电控喷油器及发动机论文和设计-周伟

全文摘要

本实用新型公开了一种电控喷油器及发动机，属于燃油喷射系统技术领域，该电控喷油器包括喷油器壳体，该喷油器壳体内分别设有用于连通高压燃油进油口和蓄压腔的第一进油通道和用于连通高压燃油进油口和控制腔的第二进油通道；该喷油器壳体内还设置有由电控驱动装置驱动的阀杆，该阀杆的两端分别设有第一球阀和第二球阀，所述电控驱动装置可带动所述阀杆移动，以打开所述第一球阀，从而使所述控制腔和回油通道连通，同时关闭第二球阀，从而截止所述第二进油通道；或关闭所述第一球阀，使所述控制腔和所述回油通道断开，同时打开第二球阀，从而打开所述第二进油通道。该发动机包括上述电控喷油器。本实用新型控制精度高，响应速度快，使用寿命长。

主设计要求

1.一种电控喷油器，包括喷油器壳体，所述喷油器壳体内设有柱塞，所述柱塞的一端设有针阀和可使所述针阀复位的复位元件，所述喷油器壳体内对应所述柱塞远离所述针阀的一端设有控制腔、对应所述针阀设有蓄压腔，所述喷油器壳体上设置有高压燃油进油口、低压燃油回油口，所述喷油器壳体内设置有与所述低压燃油回油口连通的回油通道，其特征在于，所述喷油器壳体内分别设有用于连通所述高压燃油进油口和所述蓄压腔的第一进油通道和用于连通所述高压燃油进油口和所述控制腔的第二进油通道；所述喷油器壳体内还设置有由电控驱动装置驱动的阀杆，所述阀杆的两端分别设有第一球阀和第二球阀，所述电控驱动装置可带动所述阀杆移动，以打开所述第一球阀，从而使所述控制腔和所述回油通道连通，同时关闭第二球阀，从而截止所述第二进油通道；或关闭所述第一球阀，使所述控制腔和所述回油通道断开，同时打开第二球阀，从而打开所述第二进油通道。

设计方案

所述喷油器壳体内还设置有由电控驱动装置驱动的阀杆，所述阀杆的两端分别设有第一球阀和第二球阀，所述电控驱动装置可带动所述阀杆移动，以打开所述第一球阀，从而使所述控制腔和所述回油通道连通，同时关闭第二球阀，从而截止所述第二进油通道；或关闭所述第一球阀，使所述控制腔和所述回油通道断开，同时打开第二球阀，从而打开所述第二进油通道。

2.根据权利要求1所述的电控喷油器，其特征在于，所述高压燃油进油口设置在所述喷油器壳体远离所述针阀的一侧，所述高压燃油进油口连接有总进油通道，所述总进油通道分别与所述第一进油通道和所述第二进油通道连接。

3.根据权利要求2所述的电控喷油器，其特征在于，所述第一进油通道有两条。

4.根据权利要求3所述的电控喷油器，其特征在于，所述第二进油通道位于两条所述第一进油通道的内侧。

5.根据权利要求3所述的电控喷油器，其特征在于，所述第二进油通道包括一条总油道和两条分油道，所述总油道与所述总进油通道连通，所述分油道一端连通所述总油道，另一端连通所述控制腔。

6.根据权利要求5所述的电控喷油器，其特征在于，所述第二球阀对应设置于所述总油道和两条分油道的交叉处。

7.根据权利要求1所述的电控喷油器，其特征在于，所述电控驱动装置包括设于所述喷油器壳体内的骨架以及位于所述骨架内的第一电磁铁、第二电磁铁，所述第一电磁铁和第二电磁铁之间设有衔铁，所述阀杆贯穿所述骨架且与所述衔铁连接。

8.根据权利要求1所述的电控喷油器，其特征在于，所述回油通道有两条。

9.根据权利要求8所述的电控喷油器，其特征在于，所述控制腔与所述回油通道之间设置有连接通道，所述第一球阀对应设置于所述连接通道和两条回油通道的交叉处。

10.一种发动机，包括喷油器，其特征在于，所述喷油器为权利要求1-9中任一项所述的电控喷油器。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于燃油喷射系统技术领域，具体涉及一种电控喷油器，还涉及一种包括上述电控喷油器的发动机。

背景技术

现有的电控喷油器一般由电磁铁、衔铁、球阀、释放控制孔、充油控制孔、针阀杆、喷嘴针阀压力环和喷孔组成。其原理是：当电磁铁通电后，产生电磁力，吸合衔铁，同时球阀打开，高压燃油通过释放控制孔回油，由于下部压在喷嘴针阀压力环的燃油压力较高，在压力差的作用下，针阀杆向上运动，针阀开启，燃油经喷孔喷出，实现喷油。当电磁铁断电，衔铁在复位弹簧的作用下复位，球阀关闭释放控制孔，作用在针阀杆顶端的压力与喷嘴针阀压力环的压力相当，因此针阀杆在复位弹簧的作用下向下运动，关闭喷孔，喷油结束。

现有的电控喷油器采用电磁阀机构控制燃油的喷射与停止，因此电磁阀的响应速度是决定喷油器喷油性能的关键。常规的电控喷油器在电磁阀通电后，球阀打开，实现高、低压油路连通进而使得高压燃油压力卸载。正是因为高、低压油路直接联通，使得控制腔内油压卸载速度下降，从而使针阀开启滞后，进一步使得燃油的喷射精度下降。

另现有的电磁阀通电开启球阀，断电后通过复位弹簧实现球阀关闭。由于电磁阀是一个高速运动的精密件，每秒钟开关约100次，意味着复位弹簧每秒钟重复工作约100次，因此对复位弹簧的使用寿命具有一定影响。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型所要解决的第一个技术问题是：提供一种电控喷油器，可有效提高喷油器的响应速度，有效控制喷油精度和喷油量，提高喷油器的使用寿命。

作为同一种技术构思，本实用新型所要解决的第二个技术问题是：提供一种发动机。

为解决上述第一个技术问题，本实用新型的技术方案是：一种电控喷油器，包括喷油器壳体，所述喷油器壳体内设有柱塞，所述柱塞的一端设有针阀和可使所述针阀复位的复位元件，所述喷油器壳体内对应所述柱塞远离所述针阀的一端设有控制腔、对应所述针阀设有蓄压腔，所述喷油器壳体上设置有高压燃油进油口、低压燃油回油口，所述喷油器壳体内设置有与所述低压燃油回油口连通的回油通道，所述喷油器壳体内分别设有用于连通所述高压燃油进油口和所述蓄压腔的第一进油通道和用于连通所述高压燃油进油口和所述控制腔的第二进油通道；

作为一种改进，所述高压燃油进油口设置在所述喷油器壳体远离所述针阀的一侧，所述高压燃油进油口连接有总进油通道，所述总进油通道分别与所述第一进油通道和所述第二进油通道连接。

作为进一步的改进，所述第一进油通道有两条。

作为进一步的改进，所述第二进油通道位于两条所述第一进油通道的内侧。

作为进一步的改进，所述第二进油通道包括一条总油道和两条分油道，所述总油道与所述总进油通道连通，所述分油道一端连通所述总油道，另一端连通所述控制腔。

作为进一步的改进，所述第二球阀对应设置于所述总油道和两条分油道的交叉处。

作为一种改进，所述电控驱动装置包括设于所述喷油器壳体内的骨架以及位于所述骨架内的第一电磁铁、第二电磁铁，所述第一电磁铁和第二电磁铁之间设有衔铁，所述阀杆贯穿所述骨架且与所述衔铁连接。

作为一种改进，所述回油通道有两条。

作为进一步的改进，所述控制腔与所述回油通道之间设置有连接通道，所述第一球阀对应设置于所述连接油道和两条回油通道的交叉处。

为解决上述第二个技术问题，本实用新型的技术方案是：一种发动机，包括喷油器，所述喷油器为上述电控喷油器。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的电控喷油器及发动机，由于设计了喷油器壳体、柱塞、针阀、复位元件、控制腔、蓄压腔、高压燃油进油口、低压燃油回油口、回油通道，在所述喷油器壳体内分别设有用于连通所述高压燃油进油口和所述蓄压腔的第一进油通道和用于连通所述高压燃油进油口和所述控制腔的第二进油通道；在所述喷油器壳体内设计了由电控驱动装置驱动的阀杆，所述阀杆的两端分别设有第一球阀和第二球阀，这样当通过电控驱动装置驱动阀杆移动，关闭所述第一球阀，使所述控制腔和所述回油通道断开，同时打开第二球阀，从而打开所述第二进油通道，高压燃油通过第一进油通道进入蓄压腔，通过第二进油通道进入控制腔，柱塞的上下端处于压力平衡状态，在复位元件预紧力的作用下，针阀处于关闭状态，即喷油器不喷油；当通过电控驱动装置驱动阀杆反向移动，打开所述第一球阀，从而使所述控制腔和所述回油通道连通，控制腔内的燃油进入回油通道，同时关闭第二球阀，从而截止所述第二进油通道，高压燃油不能进入控制腔，从而加快了控制腔内油压的卸载速度，由于蓄压腔内的燃油为高压状态，在压力差的作用下，柱塞克服复位元件的预紧力移动，打开针阀，开始喷油。

本实用新型提供的电控喷油器及发动机，利用电控驱动装置、阀杆和两个球阀的协同工作，实现控制腔内压力快速卸载与建立，从而提高了针阀的开启与关闭速度，进一步提升喷油器的响应速度和控制精度；同时利用电控驱动装置、阀杆和两个球阀的协同工作取代了传统的利用复位弹簧实现球阀复位的作用，有效提高了喷油器的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型提供的电控喷油器的结构示意图；

图2是图1中A处局部放大图；

图中：1-喷油器壳体，11-控制腔，12-蓄压腔，13-高压燃油进油口，14-低压燃油回油口，15-回油通道，16-第一进油通道，17-第二进油通道，171-总油道，172-分油道，18-总进油通道，19-连接油道，2-针阀，3-复位弹簧，4-电控驱动装置，41-骨架，42-第一电磁铁，43-第二电磁铁，44-衔铁，5-阀杆，6-第一球阀，7-第二球阀，8-柱塞。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和图2共同所示，一种电控喷油器，包括喷油器壳体1，需要说明的是，喷油器壳体1通常为分体式结构，由多段壳体组装而成，在此不再赘述；喷油器壳体1内设有柱塞8，柱塞8的一端设有针阀2和可使针阀2复位的复位元件，复位元件优选为复位弹簧3，当然，复位元件还可以选用本领域技术人员能够实现的其它方式，在此不再赘述；喷油器壳体1内对应柱塞8远离针阀2的一端设有控制腔11、对应针阀2设有蓄压腔12，喷油器壳体1上设置有高压燃油进油口13、低压燃油回油口14，喷油器壳体1内设置有与低压燃油回油口14连通的回油通道15，喷油器壳体1内分别设有用于连通高压燃油进油口13和蓄压腔12的第一进油通道16和用于连通高压燃油进油口13和控制腔11的第二进油通道17。

喷油器壳体1内还设置有由电控驱动装置4驱动的阀杆5，阀杆5的两端分别设有第一球阀6和第二球阀7，电控驱动装置4可带动阀杆5移动，以打开第一球阀6，从而使控制腔11和回油通道15连通，同时关闭第二球阀7，从而截止第二进油通道17；或关闭第一球阀6，使控制腔11和回油通道15断开，同时打开第二球阀7，从而打开第二进油通道17。

在本实施例中，高压燃油进油口13设置在喷油器壳体1远离针阀2的一侧，高压燃油进油口13连接有总进油通道18，总进油通道18分别与第一进油通道16和第二进油通道17连接。

为了提高蓄压腔12内高压燃油的进入速度，第一进油通道16有两条。当然，第一进油通道16也可以设计成三条等等，在此不再赘述。

在本实施例中，第二进油通道17位于两条第一进油通道16的内侧。

为了提高控制腔11内高压燃油的进入速度，第二进油通道17包括一条总油道171和两条分油道172，总油道171与总进油通道18连通，分油道172一端连通总油道171，另一端连通控制腔11。当然，分油道172也可以设计成三条等等，在此不再赘述。

在本实施例中，第二球阀7对应设置于总油道171和两条分油道172的交叉处。

优选的，上述电控驱动装置4包括设于喷油器壳体1内的骨架41以及位于骨架41内的第一电磁铁42、第二电磁铁43，第一电磁铁42和第二电磁铁43之间设有衔铁44，阀杆5贯穿骨架41且与衔铁44连接。当然，电控驱动装置4也可以选用本领域技术人员能够实现的其他方式，在此不再赘述。

为了提高控制腔11内燃油的卸载速度，在本实施例中，回油通道15有两条。当然，回油通道15也可以设计成三条等等，在此不再赘述。

控制腔11与回油通道15之间设置有连接通道19，第一球阀6对应设置于连接油道19和两条回油通道15的交叉处。

本实用新型还公开了一种发动机，包括喷油器，该喷油器为上述电控喷油器。

其工作原理如下：

当第一电磁铁42处于通电状态且第二电磁铁43处于断电状态下，在第一电磁铁42产生的电磁力作用下吸引衔铁44向下运动，从而拉动阀杆5向下移动，关闭第一球阀6，使控制腔11和回油通道15断开，同时打开第二球阀7，从而打开第二进油通道17，高压燃油通过第一进油通道16进入蓄压腔12，通过第二进油通道17进入控制腔11，柱塞8的上下端处于压力平衡状态，在复位弹簧3预紧力的作用下，针阀2处于关闭状态，即喷油器不喷油；当第一电磁铁42处于断电状态且第二电磁铁43处于通电状态下，在第二电磁铁43产生的电磁力作用下吸引衔铁44向上运动，从而拉动阀杆5向上移动，打开第一球阀6，从而使控制腔11和回油通道15连通，控制腔11内的燃油进入回油通道15，同时关闭第二球阀7，从而截止第二进油通道17，高压燃油不能进入控制腔11，从而加快了控制腔11内油压的卸载速度，由于蓄压腔12内的燃油为高压状态，在压力差的作用下，柱塞8克服复位弹簧3的预紧力移动，打开针阀2，开始喷油。当第一电磁铁42再接通电源且第二电磁铁43断电，在第一电磁铁42产生的电磁力作用下吸引衔铁44向下运动，从而拉动阀杆5向下移动，关闭第一球阀6，控制腔11内的高压燃油与回油通道15断开，同时第二球阀7打开，高压燃油通过第二进油通道17迅速进入控制腔11，建立起压力，使柱塞8上下端处于压力平衡，在复位弹簧3的作用下，针阀2关闭，停止喷油。

综上，本实用新型提供的电控喷油器及发动机，利用电控驱动装置4、阀杆5和两个球阀的协同工作，同时采用双回油通道15和双分油道172的方式实现控制腔11内压力快速卸载与建立，从而提高了针阀2的开启与关闭速度，进一步提升喷油器的响应速度和控制精度；同时利用电控驱动装置4、阀杆5和两个球阀的协同工作取代了传统的利用复位弹簧实现球阀复位的作用，有效提高了喷油器的使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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