[发明专利]柴油机燃油高压定压喷射系统

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机中燃油喷射的技术领域，特别涉及一种柴油机燃油高压定压喷射系统。

背景技术

柴油机的燃油喷射系统，一般采用四种结构：1、采用凸轮顶杆机构，即通过凸轮的转动，推动顶杆的滚轮带动顶杆上下运动，使高压油泵喷射燃油；2、采用高压共轨喷射系统，即将燃油通过高压油泵产生高压，进入高压燃油总管，高压燃油通过高速电磁阀控制进行喷射。3.电喷系统，即采用电磁铁产生的磁力，推动高压油泵的柱塞喷射燃油；4.采用反向高压共轨燃油喷射系统，即采用高压油推动液压缸活塞，推动高压油泵柱塞达到高压定压喷油的目的。

就目前所使用的状况，采用凸轮顶杆机构的结构主要存在以下几个缺点：1、凸轮顶杆的滚轮属于线接触，由于受到金属表面承压能力的限制，滚轮的升速不能太大，从而使高压油泵的喷射速度和燃油喷射速率难以提高。特别在柴油机低速运行时，高压油泵的喷射速度和燃油喷射速率进一步降低，燃油雾化效果恶化，在活塞和燃烧室产生大量的积炭，导致缸套急剧磨损。同时由于雾化不良，燃油消耗率急剧增加，NOx和颗粒排放大量增加，对环境造成污染。2、凸轮顶杆式喷射系统属机械结构，在各种工况下时，难以改变喷油角度，只能采用统一的喷油定时，不能使柴油机在各种工况和转速下最佳运行；

采用高压共轨喷射系统的结构，就目前使用情况还没有成熟，由于受到电磁换向阀所承受压力和密封性的限制，还不能将燃油压力提高到180MPa以上，也就是说，喷油器的启喷压力还难以达到60MPa，燃油的雾化没有得到进一步改善；高压共轨喷射系统难以在中高速柴油机上燃用重油。重油的循环系统为：高压泵-燃油进油总管-燃油喷射泵-加热单元-高压泵，这种循环系统就是为了保证重油的温度恒定，以确保重油粘度不超过要求，对于7000秒重油，加热温度要求达到140℃以上。由于重油需要循环加压，要消耗过多的能量，目前高压共轨系统还不能用在中高速柴油机上。

电喷系统是车用柴油机采用较多的一种喷射系统，在中速柴油机上也有使用。但电喷系统是采用电磁铁的磁力推动柱塞，在提高喷射压力时，电磁铁必须做的体积很大，并且受到功率的限制，较难进一步提高喷射压力。

反向共轨燃油喷射系统，采用液压油推动液压缸活塞，由于液压油的流动性，适用于中速柴油机。但对于高速机，液压油进油速度达不到喷射速率的要求，会使燃油喷射时雾化不良。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供具有油耗更低、操作更加安全简便且压力稳定、性能可靠以及启喷油压高的一种柴油机燃油高压定压喷射系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：柴油机燃油高压定压喷射系统，该系统包括高速运转产生高压油的液压泵以及能控制柴油机燃油喷油器工作的油缸组件，液压泵输出端配接有高压油总管，其中：高压油总管与每缸的油缸组件之间均经进油支管、高速电磁换向阀和进回油支管相连通，高速电磁换向阀的回油口经回油支管连接有回油总管，并且高速电磁换向阀电路连接有能控制其换向工作的ECU控制器；油缸组件包括分别固定安装在液压缸体上下两端的缸底板、缸盖体、液压活塞和压力弹簧；液压活塞安装在液压缸体内腔，并且液压活塞的顶杆伸出于缸盖体外，压力弹簧配装在液压缸体的无杆腔中并与液压活塞顶压相配合，进回油支管与液压缸体的有杆腔相连通；高压油通过液压活塞压缩压力弹簧蓄能，ECU控制器信号控制高速电磁换向阀改变进回油位置，使压力弹簧弹起推动液压活塞上行，通过活塞顶杆进而推动高压油泵的柱塞喷射燃油。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的液压泵为由曲轴自由端齿轮驱动的高压柱塞液压泵或电动柱塞液压泵。

上述的缸底板经螺钉与液压缸体紧密相连接，并且缸底板制有连通无杆腔的中心通孔。

上述的压力弹簧为碟形组合簧或圆柱压缩弹簧，且压力弹簧的压力与所设定的高压油泵柱塞的喷射压力相适配。

上述的液压活塞包括活塞盘和顶杆，活塞盘的周面上制有环形凹槽，环形凹槽内嵌装有活塞密封圈。

上述的缸盖体制有连通有杆腔的内部连接通道，进回油支管经内部连接通道与液压缸体的有杆腔相连通，缸盖体配装有与液压活塞顶杆液密封配合的顶杆密封圈。

上述的活塞盘上表面制有向上凸起的环形凸肩，相应地缸盖体的下表面制有与环形凸肩相匹配的环形槽。

上述的高压油总管的未端配设有能平衡高压油总管内高压油压力的蓄能器。