[发明专利]可优化喷油速率且可增压式共轨喷油器

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷油器，具体地说是一种可优化喷油速率且可增压式共轨喷油器，属于内燃机特别是高压共轨燃油系统技术领域。

背景技术

喷油器是一种加工精度非常高的精密器件，其用于内燃机的高压共轨燃油系统中，喷油器接受ECU送来的喷油脉冲信号，精确的控制燃油喷射量。对于用在高压共轨燃油系统中的喷油器来说，其喷油速率的优化及喷射压力的增大对喷油器的性能影响至关重要。

在CN1158460C（申请号CN1158460C）公开了一种将压力放大器与喷油器集成在一起的技术方案，该压力放大器由执行元件通过控制阀操纵，可以将初级压力放大。所用的控制阀是一个二位二通阀和一个第二阀。上述专利的缺点是，由于压力放大器设置在喷油器内，放大器中的增压柱塞的外径和截面积之比都受到喷油器直径的限制，难于满足将最大压力提高到2000bar的要求。

在德国专利DE10059124（US2002/0092502A1）中，公开了一种增压阀经一个二位二通阀连接蓄压器的技术方案，其中增压阀与喷油器不在一起，因此增压活塞的外径和增压活塞与增压柱塞的面积比都不受喷油器直径的限制。

在德国专利DE10335340A1（同族CN1833102A）的专利文献中，公开了具有一个组合的增压器的燃料喷射器。该增压器包括一个在燃料喷射器壳体中导行的压力变换活塞，该压力变换活塞作用在一个压缩室、一个差压室以及一个高压室上。借助第一控制阀控制喷嘴针后部的控制室及控制容积被导出到一个低压回流系统中。第二控制阀使增压器的差压室也与该低压回流系统连接。通过差压室中的压力变化，压力变换活塞压入压缩室及在那里使燃料压缩，由此使燃料经受压力的升高，升高的压力作用传递到喷嘴针的一个压力肩上，以致作用在压力肩上的被变换的高压将喷嘴针从喷嘴针座上抬起及使具有高于系统压力的燃料压力的燃料喷射到内燃机的燃烧室中。但该专利技术存在的问题是，阀活塞由于结构所限（需要大的结构空间来保证阀精准运动所需的大弹簧力），很难实现既精准又快速的闭合运动。

在中国专利CN101583791中，提出一种用于将燃料喷射到内燃机燃烧室中的燃料喷射器，其具有一壳体，在该壳体中设有：喷射阀元件、增压装置、第一控制阀及第二控制阀，其中，该第一控制阀控制喷嘴针的一控制室，该第二控制阀控制增压装置的一差压室。与前述专利相同之处，它也是使用双控制阀实现喷射器的增压工作，同样存在上述缺点。

总的来说，现有的优化喷油速率和增大喷射压力的技术方案均需要配置两个各具有可相互无关启动的致动器的阀，以保证灵活的喷射曲线造型。在共轨系统工作中需要实现喷油速率的优化，目前主要通过在喷油器油嘴端设置增压装置及电磁阀来实现。通过在喷油器的喷射端（油嘴）增加一个电磁阀，通过对电磁阀的开关控制实现对喷油增压功能的控制。当增压时，喷油速率可在原先基础上达到更高的喷油速率。这当中，最为成熟的当属BOSCH增压式共轨喷油器，它通过增压活塞实现工作压力的放大，这种由几何尺寸所决定的固定不变的压力放大器放大倍数与共轨系统原理所形成的可自由选择的系统压力相结合，使得增压后的压力能够覆盖发动机特性曲线中从最低压力到最高压力的整个压力范围。因此，根据所设定的目标，能够通过选择恰当的放大倍数在喷油压力和液力效率之间达到尽可能最好的折中。该喷油器中，喷油控制与压力放大控制功能块分开，使得有可能实现喷油特性曲线的柔性设计，不仅能在无增压喷射和增压喷射之间进行选择，而且能够与喷射始点无关地控制压力放大的开始时刻，从而能够获得“靴形”、“斜坡形”和“矩形”喷油特性曲线，并与多次喷射能力相结合，为发动机开发者提供了燃烧技术向更低的燃油消耗、更少的排放和更高的升功率进一步优化的可能性。

但是，上述的技术方案存在的问题在于：除了需要增加压力放大模块外，还需要在喷油嘴单独开发和集成一个控制模块，通过对电磁阀的控制来实现喷油器增压状态的切换，这就对控制系统提出较高的要求，同时新增的电磁阀部件也增加了喷油器的生产制造成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种可优化喷油速率且可增压式共轨喷油器，其结构设计巧妙合理，基本不增加共轨喷油器的结构复杂度，完全可以与常规喷油器一样，应用于现代内燃机较小的目标安装空间中，实现喷油器内部增压、喷油速率优化可调。