船用低速柴油机增压式共轨燃油喷射系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发动机喷油器，具体涉及一种用于大功率船用低速柴油机的增压式共轨燃油喷射系统，属于柴油机技术领域。
【背景技术】
[0002]机械式喷油器无法实现喷油定时、喷油规律和循环喷油量的精确柔性控制，并且由于脉动供油的存在，在低速小负荷工况下燃油喷射压力较低，燃油雾化质量较差，这降低了柴油机燃油经济性，恶化了柴油机的排放性，因此机械式喷油器已无法满足日益严格的排放法规的要求。
[0003]柴油机共轨燃油喷射系统可以实现对喷油定时、循环喷油量的精确柔性控制，是大功率船用柴油机实现高燃油经济性和低有害物排放的有效手段。按照燃油增压的形式，共轨燃油喷射系统分为中压共轨和高压共轨两种。
[0004]Caterpillar公司研发的一款蓄压式中压共轨燃油喷射系统，使用二位三通电磁阀对增压活塞的运动进行控制，实现了燃油喷射压力和发动机转速的相互独立，但是燃油增压过程和燃油喷射过程仍然相互关联，无法相互独立，因此在一次燃油增压过程中无法实现多次喷射。
[0005]为了实现燃油喷射过程的完全独立，中国专利CN 102022241A采用在共轨管和共轨喷油器之间加装电控二次增压器的方式，通过对相互独立的双电磁阀(一个电磁阀位于电控二次增压器内，用来控制增压活塞的运动，另一个电磁阀位于电控喷油器内，用来控制喷油)相对开启时间的调整，实现了燃油加压和燃油喷射的相互独立，获得了理想的喷油规律。其不足之处在于，该专利使用了高压条件下密封性较差的平板阀对控制腔上的出油节流孔进行密封，特别是，当控制腔内的燃油压力较高或为超高压时，平板阀的密封性能急剧恶化，燃油泄漏量迅速增加，从而严重影响了共轨喷油器的工作特性。
[0006]中国专利CN 102392771A采用二位三通电磁阀来代替中国专利CN 102022241A上对增压活塞运动进行控制的二位二通电磁控制平板阀，解决了采用平板阀带来的高压密封性差的问题。但其不足之处在于，该专利同专利CN 102022241AXN 102705121A—样，都是通过对增压活塞小头下方控制腔内燃油泄油、充油的控制，实现对增压活塞运动的控制，从而完成燃油增压过程和吸油过程，然而这种对增压活塞运动的控制方式需要对控制腔上的进油节流孔和泄油节流孔进行精确匹配，这必然造成加工成本上升，制造难度增大，而且由于增压活塞大头上部始终有高压燃油作用，当增压活塞向上复位时，由于高压燃油产生向下的作用力，增压活塞很难快速复位，这将明显减少有效充油时间，限制了柴油机功率的覆盖范围。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种船用低速柴油机增压式共轨燃油喷射系统，通过对增压活塞控制电磁阀和燃油喷射控制电磁阀的精确柔性控制，实现燃油增压过程和燃油喷射过程的完全独立，同时允许在一次循环中实现多次喷射，满足柴油机全工况下理想喷油规律的要求，以提高柴油机的燃油经济性和降低有害物的排放。
[0008]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0009]—种船用低速柴油机增压式共轨燃油喷射系统，其包括伺服油供给部分、共轨喷油器和燃油供给部分；
[0010]所述伺服油供给部分连接所述共轨喷油器且向该共轨喷油器供给伺服油；
[0011]所述燃油供给部分连接所述共轨喷油器且向该共轨喷油器供给燃油；
[0012]所述共轨喷油器包括增压活塞控制阀、增压活塞、增压活塞大头复位弹簧、增压活塞体、增压活塞体内燃油进油油路、增压活塞体内竖直油腔、燃油喷射控制电磁阀、控制腔体、控制腔、进油节流孔、泄油节流孔、泄油油路、喷油器体、针阀、针阀复位弹簧和高压燃油油路；其中，
[0013]增压活塞位于共轨喷油器的上部并设置于增压活塞体的内腔中，该增压活塞由上下连接为一体的增压活塞大头和增压活塞小头组成，该增压活塞大头与增压活塞体之间形成增压活塞上腔，该增压活塞小头与增压活塞体之间形成增压活塞下腔，增压活塞大头复位弹簧设于增压活塞体的内腔中且使得增压活塞大头在所述增压活塞上腔不充油的情况下始终位于上部；
[0014]增压活塞控制阀布置在共轨喷油器的上部且与伺服油供给部分连接，该增压活塞控制阀的工作腔与所述增压活塞上腔相连，该增压活塞控制阀控制伺服油供给部分与该增压活塞上腔的连通或是切断，以实现燃油的增压或是燃油的吸油；
[0015]设置于增压活塞体内的增压活塞体内燃油进油油路分别连通所述增压活塞下腔和燃油供给部分，该燃油供给部分通过增压活塞体内燃油进油油路向该增压活塞下腔内充油以完成燃油的吸油；
[0016]燃油喷射控制电磁阀位于增压活塞的下方，对喷油定时和循环喷油量进行全工况的精确柔性控制；
[0017]控制腔体位于燃油喷射控制电磁阀的下侧，控制腔、进油节流孔和泄油节流孔设置于该控制腔体内，控制腔分别与进油节流孔和泄油节流孔连通，该泄油节流孔通过燃油喷射控制电磁阀与泄油油路连通或是切断；
[0018]喷油器体位于控制腔体的下侧，所述针阀安装于该喷油器体的内腔中，在针阀复位弹簧的作用下，该针阀与喷油器体上的针阀座紧密贴合，针阀与喷油器体之间形成有盛油槽，高压燃油油路设于喷油器体内部且与该盛油槽相连通；
[0019]增压活塞体内竖直油腔与所述增压活塞下腔连通且位于该增压活塞下腔之下，该增压活塞体内竖直油腔同时与高压燃油油路和进油节流孔连通，所述增压活塞下腔内的经增压的高压燃油通过增压活塞体内竖直油腔后分为两路，一路通过进油节流孔进入到控制腔内，另一路通过高压燃油油路进入到所述盛油槽内。
[0020]作为进一步改进，所述的增压活塞大头的直径大于所述增压活塞小头的直径，形成一定的增压比。
[0021]作为进一步改进，所述的增压活塞控制阀为二位三通电磁控制阀；所述燃油喷射控制电磁阀为二位二通液力平衡式高速电磁阀，内部设有电磁铁线圈、带有衔铁的阀杆、阀杆座和衔铁复位弹簧，其中，带有衔铁的阀杆设于电磁铁线圈的下面，在不通电时，在衔铁复位弹簧的作用下，带有衔铁的阀杆落座在位于其下方的阀杆座上，切断所述泄油节流孔与连通外部的所述泄油油路的通路；在通电后，电磁铁线圈产生向上的电磁力，带有衔铁的阀杆在电磁力的作用下向上运动，打开所述泄油节流孔与该泄油油路的通路。
[0022]作为进一步改进，所述的伺服油供给部分包括伺服油箱、伺服油过滤器、伺服油输油泵、伺服油进油管和伺服油回油管；所述伺服油过滤器位于所述伺服油箱内，并且依次通过所述伺服油输油泵和所述伺服油进油管连接所述增压活塞控制阀，所述伺服油回油管连接所述增压活塞控制阀且通入所述伺服油箱内；所述增压活塞控制阀控制所述伺服油进油管与该增压活塞上腔连通，或是与所述伺服油回油管连通。
[0023]作为进一步改进，所述的燃油供给部分包括依次连接的燃油箱、过滤器、输油泵、单向阀和燃油进油管，该燃油进油管连接所述共轨喷油器的增压活塞体内燃油进油油路，所述燃油由燃油箱依次通过所述过滤器、输油泵、单向阀、燃油进油管和增压活塞体内燃油进油油路进入到所述增压活塞下腔内，实现燃油的供给。
[0024]与现有技术相比，本发明的优势在于:
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