CN109404189B - 一种用于低速柴油机的重油电控喷油器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于低速柴油机的重油电控喷油器，以实现防止重油电控喷油器内发生凝固以及防止喷油器内器件被腐蚀的效果。所述电控喷油器，包括：由上至下依次设置有喷油器上体、喷油器体、进油孔板、针阀体和喷嘴；针阀体朝向进油孔板的端面分别形成有控制容积腔和高压燃油腔；喷油器上体、喷油器体和进油孔板之间依次布置形成进油道、回油道和循环油道，进油道的出口通过油路分别连通至控制容积腔和高压燃油腔，循环油道连通高压燃油腔；循环油道内设有阻断或导通高压燃油腔内的燃油外泄的循环阀；喷油器体内安装有电磁阀组件以及出油控制阀组件；针阀体的高压燃油腔内设有喷油器下体组件。

Description

一种用于低速柴油机的重油电控喷油器

技术领域

本发明涉及低速柴油机领域，具体是一种用于低速柴油机的重油电控喷油器。

背景技术

近些年，石油资源愈加匮乏、环境污染愈发严重，以石油为原料的轻柴油、汽油等价格不断攀升，已经严重制约低速柴油机的保有量和进一步发展。重油属于劣质燃油，不需要进一步炼制，燃油成本低，可以显著降低船用低速柴油机的使用成本。同时船用柴油机排放法规要求不断提升，导致低速柴油机的使用受到极大限制。为了满足低速柴油机使用要求，开发用于燃用重油的电控喷油器已经势在必行。

目前，瓦锡兰、曼恩以及罗润等外国公司拥有自主研制的低速柴油机燃油系统，并且已经形成系列化产品，配套在不同类型的低速柴油机，形成垄断趋势，国内目前现有的低速柴油机主要是引进专利许可生产，燃油系统作为柴油机的核心部套，完全没有生产的能力，全部以购买国外的成套燃油系统为主，价格异常昂贵，制约了我国低速柴油机自主化研制进程。因此，研制具有完全自主知识产权的低速柴油机燃油系统可以打破国外技术垄断，推进我国低速柴油机自主化研制进程。

低速柴油机目前主要以机械式燃油系统为主，少量采用伺服油驱动的燃油系统以及实现了电控化，但是燃油系统的喷油器仍然采用机械式喷油器，比如曼恩公司的MC和ME系列低速柴油机，瓦锡兰的RT-flex系列柴油机等。机械式燃油系统无法实现喷油规律的灵活调节，进而影响柴油机的动力性能、排放性能等。电控喷油器可以灵活调节喷油规律、精确控制喷油量，对改善柴油机的燃烧具有重要作用。但是船用柴油机主要以燃用重油为主，重油具有强腐蚀性、高温等特点，严重影响电控喷油器的工作可靠性。

与传统的喷油器相比，电控喷油器为了满足更加先进的喷射功能，喷油器的结构更加复杂，零件精度更高。同时电控喷油器增加了高速电磁阀，电磁阀属于易损件，在重油的强腐蚀性和高温环境下长时间工作，其工作可靠性是影响电控喷油器寿命的至关重要因素之一，同时精密零件在重油强腐蚀作用下的可靠性也是属于关键技术问题之一。

现有技术的电控喷油器，在电磁阀断电后，进入至电控喷油器内的重油仍然部分存留在喷油器内，存留在喷油器内的重油会出现凝固现象，造成喷油器内器件腐蚀的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于低速柴油机的重油电控喷油器，以解决重油凝固在电控喷油器内造成器件腐蚀的问题。

本发明的技术方案为：

本发明提供了一种用于低速柴油机的重油电控喷油器，包括：由上至下依次设置的喷油器上体、喷油器体、进油孔板、针阀体和喷嘴；

所述针阀体朝向所述进油孔板的端面分别形成有控制容积腔和高压燃油腔；

所述喷油器上体、所述喷油器体和所述进油孔板之间依次布置形成进油道、回油道和循环油道，所述进油道的出口通过油路分别连通至所述控制容积腔和所述高压燃油腔，所述循环油道连通所述高压燃油腔；所述循环油道内设有阻断或导通所述高压燃油腔内的燃油外泄的循环阀；

所述喷油器体内安装有用于通电或断电的电磁阀组件以及用于导通或断开所述控制容积腔和所述回油道的出油控制阀组件；

所述针阀体的高压燃油腔内设有用于与所述高压燃油腔的腔壁间形成供所述高压燃油腔内的燃油通过的第一间隙或形成密封的喷油器下体组件；

在所述电磁阀组件通电时，重油通过所述进油道分别进入至所述控制容积腔和所述高压燃油腔内，所述电磁阀组件带动所述出油控制阀组件导通所述控制容积腔和所述回油道，所述控制容积腔内的重油通过所述回油道外泄，以降低所述控制容积腔内的油压；在所述控制容积腔内的油压降低后，所述喷油器下体组件在所述高压燃油腔内的燃油油压作用下向上移动，以与所述高压燃油腔的腔壁间形成第一间隙，高压燃油腔内的重油通过所述第一间隙流入至所述喷嘴中，并向外喷射；所述循环阀关断，阻断所述高压燃油腔内的燃油外泄；

在所述电磁阀组件断电时，重油通过所述进油道分别进入至所述控制容积腔和所述高压燃油腔内，出油控制阀组件断开所述控制容积腔和所述回油道，以升高所述控制容积腔内的油压；在所述控制容积腔内的油压升高后，所述喷油器下体组件在所述控制容积腔内的燃油油压作用下向下移动，以与所述高压燃油腔的腔壁间形成密封，所述喷嘴停止向外喷射；

在所述喷嘴停止向外喷射后，低于重油油压的柴油通过所述进油道进入至所述高压燃油腔内，所述循环阀开启，导通所述高压燃油腔内的燃油外泄。

优选地，所述循环油道包括设置在所述喷油器上体内的第一循环油道和设置在所述喷油器体内的第二循环油道；所述喷油器上体朝向所述喷油器体的端面上开槽形成用于与所述第一循环油道连通的第一安装槽，所述喷油器体朝向所述喷油器上体的端面上开槽形成用于与所述第二循环油道连通的第二安装槽；所述第一安装槽与所述喷油器上体的端面的连接面形成第一锥面；

所述循环阀包括：一部分置于所述第一安装槽内，另一部分置于所述第二安装槽内的循环阀阀芯；所述循环阀阀芯置于所述第一安装槽内的部分的外表面上设有第一轴向切槽，且所述循环阀阀芯置于所述第一安装槽内，所述循环阀阀芯与第一安装槽的槽底之间设有循环阀弹簧；所述循环阀阀芯的外表面上设有用于与所述第一锥面形成锥面密封或第二间隙的第二锥面；

在所述第二循环油道内的油压大于所述循环阀弹簧的弹力时，所述循环阀阀芯在所述第二循环油道内的油压作用下向上移动，所述第一锥面和所述第二锥面间形成锥面密封；

在所述第二循环油道内的油压小于所述循环阀弹簧的弹力时，所述循环阀阀芯在所述循环阀弹簧的弹力作用下向上移动，所述第一锥面和所述第二锥面间形成第二间隙，所述第二循环油道内的燃油通过所述第二间隙和所述第一轴向切槽进入至所述第一循环油道中，以向外排出。

优选地，所述循环阀阀芯朝向所述第二循环油道内的端面上设有通槽，所述第二循环油道内的燃油通过所述通槽流入至所述循环阀阀芯和所述第二安装槽间的空间中，再通过所述第二间隙和所述第一轴向切槽流入至所述第一循环油道中；

所述循环阀阀芯朝向所述第一安装槽的槽底的方向延伸出有对所述循环阀弹簧进行支撑设的第一限位凸台，所述第一限位凸台与所述循环阀阀芯之间形成供所述循环阀弹簧的端部进行抵接的台阶面。

优选地，所述电磁阀组件包括：

由上至下依次设置的压紧螺塞、电磁阀、套筒和电磁阀阀套；

安装在所述套筒内的衔铁，所述衔铁相对于所述电磁阀设置；

安装在所述电磁阀阀套内的控制阀芯，所述控制阀芯部分穿过所述套筒并连接所述衔铁；

套设在所述控制阀芯上的电磁阀弹簧；

所述电磁阀通电时产生的电磁力吸引所述衔铁带动所述控制阀芯向上移动，所述电磁阀断电时通过所述电磁阀弹簧产生的反弹力推动所述控制阀芯向下移动。

优选地，所述控制阀芯外表面上突出设置有第二限位凸台，所述电磁阀弹簧被限位在所述第二限位凸台和所述套筒之间。

优选地，所述进油孔板上设有与所述控制容积腔连通的出油孔，所述出油控制阀组件包括：

由上至下依次设置的与所述电磁阀阀套一体成型的出油控制阀阀套和出油孔板；所述出油孔板上设有与所述出油孔连通的出油节流孔，与所述出油节流孔连通的出油腔，以及与所述出油腔连通的出油管；所述出油管连通所述回油道；

安装在所述出油控制阀阀套内的球阀导杆，所述球阀导杆相对于所述控制阀芯和所述出油节流孔设置；

在所述电磁阀通电带动所述控制阀芯向上移动后，所述球阀导杆在所述控制容积腔内的油压作用下向上移动，使所述出油节流孔连通所述出油腔，所述控制容积腔内的燃油依次通过所述出油孔、所述出油节流孔、所述出油腔和所述出油管流入至所述回油道中；

在电磁阀弹簧推动所述控制阀芯向下移动后，所述控制阀芯推动所述球阀导杆向下移动，封闭所述出油节流孔的出口，阻断进入至所述出油节流孔中的燃油进入至所述出油腔中。

优选地，所述电磁阀的外壁、所述套筒的外壁和所述喷油器体的内壁之间共同形成冷却腔，所述喷油器上体和所述喷油器体依次开孔形成冷却油进油道和冷却油回油道，所述冷却油进油道和所述冷却油回油道分别连通所述冷却腔。

优选地，所述套筒上设有连通所述冷却腔的冷却油过孔；

所述电磁阀阀套的外壁、所述出油控制阀阀套的外壁和所述喷油器体的内壁之间共同形成混合油腔，所述喷油器上体和所述喷油器体依次开孔形成连通所述混合油腔的混合回油道，所述电磁阀阀套和所述出油控制阀阀套的连接处设有连通所述混合油腔的横向油道；

其中，所述冷却腔内的冷却油通过所述冷却油过孔进入至所述套筒内，并依次通过所述套筒和所述控制阀芯之间的缝隙、所述控制阀芯和所述电磁阀阀套之间的缝隙和所述横向油道流向至所述混合油腔中，进入至所述出油腔内的燃油通过所述球阀导杆和所述出油控制阀阀套之间的缝隙和所述横向油道流向至所述混合油腔中，流入至所述混合油腔中的冷却油和燃油混合后通过所述混合回油道向外排出。

优选地，所述喷嘴采用过盈配合方式部分套接在所述针阀体外表面，且所述喷嘴和所述针阀体通过喷嘴紧帽进行压紧，所述喷油器体、所述进油孔板和所述针阀体通过器体紧帽进行压紧。

优选地，所述电磁阀阀套和所述喷油器体的内壁之间设有上密封圈，所述出油控制阀阀套和所述喷油器体的内壁之间设有下密封圈，所述混合油腔位于所述上密封圈和所述下密封圈之间。

本发明的有益效果为：

(1)、结合低速机燃用重油的特殊要求，电控喷油器的电磁阀同时采用隔离、密封及冷却设计，通过支撑导向套(其由电磁阀阀套和出油控制阀阀套一体成型形成)分别与球阀导杆和控制阀芯之间形成的偶件配合将电磁阀与重油工作区域隔离和密封，并在电磁阀周围设计冷却腔对电磁阀进行冷却，适应重油的使用环境。

(2)、在电控喷油器内设计循环阀，当喷油器内的燃油处于低压时，喷油器的进油道与循环回油道之间通过循环阀连通，将喷油器内的重油进行循环冲洗，提高喷油器内油腔及油道的清洁度，同时防止重油在喷油器内凝固。

(3)、电控喷油器内设计支撑导向套，支撑导向套将喷油器下体部分与电磁阀分离，通过设计支撑导向套的高度可以灵活调节电磁阀的安装位置。

(4)、出油孔板的座面密封采用球阀密封，设计了球阀导杆结构，充分利用了球阀的自对中性以及导杆的导向性、密封性，保证了出油孔板的座面密封、球阀导杆的轴向动密封及导向性。

(5)、在喷油器体中间部分设计混合油腔和混合油道，用于将通过偶件间隙泄漏的高压燃油和冷却油进行收集并单独回收，防止燃油与冷却油之间相互污染。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为喷油器中间部分的结构示意图之一；

图3为喷油器中间部分的结构示意图之二；

图4为喷油器中间部分的结构示意图之三；

图5为喷油器中间部分的结构示意图之四；

图6为喷油器下体部分的结构示意图；

图7为循环阀在喷油器上体和喷油器体的安装示意图；

图8为针阀与针阀体之间形成密封的结构示意图；

图9为电磁阀组件和出油控制阀组件在喷油器体内的配合示意图；

图10为电磁阀组件在喷油器体内的配合示意图；

图11为本发明的循环阀阀芯的结构示意图；

附图标记说明：1-喷油器上体部分；11-喷油器上体；111-第一安装槽：112-第一锥面；12-循环阀弹簧；13-循环阀阀芯；131-第一轴向切槽；132-第二锥面；133-通槽；134-第一限位凸台；102-第一进油道；103-第一循环油道；2-喷油器中间部分；21-压紧螺塞；22-喷油器体；221-第二安装槽；23-电磁阀密封圈；24-电磁阀；25-套筒；26-衔铁；27-固定螺钉；28-电磁阀弹簧；29-支撑导向套；291-电磁阀阀套；292-出油控制阀阀套；293-横向油道；30-调整垫片；31-上密封圈；32-控制阀芯；321-第二限位凸台；33-球阀导杆；34-下密封圈；35-出油孔板；351-出油节流孔；352-出油腔；353-出油管；202-第二循环油道；203-第二进油道；204-冷却腔；205-混合油腔；206-出油节流孔；209-冷却油进油道；210-冷却油回油道；207-回油道；208-混合回油道；6-喷油器下体部分；4-进油孔板；61-针阀体；611-第四锥面；62-控制柱塞套；63-调压弹簧；64-针阀；641-第三限位凸台；642-第三锥面；65-器体紧帽；66-喷嘴紧帽；67-喷嘴；402-出油孔；403-第三循环油道；404-进油节流孔；602-控制容积腔；603-高压燃油腔。

具体实施方式

参照图1至图11，本发明提供了一种用于低速柴油机的重油电控喷油器，包括：由上至下依次设置的喷油器上体11、喷油器体22、进油孔板4、针阀体61和喷嘴67；所述针阀体61朝向所述进油孔板4的端面分别形成有控制容积腔602和高压燃油腔603；所述喷油器上体11、所述喷油器体22和所述进油孔板4之间依次布置形成进油道、回油道207和循环油道，所述进油道的出口通过油路分别连通至所述控制容积腔602和所述高压燃油腔603，所述循环油道连通所述高压燃油腔603；所述循环油道内设有阻断或导通所述高压燃油腔603内的燃油外泄的循环阀；所述喷油器体22内安装有用于通电或断电的电磁阀组件以及用于导通或断开所述控制容积腔602和所述回油道207的出油控制阀组件；所述针阀体61的高压燃油腔603内设有用于与所述高压燃油腔603的腔壁间形成供所述高压燃油腔603内的燃油通过的第一间隙或形成密封的喷油器下体组件；在所述电磁阀组件通电时，重油通过所述进油道分别进入至所述控制容积腔602和所述高压燃油腔603内，所述电磁阀组件带动所述出油控制阀组件导通所述控制容积腔602和所述回油道207，所述控制容积腔602内的重油通过所述回油道207外泄，以降低所述控制容积腔602内的油压；在所述控制容积腔602内的油压降低后，所述喷油器下体组件在所述高压燃油腔603内的燃油油压作用下向上移动，以与所述高压燃油腔603的腔壁间形成第一间隙，高压燃油腔603内的重油通过所述第一间隙流入至所述喷嘴67中，并向外喷射；所述循环阀关断，阻断所述高压燃油腔603内的燃油外泄；在所述电磁阀组件断电时，重油通过所述进油道分别进入至所述控制容积腔602和所述高压燃油腔603内，出油控制阀组件断开所述控制容积腔602和所述回油道207，以升高所述控制容积腔602内的油压；在所述控制容积腔602内的油压升高后，所述喷油器下体组件在所述控制容积腔602内的燃油油压作用下向下移动，以与所述高压燃油腔603的腔壁间形成密封，所述喷嘴67停止向外喷射；在所述喷嘴67停止向外喷射后，低于重油油压的柴油通过所述进油道进入至所述高压燃油腔603内，所述循环阀开启，导通所述高压燃油腔603内的燃油外泄。

参照图1至图6以及图9，进油道包括设置在喷油器上体11内的第一进油道102和设置在喷油器体22内的第二进油道203，第一进油道102和第二进油道203连通。当燃油通过第二进油道203进入至进油孔板4时，燃油分开为2路，第一路为流入至高压燃油腔603内的主燃油，第二路为通过在进油孔板4上设置的进油节流孔404流入至控制容积腔602内的控制燃油。

其中，参照图6，喷油器上体11和喷油器体22之间通过螺栓连接在一体。所述喷嘴67采用过盈配合方式部分套接在所述针阀体61外表面，且所述喷嘴67和所述针阀体61通过喷嘴紧帽66进行压紧，所述喷油器体22、所述进油孔板4和所述针阀体61通过器体紧帽65进行压紧。

其中，对于本申请的上述电控喷油器，其主要应用在船用的低速柴油机中。具体来说，该电控喷油器可以实现对燃用重油的喷射。本申请中，在电磁阀组件断电后，向电控喷油器内通入油压低于该重油的轻质柴油，轻质燃油进入后，会使位于循环阀的进油端的油压下降，进而使循环阀开启，存留在高压燃油腔603内的重油通过该循环阀向外排出。这样，在电磁阀组件下电后，通过通入轻质柴油实现对电控喷油器内的重油的外排，达到防止重油在电控喷油器内凝固，防止零部件被腐蚀损坏的效果。

参照图6，所述循环油道包括设置在所述喷油器上体11内的第一循环油道103和设置在所述喷油器体22内的第二循环油道202；所述喷油器上体11朝向所述喷油器体22的端面上开槽形成用于与所述第一循环油道103连通的第一安装槽111，所述喷油器体22朝向所述喷油器上体11的端面上开槽形成用于与所述第二循环油道202连通的第二安装槽221；所述第一安装槽111与所述喷油器上体11的端面的连接面形成第一锥面112；所述循环阀包括：一部分置于所述第一安装槽111内，另一部分置于所述第二安装槽221内的循环阀阀芯13；所述循环阀阀芯13置于所述第一安装槽111内的部分的外表面上设有第一轴向切槽131，且所述循环阀阀芯13置于所述第一安装槽111内，所述循环阀阀芯13与第一安装槽111的槽底之间设有循环阀弹簧12；所述循环阀阀芯13的外表面上设有用于与所述第一锥面112形成锥面密封或第二间隙的第二锥面132；在所述第二循环油道202内的油压大于所述循环阀弹簧12的弹力时，所述循环阀阀芯13在所述第二循环油道202内的油压作用下向上移动，所述第一锥面112和所述第二锥面132间形成锥面密封；在所述第二循环油道202内的油压小于所述循环阀弹簧12的弹力时，所述循环阀阀芯13在所述循环阀弹簧12的弹力作用下向上移动，所述第一锥面112和所述第二锥面132间形成第二间隙，所述第二循环油道202内的燃油通过所述第二间隙和所述第一轴向切槽131进入至所述第一循环油道103中，以向外排出。

如图1和图9，循环油道还包括设置在进油孔板4上的第三循环油道403，该第三循环油道403分别与第二循环油道202和高压燃油腔603连通。

具体来说，在电磁阀组件通电时，由于通入至进油道中的燃油为重油，重油的油压大于循环阀弹簧12的弹力，因此，在第二循环油道202内的重油的油压推动下，使循环阀阀芯13向上移动，使该循环阀弹簧12被压缩，第二锥面132即与第一锥面112之间形成密封，在此状态下，在高压燃油腔603内的燃油则无法通过循环阀向外排出，而只能通过喷嘴67向外喷射，可以实现电控喷油器的喷射作用。

在电磁阀组件断电时，将通入到进油道中的高压重油切换为低压的柴油，随着柴油的不断通入，会使第二循环油道202内的油压降低至低压柴油压力，当第二循环油道202内的油压小于循环阀弹簧12的反弹力时，被压缩的循环阀弹簧12即发生反弹，推动循环阀阀芯13向下移动，第一锥面112和第二锥面132之间形成上述的第二间隙，此时，残留在第二循环油道202内的重油和进入至循环油道内的柴油则通过该第二间隙流入至第一循环油道103中，最终向外排出；同时，在控制容积腔602中残留的重油和新进入至控制容积腔602中的柴油则通过回油道207向外排出；这样，在不需要电控喷油器进行重油喷射时，可使得在控制容积腔602和高压燃油腔603内的重油都能向外排出，防止重油存留在电控喷油器内对电控喷油器内部器件造成腐蚀与堵塞。

对于循环阀阀芯13来说，参照图11，所述循环阀阀芯13朝向所述第二循环油道202内的端面上设有通槽133，所述第二循环油道202内的燃油通过所述通槽133流入至所述循环阀阀芯13和所述第二安装槽221间的空间中，再通过所述第二间隙和所述第一轴向切槽131流入至所述第一循环油道103中；所述循环阀阀芯13朝向所述第一安装槽111的槽底的方向延伸出有对所述循环阀弹簧12进行支撑的第一限位凸台134，所述第一限位凸台134与所述循环阀阀芯13之间形成供所述循环阀弹簧12的端部进行抵接的台阶面。结合图7和图11可以看出，该循环阀弹簧12被限位于该第一限位凸台134和该循环阀阀芯13之间，可以增强对循环阀弹簧12的压缩效果，以及增强循环阀弹簧12反弹时对循环阀阀芯13的推动效果。

参照图2至图5，所述电磁阀组件包括：由上至下依次设置的压紧螺塞21、电磁阀24、套筒25和电磁阀阀套29；安装在所述套筒25内的衔铁26，所述衔铁26相对于所述电磁阀24设置；安装在所述电磁阀阀套29内的控制阀芯32，所述控制阀芯32部分穿过所述套筒25并连接所述衔铁26；套设在所述控制阀芯32上的电磁阀弹簧28；所述电磁阀24通电时产生的电磁力吸引所述衔铁26带动所述控制阀芯32向上移动，所述电磁阀24断电时通过所述电磁阀弹簧28产生的反弹力推动所述控制阀芯32向下移动。其中，压紧螺塞21用于将安装在喷油器体22中孔内的零件(电磁阀24、套筒25、电磁阀阀套291、出油控制阀阀套292和出油孔板35)进行压紧。电磁阀24和喷油器体22之间设有提高密封性能的电磁阀密封圈23，该压紧螺塞21和该喷油器上体11相抵接。衔铁26通过固定螺钉27和控制阀芯32固定在一起，这样，衔铁26在受到电磁阀24的电磁力的吸引向上移动时，可以带动控制阀芯32向上移动；在控制阀芯32在电磁阀弹簧28的作用下向下移动时，控制阀芯32带动衔铁26向下移动。

球阀导杆33采用一体式设计，阀芯形状为一端带有密封球面的细长杆。具体来说，通过在细长杆的端部加工形成对出油节流孔351的出口进行密封的弧形面或者半球面。这样，对于球阀导杆33来说，细长杆可以实现定位，而在细长杆端部形成的半球面则可以起到密封的效果。相对于现有技术的球阀导杆来说，本申请中的球阀导杆33在制作时可以减少一道制作工序。

如图10所示，为了提高电磁阀弹簧28的限位效果，在所述控制阀芯32外表面上突出设置有第二限位凸台321，所述电磁阀弹簧28被限位在所述第二限位凸台321和所述套筒25之间。同时，在电磁阀弹簧28朝向该第二限位凸台321之间设有调整垫片30，可以通过改变调整垫片30的厚度来调整套筒25的高度，以补偿机械加工的累积误差。

参照图1至图6以及图9与图10，所述进油孔板4上设有与所述控制容积腔602连通的出油孔402，所述出油控制阀组件包括：由上至下依次设置的与所述电磁阀阀套29一体成型的出油控制阀阀套292和出油孔板35；所述出油孔板35上设有与所述出油孔402连通的出油节流孔206，与所述出油节流孔206连通的出油腔352，以及与所述出油腔352连通的出油管353；所述出油管353连通所述回油道207；安装在所述出油控制阀阀套292内的球阀导杆33，所述球阀导杆33相对于所述控制阀芯32和所述出油节流孔206设置；在所述电磁阀24通电带动所述控制阀芯32向上移动后，所述球阀导杆33在所述控制容积腔602内的油压作用下向上移动，使所述出油节流孔206连通所述出油腔352，所述控制容积腔602内的燃油依次通过所述出油孔402、所述出油节流孔206、所述出油腔352和所述出油管353流入至所述回油道207中；在电磁阀弹簧28推动所述控制阀芯32向下移动后，所述控制阀芯32推动所述球阀导杆33向下移动，封闭所述出油节流孔206的出口，阻断进入至所述出油节流孔206中的燃油进入至所述出油腔352中。

其中，电磁阀阀套29和出油控制阀阀套292一体成型形成支撑导向套29，由于该支撑导向套29，设计在出油孔板35和电磁阀24之间，使电磁阀24远离重油在喷油器内的工作区域，对于电磁阀24来说，由于其距离重油的工作区域较远，可以使重油产生的热量尽可能少地传递给电磁阀24，防止电磁阀24过热。同时，支撑导向套29分别与球阀导杆33和控制阀芯32设计为偶件配合，使通过偶件缝隙的燃油和冷却油泄漏量减小，通过偶件之间的动密封将电磁阀24与燃油的工作区域相互隔离。

优选地，参照图6，所述喷油器下体组件包括：控制柱塞套62，所述控制柱塞套62朝向所述进油孔板4的端面开设有连通至所述高压燃油腔603的通孔，一部分穿过所述高压燃油腔603后插入至所述通孔内，另一部分插入至所述喷嘴67内的针阀64；所述针阀64、所述通孔的孔壁和所述进油孔板4之间共同围设形成所述控制容积腔602；套设在所述针阀64上的调压弹簧63，所述调压弹簧63限位于所述控制柱塞套62和所述针阀64外表面上突出设置的第三限位凸台641之间；在所述控制容积腔602内的燃油部分泄压后，所述针阀64在所述高压燃油腔603内的油压作用下向上移动，以与所述高压燃油腔603的出口腔壁处形成所述第一间隙；在所述控制容积腔602内的燃油增压后，所述针阀64在所述控制容积腔602的油压和所述调压弹簧63的弹力作用下向下移动，以与所述高压燃油腔603的出口腔壁之间形成密封。

针阀64、控制柱塞套62、调压弹簧63安装在针阀体61和喷嘴67的中孔内，控制柱塞套62上端面与进油孔板4下端面贴合，下端通过调压弹簧63支撑，调压弹簧63支撑在针阀64中间的弹簧支撑座上，针阀64上端外圆表面与控制柱塞套62内圆表面为偶件配合。

具体来说，参照图8，所述针阀64位于所述高压燃油腔603内的部分的外表面上设有第二轴向切槽，所述针阀64的外表面上与所述第二轴向切槽相邻的部位设有第三锥面642，所述高压燃油腔603的出口腔壁处形成为与所述第三锥面642相密封的第四锥面611；在所述针阀64向上移动时，所述第三锥面642与所述第四锥面611形成所述第一间隙，所述高压燃油腔603内的燃油通过所述第二轴向切槽和所述第一间隙进入至所述喷嘴67中；在所述针阀64向下移动时，所述第三锥面642与所述第四锥面611形成密封。其中，第三锥面642和第四锥面611之间的密封原理与第一锥面112和第二锥面132之间的密封原理相似，此处，不再进行赘述。

参照图4，所述电磁阀24的外壁、所述套筒25的外壁和所述喷油器体22的内壁之间共同形成冷却腔204，所述喷油器上体11和所述喷油器体22依次开孔形成冷却油进油道209和冷却油回油道210，所述冷却油进油道209和所述冷却油回油道210分别连通所述冷却腔204。在电磁阀24周围设计冷却油腔，通过不断循环的冷却油对电磁阀24进行冷却，降低电磁阀24的工作温度，保证电磁阀24的工作环境。

为了减少燃油泄漏，在本申请中，如图2至图6，以及图9，所述套筒25上设有连通所述冷却腔204的冷却油过孔；所述电磁阀阀套29的外壁、所述出油控制阀阀套292的外壁和所述喷油器体22的内壁之间共同形成混合油腔205，所述喷油器上体11和所述喷油器体22依次开孔形成连通所述混合油腔205的混合回油道208，所述电磁阀阀套29和所述出油控制阀阀套292的连接处设有连通所述混合油腔205的横向油道293；其中，所述冷却腔204内的冷却油通过所述冷却油过孔进入至所述套筒25内，并依次通过所述套筒25和所述控制阀芯32之间的缝隙、所述控制阀芯32和所述电磁阀阀套29之间的缝隙和所述横向油道293流向至所述混合油腔205中，进入至所述出油腔352内的燃油通过所述球阀导杆33和所述出油控制阀阀套292之间的缝隙和所述横向油道293流向至所述混合油腔205中，流入至所述混合油腔205中的冷却油和燃油混合后通过所述混合回油道208向外排出。

为了防止在混合油腔205内的混合油发生泄漏，如图2至6所示，所述电磁阀阀套29和所述喷油器体22的内壁之间设有上密封圈31，所述出油控制阀阀套292和所述喷油器体22的内壁之间设有下密封圈34，所述混合油腔205位于所述上密封圈31和所述下密封圈34之间。

本发明的上述电控喷油器，其在使用时主要包括电磁阀24通电和电磁阀24未通电两种状态。

当电磁阀24尚未通电，衔铁26、控制阀芯32以及球阀导杆33在电磁阀弹簧28的作用下，将球阀导杆33的球头压紧在出油孔板35的密封座面，使密封座面处于密封状态。针阀64在高压燃油液压力和调压弹簧63的作用下处于关闭状态。

电磁阀24通电后产生电磁力，衔铁26受到来自电磁阀24的吸力作用，同时带动控制阀芯32克服电磁阀弹簧28的作用力向上运动，球阀导杆33上端的压紧力减小，在下端液压力作用下，球阀导杆33向上运动，下端密封座面打开，控制容积腔602内的高压燃油通过出油孔402和出油节流孔206从密封座面流出，控制容积腔602内的燃油压力逐渐降低，针阀64在下端液压力的作用下，克服调压弹簧63作用力向上运动并打开喷嘴67的密封面，高压燃油腔603内的燃油从喷嘴67端的喷孔喷出。

当电磁阀24断电后，电磁力消失，控制阀芯32和衔铁26在电磁阀弹簧28的作用下向下运动，弹簧产生的复位力通过控制阀芯32传递给球阀导杆33，球阀导杆33下端面将出油节流孔206密封，喷油器内的高压燃油再次进入密封状态，进油道内的高压燃油(柴油)不断地进入到喷油器的控制容积腔602和高压燃油腔603内，控制容积腔602内的燃油压力逐渐升高，在液压力和弹簧力的双重作用下，针阀64向下运动并关闭喷嘴67的密封面，喷油过程结束。

当流经喷油器上体11的进油道内的燃油压力降低至某一极限压力，喷油器无法进行燃油喷射，喷油器内仍然充满燃油。此时，循环阀弹簧12的作用力大于循环阀阀芯13下端面的燃油液压力，在弹簧力的作用下，循环阀阀芯13向下运动并将循环阀阀芯13的密封面打开，喷油器内的燃油通过密封面进入到回油道207内，进油道、回油道207与喷油器内的高压燃油腔603连通，喷油器内的燃油进入循环模式流动。

喷油器器体内的中间的支撑导向套29与球阀导杆33、控制阀芯32互为偶件配合，在喷油器持续工作过程中，电磁阀冷却腔204内充满低压冷却油，控制容积腔602内充满高压燃油，球阀导杆33下端与出油孔板35的密封座面打开，少量燃油会通过球阀导杆33与支撑导向套29的配合间隙泄漏，少量冷却油会通过控制阀芯32与支撑导向套29的配合间隙泄漏，燃油和冷却油泄漏至控制阀芯32与球阀导杆33的连接处，通过支撑导向套29中部的横向油道293进入到混合油腔205内，支撑导向套29外圈的两道密封圈可以防止混合油腔205内的混合油向其他部位泄漏造成对冷却油和燃油污染，混合腔内的混合油通过喷油器体22的混合回油道208引入到喷油器体22外。

在喷油器工作过程中，电磁阀24受到来自重油的热量，导致电磁阀24工作温度高，为了防止电磁阀24的工作失效，电磁阀24周围设计冷却腔204和冷却油道。冷却油从冷却油进油道209进入至电磁阀冷却腔204内，在电磁阀冷却腔204内流动带走热量，并从冷却油回油道210流出。

本申请中，喷油器包括喷油器上体部分1、喷油器中间部分2和喷油器下体部分6，喷油器上体11、循环阀弹簧12及循环阀阀芯13共同形成喷油器上体部分1，喷油器中间部分2包括喷油器体22、出油孔板35、支撑导向套29、球阀导杆33以及高速电磁阀24等零件共同形成喷油器中间部分2，进油孔板4、针阀体61、控制柱塞套62、调压弹簧63、针阀64及喷嘴67等零件共同形成喷油器下体部分6。

本发明的电控喷油器，可以适用于重油强腐蚀性、高温的使用环境，同时具有灵活调节喷油规律、精确控制循环喷油量等特点，满足低速柴油机的发展需求。本发明的优点主要有：

(1)、结合低速机燃用重油的特殊要求，电控喷油器的电磁阀24同时采用隔离、密封及冷却设计，通过支撑导向套29分别与球阀导杆33和控制阀芯32之间形成的偶件配合将电磁阀24与重油工作区域隔离和密封，并在电磁阀24周围设计冷却腔204对电磁阀24进行冷却，适应重油的使用环境。

(2)、在电控喷油器内设计循环阀，当喷油器内的燃油处于低压时，喷油器的进油道与循环回油道之间通过循环阀连通，将喷油器内的重油进行循环冲洗，提高喷油器内油腔及油道的清洁度，同时防止重油在喷油器内凝固。

(3)、电控喷油器内设计支撑导向套29，支撑导向套29将喷油器下体部分6与电磁阀24分离，通过设计支撑导向套29的高度可以灵活调节电磁阀24的安装位置。

(4)、出油孔板35的座面密封采用球阀密封，设计了球阀导杆33结构，充分利用了球阀的自对中性以及导杆的导向性、密封性，保证了出油孔板35的座面密封、球阀导杆33的轴向动密封及导向性。

(5)、在喷油器体22中间部分设计混合油腔205和混合油道，用于将通过偶件间隙泄漏的高压燃油和冷却油进行收集并单独回收，防止燃油与冷却油之间相互污染。

Claims (9)

1.一种用于低速柴油机的重油电控喷油器，其特征在于，包括：由上至下依次设置的喷油器上体(11)、喷油器体(22)、进油孔板(4)、针阀体(61)和喷嘴(67)；

所述针阀体(61)朝向所述进油孔板(4)的端面分别形成有控制容积腔(602)和高压燃油腔(603)；

所述喷油器上体(11)、所述喷油器体(22)和所述进油孔板(4)之间依次布置形成进油道、回油道(207)和循环油道，所述进油道的出口通过油路分别连通至所述控制容积腔(602)和所述高压燃油腔(603)，所述循环油道连通所述高压燃油腔(603)；所述循环油道内设有阻断或导通所述高压燃油腔(603)内的燃油外泄的循环阀；

所述喷油器体(22)内安装有用于通电或断电的电磁阀组件以及用于导通或断开所述控制容积腔(602)和所述回油道(207)的出油控制阀组件；

所述针阀体(61)的高压燃油腔(603)内设有用于与所述高压燃油腔(603)的腔壁间形成供所述高压燃油腔(603)内的燃油通过的第一间隙或形成密封的喷油器下体组件；

在所述电磁阀组件通电时，重油通过所述进油道分别进入至所述控制容积腔(602)和所述高压燃油腔(603)内，所述电磁阀组件带动所述出油控制阀组件导通所述控制容积腔(602)和所述回油道(207)，所述控制容积腔(602)内的重油通过所述回油道(207)外泄，以降低所述控制容积腔(602)内的油压；在所述控制容积腔(602)内的油压降低后，所述喷油器下体组件在所述高压燃油腔(603)内的燃油油压作用下向上移动，以与所述高压燃油腔(603)的腔壁间形成第一间隙，高压燃油腔(603)内的重油通过所述第一间隙流入至所述喷嘴(67)中，并向外喷射；所述循环阀关断，阻断所述高压燃油腔(603)内的燃油外泄；

在所述电磁阀组件断电时，重油通过所述进油道分别进入至所述控制容积腔(602)和所述高压燃油腔(603)内，出油控制阀组件断开所述控制容积腔(602)和所述回油道(207)，以升高所述控制容积腔(602)内的油压；在所述控制容积腔(602)内的油压升高后，所述喷油器下体组件在所述控制容积腔(602)内的燃油油压作用下向下移动，以与所述高压燃油腔(603)的腔壁间形成密封，所述喷嘴(67)停止向外喷射；

在所述喷嘴(67)停止向外喷射后，低于重油油压的柴油通过所述进油道进入至所述高压燃油腔(603)内，所述循环阀开启，导通所述高压燃油腔(603)内的燃油外泄；

所述循环油道包括设置在所述喷油器上体(11)内的第一循环油道(103)和设置在所述喷油器体(22)内的第二循环油道(202)；所述喷油器上体(11)朝向所述喷油器体(22)的端面上开槽形成用于与所述第一循环油道(103)连通的第一安装槽(111)，所述喷油器体(22)朝向所述喷油器上体(11)的端面上开槽形成用于与所述第二循环油道(202)连通的第二安装槽(221)；所述第一安装槽(111)与所述喷油器上体(11)的端面的连接面形成第一锥面(112)；

所述循环阀包括：一部分置于所述第一安装槽(111)内，另一部分置于所述第二安装槽(221)内的循环阀阀芯(13)；所述循环阀阀芯(13)置于所述第一安装槽(111)内的部分的外表面上设有第一轴向切槽(131)，且所述循环阀阀芯(13)置于所述第一安装槽(111)内，所述循环阀阀芯(13)与第一安装槽(111)的槽底之间设有循环阀弹簧(12)；所述循环阀阀芯(13)的外表面上设有用于与所述第一锥面(112)形成锥面密封或第二间隙的第二锥面(132)；

在所述第二循环油道(202)内的油压大于所述循环阀弹簧(12)的弹力时，所述循环阀阀芯(13)在所述第二循环油道(202)内的油压作用下向上移动，所述第一锥面(112)和所述第二锥面(132)间形成锥面密封；

在所述第二循环油道(202)内的油压小于所述循环阀弹簧(12)的弹力时，所述循环阀阀芯(13)在所述循环阀弹簧(12)的弹力作用下向上移动，所述第一锥面(112)和所述第二锥面(132)间形成第二间隙，所述第二循环油道(202)内的燃油通过所述第二间隙和所述第一轴向切槽(131)进入至所述第一循环油道(103)中，以向外排出。

2.根据权利要求1所述的用于低速柴油机的重油电控喷油器，其特征在于，所述循环阀阀芯(13)朝向所述第二循环油道(202)内的端面上设有通槽(133)，所述第二循环油道(202)内的燃油通过所述通槽(133)流入至所述循环阀阀芯(13)和所述第二安装槽(221)间的空间中，再通过所述第二间隙和所述第一轴向切槽(131)流入至所述第一循环油道(103)中；

所述循环阀阀芯(13)朝向所述第一安装槽(111)的槽底的方向延伸出有对所述循环阀弹簧(12)进行支撑的第一限位凸台(134)，所述第一限位凸台(134)与所述循环阀阀芯(13)之间形成供所述循环阀弹簧(12)的端部进行抵接的台阶面。

3.根据权利要求1所述的用于低速柴油机的重油电控喷油器，其特征在于，所述电磁阀组件包括：

由上至下依次设置的压紧螺塞(21)、电磁阀(24)、套筒(25)和电磁阀阀套(29)；

安装在所述套筒(25)内的衔铁(26)，所述衔铁(26)相对于所述电磁阀(24)设置；

安装在所述电磁阀阀套(29)内的控制阀芯(32)，所述控制阀芯(32)部分穿过所述套筒(25)并连接所述衔铁(26)；

套设在所述控制阀芯(32)上的电磁阀弹簧(28)；

所述电磁阀(24)通电时产生的电磁力吸引所述衔铁(26)带动所述控制阀芯(32)向上移动，所述电磁阀(24)断电时通过所述电磁阀弹簧(28)产生的反弹力推动所述控制阀芯(32)向下移动。

4.根据权利要求3所述的用于低速柴油机的重油电控喷油器，其特征在于，所述控制阀芯(32)外表面上突出设置有第二限位凸台(321)，所述电磁阀弹簧(28)被限位在所述第二限位凸台(321)和所述套筒(25)之间。

5.根据权利要求3所述的用于低速柴油机的重油电控喷油器，其特征在于，所述进油孔板(4)上设有与所述控制容积腔(602)连通的出油孔(402)，所述出油控制阀组件包括：

由上至下依次设置的与所述电磁阀阀套(29)一体成型的出油控制阀阀套(292)和出油孔板(35)；所述出油孔板(35)上设有与所述出油孔(402)连通的出油节流孔(351)，与所述出油节流孔(351)连通的出油腔(352)，以及与所述出油腔(352)连通的出油管(353)；所述出油管(353)连通所述回油道(207)；

安装在所述出油控制阀阀套(292)内的球阀导杆(33)，所述球阀导杆(33)相对于所述控制阀芯(32)和所述出油节流孔(351)设置；

在所述电磁阀(24)通电带动所述控制阀芯(32)向上移动后，所述球阀导杆(33)在所述控制容积腔(602)内的油压作用下向上移动，使所述出油节流孔(351)连通所述出油腔(352)，所述控制容积腔(602)内的燃油依次通过所述出油孔(402)、所述出油节流孔(351)、所述出油腔(352)和所述出油管(353)流入至所述回油道(207)中；

在电磁阀弹簧(28)推动所述控制阀芯(32)向下移动后，所述控制阀芯(32)推动所述球阀导杆(33)向下移动，封闭所述出油节流孔(351)的出口，阻断进入至所述出油节流孔(351)中的燃油进入至所述出油腔(352)中。

6.根据权利要求5所述的用于低速柴油机的重油电控喷油器，其特征在于，所述电磁阀(24)的外壁、所述套筒(25)的外壁和所述喷油器体(22)的内壁之间共同形成冷却腔(204)，所述喷油器上体(11)和所述喷油器体(22)依次开孔形成冷却油进油道(209)和冷却油回油道(210)，所述冷却油进油道(209)和所述冷却油回油道(210)分别连通所述冷却腔(204)。

7.根据权利要求6所述的用于低速柴油机的重油电控喷油器，其特征在于，所述套筒(25)上设有连通所述冷却腔(204)的冷却油过孔；

所述电磁阀阀套(29)的外壁、所述出油控制阀阀套(292)的外壁和所述喷油器体(22)的内壁之间共同形成混合油腔(205)，所述喷油器上体(11)和所述喷油器体(22)依次开孔形成连通所述混合油腔(205)的混合回油道(208)，所述电磁阀阀套(29)和所述出油控制阀阀套(292)的连接处设有连通所述混合油腔(205)的横向油道(293)；

其中，所述冷却腔(204)内的冷却油通过所述冷却油过孔进入至所述套筒(25)内，并依次通过所述套筒(25)和所述控制阀芯(32)之间的缝隙、所述控制阀芯(32)和所述电磁阀阀套(29)之间的缝隙和所述横向油道(293)流向至所述混合油腔(205)中，进入至所述出油腔内的燃油通过所述球阀导杆(33)和所述出油控制阀阀套(292)之间的缝隙和所述横向油道(293)流向至所述混合油腔(205)中，流入至所述混合油腔(205)中的冷却油和燃油混合后通过所述混合回油道(208)向外排出。

8.根据权利要求5所述的用于低速柴油机的重油电控喷油器，其特征在于，所述喷嘴(67)采用过盈配合方式部分套接在所述针阀体(61)外表面，且所述喷嘴(67)和所述针阀体(61)通过喷嘴紧帽(66)进行压紧，所述喷油器体(22)、所述进油孔板(4)和所述针阀体(61)通过器体紧帽(65)进行压紧。

9.根据权利要求7所述的用于低速柴油机的重油电控喷油器，其特征在于，所述电磁阀阀套(29)和所述喷油器体(22)的内壁之间设有上密封圈(31)，所述出油控制阀阀套(292)和所述喷油器体(22)的内壁之间设有下密封圈(34)，所述混合油腔(205)位于所述上密封圈(31)和所述下密封圈(34)之间。