喷油规律可变的非增压双阀电控喷油器的制作方法

1.本发明涉及的是一种燃油系统，具体地说是柴油机电控柴油系统。


背景技术：

2.电控喷油器具有控制灵活、响应快、控制精度高等优点，但随着排放法规的日益严格，柴油机的燃烧及排放性能需求对于燃油喷射系统的控制提出了更高的要求，更高的喷油压力、更快的响应速度、更加灵活可控的喷油规律等将是未来柴油机燃油喷射系统的发展趋势。
3.想要实现喷油规律的灵活可控，一般采用双阀协同控制的增压式电控喷油器，其中一个阀控制喷油，另一个阀控制增压，通过改变喷射压力来控制喷油规律曲线形状。然而在这种控制方式下喷射压力与喷油速率是呈正相关的，当整机在部分负荷工况运行时往往不需要太大的喷油量，因而不需要太高的喷油速率，但需要足够的喷射压力使喷入气缸的燃油得到良好的雾化效果，因此需要采用其它喷油规律控制方式，尽可能在保持喷射压力恒定的前提下实现喷油规律可变。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供能够保证喷射压力恒定、实现喷油规律曲线形状灵活调节的一种喷油规律可变的非增压双阀电控喷油器。
5.本发明的目的是这样实现的：
6.本发明喷油规律可变的非增压双阀电控喷油器，其特征是：包括蓄压腔壁、紧帽，蓄压腔壁底部固定在紧帽里，其下方依次安装内阀块、外阀块、中间块、上量孔板、下量孔板、喷嘴，蓄压腔壁内部设置蓄压腔，内阀块里设置内电磁铁，外阀块里设置内衔铁和外电磁铁，中间块里设置外衔铁，内衔铁位于内电磁铁下方，外衔铁位于外电磁铁下方，内电磁铁里设置内控制阀复位弹簧，外电磁铁里设置外控制阀复位弹簧，外控制阀的底部位于中间块里，外控制阀的顶部套于外衔铁里，内控制阀的底部位于中间块的外控制阀里，内控制阀的顶部穿过外控制阀并伸入至外阀块里，内控制阀的顶部套于内衔铁里。
7.本发明还可以包括：
8.1、喷嘴里设置外针阀和内针阀，内针阀位于外针阀里，内针阀、外针阀以及下量孔板之间形成内控制腔，外针阀与下量孔板之间形成外控制腔，内控制腔里设置内针阀复位弹簧，外控制腔里设置外针阀复位弹簧，上量孔板里设置内回油节流孔、外回油节流孔，内回油节流孔的顶部位于内控制阀下方，内回油节流孔的底部连通内控制腔，外回油节流孔的顶部位于外控制阀下方，外回油节流孔的底部连通外控制腔，上量孔板里设置外进油节流孔、内进油节流孔，外进油节流孔、内进油节流孔均连通蓄压腔，外进油节流孔的底部连通外控制腔，内进油节流孔的底部连通内控制腔。
9.2、外针阀与喷嘴之间形成盛油槽，盛油槽连通蓄压腔，盛油槽下方形成外通道，内针阀与外针阀之间形成内通道，外针阀上位于盛油槽以下的部分开设进油孔，进油孔连通
外通道和内通道，外针阀和内针阀的端部与喷嘴均形成密封，外针阀与喷嘴的密封处设置上排喷孔，内针阀与喷嘴的密封处设置下排喷嘴。
10.3、在喷射准备阶段，内电磁铁和外电磁铁的线圈均不通电，内控制阀和外控制阀分别在内控制阀复位弹簧和外控制阀复位弹簧预紧力及液压力的作用下，下端与上量孔板形成平面密封，高压燃油先后通过蓄压腔后分为两路，一路流入喷嘴，包括外针阀与喷嘴之间的腔室、通过外针阀加工的进油孔进入内针阀和外针阀之间的腔室两部分；另一路分别通过内进油节流孔和外进油节流孔进入内控制腔和外控制腔，内控制腔和外控制腔的高压燃油分别通过内回油节流孔和外回油节流孔通往内控制阀和外控制阀与上量孔板形成的密封面，内针阀和外针阀分别受内针阀复位弹簧和外针阀复位弹簧预紧力以及液压力共同作用而落座于喷嘴加工的阀座上。
11.4、进行矩形喷油规律的喷射时，仅对内电磁铁的线圈通电，内衔铁受到的电磁力与内控制阀下端的液压力共同克服内控制阀复位弹簧的预紧力而带动内控制阀向上抬起，内控制阀下端的平面阀打开，内控制腔的高压燃油通过内回油节流孔、内控制阀与上量孔板的间隙进入低压油路，高压燃油通过内进油节流孔对内控制腔内燃油进行补充，所述内回油节流孔的直径大于内进油节流孔的直径，内控制腔内燃油压力持续降低，直到内针阀下端液压力大于内控制腔的液压力与内针阀复位弹簧弹力之和，内针阀开始抬起，高压燃油从下排喷孔喷出。
12.5、仅对外电磁铁线圈通电时，外衔铁受到的电磁力与外控制阀下端的液压力共同克服外控制阀复位弹簧的预紧力而带动外控制阀向上抬起，外控制阀下端的平面阀打开，外控制腔高压燃油通过外回油节流孔、外控制阀与上量孔板的间隙进入低压油路，随着回油过程的进行，外控制腔内燃油压力降低，同时高压燃油通过外进油节流孔对外控制腔内燃油进行补充，所述外回油节流孔的直径大于外进油节流孔的直径，外控制腔内燃油压力持续降低，直到外针阀下端液压力大于外控制腔的液压力与外针阀复位弹簧预紧力之和，外针阀开始抬起，高压燃油从上排喷孔喷出。
13.6、同时对内电磁铁和外电磁铁的线圈进行通电时，内衔铁带动内控制阀向上抬起，外衔铁带动外控制阀向上抬起，内控制腔高压燃油通过内回油节流孔、内控制阀与上量孔板的间隙进入低压油路，外控制腔高压燃油通过外回油节流孔、外控制阀与上量孔板的间隙进入低压油路，内控制腔和外控制腔内燃油压力持续降低，内针阀和外针阀均抬起，高压燃油从下排喷孔、上排喷孔喷出。
14.7、进行靴形喷油规律的喷射时，先对内电磁铁的线圈通电，内衔铁带动内控制阀向上抬起，内控制腔高压燃油通过内回油节流孔、内控制阀与上量孔板的间隙进入低压油路，内控制腔内燃油压力持续降低，直到内针阀抬起，高压燃油从下排喷孔喷出；随后对外电磁铁的线圈进行通电，外衔铁带动外控制阀向上抬起，外控制腔高压燃油通过外回油节流孔、外控制阀与上量孔板的间隙进入低压油路，外控制腔内燃油压力持续降低，直到外针阀抬起，高压燃油从上排喷孔喷出。
15.8、先对外电磁铁的线圈通电，外衔铁带动外控制阀向上抬起，外控制腔高压燃油通过外回油节流孔、外控制阀与上量孔板的间隙进入低压油路，外控制腔内燃油压力持续降低，直到外针阀抬起，高压燃油从上排喷孔喷出；随后对内电磁铁的线圈进行通电，内衔铁带动内控制阀向上抬起，内控制腔高压燃油通过内回油节流孔、内控制阀与上量孔板的
间隙进入低压油路，内控制腔内燃油压力持续降低，直到内针阀抬起，高压燃油从下排喷孔喷出。
16.9、喷油结束后，内电磁铁和外电磁铁的线圈均处于断电状态，内控制阀和外控制阀分别在内控制阀复位弹簧和外控制阀复位弹簧预紧力及液压力的作用下，下端与上量孔板形成平面密封，内控制腔和外控制腔均不回油，高压燃油分别通过内进油节流孔和外进油节流孔进入内控制腔和外控制腔，使腔内压力恢复，内针阀和外针阀分别受内针阀复位弹簧和外针阀复位弹簧弹力以及液压力共同作用而落座于喷嘴加工的阀座上，燃油停止喷射。
17.本发明的优势在于：本发明的喷油规律可变的非增压双阀电控喷油器可以通过两个电磁先导阀分别控制两个针阀的开闭，改变喷油器嘴端燃油流通面积，从而实现喷油规律曲线形状的灵活可变，同时通过双电磁阀的协同控制，提高喷油器的控制精度和响应速度，得到满足不同工况需求的喷油规律，有利于改善柴油机缸内的燃烧、降低排放污染物。
附图说明
18.图1为本发明的结构示意图；
19.图2为先导阀控制部分结构示意图；
20.图3为控制腔部分结构示意图；
21.图4为喷嘴部分结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
23.结合图1-4，本发明喷油规律可变的非增压双阀电控喷油器由紧固帽1、蓄压腔壁2、内阀块3、先导阀控制部分4、外阀块5、高压油路6、控制腔部分7、喷嘴部分8、喷嘴9、下量孔板10、上量孔板11、中间块12、紧帽13、蓄压腔14和接口15组成。蓄压腔壁2、内阀块3、外阀块5、中间块12、上量孔板11、下量孔板10、喷嘴9自上而下安装，并通过定位销连接，先导阀控制部分4、控制腔部分7、喷嘴部分8自上而下安装在喷油器内，紧固帽1与蓄压腔壁2、紧帽13与蓄压腔壁2均通过螺纹紧固在一起。
24.蓄压腔壁2内开有容积较大的蓄压腔14，上部通过接口15与高压燃油源相连，下部通过高压油路6流经喷油器内的控制腔部分7及喷嘴部分8，流入控制腔部分7的高压燃油分别通过内进油节流孔27和外进油节流孔32进入内控制腔28和外控制腔25，流入喷嘴部分8的燃油充满内针阀29和外针阀31周围的空间。
25.先导阀控制部分4包括两套控制结构，一套由内电磁铁16、内衔铁17、内控制阀18和内控制阀复位弹簧23组成，另一套由外电磁铁19、外衔铁20、外控制阀21和外控制阀复位弹簧22组成。内控制阀18安装在外控制阀21内，且存在间隙以便回油和对外电磁铁19进行冷却，内控制阀18上端超出外控制阀21，下端与外控制阀21下端齐平，并与上量孔板11形成平面密封，分别隔断内控制腔28和外控制腔25内燃油与低压燃油。内控制阀18和外控制阀21上端分别安装内衔铁17和外衔铁20，内衔铁17和外衔铁20上空一定距离分别安装有内电磁铁16和外电磁铁19，内电磁铁16和外电磁铁19均中空以便安装内控制阀复位弹簧23和外控制阀复位弹簧22。
26.内控制腔28和外控制腔25分别通过内进油节流孔27和外进油节流孔32与高压油路6连通，内控制腔28和外控制腔25的燃油分别通过内回油节流孔33和外回油节流孔24通往内控制阀18和外控制阀21下端与上量孔板11形成的密封面。内控制腔28和外控制腔25下方分别安装有内针阀29和外针阀31，内针阀29和外针阀31与下量孔板10之间分别装有内针阀复位弹簧30和外针阀复位弹簧26，内针阀29和外针阀31下部均加工成锥面与喷嘴9形成密封，分别隔断喷油器内高压燃油与下排喷孔35、压力室36窜入的燃气，以及喷油器内高压燃油与上排喷孔37窜入的燃气。外针阀31中下部开有进油孔34，为内针阀29的工作提供高压燃油。
27.本发明的喷油规律可变的非增压双阀电控喷油器主要能够实现矩形和靴形两种喷油规律曲线形状的燃油喷射。进行矩形喷油规律的喷射时，分为三种情况，一种是仅对内电磁铁16的线圈进行通电，一种是仅对外电磁铁19的线圈进行通电，另一种是同时对内电磁铁16和外电磁铁19的线圈进行通电。进行靴形喷油规律的喷射时，分为两种情况，一种是先对内电磁铁16的线圈进行通电，另一种是先对外电磁铁19的线圈进行通电。其工作过程如下：
28.在喷油器喷射准备阶段，内电磁铁16和外电磁铁19的线圈均不通电，内控制阀18和外控制阀21分别在内控制阀复位弹簧23和外控制阀复位弹簧22预紧力及液压力的作用下，下端与上量孔板11形成平面密封。高压燃油先后通过接口15、蓄压腔14、高压油路6进入喷油器内的连通腔室，主要分为两路，一路流入喷嘴部分8，包括：外针阀31与喷嘴9之间的腔室、通过外针阀31加工的进油孔34进入内针阀29和外针阀31之间的腔室两部分；另一路流入控制腔部分7，高压油路6内的高压燃油分别通过内进油节流孔27和外进油节流孔32进入内控制腔28和外控制腔25，内控制腔28和外控制腔25的高压燃油分别通过内回油节流孔33和外回油节流孔24通往内控制阀18和外控制阀21与上量孔板11形成的密封面。内针阀29和外针阀31分别受内针阀复位弹簧30和外针阀复位弹簧26预紧力以及液压力共同作用而落座于喷嘴9加工的阀座上。
29.进行矩形喷油规律的喷射时，如果仅对内电磁铁16的线圈通电，内衔铁17受到的电磁力与内控制阀18下端的液压力共同克服内控制阀复位弹簧23的预紧力而带动内控制阀18向上抬起，内控制阀18下端的平面阀打开，内控制腔28的高压燃油通过内回油节流孔33、内控制阀18与上量孔板11的间隙进入低压油路，随着回油过程的进行，内控制腔28内燃油压力降低，同时高压油路6内高压燃油通过内进油节流孔27对内控制腔28内燃油进行补充，由于内回油节流孔33直径大于内进油节流孔27直径，因此内控制腔28内燃油压力持续降低，直到内针阀29下端液压力大于内控制腔28的液压力与内针阀复位弹簧30弹力之和，内针阀29开始抬起，高压燃油从压力室36、下排喷孔35喷出。
30.仅对外电磁铁19线圈通电时，外衔铁20受到的电磁力与外控制阀21下端的液压力共同克服外控制阀复位弹簧22的预紧力而带动外控制阀21向上抬起，外控制阀21下端的平面阀打开，外控制腔25高压燃油通过外回油节流孔24、外控制阀21与上量孔板11的间隙进入低压油路，随着回油过程的进行，外控制腔25内燃油压力降低，同时高压油路6内高压燃油通过外进油节流孔32对外控制腔25内燃油进行补充，由于外回油节流孔24直径大于外进油节流孔32直径，外控制腔25内燃油压力持续降低，直到外针阀31下端液压力大于外控制腔25的液压力与外针阀复位弹簧26预紧力之和，外针阀31开始抬起，高压燃油从上排喷孔
37喷出。
31.同时对内电磁铁16和外电磁铁19的线圈进行通电时，内衔铁17带动内控制阀18向上抬起，外衔铁20带动外控制阀21向上抬起，内控制腔28高压燃油通过内回油节流孔33、内控制阀18与上量孔板11的间隙进入低压油路，外控制腔25高压燃油通过外回油节流孔24、外控制阀21与上量孔板11的间隙进入低压油路，内控制腔28和外控制腔25内燃油压力持续降低，内针阀29和外针阀31均抬起，高压燃油从压力室36、下排喷孔35以及上排喷孔37喷出。由于内针阀29和外针阀31的直径、锥角、最大升程等参数各不相同，内针阀29和外针阀31下端与喷嘴9形成的流通面积存在差异，因此尽管这三种控制方式均能实现矩形喷油规律曲线，但三者的喷油速率不同，即矩形的高度不同。
32.进行靴形喷油规律的喷射时，如果先对内电磁铁16的线圈通电，内衔铁17带动内控制阀18向上抬起，内控制腔28高压燃油通过内回油节流孔33、内控制阀18与上量孔板11的间隙进入低压油路，内控制腔28内燃油压力持续降低，直到内针阀29抬起，高压燃油从压力室36、下排喷孔35喷出；随后对外电磁铁19的线圈进行通电，外衔铁20带动外控制阀21向上抬起，外控制腔25高压燃油通过外回油节流孔24、外控制阀21与上量孔板11的间隙进入低压油路，外控制腔25内燃油压力持续降低，直到外针阀31抬起，高压燃油从上排喷孔37喷出。从内电磁铁16线圈通电到外电磁铁19线圈通电，喷嘴9处的燃油流通面积增大，单位时间喷出的燃油体积增加，因此喷油速率上升，形成了先缓后急的靴形喷油规律。
33.如果先对外电磁铁19的线圈通电，外衔铁20带动外控制阀21向上抬起，外控制腔25高压燃油通过外回油节流孔24、外控制阀21与上量孔板11的间隙进入低压油路，外控制腔25内燃油压力持续降低，直到外针阀31抬起，高压燃油从上排喷孔37喷出；随后对内电磁铁16的线圈进行通电，内衔铁17带动内控制阀18向上抬起，内控制腔28高压燃油通过内回油节流孔33、内控制阀18与上量孔板11的间隙进入低压油路，内控制腔28内燃油压力持续降低，直到内针阀29抬起，高压燃油从压力室36、下排喷孔35喷出。同样，从外电磁铁19线圈通电到内电磁铁16线圈通电，喷嘴9处的燃油流通面积增大，单位时间内喷出的燃油体积流量增加，因此喷油速率上升，形成了先缓后急的靴形喷油规律。两种控制方式的区别在于，内针阀29和外针阀31的直径、锥角、最大升程等参数各不相同，内针阀29和外针阀31下端与喷嘴9形成的流通面积数值存在差异，因此在第一个电磁铁线圈通电到第二个电磁铁线圈通电之间，喷油速率有所不同。
34.喷油结束后，内电磁铁16和外电磁铁19的线圈均处于断电状态，内控制阀18和外控制阀21分别在内控制阀复位弹簧23和外控制阀复位弹簧22预紧力及液压力的作用下，下端与上量孔板11形成平面密封，内控制腔28和外控制腔25均不回油。高压油路6内的高压燃油分别通过内进油节流孔27和外进油节流孔32进入内控制腔28和外控制腔25，使腔内压力恢复。内针阀29和外针阀31分别受内针阀复位弹簧30和外针阀复位弹簧26弹力以及液压力共同作用而落座于喷嘴9加工的阀座上，燃油停止喷射。