CN105673287A - 一种高压共轨电控喷油器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压共轨电控喷油器，包括有喷油器本体，喷油器本体内装配由控制阀和控制活塞构成的阀组件，控制阀的上方设置有衔铁组件，该衔铁组件与控制阀之间设置有衔铁升程调整垫圈，衔铁组件的上方设置有电磁阀组件；控制阀的回油节流孔与钢球相配合，控制活塞的下端与顶杆相配合，该顶杆外套装有油嘴弹簧,顶杆的下方设置有喷油嘴偶件，喷油嘴偶件外套装有喷油嘴紧帽，该喷油嘴紧帽与喷油器本体的下端相螺接。本发明的优点在于，结构合理，装配、维修方便，间隙调整方便，生产成本低，使用寿命长。

Description

一种高压共轨电控喷油器
技术领域
本发明涉及柴油机电控技术领域，尤其指的是一种高压共轨电控喷油器。
背景技术
随着全球人类对柴油机排放和经济性要求的日益提高，传统机械式柴油机燃油喷射***已经无法满足现有需求。电控技术的发展推进柴油机燃油喷射***三次飞跃发展，其中高压共轨燃油喷射***实现了高压喷射、独立喷油正时、喷油速率等柔性控制，改善了经济性，提高了动力性和可靠性，将成为电控柴油机燃油喷射***的发展趋势。目前，国内高压共轨电控喷油器生产厂家，都采用以下结构：控制活塞直接与喷油器本体内孔配合，组成一副偶件；控制阀部件中的控制阀座把节流孔板压紧在喷油器本体上端内腔中，衔铁组件中的衔铁杆下端面与节流孔板的回油节流孔上端面之间采用平面密封结构；衔铁的行程通过衔铁升程调整垫圈来调整；衔铁上端面制有一小凸台，其高度即为衔铁上端面与电磁阀组件中的铁芯下端面之间的空气隙。此结构，存在以下缺点：1、喷油器本体必须采用渗碳淬火工艺，导向中孔必须有足够的硬度，制造成本高；使用一定时间后，喷油器本体与控制活塞的配合处磨损，喷油器本体报废，使用成本高。2、衔铁组件中的衔铁杆下端面与节流孔板的回油节流孔上端面之间采用平面密封结构，必然使得各个相关零件的形位公差要求足够高，制造成本高。3、衔铁组件的下行，没有缓冲弹簧，会对节流孔板产生较大的向下冲击力。4、衔铁上端面与电磁阀组件中的铁芯下端面之间的空气隙，由衔铁上端面的小凸台高度来控制，没有可调整性；并且，对电磁阀铁芯有冲击力，增加电磁阀制造成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供结构合理，装配、维修方便，间隙调整方便，生产成本低，使用寿命长的一种高压共轨电控喷油器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种高压共轨电控喷油器，包括有喷油器本体，喷油器本体内装配由控制阀和控制活塞构成的阀组件，控制阀的上方设置有衔铁组件，该衔铁组件与控制阀之间设置有衔铁升程调整垫圈，衔铁组件的上方设置有电磁阀组件；控制阀的回油节流孔与钢球相配合，控制活塞的下端与顶杆相配合，该顶杆外套装有油嘴弹簧,顶杆的下方设置有喷油嘴偶件，喷油嘴偶件外套装有喷油嘴紧帽，该喷油嘴紧帽与喷油器本体的下端相螺接。
优化的技术措施还包括：
上述的衔铁组件包括有衔铁、压紧螺钉、缓冲弹簧、导向套以及电枢轴，导向套套于所述电枢轴的下部，衔铁套于所述电枢轴的的上部，缓冲弹簧套于所述衔铁和导向套外，其上端与衔铁相抵，下端与导向套相抵，压紧螺钉套于所述缓冲弹簧外，并与所述导向套相固定。
上述的控制阀与喷油器本体之间设置密封圈,该密封圈的下方设置有支撑环。
上述的电磁阀组件外设置有电磁阀紧帽,该电磁阀紧帽与所述喷油器本体的上端相螺接，电磁阀组件与所述喷油器本体的上端面之间设置有空气隙调整垫圈；电磁阀组件上设置有铁芯，铁芯中心设置有电磁铁弹簧，该电磁铁弹簧的上方设置有电磁铁弹簧调整垫圈。
上述的控制阀上轴向制有回油节流孔,控制阀上径向制有进油节流孔，控制阀内制有阀控制室。
上述的回油节流孔的出口端呈锥形结构，与所述回油节流孔相配合的钢球设置于球座上，该球座设置于衔铁组件的电枢轴的下端。
上述的顶杆的上端外套设有弹簧上座，弹簧上座与所述油嘴弹簧的上端之间设置有油嘴弹簧调整垫圈。
上述的喷油嘴偶件包括针阀体和针阀，针阀穿置于所述针阀体的中心，针阀体内制有喷油嘴内腔。
上述的喷油器本体与所述喷油嘴偶件之间设置有升程限止块,升程限止块上设置有定位销,该定位销贯穿所述升程限止块，其上端置于所述喷油器本体内，其下端置于所述针阀体内。
上述的喷油器本体外装配有O型密封圈。
本发明一种高压共轨电控喷油器，其包括电磁阀组件、衔铁组件、阀组件以及喷油嘴偶件，采用组件化结构大大方便了喷油器的装配和维修；另外，其在衔铁组件与控制阀之间设置有衔铁升程调整垫圈，保证了衔铁的升程，同时降低了衔铁组件与控制阀之间接合面的加工精度，降低了生产成本；控制阀的回油节流孔与钢球相配合形成密封结构，降低了相关零件的形位公差要求，降低了制造难度，进而降低了生产成本。
此外，在衔铁组件中设置缓冲弹簧，有效减小了钢球落座时所产生的向下冲击力，避免了该冲击力对零部件所产生的伤害，有利于使用寿命的提高。
附图说明
图1是本发明的剖视结构示意图；
图2是图1中A部放大图；
图3是图1中B部放大图；
图4是图1中C部放大图；
图5是图1中衔铁组件的剖视结构示意图；
图6是图1中衔铁组件的俯视结构图；
图7是图1中电磁阀组件的剖视结构示意图；
图8是图1中阀组件的剖视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图8所示为本发明的结构示意图，
其中的附图标记为：电磁阀组件1、电磁阀紧帽1b、电磁铁弹簧调整垫圈2、电磁铁弹簧3、空气隙调整垫圈4、衔铁组件5、衔铁5a、压紧螺钉5b、拧紧孔5b1、缓冲弹簧5c、导向套5d、电枢轴5e、紧帽密封圈6、衔铁升程调整垫圈7、球座8、钢球9、密封圈10、支撑环11、阀组件12、控制阀12a、回油节流孔12a1、进油节流孔12a2、阀控制室12a3、控制活塞12b、O型密封圈13、喷油器本体14、弹簧上座15、油嘴弹簧调整垫圈16、油嘴弹簧17、顶杆18、定位销19、升程限止块20、喷油嘴偶件21、针阀体21a、喷油嘴内腔21a1、针阀21b、喷油嘴紧帽22、密封垫圈23。
如图1至图8所示，
一种高压共轨电控喷油器，包括有喷油器本体14，喷油器本体14内装配由控制阀12a和控制活塞12b构成的阀组件12，控制阀12a的上方设置有衔铁组件5，该衔铁组件5与控制阀12a之间设置有衔铁升程调整垫圈7，衔铁组件5的上方设置有电磁阀组件1；控制阀12a的回油节流孔12a1与钢球9相配合，控制活塞12b的下端与顶杆18相配合，该顶杆18外套装有油嘴弹簧17,顶杆18的下方设置有喷油嘴偶件21，喷油嘴偶件21外套装有喷油嘴紧帽22，该喷油嘴紧帽22与喷油器本体14的下端相螺接。喷油嘴紧帽22上设置有密封垫圈23。
实施例中，衔铁组件5包括有衔铁5a、压紧螺钉5b、缓冲弹簧5c、导向套5d以及电枢轴5e，导向套5d套于所述电枢轴5e的下部，衔铁5a套于所述电枢轴5e的的上部，缓冲弹簧5c套于所述衔铁5a和导向套5d外，其上端与衔铁5a相抵，下端与导向套5d相抵，压紧螺钉5b套于所述缓冲弹簧5c外，并与所述导向套5d相固定。衔铁5a与电枢轴5e之间采用激光焊接固定。
压紧螺钉5b上轴向开设有拧紧孔5b1；拧紧孔5b1的数目为三个，且均匀分布于圆周面上。
实施例中，控制阀12a与喷油器本体14之间设置密封圈10,该密封圈10的下方设置有支撑环11。设置密封圈10和支撑环11，保证了控制阀12a与喷油器本体14内腔配合的密封性。
实施例中，电磁阀组件1外设置有电磁阀紧帽1b,该电磁阀紧帽1b与所述喷油器本体14的上端相螺接，电磁阀组件1与所述喷油器本体14的上端面之间设置有空气隙调整垫圈4；电磁阀组件1上设置有铁芯1a，铁芯1a中心设置有电磁铁弹簧3，该电磁铁弹簧3的上方设置有电磁铁弹簧调整垫圈2。
喷油器本体14的外壁与电磁阀紧帽1b之间设置有紧帽密封圈6。
实施例中，控制阀12a上轴向制有回油节流孔12a1,控制阀12a上径向制有进油节流孔12a2，控制阀12a内制有阀控制室12a3。
实施例中，回油节流孔12a1的出口端呈锥形结构，与所述回油节流孔12a1相配合的钢球9设置于球座8上，该球座8设置于衔铁组件5的电枢轴5e的下端。
实施例中，顶杆18的上端外套设有弹簧上座15，弹簧上座15与所述油嘴弹簧17的上端之间设置有油嘴弹簧调整垫圈16。
实施例中，喷油嘴偶件21包括针阀体21a和针阀21b，针阀21b穿置于所述针阀体21a的中心，针阀体21a内制有喷油嘴内腔21a1。
实施例中，喷油器本体14与所述喷油嘴偶件21之间设置有升程限止块20,升程限止块20上设置有定位销19,该定位销19贯穿所述升程限止块20，其上端置于所述喷油器本体14内，其下端置于所述针阀体21a内。
实施例中，喷油器本体14外装配有O型密封圈13。
装配过程：
喷油器本体14上端内腔中压入支撑环11和密封圈10，然后压入阀组件12；阀组件12上端依次放入钢球9、球座8、衔铁升程调整垫圈7，旋入衔铁组件5并拧紧；喷油器本体14下端内腔中依次放入弹簧上座15、油嘴弹簧调整垫圈16、油嘴弹簧17和顶杆18，升程限止块20和喷油嘴偶件21通过定位销19与喷油器本体14定位，然后旋入喷油嘴紧帽22并拧紧；喷油器本体14上端面放空气隙调整垫圈4，衔铁组件5中的电枢轴5e上端放入电磁铁弹簧3，电磁阀组件1内腔中放入电磁铁弹簧调整垫圈2，通过电磁阀组件1中的电磁阀紧帽1b与喷油器本体14螺纹连接。
油嘴弹簧17的预紧力通过油嘴弹簧调整垫圈16来调整；电磁铁弹簧3的预紧力通过电磁铁弹簧调整垫圈2来调整；衔铁5a的行程通过衔铁升程调整垫圈7来调整；衔铁组件5中的衔铁5a上端面与电磁阀组件1中的铁芯1a下端面之间的空气隙，通过空气隙调整垫圈4来调整。
试验合格后，在喷油器本体14上套上O型密封圈13，喷油嘴偶件21上套上密封垫圈23。
工作原理：
高压共轨电控喷油器是电控高压共轨***中最关键和最复杂的部件，它的作用是根据ECU发出的电信号控制电磁阀的开启和关闭，将高压油轨中的燃油以最佳的喷油时刻、喷油量和喷油率喷入柴油机的燃烧室内。
在柴油机和高压泵工作时，喷油器的功能可分为4个状态：喷油器关闭(依靠其中仅有的高压)、喷油器打开(喷油开始)、喷油器完全打开、喷油器关闭(喷油结束)。该工作状态是通过喷油器构件上力的分配产生的。柴油机不工作和高压油轨中没有压力时，喷油器中的油嘴弹簧17将喷油嘴偶件21关闭。
喷油器关闭(静止状态)：电磁阀组件1在静止状态不被控制，因此是关闭的。控制阀12的回油节流孔12a1关闭时，钢球9通过电磁铁弹簧3压在控制阀12a的座面上。阀控制室12a3内建立起共轨高压，同样的压力也存在于喷油器的内腔容积中。共轨压力在控制活塞12b上施加的力和油嘴弹簧17的弹簧力使针阀21b不能克服作用在其承压面上的开启压力而处于关闭状态。
喷油器打开(喷油开始)：喷油器处于静止状态时，一旦电磁阀组件1的电磁线圈通入吸动电流，电磁线圈的吸力大于电磁阀弹簧3的弹簧力，衔铁5a上升，控制阀12的回油节流孔12a1打开，燃油从阀控制室12a3流入其上面的空腔，并经回油通道返回油箱，使阀控制室12a3内的压力下降，而控制阀12的进油节流孔12a2可防止压力完全平衡，导致阀控制室12a3内的压力小于喷油嘴内腔21a1容积中的压力，从而针阀21b被打开，开始喷油。
喷油器完全打开：针阀21b的开启速度取决于控制阀12上进油节流孔12a2和回油节流孔12a1之间的流量差。控制活塞12b达到其上期限位置，并在该处固定在进油节流孔12a2和回油节流孔12a1之间的燃油垫上。此时喷油器完全打开，燃油以近似共轨压力喷入燃烧室。喷油器上的力分布大致等于开启阶段中的力分布。
喷油器关闭(喷油结束)：如果电磁阀组件1控制电流结束，则衔铁5a在电磁阀弹簧3的弹簧力的作用下向下将钢球9压在控制阀12a上，关闭控制阀12的回油节流孔12a1。虽然衔铁5a由电枢轴5e带着一起向下运动，但它是压着缓冲弹簧5c一起向下运动的，因此，钢球9的落座没有较大的向下冲击力。由于控制阀12的回油节流孔12a1的关闭，进油节流孔12a2的进油又使阀控制室12a3中建立起与共轨中相同的压力，从而使作用在控制活塞12b上的力增加，再加上油嘴弹簧17的弹簧力，超过了喷油嘴内腔21a1容积中的液压力，于是，针阀21b关闭，喷油结束。
本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种高压共轨电控喷油器，包括有喷油器本体(14)，其特征是：所述的喷油器本体(14)内装配由控制阀(12a)和控制活塞(12b)构成的阀组件(12)，所述的控制阀(12a)的上方设置有衔铁组件(5)，该衔铁组件(5)与控制阀(12a)之间设置有衔铁升程调整垫圈(7)，所述的衔铁组件(5)的上方设置有电磁阀组件(1)；所述的控制阀(12a)的回油节流孔(12a1)与钢球(9)相配合，所述的控制活塞(12b)的下端与顶杆(18)相配合，该顶杆(18)外套装有油嘴弹簧(17),所述的顶杆(18)的下方设置有喷油嘴偶件(21)，所述的喷油嘴偶件(21)外套装有喷油嘴紧帽(22)，该喷油嘴紧帽(22)与所述的喷油器本体(14)的下端相螺接。
2.根据权利要求1所述的一种高压共轨电控喷油器，其特征是：所述的衔铁组件(5)包括有衔铁(5a)、压紧螺钉(5b)、缓冲弹簧(5c)、导向套(5d)以及电枢轴(5e)，所述的导向套(5d)套于所述电枢轴(5e)的下部，所述的衔铁(5a)套于所述电枢轴(5e)的的上部，所述的缓冲弹簧(5c)套于所述衔铁(5a)和导向套(5d)外，其上端与衔铁(5a)相抵，下端与导向套(5d)相抵，所述的压紧螺钉(5b)套于所述缓冲弹簧(5c)外，并与所述导向套(5d)相固定。
3.根据权利要求2所述的一种高压共轨电控喷油器，其特征是：所述的控制阀(12a)与喷油器本体(14)之间设置密封圈(10),该密封圈(10)的下方设置有支撑环(11)。
4.根据权利要求3所述的一种高压共轨电控喷油器，其特征是：所述的电磁阀组件(1)外设置有电磁阀紧帽(1b),该电磁阀紧帽(1b)与所述喷油器本体(14)的上端相螺接，所述的电磁阀组件(1)与所述喷油器本体(14)的上端面之间设置有空气隙调整垫圈(4)；所述的电磁阀组件(1)上设置有铁芯(1a)，所述的铁芯(1a)中心设置有电磁铁弹簧(3)，该电磁铁弹簧(3)的上方设置有电磁铁弹簧调整垫圈(2)。
5.根据权利要求4所述的一种高压共轨电控喷油器，其特征是：所述的控制阀(12a)上轴向制有回油节流孔(12a1),所述的控制阀(12a)上径向制有进油节流孔(12a2)，所述的控制阀(12a)内制有阀控制室(12a3)。
6.根据权利要求5所述的一种高压共轨电控喷油器，其特征是：所述的回油节流孔(12a1)的出口端呈锥形结构，与所述回油节流孔(12a1)相配合的钢球(9)设置于球座(8)上，该球座(8)设定于衔铁组件(5)的电枢轴(5e)的下端。
7.根据权利要求6所述的一种高压共轨电控喷油器，其特征是：所述的顶杆(18)的上端外套设有弹簧上座(15)，所述的弹簧上座(15)与所述油嘴弹簧(17)的上端之间设置有油嘴弹簧调整垫圈(16)。
8.根据权利要求7所述的一种高压共轨电控喷油器，其特征是：所述的喷油嘴偶件(21)包括针阀体(21a)和针阀(21b)，所述的针阀(21b)穿置于所述针阀体(21a)的中心，所述的针阀体(21a)内制有喷油嘴内腔(21a1)。
9.根据权利要求8所述的一种高压共轨电控喷油器，其特征是：所述的喷油器本体(14)与所述喷油嘴偶件(21)之间设置有升程限止块(20),所述的升程限止块(20)上设置有定位销(19),该定位销(19)贯穿所述升程限止块(20)，其上端置于所述喷油器本体(14)内，其下端置于所述针阀体(21a)内。
10.根据权利要求9所述的一种高压共轨电控喷油器，其特征是：所述的喷油器本体(14)外装配有O型密封圈(13)。
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