压电式电控喷油器
技术领域
本实用新型涉及发动机燃油喷射系统技术领域，具体涉及一种压电式电控喷油器。
背景技术
现有的电控喷油器一般由回油管路、回位弹簧、球阀、泄油孔、喷嘴轴针、喷嘴针阀、控制腔、进油管接头、线圈、衔铁等组成。其原理是：当线圈通电后，电磁铁产生电磁力，吸合引衔铁，同时球阀打开，高压燃油通过泄油孔回油，由于下部喷嘴针阀压力环的燃油压力较高，在压力差的作用下，针阀杆向上运动，燃油喷出，实现喷油；当线圈断电，衔铁在回位弹簧的作用下复位，球阀关闭泄油孔，作用在针阀杆顶端的压力与喷嘴针阀压力环的压力相当，因此针阀杆在复位弹簧的作用下向下运动，关闭喷孔，结束喷油。
现有的电控喷油器大都利用电磁阀的开关实现燃油的喷射，通过电磁阀的开启与关闭来控制燃油的喷射与停止，控制方式较为单一，喷油规律受控于电磁阀的动态响应特性。因此，现有的喷油器具有以下缺点：
一、电磁阀在通电状态下，实现喷油，断电后结束喷油，喷油器的响应方式无法匹配更好的燃烧规律；
二、柴油机在低转速时，高压油泵输出的燃油压力相对较低，因此经喷油器喷出后雾化效果变差，导致燃烧效果下降，影响柴油机的低速性能。
三、电磁阀的动态响应性能较差，由于喷油器控制腔和蓄压腔压力建立需要一定的时间，导致针阀的开启滞后，也就影响了喷油正时，影响燃烧性能。
实用新型内容
针对现有技术存在的以上缺陷，本实用新型提供一种压电式电控喷油器，该压电式电控喷油器结构简单，控制精度高，响应速度快，能灵活而精确的控制喷油量、喷油时间和喷油规律。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
压电式电控喷油器，包括壳体、柱塞和设置在所述柱塞下端的针阀，所述壳体内设置有高压燃油进油通道和回油通道；所述柱塞和所述针阀滑动设置在所述壳体内，所述柱塞与所述壳体之间设置有可使所述针阀复位的弹性件；所述壳体内对应所述针阀设置有蓄压腔；所述压电式电控喷油器还包括压电控制机构，所述压电控制机构包括设置在所述壳体内的压电晶体、活塞和中间块，所述中间块设置在所述压电晶体与所述柱塞之间；所述中间块与所述柱塞之间形成与所述进油通道相连通的控制腔，所述中间块与所述压电晶体之间形成活塞腔，所述控制腔与所述活塞腔相连通；所述活塞滑动设置在所述活塞腔内，所述活塞将所述活塞腔分为压缩腔和回油腔，所述压缩腔连通所述进油通道和所述蓄压腔，所述回油腔连通所述回油通道；当所述压电晶体未通电时，所述控制腔与所述回油腔断开；当所述压电晶体通电时，所述压电晶体带动所述活塞向下移动，所述控制腔与所述回油腔连通。
其中，所述活塞腔设置有第一接口，所述控制腔通过泄压通道与所述第一接口相连通。
其中，所述壳体内还设置有压力补偿结构，所述压力补偿结构包括压力补偿通道，所述活塞腔设置有第二接口，所述第二接口位于所述第一接口的下方，所述控制腔通过所述压力补偿通道与所述第二接口相连通。
其中，所述壳体包括顺次连接的上段、下段和喷嘴，所述中间块设置在所述上段和所述下段之间，所述喷嘴通过锁紧螺帽固定在所述下段上。
其中，所述柱塞径向凸出设置有限位凸台，所述弹性件套设在所述限位凸台与所述下段之间的所述柱塞上。
其中，所述弹性件为弹簧。
采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的压电式电控喷油器，采用压电晶体直接推动活塞，通过活塞的上下移动实现控制腔与回油腔的通断，进而控制针阀的抬起和落下，实现喷油与结束喷油，本实用新型压电式电控喷油器结构简单，压电晶体响应迅速且有较大的驱动力，对针阀控制的自由度大，能灵活而精确的控制喷油量、喷油时间和喷油规律，进一步改善柴油机的排放和燃油的经济性。
由于壳体内还设置有压力补偿结构，压力补偿结构包括压力补偿通道，活塞腔设置有第二接口，第二接口位于第一接口的下方，控制腔通过压力补偿通道与第二接口相连通，通过活塞的上下运动，使压力补偿通道对控制腔内燃油压力补偿后又使压力补偿通道与泄压通道同时对控制腔中的燃油压力进行泄压，来控制针阀的开启速度，实现“先缓后急”的喷油策略，确保了燃油与空气的充分混合，更进一步改善了柴油机的动力性、燃油经济性、污染物排放的噪声排放性能。
附图说明
图1是本实用新型压电式电控喷油器的结构示意图；
图2是图1中A部的放大图；
图中：1-上段，2-下段，3-喷嘴，31-喷孔，4-柱塞，41-限位凸台，5-针阀，6-进油通道，7-回油通道，8-弹性件，9-蓄压腔，10-压电晶体，100-接线柱，11-活塞，12-中间块，13-控制腔，14-压缩腔，15-回油腔，16-第一接口，17-泄压通道，18-压力补偿通道，19-第二接口，20-高压油通道，21-第三接口，22-锁紧螺帽。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1和图2共同所示，压电式电控喷油器，包括壳体、柱塞4和设置在柱塞4下端的针阀5，壳体内设置有高压燃油进油通道6和回油通道7；柱塞4和针阀5滑动设置在壳体内，柱塞4与壳体之间设置有可使针阀5复位的弹性件8；壳体内对应针阀5设置有蓄压腔9；压电式电控喷油器还包括压电控制机构。
压电控制机构包括设置在壳体内的压电晶体10、活塞11和中间块12，中间块12设置在压电晶体10与柱塞4之间；中间块12与柱塞4之间形成与进油通道6相连通的控制腔13，中间块12与压电晶体10之间形成活塞腔，控制腔13与活塞腔相连通；活塞11滑动设置在活塞腔内，活塞11将活塞腔分为压缩腔14和回油腔15，压缩腔14连通进油通道6和蓄压腔9，回油腔15连通回油通道7；当压电晶体10未通电时，控制腔13与回油腔15断开；当压电晶体10通电时，压电晶体10带动活塞11向下移动，控制腔13与回油腔15连通。
本实施例中，压电晶体10的一端穿过壳体设置有用于与电源连接的接线柱100。
如图1和图2共同所示，活塞腔设置有第一接口16，控制腔13通过泄压通道17与第一接口16相连通。
如图1和图2共同所示，壳体内还设置有压力补偿结构，压力补偿结构包括压力补偿通道18，活塞腔设置有第二接口19，第二接口19位于第一接口16的下方，控制腔13通过压力补偿通道18与第二接口19相连通。
如图1和图2共同所示，活塞腔设置有第三接口21，第三接口14位于第二接口19的下方并位于压缩腔14内，第三接口14通过高压油通道20与蓄压腔9相连通。
如图1所示，本实施例中的壳体包括顺次连接的上段1、下段2和喷嘴3，上段1与下段2螺纹连接，中间块12设置在上段1和下段2之间，喷嘴3通过锁紧螺帽22固定在下段2上，喷嘴3上设置有用于喷油的喷孔31。
如图1所示，柱塞4径向凸出设置有限位凸台41，弹性件8套设在限位凸台41与下段2之间的柱塞4上，本实施例中优选弹性件8为弹簧。
本实用新型的工作过程如下：当压电晶体10通电后伸长，推动活塞11向下运动，对压缩腔14内的高压燃油进行加压，加压后的部分高压燃油经第三接口21流入高压油通道20并进入蓄压腔9；随着活塞11的向下运动，第一接口16被打开，控制腔13内的部分高压燃油通过泄压通道17流入回油腔15进行泄压，同时，压缩腔14内的部分高压燃油经第二接口19、压力补偿通道18流入控制腔13对控制腔13内的燃油进行一定的压力补偿，使得控制腔13中的燃油压力与蓄压腔9中的燃油压差较小，从而使针阀5缓慢抬起，实现“缓”喷；随着活塞11继续向下运动，第二接口19被打开，压力补偿通道18与回油腔15实现连通，泄压通道17和压力补偿通道18两条油路同时对控制腔13进行泄压，使控制腔13中的燃油压力迅速降低，蓄压腔9与控制腔13之间的压差迅速变大，从而使针阀5迅速抬起至最大，实现“急”喷。
由以上工作过程可知，本实用新型压电式电控喷油器结构简单，压电晶体10响应迅速且有较大的驱动力，对针阀5控制的自由度大，能灵活而精确的控制喷油量、喷油时间和喷油规律，进一步改善柴油机的排放和燃油的经济性；同时，通过活塞11的上下运动，使压力补偿通道18对控制腔13内燃油压力补偿后又使压力补偿通道18与泄压通道17同时对控制腔13中的燃油压力进行泄压，来控制针阀5的开启速度，实现“先缓后急”的喷油策略，更进一步改善了柴油机的动力性、燃油经济性、污染物排放的噪声排放性能。
本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。
