[发明专利]一种应用于柴油机的压电喷油器

说明书

技术领域

本发明应用于柴油机高压共轨电控喷油系统，特别是一种应用于柴油机的压电喷油器。

背景技术

多年来，人们为提高柴油机的综合性能做了大量的研究工作，取得了许多卓有成效的成果。由于柴油机的性能和有害排放物与柴油机缸内燃烧过程是直接关联的，所以，控制燃烧过程是提高柴油机性能和减少柴油机有害物排放的最根本、最有效的途径。目前，提高柴油机性能，改善柴油机排放主要采取的最新技术有高压共轨喷射技术。

高压共轨喷射技术可通过喷油定时、喷油量、喷射压力和喷射次数的合理组织分配直接控制并改善柴油机缸内燃烧过程，能有效提高柴油机性能，减少柴油机排放，是目前提高柴油机性能，减少柴油机排放最主要、应用最广泛的技术手段。

直到2000年底，在高压共轨系统的喷油器中还是使用电磁阀来控制针阀的开启与关闭。然而，电磁阀的自身缺点使得现有高压共轨喷射系统无法满足更高喷射压力和喷油速率曲线柔性可调的更高要求。首先，由于电磁阀电磁线圈的电感作用，使得滞后时间相对较长，导致实现更多次数的喷射比较困难。此外，电磁阀是一种开关阀，只能简单完成喷油过程的开始和关闭，无法随意控制针阀升程和针阀运动速度。压电陶瓷驱动器是近年来快速发展起来的一种新型微位移驱动器件。与电磁阀相比较，喷油器内的压电陶瓷驱动器具有切换迅速精确、重复性好、寿命长以及没有滞后时间等优点。

国外各大柴油机生产厂商都已开发出了压电喷油器，西门子公司在2000年底率先推出了一种压电喷油器。西门子公司的压电喷油器具体结构参见图1，在压电晶体堆通电之前，控制阀关闭。这时，控制阀室、控制腔、容积室和轨腔压力相通。由于控制腔压力和容积室压力相同，针阀在针阀弹簧的作用下关闭。给压电晶体堆施加一个一定持续期的电压，逆压电效应使得压电堆垂直伸长大约40                                                。压电堆借助于顶杆推动阀活塞和控制阀，使控制阀打开。然后，控制阀室的燃油流向回油管路，使得控制阀室的压力下降。此时控制腔的燃油通过出油孔、控制阀室流向回油管路，从而使得控制腔的的压力也下降，这样导致控制腔和容积室产生较大的压力差。当压力差大到克服针阀弹簧的弹力时，针阀抬起。燃油开始喷射。该方案的缺点是，喷油器在喷射过程中，控制腔压力的下降，控制腔的燃油需要耗费一定的时间通过控制阀室进入回油管路，影响喷油器的针阀的开启速度，从而影响喷油器喷射的灵敏度。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术存在的问题和不足，提供一种结构简单、成本低廉、响应速度快、可精确调节喷油速率的应用于柴油机的压电喷油器，该喷油器可以实现多次燃油喷射，提高柴油机的燃烧效率、降低燃油消耗率与排放污染。

本发明所采用的技术方案具体如下：一种应用于柴油机的压电喷油器，其不同之处为：其包括喷油器本体，喷油器本体的前端安装有针阀，针阀的前端设置有喷油嘴，喷油器本体的侧部设置有油管接头及回油接头，喷油器本体后端设置有积层式压电驱动器，积层式压电驱动器中设置有工作拉杆，工作拉杆的下端通过球阀压杆与球阀联接，球阀压杆上套装有球阀弹簧，所述喷油器本体内部在球阀与针阀之间的部位设置有燃油控制腔，燃油控制腔设置有与油管接头连通的进油孔、与回油接头相连通的出油孔，燃油控制腔内设置有控制活塞，控制活塞的控制杆与针阀联接，积层式压电驱动器控制球阀的开启和关闭，使得燃油控制腔腔内压力下降或上升，从而以控制针阀的抬起或复位来控制喷油嘴的喷油动作。

本发明的工作原理：燃油控制腔中的燃油通过出油孔流出，控制腔压力下降，针阀抬起，喷油器喷油。当压电驱动器失电，球阀在球阀弹簧作用下复位，控制腔压力升高，使针阀落座，喷油器结束喷油。

本发明所涉及的一种应用于柴油机的喷油器具有以下优点：

1、采用本发明的应用于柴油机的喷油器，可以使球阀通过出油孔直接与控制阀连接起来，使通过球阀、控制腔、针阀的油路路径减小，从而实现喷油动作更迅速，提高了喷油器的灵敏度；

2、采用本发明的应用于柴油机的喷油器，采用通过直接位移控制球阀带动针阀的运动，可以减少设置位移放大结构，因此本发明的压电喷油器结构简单、成本低廉。

附图说明

图1为本发明的压电喷油器的结构图；