[發明專利]一種應用于柴油機的壓電噴油器

有效

• 申請號: 201210131127.8
• 申請日: 2012-05-02
• 公開（公告）號: CN102678414A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 歐陽光耀;劉振明;安士杰
• 申請（專利權）人: 歐陽光耀;劉振明;安士杰
• 主分類號: F02M51/06
• 分類號: F02M51/06;F02M47/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鄧寅杰

技術領域

本發明應用于柴油機高壓共軌電控噴油系統，特別是一種應用于柴油機的壓電噴油器。

背景技術

多年來，人們為提高柴油機的綜合性能做了大量的研究工作，取得了許多卓有成效的成果。由于柴油機的性能和有害排放物與柴油機缸內燃燒過程是直接關聯的，所以，控制燃燒過程是提高柴油機性能和減少柴油機有害物排放的最根本、最有效的途徑。目前，提高柴油機性能，改善柴油機排放主要采取的最新技術有高壓共軌噴射技術。

高壓共軌噴射技術可通過噴油定時、噴油量、噴射壓力和噴射次數的合理組織分配直接控制并改善柴油機缸內燃燒過程，能有效提高柴油機性能，減少柴油機排放，是目前提高柴油機性能，減少柴油機排放最主要、應用最廣泛的技術手段。

直到2000年底，在高壓共軌系統的噴油器中還是使用電磁閥來控制針閥的開啟與關閉。然而，電磁閥的自身缺點使得現有高壓共軌噴射系統無法滿足更高噴射壓力和噴油速率曲線柔性可調的更高要求。首先，由于電磁閥電磁線圈的電感作用，使得滯后時間相對較長，導致實現更多次數的噴射比較困難。此外，電磁閥是一種開關閥，只能簡單完成噴油過程的開始和關閉，無法隨意控制針閥升程和針閥運動速度。壓電陶瓷驅動器是近年來快速發展起來的一種新型微位移驅動器件。與電磁閥相比較，噴油器內的壓電陶瓷驅動器具有切換迅速精確、重復性好、壽命長以及沒有滯后時間等優點。

國外各大柴油機生產廠商都已開發出了壓電噴油器，西門子公司在2000年底率先推出了一種壓電噴油器。西門子公司的壓電噴油器具體結構參見圖1，在壓電晶體堆通電之前，控制閥關閉。這時，控制閥室、控制腔、容積室和軌腔壓力相通。由于控制腔壓力和容積室壓力相同，針閥在針閥彈簧的作用下關閉。給壓電晶體堆施加一個一定持續期的電壓，逆壓電效應使得壓電堆垂直伸長大約40????????????????????????????????????????????????。壓電堆借助于頂桿推動閥活塞和控制閥，使控制閥打開。然后，控制閥室的燃油流向回油管路，使得控制閥室的壓力下降。此時控制腔的燃油通過出油孔、控制閥室流向回油管路，從而使得控制腔的的壓力也下降，這樣導致控制腔和容積室產生較大的壓力差。當壓力差大到克服針閥彈簧的彈力時，針閥抬起。燃油開始噴射。該方案的缺點是，噴油器在噴射過程中，控制腔壓力的下降，控制腔的燃油需要耗費一定的時間通過控制閥室進入回油管路，影響噴油器的針閥的開啟速度，從而影響噴油器噴射的靈敏度。

發明內容

本發明的目的就是克服現有技術存在的問題和不足，提供一種結構簡單、成本低廉、響應速度快、可精確調節噴油速率的應用于柴油機的壓電噴油器，該噴油器可以實現多次燃油噴射，提高柴油機的燃燒效率、降低燃油消耗率與排放污染。

本發明所采用的技術方案具體如下：一種應用于柴油機的壓電噴油器，其不同之處為：其包括噴油器本體，噴油器本體的前端安裝有針閥，針閥的前端設置有噴油嘴，噴油器本體的側部設置有油管接頭及回油接頭，噴油器本體后端設置有積層式壓電驅動器，積層式壓電驅動器中設置有工作拉桿，工作拉桿的下端通過球閥壓桿與球閥聯接，球閥壓桿上套裝有球閥彈簧，所述噴油器本體內部在球閥與針閥之間的部位設置有燃油控制腔，燃油控制腔設置有與油管接頭連通的進油孔、與回油接頭相連通的出油孔，燃油控制腔內設置有控制活塞，控制活塞的控制桿與針閥聯接，積層式壓電驅動器控制球閥的開啟和關閉，使得燃油控制腔腔內壓力下降或上升，從而以控制針閥的抬起或復位來控制噴油嘴的噴油動作。

本發明的工作原理：燃油控制腔中的燃油通過出油孔流出，控制腔壓力下降，針閥抬起，噴油器噴油。當壓電驅動器失電，球閥在球閥彈簧作用下復位，控制腔壓力升高，使針閥落座，噴油器結束噴油。

本發明所涉及的一種應用于柴油機的噴油器具有以下優點：

1、采用本發明的應用于柴油機的噴油器，可以使球閥通過出油孔直接與控制閥連接起來，使通過球閥、控制腔、針閥的油路路徑減小，從而實現噴油動作更迅速，提高了噴油器的靈敏度；

2、采用本發明的應用于柴油機的噴油器，采用通過直接位移控制球閥帶動針閥的運動，可以減少設置位移放大結構，因此本發明的壓電噴油器結構簡單、成本低廉。

附圖說明

圖1為本發明的壓電噴油器的結構圖；