船用低速柴油機增壓式共軌燃油噴射系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動機噴油器，具體涉及一種用于大功率船用低速柴油機的增壓式共軌燃油噴射系統(tǒng)，屬于柴油機技術領域。
【背景技術】
[0002]機械式噴油器無法實現噴油定時、噴油規(guī)律和循環(huán)噴油量的精確柔性控制，并且由于脈動供油的存在，在低速小負荷工況下燃油噴射壓力較低，燃油霧化質量較差，這降低了柴油機燃油經濟性，惡化了柴油機的排放性，因此機械式噴油器已無法滿足日益嚴格的排放法規(guī)的要求。
[0003]柴油機共軌燃油噴射系統(tǒng)可以實現對噴油定時、循環(huán)噴油量的精確柔性控制，是大功率船用柴油機實現高燃油經濟性和低有害物排放的有效手段。按照燃油增壓的形式，共軌燃油噴射系統(tǒng)分為中壓共軌和高壓共軌兩種。
[0004]Caterpillar公司研發(fā)的一款蓄壓式中壓共軌燃油噴射系統(tǒng)，使用二位三通電磁閥對增壓活塞的運動進行控制，實現了燃油噴射壓力和發(fā)動機轉速的相互獨立，但是燃油增壓過程和燃油噴射過程仍然相互關聯(lián)，無法相互獨立，因此在一次燃油增壓過程中無法實現多次噴射。
[0005]為了實現燃油噴射過程的完全獨立，中國專利CN 102022241A采用在共軌管和共軌噴油器之間加裝電控二次增壓器的方式，通過對相互獨立的雙電磁閥(一個電磁閥位于電控二次增壓器內，用來控制增壓活塞的運動，另一個電磁閥位于電控噴油器內，用來控制噴油)相對開啟時間的調整，實現了燃油加壓和燃油噴射的相互獨立，獲得了理想的噴油規(guī)律。其不足之處在于，該專利使用了高壓條件下密封性較差的平板閥對控制腔上的出油節(jié)流孔進行密封，特別是，當控制腔內的燃油壓力較高或為超高壓時，平板閥的密封性能急劇惡化，燃油泄漏量迅速增加，從而嚴重影響了共軌噴油器的工作特性。
[0006]中國專利CN 102392771A采用二位三通電磁閥來代替中國專利CN 102022241A上對增壓活塞運動進行控制的二位二通電磁控制平板閥，解決了采用平板閥帶來的高壓密封性差的問題。但其不足之處在于，該專利同專利CN 102022241AXN 102705121A—樣，都是通過對增壓活塞小頭下方控制腔內燃油泄油、充油的控制，實現對增壓活塞運動的控制，從而完成燃油增壓過程和吸油過程，然而這種對增壓活塞運動的控制方式需要對控制腔上的進油節(jié)流孔和泄油節(jié)流孔進行精確匹配，這必然造成加工成本上升，制造難度增大，而且由于增壓活塞大頭上部始終有高壓燃油作用，當增壓活塞向上復位時，由于高壓燃油產生向下的作用力，增壓活塞很難快速復位，這將明顯減少有效充油時間，限制了柴油機功率的覆蓋范圍。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于針對現有技術存在的不足，提供一種船用低速柴油機增壓式共軌燃油噴射系統(tǒng)，通過對增壓活塞控制電磁閥和燃油噴射控制電磁閥的精確柔性控制，實現燃油增壓過程和燃油噴射過程的完全獨立，同時允許在一次循環(huán)中實現多次噴射，滿足柴油機全工況下理想噴油規(guī)律的要求，以提高柴油機的燃油經濟性和降低有害物的排放。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0009]—種船用低速柴油機增壓式共軌燃油噴射系統(tǒng)，其包括伺服油供給部分、共軌噴油器和燃油供給部分；
[0010]所述伺服油供給部分連接所述共軌噴油器且向該共軌噴油器供給伺服油；
[0011]所述燃油供給部分連接所述共軌噴油器且向該共軌噴油器供給燃油；
[0012]所述共軌噴油器包括增壓活塞控制閥、增壓活塞、增壓活塞大頭復位彈簧、增壓活塞體、增壓活塞體內燃油進油油路、增壓活塞體內豎直油腔、燃油噴射控制電磁閥、控制腔體、控制腔、進油節(jié)流孔、泄油節(jié)流孔、泄油油路、噴油器體、針閥、針閥復位彈簧和高壓燃油油路；其中，
[0013]增壓活塞位于共軌噴油器的上部并設置于增壓活塞體的內腔中，該增壓活塞由上下連接為一體的增壓活塞大頭和增壓活塞小頭組成，該增壓活塞大頭與增壓活塞體之間形成增壓活塞上腔，該增壓活塞小頭與增壓活塞體之間形成增壓活塞下腔，增壓活塞大頭復位彈簧設于增壓活塞體的內腔中且使得增壓活塞大頭在所述增壓活塞上腔不充油的情況下始終位于上部；
[0014]增壓活塞控制閥布置在共軌噴油器的上部且與伺服油供給部分連接，該增壓活塞控制閥的工作腔與所述增壓活塞上腔相連，該增壓活塞控制閥控制伺服油供給部分與該增壓活塞上腔的連通或是切斷，以實現燃油的增壓或是燃油的吸油；
[0015]設置于增壓活塞體內的增壓活塞體內燃油進油油路分別連通所述增壓活塞下腔和燃油供給部分，該燃油供給部分通過增壓活塞體內燃油進油油路向該增壓活塞下腔內充油以完成燃油的吸油；
[0016]燃油噴射控制電磁閥位于增壓活塞的下方，對噴油定時和循環(huán)噴油量進行全工況的精確柔性控制；
[0017]控制腔體位于燃油噴射控制電磁閥的下側，控制腔、進油節(jié)流孔和泄油節(jié)流孔設置于該控制腔體內，控制腔分別與進油節(jié)流孔和泄油節(jié)流孔連通，該泄油節(jié)流孔通過燃油噴射控制電磁閥與泄油油路連通或是切斷；
[0018]噴油器體位于控制腔體的下側，所述針閥安裝于該噴油器體的內腔中，在針閥復位彈簧的作用下，該針閥與噴油器體上的針閥座緊密貼合，針閥與噴油器體之間形成有盛油槽，高壓燃油油路設于噴油器體內部且與該盛油槽相連通；
[0019]增壓活塞體內豎直油腔與所述增壓活塞下腔連通且位于該增壓活塞下腔之下，該增壓活塞體內豎直油腔同時與高壓燃油油路和進油節(jié)流孔連通，所述增壓活塞下腔內的經增壓的高壓燃油通過增壓活塞體內豎直油腔后分為兩路，一路通過進油節(jié)流孔進入到控制腔內，另一路通過高壓燃油油路進入到所述盛油槽內。
[0020]作為進一步改進，所述的增壓活塞大頭的直徑大于所述增壓活塞小頭的直徑，形成一定的增壓比。
[0021]作為進一步改進，所述的增壓活塞控制閥為二位三通電磁控制閥；所述燃油噴射控制電磁閥為二位二通液力平衡式高速電磁閥，內部設有電磁鐵線圈、帶有銜鐵的閥桿、閥桿座和銜鐵復位彈簧，其中，帶有銜鐵的閥桿設于電磁鐵線圈的下面，在不通電時，在銜鐵復位彈簧的作用下，帶有銜鐵的閥桿落座在位于其下方的閥桿座上，切斷所述泄油節(jié)流孔與連通外部的所述泄油油路的通路；在通電后，電磁鐵線圈產生向上的電磁力，帶有銜鐵的閥桿在電磁力的作用下向上運動，打開所述泄油節(jié)流孔與該泄油油路的通路。
[0022]作為進一步改進，所述的伺服油供給部分包括伺服油箱、伺服油過濾器、伺服油輸油泵、伺服油進油管和伺服油回油管；所述伺服油過濾器位于所述伺服油箱內，并且依次通過所述伺服油輸油泵和所述伺服油進油管連接所述增壓活塞控制閥，所述伺服油回油管連接所述增壓活塞控制閥且通入所述伺服油箱內；所述增壓活塞控制閥控制所述伺服油進油管與該增壓活塞上腔連通，或是與所述伺服油回油管連通。
[0023]作為進一步改進，所述的燃油供給部分包括依次連接的燃油箱、過濾器、輸油泵、單向閥和燃油進油管，該燃油進油管連接所述共軌噴油器的增壓活塞體內燃油進油油路，所述燃油由燃油箱依次通過所述過濾器、輸油泵、單向閥、燃油進油管和增壓活塞體內燃油進油油路進入到所述增壓活塞下腔內，實現燃油的供給。
[0024]與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
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