專利名稱：雙燃料雙壓電控制式噴射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種發(fā)動機(jī)，具體地說是發(fā)動機(jī)的噴油器。
背景技術(shù)：
雙燃料發(fā)動機(jī)的研發(fā)對于優(yōu)化能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)燃料的多樣化、解決能源危機(jī)和環(huán)境污染問題是一項有效措施。要實現(xiàn)柴油機(jī)的雙燃料供給，并同時實現(xiàn)兩種燃料的同時或者單獨(dú)噴射及其靈活調(diào)節(jié)，現(xiàn)有柴油機(jī)的電控燃油噴射裝置顯然是不能滿足的，現(xiàn)有的雙燃料柴油機(jī)一般都是用兩個噴射器分別向氣缸內(nèi)噴入兩種燃料，由于采用了兩個噴射器噴射燃料，需要對原有柴油機(jī)進(jìn)行較大的改動，額外增加了較多附件，安裝變得繁瑣復(fù)雜，使雙燃料柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性降低。再者，電磁閥控制式噴油器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且由于電磁閥反復(fù)的通斷電，電磁閥線圈易發(fā)熱，嚴(yán)重影響了電磁閥的快速及精確響應(yīng)，使電磁閥式噴油器控制難度增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供包含兩個壓電堆執(zhí)行器，進(jìn)而控制兩種液體燃料的噴射的雙燃料雙壓電控制式噴射器。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:·
本發(fā)明雙燃料雙壓電控制式噴射器，其特征是:包括噴射器體以及安裝在噴射器體里的第一壓電堆控制部分、第二壓電堆控制部分、大針閥噴射裝置、小針閥噴射裝置，第一壓電堆控制部分和小針閥噴射裝置安裝在大針閥噴射裝置里，第二壓電堆控制部分安裝在小針閥噴射裝置里，大針閥噴射裝置包括依次相連的大針閥、大針閥回位彈簧、大針閥控制活塞，小針閥噴射裝置包括依次相連的小針閥、小針閥回位彈簧、小針閥控制活塞，大針閥與噴射器體之間形成大針閥腔，小針閥與大針閥之間形成小針閥腔，大針閥控制活塞與第一壓電堆控制部分之間形成燃油控制室，小針閥控制活塞與第二壓電堆控制部分之間形成第二液體燃料控制室，噴射器體上開設(shè)有高壓燃油通道、高壓第二液體燃料通道、回油通道、第二液體燃料泄流通道，高壓燃油通道分別連通高壓燃油入口、燃油控制室、大針閥腔，高壓第二液體燃料通道分別連通第二液體燃料控制室、小針閥腔，回油通道連通回油口并連接第一壓電堆控制部分，第二液體燃料泄流通道連通第二液體燃料泄流口并連接第二壓電堆控制部分。本發(fā)明還可以包括:1、所述的第一壓電堆控制部分包括第一壓電堆、第一滑動泄油閥、第一滑動泄油閥回位彈簧，第一滑動泄流閥在第一滑動泄流閥回位彈簧的作用下被壓至第一壓電堆下端面，第一滑動泄流閥中間開有第一通流孔，側(cè)面開有第一環(huán)形盛液槽，第一通流孔與第一環(huán)形盛液槽內(nèi)部導(dǎo)通，燃油控制室連通第一通流孔，第一壓電堆通電后向下推動第一滑動泄流閥，第一滑動泄油閥上的第一環(huán)形盛油槽與第一泄油孔導(dǎo)通，燃油控制室內(nèi)的高壓燃油通過噴射器體上的泄油孔流至回油通道，當(dāng)?shù)谝粔弘姸褦嚯姾?，第一環(huán)形盛液槽與泄流孔斷開；所述的第二壓電堆控制部分包括第二壓電堆、第二滑動泄油閥、第二滑動泄油閥回位彈簧，第二滑動泄流閥在第二滑動泄流閥回位彈簧的作用下被壓至第二壓電堆下端面，第二滑動泄流閥中間開有第二通流孔，側(cè)面開有第二環(huán)形盛液槽，第二通流孔與第二環(huán)形盛液槽內(nèi)部導(dǎo)通，第二液體燃料控制室連通第二通流孔，第二壓電堆通電后向下推動第二滑動泄流閥，第二滑動泄油閥上的第二環(huán)形盛油槽與第二泄油孔導(dǎo)通，第二液體燃料控制室內(nèi)的高壓燃油通過噴大針閥噴射裝置上的第二液體燃料泄流孔流至第二液體燃料泄流通道，當(dāng)?shù)诙弘姸褦嚯姾螅诙h(huán)形盛液槽與第二液體燃料泄流孔斷開。2、大針閥和小針閥的端部分別設(shè)置第一噴孔和第二噴孔，第一噴孔與第二噴孔采用中心線相平行的方式設(shè)置。本發(fā)明的優(yōu)勢在于:本發(fā)明采用兩個壓電堆分別柔性的控制大、小兩個針閥的抬起和落座，能實現(xiàn)兩種液體燃料的差時或者同時噴射，既可以在任意一種單一燃料模式下工作，也可以在雙燃料模式下進(jìn)行工作。雙燃料模式時可先噴入著火點(diǎn)低的燃料用來引燃后噴入的著火點(diǎn)高的燃料，保證燃燒的穩(wěn)定性。壓電堆對兩個針閥控制的自由度大，響應(yīng)迅速，能靈活而精確的控制噴射量、噴射時間和噴射規(guī)律，可進(jìn)一步改善船用柴油機(jī)的排放和燃料的經(jīng)濟(jì)性。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的第一壓電堆控制部分結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明的第二壓電堆控制部分結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明的噴孔結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明的圖2或圖3所示第一壓電堆控制部分或第二壓電堆控制部分的滑動泄油閥或滑動泄流閥的主視圖；圖6為本發(fā)明的圖5所示滑動泄油閥或滑動泄流閥的A-A向視圖；圖7為本發(fā)明的圖5所示滑動泄油閥或滑動泄流閥的B-B向剖視圖；圖8為本發(fā)明的圖1所示只有第一噴孔打開時的噴嘴頭部結(jié)構(gòu)圖；圖9為本發(fā)明的圖1所示只有第二噴孔打開時的噴嘴頭部結(jié)構(gòu)圖；圖10為本發(fā)明的圖1所示第一噴孔和第二噴孔都打開時的噴嘴頭部結(jié)構(gòu)具體實施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:結(jié)合圖1 10，本發(fā)明的技術(shù)方案:一種船用雙燃料雙壓電控制式噴射器，它由第一壓電堆控制部分1、回油口 2、高壓第二液體燃料入口 3、緊帽4、第二壓電堆控制部分5、小針閥回位彈簧6、小針閥腔7、大針閥腔8、噴孔9、噴嘴10、大針閥11、小針閥12、小針閥控制活塞13、噴射器體14、大針閥回位彈簧15、大針閥控制活塞16、第二液體燃料泄流口 17、高壓燃油入口 18 和第一壓電堆緊帽19組成。其特征是:高壓燃油入口 18與高壓油管相連通，燃油控制室23和大針閥腔8都與噴射器體14上的高壓油路相連通，回油口 2與低壓油管相連通，泄油孔22與噴射器體14上的回油油路相連通；高壓第二液體燃料入口 3與高壓第二液體燃料管道相連通，第二液體燃料控制室32和小針閥腔7都與大針閥11上的高壓第二液體燃料流道相連通，大針閥11上的高壓第二液體燃料流道與噴射器體14上的第二液體燃料流道相連通，第二液體燃料泄流口 17與低壓第二液體燃料管道相連通，大針閥11上的第二液體燃料泄流孔33與噴射器體14上的第二液體燃料流道相連通。第一壓電堆27安裝在噴射器體14的上端，被第一壓電堆緊帽19固定，滑動泄油閥21被滑動泄油閥回位彈簧24壓緊至第一壓電堆27下端面上，第二壓電堆35安裝在大針閥11內(nèi)部，滑動泄流閥29被滑動泄流閥回位彈簧31壓緊至第二壓電堆35下端面上。第一壓電堆27加電壓，由于第一壓電堆27的逆壓電效應(yīng)，第一壓電堆27變形伸長，帶動滑動泄油閥21向下滑動，當(dāng)滑動泄油閥21上的環(huán)形盛油槽26與泄油孔22導(dǎo)通時，燃油控制室23內(nèi)的高壓燃油就通過泄油孔22流至低壓油管中，大針閥11抬起，第一噴孔36打開，開始向氣缸內(nèi)噴入高壓燃油；第一壓電堆27斷電后，第一壓電堆27恢復(fù)原始長度，在滑動泄油閥回位彈簧24的彈力作用下滑動泄油閥21也恢復(fù)至原始位置，環(huán)形盛油槽26與泄油孔22斷開，大針閥11落座，第一噴孔36關(guān)閉,停止高壓燃油的噴射。第二壓電堆35加電壓，由于第二壓電堆35的逆壓電效應(yīng)，第二壓電堆35變形伸長，帶動滑動泄流閥29向下滑動，當(dāng)滑動泄流閥29上的環(huán)形盛液槽34與第二液體燃料泄流孔33導(dǎo)通時，第二液體燃料控制室32內(nèi)的高壓第二液體燃料就通過第二液體燃料泄流孔33流至低壓第二液體燃料管路中，小針閥12抬起，第二噴孔37打開,開始向氣缸內(nèi)噴入第二液體燃料；第二壓電堆35斷電后,第二壓電堆35恢復(fù)原始長度，在滑動泄流閥回位彈簧31的彈力作用下滑動泄流閥29也恢復(fù)至原始位置，環(huán)形盛液槽34與第二液體燃料泄流孔33斷開，小針閥12落座，第二噴孔37關(guān)閉，停止第二液體燃料的噴射。圖1為本發(fā)明船用雙燃料雙壓電控制式噴射器的整體結(jié)構(gòu)示意圖，包括I第一壓電堆控制部分、2回油口、3高壓第二液體燃料入口、4緊帽、5第二壓電堆控制部分、6小針閥回位彈簧、7小針閥腔、8大針閥腔、9噴孔、10噴嘴、11大針閥、12小針閥、13小針閥控制活塞、14噴射器體、15大針閥回位彈簧、16大針閥控制活塞、17第二液體燃料泄流口、18高壓燃油入口和19第一壓電堆緊帽。第一壓電堆電氣接頭20、滑動泄油閥21、泄油孔22、燃油控制室23、滑動泄油閥回位彈簧24、通油孔25、環(huán)形盛油槽26和第一壓電堆27共同構(gòu)成了船用雙燃料雙壓電控制式噴射器的第一壓電堆控制部分I。電控單兀通過第一壓電堆電氣接頭20控制第一壓電堆27的伸長和回位，進(jìn)而控制大針閥11的抬起和落座。第一壓電堆27安裝在噴射器體14的上部。燃油控制室23和泄油孔22根據(jù)滑動泄油閥21的位置導(dǎo)通或斷開。由高壓燃油入口 18進(jìn)入本噴射器體14油路的高壓燃油也分成兩路:一路進(jìn)入燃油控制室23 ;另一路流入本噴射器下方的大針閥腔8中。泄油孔22與回油口 2相連通，通向低壓油管?；瑒有褂烷y21在滑動泄油閥回位彈簧24的作用下被壓緊至第一壓電堆27下端面，滑動泄油閥21中間開有通油孔25，側(cè)面開有環(huán)形盛油槽26，通油孔25與環(huán)形盛油槽26是內(nèi)部導(dǎo)通的。第二壓電堆電氣接頭28、滑動泄流閥29、通流孔30、滑動泄流閥回位彈簧31、第二液體燃料控制室32、第二液體燃料泄流孔33、環(huán)形盛液槽34和第二壓電堆35共同構(gòu)成了船用雙燃料雙壓電控制式噴射器的第二壓電堆控制部分5。電控單元通過第二壓電堆電氣接頭28控制第二壓電堆35的伸長和回位，進(jìn)而控制小針閥12的抬起和落座。第二壓電堆35安裝在大針閥11的內(nèi)部。第二液體燃 料控制室32和第二液體燃料泄流孔33根據(jù)滑動泄流閥29的位置導(dǎo)通或斷開。由高壓第二液體燃料入口 3進(jìn)入本噴射器體14第二液體燃料流路的第二液體燃料也分成兩路:一路經(jīng)過大針閥11上的第二液體燃料流路進(jìn)入第二液體燃料控制室32 ;另一路經(jīng)過大針閥11上的第二液體燃料流路流入本噴射器下方的小針閥腔7中。大針閥11上的第二液體燃料泄流孔33與噴射器體14上的第二液體燃料流路相連通?；瑒有沽鏖y29在滑動泄流閥回位彈簧31的作用下被壓緊至第二壓電堆35下端面，滑動泄流閥29中間開有通流孔30，側(cè)面開有環(huán)形盛液槽34，通流孔30與環(huán)形盛液槽34是內(nèi)部導(dǎo)通的。第一噴孔36和第二噴孔37組成了船用雙燃料雙壓電控制式噴射器的噴孔9。大針閥11的抬起和落座控制第一噴孔36對燃油的噴射，小針閥12的抬起和落座控制第二噴孔37對第二液體燃料的噴射。第一噴孔36與第二噴孔37采用中心線相平行的方式設(shè)置。噴射器在雙燃料模式工作時，可以先噴入著火點(diǎn)低的燃料以引燃后噴射的著火點(diǎn)高的燃料。高壓燃油由高壓燃油入口 18進(jìn)入噴射器，分別流進(jìn)燃油控制室23和大針閥腔8，第一壓電堆27不加電壓，滑動泄油閥21在滑動泄油閥回位彈簧24的作用下處于初始不動位置，滑動泄油閥21上的環(huán)形盛油槽26與泄油孔22不導(dǎo)通，泄油通道關(guān)閉，作用在大針閥控制活塞16上表面和大針閥腔8內(nèi)的高壓燃油壓力相同，但上表面的有效作用面積大于下部錐面面積，所以此時大針閥11落座，第一噴孔36關(guān)閉，不噴射燃油；第一壓電堆27加電壓時，第一壓電堆27由于壓電堆的逆壓電效應(yīng)變形伸長，推動滑動泄油閥21向下移動，此時滑動泄油閥21上的環(huán)形盛油槽26與泄油孔22導(dǎo)通，泄油通路開啟，燃油控制室23中的高壓燃油通過通油孔25流經(jīng)泄油孔22流入低壓油管中，此時大針閥11在大針閥腔8內(nèi)高壓燃油的作用下克服大針閥回位彈簧15預(yù)緊力而抬起，第一噴孔36打開，噴射器開始向氣缸內(nèi)噴射高壓燃油；當(dāng)?shù)谝粔弘姸?7再次斷電，第一壓電堆27恢復(fù)至初始長度，滑動泄油閥21在滑動泄油閥回位彈簧24的彈力作用下向上移動，也恢復(fù)至初始位置，環(huán)形盛油槽26與泄油孔22的泄油通路斷開，泄油油路關(guān)閉，燃油控制室23內(nèi)的燃油壓力再次升高，大針閥11隨之迅速落座，第一噴孔36再次被關(guān)閉，燃油噴射結(jié)束。高壓第二液體燃料由高壓第二液體燃料入口 3進(jìn)入噴射器，分別流進(jìn)第二液體燃料控制室32和小針閥腔7中，第二壓電堆35不加電壓時，第二壓電堆35保持原長，第二液體燃料泄流孔33未與環(huán)形盛液槽34導(dǎo)通，由于作用在小針閥控制活塞13上表面和小針閥12下部錐面處的第二液體燃料壓力相同，但上表面的有 效作用面積大于下部錐面面積，所以此時小針閥12落座，第二噴孔37關(guān)閉，不噴射第二液體燃料；當(dāng)給第二壓電堆35加電壓后，第二壓電堆35由于壓電晶體的逆壓電效應(yīng)發(fā)生變形伸長，向下推動滑動泄流閥29，在滑動泄流閥29上的環(huán)形盛液槽34與第二液體燃料泄流孔33導(dǎo)通瞬間，第二液體燃料控制室32內(nèi)的高壓第二液體燃料通過噴射器體14上的第二液體燃料流道通過第二液體燃料泄流口 17流回低壓管道中，第二液體燃料控制室32內(nèi)的高壓第二液體燃料壓力下降，小針閥12在小針閥腔7內(nèi)高壓第二液體燃料的作用下克服小針閥回位彈簧6預(yù)緊力而被抬起，第二噴孔37被打開，開始噴射第二液體燃料；當(dāng)斷開第二壓電堆35上的電壓時，第二壓電堆35恢復(fù)原長，滑動泄流閥29在滑動泄流閥回位彈簧31的彈力作用下也回復(fù)至初始位置，第二液體燃料泄流孔33與環(huán)形盛液槽34被斷開，泄流通道斷開，第二液體燃料控制室32內(nèi)的第二液體燃料壓力再次升高，小針閥12落座，第二噴孔37關(guān)閉，第二液體燃料噴射結(jié)束。當(dāng)?shù)谝粔弘姸?7和第二壓電堆35分別按照既定的時間通電或斷電時就可以實現(xiàn)兩種液體燃料的差時或同時噴射。噴射器在任意單一燃料模式工作時，只要保證第一壓電堆27或第二壓電堆35有且只有一個通電即可，此時的工作模式和現(xiàn)有的壓電式噴油器一樣，由通電的壓電堆控制大針閥12或小針閥13的抬起和落座,從·而控制噴孔9對燃料的噴射。
權(quán)利要求
1.雙燃料雙壓電控制式噴射器，其特征是:包括噴射器體以及安裝在噴射器體里的第一壓電堆控制部分、第二壓電堆控制部分、大針閥噴射裝置、小針閥噴射裝置，第一壓電堆控制部分和小針閥噴射裝置安裝在大針閥噴射裝置里，第二壓電堆控制部分安裝在小針閥噴射裝置里，大針閥噴射裝置包括依次相連的大針閥、大針閥回位彈簧、大針閥控制活塞，小針閥噴射裝置包括依次相連的小針閥、小針閥回位彈簧、小針閥控制活塞，大針閥與噴射器體之間形成大針閥腔，小針閥與大針閥之間形成小針閥腔，大針閥控制活塞與第一壓電堆控制部分之間形成燃油控制室，小針閥控制活塞與第二壓電堆控制部分之間形成第二液體燃料控制室，噴射器體上開設(shè)有高壓燃油通道、高壓第二液體燃料通道、回油通道、第二液體燃料泄流通道，高壓燃油通道分別連通高壓燃油入口、燃油控制室、大針閥腔，高壓第二液體燃料通道分別連通第二液體燃料控制室、小針閥腔，回油通道連通回油口并連接第一壓電堆控制部分，第二液體燃料泄流通道連通第二液體燃料泄流口并連接第二壓電堆控制部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙燃料雙壓電控制式噴射器，其特征是:所述的第一壓電堆控制部分包括第一壓電堆、第一滑動泄油閥、第一滑動泄油閥回位彈簧，第一滑動泄流閥在第一滑動泄流閥回位彈簧的作用下被壓至第一壓電堆下端面，第一滑動泄流閥中間開有第一通流孔，側(cè)面開有第一環(huán)形盛液槽，第一通流孔與第一環(huán)形盛液槽內(nèi)部導(dǎo)通，燃油控制室連通第一通流孔，第一壓電堆通電后向下推動第一滑動泄流閥，第一滑動泄油閥上的第一環(huán)形盛油槽與第一泄油孔導(dǎo)通，燃油控制室內(nèi)的高壓燃油通過噴射器體上的泄油孔流至回油通道，當(dāng)?shù)谝粔弘姸褦嚯姾?，第一環(huán)形盛液槽與泄流孔斷開； 所述的第二壓電堆控制部分包括第二壓電堆、第二滑動泄油閥、第二滑動泄油閥回位彈簧，第二滑動泄流閥在第二滑動泄流閥回位彈簧的作用下被壓至第二壓電堆下端面，第二滑動泄流閥中間開有第二通流孔，側(cè)面開有第二環(huán)形盛液槽，第二通流孔與第二環(huán)形盛液槽內(nèi)部導(dǎo)通，第二液體燃料控制室連通第二通流孔，第二壓電堆通電后向下推動第二滑動泄流閥，第二滑動泄油閥上的第二環(huán)形盛油槽與第二泄油孔導(dǎo)通，第二液體燃料控制室內(nèi)的高壓燃油通過噴大針閥噴射裝置上的第二液體燃料泄流孔流至第二液體燃料泄流通道，當(dāng)?shù)诙弘姸褦嚯姾?，第二環(huán)形盛液槽與第二液體燃料泄流孔斷開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙燃料雙 壓電控制式噴射器，其特征是:大針閥和小針閥的端部分別設(shè)置第一噴孔和第二噴孔，第一噴孔與第二噴孔采用中心線相平行的方式設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供雙燃料雙壓電控制式噴射器，包括噴射器體以及安裝在噴射器體里的第一壓電堆控制部分、第二壓電堆控制部分、大針閥噴射裝置、小針閥噴射裝置，第一壓電堆控制部分和小針閥噴射裝置安裝在大針閥噴射裝置里，第二壓電堆控制部分安裝在小針閥噴射裝置里，大針閥噴射裝置包括依次相連的大針閥、大針閥回位彈簧、大針閥控制活塞，小針閥噴射裝置包括依次相連的小針閥、小針閥回位彈簧、小針閥控制活塞。本發(fā)明采用兩個壓電堆分別柔性的控制大、小兩個針閥的抬起和落座，能實現(xiàn)兩種液體燃料的差時或者同時噴射，既可以在任意一種單一燃料模式下工作，也可以在雙燃料模式下進(jìn)行工作。
文檔編號F02M43/04GK103244321SQ201310155719
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者范立云, 白云, 趙文圣, 王天陽, 張建宇, 馬修真, 袁志國, 費(fèi)紅姿, 劉友 申請人:哈爾濱工程大學(xué)