[发明专利]用于实现快速断油的电控高压喷油器

说明书

技术领域

本发明涉及用于实现快速断油的电控高压喷油器，应用于航空重油活塞发动机电控高压燃油喷射系统。

背景技术

航空重油活塞发动机是未来航空的重要动力，尤其是通用航空和无人机的主要动力，是当今世界先进的航空发动机技术，具有良好的动力性、经济性、排放性、安全可靠性和健康特性。

电控高压燃油喷射系统是航空重油活塞发动机用于实现重油时间压力控制式喷射，优化燃烧与热力循环，获得良好动力性、经济性、舒适性和排放性指标的重要技术。电控高压喷油系统的燃油喷射压力通常大于20MPa，目前较先进的技术水平可达到180MPa～200MPa。其中，用于航空重油活塞发动机的高压燃油喷射系统的燃油喷射压力通常超过180MPa。燃油喷射压力越高，对电控高压燃油喷射系统的结构强度、部件精度、安装精度、密封性能、运动稳定性与精确性等的要求也越高。电控高压燃油喷射系统通常包括全权限发动机数字式电子控制器(FADEC)、电控高压油泵、蓄压器、电控高压喷油器这四个主要部分。

电控高压喷油器的功能是接受FADEC的指令，将容纳高压燃料的蓄压器中的燃料，定时、定量以给定的喷油规律，喷射到航空重油活塞发动机的汽缸中。目前，理论与实践表明可靠的电磁控制式高压喷油器，接受FADEC信号并放大，产生的电磁力与弹簧力等耦合，控制高速电磁阀的运动行程，再经液力放大控制针阀行程，控制针阀的开闭时刻与时长，实现给定的喷油规律。

电控喷油器主要由三部分构成，其一是高速电磁阀装置，包括高速电磁铁、耦合弹簧、衔铁部件(包括衔铁、衔铁轴、衔铁轴导向、衔铁行程调整装置等)；其二是液力控制阀装置，主要包括设置有进油节流孔、泄压节流孔且带活动端压力控制室的控制阀，一端构成压力控制室活动端、另一端与喷射针阀刚性联动的、可灵活运动的控制活塞，控制泄压节流孔打开与关闭、并与衔铁轴联动的启闭元件，构成控制阀高压燃油区密封的密封面及装置；其三是喷油针阀偶件。

当FADEC对电磁铁通电时，产生的电磁力使衔铁克服耦合弹簧力吸合上行，衔铁迫使衔铁轴带动启闭元件打开压力控制室的泄压节流孔，泄压至作用在构成压力控制室的活动端的控制活塞头部的液压力小于喷射针阀上的燃料背压时，控制活塞联同喷射针阀上行打开喷孔喷出燃料；反之，对电磁铁断电消磁后，耦合弹簧力推动衔铁轴，强迫启闭元件关闭压力控制室的泄压节流孔，压力控制室的进油节流孔不断充量至作用在控制活塞头部的液压力大于喷射针阀上的燃料背压时，控制活塞迫使喷射针阀下行关闭喷孔，停止喷射。通过如此往复动作，经优化匹配，在FADEC控制下实现将蓄压器内的燃料定时、定量以理想的喷油规律喷射到航空重油活塞发动机的汽缸中。

如上所述，当泄压节流孔打开泄压时，在预设的最大静态压力控制室容积下，泄压节流孔与进油节流孔之间的流量差决定了喷射针阀开启的速度，为满足航空重油活塞发动机较理想的放热规律，这个流量差有一个狭窄的适配区域；当泄压节流孔被关闭时，在预设的最小静态压力控制室容积下，进油节流孔的流量大小决定了喷射针阀关闭的速度，关闭断油速度越快，越能有效缩短航空重油活塞发动机燃烧过程的后燃。后燃是在缓燃阶段没有来得及完全燃烧的燃油在膨胀冲程中继续燃烧，容易产生碳烟及有害排放，造成经济性恶化，因而，理想的燃烧规律总是希望缩短后燃。

发明内容

本发明的目的在于：在不增大或基本不增大泄压损失，不改变喷射针阀开启速度的前提下，实现快速断油来满足航空重油活塞发动机缩短后燃的要求。

为此，本发明可以采用、但不限于下述方案。

一种电控高压喷油器，其包括喷油器体和设置在所述喷油器体内的、用于控制喷射针阀的运动的液力控制阀，所述液力控制阀的控制阀体中设置有主进油节流孔和泄油通路，所述主进油节流孔的一端与高压油通道连通，所述主进油节流孔的另一端与所述液力控制阀的压力控制室连通，用于向所述压力控制室供油，所述泄油通路的一端与所述压力控制室连通，所述泄油通路的另一端与所述控制阀体的启闭元件密封部连通，用于在所述启闭元件密封部解除密封时将所述压力控制室中的油泄出，其中，所述控制阀体中还设置有副进油节流孔，所述副进油节流孔的一端与所述泄油通路连通，所述副进油节流孔的另一端与所述高压油通道连通。

优选地，所述泄油通路包括泄油节流孔和位于所述泄油节流孔与所述启闭元件密封部之间的过渡通道，所述副进油节流孔的所述一端连接到所述过渡通道。

优选地，所述过渡通道的横截面尺寸大于所述泄油节流孔的最小横截面尺寸。