申请/专利权人：中船动力研究院有限公司

申请日：2018-10-30

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN109209712B

主分类号：F02M55/00

分类号：F02M55/00;F02M61/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2019.02.12#实质审查的生效;2019.01.15#公开

摘要：本发明公开了一种喷油器及燃油喷射系统，属于柴油机技术领域。包括转接块，设有第一型腔和分别连通第一型腔的驱动油进口和驱动油出口，第一型腔内设有滑动件；控制体，设有高压燃油进口、蓄油腔和第一油路，高压燃油进口连通于蓄油腔，蓄油腔和第一油路之间设有通路；喷油器本体，包括喷油器体和喷油器套筒，喷油器体设于喷油器套筒内，且设有与第一油路相连通的第二油路；喷嘴，与第二油路相连通；控制组件，包括控制杆和第一弹性件，控制杆一端穿过转接块连接于滑动件，另一端穿过通路位于蓄油腔内，与喷油器体共同压缩第一弹性件；滑动件、控制杆和第一弹性件能够开启或闭合通路。本发明提出的喷油器，能够避免高压燃油的额外消耗。

主权项：1.一种喷油器，其特征在于，包括：转接块2，开设有第一型腔和分别连通所述第一型腔的驱动油进口22和驱动油出口23，所述第一型腔内设置有滑动件21；控制体3，开设有高压燃油进口31、蓄油腔32和第一油路33，所述高压燃油进口31连通于所述蓄油腔32，且所述蓄油腔32和所述第一油路33之间设置有通路；喷油器本体及喷嘴6，所述喷油器本体包括喷油器体41和喷油器套筒42，所述喷油器体41设置于所述喷油器套筒42内，所述喷油器体41连接于所述控制体3的另一端，且其内设置有与所述第一油路33相连通的第二油路，所述喷嘴6与所述第二油路相连通；控制组件，包括控制杆51和第一弹性件52，所述控制杆51一端穿过所述控制体3连接于所述滑动件21，另一端穿过所述通路位于所述蓄油腔32内，且与所述喷油器体41共同压缩所述第一弹性件52；所述滑动件21、所述控制杆51和所述第一弹性件52被配置为开启或闭合所述通路；所述控制体3一端设置有环形槽，所述环形槽内设置有O型密封圈71，所述转接块2抵压于所述O型密封圈71；所述控制体3一端开设有第二型腔，所述第一型腔和所述第二型腔闭合后形成容纳所述滑动件21的容纳腔，所述第二型腔内设置有止推衬套36，所述止推衬套36被配置为限制所述滑动件21的位移。

全文数据：一种喷油器及燃油喷射系统技术领域本发明涉及柴油机技术领域，尤其涉及一种喷油器及燃油喷射系统。背景技术柴油机是燃烧柴油来获能量释放的发动机，优点是功率大、经济性能好。其中，船用的低速柴油机大部分使用电控高压共轨燃油喷射系统，高压共轨燃油喷系统利用较大容积的共轨腔将油泵输出的高压燃油蓄积起来，并消除燃油中的压力波动，然后再输送给每个喷油器，通过控制喷油器上的电磁阀实现喷射的开始和终止。目前，高压共轨燃油喷射系统中电控喷油器的控制油液来源于高压燃油，通过喷油器的内部结构和一部分高压燃油相配合实现高压燃油的喷射，导致高压燃油的额外消耗，降低了整个燃油系统的供油效率。而且高压燃油和喷油器的内部结构相配合使得对高压燃油清洁度的要求较高，成本增加。发明内容本发明的目的在于提供一种喷油器及燃油喷射系统，以解决现有技术中存在的喷油器的控制油来源于高压燃油导致高压燃油的额外消耗、燃油系统的供油效率低以及对高压燃油清洁度要求较高的问题。如上构思，本发明所采用的技术方案是：一种喷油器，包括：转接块，开设有第一型腔和分别连通所述第一型腔的驱动油进口和驱动油出口，所述第一型腔内设置有滑动件；控制体，开设有高压燃油进口、蓄油腔和第一油路，所述高压燃油连通于所述蓄油腔，且所述蓄油腔和所述第一油路之间设置有通路；喷油器本体及喷嘴，所述喷油器本体包括喷油器体和喷油器套筒，所述喷油器体设置于所述喷油器套筒内，所述喷油器体连接于所述控制体的另一端，且其内设置有与所述第一油路相连通的第二油路，所述喷嘴与所述第二油路相连通；控制组件，包括控制杆和第一弹性件，所述控制杆一端穿过所述控制体连接于所述滑动件，另一端穿过所述通路位于所述蓄油腔内，且与所述喷油器体共同压缩所述第一弹性件；所述滑动件、所述控制杆和所述第一弹性件被配置为开启或闭合所述通路。进一步地，所述控制体一端设置有环形槽，所述环形槽内设置有O型密封圈，所述转接块抵压于所述O型密封圈。进一步地，所述控制体上开设有穿孔，所述控制杆穿设于所述穿孔内，所述穿孔内壁和所述控制杆之间设置有复合密封圈。进一步地，所述第一油路设置有两个，且两个所述第一油路分别位于所述蓄油腔的两侧。进一步地，所述第二油路包括两个副油路和一个主油路，两个所述副油路均连通于所述主油路，且分别连通于两个所述第一油路，所述喷嘴连通于所述主油路。进一步地，所述控制组件还包括弹簧套筒，所述弹簧套筒位于所述蓄油腔内且抵接于所述喷油器体，所述第一弹性件位于所述弹簧套筒内。进一步地，所述控制体一端开设有第二型腔，所述第一型腔和所述第二型腔闭合后形成容纳所述滑动件的容纳腔，所述第二型腔内设置有止推衬套，所述止推衬套被配置为限制所述滑动件的位移。进一步地，还包括针阀偶件和针阀体，所述针阀偶件设置于所述喷油器套筒内且开设有连通所述喷嘴的开口，所述针阀体设置于所述针阀偶件内且设有与所述第二油路相连通的第三油路，且能够选择性的开启或闭合所述开口。进一步地，还包括第二弹性件，所述喷油器体和所述针阀体共同压缩所述第二弹性件以使所述针阀体闭合所述开口；所述针阀体和所述针阀偶件之间形成环形缓冲腔，所述第三油路设有两个且分别连通于所述环形缓冲腔，所述针阀体能够被所述环形缓冲腔内的高压燃油抬升压缩所述第二弹性件以开启所述开口。为实现上述目的，本申请还提供了一种燃油喷射系统，包括上述所述的喷油器。本发明的有益效果：本发明提出的喷油器，通过第一型腔内的驱动油驱动滑动件而带动控制杆压缩第一弹性件以开启蓄油腔和第一油路之间的通路，从而实现高压燃油由蓄油腔、第一油路、第二油路和喷嘴喷出，避免高压燃油的额外消耗，提高高压燃油的供油效率。而且，驱动油和高压燃油分开，互不接触，降低了喷油器内部结构对高压燃油清洁度的敏感性。本发明提出的燃油喷射系统，高压燃油的供油效率高。附图说明图1是本发明提供的喷油器的剖视图一；图2是本发明提供的喷油器的剖视图二；图3是图2中A处的局部放大图；图4是图2中B处的局部放大图；图5是本发明的控制杆的结构示意图。图6是本发明提供的针阀偶件和针阀体的装配示意图；图7是图2中C处的局部放大图。图中：1、高速控制阀；2、转接块；21、滑动件；22、驱动油进口；23、驱动油出口；3、控制体；31、高压燃油进口；32、蓄油腔；33、第一油路；34、堵头；35、铜块；36、止推衬套；41、喷油器体；411、副油路；412、主油路；42、喷油器套筒；51、控制杆；511、大径段；512、小径段；513、工作段；52、第一弹性件；53、弹簧座；54、弹簧套筒；6、喷嘴；71、O型密封圈；72、复合密封圈；81、针阀偶件；811、开口；82、针阀体；821、本体；8211、插接孔；8212、第三油路；822、支撑部、823、锥形部；83、环形缓冲腔；9、第二弹性件。具体实施方式为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。如图1至图6所示，本实施例提供了一种喷油器，该喷油器主要应用于船用低速柴油机。该喷油器包括转接块2、控制体3、喷油器本体、喷嘴6及控制组件。其中：转接块2上开设有第一型腔和分别连通第一型腔的驱动油进口22和驱动油出口23，第一型腔内设置有滑动件21，且滑动件21的侧壁上设置有减压槽。驱动油可通过减压槽从第一型腔上端流至下端进行泄压，避免第一型腔内的油压过大，而且通过减压槽流下的驱动油能够对滑动件21与第一型腔侧壁之间进行润滑。控制体3上开设有高压燃油进口31、蓄油腔32和第一油路33，高压燃油进口31连通于蓄油腔32，且蓄油腔32和第一油路33之间设置有通路。喷油器本体包括喷油器体41和喷油器套筒42，喷油器体41设置于喷油器套筒42内，喷油器体41连接于上述控制体3的另一端，在本实施例中，控制体3和喷油器体41通过螺栓相连接，便于组装和拆卸，当然在其他实施例中，控制体3和喷油器体41还可通过卡接等方式连接。此外，喷油器体41内设置有与第一油路33相连通的第二油路。喷嘴6与第二油路相连通。控制组件包括控制杆51和第一弹性件52，控制杆51一端穿过通路位于蓄油腔32内，且与喷油器体41共同压缩第一弹性件52，另一端连接于滑块21，在本实施例中，第一弹性件52为弹簧，当然在其他实施例中，第一弹性件52还可以为弹性垫片等结构。滑动件21、控制杆51和第一弹性件52被配置开启或闭合上述通路。也就是说，当滑动件21和控制杆51处于第一位置时，第一弹性件52处于第一压缩状态，此时控制杆51将通路闭合，蓄油腔32和第一油路33不连通，此时喷油器不喷油。当需要喷油时，第一型腔的驱动油驱动滑动件21、控制杆51继续压缩第一弹性件52至第二压缩状态，此时控制杆51将通路开启，高压燃油经蓄油腔32、第一油路33、第二油路和喷嘴6后喷出。滑动件21和控制杆51处于第二位置时，第一弹性件52处于第二压缩状态，此时控制杆51将通路打开，蓄油腔32和第一油路33相连通，其中第二位置不是固定的，可根据实际需要进行设置。通过第一型腔内的驱动油驱动滑动件21而带动控制杆51压缩第一弹性件52以开启蓄油腔32和第一油路33之间的通路，从而实现高压燃油由蓄油腔32、第一油路33、第二油路和喷嘴6喷出，避免高压燃油的额外消耗，提高高压燃油的供油效率。而且，驱动油和高压燃油分开，互不接触，降低了喷油器内部结构对高压燃油清洁度的敏感性。如图1和图2所示，该喷油器还包括高速控制阀1，高速控制阀1连接于转接块2，能够选择性的连通或阻断驱动油进口22和第一型腔。当高速控制阀1接收到喷油信号时，使得驱动进油口22和第一型腔相连通，驱动油进入到第一型腔内推动滑动件21运动；当高速控制阀1接收到停止喷油的信号时阻断驱动进油口22和第一型腔的连通，滑动件21停止运动。如图2至图4所示，控制体3一端开设有第二型腔，第二型腔和上述第一型腔闭合后形成容纳上述滑动件21的容纳腔，滑动件21能够在容纳腔内上下滑动。此外，为了实现避免驱动油的泄露，控制体3在朝向转接块2一端开设有环形槽，环形槽内设置有O型密封圈71，转接块2抵压于O型密封圈71。为了对滑动件21进行限位，第二型腔内设置有止推衬套36。止推衬套36不仅能够在在竖直方向上对滑动件21进行限位，而且能够承受滑动件21的冲击力。避免滑动件21产生损伤。此外，在本实施例中，控制体3在竖直方向开设有穿孔，穿孔一端连通于上述容纳腔，另一端连通于第一油路33。控制杆51穿设于穿孔内，一端连接于上述滑动件21，另一端位于蓄油腔32内。为了避免容纳腔内的驱动油流入到第一油路33内与高压燃油混合，在穿孔的内壁上开设有圆形凹槽，在圆形凹槽的内壁和控制杆51之间设置有复合密封圈72。另外，在本实施例中，控制体3内的第一油路33设置有两个，两个第一油路33分别位于蓄油腔32的两侧。通过设置两个第一油路32，能够增加高压燃油的过流面积，提高高压燃油的供油效率。控制体3上还设置有与第一油路33相连通的工艺孔，为了避免高压燃油外泄，工艺孔内设置有铜块35和堵头34，铜块35在堵头34压紧力的作用下发生形变，从而将工艺孔堵住。而且为了便于铜块35的安装、拆卸或者更换，工艺孔安装铜块35的部分进行拔模处理。如图2所示，喷油器体41在朝向转接块2一侧开设有凹槽，第一弹性件52一端位于凹槽内，另一端位于蓄油腔32内。喷油器体41内的第二油路包括主油路412和两个副油路411，两个副油路411分别连通于两个第一油路33，并且两个副油路411均连通于主油路412，高压燃油经两个第一油路33、两个副油路411最后汇聚于主油路412。此外，喷油器体41上还开设有燃油泄露通道。喷嘴6设置于喷油器套筒42远离控制体3的一端，且喷嘴6的部分结构位于喷油器套筒42内。如图2和图4所示，为了避免高压燃油的流动对第一弹性件52产生冲击作用，该喷油器还包括弹簧套筒54，第一弹性件52位于弹簧套筒54内，弹簧套筒54一端抵接于喷油器体41，且弹簧套筒54的侧壁抵接于蓄油腔32的侧壁。此外，控制组件还包括弹簧座53，弹簧座53一端连接于第一弹性件52，另一端抵接于控制杆51，在本实施例中，弹簧座53的外径等于弹簧套筒54的内径。弹簧套筒54和弹簧座53能够保证第一弹性件52能够在竖直方向运动，避免第一弹性件52在运动时发生偏移，进而保证控制杆51在竖直方向上运动。如图5所示，控制杆51包括大径段511、小径段512和工作段513。其中，工作段513位于蓄油腔32内，大径段511位于上述穿孔内。小径段512位于大径段511和工作段513之间，且小径段512的直径小于通路的直径。工作段513在朝向通路的一侧设置有第一弧形面，相应的通路在朝向工作段513的一端设置有与第一锥形面相配合的第二弧形面。当第一弧形面和第二弧形面相抵接时，通路闭合，蓄油腔32内的高压燃油不能通过通路进入到第一油路33内。当第一弧形面和第二弧形面脱离抵接时，由于小径段512的直径小于通路的直径，通路开启，蓄油腔32内的高压燃油通过通路进入到第一油路33内。当然在其他实施例中，工作段513和通路上还可分别设置有相配合的锥形面。如图2、图6和图7所示，该喷油器还包括针阀偶件81和针阀体82。其中，针阀偶件81设置于喷油器套筒42内，且开设有连通有喷嘴6的开口811。具体而言，针阀偶件81在竖直方向上开设有阶梯孔，阶梯孔包括第一孔和第二孔，第一孔的直径大于第二孔的直径，开口811连通于第二孔。针阀体82设置于针阀偶件81内且开设有与主油路412相连通的第三油路8212。具体而言，针阀体82包括本体821、支撑部822和锥形部823，其中本体821在竖直方向开设有插接孔8211和分别连通于插接孔8211的两个第三油路8212，喷油器体41的主油路412插接于插接孔8211内，使得主油路412和两个第三油路8212相连通。支撑部822为环绕本体821周向设置的环形结构，抵接于上述阶梯孔的阶梯面。锥形部823连接于本体821且锥形部823上设置有第一锥形面，开口811朝向针阀体82的一端设置有与第一锥形面相配合的第二锥形面。当第一锥形面和第二锥形面抵接时，开口811闭合。当第一锥形面和第二锥形面脱离抵接时，开口811开启。为了实现开口811的开启和关闭，该喷油器还包括第二弹性件9，针阀体82和喷油器体41共同压缩第二弹性件9，在本实施例中，第二弹性件9为弹簧，且第二弹性件9套设于喷油器体41。此外，针阀体82的本体821靠近开口811的一端与针阀体82内壁之间形成环形缓冲腔83。当喷油器不喷油时，在第二弹性件9的作用下，第一锥形面和第二锥形面紧密贴合使得开口811闭合。当喷油气喷油时，高压燃油经蓄油腔32、第一油路33、第二油路和第三油路8212在环形缓冲腔83内堆积，当环形缓冲腔83内的高压燃油达到一定量时会将针阀体82向上抬升而压缩第二弹性件9，使得第一锥面和第二锥面脱离抵接而开启开口811，此时高压燃油可经过开口811、喷嘴6后喷出。通过设置第二弹性件9、针阀偶件81和针阀体82，能够使得喷油器不喷油时，锥形部823将开口811闭合，避免环形缓冲腔83内的燃油滴漏造成积碳。此外，由于针阀体82和针阀偶件81之间存在缝隙，高压燃油会通过缝隙进入到针阀偶件81和喷油器体41之间，喷油器体41上设置的燃油泄露通道连通于针阀偶件81和喷油器体41之间的空间，使得高压燃油通过燃油泄露通道流出喷油器，避免燃油在喷油器内堆而与驱动油产生混合。以下将对该喷油器的工作过程进行详细的说明。1、当喷油器处于不喷油状态时，高速控制阀1阻断驱动油进口22和第一型腔的连通。在第一弹性件52的作用下，控制杆51的工作段513的第一弧形面抵接于第二弧形面，通路闭合。在第二弹性件9的作用下，针阀体82的锥形部822的第一锥面抵接于开口811的第二锥面，开口811闭合。2.当高速控制阀1接收到喷油信号时，连通驱动油进口22和第一型腔，驱动油进入到容纳腔内驱动滑动件21向下滑动，滑动件21带动控制杆51向下运动而压缩第一弹性件52，工作段513的第一弧形面和通路的第二弧形面脱离抵接，通路开启；高压燃油由蓄油腔32经通路进入到两个第一油路32内，随后经两个副油路411、主油路412和两个第三油路8212进入到环形缓冲腔83内；当环形缓冲腔83内的高压燃油达到一定量时推动针阀体82向上运动，同时压缩第二弹性件9，锥形部823的第一锥形面和开口811的第二锥形面脱离抵接，开口811开启，高压燃油经开口811、喷嘴6后喷出。本实施例还提供了一种燃油喷射系统，包括上述的喷油器，该燃油喷射系统的驱动油不是采用高压燃油，减少了整个系统高压燃油的消耗率，提高了高压燃油的供油效率。以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

权利要求：1.一种喷油器，其特征在于，包括：转接块2，开设有第一型腔和分别连通所述第一型腔的驱动油进口22和驱动油出口23，所述第一型腔内设置有滑动件21；控制体3，开设有高压燃油进口31、蓄油腔32和第一油路33，所述高压燃油进口31连通于所述蓄油腔32，且所述蓄油腔32和所述第一油路33之间设置有通路；喷油器本体及喷嘴6，所述喷油器本体包括喷油器体41和喷油器套筒42，所述喷油器体41设置于所述喷油器套筒42内，所述喷油器体41连接于所述控制体3的另一端，且其内设置有与所述第一油路33相连通的第二油路，所述喷嘴6与所述第二油路相连通；控制组件，包括控制杆51和第一弹性件52，所述控制杆51一端穿过所述控制体3连接于所述滑动件21，另一端穿过所述通路位于所述蓄油腔32内，且与所述喷油器体41共同压缩所述第一弹性件52；所述滑动件21、所述控制杆51和所述第一弹性件52被配置为开启或闭合所述通路。2.根据权利要求1所述的喷油器，其特征在于，所述控制体3一端设置有环形槽，所述环形槽内设置有O型密封圈71，所述转接块2抵压于所述O型密封圈71。3.根据权利要求2所述的喷油器，其特征在于，所述控制体3上开设有穿孔，所述控制杆51穿设于所述穿孔内，所述穿孔内壁和所述控制杆51之间设置有复合密封圈72。4.根据权利要求1所述的喷油器，其特征在于，所述第一油路33设置有两个，且两个所述第一油路33分别位于所述蓄油腔32的两侧。5.根据权利要求4所述的喷油器，其特征在于，所述第二油路包括两个副油路411和一个主油路412，两个所述副油路411均连通于所述主油路412，且分别连通于两个所述第一油路33，所述喷嘴6连通于所述主油路412。6.根据权利要求1所述的喷油器，其特征在于，所述控制组件还包括弹簧套筒54，所述弹簧套筒54位于所述蓄油腔32内且抵接于所述喷油器体41，所述第一弹性件52位于所述弹簧套筒54内。7.根据权利要求1所述的喷油器，其特征在于，所述控制体3一端开设有第二型腔，所述第一型腔和所述第二型腔闭合后形成容纳所述滑动件21的容纳腔，所述第二型腔内设置有止推衬套36，所述止推衬套36被配置为限制所述滑动件21的位移。8.根据权利要求1所述的喷油器，其特征在于，还包括针阀偶件81和针阀体82，所述针阀偶件81设置于所述喷油器套筒42内且开设有连通所述喷嘴6的开口811，所述针阀体82设置于所述针阀偶件81内且设有与所述第二油路相连通的第三油路8212，能够选择性的开启或闭合所述开口811。9.根据权利要求8所述的喷油器，其特征在于，还包括第二弹性件9，所述喷油器体41和所述针阀体82共同压缩所述第二弹性件9以使所述针阀体82闭合所述开口811；所述针阀体82和所述针阀偶件81之间形成环形缓冲腔83，所述第三油路8212设有两个且分别连通于所述环形缓冲腔83，所述针阀体82能够被所述环形缓冲腔83内的高压燃油抬升压缩所述第二弹性件9以开启所述开口811。10.一种燃油喷射系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的喷油器。

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