增壓活塞外置式船用低速柴油機(jī)共軌燃油噴射系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)噴油器，具體涉及一種用于大功率船用低速柴油機(jī)的增壓活塞外置式共軌燃油噴射系統(tǒng)，屬于柴油機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械式噴油器無法實(shí)現(xiàn)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(fù)荷工況下燃油噴射壓力較低，燃油霧化質(zhì)量較差，這降低了柴油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性，惡化了柴油機(jī)的排放性，因此機(jī)械式噴油器已無法滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)的要求。
[0003]柴油機(jī)共軌燃油噴射系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)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(jī)實(shí)現(xiàn)高燃油經(jīng)濟(jì)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(yùn)動進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了燃油噴射壓力和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的相互獨(dú)立，但是燃油增壓過程和燃油噴射過程仍然相互關(guān)聯(lián)，無法相互獨(dú)立，因此在一次燃油增壓過程中無法實(shí)現(xiàn)多次噴射。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)燃油噴射過程的完全獨(dú)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(dú)立的雙電磁閥相對開啟時間的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了燃油加壓和燃油噴射的相互獨(dú)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(jìn)行密封，特別是，當(dāng)控制腔內(nèi)的燃油壓力較高或?yàn)槌邏簳r，平板閥的密封性能急劇惡化，燃油泄漏量迅速增加，從而嚴(yán)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(yùn)動進(jìn)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(nèi)燃油泄油、充油的控制，實(shí)現(xiàn)對增壓活塞運(yùn)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(yùn)動的控制方式需要對控制腔上的進(jìn)油節(jié)流孔和泄油節(jié)流孔進(jìn)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(dāng)增壓活塞向上復(fù)位時，由于高壓燃油產(chǎn)生向下的作用力，增壓活塞很難快速復(fù)位，這將明顯減少有效充油時間，限制了柴油機(jī)功率的覆蓋范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種增壓活塞外置式船用低速柴油機(jī)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(shí)現(xiàn)燃油增壓過程和燃油噴射過程的完全獨(dú)立，同時允許在一次循環(huán)中實(shí)現(xiàn)多次噴射，滿足柴油機(jī)全工況下理想噴油規(guī)律的要求，以提高柴油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)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(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0009]一種增壓活塞外置式船用低速柴油機(jī)共軌燃油噴射系統(tǒng)，其包括伺服油供給部分、液力增壓部分、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液力增壓部分且向該液力增壓部分供給伺服油；
[0011]所述燃油供給部分連接所述液力增壓部分且向該液力增壓部分供給燃油；
[0012]所述液力增壓部分包括增壓活塞控制閥、增壓活塞、增壓活塞體、增壓活塞大頭復(fù)位彈簧、燃油進(jìn)油油路和豎直油腔；其中，
[0013]增壓活塞設(shè)置于增壓活塞體的內(nèi)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(fù)位彈簧設(shè)于增壓活塞體的內(nèi)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連通或是切斷，以實(shí)現(xiàn)燃油的增壓或是燃油的吸油；
[0015]設(shè)置于增壓活塞體內(nèi)的燃油進(jìn)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燃油進(jìn)油油路向該增壓活塞下腔內(nèi)充油以完成燃油的吸油；
[0016]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，該豎直油腔與所述共軌噴油器相連；
[0017]所述共軌噴油器與所述液力增壓部分連接，包括噴油器體、燃油噴射控制電磁閥、泄油油路、控制腔體、控制腔、進(jìn)油節(jié)流孔、泄油節(jié)流孔、噴油嘴、針閥、針閥座、針閥復(fù)位彈簧和高壓燃油油路；其中，
[0018]燃油噴射控制電磁閥設(shè)置于噴油器體內(nèi)，對噴油定時和循環(huán)噴油量進(jìn)行全工況的精確柔性控制；
[0019]控制腔體位于燃油噴射控制電磁閥的下側(cè)，控制腔、進(jìn)油節(jié)流孔和泄油節(jié)流孔設(shè)置于該控制腔體內(nèi)，控制腔分別與進(jìn)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；
[0020]噴油嘴位于控制腔體的下側(cè)，所述針閥安裝于該噴嘴的內(nèi)腔中，在針閥復(fù)位彈簧的作用下，該針閥與噴油嘴上的針閥座緊密貼合，針閥與噴油嘴之間形成有盛油槽，高壓燃油油路設(shè)于噴油嘴內(nèi)部且與該盛油槽相連通；
[0021]所述豎直油腔穿過噴油器體之后同時與高壓燃油油路和進(jìn)油節(jié)流孔連通，所述增壓活塞下腔內(nèi)的經(jīng)增壓的高壓燃油通過豎直油腔后分為兩路，一路通過進(jìn)油節(jié)流孔進(jìn)入到控制腔內(nèi)，另一路通過高壓燃油油路進(jìn)入到所述盛油槽內(nèi)。
[0022]作為進(jìn)一步改進(jìn)，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。
[0023]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的增壓活塞控制閥為二位三通電磁閥；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(nèi)部設(shè)有電磁閥線圈、帶有銜鐵的閥桿、閥桿座和銜鐵復(fù)位彈簧，其中，帶有銜鐵的閥桿設(shè)于電磁閥線圈的下面，在不通電時，在銜鐵復(fù)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，電磁閥線圈產(chǎn)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(yùn)動，打開所述泄油節(jié)流孔與該泄油油路的通路。
[0024]作為進(jìn)一步改進(jìn)，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(jìn)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(nèi)，并且依次通過所述伺服油輸油泵和所述伺服油進(jìn)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(nèi)；所述增壓活塞控制閥控制所述伺服油進(jìn)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。
[0025]作為進(jìn)一步改進(jìn)，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(jìn)油管，該燃油進(jìn)油管連接所述共軌噴油器的燃油進(jìn)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(jìn)油管和燃油進(jìn)油油路進(jìn)入到所述增壓活塞下腔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)燃油的供給。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0027]1、本發(fā)明的燃油增壓過程是通過外置的增壓活塞實(shí)現(xiàn)對低壓燃油的增壓，通過改變進(jìn)入增壓活塞上腔內(nèi)的伺服油油壓，能夠靈活地調(diào)節(jié)所需要的燃油噴射壓力；
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