CN101798977A - 压电与电磁组合双阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是压电与电磁组合双阀装置。包括电磁阀、压电执行器和阀体外壳，电磁阀和压电执行器安装在阀体外壳内部，且电磁阀安装在压电执行器的上面。本发明具有较快的动作响应能力，能够快速地关闭和开启燃油溢流控制阀，迅速建立燃油压力或使燃油迅速泄流降压；通过控制喷油器针阀的动作，可以控制喷射前燃油的积蓄压力及喷油器针阀的开启和关闭压力，使得喷油器针阀能够更迅速地开启和闭合，而且喷油器针阀的开启和闭合与燃油喷射压力无关，从而能够控制燃油喷射压力，得到不同的喷油率，实现多种喷油规律，可满足柴油机在不同工况，不同负荷下对喷油压力和喷油规律的要求，提高柴油机经济性和动力性，降低噪声和减少有害排放物质。

Description

压电与电磁组合双阀装置

技术领域

本发明涉及一种燃油喷射装置，特别是涉及同时满足柴油机不同工况下喷射要求的燃油喷射装置。

背景技术

对柴油机的燃油喷射***实现电子控制，是当今柴油机燃油喷射***发展的一个重要方向，利用压电执行器或高速电磁阀可以实现对柴油机喷油量和喷油规律的精确控制，从而达到提高柴油机的经济性能，改善柴油机动力性能和减少柴油机有害排放的目的。

传统的电控燃油喷射***通常采用单电磁阀或高速压电执行器控制方式，虽然可以在一定程度上实现对喷油量和喷油规律的优化控制，但仍存在一些问题。其一，该控制方式只能对一个控制阀实施控制作用，因此很难同时实现对喷油规律和喷油压力的灵活控制，难以满足柴油机在不同工况下对喷油规律的要求。其二，该控制方式所采用的高速电磁阀的动作响应速度仍然相对较慢，难于实现多次喷射和可变的喷油规律。其三，除了共轨燃油***以外，该控制方式的燃油喷射压力与柴油机转速密切相关，在低转速下燃油喷射压力较低，雾化质量差，燃烧过程难以得到优化。其四，喷油器针阀的开启和关闭与燃油喷射压力密切相关，在单电磁阀控制方式下，无法控制喷油器针阀的开启和闭合速度，尤其在低转速燃油喷射压力较低时，针阀的开启和关闭速度会更慢，难以完成多次喷射的任务。

发明内容

本发明在于提供一种可以对柴油机喷油量和喷油规律快速、精确的控制，以达到提高柴油机经济性、动力性和降低有害排放的目的的压电与电磁组合双阀装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的压电与电磁组合双阀装置包括电磁阀、压电执行器和阀体外壳，电磁阀3和压电执行器4安装在阀体外壳内部，且电磁阀3安装在压电执行器4的上面。

本发明的优势在于：可同时实现对燃油溢流控制阀和喷射控制阀两个控制阀的分别控制，通过对两个控制阀的配合控制达到对柴油机燃油喷射压力和燃油喷射率的灵活控制。该双阀装置的高速电磁阀和高速压电执行器都具有较快的动作响应能力，能够快速地关闭和开启燃油溢流控制阀，迅速建立燃油压力或使燃油迅速泄流降压；通过控制喷油器针阀的动作，可以控制喷射前燃油的积蓄压力及喷油器针阀的开启和关闭压力，使得喷油器针阀能够更迅速地开启和闭合，而且喷油器针阀的开启和闭合与燃油喷射压力无关，从而能够控制燃油喷射压力，得到不同的喷油率，实现多种喷油规律，可满足柴油机在不同工况，不同负荷下对喷油压力和喷油规律的要求，提高柴油机经济性和动力性，降低噪声和减少有害排放物质。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的高速电磁阀结构示意图；

图3为本发明的液压耦合器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

实施方式1：如图1——3所示，本发明的压电与电磁组合双阀装置包括高速电磁阀3、高速压电执行器4和阀体外壳1、2，高速压电执行器4由压电元件5和液压耦合器6组成。压电元件5通过控制变换活塞19操作阀活塞20的动作和复位，以控制相应喷射控制阀的开启和关闭，从而实现对燃油喷射的灵活控制。液压耦合器6内装置了变换活塞19和阀活塞20，变换活塞19和阀活塞20均由液压耦合器6的耦合器壳体18导向。变换活塞19一端的凸起靠在压电元件5前端的弹性金属垫片17上，该弹性金属垫片17可有效减小变换活塞19对压电元件5的直接冲击。液压耦合器6中被预先加载压力的弹簧空心体21和预紧弹簧26将耦合器壳体18压向压电元件5，弹簧空心体21一端支撑在弹簧空心体限位块22上，另一端支撑在卡在耦合器壳体18上的调节盘25上，弹簧空心体21的预加载弹簧力通过该调节盘25传递给耦合器壳体18，并将其压向压电元件5。调节盘25可用于调节弹簧空心体21的预加载弹簧力及耦合间隙30。阀板23起到了对燃油的密封作用并为燃油提供流通通道，复位弹簧28对阀活塞20提供复位方向的压力，节流盘24对燃油的流通产生节流作用，且其与阀板23紧密的连接形成了一个良好的密封面，由此可以相应地降低所需的密封力。在本发明的实施例中，控制阀29与阀板23构成常闭阀，如图2中所示，用以控制喷油器针阀的快速开启和闭合。本发明中的高速电磁阀3的磁路由电磁阀阀体9、感应线圈10和衔铁12构成。阀芯13由止动环14卡在衔铁12上，与衔铁12构成一个整体的运动构件，并由装置在电磁阀阀体9盲孔内的复位弹簧16施加向开启方向的压力以使衔铁12复位。感应线圈10由线圈骨架11包绕并与之整合为一体，其与电磁阀阀体9之间以耐油耐高温密封胶灌封。

上侧由高速电磁阀3构成的溢流控制阀为常开阀，不喷油时，溢流控制阀保持开启状态，燃油经常开溢流控制阀由泄油通道流回油箱；当溢流控制阀通电关闭时，此时泄油通道被关闭，则燃油在喷油***的油道内迅速建立起喷油压力，准备喷油。当溢流控制阀断电重新开启时，泄油通道被再次被打开，高压燃油经溢流控制阀从泄油通道泄出，喷油***的燃油通路内的燃油压力迅速下降。

下侧由高速压电执行器4构成的喷射控制阀为常闭阀，通过控制该阀的通电开启和断电闭合，可实现对燃油喷射的控制。

若喷射控制阀保持通电开启状态，当溢流控制阀通电关闭时，喷油器针阀的开启和关闭则仅由针阀回位弹簧所设定的弹簧力所决定，此时的控制模式与单一电磁阀的控制模式完全相同。但是，若喷射控制阀保持断电闭合状态，此时燃油的压力加载在喷油器针阀上方，此压力与针阀回位弹簧的弹簧力共同确保喷油器针阀的闭合，这种控制模式即为双阀控制模式。

当溢流控制阀通电关闭时，泄油通道关闭，喷油***的燃油停止泄流，并开始在油道内迅速建立起喷油压力，准备喷油。若喷射控制阀通电开启的时刻滞后于溢流控制阀通电闭合的时刻，则随着滞后时间的增加，燃油在喷油***中会不断地积蓄压力，此时通过控制喷射控制阀的开启和闭合时刻，即喷油的开始和结束时刻，便可以灵活地控制燃油的喷射时刻、喷油压力和喷油规律。

由于在此滞后时间内燃油压力的不断积蓄，因此当喷射控制阀通电开启时，与单电磁阀控制方式向比较，双阀控制下的喷油器针阀的开启压力更高，针阀的开启速度更快，则燃油的喷油压力更高，喷射速率更快，喷油雾化质量也更好。当喷油结束时，单电磁阀控制***通过控制溢流控制阀的断电开启，使高压燃油迅速泄流降压，同时利用作用在喷油器针阀上方的燃油压力和喷油器针阀回位弹簧的共同作用使针阀重新落座，停止喷油。而在双阀控制***中，则可以在溢流控制阀开启前，先行关闭喷射控制阀，由于此时燃油仍维持在较高的喷油压力水平，因此在燃油压力和喷油器针阀回位弹簧的共同作用下，会产生更高的针阀关闭压力，从而可以加快针阀的关闭速度，迅速断油。

当实现矩形燃油喷射率时，溢流控制阀在喷射控制阀通电开启前闭合，此时在喷油***中就会积蓄更高的燃油压力，而且针阀的开启压力较单一电磁阀控制方式更高，因此针阀的开启速度会更快，喷油压力更高，喷油速率更快，喷油雾化质量也更好。当喷油结束时，在溢流控制阀开启前，先关闭喷射控制阀，由于此时燃油仍压力维持在较高的水平，因此在燃油压力和喷油器针阀回位弹簧的共同作用下，会产生更高的针阀关闭压力，加快针阀的关闭速度，迅速断油。由于喷油器针阀的开启闭合速度和喷油速率的提高，在具有双阀装置的控制***中，可很容易实现矩形燃油喷射率。

当实现多次喷射时，由电控***控制调节溢流控制阀的闭合与喷射控制阀开启的时间，使燃油压力积蓄到合适的范围，而后通过高速压电执行器4控制喷射控制阀执行多次开启和闭合动作，以达到实现燃油多次喷射的目的。

同样，通过溢流控制阀和喷射控制阀的配合控制，也可很容易地实现靴形喷油率。

Claims (1)

1.压电与电磁组合双阀装置，其特征是：包括电磁阀、压电执行器和阀体外壳，电磁阀(3)和压电执行器(4)安装在阀体外壳内部，且电磁阀(3)安装在压电执行器(4)的上面。

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