一种电控柴油机气缸内燃气增压的高压喷射装置的制作方法

1.本发明涉及发动机燃油系统领域，特别是一种电控柴油机气缸内燃气增压的高压喷射装置。


背景技术：

2.燃油喷射系统是柴油发动机的心脏，也是附加值最高的一个产品，高技术密集，在制造方面的高质量和低成本都是产业的高门槛，造就了目前唯一在柴油发动机不能国产化的一个部件。
3.我国要在燃油喷射系统，进行大力气攻关的话，有一个方面主要在设计方面上，要实现技术专利的设计，在机械方面进行创新，因为燃油喷射系统是把柴油通过机械能变成化学能燃烧作功的一个过程，要实现机械能的高效率的使用，目前的机械能传输路线是从曲轴，通过把这传动机械能传动到高压油泵上进行压油，把柱塞的压力提升上去，这个过程需要看是否有办法缩短这个无用功和功的损耗和传递的路线上面，实现创新。
4.目前研究主要：1、减少回油；2、改善供油规律，因低负荷怠速压力太高要降下来，最好用双压力系统；3、提高动态定时，喷油器上装智能压力传感器，高压共轨压力在低速高速要求不一样，供油规律要可变，要加附加装置；4、提高小油量及多次喷射精度，如用压电喷油等。目前市场上尚无压力到160mpa气动喷射装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：提供一种电控柴油机气缸内燃气增压的高压喷射装置。
6.本发明通过如下技术方案实现：一种电控柴油机气缸内燃气增压的高压喷射装置，其特征在于：它包括
7.气缸进排气装置2，与发动机缸盖1连接，对发动机缸盖1的燃气进行控制；
8.气动增压装置8，与气缸进排气装置2连接，对气动增压装置8产生的高压力储存；
9.蓄压室10，与气动增压装置8连接，用于存储增加的气体；
10.喷油器12，与蓄压室10连接，对增加气动增压装置8增压燃气所产生的高压燃油进行喷射；以及
11.电控控制系统ecu4，分别于气缸进排气装置2以及喷油器12连接，用于控制气缸进排气装置2的时间及进气量及喷油器12喷射时间及喷射量。
12.通过上述结构，将气体流入气动增压装置变成高压气体，通过气缸进排气装置控制进气量的大小，从而控制喷油器开启或关闭及相应的油量，使喷油器从性能上也可得到提升。与传统柴油机高压系统不一样，本方案采用燃气增压柱塞产生高压，从而控制喷油器喷射出高压燃油。
13.较之前技术而言，本发明的有益效果为：
14.1、本专利提供了一种结构简单、制作更加容易，节省了中间的传动轴装置，不用凸轮驱动燃油泵，减少机械能损耗的一种电控燃气增压高压喷射装置。用于实现喷油器产生
的高压燃油进行喷射。
15.2、采用燃气气动增压装置进行增压，能够产生较大压力喷射。
16.3、采用电控控制系统控制燃气量的大小，提高喷油器的精度。
附图说明
17.图1是本发明的整体结构连接关系图。
18.图2是图1中气动增压装置的结构示意图。
19.图3是图1气缸进排气装置的结构示意图。
20.图4是图3中阀芯上锥面和阀芯下锥面处的局部放大图。
21.标号说明：1发动机缸盖、2气缸进排气装置、3线束、4ecu、5转速传感器、6齿轮盘、7气管、8气动增压装置、9油管、10蓄压室、11第一电磁阀、12喷油器、13油嘴、14气缸后盖、15增压弹簧、16进气口、17排气口、18气缸前盖、19第一泄压孔、20柱塞体、21进油球阀、22紧帽、23定位座、24出油阀紧座、25出油口、26挡圈、27气缸活塞、28活塞杆、29气缸体、30增压柱塞、31定位螺钉、32阀座、33进油孔、34出油球阀、35出油阀上座、36出油阀弹簧、37出油阀下座、38密封垫片、39第二电磁阀、40衔铁、41控制阀芯、42第二泄压孔、43阀座固定螺钉、44进气孔、45控制阀体、46电磁阀固定螺钉、47垫块、48定位螺钉、49排气孔、50固定座、51调整垫片、52控制弹簧、53出气孔、54阀芯上锥面、55阀芯下锥面。
具体实施方式
22.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
23.下面结合附图说明对本发明做详细说明：
24.如图1所示：一种电控柴油机气缸内燃气增压的高压喷射装置，它包括气缸进排气装置2，与发动机缸盖1连接，对发动机缸盖1的燃气进行控制；
25.气动增压装置8，与气缸进排气装置2连接，对气动增压装置8产生的高压力储存；
26.蓄压室10，与气动增压装置8连接，用于存储增加的气体；
27.喷油器12，与蓄压室10连接，对增加气动增压装置8增压燃气所产生的高压燃油进行喷射；以及
28.电控控制系统ecu4，分别于气缸进排气装置2以及喷油器12连接，用于控制气缸进排气装置2的时间及进气量及喷油器12喷射时间及喷射量。。
29.这里的发动机缸盖1上加工一个孔，将内部部分的气体在发动机做功时，排出给气动增压装置8。
30.如图2所示：所述气动增压装置8包括由后至前依序连接的气缸部、柱塞部以及出油阀部；
31.所述气缸部包括气缸体29、气缸活塞27、活塞杆28，气缸活塞27与活塞杆28连接，活塞杆28经气缸体29前侧设有的气缸前盖18延伸出气缸体29，在气缸体29的侧壁前侧和后侧分别设有排气口17和进气口16，其中进气口16与气缸进排气装置2连接；在活塞杆28外周
套设有增压弹簧15，增压弹簧15位于气缸前盖18和气缸活塞27之间
32.柱塞部包括柱塞体20以及增压柱塞30，柱塞体20内设有前后贯通的通道，其中通道分为前段通道、中段通道和后段通道，中段通道的口径小于后段通道的口径，前段通道的口径大于中段通道的口径，中段通道的口径与增压柱塞30口径相同；柱塞体20侧壁还开设有与后段通道联通的第一泄压孔19；增压柱塞30的后端与活塞杆28的固定连接；
33.出油阀部又包括由后至前依序排列的阀座32、定位座23和出油阀紧座24；阀座32、定位座23和出油阀紧座24的中部设有前后贯通的出油孔；在阀座32上设有与前段通道相通且带有进油球阀21的进油通道，进油通道通过阀座32侧壁开设有的进油孔33与外界连通，进油球阀21通过向前运动实现进油通道的切断；定位座23后端设有限位孔，限位孔内由后至前设有出油球阀34、出油阀上座35、出油阀下座37，其中出油阀上座35和出油阀下座37之间设有出油阀弹簧36，通过出油阀弹簧36控制出油球阀34保持向后运动的趋势且出油球阀34向后运动实现出油孔的切断；出油阀紧座24的前端设有出油口25，出油口25与蓄压室10连接。
34.如图3、4所示：所述气缸进排气装置2包括由下至上依序排列控制阀体45、固定座50、控制阀芯41、衔铁40以及第二电磁阀39；
35.所述控制阀体45和固定座50内设有纵向通道，且所述通道内设有控制阀芯41，所述控制阀芯41的上部连接衔铁40，且所述衔铁40通过第二电磁阀39控制，实现控制阀芯41的上下移动；在控制阀芯41上分别环设有上环形凹槽和下环形凹槽；在控制阀体45上设有高低错位的进气孔44和出气孔53，使得控制阀芯41的上下移动，利用下环形凹槽实现进气孔44和出气孔53的相通或隔断；其中，进气孔44与发动机缸盖1连接，出气孔53与气动增压装置8连接；固定座50的侧面开设有第二泄压孔42，第二泄压孔42用于实现衔铁40内部的压力和大气压相同；固定座50的侧面还开设有排气孔49，所述排气孔49与上环形凹槽对应；在控制阀芯41外套设有控制弹簧52，控制弹簧52上端顶设于固定座50下端面，控制弹簧52的下端与控制阀芯41连接。
36.电控控制系统包括ecu4、转速传感器5以及齿轮盘6，所述齿轮盘6连接发动机内部的齿轮，转速传感器5设置于齿轮盘6一侧，用于检测齿轮盘转速，转速传感器5通过线束3连接ecu4。
37.在本发明中，气缸进排气装置2的进气孔44连接发动机缸盖1。气缸进排气装置2控制进入到气动增压装置8气量的大小，当喷油器12的油嘴13喷射完后，将气动增压装置8内的气体通过排气孔49排出，从而使气缸活塞27复位。
38.如图3所示：气动增压装置8，装配在气缸进排气装置2后，通过气管7连接，对经过进排气的气体装置进行加压，从而产生高压。这里的气管7分别连接气缸进排气装置2的出气孔53，进气孔44以及气动增压装置8的进气口16。
39.气动增压装置8和喷油器12之间通过油管9连接，其中蓄压室10设置于油管9上。这里油管9一端与气动增压装置8的出油口25连接，油管9另一端与喷油器12连接。
40.喷油器12连接气动增压装置8，当气动增压装置8产生高压燃油后，可以使油嘴13抬起喷油。
41.电控控制系统，分别于气缸进排气装置2以及喷油器12连接。具体的说，电控控制系统中的ecu4通过线束3分别与气缸进排气装置2的第二电磁阀39、转速传感器5以及喷油
器12的第一电磁阀11连接。当发动机工作后，带动齿轮盘6转动，转速传感器5得到信号后，第二电磁阀39开始得电。当发动机活塞到达压缩最上止点时，第一电磁阀11开始得电。
42.气动增压装置8，它包括气缸活塞27通过过盈配合连接活塞杆28，用于推动增压柱塞30进行增压。进油球阀21安装在阀座32上，高压燃油从进油孔33流入，起到单向阀作用。
43.增压弹簧15安装在气缸活塞27和气缸前盖18之间，起到气缸活塞充排气的来回运动作用。
44.出油球阀34安装在出油阀上座35上，通过出油阀弹簧36及出油阀下座37变成单向阀，控制增压柱塞的燃油增压。出油球阀34安装在定位座23后端设有限位孔。
45.阀座32、定位座23通过紧帽22固定在柱塞体20上，并实现定位及高压时密封。
46.出油阀紧座24与定位座23之间的连接处设有密封垫片38，从而起到高压可以密封。
47.柱塞体20和气缸体29之间是通过4个定位螺钉31实现固定连接。
48.气缸体29的后端设有气缸后盖14，气缸后盖14通过挡圈26固定在气缸体29上，气缸后盖14、气缸前盖18处均设有密封圈，密封圈与气缸体29为间隙配合，通过密封圈进行密封。用于防止气体泄露。
49.活塞杆28与气缸前盖18为间隙配合，配合间隙很小，防止漏气。
50.增压柱塞30与气缸体20的中段通道为间隙配合，配合间隙很小，用于将低压燃油变成高压燃油。
51.进气口16与气缸活塞27左侧联通，用于推动气缸活塞往前移动及排气作用。排气口17与气缸活塞27右侧联通，使得当气缸活塞27往前移动时，进行排气。
52.第一泄压孔19用于活塞杆28及增压柱塞30往前移动时，进行泄压。
53.如图3、4所示：气缸进排气装置中，控制阀芯41与控制阀体45内的纵向通道为间隙配合，防止漏气。并且控制阀芯与控制阀体45的锥面55密封，用于高压气进气的控制。
54.控制阀芯41与固定座50为间隙配合，控制阀芯41与固定座50的阀芯上锥面54密封，用于高压气排气的控制。
55.控制弹簧52安装在控制阀芯41与固定座50之间，用于控制阀芯41上下阀的开关。这里的控制弹簧52对控制阀芯41始终保持一个向下运动的弹力。
56.固定座50、和控制阀体45之间设有调整垫片51，且三者通过4个阀座固定螺钉固定；装配需保证控制阀芯41活动不卡滞。
57.这里将调整垫片51安装在控制阀体45与固定座50中间，主要目的是为了调整控制阀芯41的升程间隙。
58.衔铁40安装在控制阀芯41上，通过定位螺钉48固定；固定座50上部设有垫块47，垫块47环设于衔铁40外周，在衔铁40与垫块47需间隙配合间隙。
59.第二电磁阀39与衔铁40配合间隙在0.3mm左右，用于衔铁40带动控制阀芯41往上移动。
60.第二电磁阀39与垫块47通过电磁阀固定螺钉46，固定在固定座50上。
61.垫块47的主要目的是用来控制衔铁40与第二电磁阀39的间隙。第二泄压孔42固定座50上部设有垫块47上，用于排出衔铁内部气压。
62.本发明的工作原理是：
63.柴油机活塞进入做功阶段时，会带动齿轮盘6转动，活塞做功燃烧后，往下移动，将气缸内的一部分气通过发动机缸盖引入到气缸进排气装置2内，当转速传感器5检测到活塞在做功下止点之前时，气缸进排气装置上的第二电磁阀39得电，吸动衔铁40，带动控制阀芯41往上移动，此时控制阀芯41中下环形凹槽的下锥面与控制阀体45的阀芯下锥面55没有密封。控制阀芯41中上环形凹槽的上锥面与固定座50的阀芯上锥面54密封。气体通过进气孔44流入到出气孔53内。当气体通过气管7流入到气动增压装置8内部时，推动气缸活塞27往前运动。0.5mpa低压燃油从进油孔33流入，推动进油球阀21向后运动，低压燃油流入柱塞内腔，当气缸活塞27往前移动，增压柱塞30也向前移动，将低压燃油通过气动增压装置8变成高压油，高压油通过出油阀34，克服出油阀弹簧35，通过油管9流入到蓄压室10，并连接喷油器12产生高压。
64.当第二电磁阀39不得电后，发动机活塞做工后，控制阀芯41中下环形凹槽的下锥面与控制阀体45的阀芯下锥面55密封，控制阀芯41中上环形凹槽的上锥面与固定座50的阀芯上锥面54没有密封；气缸活塞27受到增压弹簧15力往后运动实现复位，从而将气缸进排气装置2内部的气从气体开关装置内排气孔49排出，此时气缸活塞27和增压柱塞30均复位。当发动机活塞缸，到达做功指定位置时，第二电磁阀39又开始工作，重复以上步骤，使增压端一直存在高压。
65.当活塞运动到压缩行程时，转速传感器5检测到活塞缸在做功上止点之前时，喷油器12的第一电磁阀11得电，由于上下压差，油嘴13克服弹簧后，油嘴13开始喷射。在喷射后，第一电磁阀11关闭，喷油器不得电，油嘴又关闭。
66.最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。