[发明专利]钢球斜面-活塞控制喷油嘴开关的压电式共轨喷油器

说明书

本发明涉及一种钢球斜面‑活塞控制喷油嘴开关的压电式共轨喷油器，包括压电堆、小活塞、喷油器体以及安装在喷油器体内腔中的导向块、垫块、密封销、第二压套、活塞杆、钢球、回位弹簧和弹簧力调整垫片；导向块和垫块固定在喷油器体内腔中，且上下排列；导向块中设有第一内孔；密封销为工字件，其位于压电堆的下方，其中间部分插入导向块的第一内孔中，且长度大于导向块的第一内孔的深度；第二压套位于密封销的下方；活塞杆竖直放置，且下端与小活塞连接；第二压套、活塞杆和钢球构成行程反向机构；回位弹簧和弹簧力调整垫片套在活塞杆上。本发明的喷油器的结构简单，有效解决了现有技术存在的长时间通电工作对电子元件寿命有很大影响的问题。

技术领域

本发明属于柴油机电控共轨喷油系统技术领域，涉及一种钢球斜面-活塞控制喷油嘴开关的压电式共轨喷油器。

背景技术

柴油机共轨燃油喷射系统，是由电子机计算机控制的智能化燃油喷射系统，是柴油机达到国5国6 排放标准的唯一选择。

目前由于柴油机喷射压力在180～220MPa之间，作用在油嘴针阀上的液压力很大，同时压电堆伸缩量很小，在0.04～0.06之间，而油嘴升程在0.2～0.3之间，所以必须将压电堆升程放大。过去柴油机采用伺服控制方法下的压电晶体控制的共轨喷油器，压电堆通过一个先导阀，来间接控制喷油嘴开启和关闭，但是通过伺服阀，针阀开启和关闭速度较慢，影响供油速率，从而影响柴油机排放指标，并且采用先导阀，大量高压燃油(约总油量20％以上)经偶件间隙和出油节流孔，流入低压腔，造成能量损失，系统发热。此外，压电晶体控制的共轨喷油器结构复杂，加工难，且供油曲线随供油压力变化，喷油器调整困难。

因此近几年来国外都在发展压电堆直接控制油嘴开关的共轨喷油器(下述简称压电直控喷油器)来克服上述缺点。如图1所示，是美国德尔福公司压电直控喷油器示意图，其在喷油嘴上端设置一个小活塞12，压电堆1通电直接将小活塞12向下移动，压在下方高压容腔14的高压燃油之上，高压燃油再将油嘴针阀的锥面26压在阀座23的锥面27上，喷油嘴不喷油。当压电堆1断电时，压电堆1回缩，使小活塞12上升，高压容腔14体积增加，针阀24在针阀底下的高压燃油作用下，将针阀抬起，压在高压燃油上，油嘴开启，高压燃油经锥面间隙并通过喷孔喷到燃烧室中，针阀上升距离为压电堆1升程乘上小活塞12面积与针阀导向杆面积之比。压电直控喷油器的断电喷油、通电停油工作方式与一般压电喷油器通电喷油、断电停油的工作方式相反，由于其压电堆工作电压在150伏以上，长时间通电工作对电子元件寿命有很大影响，因此需要研究新的技术来解决该问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种钢球斜面-活塞控制喷油嘴开关的压电式共轨喷油器。本发明将通电油嘴关闭、断电油嘴开启的工作模式改为断电油嘴关闭、通电油嘴开启的工作模式，具体是通过在小活塞和压电堆之间设计一个行程反向机构(即钢球--斜面机构，由第二压套、活塞杆、钢球组成)将压电堆通电伸长，通过行程反向机构使通电时活塞不降反而上升实现的。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种钢球斜面-活塞控制喷油嘴开关的压电式共轨喷油器，包括压电堆、小活塞、高压容腔、阀座、针阀、喷油器体，还包括安装在喷油器体内腔中的导向块、垫块、密封销、第二压套、活塞杆、钢球、回位弹簧和弹簧力调整垫片；

导向块和垫块固定在喷油器体内腔中，且上下排列；导向块中设有第一内孔，垫块中设有第二内孔；

密封销为工字件，其位于压电堆的下方，其中间部分插入导向块的第一内孔中，且长度大于导向块的第一内孔的深度；

第二压套位于导向块和垫块所围成的空腔内，且位于密封销的下方，第二压套自底部向顶部凹陷形成小端在上、大端在下的圆锥台状空腔，圆锥台状空腔的侧壁为第二压套的内锥面；

活塞杆竖直放置，其上端穿过垫块的第二内孔穿入第二压套的圆锥台状空腔内，其下端与小活塞连接，其靠近上端的部位为大端在上、小端在下的倒圆锥台，倒圆锥台的侧面为活塞杆的外锥面；