通道(8)、工作油进油通道(12)、喷油器本体高压油道(24)、燃油进油通道(27)、燃油回油通道(28)，背压腔(36)，喷油器本体(17)上部设有双阀芯固定腔和单阀芯固定腔，喷油器本体(17)下部设有针阀固定腔，喷油器本体(17)两侧分别设有工作油回油通道(8)、工作油进油通道(12)和燃油进油通道(27)、燃油回油通道(28)；背压控制高速电磁阀包括第一线圈套(1)、第一固定螺母(2)、第一固定铁心(3)、第一电磁线圈(4)、第一弹簧座(5)、第一沉头螺钉组(6)、第一回位弹簧(7)、双阀芯(9)、阀芯体(13)，第一固定铁心(3)通过第一沉头螺钉组(6)固定在喷油器本体(17)上，第一线圈套(1)通过第一固定螺母(2)固定在第一固定铁心(3)上，第一弹簧座(5)嵌入到喷油器本体(17)双阀芯固定腔中，双阀芯(9)中第一阀芯(10)上设有一个凸台，第一回位弹簧(7)安装在第一弹簧座(5)和第一阀芯(10)凸台之间，双阀芯(9)中第一阀芯(10)和第二阀芯(11)之间采用螺纹连接，在阀芯体(13)上设有第一通孔(14)、第二通孔(15)和第三通孔(16)，第一通孔(14)与工作油回油通道(8)相通，第二通孔(15)与工作油进油通道(12)相通，第三通孔(16)通过喷油器本体工作油高压油道(25)与背压腔(36)相通，燃料控制电磁阀包括单阀芯(26)、第二回位弹簧(29)、第二沉头螺钉组(30)、第二弹簧座(31)、第二电磁线圈(32)、第二线圈套(33)、第二固定螺母(34)、第二固定铁心(35)，第二固定铁心(35)通过第二沉头螺钉组(30)固定在喷油器本体(17)上，第二线圈套(33)通过第二固定螺母(34)固定在第二固定铁心(35)上，第二弹簧座(31)嵌入到喷油器本体(17)的单阀芯固定腔中，单阀芯(26)上设有一个凸台，第二回位弹簧(29)安装在第二弹簧座(31)和单阀芯(26)凸台之间，喷油嘴包括调压弹簧(18)、针阀(19)、针阀体(20)、紧固螺母(21)、压力室(22)、针阀体高压油道(23)，针阀(19)设有一凸台，调压弹簧(18)安装在该凸台和喷油器本体(17)下部的弹簧座之间，在针阀体(20)上设有喷油嘴针阀体高压油道(23)，喷油嘴针阀体高压油道(23)和喷油器本体高压油道(24)相连通，针阀体(20)和喷油器本体(17)之间通过紧固螺母(21)固定。
2.根据权利要求1所述的一种发动机燃料缸内直接喷射装置，其特征在于：第一阀芯(10)和第二阀芯(11)与阀芯体(13)的接触面为球面，单阀芯(26)与喷油器本体(17)的接触面为球面。
3.根据权利要求1所述的一种发动机燃料缸内直接喷射装置，其特征在于：针阀(19)与针阀体(20)、针阀(19)与喷油器本体(17)针阀固定腔、阀芯体(13)与喷油器本体(17)双阀芯固定腔和单阀芯(26)凸台与喷油器本体(17)单阀芯固定腔分别为一组精密研磨的偶件。
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