一种喷油规律可变的低回油电控喷油器

1.本发明属于柴油机技术领域，具体涉及一种喷油规律可变的低回油电控喷油器。


背景技术：

2.电控喷油器作为高压共轨燃油喷射系统的重要组成部件，具有控制精度高、可调节性强、能量效率高等优点，其喷油特性直接影响柴油机经济性和排放性能。
3.为了实现超高燃烧、超低排放，人们对矩形、斜坡形、靴形等喷油规律曲线进行广泛研究。研究发现，初期缓慢、中期急速、后期快断的靴形喷油规律可以降低氮氧化物排放、遏制碳烟大量生成和热效率的恶化，有效降低柴油机的排放。然而，现有电控喷油器由于结构固定只能实现矩形喷油规律，同时在小流量喷射时无法准确控制针阀升程，导致喷油量不稳定，燃油浪费，排放性能降低。
4.cn 115387944a公开了一种低回油量可变针阀开启速率电控喷油器，所述电控喷油器的电磁控制阀组件包括外控制阀和内控制阀，通过一个电磁阀接通不同的电位决定针阀上方控制腔的回油速率，改变针阀的开启速度，但该专利无法准确控制小流量喷射下针阀升程。
5.为了提高柴油机的性能和效率，满足柴油机不同工况下燃油需求的变化，电控喷油器要采用更加灵活、高效喷油规律。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供能够降低回油量实现喷油规律灵活可调节的一种喷油规律可变的低回油电控喷油器。
7.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种喷油规律可变的低回油电控喷油器，从上至下依次包括紧固帽、蓄压腔体、电磁阀体、电磁控制阀组件、控制阀体、二级控制腔体、一级控制腔体和针阀喷射组件；所述电控喷油器外壁通过紧固套和套筒进行限位和固定；所述紧固帽与蓄压腔体配合形成蓄压腔，用于放置高压燃油；所述紧固帽轴向开设一高压油接口，所述高压油接口连通蓄压腔；一高压油路一端连通蓄压腔底部，另一端连通针阀喷射组件；所述电磁控制阀组件位于所述蓄压腔体、电磁阀体和控制阀体内部；所述蓄压腔体与电磁阀体抵接的表面分别向内开设凹槽形成第一腔体；所述电磁阀体朝向控制阀体的表面向内开设有凹槽形成第二腔体；所述二级控制腔体朝向一级控制腔体的表面向内开设有凹槽形成第四腔体；所述电磁控制阀组件从上至下依次包括电磁铁、衔铁、限位阀和控制阀；所述针阀喷射组件从上至下依次包括滑块、针阀、喷嘴、喷孔；所述控制阀外壁抵在控制阀体内壁上形成柱面密封，所述针阀外壁与所述一级控制腔体内壁接触并形成柱面密封，所述针阀外壁与喷嘴内壁之间存在一定空隙；
进一步的，所述电磁铁和衔铁安装在第一腔体内，控制阀复位弹簧贯穿所述电磁铁内部，所述限位阀位于第二腔体内，且其外壁套设限位阀复位弹簧；所述控制阀位于控制阀体内，包括向上凸出的圆柱和位于底层沿圆周方向凸出于上层圆柱的凸缘，其凸出的圆柱穿过限位阀并与衔铁螺纹连接；控制阀受控制阀复位弹簧弹力的作用而处于下限位，所述限位阀受限位阀复位弹簧弹力的作用而落座于控制阀体上；所述针阀喷射组件从上至下依次包括滑块、针阀、喷嘴、喷孔；所述滑块位于第四腔体内，其外壁套设滑块复位弹簧；第四腔体内壁与滑块配合形成的空间作为二级控制腔；滑块受液压力和滑块复位弹簧弹力的共同作用而落座于一级控制腔体上。所述一级控制腔体底部连接所述喷嘴的顶壁，所述喷嘴的底部开有多个喷孔；所述针阀外壁与所述一级控制腔体内壁接触并形成柱面密封，所述针阀外壁与喷嘴内壁之间存在一定空隙；针阀复位弹簧套设在所述针阀顶部凸起；一级控制腔体内壁、滑块底壁与针阀配合形成的空间作为一级控制腔；针阀受液压力和针阀复位弹簧弹力的共同作用而落座于喷嘴加工的阀座上；喷嘴内壁与所述针阀外壁之间还设置有针阀环腔，所述针阀环腔与高压油路连通；所述针阀下端与喷嘴之间具有一定空隙，形成压力室，所述压力室连通喷孔；沿所述控制阀圆周方向，在所述控制阀外壁上开有4个环形槽，各环形槽与控制阀体内壁配合分别形成高压腔、一级环腔、二级环腔和低压腔；控制阀体内设置低压油路，低压油路一端连通低压腔，另一端连通外部低压油箱；控制阀内部设置控制阀油路、高压腔双向孔、一级环腔双向孔、二级环腔双向孔，所述控制阀油路通过高压腔双向孔、一级环腔双向孔、二级环腔双向孔分别连通高压腔、一级环腔和二级环腔；控制阀腔体内还倾斜的设置高压腔进油节流孔、一级控制腔双向节流孔、二级控制腔双向节流孔，高压腔进油节流孔一端连通高压油路，另一端连通高压腔，所述一级控制腔双向节流孔一端（即入口）连通一级环腔，另一端通过二级控制腔体内部后连通一级控制腔，所述二级控制腔双向节流孔一端（即入口）连通二级环腔，另一端连通二级控制腔。
8.其中，一级控制燃油流路：通过一级控制腔双向节流孔、一级环腔、一级环腔双向孔、控制阀油路、控制阀与二级控制腔体之间的间隙进入低压油路；二级控制燃油流路：通过二级控制腔双向节流孔与低压腔进入低压油路；针阀喷射组件喷油流路：通过针阀环腔、针阀外壁与喷嘴内壁之间的间隙进入压力室。
9.所述低回油电控喷油器在矩形喷油规律喷射时，具有以下两种喷射模式：小电流燃油喷射模式：当对电磁控制阀组件通入小电流时，控制阀上抬至限位处，打开控制阀下端与二级控制腔体上端面之间的平面密封，针阀喷射组件的针阀抬起至限位处，高压燃油流经一级控制燃油流路和针阀喷射组件喷油流路；大电流燃油喷射模式：当对电磁控制阀组件通入大电流时，控制阀带动限位阀上抬至限位阀的上限位置，针阀喷射组件的针阀带动滑块抬起至上限位置，高压燃油流经一级控制燃油流路、二级控制燃油流路和针阀喷射组件喷油流路；所述低回油电控喷油器在靴形喷油规律喷射时：
先按小电流燃油喷射模式对电磁控制阀组件通入小电流，高压燃油流经一级控制燃油流路和针阀喷射组件喷油流路；在喷油过程中对电磁控制阀组件通入大电流，控制阀带动限位阀上抬至限位阀的上限位置，针阀喷射组件的针阀带动滑块抬起至上限位置，高压燃油流经二级控制燃油流路和针阀喷射组件喷油流路。
10.进一步的，所述低回油电控喷油器在矩形喷油规律喷射时，具有以下两种喷射模式：小电流燃油喷射模式：当对电磁控制阀组件通入小电流时，控制阀受液压力、电磁力和弹力作用上抬至限位处，控制阀不再上升，控制一级控制腔内的高压燃油流经一级控制燃油流路， 随后控制针阀喷射组件的针阀抬起至限位处，高压燃油通过针阀喷射组件喷油流路进入压力室，随后从喷孔喷出，形成矩形喷油规律曲线；大电流燃油喷射模式：当对电磁控制阀组件通入大电流时，控制阀受液压力、电磁力和弹力作用上抬至限位处后带动限位阀继续上升直至抵达限位阀的上限位置，控制一级控制腔内的高压燃油流经一级控制燃油流路以及二级控制腔内的高压燃油流经二级控制燃油流路，随后控制针阀喷射组件的针阀抬起至限位处，随后针阀带动滑块一同上升，直到滑块到达其上限位置，高压燃油通过针阀喷射组件喷油流路进入压力室，随后从喷孔喷出，形成矩形喷油规律曲线；所述低回油电控喷油器在靴形喷油规律喷射时：先按小电流燃油喷射模式对电磁控制阀组件通入小电流，使高压燃油从喷孔喷出；在喷油过程中对电磁控制阀组件通入大电流，控制阀受液压力、电磁力和弹力作用上抬至限位处后带动限位阀继续上升直至抵达限位阀的上限位置，控制二级控制腔内的高压燃油流经二级控制燃油流路，控制针阀喷射组件的针阀抬起至限位处，随后针阀带动滑块一同上升，直到滑块到达其上限位置，高压燃油通过针阀喷射组件喷油流路进入压力室，随后从喷孔喷出。
11.进一步，所述针阀上抬的限位处为滑块的下端面；所述控制阀上抬的限位处为限位阀的下端面，所述限位阀的上限位置为第二腔体顶面；所述滑块的上限位置为第四腔体顶面。
12.进一步的，所述高压腔进油节流孔出口下缘与高压腔下缘齐平，高压腔进油节流孔出口直径等于控制阀的凸缘与限位阀下端面之间的距离，高压腔上缘到高压腔下缘的距离大于高压腔进油节流孔出口直径，且高压腔双向孔直径等于高压腔上缘到高压腔下缘的距离。
13.进一步的，所述一级控制腔双向节流孔入口上缘与一级环腔上缘齐平，一级控制腔双向节流孔入口下缘到一级环腔下缘之间的距离大于控制阀最大升程距离，一级控制腔双向节流孔入口直径等于控制阀的凸缘与限位阀下端面之间的距离；一级环腔双向孔直径大于一级控制腔双向节流孔入口直径，一级环腔上缘到高压腔下缘的距离大于控制阀最大升程距离。
14.进一步的，所述二级控制腔双向节流孔入口下缘与二级环腔下缘齐平，二级控制
腔双向节流孔入口直径等于控制阀的凸缘与限位阀下端面之间的距离；二级控制腔双向节流孔入口下缘到低压腔上缘之间的距离等于控制阀的凸缘与限位阀下端面之间的距离；二级环腔上缘到二级环腔下缘之间的距离大于二级控制腔双向节流孔入口直径，二级环腔双向孔直径等于二级环腔上缘到二级环腔下缘之间的距离。
15.进一步的，低压腔上缘到二级环腔下缘之间的距离等于控制阀的凸缘与限位阀下端面之间的距离，电磁铁下端面与衔铁上端面之间的距离大于控制阀最大升程距离，控制阀油路横截面积大于二级控制腔双向节流孔入口横截面积与一级控制腔双向节流孔入口横截面积之和。
16.与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：1、本发明采用控制腔双向油路对控制腔供油和回油，结构简单易于加工与维修，电磁控制阀通电后，高压腔进油节流孔与高压腔断开连接，降低回油量，提高整机效率和经济性。
17.2、通过电磁控制阀与针阀喷射组件调节针阀升程改变喷油器内部的流通截面面积，进而改变喷油器单位时间内喷入气缸的燃油量，实现喷油规律曲线灵活可变，满足柴油机不同工况需求，有利于改善柴油机缸内燃烧效果，降低污染物排放。
附图说明
18.图1是本发明所述低回油电控喷油器的结构示意图；图2是图1中电磁控制阀组件的结构示意图；图3是图1中针阀喷射组件的结构示意图；图4是未示出电磁控制阀组件和针阀喷射组件的所述低回油电控喷油器的剖视图。
19.图中：1：高压油接口；2：紧固帽；3：蓄压腔体；4：电磁阀体；5：电磁控制阀组件；6：控制阀体；7：二级控制腔体；8：针阀喷射组件；9：蓄压腔；10：紧固套；11：高压油路；12：套筒；13：一级控制腔体；101：第一腔体；102：第二腔体；103：第三腔体；104：第四腔体；105：第五腔体；106：第六腔体；501：电磁铁；502：衔铁；503：限位阀；504：控制阀；505：高压腔；506：一级环腔双向孔；507：一级控制腔双向节流孔；508：二级环腔双向孔；509：二级控制腔双向节流孔；510：低压腔；511：控制阀复位弹簧；512：限位阀复位弹簧；513：高压腔双向孔；514：高压腔进油节流孔；515：一级环腔；516：控制阀油路；517：二级环腔；518：低压油路；801：二级控制腔；802：一级控制腔；803：针阀；804：喷嘴；805：针阀环腔；806：喷孔；807：滑块复位弹簧；808：滑块；809：针阀复位弹簧；810：压力室。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案、有益效果及显著进步更加清楚，下面结合本发明实例中所提供的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所有描述的这些实施例仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
21.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
22.如图1所示，一种喷油规律可变的低回油电控喷油器，从上至下依次包括紧固帽2、蓄压腔体3、电磁阀体4、电磁控制阀组件5、控制阀体6、二级控制腔体7、一级控制腔体13和针阀喷射组件8。
23.所述紧固帽2紧密配合的扣合于所述蓄压腔体3顶端及位于上部的外壁，且所述紧固帽2内壁螺纹连接所述蓄压腔体3上部的外表面，且在紧固帽2与蓄压腔体3的接触面之间设置有密封垫片用于增加密封性；所述蓄压腔体3具有一中空圆柱形空间，所述紧固帽2与蓄压腔体3配合形成蓄压腔9。所述紧固帽2轴向开设一高压油接口1，所述高压油接口1连通蓄压腔9。所述蓄压腔体3内设置高压油路11，所述高压油路11一端位于所述蓄压腔9底部且与所述蓄压腔9连通，所述高压油路11依次通过电磁阀体4、控制阀体6、二级控制腔体7、一级控制腔体13、喷嘴804后抵达针阀环腔805。一紧固套10紧密配合的包裹在所述蓄压腔体3部分外壁、电磁阀体4外壁和控制阀体6的部分外壁，一套筒12紧密配合的包裹在控制阀体6的部分外壁、二级控制腔体7的外壁、一级控制腔体13的外壁和针阀喷射组件8的外壁。
24.如图4所示，所述蓄压腔体3与电磁阀体4抵接的表面分别向内开设有凹槽，从而在所述蓄压腔体3与电磁阀体4内部形成一第一腔体101。所述电磁阀体4在与控制阀体6抵接的表面向内开设有凹槽，形成第二腔体102，所述控制阀体6沿其中心轴向贯通一通孔形成第三腔体103（贯通所述控制阀体6）。所述二级控制腔体7在与一级控制腔体13抵接的表面向内开设有凹槽形成第四腔体104，所述一级控制腔体13沿其中心轴向贯通一通孔作为第五腔体105，所述针阀喷射组件8的喷嘴804沿其中心轴向开有一漏斗型凹槽作为第六腔体106。其中，第一和第二腔体通过通孔贯通，第二和第三腔体贯通，第四、五腔体贯通，其中第二腔体直径大于第三腔体直径，以便限位阀503落座于控制阀体6上表面。
25.所述电磁控制阀组件5（见图1中靠上的圈中部分）沿所述低回油电控喷油器的中心轴线竖直的安装在蓄压腔体3、电磁阀体4和控制阀体6内部，如图2所示，从上至下依次包括电磁铁501、衔铁502、限位阀503和控制阀504，限位阀复位弹簧512和控制阀复位弹簧511居中设置在所述电磁控制阀组件5内部。所述控制阀504位于第三腔体内，所述控制阀504外壁抵在第三腔体内壁（即控制阀体6内壁）上形成柱面密封，所述控制阀504的下端面与二级控制腔体7上端面紧密接触，形成平面密封阻断控制阀油路516与低压油路518的连通。
26.所述电磁铁501和衔铁502安装在第一腔体内，其中所述电磁铁501外表面抵在所述蓄压腔体3底部形成的凹槽内， 所述衔铁502位于电磁阀体4形成的凹槽内。且所述电磁铁501沿其中心轴向贯穿一圆柱形空腔，用于放置所述控制阀复位弹簧511。所述控制阀复位弹簧511一端顶压在蓄压腔体3底部，另一端抵在所述衔铁502上表面。
27.所述限位阀503位于第二腔体内，所述限位阀503和衔铁502均具有沿其中心轴向贯通的通孔，且所述衔铁502的通孔内壁具有螺纹。所述控制阀504为二层凸台结构，包括向上凸出的圆柱和位于底层沿圆周方向凸出于上层圆柱的凸缘，所述凸缘的上表面相对限位
阀503下端面，其顶部向上凸出的圆柱穿过限位阀503的通孔后与衔铁502的通孔螺纹连接，控制阀504受控制阀复位弹簧511弹力的作用而处于下限位。所述限位阀503和衔铁502的通孔尺寸均与所述控制阀504向上凸出的圆柱尺寸适配。
28.所述限位阀503为两层凸台结构，其最上层凸台外壁套设限位阀复位弹簧512，所述限位阀复位弹簧512下端抵在所述限位阀503的下层凸台上，上端抵在第二腔体的顶壁，所述限位阀503下端面抵达控制阀体6上端面，从而受限位阀复位弹簧512弹力的作用而落座于控制阀体6上。
29.如图3所示，所述针阀喷射组件8从上至下依次包括滑块808、针阀803、喷嘴804、喷孔806。所述滑块808位于第四腔体内，其外壁套设滑块复位弹簧807，所述滑块复位弹簧807下端抵在所述滑块808的下层凸台上，上端抵在第四腔体的顶壁；第四腔体内壁与滑块808配合形成的空间作为二级控制腔801；滑块808下端抵在一级控制腔体13上端面，使滑块808受液压力和滑块复位弹簧807弹力的共同作用而落座于一级控制腔体13上。所述一级控制腔体13底部连接所述喷嘴804的顶壁，所述喷嘴804的底部开有多个喷孔806。所述针阀803依次贯穿第五、第六腔体，所述针阀803外壁与所述第五腔体内壁（即与二级控制腔体7内壁）接触并形成柱面密封，所述针阀803外壁与喷嘴804内壁之间存在一定空隙，用于流通液体。所述针阀803顶部具有一柱状凸起，所述柱状凸起外表面套设针阀复位弹簧809，所述针阀复位弹簧809下端抵在所述针阀803顶部，另一端抵在一级控制腔体13从其顶端向中心轴方向伸出的平台。一级控制腔体13内壁、滑块808底壁与针阀803配合形成的空间作为一级控制腔802。针阀803受液压力和针阀复位弹簧809弹力的共同作用而落座于喷嘴804加工的阀座上。
30.在第六腔体内，喷嘴804内壁与所述针阀803外壁之间还设置有环形空腔，作为针阀环腔805，所述针阀环腔805与高压油路11连通。所述针阀803下端与喷嘴804之间具有一定空隙，形成压力室810，所述压力室810连通喷孔806。
31.安装时，蓄压腔体3、电磁阀体4、控制阀体6、二级控制腔体7、一级控制腔体13和喷嘴804自上而下安装，通过紧固套10和套筒12进行限位和固定。
32.沿所述控制阀504圆周方向，在所述控制阀504外壁上开有4个环形槽，各环形槽与控制阀体6内壁配合分别形成高压腔505、一级环腔515、二级环腔517和低压腔510。控制阀体6内设置低压油路518，低压油路518一端连通低压腔510，另一端连通连通外部低压油箱；控制阀504内部设置控制阀油路516、高压腔双向孔513、一级环腔双向孔506、二级环腔双向孔508，所述控制阀油路516通过高压腔双向孔513、一级环腔双向孔506、二级环腔双向孔508分别连通高压腔505、一级环腔515和二级环腔517。控制阀504腔体内还倾斜的设置高压腔进油节流孔514、一级控制腔双向节流孔507、二级控制腔双向节流孔509，高压腔进油节流孔514一端连通高压油路11，另一端连通高压腔505，所述高压腔进油节流孔514出口下缘与高压腔505下缘齐平，高压腔进油节流孔514出口直径等于控制阀504的凸缘与限位阀503下端面之间的距离，高压腔505上缘到高压腔505下缘的距离大于高压腔进油节流孔514出口直径，且高压腔双向孔513直径等于高压腔505上缘到高压腔505下缘的距离；所述一级控制腔双向节流孔507一端（即入口）连通一级环腔515，另一端通过二级控制腔体7内部后连通一级控制腔802，所述一级控制腔双向节流孔507入口上缘与一级环腔515上缘齐平，一级控制腔双向节流孔507入口下缘到一级环腔515下缘之间的距离大于控制阀504最大升程距
离，一级控制腔双向节流孔507入口直径等于控制阀504的凸缘与限位阀503下端面之间的距离；一级环腔双向孔506直径大于一级控制腔双向节流孔507入口直径，一级环腔515上缘到高压腔505下缘的距离大于控制阀504最大升程距离。所述二级控制腔双向节流孔509一端（即入口）连通二级环腔517，另一端连通二级控制腔801。其中，所述二级控制腔双向节流孔509入口下缘与二级环腔517下缘齐平，二级控制腔双向节流孔509入口直径等于控制阀504的凸缘与限位阀503下端面之间的距离；二级控制腔双向节流孔509入口下缘到低压腔510上缘之间的距离等于控制阀504的凸缘与限位阀503下端面之间的距离；二级环腔517上缘到二级环腔517下缘之间的距离大于二级控制腔双向节流孔509入口直径，二级环腔双向孔508直径等于二级环腔517上缘到二级环腔517下缘之间的距离。
33.低压腔510上缘到二级环腔517下缘之间的距离等于控制阀504的凸缘与限位阀503下端面之间的距离，电磁铁501下端面与衔铁502上端面之间的距离大于控制阀504最大升程距离，控制阀油路516横截面积大于二级控制腔双向节流孔509入口横截面积与一级控制腔双向节流孔507入口横截面积之和。
34.所述低回油电控喷油器能够实现矩形和靴形两种喷油规律曲线形状的燃油喷射模式。进行矩形喷油规律的喷射时，分为两种情况，一种是电磁控制阀组件5通小电流，另一种是对电磁控制阀组件5通大电流。进行靴形喷油规律的喷射时，先对电磁控制阀组件5通小电流，再对电磁控制阀组件5通大电流。
35.通小电流的矩形喷油规律曲线的燃油喷射模式：当对电磁控制阀组件5通入小电流时，衔铁502受到的电磁力与控制阀504受到的液压力之和大于位于衔铁上表面的控制阀复位弹簧511弹力，小于控制阀复位弹簧511弹力与限位阀复位弹簧512弹力之和，控制阀504受液压力、衔铁502电磁力和控制阀复位弹簧511弹力的共同作用而向上抬起，直到控制阀504的凸缘抵达限位阀503的下端面，控制阀504不再上升，控制阀504下端与二级控制腔体7上端面之间的平面密封打开，此时控制阀504向上移动，导致高压腔进油节流孔514与高压腔505错开，使控制阀504侧壁与控制阀体6形成柱面密封，防止高压燃油通过高压腔505、高压腔双向孔513进入控制阀油路516；一级控制腔802内的高压燃油通过一级控制腔双向节流孔507、一级环腔515、一级环腔双向孔506、控制阀油路516、控制阀504与二级控制腔体7之间的间隙进入低压油路518；此时，一级控制腔802内燃油压力持续降低，直到针阀803下端的液压力大于针阀803上端的液压力与针阀复位弹簧809弹力之和，针阀803开始抬起，直到针阀803上端抵达滑块808的下端，即针阀803限位于滑块下端面并不再上升，高压燃油通过针阀环腔805、针阀803外壁与喷嘴804内壁之间的间隙进入压力室810，随后从喷孔806喷出。
36.通大电流的矩形喷油规律曲线的燃油喷射模式：当对电磁控制阀组件5通入大电流时，衔铁502受到的电磁力和控制阀504受到的液压力之和大于控制阀复位弹簧511弹力与限位阀复位弹簧512弹力之和，控制阀504受液压力、衔铁502电磁力和控制阀复位弹簧511弹力的共同作用而向上抬起，控制阀504的凸缘与限位阀503的下端接触后带动限位阀503一同上升，直到限位阀503到达其上限位置（即限位阀503上端面抵达第二腔体顶面），控制阀504与限位阀503均不再上升，控制阀504下端与二级控制腔体7上端面之间的平面密封打开，此时控制阀504向上移动，导致高压腔进油节流孔514与高压腔505错开，同时控制阀504侧壁与控制阀体6形成柱面密封，一级控制腔802
内的高压燃油通过一级控制腔双向节流孔507、一级环腔515、一级环腔双向孔506、控制阀油路516、控制阀504与二级控制腔体7之间的间隙进入低压油路518，二级控制腔801内的高压燃油通过二级控制腔双向节流孔509与低压腔510进入低压油路518，一级控制腔802、二级控制腔801内燃油压力持续降低，直到针阀803下端的液压力大于针阀803上端的液压力与针阀复位弹簧809弹力之和，针阀803开始抬起，直至针阀803上端抵达滑块808的下端，针阀803停止上升，直到针阀803下端的液压力与滑块808下端的液压力之和大于针阀803上端的液压力、滑块808上端的液压力、针阀复位弹簧809弹力与滑块复位弹簧807弹力之和，针阀803带动滑块808一同上升，直到滑块808到达其上限位置（即滑块808上端面接触第四腔体顶面），针阀803与滑块808均不再上升，高压燃油通过针阀环腔805、针阀803与喷嘴804之间的间隙进入压力室810，从喷孔806喷出。
37.靴形喷油规律曲线的燃油喷射模式：先对电磁控制阀组件5通入小电流，衔铁502受到的电磁力与控制阀504受到的液压力之和大于控制阀复位弹簧511弹力，小于控制阀复位弹簧511弹力与限位阀复位弹簧512弹力之和，控制阀504受液压力、衔铁502电磁力和控制阀复位弹簧511弹力的共同作用而向上抬起，直到控制阀504的凸缘上表面与限位阀503的下端接触，控制阀504不再上升，控制阀504下端与二级控制腔体7上端面之间的平面密封打开，同时控制阀504侧壁与控制阀体6形成柱面密封，导致高压腔进油节流孔514与高压腔505错开，使控制阀504侧壁与控制阀体6形成柱面密封，防止高压燃油通过高压腔505、高压腔双向孔513进入控制阀油路516，一级控制腔802内的高压燃油通过一级控制腔双向节流孔507、一级环腔515、一级环腔双向孔506、控制阀油路516、控制阀504与二级控制腔体7之间的间隙进入低压油路518，一级控制腔802内燃油压力持续降低，直到针阀803下端的液压力大于针阀803上端的液压力与针阀复位弹簧809弹力之和，针阀803开始抬起，直到针阀803上端抵达滑块808的下端，针阀803不再上升，高压燃油通过针阀环腔805、针阀803与喷嘴804之间的间隙进入压力室810，从喷孔806喷出；随着喷油过程的进行，对电磁控制阀组件5通入大电流，衔铁502电磁力与控制阀504受到的液压力之和大于控制阀复位弹簧511弹力与限位阀复位弹簧512弹力之和，控制阀504带动限位阀503一同上升，直到限位阀503到达其上限位置，控制阀504与限位阀503均不再上升，此时二级控制腔双向节流孔509入口（即连通二级环腔517的一端）处的密封随控制阀504的上升打开，二级控制腔801内的高压燃油通过二级控制腔双向节流孔509与低压腔510进入低压油路518，二级控制腔801内燃油压力持续降低，直到针阀803下端的液压力与滑块808下端的液压力之和大于针阀803上端的液压力、滑块808上端的液压力、针阀复位弹簧809弹力和滑块复位弹簧807弹力之和，针阀803带动滑块808一同上升，直到滑块808到达其上限位置，针阀803与滑块808均不再上升，高压燃油从喷孔806喷出。
38.喷射模式结束后，电磁控制阀组件5停止通电，限位阀503受限位阀复位弹簧512弹力的作用而落座于控制阀体6上（即限位阀503的下端抵达控制阀体6上端面），控制阀504受液压力与控制阀复位弹簧511弹力的共同作用而落座于二级控制腔体7上，高压腔进油节流孔514连接高压腔505，一级控制腔双向节流孔507连接一级环腔515，二级控制腔双向节流孔509连接二级环腔517，控制阀504下端与二级控制腔体7上端面形成平面密封阻断控制阀油路516与低压油路518的连通，蓄压腔9内高压燃油通过高压油路11、高压腔进油节流孔
514、高压腔505、高压腔双向孔513进入控制阀油路516，控制阀油路516内高压燃油通过一级环腔双向孔506、一级环腔515、一级控制腔双向节流孔507对一级控制腔802内高压燃油进行补充，通过二级环腔双向孔508、二级环腔517、二级控制腔双向节流孔509对二级控制腔801内高压燃油进行补充，一级控制腔802、二级控制腔801内燃油压力提高，滑块808受到液压力和滑块复位弹簧807弹力的共同作用下落座于一级控制腔体13上，针阀803受液压力和针阀复位弹簧809弹力的共同作用而坐落于喷嘴804加工的阀座上，喷油结束。
39.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种喷油规律可变的低回油电控喷油器，其特征在于，从上至下依次包括紧固帽（2）、蓄压腔体（3）、电磁阀体（4）、电磁控制阀组件（5）、控制阀体（6）、二级控制腔体（7）、一级控制腔体（13）和针阀喷射组件(8)；所述电控喷油器外壁通过紧固套（10）和套筒（12）进行限位和固定；所述紧固帽（2）与蓄压腔体（3）配合形成蓄压腔（9），用于放置高压燃油；所述紧固帽（2）轴向开设一高压油接口（1），所述高压油接口连通蓄压腔（9）；高压油路（11）一端连通蓄压腔（9）底部，另一端连通针阀喷射组件（8）；所述电磁控制阀组件（5）位于所述蓄压腔体（3）、电磁阀体（4）和控制阀体（6）内部；所述蓄压腔体（3）与电磁阀体（4）抵接的表面分别向内开设凹槽形成第一腔体（101）；所述电磁阀体（4）朝向控制阀体（6）的表面向内开设有凹槽形成第二腔体（102）；所述二级控制腔体（7）朝向一级控制腔体（13）的表面向内开设有凹槽形成第四腔体（104）；所述电磁控制阀组件（5）从上至下依次包括电磁铁（501）、衔铁（502）、限位阀（503）和控制阀（504）；所述针阀喷射组件（8）从上至下依次包括滑块（808）、针阀（803）、喷嘴（804）、喷孔（806）；所述控制阀（504）外壁抵在控制阀体（6）内壁上形成柱面密封，所述针阀（803）外壁与所述一级控制腔体（13）内壁接触并形成柱面密封，所述针阀（803）外壁与喷嘴（804）内壁之间存在一定空隙；所述电磁控制阀组件（5）中的所述电磁铁（501）和衔铁（502）安装在第一腔体（101）内，控制阀复位弹簧（511）贯穿所述电磁铁（501）内部，所述限位阀（503）位于第二腔体（102）内，且其外壁套设限位阀复位弹簧（512）；所述控制阀（504）位于控制阀体（6）内，包括向上凸出的圆柱和位于底层沿圆周方向凸出于上层圆柱的凸缘，其凸出的圆柱穿过限位阀（503）并与衔铁（502）螺纹连接；控制阀（504）受控制阀复位弹簧（511）弹力的作用而处于下限位，所述限位阀（503）受限位阀复位弹簧（512）弹力的作用而落座于控制阀体（6）上；所述针阀喷射组件（8）的所述滑块（808）位于第四腔体内，其外壁套设滑块复位弹簧（807）；第四腔体内壁与滑块（808）配合形成的空间作为二级控制腔（801）；滑块（808）受液压力和滑块复位弹簧（807）弹力的共同作用而落座于一级控制腔体（13）上；所述一级控制腔体（13）底部连接所述喷嘴（804）的顶壁，所述喷嘴（804）的底部开有多个喷孔（806）；针阀复位弹簧（809）套设在所述针阀（803）顶部凸起；一级控制腔体（13）内壁、滑块（808）底壁与针阀（803）配合形成的空间作为一级控制腔（802）；针阀（803）受液压力和针阀复位弹簧（809）弹力的共同作用而落座于喷嘴（804）加工的阀座上；喷嘴（804）内壁与所述针阀（803）外壁之间还设置有针阀环腔（805），所述针阀环腔（805）与高压油路（11）连通；所述针阀（803）下端与喷嘴（804）之间具有一定空隙，形成压力室（810），所述压力室（810）连通喷孔（806）；沿所述控制阀（504）圆周方向，在所述控制阀（504）外壁上开有4个环形槽，各环形槽与控制阀体（6）内壁配合分别形成高压腔（505）、一级环腔（515）、二级环腔（517）和低压腔（510）；控制阀体（6）内设置低压油路（518），低压油路（518）一端连通低压腔（510），另一端连通外部低压油箱；控制阀（504）内部设置控制阀油路（516）、高压腔双向孔（513）、一级环腔双向孔（506）、二级环腔双向孔（508），所述控制阀油路（516）通过高压腔双向孔（513）、一级环腔双向孔（506）、二级环腔双向孔（508）分别连通高压腔（505）、一级环腔（515）和二级环
腔（517）；控制阀（504）腔体内还倾斜的设置高压腔进油节流孔（514）、一级控制腔双向节流孔（507）、二级控制腔双向节流孔（509），高压腔进油节流孔（514）一端连通高压油路（11），另一端连通高压腔（505），所述一级控制腔双向节流孔（507）的入口连通一级环腔（515），另一端通过二级控制腔体（7）内部后连通一级控制腔（802），所述二级控制腔双向节流孔（509）的入口连通二级环腔（517），另一端连通二级控制腔（801）；一级控制燃油流路为：通过一级控制腔双向节流孔（507）、一级环腔（515）、一级环腔双向孔（506）、控制阀油路（516）、控制阀（504）与二级控制腔体（7）之间的间隙进入低压油路（518）；二级控制燃油流路：通过二级控制腔双向节流孔（509）与低压腔（510）进入低压油路（518）；针阀喷射组件喷油流路：通过针阀环腔（805）、针阀（803）外壁与喷嘴（804）内壁之间的间隙进入压力室（810），随后从喷孔（806）喷出；所述低回油电控喷油器在矩形喷油规律喷射时，具有以下两种喷射模式：小电流燃油喷射模式：当对电磁控制阀组件（5）通入小电流时，控制阀（504）受液压力、电磁力和弹力作用上抬至限位处，控制阀（504）不再上升，控制一级控制腔内的高压燃油流经一级控制燃油流路， 随后控制针阀喷射组件（8）的针阀（803）抬起至限位处，高压燃油通过针阀喷射组件喷油流路进入压力室，随后从喷孔喷出，形成矩形喷油规律曲线；大电流燃油喷射模式：当对电磁控制阀组件（5）通入大电流时，控制阀（504）受液压力、电磁力和弹力作用上抬至限位处后带动限位阀（503）上抬至限位阀（503）的上限位置，控制一级控制腔内的高压燃油流经一级控制燃油流路以及二级控制腔内的高压燃油流经二级控制燃油流路，随后控制针阀喷射组件（8）的针阀（803）抬起至限位处，随后针阀带动滑块（808）一同上升，直到滑块到达其上限位置，高压燃油通过针阀喷射组件喷油流路进入压力室，随后从喷孔喷出，形成矩形喷油规律曲线；所述低回油电控喷油器在靴形喷油规律喷射时：先按小电流燃油喷射模式对电磁控制阀组件（5）通入小电流，高压燃油流经一级控制燃油流路和针阀喷射组件喷油流路后从喷孔喷出；在喷油过程中对电磁控制阀组件（5）通入大电流，控制阀（504）受液压力、电磁力和弹力作用上抬至限位处后带动限位阀（503）继续上升直至抵达限位阀（503）的上限位置，控制二级控制腔内的高压燃油流经二级控制燃油流路，控制针阀喷射组件（8）的针阀抬起至限位处，随后针阀（803）带动滑块一同上升，直到滑块（808）到达其上限位置，高压燃油通过针阀喷射组件喷油流路进入压力室，随后从喷孔喷出。2.根据权利要求1所述喷油规律可变的低回油电控喷油器，其特征在于，所述针阀（803）上抬的限位处为滑块（808）的下端面；所述控制阀（504）上抬的限位处为限位阀（503）的下端面，所述限位阀（503）的上限位置为第二腔体顶面；所述滑块（808）的上限位置为第四腔体顶面。3.根据权利要求1所述喷油规律可变的低回油电控喷油器，其特征在于，所述高压腔进油节流孔（514）出口下缘与高压腔（505）下缘齐平，高压腔进油节流孔（514）出口直径等于
控制阀（504）的凸缘与限位阀（503）下端面之间的距离，高压腔（505）上缘到高压腔（505）下缘的距离大于高压腔进油节流孔（514）出口直径，且高压腔双向孔（513）直径等于高压腔（505）上缘到高压腔（505）下缘的距离。4.根据权利要求1所述喷油规律可变的低回油电控喷油器，其特征在于，所述一级控制腔双向节流孔（507）入口上缘与一级环腔（515）上缘齐平，一级控制腔双向节流孔（507）入口下缘到一级环腔（515）下缘之间的距离大于控制阀（504）最大升程距离，一级控制腔双向节流孔（507）入口直径等于控制阀（504）的凸缘与限位阀（503）下端面之间的距离；一级环腔双向孔（506）直径大于一级控制腔双向节流孔（507）入口直径，一级环腔（515）上缘到高压腔（505）下缘的距离大于控制阀（504）最大升程距离。5.根据权利要求1所述喷油规律可变的低回油电控喷油器，其特征在于，所述二级控制腔双向节流孔（509）入口下缘与二级环腔（517）下缘齐平，二级控制腔双向节流孔（509）入口直径等于控制阀（504）的凸缘与限位阀（503）下端面之间的距离；二级控制腔双向节流孔（509）入口下缘到低压腔（510）上缘之间的距离等于控制阀（504）的凸缘与限位阀（503）下端面之间的距离；二级环腔（517）上缘到二级环腔（517）下缘之间的距离大于二级控制腔双向节流孔（509）入口直径，二级环腔双向孔（508）直径等于二级环腔（517）上缘到二级环腔（517）下缘之间的距离。6.根据权利要求1所述喷油规律可变的低回油电控喷油器，其特征在于，低压腔（510）上缘到二级环腔（517）下缘之间的距离等于控制阀（504）的凸缘与限位阀（503）下端面之间的距离，电磁铁（501）下端面与衔铁（502）上端面之间的距离大于控制阀（504）最大升程距离，控制阀油路（516）横截面积大于二级控制腔双向节流孔（509）入口横截面积与一级控制腔双向节流孔（507）入口横截面积之和。

技术总结
本发明属于柴油机技术领域，公开了一种喷油规律可变的低回油电控喷油器，包括电磁阀体、电磁控制阀组件、控制阀体和针阀喷射组件；所述电磁控制阀组件的控制阀外壁抵在控制阀体内壁上形成柱面密封，所述针阀喷射组件的针阀外壁与喷嘴内壁之间存在一定空隙。本发明在矩形喷油规律下，当对电磁控制阀组件通入小电流时，高压燃油流经一级控制燃油流路和针阀喷射组件喷油流路；通入大电流时，高压燃油流经一级控制燃油流路、二级控制燃油流路和针阀喷射组件喷油流路；在靴形喷油规律喷射时，先通入小电流时，高压燃油流经一级控制燃油流路和针阀喷射组件喷油流路；在通入大电流时，高压燃油流经二级控制燃油流路和针阀喷射组件喷油流路。油流路。油流路。


技术研发人员：赵建辉 魏荣强 卢相东 杨津韬
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2023.09.04
技术公布日：2023/10/11