喷油规律可变的蓄压式重油电控喷油器的制作方法

本发明涉及的是一种燃油系统，具体地说是船舶柴油机燃油系统。

背景技术：

喷油规律是柴油机燃烧的重要参数之一，通过控制喷油速率控制燃烧过程可以实现燃烧过程理想化，从而改善燃烧过程。柴油机喷油初期的喷射率是决定预混合燃烧量的重要因素之一，为了降低nox和噪声，希望初始喷射率很低；喷射中期相当于扩散燃烧期，为了降低碳烟，希望喷射率很陡地加大，并且随着转速和负荷的增高，喷油率的丰满度必须增大，即从三角形向矩形过渡，以确保燃油和空气的充分混合；喷射后期是喷射压力降低期，由于此间燃油雾化不良而产生颗粒物排放的因素之一，因此在喷油结束时，应快速回油以实现喷油压力的迅速降低，从而使喷油后期尽量缩短。这样便可以达到同时改善动力性、燃油经济性、污染物排放和噪声排放性能的要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供既能够实现喷油器的靴形喷射改善柴油机的动力性、燃油经济性、污染物排放和噪声排放性能，又可以实现控制腔内的快速建压，提高喷油器响应速度的喷油规律可变的蓄压式重油电控喷油器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明喷油规律可变的蓄压式重油电控喷油器，其特征是：包括喷油器体、电磁阀组件、控制滑阀组件、针阀组件，电磁阀组件、控制滑阀组件和针阀组件自上而下设置，电磁阀组件位于喷油器体里，喷油器体里设置蓄压腔、燃油进油油路、伺服油进油油路、伺服油回油油路、燃油回油油路，蓄压腔连通燃油进油油路；

所述电磁阀组件包括电磁阀体、电磁阀座、电磁铁、衔铁、控制阀杆、电磁阀复位弹簧，电磁阀体位于喷油器体里，电磁阀座位于喷油器体下方，电磁阀座下方为控制阀杆底座，电磁铁安装在电磁阀体里，电磁铁里缠绕线圈，电磁阀体为中空结构，其中空结构里设置电磁阀复位弹簧，伺服油回油油路连通电磁阀体的中空结构，衔铁位于电磁阀座里并位于电磁阀体的下方，电磁阀复位弹簧的两端分别顶在喷油器体和衔铁上，控制阀杆的顶端连接衔铁，控制阀杆的下端部伸入至控制阀杆底座里，控制阀杆底部与控制阀杆底座之间形成控制阀杆导向腔，控制阀杆导向腔连通回油油路，电磁阀座与控制阀杆底座之间形成过渡容腔，控制阀杆底座上设置液力补偿活塞上腔连通油腔、控制滑阀上腔连通油路，液力补偿活塞上腔连通油腔和控制滑阀上腔连通油路均连通过渡容腔，过渡容腔里的控制阀杆部分设置中部凸起，中部凸起的上端面为上端密封锥面，中部凸起的下端面为下端密封锥面，控制阀杆与控制阀杆底座之间形成控制阀杆进油腔，控制阀杆进油腔连通伺服油进油油路；

所述控制滑阀组件包括控制滑阀复位弹簧底座、控制滑阀阀杆、液力补偿活塞，控制滑阀复位弹簧底座设置在控制阀杆底座下方，控制滑阀复位弹簧底座与控制阀杆底座之间形成环形油槽，控制滑阀阀杆、液力补偿活塞分别位于控制滑阀复位弹簧底座里，控制阀杆底座里设置受力滑块，受力滑块上方为控制滑阀上腔，受力滑块下方为控制滑阀下腔，控制滑阀阀杆的上端部连接受力滑块并套有控制滑阀复位弹簧，控制滑阀上腔连通控制滑阀上腔连通油路；液力补偿活塞上方为液力补偿活塞上腔，液力补偿活塞中部与控制滑阀复位弹簧底座之间形成液力补偿活塞下腔，液力补偿活塞下方为液力补偿活塞导向限位腔，液力补偿活塞上套有液力补偿活塞复位弹簧，液力补偿活塞复位弹簧位于液力补偿活塞下腔里，液力补偿活塞上腔连通液力补偿活塞上腔连通油路，控制滑阀阀杆中部设置平面密封阀，平面密封阀所在的控制滑阀复位弹簧底座处设置上容积腔，平面密封阀下方的控制滑阀复位弹簧底座设置下容积腔，控制滑阀阀杆底部设置锥面密封阀，锥面密封阀上方的控制滑阀复位弹簧底座设置底部容积腔，上容积腔连通环形油槽，下容积腔连通液力补偿活塞下腔，底部容积腔通过控制腔泄油油路连通燃油回油油路；

所述针阀组件包括喷嘴、针阀体、控制腔套筒，针阀体安装在喷嘴里并与喷嘴之间形成盛油槽，盛油槽连通燃油进油油路，喷嘴下端部设置喷口，喷嘴上方与控制滑阀复位弹簧底座之间形成控制腔，控制腔位于锥面密封阀下方，控制腔连通液力补偿活塞下腔和燃油进油油路，控制腔套筒设置在控制腔里，控制腔套筒上加工有针阀复位弹簧座，针阀体上部套有针阀复位弹簧，针阀复位弹簧上端顶在针阀复位弹簧座上。

本发明还可以包括：

1、液力补偿活塞导向限位腔里加工有回油油路，控制滑阀下腔下方设置与其连通的混合油回油油路。

2、电磁阀线圈通电时，衔铁带动控制阀杆向上运动，切断过渡容腔与伺服油回油油路的连通，伺服油进油油路开启，伺服油进入到过渡容腔并进入到液力补偿活塞上腔中，液力补偿活塞上端受到伺服油向下的作用力大于液力补偿活塞下腔内燃油对其向上的液压力，液力补偿活塞向下运动；当电磁阀线圈断电后，衔铁在电磁阀复位弹簧的作用下带动控制阀杆向下运动，切断伺服油进油油路与过渡容腔的连通，此时过渡容腔和伺服油回油油路连通，液力补偿活塞上腔泄油，当液力补偿活塞上腔的伺服油压力减小到小于液力补偿活塞下腔内的燃油压力和弹簧预紧力的合力时，液力补偿活塞向上运动直至运动到上止点处。

本发明的优势在于：本发明采用了蓄压腔结构，可以大大改善整个喷油系统的压力波动，特别是可以减小各个喷油器喷油时的互相干扰。本发明设计了液力补偿活塞和控制滑阀结构结构，可以实现可变的喷油规律，有利于改善发动机的动力性、燃油经济型、污染物排放和噪声排放性能，并且可以使控制腔更加快速地建压，提高了喷油器的响应特性。本发明通过电磁阀控制平衡阀杆来调节进、回油油路、的切换，有利于提高针阀体的响应速度和控制精度，提供了灵活的喷油规律，有效的改善了柴油机的排放稳定性和经济性。本发明在电磁阀组件上部加工伺服油回油油路使得泄走的伺服油通过电磁阀流回伺服油箱，冷却电磁阀并且减小衔铁运动的冲击和振动，增加电磁阀工作的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为电磁阀组件示意图；

图3为液力补偿活塞组件示意图；

图4为针阀组件示意图。

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：

结合图1-4，本发明喷油规律可变的蓄压式重油电控喷油器，包括喷油器头1、电磁阀组件4、针阀组件8、紧帽9、控制腔套筒10、控制滑阀和液力补偿活塞7。喷油器头1通过螺纹进行配合连接安装在喷油器体3上，并通过放置在喷油器体3上的密封圈2进行密封。喷油器头1内设置主进油孔14，并与喷油器内的蓄压腔13连通。蓄压腔13下方设有电磁阀组件4。电磁阀组件4部分包括电磁阀体28、线圈18、电磁铁17、衔铁26、控制阀杆19、电磁阀复位弹簧27、控制阀杆底座11等结构。电磁阀体28上部电磁阀复位弹簧座16处加工有伺服油回油油路15。线圈18和电磁铁17安装在电磁阀体28里，电磁阀复位弹簧27位于线圈18中间与电磁阀复位弹簧座16连接。衔铁26位于电磁铁17下方，控制阀杆19和衔铁26紧密结合为一体，控制阀杆19有上下两个密封锥面。中间块25底部加工有一凹槽同密封阀底座形成过渡容腔24。伺服油进油油路5、液力补偿活塞上腔连通油路45和控制滑阀上腔连通油路22加工在控制阀杆底座11内部。电磁阀组件4下方是控制滑阀和液力补偿活塞7，控制滑阀主要包括受力滑块29、控制滑阀阀杆34和控制滑阀复位弹簧31。受力滑块29和控制滑阀阀杆34由螺纹配合连接在一起。控制滑阀复位弹簧31位于控制滑阀下腔30中。控制滑阀复位弹簧底座33处加工有混合油回油油路32。控制滑阀阀杆34中间处有一平面密封阀35，在平面密封阀35上下两端的控制滑阀复位弹簧底座33上加工有两个容积腔上容积腔39和下容积腔38。控制滑阀阀杆34左端是液力补偿活塞43。液力补偿活塞43顶端加工有限位凸台，活塞复位弹簧42安装在液力补偿活塞下腔44中。液力补偿活塞43下端导向限位腔41内加工有一个回油油路40。控制滑阀阀杆34下端是针阀组件8，主要包括控制腔套筒10、针阀复位弹簧49和针阀体52。控制腔套筒10位于控制腔48内，加工有限位凸台53。针阀复位弹簧49上端与控制腔套筒10相连接，下端与针阀52相连接。针阀体52安装在喷嘴50内，喷嘴50和针阀体52之间设置盛油槽51。

图1为本发明喷油规律可变的蓄压式重油电控喷油器的整体结构示意图，它由喷油器头1、密封圈2、电磁阀组件4、、针阀组件8、紧帽9、控制腔套筒10、液力补偿活塞43和控制滑阀7组成。其特征是：喷油器体3上开有蓄压腔13，蓄压腔13与喷油器头1上的主进油孔14相连通。喷油器头1与喷油器体3通过螺纹线进行装配，密封圈2将二者进行密封。蓄压腔13下方设有电磁阀组件4，电磁阀体28上部加工有伺服油回油油路15。电磁阀组件4下面是液力补偿活塞和控制滑阀7，控制滑阀上腔47、液力补偿活塞上腔45分别于过渡容腔24连通。控制滑阀阀杆35下部是针阀组件8。喷油器不工作的时候，从共轨管输送进来的高压燃油通过主进油孔14进入喷油器内部。通过蓄压腔13中的燃油会向下经过燃油进油油路12进入到控制腔48和盛油槽51中，一部分燃油通过环形油槽46、上容积腔39、下容积腔38、液力补偿活塞下腔41进入到控制腔48中。当电磁阀线圈18通电时，控制阀杆19向上抬起，控制阀杆19上锥面关断伺服油回油油路15，同时伺服油进油油路5与过渡容腔24连通，伺服油进入到过渡容腔24中，最后进入到控制滑阀上腔47和液力补偿活塞上腔45中，控制滑阀阀杆34和液力补偿活塞43开始向下运动。控制腔泄油油路36开启，控制腔48开始泄油，控制腔48内燃油压力下降。液力补偿活塞43下移使得液力补偿活塞下腔44中的燃油被压入到控制腔48中，对控制腔48进行一定量的燃油补充。使得喷油初期控制腔48内燃油压力下降较为缓慢；在液力补偿活塞43运动到下止点后不再对控制腔48进行燃油补偿，此后控制腔48内压力下降较快。实现先缓后急的喷油规律。当电磁阀线圈18断电后，控制阀杆19落座，切断伺服油进油油路12和过渡容腔24的连通，同时伺服油回油油路15开启。液力补偿活塞上腔45和控制滑阀上腔47中的伺服油开始泄走，液力补偿活塞43和控制滑阀阀杆34分别在复位弹簧31、42的作用下开始向上运动，液力补偿活塞43重新回到上止点位置，而控制滑阀阀杆34向上运动关断控制腔回油油路36，控制腔48开始重新建压，针阀体52落座，从而结束喷油过程。

图2为电磁阀组件结构示意图。它由电磁阀体28、线圈18、电磁铁17、衔铁26、控制阀杆19、电磁阀复位弹簧27、控制阀杆底座11等构成，电磁阀体28上部加工有伺服油回油油路15。当电磁阀线圈18不通电，控制阀杆19下端密封锥面与控制阀杆底座11连接，伺服油回油油路15与过渡容腔24、液力补偿活塞上腔45还有控制滑阀上腔47连通。作用是使液力补偿活塞上腔45、控制滑阀上腔47内泄走的伺服油通过电磁阀流回伺服油箱，冷却电磁阀并且减小衔铁26运动的冲击和振动，增加电磁阀工作的稳定性。线圈18和电磁铁17安装在电磁阀体28里，电磁阀复位弹簧27位于线圈18中间与电磁阀复位弹簧座16连接。衔铁26位于电磁铁28下方，控制阀杆19和衔铁26紧密结合为一体，控制阀杆19有上下两个密封锥面，控制阀杆底座11上加工有伺服油进油油路5、液力补偿活塞上腔连通油路23和控制滑阀上腔连通油路22。当电磁阀线圈18通电时，控制阀杆19在电磁力的作用下与衔铁28一起向上运动，控制阀杆19上端密封锥面关断伺服油回油油路15，伺服油进油油路5与过渡容腔24连通，伺服油流经过渡容腔24进入到液力补偿活塞上腔45和控制滑阀上腔47中。使得液力补偿活塞43和控制滑阀阀杆34向下运动；当电磁阀线圈18断电后，控制阀杆19在电磁阀复位弹簧27的作用下控制阀杆19下端密封锥面关断伺服油进油油路5和过渡容腔24的连通，液力补偿活塞上腔45、控制滑阀上腔47与伺服油回油油路15连通，控制滑阀阀杆34和液力补偿活塞43复位。液力补偿活塞导向腔41底端加工有回油油路40，使得泄漏到液力补偿活塞导向腔41内部的燃油能够流回油箱中以免影响液力补偿活塞43的运动。

图3为本发明控制滑阀和液力补偿活塞结构示意图。控制滑阀由受力滑块29、控制滑阀阀杆34和控制滑阀复位弹簧31构成。受力滑块29和控制滑阀阀杆34之间由螺纹配合连接在一起。控制滑阀复位弹簧31安装在控制滑阀下腔30中，控制滑阀复位弹簧31不仅起到使控制滑阀阀杆34复位的作用，还限制了控制滑阀阀杆34的最大位移，使得当控制滑阀阀杆34处于最大位移的时候，控制滑阀阀杆34中部的平面密封阀35隔断上容积腔39和下容积腔38的连通。控制滑阀复位弹簧底座33处加工有混合油回油油路32，防止从控制滑阀上腔47泄漏下来的伺服油和控制腔48泄漏上来的燃油的混合油留存在控制滑阀下腔30中对控制滑阀阀杆34的运动产生影响。控制滑阀阀杆34最下端有一个锥面密封阀37，当控制滑阀阀杆34处于上止点处时锥面密封阀37落座关断控制腔泄油油路36。在喷油器不工作的时候，伺服油无法进入到控制滑阀上腔47。控制滑阀阀杆在控制滑阀复位弹簧31的作用下，控制滑阀阀杆34下端锥面密封阀37关断控制腔泄油油路36，控制腔48不泄油。当喷油器工作电磁阀线圈18通电时，衔铁28在电磁力的作用下带动控制阀杆19向上运动，切断过渡容腔24与伺服油回油油路15的连通，此时伺服油进油油路5与过渡容腔24连通，伺服油进入到过渡容腔24中，并进入到控制滑阀上腔47，控制滑阀阀杆34受到伺服油向下的作用力大于控制腔48内燃油对其向上的液压力，控制滑阀阀杆34开始向下运动，控制滑阀阀杆34中部的平面密封阀35关断上容积腔39和下容积腔38之间的连通，并且锥面密封阀37下移使得控制腔48与控制腔泄油油路36连通，控制腔48开始泄油。当电磁阀线圈18断电后，衔铁28在电磁阀复位弹簧27的作用下带动控制阀杆19向下运动，切断伺服油进油油路5与过渡容腔24的连通，此时过渡容腔24和伺服油回油油路15连通，控制滑阀上腔47开始泄油，控制滑阀上腔47内压力降低，控制滑阀阀杆34在控制滑阀复位弹簧31的作用下向上运动。上容积腔39、下容积腔38和环形油槽46连通，并且控制滑阀阀杆34下端锥面密封阀37重新落座关断控制腔泄油油路36，控制腔48停止泄油。液力补偿活塞43上端加工有限位凸台，液力补偿活塞复位弹簧42安装在液力补偿活塞下腔44中。液力补偿活塞43下端导向限位腔41内加工有一个回油油路40防止液力补偿活塞下腔44中的高压燃油泄漏到液力补偿活塞43下端导向限位腔41内影响液力补偿活塞43的运动。在喷油器不工作的时候，由于液力补偿活塞下腔44内存在高压燃油，在液压力和弹簧预紧力的作用下液力补偿活塞43位于上止点位置。一部分燃油通过环形油槽46、上容积腔39、下容积腔38和液力补偿活塞下腔44进入到控制腔48内，使得控制腔48内建压速度增快，提高喷油器的响应。当喷油器开始工作电磁阀线圈18通电时，衔铁26在电磁力的作用下带动控制阀杆19向上运动，切断过渡容腔24与伺服油回油油路15的连通，此时伺服油进油油路5开启，伺服油进入到过渡容腔24并进入到液力补偿活塞上腔45中，液力补偿活塞43上端受到伺服油向下的作用力大于液力补偿活塞下腔44内燃油对其向上的液压力，液力补偿活塞43开始向下运动。在喷油初期对控制腔48进行一定程度上的燃油补充，控制腔48内燃油压力下降较为缓慢，进而使得针阀体52在初始时刻上升相对缓慢，喷油速率增加的也较为缓慢。当电磁阀线圈18断电后，衔铁26在电磁阀复位弹簧27的作用下带动控制阀杆19向下运动，切断伺服油进油油路5与过渡容腔24的连通，此时过渡容腔24和伺服油回油油路15连通，液力补偿活塞上腔45开始泄油，当液力补偿活塞上腔45的伺服油压力减小到小于液力补偿活塞下腔44内的燃油压力和弹簧预紧力的合力时液力补偿活塞43开始向上运动直至运动到上止点处。

图4为本发明针阀组件结构示意图。它由控制腔套筒10、针阀复位弹簧49和针阀体52构成。控制腔套筒10上加工有针阀复位弹簧座53，既可以固定针阀复位弹簧49又可以对针阀体52起到限位作用，防止喷油器开始工作时控制滑阀阀杆34和针阀体52发生碰撞。当喷油开始时，由于液力补偿活塞43的作用喷油初期控制腔48内燃油压力下降较慢，针阀体52抬升速度缓慢，喷油速率低；喷油持续一段时间后，液力补偿活塞43不在向控制腔48内补充燃油，此后控制腔48内压力下降较快，针阀体52提升速度加快，喷油速率高，实现可变喷油规律，有利于改善发动机的动力性、燃油经济型、污染物排放和噪声排放性能。当喷油结束时，控制腔48与控制腔泄油油路36的连通被关断，控制腔48开始重新建压。燃油一部分从燃油进油油路12直接进入到控制腔48中，另一部分通过环形油槽46、上容积腔39、下容积腔38和液力补偿活塞下腔44进入到控制腔48中。使得控制腔48建压速度加快，提高喷油器的响应。

由上述工作过程可知，本发明喷油规律可变的蓄圧式重油电控喷油器的喷油过程中，喷油器内的液力补偿活塞和控制滑阀7在喷油初期可以实现喷油规律的先缓后急，有利于改善发动机的动力性、燃油经济型、污染物排放和噪声排放性能；在喷油结束后一部分燃油可以通过上容积腔39、下容积腔38和液力补偿活塞下腔44进入到控制腔48中可以使控制腔48更加快速地建压，提高了针阀体52的响应特性。整个喷油过程采用电磁阀4控制，利用电磁力带动控制阀杆19的运动，实现了对喷油过程响应速度快，控制精度高的要求。本发明应用于共轨系统上时，在大油量喷射状态下，采用蓄压腔13的结构能有效减小共轨压力波动，从而缓解了各缸喷油过程的均匀性和稳定性下降的现象的发生。