專利名稱：一種智能燃料噴油器的制作方法
技術領域：
本發明屬于內燃機技術領域，涉及一種內燃機噴油器，特別是可根據燃料的類型以及發動機的運行工況來智能調節燃料的噴射壓力、噴射量以及噴射規律的智能噴油器。
背景技術：
由于Smart Engine要實現在同一發動機中使用不同燃料，噴油器做為Smart Engine的關鍵部件之一。其必須滿足多種燃料的噴射要求，即燃料靈活性,針對某一種燃料類型，要求在不同燃燒模式下，自動改變其噴油規律，實現良好的霧化效果，并根據發動機的不同負荷和運行情況，需自動調節燃料的噴射時間、噴射壓力及噴油規律，實現最優的動力性與燃油經濟性。在現有技術中，文獻"一種新型乙醇/汽油在線混合噴油器的研究"(《南昌大學學報*工科版》，2009年第1期，作者方曉敏等)在電噴式汽油噴油器的基礎上，在發動機上增設乙醇供油系統,乙醇和汽油分別向噴油器供油,在針闊腔內混合后噴出，該設計只能采用性質相近的燃料，無法針對燃料的不同理化性質，調節噴射壓力，噴油規律實現良好的霧化效果，且只適用于兩種燃料，無法采用多元燃料。
發明內容
本發明的目的在于提供一種智能燃料噴油器，其進行多元燃料進行噴射，且針對不同的燃料可以采用的不同的燃燒模式。
為達到以上目的，本發明所采用的解決方案是
一種智能燃料噴油器，其包括噴油器體、噴油嘴，噴油器體內包括至少兩個針閥及其控制系統，針閥沿噴油器體半徑方向依次嵌套，噴油器的噴油嘴上設有對應針閥的噴孔，其可以開啟單個或多個針閥以實現不同的噴油量。
所述針閥及其控制系統包括電磁閥銜鐵、電磁線圈、控制腔、針閥，電磁閥銜鐵嵌套于電磁線圈內，其下端頂住控制腔球閥，控制腔球閥與控制腔相連，控制腔連接供油孔且其底部設有與出油孔相連的泄油孔，針閥下端頂住噴孔，上端與針閥回位彈簧相頂，針閥回位彈簧上頂噴油器體。泄油孔可以設置于控制腔底部且居中，出油孔則與泄油孔由管路相連。所述噴孔以圓周方向布置，內環側的噴孔的密度低于外側噴孔密度。
由于采用了上述方案，本發明具有以下特點能根據燃料類型和噴射壓力改變開啟的針閥及其順序與數量，以此滿足與不同燃料類型相適應的噴射條件，實現最佳的霧化質量。
圖1為噴油器結構示意圖
圖中，l為第一電磁線圈、2為第一電磁閥銜鐵、3為第一控制腔球閥、4為第一控制腔、
5為第一針閥回位彈簧、6為出油孔、7為第二電磁線圈、8為第二電磁閥銜鐵、9為第二控制腔、IO為第二針閥回位彈簧、ll為第三電磁線圈、12為第三電磁閥銜鐵、13為第三控制腔、14為第三排噴孔、15為第一排噴孔、16為第二排噴孔、17為第一針閥、18為第二針閥、19為第三針閥、20為噴油嘴、21為第三針閥回位彈簧、22為第三泄油孔、23為第三控制腔球閥、24為噴油器體、25為供油孔、26為第二泄油孔、27為第二控制腔球閥、28為第一泄油孔。
具體實施例方式
以下結合附圖所示實施例對本發明作進一步的說明。
如圖1所示，本智能噴射器主要結構包括第一電磁線圈1、第一電磁閥銜鐵2、第一控制腔球閥3、第一控制腔4、出油孔6、第一針閥回位彈簧5、第一泄油孔28、第二電磁線圈7、第二電磁閥銜鐵8、第二控制腔球閥27、第二控制腔9、第二針閥回位彈簧IO、第二泄油孔26、第三電磁線圈ll、第三電磁閥銜鐵12、第三控制腔球閥23、第三控制腔13、第三針閥回位彈簧21、第三泄油孔22、第一針閥17、第二針閥18、第三針閥19、第一排噴孔15、第二排噴孔16、第三排噴孔14、噴油器體24、噴油嘴20、供油孔25。沿噴油器體24軸線方向從上到下依次安裝第一電磁線圈1、第一電磁閥銜鐵2、第一控制腔球閥3、第一針閥17、第一針閥回位彈簧5、第二電磁線圈7、第二電磁閥銜鐵8、第二控制腔球閥27、第二針闊18、第二針閥回位彈簧IO、第三電磁線圈ll、第三電磁閥銜鐵12、第三控制腔球閥23、第三針閥19、第一排噴孔15、第二排噴孔16、第三排噴孔14。第一電磁閥銜鐵2嵌套在第一電磁線圈1當中，第一電磁閥銜鐵2下端頂住第一控制腔球閥3，第一控制腔球閥3與第一控制腔4相連，燃油可以由第一控制腔4經過第一控制 球閥3進入出油孔6,第一針閥回位彈簧5下端頂住第一針閥17，上端頂住噴油器體24。第二電磁閥銜鐵8裝入第二電磁線圈7當中，第二電磁閥銜鐵8下端頂住第二控制腔球閥27，第二控制腔球閥27與第二控制腔9相連，燃油可以由第二控制腔9經過第二控制腔球閥27進入出油孔6，第二針閥回位彈簧IO下端頂住第二針閥18，上端頂住噴油器體24。第三電磁線圈11中裝入第三電磁閥銜鐵12，第三電磁閥銜鐵12下端頂住第三控制腔球閥23，第三控制腔球閥23與第三控制腔13相連，燃油可以由第三控制腔13經過第三控制腔球閥23進入出油孔6，第三針閥回位彈簧21下端頂住第二針閥19，上端頂住噴油器體24。第一針閥17、第二針閥18和第三針閥19沿噴油器體24半徑方向依次嵌套。供油孔25位于噴油器體24的左側，出油孔6位于噴油器體24的右側。第三排噴孔14數量為6個，每個噴孔之間在圓周方向上成60°角均勻布置，噴孔直徑0.14mm，噴孔錐角為150。；第二排噴孔16數量為4個，每個噴孔之間成90°角均勻布置，噴空直徑為0.14mm，噴孔錐角為150° ;第一排噴孔15數量3個，每個噴孔之間成120°角均勻布置，噴孔直徑0.14mm,噴孔錐角為120° 。本發明將第一電磁線套在第一電磁銜鐵上，下端頂住第一電磁銜鐵下端支撐面；第二電磁銜鐵套在第二電磁銜鐵上，下端頂住第二電磁銜鐵下端支撐面，從半徑方向看第二電磁線圈在第一針閥外圍；第三電磁銜鐵套在第二電磁銜鐵上，下端頂住第三電磁銜鐵下端支撐面，從半徑方向看第三電磁線圈在第二針閥外圍。
智能燃料噴射器有三種工作模式(單針閥開啟模式、雙針閥開啟模式和針閥全開模式)。在單針閥開啟模式中，開啟的針閥是由燃料類型和燃燒模式確定的。且各針闊獨立工作，互不影響。在此以第一針閥17為例介紹單針閥開啟模式。單針閥開啟模式工作過程可分為四個階段噴油器關閉(靜止狀態)；第一針閥17開啟，即噴油器開啟(噴油起點)；第一針閥17完全開啟；噴油器關閉(噴油終點)。當噴油器處于非工作狀態時，三個電磁線圈中沒有控制電流通過，因此不產生吸引電磁閥銜鐵的電磁力，則控制腔球閥將泄油孔關閉。此時控制室內的高壓燃油對三根針閥上端向下作用力與針閥回位彈簧向下作用力的合力大于噴油嘴腔內高壓燃油對針閥承壓面作用向上的作用力。針閥將被向下的合力緊緊壓在閥座上，此時噴油嘴20關閉。當噴油器第一電磁線圈1通入激磁電流時，隨著激磁電流的增加，第一電磁線圈1對第一電磁閥銜鐵2的電磁引力也迅速增加，隨著第一電磁閥銜鐵2開始升起，第一控制腔球閥3離開第一泄油孔28，第一泄油孔28將打開。第一泄油孔28開啟后，第一控制腔4與低壓油路相通，開始卸壓，第一控制腔4的壓力迅速降低(供油孔保持暢通狀態)。第一控制腔4中燃油作用在第一針閥17上端的壓力降低。當第一控制腔4內燃油對第一針閥17上端的向下作用力與第一針閥回位彈簧5向下的作用力的合力小于噴油嘴20腔內高壓燃油對第一針閥17承壓面的向上作用力時，第一針閥17開始抬起。且隨著第一電磁閥銜鐵2的升起，第一電磁線圈1中的激磁電流繼續升高，因此第一電磁閥1的電磁引力將增大，第一電磁閥銜鐵2可迅速達到最大開度。此時第一排噴孔15完全打開，噴油器噴油。由于第二電磁線圈7和第三電磁線圈11處于斷電狀態，第二針閥18和第二針閥19仍處于靜止狀態，針閥被向下的合力緊緊壓在閥座上，其所對應的噴孔保持關閉狀態。當噴油結束時，第一電磁線圈l維持電流為零，第一電磁線圈l對第一電磁閥銜鐵2的電磁吸引力也迅速變小，第一電磁閥銜鐵2開始落座，第一控制腔球閥3重新頂住第一泄流孔28，第一泄流孔28逐漸關閉，隨著泄流量的減少，第一控制腔4內的壓力逐漸升高，趨近于供油孔25的壓力，其作用在第一針閥17上端橫截面上的壓力也增加，當該壓力與第一針閥回位彈簧5作用力之和大于噴油嘴20腔內高壓燃油作用在第一針閥17承壓面上的作用力時，第一針閥17開始落座，第一排噴油孔15關閉，噴油器停止噴油。雙針閥開啟模式通過加大噴油量確保在加入能量密度相對較低的燃料時發動機仍然具有優良動力性能和穩定的功率輸出，而且在大負荷工況時，也能通過增加燃料噴射量來保證大負荷的功率要求。雙針閥開啟模式的工作原理類似于單針閥開啟模式，不同點在于雙針閥模式同時開啟兩個針閥、打開兩排噴孔，而且開啟的針閥是可以任意組合的，可以是第一針閥17和第二針閥18的組合，也可以同時開啟第一針閥17和第三針閥19，或者同時開啟第二針閥18和第三針閥19。針閥全開模式原理類同于前兩種工作模式。當雙針閥開啟模式噴油量無法滿足功率需要時，則智能燃料噴射器進入針閥全開模式，三根針閥同時開啟，實現最大的噴油量。
上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，對于本發明做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1、一種智能燃料噴油器，其特征在于其包括噴油器體、噴油嘴，噴油器體內包括至少兩個針閥及其控制系統，針閥沿噴油器體半徑方向依次嵌套，噴油器的噴油嘴上設有對應針閥的噴孔，其可以開啟單個或多個針閥以實現不同的噴油量。
2、 如權利要求1所述的智能燃料噴油器，其特征在于所述針閥及其控制系統包括電磁 閥銜鐵、電磁線圈、控制腔、針閥，電磁閥銜鐵嵌套于電磁線圈內，其下端頂住控制腔球閥， 控制腔球閥與控制腔相連，控制腔連接供油孔且其底部設有與出油孔相連的泄油孔，針閥下 端頂住噴孔，上端與針閥回位彈簧相頂，針閥回位彈簧上頂噴油器體。
3、 如權利要求1所述的智能燃料噴油器，其特征在于所述噴孔以圓周方向布置，內環 側的噴孔的密度低于外側噴孔密度。
全文摘要
一種智能燃料噴油器，其包括噴油器體、噴油嘴，噴油器體內包括至少兩個針閥及其控制系統，針閥沿噴油器體半徑方向依次嵌套，噴油器的噴油嘴上設有對應針閥的噴孔，其可以開啟單個或多個針閥以實現不同的噴油量。所述針閥及其控制系統包括電磁閥銜鐵、電磁線圈、控制腔、針閥，電磁閥銜鐵嵌套于電磁線圈內，其下端頂住控制腔球閥，控制腔球閥與控制腔相連，控制腔連接供油孔，針閥下端頂住噴孔，上端與針閥回位彈簧相頂，針閥回位彈簧上頂噴油器體。本發明能滿足多種燃料的噴射要求，可以根據不同燃料類型、不同燃燒模式、不同發動機工況，改變開啟的針閥及其數量和噴射規律等參數，實現發動機高效率低排放運行。
文檔編號F02M51/06GK101672234SQ200910197159
公開日2010年3月17日 申請日期2009年10月14日 優先權日2009年10月14日
發明者吳志軍, 棟 張, 朱宇政, 原 高, 黃魏迪 申請人:同濟大學