一种喷油速率可变的喷射器及发动机的制作方法

1.本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种喷油速率可变的喷射器及发动机。


背景技术：

2.喷射器常用于发动机的高压共轨喷射系统中，它将来自于蓄压腔的燃料喷射到柴油机气缸内。现有技术中，一般采用二级增压结构来实现喷射压力的高低切换，但是该方案的缺陷是喷射压力是成倍数增减的，无法实现喷射压力的灵活可调。
3.基于上述现状，亟待我们设计一种喷油速率可变的喷射器及发动机来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的一个目的在于：提供一种喷油速率可变的喷射器，能够控制进入喷射阀的燃油压力，从而实现喷射阀喷油速率的灵活可调。
5.本发明的另一个目的在于：提供一种发动机，包括上述的喷油速率可变的喷射器，从而能够提高燃放效率，降低排放。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一方面，公开一种喷油速率可变的喷射器，包括：
8.喷油器主体，一侧设置有多个相互独立并且接入有不同压力燃油的进油支道，另一侧设置有进油干道；
9.喷射阀，安装于所述喷油器主体，所述喷射阀的进油口连通于所述进油干道，所述喷射阀能够执行喷油动作；
10.油道切换机构，安装于所述喷油器主体内并位于多个所述进油支道与所述进油干道的交汇处，所述油道切换机构能够择一连通多个所述进油支道与所述进油干道并封闭其它的所述进油支道。
11.作为一种优选方案，所述进油支道包括高压进油道和低压进油道，所述高压进油道、所述低压进油道和所述进油干道的交汇处设置有切换腔，所述油道切换机构包括滑杆，所述滑杆滑动设置于所述喷油器主体内，所述滑杆设置有启闭部，所述启闭部位于所述切换腔内并能够往复运动于所述高压进油道与所述低压进油道之间以可选择地封闭所述高压进油道连通于所述切换腔的高压油口或者所述低压进油道连通于所述切换腔的低压油口。
12.作为一种优选方案，所述启闭部包括依次连接的第一锥体、密封球和第二锥体，所述第一锥体的直径沿靠近所述密封球的方向逐渐减小，所述第二锥体的直径沿靠近所述密封球的方向逐渐减小；
13.所述启闭部两端的第一锥体和第二锥体分别穿设于所述低压油口和所述高压油口，所述密封球能够部分插入所述低压油口或者所述高压油口以封闭所述低压油口或者所述高压油口。
14.作为一种优选方案，所述低压油口的直径沿靠近所述切换腔的方向逐渐减小，所述高压油口的直径沿靠近所述切换腔的方向逐渐减小。
15.作为一种优选方案，所述喷油器主体包括分体设置的第一主体和第二主体，所述第一主体连接于所述第二主体，所述油道切换机构安装于所述第一主体，所述喷射阀安装于所述第二主体。
16.作为一种优选方案，所述喷油器主体还包括分体设置的高压阀体、低压阀体和第一阀座，所述高压油口开设于所述高压阀体，所述低压油口开设于所述低压阀体，所述第一主体内开设有安装腔，所述第一阀座将所述低压阀体和所述高压阀体压紧于所述安装腔的底部。
17.作为一种优选方案，所述高压进油道的一部分开设于所述高压阀体，另一部分开设于所述第一主体，所述低压进油道的一部分开设于所述低压阀体，另一部分开设于所述高压阀体和所述第一主体，所述高压进油道的入油口和所述低压进油道的入油口均开设于所述第一主体并且相邻设置。
18.作为一种优选方案，所述安装腔的底部开设有第一回油道，所述第一回油道连通于所述喷射阀的第二回油道，所述第二回油道连通至外部，所述滑杆依次穿设于所述低压阀体和所述高压阀体并且端部延伸进所述第一回油道内。
19.作为一种优选方案，所述油道切换机构还包括：
20.电磁铁，安装于所述喷油器主体的端部；
21.衔铁，滑动设置于所述电磁铁与所述喷油器主体之间，所述滑杆固定于所述衔铁；
22.弹性件，一端抵接所述电磁铁，另一端抵接所述滑杆，所述低压油口和所述高压油口沿远离所述电磁铁的方向依次设置，所述弹性件能够驱动所述滑杆带着所述启闭部沿靠近所述高压油口的方向移动并封闭所述高压油口；所述电磁铁能够吸附所述衔铁，以使所述滑杆带着所述启闭部沿靠近所述低压油口的方向移动并封闭所述低压油口。
23.另一方面，还公开一种发动机，包括上述的喷油速率可变的喷射器。
24.本发明的有益效果为：提供一种喷油速率可变的喷射器及发动机，喷油器主体的一侧设置有多个相互独立并且接入有不同压力燃油的进油支道，另一侧设置有进油干道，油道切换机构能够择一连通多个进油支道与进油干道并封闭其它的进油支道，从而选择接入指定压力的燃油的进油支道向喷射阀提供燃油，来控制进入喷射阀的燃油压力，以实现喷射阀喷油速率的灵活可调，进一步地，提高了发动机的燃油燃放效率，降低排放。
附图说明
25.下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
26.图1为喷油速率可变的喷射器的剖视图；
27.图2为针阀组件的剖视图；
28.图3为供给低压油时油道切换机构处的剖视图；
29.图4为供给高压油时油道切换机构处的剖视图。
30.图1至图4中：
31.1、喷油器主体；11、第一主体；111、第一回油道；12、第二主体；13、低压阀体；131、低压油口；14、高压阀体；141、高压油口；15、第一阀座；16、低压进油道；17、高压进油道；18、
进油干道；19、切换腔；
32.2、喷射阀；21、针阀组件；211、阀套；2111、第一油孔；2112、第二油孔；2113、控制腔；212、长针阀；2121、第一密封段；2122、支撑段；2123、第二密封段；21231、螺旋油槽；213、针阀体；2131、第三油孔；214、调压弹簧；215、调整垫片；22、回油组件；221、第二阀座；2211、阀座回油道；222、球座；223、阀球；224、第二回油道；23、驱动组件；
33.3、油道切换机构；31、弹性件；32、电磁铁；33、衔铁；34、滑杆；341、启闭部；3411、第一锥体；3412、密封球；3413、第二锥体；35、螺帽；36、调整环；37、阻尼弹簧。
具体实施方式
34.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
38.现有技术中，一般采用二级增压结构来实现燃油喷射压力的高低切换，但是导致喷射压力是成倍数增减的，无法实现喷射压力的灵活可调。本实施例提供了一种喷油速率可变的喷射器，能够灵活控制进入喷射阀2的燃油压力，从而实现喷射阀2喷油速率的灵活可调。
39.如图1所示，喷油速率可变的喷射器具体包括喷油器主体1、喷射阀2和油道切换机构3，喷油器主体1的一侧设置有多个相互独立并且接入有不同压力燃油的进油支道，进油支道的入油口连通有能够输出特定压力的油泵，进油支道的具体数量可以根据实际需要设置，本实施例设置有两个进油支道，一者是低压进油道16，另一者是高压进油道17；喷射阀2安装于喷油器主体1并用于执行喷油动作，喷射阀2的进油口连通于进油干道18，进油干道18能够向喷射阀2输送燃油；油道切换机构3安装于喷油器主体1内并位于低压进油道16、高压进油道17和进油干道18的交汇处，油道切换机构3能够择一连通低压进油道16和高压进油道17与进油干道18并封闭另一油道。当需要喷射低压燃油时，油道切换机构3连通低压进油道16与进油干道18并封闭高压进油道17，低压进油道16向进油干道18输送低压燃油，进油干道18向喷射阀2输送低压燃油；当需要喷射高压燃油时，油道切换机构3连通高压进油
道17与进油干道18并封闭低压进油道16，高压进油道17向进油干道18输送高压燃油，进油干道18向喷射阀2输送高压燃油，从而能够控制进入喷射阀2的燃油压力，以实现喷射阀2喷油速率的灵活可调。
40.于本实施例中，高压进油道17、低压进油道16和进油干道18的交汇处设置有切换腔19，油道切换机构3包括滑杆34，滑杆34沿高压进油道17连通于切换腔19的高压油口141至低压进油道16连通于切换腔19的低压油口131的方向滑动设置于喷油器主体1内，滑杆34上设置有启闭部341，当滑杆34在喷油器主体1内滑动时，启闭部341能够往复运动于高压进油道17与低压进油道16之间。可以理解的是，当启闭部341运动至高压油口141时，高压油口141封闭，低压油口131开启，低压进油道16与进油干道18连通，从而能够向喷射阀2提供低压燃油；当启闭部341运动至低压油口131时，低压油口131封闭，高压油口141开启，高压进油道17与进油干道18连通，从而能够向喷射阀2提供高压燃油，结构简单。在本发明的其他实施例中，也可以在高压油口141和低压油口131处分别设置挡板，当高压油口141的挡板打开时，低压油口131的挡板关闭，高压进油道17与进油干道18连通；当高压油口141的挡板关闭时，低压油口131的挡板打开，低压进油道16与进油干道18连通。
41.具体地，本实施例的油道切换机构3还包括电磁铁32、衔铁33和弹性件31，电磁铁32安装于喷油器主体1的端部，衔铁33安装于电磁铁32与喷油器主体1之间，滑杆34的末端穿设于衔铁33，并且滑杆34的一侧轴肩抵接衔铁33，另一侧螺纹连接有螺帽35，螺帽35将滑杆34固定于衔铁33，弹性件31可以设置为弹簧或者塑胶垫，本实施例的弹性件31设置为弹簧，弹簧嵌装于电磁铁32中心的安装槽内，弹簧的一端套设于滑杆34的末端并且一端抵接安装槽的底部，另一端抵接滑杆34的外折檐。本实施例的低压油口131和高压油口141沿远离电磁铁32的方向依次设置，当需要向喷射阀2输送高压燃油时，电磁铁32通电并能够吸附衔铁33，以使滑杆34带着启闭部341沿靠近低压油口131的方向移动并封闭低压油口131，高压油口141连通于切换腔19；当需要向喷射阀2输送低压燃油时，电磁铁32断电，弹簧能够驱动滑杆34带着启闭部341沿靠近高压油口141的方向移动并封闭高压油口141，低压油口131连通于切换腔19。在本发明的其他实施例中，也可以将电磁铁32、衔铁33和弹性件31替换为电推杆，电推杆同样能够驱动滑杆34带着启闭部341往复运动于低压油口131与高压油口141之间。
42.作为一种优选的实施方式，电磁铁32与喷油器主体1之间还设置有调整环36，调整环36能够调节电磁铁32与喷油器主体1的第一主体11之间的距离，从而能够根据低压油口131与高压油口141之间的距离进行适应性调节，以使电磁铁32吸附衔铁33后，启闭部341能够恰好到达低压油口131。优选的，滑杆34背离电磁铁32的一侧还套设有阻尼弹簧37，阻尼弹簧37的一端抵接衔铁33，另一端抵接喷油器主体1的低压阀体13，能够在电磁铁32断电后，滑杆34沿靠近高压油口141的方向运动提供缓冲作用，提高了可靠性。
43.如图1和图2所示，于本实施例中，喷射阀2具体包括针阀组件21、回油组件22和驱动组件23，回油组件22安装于滑杆34背离电磁铁32的一端,驱动组件23与油道切换机构3的电磁铁32部分相同，同样包括电磁铁、衔铁和弹簧，回油组件22包括第二阀座221、球座222、阀球223和第二回油道224，驱动组件23的电磁铁安装于喷油器主体1的第二主体12，衔铁滑动设置于第二阀座221与电磁铁之间，第二回油道224位于衔铁与第二阀座221的间隙内，衔铁上固定有移动杆，移动杆的末端连接有球座222和阀球223，驱动组件23的弹簧的一端抵
接喷油器主体1的第一主体11，另一端抵接移动杆，移动杆背离电磁铁的一侧还套设有阻尼弹簧37，阻尼弹簧37的一端抵接衔铁，另一端抵接第二阀座221；针阀组件21包括阀套211、长针阀212和针阀体213，第二阀座221将阀套211压紧于喷油器主体1的第二主体12内，第二阀座221内开设有阀座回油道2211，阀套211内开设有第一油孔2111、第二油孔2112和控制腔2113，阀座回油道2211的一端连通第二回油道224，另一端连通第一油孔2111，并且移动杆末端的阀球223延伸第一油孔2111并能够封闭第一油孔2111，控制腔2113开设于阀套211的内部，第一油孔2111和第二油孔2112均连通于控制腔2113，针阀体213安装于喷油器主体1背离油道切换机构3的一端，喷油器主体1的第二主体12内开设有安装腔，长针阀212间隙穿设于安装腔内，第二油孔2112和进油干道18均连通于长针阀212与第二主体12的间隙内，长针阀212包括依次连接的第一密封段2121、支撑段2122和第二密封段2123，第一密封段2121间隙配合于阀套211背离第二阀座221的一侧并延伸至控制腔2113，第二密封段2123间隙配合于针阀体213，第二密封段2123上开设有螺旋油槽21231，螺旋油槽21231能够起到引导燃油的作用，第二密封段2123的末端抵接于针阀体213的第三油孔2131。具体地，当低压进油道16向进油干道18输送燃油时，燃油通过第二油孔2112进入控制腔2113，此时驱动组件23的电磁铁吸附衔铁，阀球223脱离第一油孔2111，第一油孔2111与阀座回油道2211连通，从而使控制腔2113内的燃油能够从第二回油道224排出，从而降低控制腔2113内的压力，此时长针阀212向靠近控制腔2113的方向移动，使燃油能够从针阀体213的第三油孔2131排出；当喷射阀2完成一次喷射后，驱动组件23的电磁铁断电，驱动组件23的弹簧驱动移动杆带着阀球223抵接于第一油孔2111，第一油孔2111关闭，控制腔2113内的燃油无法经由阀座回油道2211和第二回油道224排出，控制腔2113内的压力降低，长针阀212沿靠近第三油孔2131的方向移动并封闭第三油孔2131，喷射阀2停止喷射燃油。
44.作为一种优选的实施方式，长针阀212的支撑段2122上套接有调整垫片215，支撑段2122上还套设有调压弹簧214，调压弹簧214的一端抵接阀套211，另一端抵接调整垫片215，调压弹簧214能够驱动长针阀212沿靠近第三油孔2131的方向移动，从而根据不同的需求调节第三油孔2131的打开压力。
45.如图3和图4所示，本实施例的启闭部341包括依次连接的第一锥体3411、密封球3412和第二锥体3413，第一锥体3411和第二锥体3413分设于密封球3412的两侧，第一锥体3411的直径沿靠近密封球3412的方向逐渐减小，第二锥体3413的直径沿靠近密封球3412的方向逐渐减小，第一锥体3411和第二锥体3413分别穿设于低压油口131和高压油口141。当需要喷射高压燃油时，电磁铁32通电，电磁铁32吸附衔铁33，滑杆34带着启闭部341沿靠近低压油口131的方向移动，密封球3412能够部分插入低压油口131以封闭低压油口131；当需要喷射低压燃油时，电磁铁32断电，弹性件31驱动滑杆34带着启闭部341沿靠近高压油口141的方向移动，密封球3412能够部分插入高压油口141以封闭高压油口141，密封球3412插入低压油口131和高压油口141的密封效果好，并且第一锥体3411和第二锥体3413的设置更有利于滑杆34和启闭部341的装配于低压油口131和高压油口141的操作。在本发明的其他实施例中，也可以将低压油口131和高压油口141设置于启闭部341的同侧，启闭部341贴着低压油口131和高压油口141的加工面移动，当启闭部341移动至低压油口131时，低压油口131封闭，当启闭部341移动至高压油口141时，高压油口141封闭。
46.作为一种优选的实施方式，低压油口131的直径沿靠近切换腔19的方向逐渐减小，
高压油口141的直径沿靠近切换腔19的方向逐渐减小，低压油口131和高压油口141分别适配于第一锥体3411和第二锥体3413，能够避免启闭部341在移动过程中卡死，提高了可靠性。
47.如图1所示，于本实施例中，喷油器主体1包括分体设置的第一主体11和第二主体12，第一主体11连接于第二主体12，油道切换机构3的电磁铁32和针阀组件21的针阀体213分别安装于第一主体11和第二主体12相互背离的两端，其中，油道切换机构3安装于第一主体11，喷射阀2安装于第二主体12，驱动组件23安装于第一主体11和第二主体12的连接处。可以理解的是，分体设置喷油器主体1能够两段分开安装，更加便于装配操作。
48.于本实施例中，喷油器主体1还包括分体设置的高压阀体14、低压阀体13和第一阀座15，高压油口141开设于高压阀体14，低压油口131开设于低压阀体13，进油干道18的部分开设于低压阀体13、部分开设于高压阀体14、部分开设于第一主体11、部分开设于第二主体12并最后连通于第二油孔2112，第一主体11内开设有安装腔，油道切换机构3的电磁铁32安装于安装腔的开口处，第一阀座15将低压阀体13和高压阀体14压紧于安装腔的底部。低压阀体13和高压阀体14分体设置于第一主体11内，更加便于低压油口131和高压油口141的开设，以及滑杆34穿设于低压阀体13和高压阀体14内，简化了装配操作。
49.具体地，高压进油道17的一部分开设于高压阀体14，另一部分开设于第一主体11，低压进油道16的一部分开设于低压阀体13，另一部分开设于高压阀体14和第一主体11，本实施例的高压进油道17和低压进油道16均设置为z型，由多段分别位于高压阀体14、低压阀体13和第一主体11的油道组成，并且高压进油道17的入油口和低压进油道16的入油口均开设于第一主体11并且相邻设置，结构紧凑，便于外部油泵的对接。
50.作为一种优选的实施方式，安装腔的底部开设有避位槽，避位槽连通下方的第一回油道111，第一回油道111连通喷射阀2的第二回油道224，滑杆34依次穿设于低压阀体13和高压阀体14并且端部延伸至避位槽内。一方面，滑杆34的端部不与第一主体11发生碰撞，能够避免发生损坏；另一方面，从滑杆34与低压阀体13或者高压阀体14的配合间隙中泄漏的燃油能够经由第一回油道111和第二回油道224重新回收，避免燃油的浪费和堆积。
51.本实施例还提供了一种发动机，包括上述的喷油速率可变的喷射器。当需要喷射低压燃油时，油道切换机构3连通低压进油道16与进油干道18并封闭高压进油道17，低压进油道16向进油干道18输送低压燃油，进油干道18向喷射阀2输送低压燃油；当需要喷射高压燃油时，油道切换机构3连通高压进油道17与进油干道18并封闭低压进油道16，高压进油道17向进油干道18输送高压燃油，进油干道18向喷射阀2输送高压燃油，从而能够控制进入喷射阀2的燃油压力，以实现喷射阀2喷油速率的灵活可调，进而提高了发动机的燃油燃放效率。
52.喷油速率可变的喷射器的工作过程为：当需要喷射低压燃油时，油道切换机构3的电磁铁32断电，弹性件31驱动滑杆34带着启闭部341移动至高压油口141，从而封闭高压油口141，低压进油道16与进油干道18连通，使低压燃油能够通过低压进油道16、进油干道18、第二油孔2112进入控制腔2113，驱动组件23的电磁铁吸附衔铁，使阀球223脱离第一油孔2111，控制腔2113内的燃油经由第一油孔2111和第二回油道224排出至外部，控制腔2113内的压力降低，长针阀212沿靠近控制腔2113的方向滑动，从而使低压燃油能够通过第三油孔2131喷射出；当需要喷射高压燃油时，油道切换机构3的电磁铁32通电，电磁铁32吸附衔铁
33，从而使滑杆34带着启闭部341移动至低压油口131，低压油口131封闭，高压进油道17与进油干道18连通，使高压燃油能够通过高压进油道17、进油干道18和第三油孔2131喷射出；当一次喷油结束后，油道切换机构3的电磁铁32和驱动组件23的电磁铁均断电，阀球223封闭第一油孔2111，控制腔2113内的压力增大，从而能够驱动长针阀212沿靠近第三油孔2131的方向移动并封闭第三油孔2131。
53.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
54.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
55.此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。