本發(fā)明涉及柴油機的噴油器領域，特別涉及一種可控燃油混合比例的雙油道噴油器及控制方法。

背景技術：

目前，隨著排放法規(guī)越來越嚴，對于柴油機的排放要求越來越高，為了滿足國家排放法規(guī)的要求，各個柴油制造和設計的柴油機一般應用高壓共軌系統(tǒng)，且有排放要求越高，共軌內的壓力越高的趨勢，目的是使噴油的霧化粒度越細，從而在不降低發(fā)動機動力性的條件下，減少有害排放物。不過，柴油機高壓共軌系統(tǒng)的軌壓已經超過了160mpa，甚至達到了200mpa，越來越接近材料的應用強度極限，并且要求零件的加工精度也非常嚴格，以滿足密封要求。因此，隨著環(huán)境的惡化，排放法規(guī)將越來越嚴格，對于開發(fā)更高的噴油壓力的共軌系統(tǒng)將面臨巨大的挑戰(zhàn)、風險和高昂的成本。

在2008年，為了滿足歐盟的歐-v排放標準，bosch公司的第三代的高壓共軌電控噴油器以將噴油壓力提高到了180mpa，而德爾福公司的共軌系統(tǒng)噴油器的噴油壓力也可以達到最高160mpa。近些年來，一些共軌系統(tǒng)提供商也正在逐步提高噴油的壓力，最高的已經接近200mpa，但是這些產品基本沒有批量進入市場，說明隨著噴油壓力的提高，在滿足低廉的生產成本條件下，很難滿足產品的高可靠性要求。提高噴油壓力只是提高噴霧質量的一個途徑，另外利用高的噴油溫度形成閃急沸騰燃油霧化也是一個具有優(yōu)勢的發(fā)展方向。此技術應用到高壓共軌上也十分有前途，它充分利用閃急沸騰促進霧化的能力，使在同等噴油壓力下或更小的情況下，能夠減小燃油霧化粒度(smd)，同時不降低發(fā)動機的動力性。但是這種利用柴油加熱強化后，噴入燃燒室形成閃急沸騰的現象，減小霧化顆粒(smd)也有一定的缺陷，即經過加熱強化的恒高溫柴油噴入燃燒室，能夠導致發(fā)動機動力性和排放性一定缺失，為了應對這個缺點，本發(fā)明提出了帶有柴油溫度梯度噴射進入燃燒室，即解決發(fā)動機動力性的下降，也減少了發(fā)動機的排放問題。本發(fā)明提出一些特殊結構和控制策略充分發(fā)揮了燃油閃急沸騰效應加速油氣混合速度、燃燒進程，提高動力性和燃油經濟性，減少排放。

技術實現要素：

針對現有技術中存在不足，本發(fā)明提供了一種可控燃油混合比例的雙油道噴油器及控制方法，可以通過控制兩個進油道的流通面積和兩油道流動阻力，從而達到控制兩個油道開關切換和動態(tài)控制兩油道噴入燃燒室內的燃油比例。

本發(fā)明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種可控燃油混合比例的雙油道噴油器，包括連接體部件、外部油管連接體和閥體組件；所述連接體部件包括上連接體、下連接體和中間連接體；所述中間連接體的兩端分別與上連接體和下連接體連接；所述中間連接體上設有插線座，用于外接電源給所述閥體組件供電；所述連接體部件頂部安裝外部油管連接體；所述下連接體上設有噴嘴；所述外部油管連接體內包括第一油道接口和第二油道接口；所述連接體部件設有第二進油道、第一進油道和混合腔，所述第二進油道和第一進油道分別為混合腔連通；所述閥體組件安裝在連接體部件內部，通過控制所述閥體組件使第二油道接口與第二進油道、第一油道接口與第一進油道導通或者關閉，通過控制所述閥體組件使混合腔與所述噴嘴導通或者關閉。

進一步，所述閥體組件包括電磁線圈組、第一閥體和第二閥體；所述電磁線圈組與所述插線座連接；所述下連接體內設有第一閥體，通過電磁線圈組控制第一閥體運動，使混合腔與所述噴嘴導通或者關閉；所述上連接體內設有第二閥體，通過電磁線圈組控制第二閥體運動，使第二油道接口與第二進油道、第一油道接口與第一進油道導通或者關閉。

進一步，所述電磁線圈組包括串聯的第一電磁線圈和第二電磁線圈；所述第二電磁線圈安裝在下連接體內，用于控制所述第一閥體動；所述第一電磁線圈安裝在上連接體內，用于控制所述第二閥體運動。

進一步，所述第二閥體包括上閥體、下閥體、閥體座和閥體彈簧；所述電磁線圈組的鐵芯中穿入閥體座；所述閥體座內放置上閥體和下閥體，所述的上閥體設有第一流通孔和第三流通孔，所述下閥體設有第二流通孔和第四流通孔，通過所述第一流通孔與第二流通孔導通，使第一油道接口與第一進油道，通過所述第三流通孔與第四流通孔導通，使第二油道接口與第二進油道導通；所述電磁線圈組控制所述上閥體和下閥體相互運動；所述閥體彈簧安裝在所述上閥體和所述下閥體內部，用于復位上閥體和下閥體。

進一步，所述第一流通孔與第二流通孔交錯導通，通過所述上閥體和下閥體相互運動，使得第二油道接口與第二進油道逐漸導通，且第一油道接口與第一進油道逐漸關閉，或者使得第二油道接口與第二進油道逐漸關閉，且第一油道接口與第一進油道逐漸導通。

進一步，所述第一流通孔與第二流通孔交錯導通的最大距離0.4-0.8mm。

進一步，所述外部油管連接體上設有回流接口，所述回流接口與回流通道連接。

一種可控燃油混合比例的雙油道噴油器的控制方法，如下步驟：

s1：設第一閥體開啟最小電流為i0，設第二閥體開啟最小電流為i1，設第一閥體和第二閥體同時開啟，且具有相同加速度時的最小電流為i2；電流的大小關系為i0<i1<i2；i為電磁線圈組的電流；

s2：設第一閥體開啟所需要的最小電磁力為f0，設第二閥體開啟最小電磁力為f1，電磁力的大小關系為f0<f1；

s3：當i0<i<i1時，第一閥體緩慢開啟，第二閥體不運動，第一油道接口與第一進油道導通，混合腔與所述噴嘴導通，即第一油道燃油從噴嘴噴出；

s4：當i1<i<i2時，第一閥體(1)加速開啟，且第二閥體開始運動，第二閥體開啟的加速度小于第一閥體的，在噴油過程中，第一油道接口與第一進油道逐漸關閉而第二油道接口與第二進油道逐漸開啟，第一進油道和第二進油道的燃油流量發(fā)生動態(tài)變化，從而實現第一油道燃油和第二油道燃油混合從噴嘴噴出；

s5：當i>i2時，第二閥體加速度比第一閥體快，即第一油道接口與第一進油道急速關閉而第二油道接口與第二進油道快速開啟，噴油器第一閥體在完全打開前，混合腔內由第一油道燃油全部轉換成第二油道燃油，即第二油道燃油從噴嘴噴出。

本發(fā)明有益效果：

1.本發(fā)明所述的可控燃油混合比例的雙油道噴油器及控制方法，可以采用雙進油道，一個是常規(guī)常溫燃油，另一個是特種燃油(可以是高溫燃油，也可是其他種類可燃液體燃料)。

2.本發(fā)明所述的可控燃油混合比例的雙油道噴油器及控制方法，可以通過控制兩個進油道的流通面積和兩油道流動阻力，從而達到控制兩個油道開關切換和動態(tài)控制兩油道噴入燃燒室內的燃油比例。

3.本發(fā)明所述的可控燃油混合比例的雙油道噴油器及控制方法，可以直接通過電流大小控制電磁力來控制第一閥體和第二閥體的開關和運動速度不同，簡化噴油器電控標定和電控單元程序。

4.本發(fā)明所述的可控燃油混合比例的雙油道噴油器及控制方法，能夠實現兩個油道混合比例0％～100％在毫秒級控制，同時利用特殊設計放大了流通截面面積，為提高噴油速率和減少噴油持續(xù)期奠定了有利的條件。

5.本發(fā)明所述的可控燃油混合比例的雙油道噴油器及控制方法，可以用在雙燃料發(fā)動機上，減少發(fā)動機供油系統(tǒng)的復雜性。

6.本發(fā)明所述的可控燃油混合比例的雙油道噴油器及控制方法，用在高溫燃油梯度噴射器上，可充分發(fā)揮燃油閃急沸騰作用，加速油氣混合的速度，同時，避免柴油加熱強化后燃油恒高溫噴射帶來柴油機動力性下降的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的可控燃油混合比例的雙油道噴油器的外形圖。

圖2為本發(fā)明所述的可控燃油混合比例的雙油道噴油器的俯視圖。

圖3為圖2的a-a剖視圖。

圖4為圖2的b-b剖視圖。

圖5為圖4的進油管路示意圖。

圖6為本發(fā)明所述的第二閥體的非工作狀態(tài)示意圖。

圖7為本發(fā)明所述的第二閥體的工作狀態(tài)示意圖。

圖8為本發(fā)明所述的電流和預緊力控制關系線形圖。

圖中：

1-第一閥體；2-噴嘴；3-下連接體；4-外部油管連接體；5-插線座；6-第一進油道；7-第一油道接口；8-第二電磁線圈；9-混合腔；10-中間連接體；11-第一電磁線圈；12-第二進油道；13-第二油道接口；14-上連接體；15-下閥體；16-閥體座；17-閥體彈簧；18-上閥體；19-第一流通孔；20-第二流通孔；21-回流接口；22-第三流通孔；23-第四流通孔。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，一種可控燃油混合比例的雙油道噴油器，包括連接體部件、外部油管連接體4和閥體組件；所述連接體部件包括上連接體14、下連接體3和中間連接體10；所述中間連接體10的兩端分別與上連接體14和下連接體3連接；所述中間連接體10上設有插線座5，用于外接電源給所述閥體組件供電；所述連接體部件頂部安裝外部油管連接體4；所述下連接體3上設有噴嘴2；所述外部油管連接體4內包括第一油道接口7和第二油道接口13；所述連接體部件設有第二進油道12、第一進油道6和混合腔9，所述第二進油道12和第一進油道6分別為混合腔9連通；所述閥體組件安裝在連接體部件內部，通過控制所述閥體組件使第二油道接口13與第二進油道12、第一油道接口7與第一進油道6導通或者關閉，通過控制所述閥體組件使混合腔9與所述噴嘴2導通或者關閉。

所述閥體組件包括電磁線圈組、第一閥體1和第二閥體；所述電磁線圈組與所述插線座5連接；所述下連接體3內設有第一閥體1，通過電磁線圈組控制第一閥體運動，使混合腔9與所述噴嘴2導通或者關閉；所述上連接體14內設有第二閥體，通過電磁線圈組控制第二閥體運動，使第二油道接口13與第二進油道12、第一油道接口7與第一進油道6導通或者關閉。

為了匹配油溫動態(tài)變化控制，所述電磁線圈組特殊設計布置，即所述電磁線圈組包括串聯的第一電磁線圈11和第二電磁線圈8；所述第二電磁線圈8安裝在下連接體3內，用于控制所述第一閥體1運動；所述第一電磁線圈11安裝在上連接體14內，用于控制所述第二閥體運動。所以第二電磁線圈8和第一電磁線圈11同時產生磁場并對第一閥體1和第二閥體產生電磁力。另外第二閥體對應第一電磁線圈11的匝數和閥體彈簧17的預緊力與第一閥體1不同，這導致了第二閥體運動和第一閥體1的開啟時刻、速度、加速度等狀態(tài)均不同，實現了第二閥體和第一閥體差異化運動。只需要通過第一電磁線圈11和第二電磁線圈8內的導線串聯在一起，然后控制從噴油器內引出的導線內的電流大小和持續(xù)期，即可實現噴油器第一閥體的開啟和第二閥體的運動不同情況組合，實現不同的燃油噴射模式。

圖4和圖5所示，所述第二閥體包括上閥體18、下閥體15、閥體座16和閥體彈簧17；所述電磁線圈組的鐵芯中穿入閥體座16；所述閥體座16內放置上閥體18和下閥體15，所述的上閥體18設有第一流通孔19和第三流通孔22，所述下閥體15設有第二流通孔20和第四流通孔23，通過所述第一流通孔19與第二流通孔20導通，使第一油道接口7與第一進油道6；通過所述第三流通孔22與第四流通孔23導通，使第二油道接口13與第二進油道12導通；所述電磁線圈組控制所述上閥體18和下閥體15相互運動；所述閥體彈簧17安裝在所述上閥體18和所述下閥體15內部，用于復位上閥體18和下閥體15。

如圖6和圖7為上閥體18和下閥體15在非工作狀態(tài)和工作狀態(tài)的位置，當所述第一流通孔19與第二流通孔20交錯導通時，所述第三流通孔22與第四流通孔23不導通，使第二油道接口13與第二進油道12關閉，第一油道接口7與第一進油道6導通；通過所述上閥體18和下閥體15相互運動，使得所述第一流通孔19與第二流通孔20逐漸不導通，且第三流通孔22與第四流通孔23逐漸導通，即使得第二油道接口13與第二進油道12逐漸導通，且第一油道接口7與第一進油道6逐漸關閉。

本發(fā)明的上閥體18和下閥體15分別只有0.2-0.4mm的運動行程，通過它們彼此之間的配合，能夠使最終的開啟距離達到0.4-0.8mm，即所述第一流通孔19與第二流通孔20交錯導通的最大距離0.4-0.8mm。利用如此的原理進行累加實現第二閥體的開啟截面最大寬度為0.8-1.6mm，它不僅能夠增加進油道流通面，減小在第二閥體處的流通阻力，同時能夠保證第二閥體開啟的實時性。這一設計有利于噴油器增大噴油速率，減小發(fā)動機燃燒過程時間，有利于提高發(fā)機功率。另一方面，第二閥體運動行程與第一閥體1行程相同，保證了第二閥體開啟的及時性和第一閥體1一樣。

所述連接體部件內設有回流通道，所述外部油管連接體4上設有回流接口21，所述回流接口21與回流通道連接，回油通道的作用是就是為了在第一閥體1上下兩個表面形成壓力差，在第一閥體開啟時，燃油經過回油道將第一閥體1表面的高壓力燃油排走，從而更快產生第一閥體1的開啟的壓力。

一種可控燃油混合比例的雙油道噴油器的控制方法，其特征在于，如下步驟：

s1：設第一閥體1開啟最小電流為i0，設第二閥體開啟最小電流為i1，設第一閥體1和第二閥體同時開啟，且具有相同加速度時的最小電流為i2；電流的大小關系為i0<i1<i2；i為電磁線圈組的電流；

s2：設第一閥體1開啟所需要的最小電磁力為f0，設第二閥體開啟最小電磁力為f1，電磁力的大小關系為f0<f1；

s3：當i0<i<i1時，第一閥體1緩慢開啟，第二閥體不運動，第一油道接口7與第一進油道6導通，混合腔9與所述噴嘴2導通，即第一油道燃油從噴嘴2噴出；

s4：當i1<i<i2時，第一閥體1加速開啟，且第二閥體開始運動，第二閥體開啟的加速度小于第一閥體1的，在噴油過程中，第一油道接口7與第一進油道6逐漸關閉而第二油道接口13與第二進油道12逐漸開啟，第一進油道6和第二進油道12的燃油流量發(fā)生動態(tài)變化，從而實現第一油道燃油和第二油道燃油混合從噴嘴2噴出；

s5：當i>i2時，第二閥體加速度比第一閥體1快，即第一油道接口7與第一進油道6急速關閉而第二油道接口13與第二進油道12快速開啟，噴油器第一閥體1在完全打開前，混合腔9內由第一油道燃油全部轉換成第二油道燃油，即第二油道燃油從噴嘴2噴出。

如圖8所示，左邊縱坐標軸代表加速度、右邊縱坐標軸代表開啟電磁力、橫坐標軸代表電磁線圈組內的電流大小。i0為第一閥體1開啟最小電流，i1為第二閥體開啟最小電流，i2為第一閥體1和第二閥體同時開啟，且具有相同加速度時的最小電流。電流的大小關系可以從圖中看出i0<i1<i2；f0為第一閥體1開啟所需要的最小電磁力，f1為第二閥體開啟最小電磁力，圖中可以看出f0<f1。

所述實施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明的實質內容的情況下，本領域技術人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。