[发明专利]压电陶瓷控制式内燃机燃料喷射器

说明书

技术领域

本发明公开了一种压电陶瓷控制式内燃机燃料喷射器，应用于内燃机燃料的喷射装置，适用于以燃油、汽油、天然气、二甲醚、醇类、生物燃油等燃料为动力的发动机喷油系统。特别适合于汽车发动机电控高压共轨燃料喷射系统中使用的燃料喷油器。 

背景技术

汽车是燃料消耗和废气排放的主要源头，由于环保和节油的严峻形势,我国必须加速与排放和节油最密切关联的发动机电控高压共轨燃油喷射系统核心技术研发。我国在电控高压共轨燃油喷射系统开发方面起步晚，与国外公司在技术上存在较大差距。且国外公司对其实施技术封锁。因此，突破共轨系统技术，特别是关键部件开发与制造技术十分重要。 

目前电控高压共轨燃油喷射系统已经发展了3代产品。最新的第3代产品以压电控制技术为特征。 使用压电喷油器代替传统电磁阀喷油器是压电控制式电控高压共轨燃油喷射系统的特征。压电喷油器是最近两年汽车电子产品商研发和推出的高、精、尖工程技术产品，其关键作用是实现精确喷油控制，是汽车发动机达到理想的燃烧、动力输出和排放工况的关键硬件。 

压电喷油器比传统电磁阀喷油器具有强大的技术优势，其喷射控制原理主要是利用多层压电陶瓷微位移器在外加电场下材料瞬间伸长，驱动喷油咀针阀实现燃料喷射。压电喷油器的响应时间大大优于电磁阀喷油器,它不但可以灵活实现预喷、主喷、后喷的精确控制，而且能快速地把主喷射分多个连续喷射，得到最佳的喷射雾化效果。由于压电喷油器针阀行程可以灵活调整，其燃料喷射控制精度大大提高。因此，压电喷油器可以实现从源头开始控制汽车发动机的排放和节油。 

发明内容

本发明目的在于提供一种压电控制式内燃机燃料喷射器，该喷射器能使发动机在十分短暂的喷油时间里快速实现预喷、多次主喷以及后喷的喷油控制，使发动机的噪声、油耗、排放、输出功率的各项技术指标得以改善。 

实现上述目标的技术方案是：一种压电控制式内燃机燃料喷射器，通过本专利设计的油道结构使控制回油的阀芯（9）的微小位移能够控制高压燃料的回油通道（B）的开通与闭合，改变所设计的油道结构内的液压状态，从而控制喷油针阀（8）的轴向运动。阀芯（9）的升起与落座通过压电陶瓷配件在外加电脉冲状态下的微量伸缩特性来驱动。其特征是：在喷油器壳体（1）和喷油咀螺纹套（12）内沿轴向顺序安装压电执行器（2）、连接柱（14）、垫片（15）、行程放大器（3）、阀块一（4）、阀芯（9）、阀芯弹簧（10）、阀块二（5）、套筒一（11）、针阀弹簧（6）、套筒二（7）、针阀（8）、喷油咀（13）。 

与压电执行器（2）连接的行程放大器（3）的锥型尖端与阀芯（9）相接触，并保持一定的预压力（1-30bar）。与行程放大器（3）锥型尖端相接的阀芯（9）插入阀块一（4）的进油孔（D）内，阀芯（9）可在进油孔（D）内滑动，阀芯（9）的密封面（K）在阀芯弹簧（10）作用下，与阀块一（4）的回油孔阀座（E）配合构成密封结构。阀芯弹簧（10）还使阀芯（9）在压电执行器（2）复位后能够帮助阀芯（9）复位密封。 

阀块一（4）、阀芯（9）、阀芯弹簧（10）、阀块二（5）、套筒一（11）、针阀（8）及阀块一（4）、阀块二（5）的进出油孔及油压控制室组成油道结构，利用压电陶瓷配件在外加电脉冲状态下的微量伸缩特性，在压电执行器的作用下驱动阀芯（9）的升起与落座，阀芯（9）产生微小位移可以快速控制高压燃料回油道的开合，从而改变整个油道液压状态，实现针阀（8）的轴向运动，最终达到燃料喷射器按电控单元指令进行快速精确地喷射燃料的目的。