一种双层喷孔的双针阀电控喷油器

技术领域

本发明属内燃机技术领域，具体涉及一种双层喷孔的双针阀电控喷油器。

背景技术

喷油器是柴油机的重要组成部件，其主要功能是将来自喷油泵的高压柴油按一定的要求进行雾化，并分布到燃烧定中形成良好的可燃混合气。喷油器性能的好坏直接影响柴油机的燃烧性能、油耗以及柴油机的使用寿命。对于一般柴油机的固定孔数喷油器来说，小负荷下要求喷油器拥有较小的孔径来满足较好的雾化程度，大负荷下则要求喷油器拥有较大的孔径来满足较大的喷油量。采用较大的喷孔直径无法满足小负荷下的雾化要求，且在小负荷下需要较短的喷油持续期和较低的喷射压力来保持较小的喷油量，而较低的喷射压力则不利于油束的雾化和破碎；采用较小的喷孔直径则无法满足大负荷的喷油量需求，若采用较多的喷孔数会使燃油油束相互干扰和重叠，导致经济性下降和碳烟的生成。

鉴于上述情况，为弥补现有技术存在的不足之处，提出一种通过调节孔数来控制发动机负荷的喷油器。即在小负荷时采用一组喷孔进行喷油，可保证较高的喷油压力，使燃油可以较好地雾化和破碎；在大负荷下采用两组喷孔进行喷油，此时喷油器的孔数多于以往的固定孔数的多孔喷油器，因此可以拥有比以往的固定孔数的多孔喷油器更好的燃油雾化程度和空间分布特性；此外特殊的双层喷孔结构还可以较好地避免燃油油束相互干扰和重叠的问题。这种可变孔数的多孔喷油器拥有更好的负荷适应性，因此具有重要的环保和节能意义。

发明内容

为克服现有技术存在的缺点，开发了一种可以满足发动机不同负荷对喷油器孔数与孔径的要求的多孔喷油器，同时还可以减少油束重叠区域，使混合气形成更均匀。

本发明由回油螺栓A、锁紧螺帽B、进油管接头C、上体D、中体E、下体F、内针阀G、外针阀H、球阀bI、衔铁bJ、电插头bK、球阀aL、衔铁aM、紧固螺栓1、弹簧c4、弹簧d5、弹簧b6和弹簧a7组成，其中回油螺栓A的螺柱9与锁紧螺帽B的低压回油道11上端螺纹连接。

上体D上端与锁紧螺帽B下端螺纹连接。

上体D下端右侧与中体E上端右侧经螺栓1固接。

上体D下端左侧和中体E上端左侧与电插头bK的前槽59螺纹连接。

中体E下端与下体F上端螺纹连接。

进油管接头C下端与上体D的进油管接口19螺纹连接，进油管接头C的进油道a17与锁紧螺帽B的进油道b20连通。

电插头bK的导线c60与线圈b25连接。

球阀aL的阀体b62上端与衔铁aM的底柱b66下端固接，球阀aL和衔铁aM共同置于上体D的空腔a27中，底柱b66与空腔a27侧壁滑动连接。

弹簧a7套于衔铁aM的顶柱b63，弹簧a7上端由锁紧螺帽B的凸台a13限位，弹簧a7下端由衔铁aM的凸台f64限位。

球阀aL的球头b61与上体D中回油节流孔26的上端活动连接；衔铁aM的回油孔a65与上体D的空腔a27相通。

球阀bI的阀体a54左端与衔铁bJ的底柱a56右端固接，球阀bI和衔铁bJ共同置于上体D的回油腔a24和中体E的回油腔b28中。

底柱a56与回油腔a24和回油腔b28的侧壁滑动连接。

球阀bI的球头a55与中体E的前回油道29左端活动连接。

弹簧b6套于衔铁bJ的顶柱a58，弹簧b6左端由限位，弹簧b6右端由衔铁bJ的凸台e57限位。

弹簧d5套于外针阀H，弹簧d5下端由外针阀H的凸台d49限位，弹簧d5上端由中体E的底端限位。

外针阀H的上端面与上体D及中体E内的空腔b30的内壁之间形成第一压力室2。

内针阀G的上端面与外针阀H内的空腔d48的内壁之间形成第二压力室3。

外针阀H的进油节流孔c46左端与第二压力室3连通，进油节流孔c46右端与中体E的进油节流孔b31连通，第二压力室3左侧经内针阀回油孔53与中体E的前回油道29连通。

内针阀G置于外针阀H的空腔d48中，外针阀H和内针阀G共同置于上体D的第一压力室2、中体E的空腔b30、下体F的空腔c34中，外针阀H与第一压力室2、空腔b30和空腔c34侧壁滑动连接。

内针阀G的阀体c42与空腔d48侧壁滑动连接，弹簧c4套于内针阀G的阀头a41，弹簧c4上端由外针阀H的阀头b45下端限位，弹簧c4下端由阀体c42上端限位。

内针阀G的T形进油孔44与外针阀H的进油孔50、下体F的环形油腔37以及进油道c36连通，T形进油孔44下端与下体F底端的压力腔39连通。

所述的回油螺栓A的螺柱9內设有T形油道10。

所述的锁紧螺帽B中心设有低压回油道11，锁紧螺帽B中部设有线圈a12，锁紧螺帽B左上部设有电插头a16，电插头a16的导线a14和导线b15与线圈a12的正负极连接，锁紧螺帽B近下部设有凸台a13。

所述的上体D中心设有回油节流孔26，回油节流孔26上端与空腔a27连通，回油节流孔26下端与第一压力室2连通，第一压力室2左侧经后回油道23与回油腔a24连通，第一压力室2右侧经进油节流孔a22与进油道b20连通，上体D右上部设有进油管接口19，进油管接口19中心设有进油道b20，上体D下部左端设有线圈b25，上体D下部右端设有螺孔a21。

所述的中体E中心设有空腔b30中体E右部设有进油道d32，空腔b30和进油道d32经进油节流孔b31连通，中体E左部设有回油腔b28，空腔b30和回油腔b28经前回油道29连通，中体E上部右端设有螺孔b33。

所述的下体F中心设有空腔c34,下体(F)底端设有压力腔(39)，下体F右部设有进油道c36，进油道c36底端设有环形油腔(37)，进油道c(36)通过环形油腔(37)与空腔c34中部连通，空腔c34中上位置设有凸台c35，下体F底部设有喷孔组b38和喷孔组a40；喷孔组b38由6～8个喷孔组成，喷孔组a40由6～8个喷孔组成，两层喷孔呈周向交错分布，交错分布的结构可以改善燃油的空间分布特性。

所述的内针阀G中阀体c42的上端设有阀头a41，阀体c42的下部设有环槽a43，其高度远大于T形进油孔44的孔径，可以在内针阀G与外针阀H发生相对运动时，进油孔50与T形进油孔44仍可以相互连通，环槽a43以下的阀体c42內设有T形进油孔44。

所述的外针阀H內设有空腔d48，阀头b45以下的外针阀H中设有进油节流孔c46，进油节流孔c46与空腔d48连通，进油节流孔c46下方设有环槽b47，其高度远大于进油节流孔c46的孔径，用于保证在外针阀H上移时仍然可以对第二压力室3供油，外针阀H上设有凸台d49，并位于进油节流孔c46和进油孔50之间，外针阀H下部设有进油孔50，与空腔d48连通。

所述的外针阀H底端设有后锥面51和前锥面52，用来避免内外针阀间隙内的渗油在针阀未开启时从喷孔组a40漏出。

在电插头bK与外部电源接通时，线圈b25吸引衔铁bJ向左移动，球阀bI打开，此时第二压力室3可经内针阀回油孔53、前回油道29、回油腔a24以及后回油道23与第一压力室2连通，此时第二压力室3可以与第一压力室2一起泄油。

上述技术方案的指导思想是：这种双层喷孔的双针阀电控喷油器，通过双电磁阀对两组喷孔的喷油正时进行精确控制。当线圈a12和线圈b25均不通电时，球阀aL及球阀bI在弹簧a7及弹簧b6的作用下关闭，高压油进入第一压力室2和第二压力室3，在高压油压力的作用下迫使两个针阀落座。当线圈a12单独通电时，线圈a12吸引衔铁aM，衔铁aM带动球阀aL向上移动，此时第一压力室2泄油，作用在外针阀H上的压力消失，外针阀H在高压油的作用下跳起，喷孔组a40开始喷油；当线圈a12和线圈b25均通电时，线圈b25吸引衔铁bJ，衔铁bJ带动球阀bI向左移动，此时第二压力室3通过内针阀回油孔53、前回油道29以及后回油道23与第一压力室2连通，第二压力室3与第一压力室2同时泄油，作用在内、外针阀上的压力均消失，内、外针阀在高压油的作用下跳起，两组喷孔同时喷油。上述双层喷孔的双针阀电控喷油器通常采用的方案是：在小负荷时仅线圈a12通电，此时只通过喷孔组a40喷油就可以满足小负荷时发动机对供油系统的要求；在大负荷时线圈a12和线圈b25均通电，此时需要同时打开两组喷孔来使喷油器的孔数与孔径满足燃油雾化的需求。

本发明的有益效果在于：可以较好地满足发动机各负荷对喷油器喷孔数与喷孔直径的要求，即小负荷下可具有良好的雾化特性，大负荷下可在具有良好的雾化及空间分布特性的同时满足较大的喷油量，此外还可以有效地避免燃油油束相互干扰和重叠的问题从而提高发动机的燃烧及排放特性。

附图说明

图1为双层喷孔的双针阀电控喷油器的结构示意图

图2为回油螺栓的结构示意图

图3为锁紧螺帽的结构示意图

图4为进油管接头的结构示意图

图5为上体的结构示意图

图6为中体的结构示意图

图7为下体的结构示意图一

图8为下体的结构示意图二

图9为图8中C-C截面视图

图10为内针阀的结构示意图一

图11为图10中A-A截面视图

图12为内针阀的结构示意图二

图13为外针阀的结构示意图一

图14为图13中B-B截面视图

图15为外针阀的结构示意图二

图16为球阀b的结构示意图

图17为衔铁b的结构示意图

图18为电插头b的结构示意图

图19为球阀a的结构示意图

图20为衔铁a的结构示意图

其中：A.回油螺栓B.锁紧螺帽C.进油管接头D.上体E.中体F.下体G.内针阀H.外针阀I.球阀bJ.衔铁bK.电插头bL.球阀aM.衔铁a1.紧固螺栓2.第一压力室3.第二压力室4.弹簧c5.弹簧d6.弹簧b7.弹簧a8.螺帽9.螺柱10.T形油道11.低压回油道12.线圈a13.凸台14.导线a15.导线b16.电插头a17.进油道a18.凸台b19.进油管接口20.进油道b21.螺孔a22.进油节流孔a23.后回油道24.回油腔a25.线圈b26.回油节流孔27.空腔a28.回油腔b29.前回油道30.空腔b31.进油节流孔b32.进油道d33.螺孔b34.空腔c35.凸台c36.进油道c37.环形油腔38.喷孔组b39.压力腔40.喷孔组a41.阀头a42.阀体c43.环槽a44.T形进油孔45.阀头b46.进油节流孔c47.环槽b48.空腔d49.凸台d50.进油孔51.后锥面52.前锥面53.内针阀回油孔54.阀体a55.球头a56.底柱a57.凸台e58.顶柱a59.前槽60.导线c61.球头b62.阀体b63.顶柱b64.凸台f65.回油孔66.底柱b

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细的描述：

如图1所示，喷油器体由回油螺栓A、锁紧螺帽B、进油管接头C、上体D、中体E、下体F、内针阀G、外针阀H、球阀bI、衔铁bJ、电插头bK、球阀aL、衔铁aM、紧固螺栓1、弹簧c4、弹簧d5、弹簧b6和弹簧a7组成，其中回油螺栓A的螺柱9与锁紧螺帽B的低压回油道11上端螺纹连接。

上体D上端与锁紧螺帽B下端螺纹连接，上体D下端右侧与中体E上端右侧经螺栓1固接，上体D下端左侧和中体E上端左侧与电插头bK的前槽59螺纹连接。

中体E下端与下体F上端螺纹连接。

进油管接头C下端与上体D的进油管接口19螺纹连接，进油管接头C的进油道a17与锁紧螺帽B的进油道b20连通。

电插头bK的导线c60与线圈b25连接。

球阀aL的阀体b62上端与衔铁aM的底柱b66下端固接，球阀aL和衔铁aM共同置于上体D的空腔a27中，底柱b66与空腔a27侧壁滑动连接。

弹簧a7套于衔铁aM的顶柱b63，弹簧a7上端由锁紧螺帽B的凸台a13限位，弹簧a7下端由衔铁aM的凸台f64限位。

球阀aL的球头b61与上体D中回油节流孔26的上端活动连接；衔铁aM的回油孔a65与上体D的空腔a27相通。

球阀bI的阀体a54左端与衔铁bJ的底柱a56右端固接，球阀bI和衔铁bJ共同置于上体D的回油腔a24和中体E的回油腔b28中。

底柱a56与回油腔a24和回油腔b28的侧壁滑动连接。

球阀bI的球头a55与中体E的前回油道29左端活动连接。

弹簧b6套于衔铁bJ的顶柱a58，弹簧b6左端由限位，弹簧b6右端由衔铁bJ的凸台e57限位。

弹簧d5套于外针阀H，弹簧d5下端由外针阀H的凸台d49限位，弹簧d5上端由中体E的底端限位；

外针阀H的上端面与上体D及中体E内的空腔b30的内壁之间形成第一压力室2。

内针阀G的上端面与外针阀H内的空腔d48的内壁之间形成第二压力室3。

外针阀H的进油节流孔c46左端与第二压力室3连通，进油节流孔c46右端与中体E的进油节流孔b31连通，第二压力室3左侧经内针阀回油孔53与中体E的前回油道29连通。

内针阀G置于外针阀H的空腔d48中，外针阀H和内针阀G共同置于上体D的第一压力室2、中体E的空腔b30、下体F的空腔c34中，外针阀H与第一压力室2、空腔b30和空腔c34侧壁滑动连接。

内针阀G的阀体c42与空腔d48侧壁滑动连接，弹簧c4套于内针阀G的阀头a41，弹簧c4上端由外针阀H的阀头b45下端限位，弹簧c4下端由阀体c42上端限位。

内针阀G的T形进油孔44与外针阀H的进油孔50、下体F的环形油腔(37)以及进油道c36连通，T形进油孔(44)下端与下体(F)底端的压力腔(39)相连通。

如图2所示，回油螺栓A的螺柱9內设有T形油道10。

如图3所示，锁紧螺帽B中心设有低压回油道11，锁紧螺帽B中部设有线圈a12，锁紧螺帽B左上部设有电插头a16，电插头a16的导线a14和导线b15与线圈a12的正负极连接，锁紧螺帽B近下部设有凸台a13。

如图5所示，上体D中心设有回油节流孔26，回油节流孔26上端与空腔a27连通，回油节流孔26下端与第一压力室2连通，第一压力室2左侧经后回油道23与回油腔a24连通，第一压力室2右侧经进油节流孔a22与进油道b20连通，上体D右上部设有进油管接口19，进油管接口19中心设有进油道b20，上体D下部左端设有线圈b25，上体D下部右端设有螺孔a21。

如图6所示，中体E中心设有空腔b30中体E右部设有进油道d32，空腔b30和进油道d32经进油节流孔b31连通，中体E左部设有回油腔b28，空腔b30和回油腔b28经前回油道29连通，中体E上部右端设有螺孔b33。

如图7所示，下体F中心设有空腔c34,下体(F)底端设有压力腔(39)，下体F右部设有进油道c36，进油道c36底端设有环形油腔(37)，进油道c(36)通过环形油腔(37)与空腔c34中部连通，空腔c34中上位置设有凸台c35，下体F底部设有喷孔组b38和喷孔组a40。

图8、9示出了喷孔组的详细结构，喷孔组b38和喷孔组a40均由8个喷孔组成，两层喷孔呈周向交错分布，交错分布的结构可以改善燃油的空间分布特性。

图10、11、12为内针阀的详细结构示意图，内针阀G中阀体c42的上端设有阀头a41，阀体c42的下部设有环槽a43，其高度远大于T形进油孔44的孔径，可以在内针阀G与外针阀H发生相对运动时，进油孔50与T形进油孔44仍可以相互连通，环槽a43以下的阀体c42內设有T形进油孔44。

图13、14、15为外针阀的详细结构示意图，外针阀H內设有空腔d48，阀头b45以下的外针阀H中设有进油节流孔c46，进油节流孔c46与空腔d48连通，进油节流孔c46下方设有环槽b47，其高度远大于进油节流孔c46的孔径，用于保证在外针阀H上移时仍然可以对第二压力室3供油，外针阀H上设有凸台d49，并位于进油节流孔c46和进油孔50之间，外针阀H下部设有进油孔50，与空腔d48连通，

如图15所示，在外针阀H底端设有后锥面51和前锥面52，用来避免内外针阀间隙内的渗油在针阀未开启时从喷孔组a40漏出。

如图1～15所示的双层喷孔的双针阀电控喷油器，其工作过程可分为小负荷和大负荷两种情况：

当线圈a12和线圈b25均不通电时，球阀aL及球阀bI在弹簧a7及弹簧b6的作用下关闭，高压油进入第一压力室2和第二压力室3，在高压油压力的作用下迫使两个针阀落座。小负荷时，线圈a12单独通电，线圈a12吸引衔铁aM，衔铁aM带动球阀aL向上移动，回油节流孔26开启，由于回油节流孔26的孔径大于进油节流孔22a的孔径，此时第一压力室2开始泄油，作用在外针阀H上的压力消失，外针阀H在环形油腔37中高压油的作用下跳起，喷孔组a40开始喷油；一旦线圈a12断电，弹簧a7复位，球阀aL下移，回油节流孔26关闭，第一压力室2中压力升高，迫使外针阀H落座，喷油停止。

大负荷时，线圈a12和线圈b25均通电，线圈b25会吸引衔铁bJ，衔铁bJ带动球阀bI向左移动，此时，内针阀回油孔打开53，第二压力室3通过内针阀回油孔53、前回油道29以及后回油道23与第一压力室2连通，第二压力室3可与第一压力室2同时泄油，作用在内、外针阀上的压力均消失，外针阀H和内针阀G分别在环形油腔37及压力腔39中的高压油的作用下跳起，两组喷孔同时喷油，一旦线圈a12与线圈b25断电，弹簧a7与弹簧b6复位，球阀aL与球阀bI下移，回油节流孔26与内针阀回油孔53关闭，第一压力室2与第二压力室中压力3上升，使两个针阀落座，喷油停止。