CN102374085A - 低回油式压电控制喷油器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供低回油式压电控制喷油器，包括安装在喷油器体里依次相连的压电元件、压电控制阀部分、控制活塞、针阀复位弹簧、喷油嘴部分，控制活塞安装在控制腔体里，所述的压电控制阀部分包括依次相连的液力耦合器、控制阀、复位弹簧，其中液力耦合器包括液力耦合器壳体、变换活塞、阀活塞、调节盘、空心体、阀座，变换活塞与阀活塞相连且均安装在液力耦合器壳体里，空心体和调节盘安装在液力耦合器壳体上，空心体上端卡在调节盘上，空心体下端支撑在阀座上，控制活塞上方设置控制腔。本发明可以避免高压燃油直接泄放到低压油路中，从而减少了回油量，节省了燃油的油泵压缩功，减小了油箱的温升。

Description

低回油式压电控制喷油器

技术领域

本发明涉及的是一种发动机喷油***的喷油器。

背景技术

近年来，柴油机电控喷油器技术得到了迅猛的发展，电控喷油器的应用成为柴油机发展的必然趋势。由于压电控制元件具有快速响应的特点，因而能够实现对柴油机喷油量和喷油规律快速而精确地控制，从而达到提高柴油机经济性、动力性和降低有害物排放的目的。

当前应用的压电控制式喷油器将高压油管出来的高压燃油分成两路：一路进入喷油器针阀下方的盛油槽，一路进入控制活塞上方的控制腔。当压电晶体未通电时，控制腔的进油孔和泄油孔同时开启，但由于进油孔较大，控制腔中会建立较高油压；当压电晶体通电时，控制腔进油孔被关闭，泄油孔仍然处于开启状态，高压油流回到油箱中，控制腔卸压，针阀在盛油槽中高压燃油的作用下升起。但现有的压电喷油器仍存在不足之处，需进一步优化和改进：1、喷油器不喷油时，控制腔进油孔和泄油孔联通，一部分高压油进入控制腔后直接泄放到低压油箱中，浪费了该部分燃油的压缩功；2：燃油在被压缩过程中会升温，流回到低压油箱之后会引起油箱内燃油的温度升高；3：喷油器开启过程中，由于泄油孔直径很小，控制腔卸压速度很慢，导致喷油器针阀抬起速率减小；喷油器关闭过程中，由于进油孔进油的同时泄油孔也在泄油，使控制腔建压速率降低，针阀落座速率减小。

发明内容

本发明的目的在于提供能够减少回油量、节省油泵压缩功、加快针阀动作速度、减小油箱温升的低回油式压电控制喷油器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明低回油式压电控制喷油器，包括安装在喷油器体里依次相连的压电元件、压电控制阀部分、控制活塞、针阀复位弹簧、喷油嘴部分，控制活塞安装在控制腔体里，其特征是：所述的压电控制阀部分包括依次相连的液力耦合器、控制阀、复位弹簧，其中液力耦合器包括液力耦合器壳体、变换活塞、阀活塞、调节盘、空心体、阀座，变换活塞与阀活塞相连且均安装在液力耦合器壳体里，空心体和调节盘安装在液力耦合器壳体上，空心体上端卡在调节盘上，空心体下端支撑在阀座上，控制活塞上方设置控制腔。

本发明还可以包括：

1、所述的喷油嘴部分包括针阀、喷油嘴，针阀安装在喷油嘴里，针阀与喷油嘴之间形成盛油槽，盛油槽连通油路。

2、针阀复位弹簧与喷油嘴通过限位孔板相连，限位孔板与针阀复位弹簧之间安装针阀复位弹簧座。

3、还包括蓄压腔，蓄压腔通过油管连通盛油槽和控制腔体。

本发明的优势在于：阀活塞可以在喷油器喷油过程中关闭控制腔的进油油路，控制阀可以在不喷油时关闭控制腔的泄油油路，避免高压燃油直接泄放到低压油路中，从而减少了回油量，节省了燃油的油泵压缩功，减小了油箱的温升；同时控制腔进油和泄油过程相互独立，其建压和卸压速率加快，使喷油器针阀的动作速度加快，改善了喷油效果，能够提高发动机的经济性和动力性能。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明压电控制阀部分结构示意图；

图3为本发明喷油嘴部分结构示意图；

图4为本发明带蓄压腔的示意图。

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：

结合图1～3，压电元件1、空心体12、变换活塞11、阀活塞13、控制阀17、复位弹簧16和控制腔体2共同构成了低回油式压电控制喷油器的压电控制阀部分9。压电元件1通过控制变换活塞11来操纵阀活塞13和控制阀17的动作和复位，弹性金属垫片10可以减小变换活塞11对压电元件1的直接冲击。变换活塞11和阀活塞13统称为液力耦合器，位于液力耦合器壳体18内。空心体12上端卡在液力耦合器壳体18的调节盘19上，下端支撑在阀座14上，空心体12被预先加载压力，通过调节盘19传递给液力耦合器壳体18，将其压向压电元件1。阀座14起到了燃油密封作用，并为燃油提供了流通通道。复位弹簧16为控制阀17提供了复位方向的预紧力。喷油嘴7、针阀6、限位孔板23、紧帽21、针阀复位弹簧5、针阀复位弹簧座20、控制活塞4和喷油器体3组成了低回油式压电控制喷油器的主体部分。喷油器体3下部连接紧帽21和喷油嘴7，喷油嘴7内部有针阀6和盛油槽22。控制腔15位于控制活塞4上方，控制活塞4和针阀复位弹簧5均通过复位弹簧底座20将针阀6压向喷油嘴7。限位孔板23起到了限制针阀6升程和支撑复位弹簧底座20的作用。在不同工况下，电子控制单元采集发动机传感器的输入信号驱动喷油器压电控制阀部分9，从而控制控制腔15进油油路和泄油油路的开启或关断。压电控制阀9未通电时，阀活塞13和控制阀17在复位弹簧16的作用下抬起，控制腔15进油油路开启，泄油油路被控制阀17关断，高压燃油一部分进入喷油嘴7内的盛油槽22，一部分进入控制腔15，此时盛油槽22和控制腔15中的燃油压力相同，在针阀复位弹簧5的作用下，喷油器针阀6处于落座状态，喷油器不喷油；压电控制阀9通电时，压电元件1伸长，使变换活塞11、阀活塞13和控制阀17向下移动，控制腔15泄油油路开启，进油油路被阀活塞13关断，控制腔15中的高压燃油泄入低压油路中，此时盛油槽22中的油压大于控制腔15中的油压，当压力差大于针阀复位弹簧5的复位力时，针阀6升起，喷油器开始喷油。

低回油式压电控制喷油器主要包括喷油嘴部分8、针阀复位弹簧5、控制活塞4、喷油器体3和压电控制阀9组成。盛油槽20与高压油管联通，压电控制阀9位于控制腔15上方，其压电元件1通过控制变换活塞11来操纵阀活塞13和控制阀17的动作和复位，上方的阀活塞13用来控制控制腔15进油油路的开启或关断，下方的控制阀17用来控制控制腔15泄油油路的开启或关断。

阀活塞13可以在喷油器喷油过程中关闭控制腔15的进油油路，控制阀17可以在不喷油时关闭控制腔15的泄油油路，避免高压燃油直接泄放到低压油路中，从而减少了回油量，节省了燃油的油泵压缩功，减小了油箱的温升；同时控制腔15进油和泄油过程相互独立，其建压和卸压速率加快，使喷油器针阀6的动作速度加快，改善了喷油效果，能够提高发动机的经济性和动力性能。

实施方式2：

结合图4，蓄压腔24进口与高压油管相连，出口与盛油槽22以及控制腔15进油油路相连。压电元件1、空心体12、变换活塞11、阀活塞13、控制阀17、复位弹簧16和控制腔体2共同构成了低回油蓄压式压电控制喷油器的压电控制阀部分9。压电元件1通过控制变换活塞11来操纵阀活塞13和控制阀17的动作和复位，弹性金属垫片10可以减小变换活塞11对压电元件1的直接冲击。变换活塞11和阀活塞13统称为液力耦合器，位于液力耦合器壳体18内。空心体12上端卡在液力耦合器壳体18的调节盘19上，下端支撑在阀板14上，空心体12被预先加载压力，通过调节盘19传递给液力耦合器壳体18，将其压向压电元件1。阀板14起到了燃油密封作用，并为燃油提供了流通通道。复位弹簧16为控制阀17提供了复位方向的压力。喷油嘴7、针阀6、限位孔板23、紧帽21、针阀复位弹簧5、针阀复位弹簧座20、控制活塞4和喷油器体3组成了低回油蓄压式压电控制喷油器的主体部分。喷油器体3下部连接紧帽21和喷油嘴7，喷油嘴7内部有针阀6和盛油槽22。控制腔15位于控制活塞4上方，控制活塞4和针阀复位弹簧5均通过复位弹簧底座20将针阀6压向喷油嘴7。限位孔板23起到了限制针阀6升程和支撑复位弹簧底座20的作用。在不同工况下，电子控制单元采集发动机传感器的输入信号驱动喷油器压电控制阀部分9，从而控制控制腔15进油油路和泄油油路的开启或关断。压电控制阀9没有通电时，阀活塞13和控制阀17在复位弹簧16的作用下抬起，控制腔15进油油路开启，泄油油路被控制阀17关断，高压燃油一部分进入喷油嘴7内的盛油槽22，一部分进入控制腔15，此时盛油槽22和控制腔15中的燃油压力相同，在针阀复位弹簧5的作用下，喷油器针阀6处于落座状态，喷油器不喷油；压电控制阀9通电时，压电元件1伸长，使变换活塞11、阀活塞13和控制阀17向下移动，控制腔15泄油油路开启，进油油路被阀活塞13关断，控制腔15中的高压燃油泄入低压油路中，此时盛油槽22中的油压大于控制腔15中的油压，当压力差大于针阀复位弹簧5的复位力时，针阀6升起，喷油器开始喷油。同时蓄压腔24能够减小脉动供油引起的高压油管内压力波动对喷油过程的影响，调节喷油率和保证在喷油过程中喷射压力的稳定性，使高压燃油尽量维持较高的喷射压力喷入气缸，并且可减少相邻缸喷射以及多次喷射之间的相互影。

蓄压腔24能够抑制喷油过程中压力波动对燃油喷射的影响，改善喷射特性；阀活塞13可以在喷油器喷油过程中关闭控制腔15的进油油路，控制阀17可以在不喷油时关闭控制腔15的泄油油路，避免高压燃油直接泄放到低压油路中，从而减少了回油量，节省了燃油的油泵压缩功；同时控制腔15进油和泄油过程相互独立，其建压和卸压速率加快，使喷油器针阀6的动作速度加快，改善了喷油效果，能够提高发动机的经济性和动力性能。

Claims (5)

1.低回油式压电控制喷油器，包括安装在喷油器体里依次相连的压电元件、压电控制阀部分、控制活塞、针阀复位弹簧、喷油嘴部分，控制活塞安装在控制腔体里，其特征是：所述的压电控制阀部分包括依次相连的液力耦合器、控制阀、复位弹簧，其中液力耦合器包括液力耦合器壳体、变换活塞、阀活塞、调节盘、空心体、阀座，变换活塞与阀活塞相连且均安装在液力耦合器壳体里，空心体和调节盘安装在液力耦合器壳体上，空心体上端卡在调节盘上，空心体下端支撑在阀座上，控制活塞上方设置控制腔。

2.根据权利要求1所述的低回油式压电控制喷油器，其特征是：所述的喷油嘴部分包括针阀、喷油嘴，针阀安装在喷油嘴里，针阀与喷油嘴之间形成盛油槽，盛油槽连通油路。

3.根据权利要求1或2所述的低回油式压电控制喷油器，其特征是：针阀复位弹簧与喷油嘴通过限位孔板相连，限位孔板与针阀复位弹簧之间安装针阀复位弹簧座。

4.根据权利要求1或2所述的低回油式压电控制喷油器，其特征是：还包括蓄压腔，蓄压腔通过油管连通盛油槽和控制腔体。

5.根据权利要求3所述的低回油式压电控制喷油器，其特征是：还包括蓄压腔，蓄压腔通过油管连通盛油槽和控制腔体。

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