技术领域
[0001] 本
发明涉及的是一种柴油机，具体地说是船用柴油机燃油系统。
背景技术
[0002] 柴油机作为目前已知热效率最高、
能量利用率最好的动力机械，在采用
电子控制后变得更加清洁与智能。目前，柴油机在船用动力方面仍保持领先地位。燃油喷射系统是
发动机的心脏，随着民众对油耗标准的日渐提高以及排放法规的日趋严格，柴油机燃油系统发展与改进的必要性不言而喻。传统的机械式燃油喷射系统一般包含喷油
泵、高压油管与
喷油器，近些年发展起来的电控燃油喷射系统则一般包含
增压泵、共轨管、喷油器、ECU等，但主要是以车用电控燃油喷射系统为主，目前船用电控燃油喷射系统应用相对有限。
[0003] 出于经济性的考虑，船用柴油机有相当占比燃用重油。对于燃油系统来说，要想使用重油必须设计专用重油输送油路。而为了实现超高压喷射，以便于燃油更好地雾化与燃烧，在喷油器内增设增压装置成为解决方法之一；于是，在喷油器中重油必须与伺服油路做出隔离以避免伺服油遭受污染。对于电控喷油器来说，执行器也需要与重油做出有效隔离。而若是仅仅在原有燃油系统上做出改进，将造成燃油系统特别是喷油器油路复杂而冗余，重量与尺寸均将大幅增加，而且会给安装与燃油系统的布置带来困难。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供可以实现超高压喷油，适合于船用柴油机使用的船用液力增压式电控燃油喷射系统。
[0005] 本发明的目的是这样实现的：
[0006] 本发明船用液力增压式电控燃油喷射系统，其特征是：包括喷油器、伺服油箱、伺服油共轨管、重油油箱，
[0007] 所述喷油器包括喷油器上体、喷油器中间体、喷油器下体、电磁
阀组件、
增压器组件、针阀偶件，油器上体、喷油器中间体和喷油器下体
自上而下设置，喷油器上体上开设伺服油进油口、伺服油回油口、伺服油主回油路、伺服油回油支路、重油进油口、高压进油道，伺服油主回油路连通伺服油回油口和伺服油回油支路，高压进油道连通伺服油进油口；
[0008] 所述
电磁阀组件包括端盖、
铁芯、
衔铁、阀杆，阀杆的上部设置在喷油器上体里，阀杆的下部伸入至喷油器中间体里，衔铁固定在阀杆的顶端，衔铁所在的腔连通回油节流孔，回油节流孔连通伺服油主回油路，衔铁的上方设置铁芯，铁芯的上方设置端盖，铁芯的中部设置电磁阀
弹簧，电磁阀弹簧的两端分别顶在端盖和阀杆上，铁芯里缠绕线圈，阀杆与喷油器上体形成上部环腔，阀杆与喷油器中间体形成下部环腔和泄压腔，阀杆、喷油器上体、喷油器中间体三者之间形成中间环腔，阀杆内部设置相通的横向孔和纵向孔，横向孔和纵向孔构成泄压通道，喷油器中间体里设置增压进油道、连通通道、伺服油连通通道，增压进油道连通下部环腔和高压进油道，连通通道连通中部环腔，伺服油连通通道连通伺服油主回油路，伺服油回油支路连通上部环腔；
[0009] 所述增压器组件包括增压
活塞，
增压活塞设置在喷油器下体里，喷油器下体里开有进油窗口、增压窗口、伺服油回油窗口、增压油道、压力连通通道、喷油窗口，增压活塞包括大头端和小头端，小头端套有增压活塞弹簧，增压活塞弹簧的上下两端分别顶在大头端和增压器下体上，小头端与其下方的增压器下体之间形成增压腔，增压活塞弹簧所在
位置为低压腔，大头端中部设置增压
活塞环腔，伺服油回油窗口连通伺服油连通通道，增压油道分别连通增压腔和增压窗口，进油窗口连通重油进油道和低压腔，增压活塞上表面与连通通道相通，压力连通通道通过进油节流孔连通伺服油主进油路，喷油窗口连通压力连通通道；
[0010] 所述针阀偶件包括针
阀体、针阀、
喷嘴，喷嘴位于针阀体下方，针阀位于针阀体里并与针阀体之间形成盛
油槽，针阀顶端伸入喷油器下体里并套有针阀弹簧，针阀弹簧所在位置为针阀控制腔，针阀控制腔连通压力连通通道，针阀体下端部为球状且开有通孔，针阀下端部为与针阀体球状下端部配合的针阀锥面，喷嘴里开设喷射通道，喷嘴端部开设喷孔；
[0011] 重油油箱通过滤清器、重油输油泵连通喷油器的重油进油口，伺服油箱通过低压泵、高压泵、高压油管连通伺服油共轨管的进油口，伺服油共轨管的出油口连通喷油器的伺服油进油口，伺服油共轨管的回油口通过限压阀连通伺服油箱，喷油器的伺服油回油口连通伺服油箱。
[0012] 本发明还可以包括：
[0013] 1、还包括混合油集油箱；喷油器上体里设置混合油回油口，喷油器下体里设置混合油回油道，混合油回油道连通混合油回油口，增压活塞的大头端加工有混合油
集油槽，混合油集油槽通过混合油出油孔连通混合油回油道；针阀体里设置混合油出油道和针阀混合油集油槽，混合油出油道分别连通混合油回油道和针阀混合油集油槽；
[0014] 喷油器的混合油回油口连通混合油集油箱。
[0015] 2、喷油窗口的孔的直径大于进油节流孔的直径。
[0016] 3、初始状态时，电磁阀线圈不通电，阀杆在电磁阀弹簧的力的作用下压在喷油器中间体的上端面上，与喷油器中间体实现平面密封，此时中间环腔与下部环腔隔断而与上部环腔连通，低压伺服油经连通通道作用在增压活塞上表面上；增压活塞位于最上方位置，其顶部与喷油器中间体
接触，此时为增压活塞位于初始位置，在初始位置时增压活塞环腔下表面在轴向位置上高于喷油窗口上沿面，即增压活塞环腔与压力连通通道不连通，且增压活塞肩面轴向位置上高于增压窗口的槽的下沿面，即低压腔与增压油道连通；当增压活塞位于初始位置时，针阀控制腔内为高压伺服油，在伺服油压力与针阀弹簧的弹簧力的作用下，针阀的针阀锥面与针阀体的针阀体座面接触实现线密封，阻止盛油槽与喷射通道连通；
[0017] 电磁阀线圈通电时，衔铁受电磁力上移，并带动阀杆上移使得阀杆与喷油器上体接触实现线密封从而切断中间环腔与上部环腔的连通；与此同时，阀杆的上移使得下部环腔与中间环腔连通，高压伺服油经过连通通道作用在增压活塞上表面上，增压活塞在高压伺服油的作用下克服增压活塞弹簧的弹簧力下移，下移过程中首先增压活塞肩面遮盖住增压窗口，即切断了低压腔与增压油道的连通，增压油道、增压腔、盛油槽构成了封闭空间，增压活塞继续下移压缩该封闭空间内的重油，即对该空间内重油进行增压；增压活塞继续下移，当增压活塞环腔下表面打开喷油窗口时，压力连通通道内的高压伺服油开始依次通
过喷油窗口、增压活塞环腔、伺服油回油窗口流入伺服油主回油路并最终流回伺服油箱；当盛油槽内的重油压力大于针阀弹簧与针阀控制腔内的伺服油压力的合力时，针阀抬起，盛油槽内的增压后的重油进入喷射通道并从喷孔喷出，此时增压活塞位于第二位置；
[0018] 当期望的量的燃油被喷入发动机
气缸后，电磁阀线圈断电，阀杆在电磁阀弹簧的作用下下移重新与喷油器中间体的上端面接触从而切断下部环腔与中间环腔的连通，并同时使上部环腔与中间环腔连通，作用在增压活塞上表面上的高压伺服油依次通过连通通道、中间环腔、上部环腔、伺服油回油支路、伺服油主回油路、伺服油回油管线流回伺服油箱，增压活塞在增压活塞弹簧、增压腔内油压的作用下上移，此时增压活塞首先关闭喷油窗口，然后打开增压窗口，此时重油沿着低压腔、增压窗口流入增压油道，即向增压油道、增压腔、盛油槽里补充重油。
[0019] 本发明的优势在于：本发明利用增压活塞57的上下移动同时实现了重油增压与燃油喷射所需的针阀控制腔泄压功能，减少了所需布置的油路数量，使得喷油器17结构紧凑，相比一般带增压装置喷油器体积更小，重量更轻。另外，针对喷油器使用重油的特点，特别采用了伺服油对重油进行增压，并针对可能的油品
泄漏问题在喷油器与燃油系统中均设计有一套混合油回油路，有效保护了喷油器电磁阀的安全，也提升了燃油系统的可靠性。重油直接以低压进入喷油器，可以不必在发动机外设置额外的增压泵对重油进行增压，节省了整机
费用。
附图说明
[0020] 图1为本发明的结构示意图；
[0021] 图2为喷油器的结构示意；
[0022] 图3为喷油器俯视图；
[0023] 图4为A-A面剖视图；
[0024] 图5为电磁阀组件示意图；
[0025] 图6为增压器组件示意图；
[0026] 图7为增压器组件及伺服油回油路结构示意图；
[0027] 图8为针阀偶件示意图。
具体实施方式
[0028] 下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
[0029] 结合图1-8，本发明船用液力增压式电控燃油喷射系统，主要由伺服油箱1、混合油集油箱2、低压泵4、高压泵5、伺服油回油管线7、伺服油共轨管11、ECU13，重油输油泵15、喷油器17、混合油回油管线18、重油油箱19等组成。伺服油箱1、低压泵4、高压泵5通过管道逐次相连，高压泵5与伺服油共轨管11连接。喷油器17与伺服油共轨管11，伺服油回油管线7、混合油回油管线18以及重油输油泵15的出口连接。混合油回油管线18连接混合油集油箱2，伺服油回油管线7连接伺服油箱1，重油输油泵15连接重油油箱19。ECU13控制高压泵5与喷油器17。
[0030] 喷油器17，主要由罩盖21、喷油器上体22、电磁阀组件23、喷油器中间体24、增压器组件25、针阀偶件26、紧帽27、套筒28、挡圈29、喷嘴30等组成。电磁阀组件23装在喷油器上体22之中，罩盖21通过
螺纹与喷油器上体22连接。喷油器上体22下部依次装有喷油器中间体24、增压器组件25、针阀偶件26并通过紧帽27与喷油器上体22紧固。套筒28将喷嘴30压紧在针阀偶件26下端，挡圈29将套筒28固定在紧帽27上。
[0031] 电磁阀组件23主要由端盖32、
支架33、铁芯34、线圈35、衔铁36、阀杆37、电磁阀弹簧48等组成。阀杆37下部安装在喷油器中间体24之中，上部安装在喷油器上体22之中。阀杆37与喷油器中间体24、喷油器上体22之间分别形成下部环腔42、上部环腔44，三者间还形成中间环腔43，阀杆37的上下移动可以控制中间环腔43与下部环腔42以及中间环腔43与上部环腔44之间的通断。
[0032] 增压器组件由喷油器下体56、增压活塞57、增压活塞弹簧61组成。增压活塞57安装在喷油器下体56之中，两者间形成低压腔58与增压腔59。喷油器下体56上开有喷油窗口54、增压窗口69、进油窗口68、伺服油回油窗口71，这些窗口均由一个与喷油器中心线偏心的环槽与一个连通该环槽与其他油道的孔组成。进油窗口68连通低压腔58与重油进油道66，伺服油回油窗口71与伺服油主回油路74连通，增压腔59内
流体压力随增压活塞57下移将发生变化。喷油器下体56上还设有增压油道70与压力连通通道52，前者与增压腔59和增压窗口69连通，后者与喷油窗口54和针阀控制腔79均连通。增压活塞57上开有环槽并与喷油器下体56形成增压活塞环腔64，增压活塞环腔64通过伺服油回油窗口71与喷油器伺服油主回油路74连通，增压活塞环腔64内恒为低压伺服油。增压活塞57可以在喷油器下体56中上下运动，将打开或关闭增压窗口69与喷油窗口54，以完成燃油增压和喷射的动作。
[0033] 针阀偶件由针阀82与针阀体83组成。针阀82安装在针阀体83中，针阀体83与喷油器下体56之间形成针阀控制腔79，针阀82上方安装有针阀弹簧80，针阀弹簧80位于针阀控制腔79之中，针阀控制腔79与压力连通通道52连通。针阀体83端部为球状且开有通孔。针阀体83上设有盛油槽85，盛油槽85内流体压力与针阀控制腔79内的流体压力和针阀弹簧80的合力的相对大小将决定针阀82是否抬起，即决定喷油器是否喷油。
[0034] 喷油器17利用伺服油给重油增压，在所述喷油器上体22、喷油器中间体24、喷油器下体56上设置有孔道组成伺服油进油路、伺服油回油路、重油进油路、混合油回油路。伺服油进油路包括高压进油道38、增压进油道39、压力连通通道52；伺服油回油路包括伺服油主回油路74、伺服油回油支路73、伺服油连通通道72；重油进油路包括重油进油道66、增压油道70。混合油回油路包括混合油回油道60、混合油出油道92。所述喷油器17在喷油器下体56上开设混合油集油槽80与混合油出油孔62，在针阀体87上开设混合油集油槽88混合油出油道92，均用以搜集伺服油与重油的泄漏，并通过混合油回油道60排出。
[0035] 在喷油器17工作过程中，线圈35通电时中间环腔43与下部环腔42连通而与上部环腔44隔断。增压活塞57受高压伺服油作用从初始位置下移，首先关闭增压窗口69，在继续下移过程中对增压腔59、增压油道70及盛油槽85内的重油增压。同时，继续下移过程中紧接着打开喷油窗口54，使针阀控制腔79内的油压降低，当盛油槽85内压力大于针阀控制腔79内压力与针阀弹簧80的合力时，针阀82抬起，盛油槽85内的增压后的重油通过喷孔88喷出。线圈35断电时，中间环腔43与上部环腔44连通而与下部环腔42隔断，增压活塞57停止下移并开始上移，首先关闭喷油窗口54，紧接着打开增压窗口69。增压窗口69开启后，来自油箱的低压重油将补充进入盛油槽85、增压腔59等区域内。此过程中盛油槽85内油压降低，针阀82保持落座，喷油器不喷油，直至增压活塞回到初始位置，等待下一工作循环的开始。
[0036] 如图1所示，本发明船用液力增压式电控燃油喷射系统主要由伺服油箱1、混合油集油箱2、低压泵4、高压泵5、伺服油回油管线7、伺服油共轨管11、ECU13，重油输油泵15、喷油器17、混合油回油管线18、重油油箱19等组成。伺服油箱1、低压泵4、高压泵5通过管道逐次相连，伺服油箱1与低压泵4之间设置有滤清器3。高压泵5与伺服油共轨管11通过高压油管6连接，伺服油共轨管11两端分别装有限压阀8和压力
传感器12。伺服油共轨管11上设有6个出口分别与6个喷油器17连接，伺服油共轨管11起着蓄压与减少喷油时压力
波动的作用。喷油器17除与伺服油共轨管11连接外，还和伺服油回油管线7、混合油回油管线18连接。另外，喷油器17还连接重油输油泵15的出口，重油输油泵15连接重油油箱19，二者管路中间还设置有滤清器16。ECU13与
压力传感器12连接，并通过高压泵控制线路9、喷油器控制线路14连接高压泵5与喷油器17，以便对两者进行控制。
[0037] 喷油器17主要由罩盖21、喷油器上体22、电磁阀组件23、喷油器中间体24、增压器组件25、针阀偶件26、紧帽27、套筒28、挡圈29、喷嘴30等组成。如图2所示，电磁阀组件23装在喷油器上体22之中，罩盖21通过螺纹与喷油器上体22连接。喷油器上体22下部依次装有喷油器中间体24、增压器组件25、针阀偶件26并经紧帽27与喷油器上体22通过螺纹
锁紧。套筒28将喷嘴30压紧在针阀偶件26的下端，挡圈29将套筒28固定在紧帽27上。
[0038] 电磁阀组件23由
密封圈31、端盖32、支架33、铁芯34、线圈35、衔铁36、阀杆37、电磁阀弹簧48等组成。如图5所示，铁芯34固定在支架33上并一同安装在喷油器上体22之中。阀杆37一端安装在喷油器中间体24之中，另一端安装在喷油器上体22中，两处安装位置的配合间隙都很小。阀杆37与喷油器中间体24之间形成下部环腔42与泄压腔40，与喷油器上体22之间形成上部环腔44，三者间还形成中间环腔43。阀杆37中间开设有横向孔与纵向孔，二者构成泄压通道45，泄压通道45连通泄压腔40和上部环腔44。阀杆37上部还设有循环出油孔46，循环出油孔46与泄压通道45连通。阀杆37通过挡圈与衔铁36连接。阀杆37上端安装有电磁阀弹簧48，电磁阀弹簧48另一端位于端盖32的座孔中，两者之间还设计有调整
垫片49。
端盖32与喷油器上体22之间安装有密封圈31，并最终通过罩盖21压紧限位。阀杆37受力可上下运动，从而控制中间环腔43与下部环腔42、上部环腔44的通断。在图5所示位置时，中间环腔43与上部环腔44连通而与下部环腔42隔断。喷油器中间体24上另设有高压进油道38与增压进油道39，其中增压进油道39与下部环腔42相连通。
[0039] 增压器组件25由喷油器下体56、增压活塞57、增压活塞弹簧61组成。如图6所示，增压活塞57安装在喷油器下体56之中，两者之间的配合间隙很小。增压活塞弹簧61一端与喷油器下体56相接触，另一端与增压活塞57接触，喷油器装配好后增压活塞弹簧61为预紧状态。增压活塞57与喷油器下体56之间形成低压腔58与增压腔59。增压活塞57大端外圆上开有一槽，该槽与喷油器下体56之间形成增压活塞环腔64。喷油器下体56上设有混合油集油槽55，并设有混合油出油孔62使混合油集油槽55与喷油器下体56上的混合油回油道60连通。在混合油集油槽55上方设有喷油窗口54，其由与喷油器中心线偏心的环槽和一个连通该环槽与其他油道的孔构成，喷油窗口54与压力连通通道52连通，压力连通通道52位于喷油器下体56上，与图5中的高压进油道38连通，两者间设有进油节流孔51，构成喷油窗口54的孔的直径大于进油节流孔51的直径。
[0040] 喷油器17的周向面上还设计有另外两套油路。如图7所示，喷油器上体22、喷油器中间体24与喷油器下体56上加工有孔道组成重油进油道66。与喷油窗口54类似，喷油器下体56上还设置有进油窗口68，增压窗口69以及伺服油回油窗口71，其中进油窗口68与重油进油道66连通，增压窗口69与增压油道70(位于喷油器下体56上)连通，伺服油回油窗口71通过伺服油连通通道72与伺服油主回油路74连通。从图7还可以看出，喷油器上体22上还设有伺服油回油支路73，伺服油回油支路73与上部环腔44以及伺服油主回油路74连通。在电磁阀安装区域还设有回油节流孔75与伺服油主回油路连通。另外，从图4可以看出，图7中的增压油道70与增压腔59连通。
[0041] 针阀偶件26由针阀82与针阀体83组成。如图8所示，针阀82安装在针阀体83中，针阀体83与喷油器下体56之间形成针阀控制腔79，压力连通通道52与针阀控制腔79连通。针阀弹簧80安装在针阀控制腔79中，喷油器装配好后针阀弹簧80为预紧状态，针阀82受到针阀弹簧80向下的作用力，针阀82与针阀弹簧80之间设有调整垫片81。针阀体83端部为球状且开有通孔，还设有混合油集油槽84，与图6中喷油器下体56上的混合油集油槽55相似，用于搜集重油与伺服油的混合油，混合油出油道92连通混合油集油槽84与混合油回油道60。针阀体83上还开有盛油槽85，从图4易于得知盛油槽85与增压油道70连通。针阀控制腔79内的
燃油压力和针阀弹簧80的合力与盛油槽85内的燃油压力的相对大小将决定针阀82的抬起与落座，喷嘴30通过套筒28安装在针阀体83上，喷嘴座面90与针阀体球面87接触实现周向密封。喷嘴30上设有喷射通道89，当针阀82抬起时，盛油槽85内的燃油进入喷射通道89并通过喷孔88喷入发动机气缸。
[0042] 以下再结合图1～8说明本发明船用液力增压式电控燃油喷射系统的工作过程：
[0043] 本发明利用伺服油给重油增压，如图1所示，伺服油箱1中的伺服油经过滤清器3、低压泵4后再由高压泵5升压后经高压油管6送入伺服油共轨管11，再由伺服油共轨管11进入喷油器17。限压阀8在共轨管内压力超过设定限值时泄压以保障共轨管安全；压力传感器12用于监测伺服油共轨管11内的压力情况，ECU13搜集伺服油共轨管11内压力、加上图中为示出的
发动机转速、负荷等信息，综合处理后通过高压泵控制线路9、喷油器控制线路14对高压泵5和喷油器17进行控制。重油油箱19中的重油经滤清器16过滤并经重油输油泵15增压后供入喷油器17，需要注意的是，经重油输油泵15增压后的重油压力并不高，远小于经高压泵5增压后的伺服油，可认为为低压油。混合油回油管线18用于搜集伺服油与重油的混合油，并统一搜集入混合油集油箱2。伺服油回油管线7用于喷油器17的伺服油回油。
[0044] 喷油器17共配置有四条油路，分别为伺服油进油路，伺服油回油路，重油进油路以及混合油回油路。伺服油进油路包括高压进油道38、增压进油道39、压力连通通道52；伺服油回油路包括伺服油主回油路74、伺服油回油支路73、伺服油连通通道72；重油进油路包括重油进油道66、增压油道70；混合油回油路包括混合油回油道60、混合油出油道92。下面依次说明。
[0045] 来自伺服油共轨管11的高压伺服油从图2所示的伺服油进油口进入喷油器17，经过喷油器上体22，在喷油器中间体24处分成两部分，一部分经由增压进油道39抵达下部环腔42，另一部分通过高压进油道38，流经进油节流孔51后进入压力连通通道52并流入针阀控制腔79。图4所示伺服油回油口接伺服油回油管线7，为来自伺服油箱1的低压伺服油。由于上部环腔44通过伺服油回油支路73与伺服油主回油路74连通，增压活塞环腔64通过伺服油回油窗口71、伺服油连通通道72与伺服油主回油路74连通，故上部环腔44与增压活塞环腔64内均为低压伺服油。另外，低压的伺服油由上部环腔44，经过泄压通道45、循环出油孔46流入电磁阀安装区域，再经回油节流孔75流回伺服油回油口，由此一直循环流动，可以为工作中的电磁阀
散热。而下部环腔42中高压的伺服油，将沿着阀杆37与喷油器中间体24之间的间隙少量泄漏入泄压腔40，同样经循环出油孔46、回油节流孔75回流出伺服油回油口。
[0046] 从重油输油泵15来的重油从图4所示重油进油口进入喷油器，经重油进油道66与进油窗口68进入低压腔58，前面已经指出，进入喷油器的重油均为低压，于是低压腔58内的油压为低压。
[0047] 初始状态时，电磁阀线圈35不通电，阀杆37在电磁阀弹簧48的力的作用下压在喷油器中间体24的上端面上，与喷油器中间体24实现平面密封。此时中间环腔43与下部环腔42隔断而与上部环腔44连通，此时低压伺服油经连通通道41作用在增压活塞上表面65上。
因低压腔58与此时增压活塞上表面65上作用的流体压力均为低压，在增压活塞弹簧61的力的作用下，增压活塞57位于最上方位置，其顶部与喷油器中间体24接触。我们称此时增压活塞57位于初始位置。在初始位置时增压活塞环腔下表面63在轴向位置上高于喷油窗口上沿面53，即此时增压活塞环腔64与压力连通通道52不连通。并且，在初始位置时增压活塞肩面
67轴向位置上高于增压窗口69的槽的下沿面，即低压腔58与增压油道70连通。之前提到增压油道70与增压腔59连通，并与盛油槽85连通。故在初始状态时增压腔59、增压油道70、盛油槽85内均为低压重油。
[0048] 由前所述可知，当增压活塞57位于初始位置时，针阀控制腔79内为高压伺服油，在伺服油压力与针阀弹簧80的弹簧力的作用下，针阀82的针阀锥面86与针阀体83的针阀体座面91接触实现线密封，阻止盛油槽85与喷射通道89连通，此时喷油器不喷油。
[0049] 当ECU13控制电磁阀线圈35通电时，衔铁36受电磁力上移，并带动阀杆37上移使得阀杆37与喷油器上体22接触实现线密封从而切断中间环腔43与上部环腔44的连通；与此同时，阀杆37的上移使得下部环腔42与中间环腔43连通。高压伺服油经过连通通道41作用在增压活塞上表面65上，由于之前时刻低压腔58、增压腔59内流体均为低压，于是增压活塞57在高压伺服油的作用下克服增压活塞弹簧61的弹簧力下移。下移过程中首先增压活塞肩面67遮盖住增压窗口69，即切断了低压腔58与增压油道70的连通。于是增压油道70、增压腔
59、盛油槽85等构成了一个封闭空间，增压活塞57继续下移将压缩该封闭空间内的重油，即对该空间内重油进行增压，于是盛油槽85内的重油油压升高。
[0050] 增压活塞57继续下移，当增压活塞环腔下表面63打开喷油窗口54时，压力连通通道52内的高压伺服油开始依次通过喷油窗口54、增压活塞环腔64、伺服油回油窗口71流入伺服油主回油路74并最终流回伺服油箱1。当增压活塞57下移到一
定位置时，由于喷油窗口54的出流孔的直径大于进油节流孔51的直径，所以压力连通通道52内的伺服油流出量大于从进油节流孔51的流入量，从而压力连通通道52内伺服油压力降低，于是针阀控制腔79内的压力也降低。换句话说，随着增压活塞57的下移，一方面盛油槽85内流体的压力升高，另一方面针阀控制腔79内的流体压力降低，当盛油槽85内的重油压力大于针阀弹簧80与针阀控制腔79内的伺服油压力的合力时，针阀82抬起，即针阀锥面86与针阀体座面91脱离，盛油槽85内的增压后的重油进入喷射通道89并从喷孔88喷出，即喷油器开始喷油动作。我们称当喷油器喷油时增压活塞位于第二位置。
[0051] 当期望的量的燃油被喷入发动机气缸后，ECU13控制电磁阀线圈35断电，阀杆37在电磁阀弹簧48的作用下下移重新与喷油器中间体24的上端面接触从而切断下部环腔42与中间环腔43的连通，并同时使上部环腔44与中间环腔43连通。于是作用在增压活塞上表面65上的高压伺服油依次通过连通通道41、中间环腔43、上部环腔44、伺服油回油支路73、伺服油主回油路74、伺服油回油管线7流回伺服油箱1，增压活塞上表面65上的油压降低，增压活塞57将在增压活塞弹簧61、增压腔59内油压的作用下上移。此时增压活塞57将首先关闭喷油窗口54，一旦喷油窗口54关闭，针阀控制腔79内的油压将由于进油节流孔51的源源不断的高压伺服油的进入而迅速升高；紧接着增压活塞将打开增压窗口69，此时重油将沿着低压腔58、增压窗口69流入增压油道70，即向增压油道70、增压腔59、盛油槽85里补充重油。
在增压活塞57上移直至打开增压窗口69的过程中，盛油槽85内压力逐步降低，甚至低于从喷油器重油入口进入的重油油压。这样，在线圈35断电后，一方面针阀控制腔79内的油压快速升高，另一方面盛油槽85内油压快速降低，相比于常规的盛油槽内压力不变的喷油器，喷油器17的针阀82将更加快速地落座，喷油器表现为断油更加干脆。
[0052] 经过一个喷油循环后增压活塞57复位，等待指令进行下一次喷油。另外，值得指出的是，增压活塞环腔64在整个喷油过程中都保持与伺服油回油窗口71连通且流体流通面积足够大，以保证压力连通通道52与针阀控制腔79内的高压伺服油及时泄走。
[0053] 由于增压活塞环腔64内总为低压伺服油，而低压腔58内总为低压重油，在喷油器的使用过程中，两种油都有可能通过增压活塞57与喷油器下体56之间的周向间隙泄漏入对方区域，由此带来伺服油受污染或伺服油消耗量大等隐患。为此特意设计了混合油集油槽55用于搜集泄漏的油，并通过混合油出油孔62导入混合油回油道60，再通过图2所示混合油回油口导出到混合油集油箱2统一搜集处理。混合油集油槽84也是基于同样的考虑设计的，由于针阀控制腔79内为伺服油而盛油槽85内为重油，混合油集油槽84将搜集二者的泄漏的油同样通过混合油回油道60导出统一处理。
