专利名称：一种智能燃料喷油器的制作方法
技术领域：
本发明属于内燃机技术领域，涉及一种内燃机喷油器，特别是可根据燃料的类型以及发动机的运行工况来智能调节燃料的喷射压力、喷射量以及喷射规律的智能喷油器。
背景技术：
由于Smart Engine要实现在同一发动机中使用不同燃料，喷油器做为Smart Engine的关键部件之一。其必须满足多种燃料的喷射要求，即燃料灵活性,针对某一种燃料类型，要求在不同燃烧模式下，自动改变其喷油规律，实现良好的雾化效果，并根据发动机的不同负荷和运行情况，需自动调节燃料的喷射时间、喷射压力及喷油规律，实现最优的动力性与燃油经济性。在现有技术中，文献"一种新型乙醇/汽油在线混合喷油器的研究"(《南昌大学学报*工科版》，2009年第1期，作者方晓敏等)在电喷式汽油喷油器的基础上，在发动机上增设乙醇供油系统,乙醇和汽油分别向喷油器供油,在针阔腔内混合后喷出，该设计只能采用性质相近的燃料，无法针对燃料的不同理化性质，调节喷射压力，喷油规律实现良好的雾化效果，且只适用于两种燃料，无法采用多元燃料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能燃料喷油器，其进行多元燃料进行喷射，且针对不同的燃料可以采用的不同的燃烧模式。
为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是
一种智能燃料喷油器，其包括喷油器体、喷油嘴，喷油器体内包括至少两个针阀及其控制系统，针阀沿喷油器体半径方向依次嵌套，喷油器的喷油嘴上设有对应针阀的喷孔，其可以开启单个或多个针阀以实现不同的喷油量。
所述针阀及其控制系统包括电磁阀衔铁、电磁线圈、控制腔、针阀，电磁阀衔铁嵌套于电磁线圈内，其下端顶住控制腔球阀，控制腔球阀与控制腔相连，控制腔连接供油孔且其底部设有与出油孔相连的泄油孔，针阀下端顶住喷孔，上端与针阀回位弹簧相顶，针阀回位弹簧上顶喷油器体。泄油孔可以设置于控制腔底部且居中，出油孔则与泄油孔由管路相连。所述喷孔以圆周方向布置，内环侧的喷孔的密度低于外侧喷孔密度。
由于采用了上述方案，本发明具有以下特点能根据燃料类型和喷射压力改变开启的针阀及其顺序与数量，以此满足与不同燃料类型相适应的喷射条件，实现最佳的雾化质量。
图1为喷油器结构示意图
图中，l为第一电磁线圈、2为第一电磁阀衔铁、3为第一控制腔球阀、4为第一控制腔、
5为第一针阀回位弹簧、6为出油孔、7为第二电磁线圈、8为第二电磁阀衔铁、9为第二控制腔、IO为第二针阀回位弹簧、ll为第三电磁线圈、12为第三电磁阀衔铁、13为第三控制腔、14为第三排喷孔、15为第一排喷孔、16为第二排喷孔、17为第一针阀、18为第二针阀、19为第三针阀、20为喷油嘴、21为第三针阀回位弹簧、22为第三泄油孔、23为第三控制腔球阀、24为喷油器体、25为供油孔、26为第二泄油孔、27为第二控制腔球阀、28为第一泄油孔。
具体实施例方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本智能喷射器主要结构包括第一电磁线圈1、第一电磁阀衔铁2、第一控制腔球阀3、第一控制腔4、出油孔6、第一针阀回位弹簧5、第一泄油孔28、第二电磁线圈7、第二电磁阀衔铁8、第二控制腔球阀27、第二控制腔9、第二针阀回位弹簧IO、第二泄油孔26、第三电磁线圈ll、第三电磁阀衔铁12、第三控制腔球阀23、第三控制腔13、第三针阀回位弹簧21、第三泄油孔22、第一针阀17、第二针阀18、第三针阀19、第一排喷孔15、第二排喷孔16、第三排喷孔14、喷油器体24、喷油嘴20、供油孔25。沿喷油器体24轴线方向从上到下依次安装第一电磁线圈1、第一电磁阀衔铁2、第一控制腔球阀3、第一针阀17、第一针阀回位弹簧5、第二电磁线圈7、第二电磁阀衔铁8、第二控制腔球阀27、第二针阔18、第二针阀回位弹簧IO、第三电磁线圈ll、第三电磁阀衔铁12、第三控制腔球阀23、第三针阀19、第一排喷孔15、第二排喷孔16、第三排喷孔14。第一电磁阀衔铁2嵌套在第一电磁线圈1当中，第一电磁阀衔铁2下端顶住第一控制腔球阀3，第一控制腔球阀3与第一控制腔4相连，燃油可以由第一控制腔4经过第一控制 球阀3进入出油孔6,第一针阀回位弹簧5下端顶住第一针阀17，上端顶住喷油器体24。第二电磁阀衔铁8装入第二电磁线圈7当中，第二电磁阀衔铁8下端顶住第二控制腔球阀27，第二控制腔球阀27与第二控制腔9相连，燃油可以由第二控制腔9经过第二控制腔球阀27进入出油孔6，第二针阀回位弹簧IO下端顶住第二针阀18，上端顶住喷油器体24。第三电磁线圈11中装入第三电磁阀衔铁12，第三电磁阀衔铁12下端顶住第三控制腔球阀23，第三控制腔球阀23与第三控制腔13相连，燃油可以由第三控制腔13经过第三控制腔球阀23进入出油孔6，第三针阀回位弹簧21下端顶住第二针阀19，上端顶住喷油器体24。第一针阀17、第二针阀18和第三针阀19沿喷油器体24半径方向依次嵌套。供油孔25位于喷油器体24的左侧，出油孔6位于喷油器体24的右侧。第三排喷孔14数量为6个，每个喷孔之间在圆周方向上成60°角均匀布置，喷孔直径0.14mm，喷孔锥角为150。；第二排喷孔16数量为4个，每个喷孔之间成90°角均匀布置，喷空直径为0.14mm，喷孔锥角为150° ;第一排喷孔15数量3个，每个喷孔之间成120°角均匀布置，喷孔直径0.14mm,喷孔锥角为120° 。本发明将第一电磁线套在第一电磁衔铁上，下端顶住第一电磁衔铁下端支撑面；第二电磁衔铁套在第二电磁衔铁上，下端顶住第二电磁衔铁下端支撑面，从半径方向看第二电磁线圈在第一针阀外围；第三电磁衔铁套在第二电磁衔铁上，下端顶住第三电磁衔铁下端支撑面，从半径方向看第三电磁线圈在第二针阀外围。
智能燃料喷射器有三种工作模式(单针阀开启模式、双针阀开启模式和针阀全开模式)。在单针阀开启模式中，开启的针阀是由燃料类型和燃烧模式确定的。且各针阔独立工作，互不影响。在此以第一针阀17为例介绍单针阀开启模式。单针阀开启模式工作过程可分为四个阶段喷油器关闭(静止状态)；第一针阀17开启，即喷油器开启(喷油起点)；第一针阀17完全开启；喷油器关闭(喷油终点)。当喷油器处于非工作状态时，三个电磁线圈中没有控制电流通过，因此不产生吸引电磁阀衔铁的电磁力，则控制腔球阀将泄油孔关闭。此时控制室内的高压燃油对三根针阀上端向下作用力与针阀回位弹簧向下作用力的合力大于喷油嘴腔内高压燃油对针阀承压面作用向上的作用力。针阀将被向下的合力紧紧压在阀座上，此时喷油嘴20关闭。当喷油器第一电磁线圈1通入激磁电流时，随着激磁电流的增加，第一电磁线圈1对第一电磁阀衔铁2的电磁引力也迅速增加，随着第一电磁阀衔铁2开始升起，第一控制腔球阀3离开第一泄油孔28，第一泄油孔28将打开。第一泄油孔28开启后，第一控制腔4与低压油路相通，开始卸压，第一控制腔4的压力迅速降低(供油孔保持畅通状态)。第一控制腔4中燃油作用在第一针阀17上端的压力降低。当第一控制腔4内燃油对第一针阀17上端的向下作用力与第一针阀回位弹簧5向下的作用力的合力小于喷油嘴20腔内高压燃油对第一针阀17承压面的向上作用力时，第一针阀17开始抬起。且随着第一电磁阀衔铁2的升起，第一电磁线圈1中的激磁电流继续升高，因此第一电磁阀1的电磁引力将增大，第一电磁阀衔铁2可迅速达到最大开度。此时第一排喷孔15完全打开，喷油器喷油。由于第二电磁线圈7和第三电磁线圈11处于断电状态，第二针阀18和第二针阀19仍处于静止状态，针阀被向下的合力紧紧压在阀座上，其所对应的喷孔保持关闭状态。当喷油结束时，第一电磁线圈l维持电流为零，第一电磁线圈l对第一电磁阀衔铁2的电磁吸引力也迅速变小，第一电磁阀衔铁2开始落座，第一控制腔球阀3重新顶住第一泄流孔28，第一泄流孔28逐渐关闭，随着泄流量的减少，第一控制腔4内的压力逐渐升高，趋近于供油孔25的压力，其作用在第一针阀17上端横截面上的压力也增加，当该压力与第一针阀回位弹簧5作用力之和大于喷油嘴20腔内高压燃油作用在第一针阀17承压面上的作用力时，第一针阀17开始落座，第一排喷油孔15关闭，喷油器停止喷油。双针阀开启模式通过加大喷油量确保在加入能量密度相对较低的燃料时发动机仍然具有优良动力性能和稳定的功率输出，而且在大负荷工况时，也能通过增加燃料喷射量来保证大负荷的功率要求。双针阀开启模式的工作原理类似于单针阀开启模式，不同点在于双针阀模式同时开启两个针阀、打开两排喷孔，而且开启的针阀是可以任意组合的，可以是第一针阀17和第二针阀18的组合，也可以同时开启第一针阀17和第三针阀19，或者同时开启第二针阀18和第三针阀19。针阀全开模式原理类同于前两种工作模式。当双针阀开启模式喷油量无法满足功率需要时，则智能燃料喷射器进入针阀全开模式，三根针阀同时开启，实现最大的喷油量。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种智能燃料喷油器，其特征在于其包括喷油器体、喷油嘴，喷油器体内包括至少两个针阀及其控制系统，针阀沿喷油器体半径方向依次嵌套，喷油器的喷油嘴上设有对应针阀的喷孔，其可以开启单个或多个针阀以实现不同的喷油量。
2、 如权利要求1所述的智能燃料喷油器，其特征在于所述针阀及其控制系统包括电磁 阀衔铁、电磁线圈、控制腔、针阀，电磁阀衔铁嵌套于电磁线圈内，其下端顶住控制腔球阀， 控制腔球阀与控制腔相连，控制腔连接供油孔且其底部设有与出油孔相连的泄油孔，针阀下 端顶住喷孔，上端与针阀回位弹簧相顶，针阀回位弹簧上顶喷油器体。
3、 如权利要求1所述的智能燃料喷油器，其特征在于所述喷孔以圆周方向布置，内环 侧的喷孔的密度低于外侧喷孔密度。
全文摘要
一种智能燃料喷油器，其包括喷油器体、喷油嘴，喷油器体内包括至少两个针阀及其控制系统，针阀沿喷油器体半径方向依次嵌套，喷油器的喷油嘴上设有对应针阀的喷孔，其可以开启单个或多个针阀以实现不同的喷油量。所述针阀及其控制系统包括电磁阀衔铁、电磁线圈、控制腔、针阀，电磁阀衔铁嵌套于电磁线圈内，其下端顶住控制腔球阀，控制腔球阀与控制腔相连，控制腔连接供油孔，针阀下端顶住喷孔，上端与针阀回位弹簧相顶，针阀回位弹簧上顶喷油器体。本发明能满足多种燃料的喷射要求，可以根据不同燃料类型、不同燃烧模式、不同发动机工况，改变开启的针阀及其数量和喷射规律等参数，实现发动机高效率低排放运行。
文档编号F02M51/06GK101672234SQ200910197159
公开日2010年3月17日 申请日期2009年10月14日 优先权日2009年10月14日
发明者吴志军, 栋 张, 朱宇政, 原 高, 黄魏迪 申请人:同济大学