[发明专利]燃油喷射装置的针阀组件

说明书

技术领域

本发明涉及燃油喷射装置的针阀组件，特别是用于柴油机的燃油喷射装置的针阀组件。

背景技术

柴油机传统燃烧是高温燃烧HTC（High Temperature Combustion）模式，极易形成NOx与PM生成，且NOx与PM呈现明显的相反的变化关系，如何同时降低NOx与PM排放是改善柴油机排放的重点。

预混合充量压缩点火燃烧PCCI（Premixed Charge Compression Ignition）允许气缸内存在更浓的混合气区域，只要浓混合气区的燃空当量比小于2，就可以避开尾气碳颗粒（soot）排放生成区域，当然这种燃烧方式还要保证最高燃烧温度不超过2200K，以避开NOx生成区域。在燃烧温度约1600K时，无论混合气有多浓，基本可以避免NOx和Soot的生成。

通过早喷射可以实现PCCI燃烧模式，但随着发动机负荷的增加，缸内预混合气在压缩行程的提前燃烧，导致NOx排放上升，与此同时，燃烧相位提前导致燃烧效率降低。因此，发动机在大负荷工况下采用传统燃烧模式，以取得比PCCI燃烧模式下更好的燃油经济性与排放性能。

图1所示为一种常见的燃油喷射装置的针阀组件的结构示意图，如图所示，针阀组件包括阀体60和针阀70。阀体60设有沿其轴向开设的阀孔62，进油通道64与阀孔62相通，阀体60的端部68开设有复数个与阀孔62相通的喷油孔66，燃油可从进油通道64流入阀孔62，并从阀孔62与针阀70之间的空隙流向针阀70的端部。针阀70在阀孔62内往复运动，藉由针阀70的端部与喷油孔66的配合，打开或关闭喷油孔，从而控制燃油向缸内的喷射。通常定义燃油的“喷射角”为喷油孔66轴线与针阀70轴线的夹角。但这种燃油喷射装置不能满足不同的燃烧模式下的油气混合状况，导致无法兼顾不同情况下对燃油消耗和污染物排放的控制，且需要针阀与阀孔之间轴向及端部具有很高配合精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃油喷射装置的针阀组件，以适应不同负荷条件的油气混合状况，兼顾不同情况下对燃油消耗和污染物排放的控制，且这种针阀组件结构简单、加工方便。

燃油喷射装置的针阀组件，包括一个阀体和一个针阀。阀体具有一个封闭的阀体端，一个阀孔，一个与阀孔相通的进油通道，和复数个与阀孔相通的喷油孔。喷油孔包括第一组喷油孔和第二组喷油孔，第一组喷油孔的第一喷射角小于第二组喷油孔的第二喷射角，且第一组喷油孔与阀孔的连通位置比第二组喷油孔与阀孔的连通位置靠近阀体端。针阀可在阀孔内往复运动，它包括一个进油环槽、一个出油环槽、和一个连通进油环槽和第一出油环槽的供油通道。进油环槽开设于针阀的外周面，与阀体的进油通道相连通。第一出油环槽开设于针阀的外周面，针阀处于其行程的一个位置时，第一出油环槽与第一组喷油孔相通；针阀处于其行程的另一位置时，第一出油环槽与第二组喷油孔相通。

在针阀组件的一种示意性实施方式中，其中供油通道包括一个径向通道、一个第一出油通道、和一个轴向通道。径向通道沿针阀径向开设以径向连通进油环槽；第一出油通道沿针阀径向开设以径向连通第一出油环槽；轴向通道沿针阀的轴向开设以轴向连通径向通道和第一出油通道。

在针阀组件的另一种示意性实施方式中，其中针阀还包括一个第二出油环槽和一个第三出油环槽，第一出油环槽、第二出油环槽、和第三出油环槽依次远离针阀靠近阀体端的端部。供油通道还包括一个第二出油通道和一个第三出油通道，第二出油通道沿针阀径向开设以径向连通第二出油环槽，第三出油通道沿针阀径向开设以径向连通第三出油环槽，轴向通道连通径向通道、第一出油通道、第二出油通道、和第三出油通道。针阀处于其行程的又一位置时，第二出油环槽与第二组喷油孔相通，同时第三出油环槽与第一组喷油孔相通。

在针阀组件的又一种示意性实施方式中，其中喷油孔还包括第三组喷油孔，第三组喷油孔的第三喷射角大于第二组喷油孔的第二喷射角，第三组喷油孔与阀孔的连通位置比第二组喷油孔与阀孔的连通位置远离阀体端。针阀处于其行程中的又一位置时，第一出油环槽与第三组喷油孔相通。

本发明的针阀组件改变了常见的针阀组件中燃油完全经由针阀与阀孔之间的空隙流向喷油孔的供油路径，而是将部分供油路径开设于针阀中，控制针阀上的供油路径与阀体上的喷油孔的连通位置，即可实现喷射角的改变，且这种可变喷射角的针阀组件结构简单、加工方便。

采用本发明的针阀组件可以根据发动机工况的变化灵活改变喷射角，避免燃油碰撞缸壁，提高缸内空气利用率，改善各种工况下发动机的油气混合状况，提高发动机的燃烧与排放性能。

附图说明