技术领域
背景技术
[0002] 目前公知的柴油机用喷油器，其油嘴针
阀只起到隔断喷油的作用，负责提供高压柴油的
柱塞通常有以下3种方式。
[0003] 1、设置于单独的喷油
泵上，
喷油泵与喷油器之间由高压油管相连通，典型代表有传统的机械式喷油泵-喷油器系统、高压共轨式喷油系统、
单体泵式喷油系统。
[0004] 2、设置于喷油器顶端，与喷油器内的油嘴分开，柱塞与油嘴之间由内置的油道相连通，即泵
喷嘴式喷油系统。
[0005] 3、同时具备以上两种特征，喷油泵内的柱塞产生中等压
力，通过高压油管连通喷油器，喷油器内再设置一组
增压柱塞，增压柱塞产生的高压与油嘴之间由内置的油道相连通，即增压式喷油系统。
[0006] 以上3种方式的共同特征是，产生压力的柱塞与控制喷油的油嘴各自单独设置，之间通过油道或高压油管相连接，存在结构复杂且高压容积大（尤其是通过高压油管连接的方式），压力反应速度不够理想、高压
泄漏环节多、进一步提升压力的难度非常大等缺点。随着
汽车对尾气排放和节能越来越高的要求，柴油机的柴油喷射压力也要求越来越高，高压容积、反应速度和高压泄漏等问题变得越来越突出。
发明内容
[0007] 本发明提供一种喷油器，该装置高压容积小、高压泄漏环节少，压力反应迅速且具备超高压喷射的能力，结构紧凑而巧妙。
[0008] 本发明实现上述目的的技术方案是。
[0009] 与传统喷油器一样，设有喷油器体、油嘴体、油嘴针阀、压力
弹簧和油嘴紧帽和嘴体头部的油嘴喷孔。
[0010] 与传统喷油器不同的最基本技术手段是，在喷油器内设置柱塞，且柱塞与油嘴针阀相结合为一对偶件，偶件的形式可以是油嘴针阀装入柱塞内孔中，也可以是柱塞装入油嘴针阀内孔中。
[0011] 采用柱塞装入油嘴针阀内孔中时，在所述油嘴针阀导向杆轴向开有一个内孔，内孔中装入一柱塞，柱塞与油嘴针阀内孔为精密滑动配合。压力弹簧一端作用于柱塞，另一端作用于油嘴针阀，使柱塞和油嘴针阀始终保持相互远离的趋势。油嘴针阀中部设有连通内孔与外圆的过油道，由柱塞、油嘴针阀内孔、油嘴针阀导向杆和油嘴体密闭组成的空间为高压腔。
[0012] 采用油嘴针阀装入柱塞内孔中时，喷油器体靠近油嘴体一端设置有一柱塞，柱塞靠近油嘴体一端轴向开有一个内孔，内孔中装入油嘴针阀，油嘴针阀导向杆外圆与阻塞内孔为精密滑动配合。压力弹簧一端作用于柱塞，另一端作用于喷油器体，使柱塞和油嘴针阀始终保持相互远离的趋势。柱塞内孔中设置有油嘴弹簧，油嘴弹簧一端作用于柱塞，另一端作用于油嘴针阀，使柱塞和油嘴针阀始终保持相互远离的趋势；由柱塞、油嘴针阀导向杆和油嘴体密闭组成的空间为高压腔。
[0013] 高压腔压力升高时，压力作用于油嘴针阀上的升力克服压力弹簧推力，油嘴针阀升起，高压腔连通油嘴喷孔，喷油器向外喷油。高压腔卸压后，油嘴针阀头部落座，隔断油嘴喷孔与高压腔，喷油器不喷油。
[0014] 燃油喷射和高压腔进油控制至少有以下两种方法。
[0015] 方法一：电控法。在柱塞上设置
控制阀，控制阀负责高压腔与低压腔的连通或隔断。控制阀在控制弹簧作用下可以跟随柱塞一同动作，常态下处于连通高压腔与低压腔的状态。
电磁阀与
衔铁将控制阀夹在中间，当电磁阀通电时，电磁阀与衔铁箍紧控制阀，控制阀不再跟随柱塞一同动作，当柱塞继续下行时，控制阀进入隔断高压腔与低压腔的状态。高压腔与低压腔连通时，喷油器不喷油，柱塞回程中向高压腔补充柴油。控制阀并非由衔铁
直接驱动，因此电磁阀与衔铁之间间隙可以做到非常小，有利于电磁阀小型化。
[0016] 方法二：机械法。在高压腔与低压腔之间设置
单向阀，低压腔内的柴油只能单向进入高压腔。柱塞下行时单向阀关闭，高压腔建立高压，喷油器向外喷油，柱塞停止下行后喷油结束。柱塞回程中通过单向阀内向高压腔补充柴油。
[0017] 推动柱塞的方法可以是机械式，也可以是液压式，其中液压式可以进一步实现增压喷射。
[0018] 采用机械式推动柱塞时，喷油器体内设置有
推杆，推杆轴线与柱塞轴向平行，推杆一端与柱塞抵接，另一端伸出喷油器体外，推杆可以由
发动机凸轮轴驱动。
[0019] 采用液压式推动柱塞时，喷油器体内设置有液压
活塞，液压活塞一侧与柱塞相抵接，另一侧与液压油口相连通。液压油可以是机油、柴油或其它类型的液压油。液压活塞液压面积大于柱塞置于高压腔中的液力承压面积时，喷油器可实现增压喷射。
[0020] 综上所述，本
专利区别当前公知技术最根本的新颖之处，就是将产生高压的柱塞直接与负责喷射开启和切断的油嘴针阀相结合为一对偶件，最大限度地减小了高压腔的容积和泄漏环节，因此建立压力迅速、泄露量少，具备达到更高的喷射压力、从而实现更洁净尾气排放和更低燃油消耗的能力。另外，采用电控法控制燃油喷射和高压腔进油的方案中，控制阀并非由衔铁直接驱动，因此电磁阀与衔铁之间间隙可以做到非常小，有利于电磁阀小型化。
[0021]
附图说明下面结合附图和
实施例对本发明作进一步说明。
[0022] 图1是第一个实施例的构造图。
[0023] 图2是第一个实施例的电磁阀控制部件构造放大图。
[0024] 图3是第一个实施例的电磁阀控制部件工作过程示意图。
[0025] 图4是第二个实施例的构造图。
[0026] 图5是第三个实施例的构造图。
具体实施方式
[0027] 本专利给出了三个实施例。
[0028] 图1~图3为第一个实施例，该实施例中，柱塞装入油嘴针阀内孔中，燃油喷射和高压腔进油采用电控式控制方法，柱塞推动采用机械式。
[0029] 图1所示，与传统喷油器一样，设有喷油器体（5）、油嘴体（9）、油嘴针阀（10）、压力弹簧（6）、油嘴紧帽（12）和油嘴体（9）头部的油嘴喷孔（9a），油嘴针阀导向杆（10a）外圆与油嘴体（9）为精密滑动配合。
[0030] 油嘴针阀导向杆（10a）轴向开有一个内孔，内孔中装有一柱塞（7），柱塞（7）与油嘴针阀（10）内孔为精密滑动配合。压力弹簧（6）一端通过弹簧上座（14）作用于柱塞（7），另一端通过弹簧下座（8）作用于油嘴针阀（10），使柱塞（7）和油嘴针阀（10）始终保持相互远离的趋势。油嘴针阀（10）中部设有连通内孔与外圆的过油道（10c），由柱塞（7）、油嘴针阀（10）内孔、油嘴针阀导向杆（10a）和油嘴体（9）密闭组成的空间为高压腔（11）。油嘴针阀（10）升起时高压腔（11）与油嘴喷孔（9a）连通，喷油器往外喷油，头部（10b）落座时隔断油嘴喷孔（9a）与高压腔（11），喷油器不喷油。
[0031] 柱塞（7）的一端设置有由控制阀（3）、控制弹簧（4）、电磁阀（15）和衔铁（2）组成的电磁阀控制部件，其结构关系放大如图2所示（稍后详述）。柱塞（7）内设置有中心油道（7a），中心油道（7a）一端通过泄压油道（7b）与控制阀（3）相通，另一端与高压腔（11）相通。
[0032] 喷油器体（5）顶端设置有喷油器上体（1），喷油器上体（1）由上体紧帽（16）固紧于喷油器体（5）。喷油器上体（1）上设置有推杆（17），推杆（17）轴线与柱塞（7）轴向平行，推杆（17）与喷油器上体（1）为精密滑动配合，推杆（17）一端穿
过喷油器上体（1）和电磁阀（15）与柱塞（7）抵接，另一端伸出喷油器之外，由外接动力（例如
凸轮轴）驱动。喷油器上体（1）上设置有一对
接线柱（18），接线柱（18）一端与电磁阀（15）线圈
电极相连，另一端伸出喷油器之外与外接控制线相连，接线柱（18）与喷油器保持绝缘。上体上还设置有回油口（1a），回油口（1a）通过回油道（1b）与低压腔（13）相通。喷油器体（5）上设有进油口（5a），由外部低压输油泵向喷油器内保持充入柴油。
[0033] 图2进一步说明了电磁阀控制部件的结构。柱塞（7）上远离油嘴针阀（10）的一端设置有控制阀（3），控制阀（3）轴线与柱塞（7）轴向平行，控制阀（3）与柱塞（7）控制孔呈精密滑动配合。控制阀（3）中部开有泄压槽（3b），两端设有止口，使其只能在其轴向较小的范围内滑动。控制阀（3）一端设有控制弹簧（4），控制弹簧（4）使控制阀（3）保持朝向油嘴针阀（10）的趋势，控制阀（3）另一端设有摩擦棒（3a）。当控制阀（3）处于受控制弹簧（4）推力作用的极限
位置时，泄压槽（3b）与泄压油道（7b）相通，为不喷油状态；当控制阀（3）处于另一个方向极限位置上时，控制阀（3）盖住泄压油道（7b），泄压槽（3b）与泄压油道（7b）不相通，为喷油状态。
[0034] 柱塞（7）上部设置有电磁阀（15）和衔铁（2），电磁阀（15）与喷油器体（5）固定为一体，电磁阀（15）吸力与控制阀（3）摩擦棒（3a）轴向垂直；衔铁（2）与电磁阀（15）将控制阀（3）摩擦棒（3a）夹于中间，衔铁（2）与电磁阀（15）之间的吸合间隙∆很小但不等于零。电磁阀（15）通电时，衔铁（2）在电磁阀（15）吸力作用下箍紧控制阀（3）摩擦棒（3a），产生的
摩擦力（F）大于控制弹簧（4）推力。
[0035] 图3所示为电磁阀控制部件工作过程示意图，结合图1和图2，具体描述电磁阀控制部件工作过程如下。
[0036] 图3（A）部为初始状态，推杆（17）未推动柱塞（7），电磁阀（15）未通电，喷油器不喷油。
[0037] 图3（B）部，推杆（17）开始推动柱塞（7）下行，电磁阀（15）仍未通电，控制阀（3）在控制弹簧（4）推力作用下跟随柱塞（7）一同下行，柱塞（7）在高压腔（11）中压缩的柴油通过中心油道（7a）、泄压油道（7b）和控制阀（3）泄压槽（3b）泄入低压腔（13），喷油器仍不喷油。
[0038] 图3（C）部，推杆（17）继续推动柱塞（7）下行，电磁阀（15）刚刚通电，衔铁（2）在电磁阀（15）吸力作用下箍紧控制阀（3）摩擦棒（3a），产生的摩擦力（F）克服控制弹簧（4）推力，控制阀（3）停止下行。电磁阀（15）刚刚通电时，控制阀（3）尚未盖住泄压油道（7b），高压腔（11）仍然与低压腔（13）相通，喷油器仍不喷油。
[0039] 图3（D）部，电磁阀（15）继续通电，控制阀（3）不动，推杆（17）继续推动柱塞（7）下行，使控制阀（3）盖住泄压油道（7b），高压腔（11）与低压腔（13）隔断，柱塞在高压腔（11）内压缩柴油产生高压（P），高压（P）作用于油嘴针阀（10）并克服压力弹簧（6），使油嘴针阀（10）升起，喷油器通过油嘴喷孔（9a）向外喷柴油。喷油开始时刻滞后于电磁阀（15）通电时刻。
[0040] 图（E）部，电磁阀（15）断电，衔铁（2）释放控制阀（3），控制阀（3）在控制弹簧（4）推力作用下，以比柱塞（7）更快的下行速度滑动。控制阀（3）滑动到泄压油道（7b）之前，高压腔（11）与低压腔（13）仍然隔断，柱塞下行继续在高压腔（11）内压缩柴油产生高压（P），喷油器仍处于喷油状态。
[0041] 图3（F）部，控制阀（3）滑动到泄压油道（7b）以下部位，高压腔（11）与低压腔（13）连通，虽然柱塞（7）仍然在下行，但高压腔（11）压力卸压，油嘴针阀（10）及其头部（10b）在压力弹簧（6）作用下落座，喷油器停止喷油。喷油结束时刻滞后于电磁阀（15）断电时刻。
[0042] 图3（G）部，当推杆（17）越过最大行程，柱塞（7）回程过程中，控制阀（3）跟随柱塞（7）上行，柱塞（7）通过中心油道（7a）、泄压油道（7b）和控制阀（3）泄压槽（3b）将柴油从低压腔（13）吸入高压腔（11），补充柴油，为下一次喷油做好准备。
[0043] 图4为第二个实施例的构造图，该实施例中，柱塞装入油嘴针阀内孔中，燃油喷射和高压腔进油采用机械式控制方法，柱塞推动采用液压增压式。
[0044] 喷油器设有喷油器体（5）、油嘴体（9）、油嘴针阀（10）、压力弹簧（6）、油嘴紧帽（12）。油嘴针阀导向杆（10a）外圆与油嘴体（9）为精密滑动配合。在油嘴针阀导向杆（10a）轴向开有一个内孔，内孔中装有一柱塞（7），柱塞（7）与油嘴针阀（10）内孔为精密滑动配合。压力弹簧（6）一端作用于柱塞（7），另一端通过弹簧下座（8）作用于油嘴针阀（10），使柱塞（7）和油嘴针阀（10）始终保持相互远离的趋势。油嘴针阀（10）中部设有连通内孔与外圆的过油道（10c），由柱塞（7）、油嘴针阀（10）内孔、油嘴针阀导向杆（10a）和油嘴体（9）密闭组成的空间为高压腔（11）。油嘴针阀（10）升起时高压腔（11）与油嘴喷孔（9a）连通，喷油器往外喷油，头部（10b）落座时隔断油嘴喷孔（9a）与高压腔（11），喷油器不喷油。
[0045] 柱塞（7）的一端设置有单向阀（22）和控制弹簧（21），柱塞（7）内设置有中心油道（7a），中心油道（7a）一端连通低压腔（13），另一端连通单向阀（22），单向阀（22）允许的流通方向为低压腔（13）单向进入高压腔（11）。
[0046] 喷油器体（5）顶端设置有液压活塞（19），液压活塞（19）与喷油器体（5）为精密滑动配合，喷油器上体（1）设有液压油口（20）。液压活塞（19）一侧与柱塞（7）相抵接，另一侧与喷油器上体（1）液压油口（20）相连通，喷油器上体（1）由上体紧帽（16）紧固于喷油器体（5）。喷油器体（5）上设有进油口（5a），进油口（5a）连通低压腔（13），由外部低压输油泵向喷油器内保持充入柴油。
[0047] 当液压油口（20）输入一定压力的液压油（液压油可以是机油、柴油或其它类型的液压油），液压油推动液压活塞（19）和柱塞（7）克服压力弹簧（6）推力下行，此时单向阀（22）在控制弹簧（21）作用下关闭，柱塞（7）压缩柴油，在高压腔（11）内形成高压，高压作用于油嘴针阀（10）并克服压力弹簧（6），使油嘴针阀（10）升起，喷油器通过油嘴喷孔（9a）向外喷柴油。
[0048] 当液压油口（20）液压油卸压时，液压活塞（19）和柱塞（7）在压力弹簧（6）推力回行，高压腔（11）内压力立即卸压，油嘴针阀（10）及其头部（10b）在压力弹簧（6）作用下落座，喷油器停止喷油，随着柱塞（7）回行，高压腔（11）内压力低于低压腔（13）并克服控制弹簧（21）推力时，柴油从低压腔（13）经过单向阀（22）进入高压腔（11），为下一次喷油做好准备。
[0049] 液压活塞（19）液压面积大于柱塞（7）置于高压腔（11）中的液力承压面积，喷油器实现增压喷射。
[0050] 图5所示为第三个实施例的构造图，该实施例中，油嘴针阀装入柱塞内孔中，燃油喷射和高压腔进油采用机械式控制方法，柱塞推动采用液压增压式。
[0051] 喷油器设有喷油器体（5）、油嘴体（9）、油嘴针阀（10）、压力弹簧（6）、油嘴紧帽（12）和油嘴体（9）头部的油嘴喷孔（9a）。
[0052] 喷油器体（5）靠近油嘴体（9）一端设置有一柱塞（7），油嘴体（9）与柱塞（7）呈精密滑动配合，柱塞（7）靠近油嘴体（9）一端轴向开有一个内孔，内孔中装有油嘴针阀（10），油嘴针阀导向杆（10a）外圆与柱塞（7）内孔为精密滑动配合。压力弹簧（6）一端作用于柱塞（7），另一端作用于喷油器体（5），使柱塞（7）和油嘴针阀（10）始终保持相互远离的趋势。柱塞（7）内孔中设置有油嘴弹簧（23），油嘴弹簧（23）一端作用于柱塞（7），另一端作用于油嘴针阀（10），使柱塞（7）和油嘴针阀（10）始终保持相互远离的趋势。油嘴弹簧（23）所在的空间通过油道（7c）与低压腔（13）保持连通。
[0053] 由柱塞（7）、油嘴针阀（10）和油嘴体（9）密闭组成的空间为高压腔（11）。油嘴针阀（10）升起时高压腔（11）与油嘴喷孔（9a）连通，喷油器往外喷油，头部（10b）落座时隔断油嘴喷孔（9a）与高压腔（11），喷油器不喷油。
[0054] 喷油器体（5）靠近油嘴体（9）一端设置有进油道（5b），油嘴体（9）上设置有单向阀（22）和控制弹簧（21），进油道（5b）一端连通低压腔（13），另一端连通单向阀（22），单向阀（22）允许的流通方向为低压腔（13）单向进入所述高压腔（11）。
[0055] 喷油器上体（1）设置有液压活塞（19），液压活塞（19）与喷油器上体（1）为精密滑动配合，喷油器上体（1）设有液压油口（20）。液压活塞（19）一侧与柱塞（7）相抵接，另一侧与喷油器上体（1）液压油口（20）相连通，喷油器上体（1）由上体紧帽（16）紧固于喷油器体（5）。喷油器体（5）上设有进油口（5a），进油口（5a）连通低压腔（13），由外部低压输油泵向喷油器内保持充入柴油。
[0056] 当液压油口（20）输入一定压力的液压油（液压油可以是机油、柴油或其它类型的液压油），液压油推动液压活塞（19）和柱塞（7）克服压力弹簧（6）推力下行，此时单向阀（22）在控制弹簧（21）作用下关闭，柱塞（7）压缩柴油，在高压腔（11）内形成高压，高压作用于油嘴针阀（10）并克服油嘴弹簧（23），使油嘴针阀（10）升起，喷油器通过油嘴喷孔（9a）向外喷柴油。
[0057] 当液压油口（20）液压油卸压时，液压活塞（19）和柱塞（7）在压力弹簧（6）推力作用下回行，高压腔（11）内压力亦立即卸压，油嘴针阀（10）及其头部（10b）在油嘴弹簧（23）作用下落座，喷油器停止喷油，随着柱塞回行，高压腔（11）内压力低于低压腔（13）并克服控制弹簧（21）推力时，柴油从低压腔（13）经过单向阀（22）进入高压腔（11），为下一次喷油做好准备。
[0058] 液压活塞（19）液压面积大于柱塞（7）置于高压腔（11）中的液力承压面积，喷油器实现增压喷射。
