CN106523090B - 增压式喷射器 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在克服现有的汽车发动机喷射器存在的喷射压力低、雾化质量差等问题，提供了一种增压式喷射器，包括喷射器主体，喷射器主体由中空的喷射器壳上体和中空的喷射器壳下体焊接而成，喷射器壳上体和喷射器壳下体的中空部构成燃料腔，喷射器壳上体顶部有燃料入口，燃料入口与燃料腔连通，喷射器壳下体底部设置有与燃料腔连通的喷射器嘴头，其特征在于，还包括电磁阀总成、保压控制阀和喷射开关阀，保压控制阀和喷射开关阀配合高速电磁阀总成保证了增压式喷射器的响应速度，本发明所述的增压式喷射器价格便宜、加工工艺简单，喷***确、喷雾雾化质量好，喷嘴不易堆积尿素结晶和结焦颗粒，明显改善喷射器的喷雾质量。

Description

增压式喷射器
技术领域：
本发明属于汽车技术领域，涉及一种增压式喷射器结构，适用于执行国四及以后排放法规的柴油发动机所用的尿素喷射器、碳氢喷射器。
背景技术：
随着汽车的柴油化和国家排放法规的日趋严格，解决柴油机的排放问题显得极为迫切。目前全球广泛采用选择性催化还原(SCR)技术与柴油微粒捕集器(DPF)技术来应对重型柴油机排放问题。对于SCR技术来言目前存在的问题是现有尿素喷射器的供给压力较低，其压力一般不超过0.9MPa，因此尿素喷射器喷射出来的尿素雾化质量差，从而降低尿素水溶液的利用率；并且现有尿素喷射器上的针阀体与喷射孔体周围容易形成尿素结晶造成喷孔堵塞，因此对汽车尾气的处理效果较差。对于DPF技术来言存在的问题是颗粒再生时产生的高温使得碳氢喷射器结焦严重，从而影响喷射的燃油的雾化质量。
发明内容：
本发明的目的是提供一种增压式喷射器,通过喷射器自身增压能够实现喷射器的高压喷射并且外开的喷嘴具有自清洁功能，能够清除产生的尿素结晶和结焦颗粒，并且结构简单、制造成本低。
本发明采用的具体技术方案如下：
一种增压式喷射器，包括喷射器主体，喷射器主体由中空的喷射器壳上体和中空的喷射器壳下体焊接而成，喷射器壳上体和喷射器壳下体的中空部构成燃料腔，喷射器壳上体顶部有燃料入口，燃料入口与燃料腔连通，喷射器壳下体底部设置有与燃料腔连通的喷射器嘴头，其特征在于，还包括电磁阀总成、保压控制阀和喷射开关阀；
电磁阀总成包括一个嵌套在喷射器主体中部外表面上的电磁铁、一个位于燃料腔中部的可上下运动的阶梯圆柱状的衔铁和位于衔铁下部的铁芯，一个缠绕线圈由外部控制单元供电并塑封在电磁铁内部，铁芯固定在燃料腔中部的内壁上，铁芯为圆柱形且具有向内凹陷的凹槽，铁芯的外径小于燃料腔中部的内径，铁芯的外径与燃料腔内径之间的空隙构成通道，铁芯底部具有一个与衔铁下部圆柱配合的中央通孔，衔铁下部圆柱***中央通孔，衔铁上部圆柱的外径和燃料腔中部的内径相等，衔铁上部圆柱的底面与铁芯的凹槽顶面之间装有主弹簧，衔铁的上部圆柱上具有多个纵向设置的可允许液体流向喷射器嘴头的周向通孔，衔铁底面上有多个横向设置的可允许液体从通道流向喷射器嘴头的进液口；
保压控制阀设置在铁芯下方，包括一个阶梯圆柱状的保压部件和一个保压弹簧，保压部件的上端面与铁芯的下端面之间的空隙构成压缩腔，保压部件上部圆柱上有多个纵向设置的通孔，保压弹簧位于保压部件凸台下表面和燃料腔底部凹槽之间，在保压弹簧张紧时，保压部件上部圆柱的上端面与铁芯下端面贴合从而遮住通孔；
喷射开关阀位于保压控制阀下方且设置在喷射器嘴头内，包括柱塞、阻尼弹簧，喷射器嘴头嵌套在柱塞柱体的下部，喷射器嘴头的内径中密封安装有截面为圆锥形状的阀座，阀座下方为喷嘴，柱塞末端有截面形状与阀座相同的柱塞密封部，阻尼弹簧套装的柱塞的中上部，阻尼弹簧的一端抵住喷射器嘴头的上端面，阻尼弹簧的另一端抵住柱塞顶端的固定环的下端面，喷射器嘴头的内径上纵向设置有多个贯通喷射器嘴头轴向的油槽，柱塞与喷射器主体的轴线同轴。
进一步的技术方案包括：
所述的喷射器壳上体顶部的燃料入口内部设置有一个过滤部件；
所述喷射器壳上体顶部的燃料入口外部从上至下依次安装有一个O型圈和一个挡圈；
喷射器壳下体下部外表面上安装有一个矩形密封环；
所述的多个油槽的总的流通面积大于喷射器主体的流通面积；
所述的喷射器嘴头的外径焊接固定在喷射器壳下体底部的内径中。
本发明所述的增压式喷射器具有众多优点：电磁铁压装在喷油器壳上体与喷油器壳下体组成的机械体外周,此结构具有加工工艺简并且可更换电磁铁的优点；高速电磁阀总成保证了增压式喷射器的响应速度,使得衔铁开关迅速,喷射器喷射量精确控制；外开式的喷射器嘴头具有自清洁功能使得喷嘴不易堆积尿素结晶和结焦颗粒
本发明所述的增压式喷射器价格便宜、加工工艺简单；喷***确、喷雾雾化质量好；喷嘴具有自清洁功能不易堆积尿素结晶和结焦颗粒。
附图说明
图1是本发明所述的增压式喷射器的剖视图；
图2是喷射器喷射开关阀的放大剖视图；
图3是喷射器阀座与柱塞的装配剖视图；
图4是喷射器的电磁阀总成的放大剖视图；
图中：1.喷射器主体，2.喷射器对称轴线，3.喷嘴，4.喷射器壳上体，5.电磁阀总成，6.喷射开关阀，7.电磁铁，8.衔铁，9.主弹簧，10.缠绕线圈，11.铁芯，12.保压部件，13.保压弹簧，14.固定环，15.阻尼弹簧，16.柱塞，17.喷射器嘴头，19.喷射器壳下体，20.挡圈，21.O型圈，22.过滤部件，23.矩形密封环，24.密封部件孔径角度，25.阀座，26.柱塞密封部，27.通孔，28.燃油通孔，29.周向通孔，30.通道，31.进液口，32.保压部件上的通孔，33.喷射器升程，34.压缩腔，35.中央通孔。
具体实施方案
下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方案。
一种增压式喷射器，包括喷射器主体1，喷射器主体1由中空的喷射器壳上体4和中空的喷射器壳下体19焊接而成，喷射器壳上体4和喷射器壳下体19的中空部构成燃料腔，喷射器壳上体4顶部有燃料入口，燃料入口与燃料腔连通，喷射器壳下体19底部设置有与燃料腔连通的喷射器嘴头17，还包括电磁阀总成5、保压控制阀和喷射开关阀6；
电磁阀总成5包括一个嵌套在喷射器主体1中部外表面上的电磁铁7、一个位于燃料腔中部的可上下运动的阶梯圆柱状的衔铁8和位于衔铁8下部的铁芯11，一个缠绕线圈10由外部控制单元供电并塑封在电磁铁7内部，铁芯11固定在燃料腔中部的内壁上，铁芯11为圆柱形且具有向内凹陷的凹槽，铁芯11的外径小于燃料腔中部的内径，铁芯11的外径与燃料腔内径之间的空隙构成通道30，铁芯11底部具有一个与衔铁8下部圆柱配合的中央通孔35，衔铁8下部圆柱***中央通孔35，衔铁8上部圆柱的外径和燃料腔中部的内径相等，衔铁8上部圆柱的底面与铁芯11的凹槽顶面之间装有主弹簧9，衔铁8的上部圆柱上具有多个纵向设置的可允许液体流向喷射器嘴头17的周向通孔29，衔铁8底面上有多个横向设置的可允许液体从通道30流向喷射器嘴头17的进液口31；
保压控制阀设置在铁芯11下方，包括一个阶梯圆柱状的保压部件12和一个保压弹簧13，保压部件12的上端面与铁芯11的下端面之间的空隙构成压缩腔34，保压部件12上部圆柱上有多个纵向设置的通孔32，保压弹簧13位于保压部件12凸台下表面和燃料腔底部凹槽之间，在保压弹簧13张紧时，保压部件12上部圆柱的上端面与铁芯11下端面贴合从而遮住通孔32；
喷射开关阀6位于保压控制阀下方且设置在喷射器嘴头17内，包括柱塞16、阻尼弹簧15，喷射器嘴头17嵌套在柱塞16柱体的下部，喷射器嘴头17的内径中密封安装有截面为圆锥形状的阀座25，阀座25下方为喷嘴3，柱塞16末端有截面形状和尺寸与阀座25相同的柱塞密封部26，阻尼弹簧15套装的柱塞16的中上部，阻尼弹簧15的一端抵住喷射器嘴头17的上端面，阻尼弹簧15的另一端抵住柱塞16顶端的固定环14的下端面，喷射器嘴头17的内径上纵向设置有多个贯通喷射器嘴头17轴向的油槽27，柱塞16与喷射器主体1的轴线同轴。
如图1所示：一种增压式喷射器的喷射器主体1，其轴线为喷射器对称轴线2，喷嘴3可以将液体喷入其工作环境。喷射器壳上体4、喷射器壳下体19环形焊接在一起共同组成了喷射器主体1，喷射器壳上体4和喷射器壳下体19的中空部构成燃料腔。喷射器主体1的中部设置一个电磁阀总成5，喷射器主体1的下部设置有喷射开关阀6，喷射开关阀6由电磁阀总成5驱动，来控制流经喷嘴3的液体量。
电磁阀总成5包括一个螺线管式的电磁铁7，电磁铁7固定在喷射器主体1中部的外表面的固定位置(电磁力最大位置)，当电磁铁7通电时，电磁铁7产生的电磁力使得衔铁8克服主弹簧9的弹簧力向下运动而最终将喷射开关阀6从关闭位置移动到打开位置。
电磁铁7包括：一个缠绕线圈10，缠绕线圈10由外部控制单元供电并塑封在电磁铁7内部；铁芯11，该铁芯11固定在喷射器壳下体19内部、燃料腔中部的内壁上并与喷射器壳下体19内壁环形焊结为一体，该铁芯11开有多个可允许液体流向所述喷嘴3的进液口31。
保压部件12的上端面与铁芯11的下端面之间的空隙构成压缩腔34，当衔铁8向下运动遮住进液口31后，会对压缩腔34内的液体加压，加压液体产生的压力推动保压部件12向下运动，从而使得加压液体通过保压部件上的通孔32流入燃料腔下部腔内。当燃料腔下部腔内增压压力超过阻尼弹簧15的弹性预紧力后，柱塞16向下运动使得柱塞密封部26脱离阀座25，加压流体通过喷嘴3的通孔27从阀座25喷出形成喷雾；当衔铁8向上运动时造成压缩腔34内压力下降，液体产生的压力不足以克服阻尼弹簧15的弹性预紧力使得柱塞密封部26与所述阀座25贴合形成密封。衔铁8持续向上运动，压缩腔34内压力继续下降，从而导致压缩腔34内压力不足以克服保压弹簧13的弹簧力使得保压部件12向上移动到密封面形成密封。此时保压部件12密封的液体压力仍为高压，此种结构使得喷射器主体1在下次工作时能够迅速建压并且会对液体起到增压作用；当衔铁8向上运动到露出进液口31通道时，外部液体通过进液口31进入到压缩腔34内从而为下一次工作做好准备。
如图2所示：阀座25为截面圆锥形并与喷射器嘴头17配合密封，该喷射器嘴头17外径与喷射器壳下体19焊接为一体来保证喷射器主体1的底部密封；喷射器嘴头17内孔容纳柱塞16从而形成对柱塞16的导向。
柱塞16的末端为柱塞密封部26，该柱塞密封部26能与阀座25配合密封液体，柱塞密封部26的底部边沿位于喷射器嘴头17的下端面上，阀座25为截面圆锥形状且与所述柱塞密封部26的截头圆锥体形状互补配合，并由阻尼弹簧15推压喷嘴头17使柱塞密封部26的底部和阀座25户部配合抵靠在所述喷嘴头17的下端面上。当喷射开关阀6从关闭改变到打开时，柱塞密封部26向下沿着轴线2移动，即沿着与液体供给方向移动。
在喷射开关阀6的打开位置，柱塞密封部26与阀座25分离，形成一个切面为圆环形、截面为圆锥形的喷孔，该喷孔允许液体通过，从而形成一个中空锥形的喷雾，该喷雾角度约为柱塞密封部26的孔径角度24(等于阀座25的孔径角度)。
如图3所示：喷射器嘴头17内孔容纳柱塞16从而形成导向，内孔的周边开有多个圆弧形油槽27以便液体能够到达阀座25处。多个油槽27的总流通面积的流量要大于喷射器主体1的静态流量。在喷射器主体1开始装配之前，须首先将喷射开关阀6焊接。首先将柱塞16套入喷嘴3中，喷嘴3为喷射嘴头17的密封部位，喷嘴3与柱塞密封部26配合起到密封作用。在柱塞16上套入阻尼弹簧15，将固定环14套入柱塞16调整阻尼弹簧15预紧力到指定数值，然后将固定环14与柱塞16顶部环形焊接为一体。
如图4所示：衔铁8具有多个可允许液体流向喷嘴3的周向通孔29，周向通孔29总流通面积的流量要大于喷射器1的流通面积。衔铁8下部端面开有导向孔使得主弹簧9在导向孔内固定并保持定位。
固定铁芯11具有一个与衔铁配合形成密封液体的中央通孔35和多个可允许液体从通道30流向喷嘴3的进液口31，通道30和进液口31各自的总流通面积流量要大于喷射器1的流通面积。阀座25关闭时，固定铁芯11上端面与衔铁8下表面之间存在的间隙距离为喷射器升程33。固定铁芯11上部位置开有导向孔使得主弹簧9在导向孔内固定并保持在位。中央通孔35内径与衔铁8下部圆柱直径配合形成密封，因此中央通孔35还能为衔铁8形成导向。
当喷射器主体1处于关闭位置时，衔铁8下端面与固定铁芯11上端面之间存在的间隙距离为喷射器升程33。在装配时，可以根据喷射器主体1的静态流量不同选择相应的衔铁8和固定铁芯11来调整喷射器升程33。此种装配可以使得喷射器主体1能够适应各种排量发动机需求而不增加额外成本。
喷射器主体1还设有一个保压部件12和保压弹簧13。在保压弹簧13的弹簧力作用下，保压部件12的上端与铁芯11内端面贴合从而遮住通孔32形成密封面。
如图3所示：喷射器嘴头17上的多个圆弧形油槽27以便液体能够到达阀座25处。液体在阀座25上部实现整个周向均匀的分布，从而避免喷射液体的不均匀性。
如图1所示：一个矩形密封环23安装在喷射器壳下体19，其作用为通过与适配器配合来产生密封；一个过滤部件22装配在喷射器壳上体4内部,该过滤部件22能够过滤通过喷油器1的燃油中的小颗粒杂质；一个O形圈21和一个挡圈20装配在喷射器壳上体4外部用于保证外部适配器与喷射器主体1的连接密封。
上述喷射器1表现很多优点：结构简单且加工成本低，在喷射时实现很高的喷***度和稳定性。并且在不增加成本的情况下能够增加喷射器的喷射压力。从而明显改善喷射器的喷雾质量。

Claims (6)

1.增压式喷射器，包括喷射器主体(1)，喷射器主体(1)由中空的喷射器壳上体(4)和中空的喷射器壳下体(19)焊接而成，喷射器壳上体(4)和喷射器壳下体(19)的中空部构成燃料腔，喷射器壳上体(4)顶部有燃料入口，燃料入口与燃料腔连通，喷射器壳下体(19)底部设置有与燃料腔连通的喷射器嘴头(17)，其特征在于，还包括电磁阀总成(5)、保压控制阀和喷射开关阀(6)；
电磁阀总成(5)包括一个嵌套在喷射器主体(1)中部外表面上的电磁铁(7)、一个位于燃料腔中部的可上下运动的阶梯圆柱状的衔铁(8)和位于衔铁(8)下部的铁芯(11)，一个缠绕线圈(10)由外部控制单元供电并塑封在电磁铁(7)内部，铁芯(11)固定在燃料腔中部的内壁上，铁芯(11)为圆柱形且具有向内凹陷的凹槽，铁芯(11)的外径小于燃料腔中部的内径，铁芯(11)的外径与燃料腔内径之间的空隙构成通道(30)，铁芯(11)底部具有一个与衔铁(8)下部圆柱配合的中央通孔(35)，衔铁(8)下部圆柱***中央通孔(35)，衔铁(8)上部圆柱的外径和燃料腔中部的内径相等，衔铁(8)上部圆柱的底面与铁芯(11)的凹槽顶面之间装有主弹簧(9)，衔铁(8)的上部圆柱上具有多个纵向设置的可允许液体流向喷射器嘴头(17)的周向通孔(29)，衔铁(8)底面上有多个横向设置的可允许液体从通道(30)流向喷射器嘴头(17)的进液口(31)；
保压控制阀设置在铁芯(11)下方，包括一个阶梯圆柱状的保压部件(12)和一个保压弹簧(13)，保压部件(12)的上端面与铁芯(11)的下端面之间的空隙构成压缩腔(34)，保压部件(12)上部圆柱上有多个纵向设置的通孔(32)，保压弹簧(13)位于保压部件(12)凸台下表面和燃料腔底部凹槽之间，在保压弹簧(13)张紧时，保压部件(12)上部圆柱的上端面与铁芯(11)下端面贴合从而遮住通孔(32)；
喷射开关阀(6)位于保压控制阀下方且设置在喷射器嘴头(17)内，包括柱塞(16)、阻尼弹簧(15)，喷射器嘴头(17)嵌套在柱塞(16)柱体的下部，喷射器嘴头(17)的内径中密封安装有截面为圆锥形状的阀座(25)，阀座(25)下方为喷嘴(3)，柱塞(16)末端有截面形状与阀座(25)相同的柱塞密封部(26)，阻尼弹簧(15)套装的柱塞(16)的中上部，阻尼弹簧(15)的一端抵住喷射器嘴头(17)的上端面，阻尼弹簧(15)的另一端抵住柱塞(16)顶端的固定环(14)的下端面，喷射器嘴头(17)的内径上纵向设置有多个贯通喷射器嘴头(17)轴向的油槽(27)，柱塞(16)与喷射器主体(1)的轴线同轴。
2.根据权利要求1所述的增压式喷射器，其特征在于，所述的喷射器壳上体(4)顶部的燃料入口内部设置有一个过滤部件(22)。
3.根据权利要求1所述的增压式喷射器，其特征在于，所述喷射器壳上体(4)顶部的燃料入口外部从上至下依次安装有一个O型圈(21)和一个挡圈(20)。
4.根据权利要求1所述的增压式喷射器，其特征在于，喷射器壳下体(19)下部外表面上安装有一个矩形密封环(23)。
5.根据权利要求1所述的增压式喷射器，其特征在于，所述的多个油槽(27)的总的流通面积大于喷射器主体(1)的流通面积。
6.根据权利要求1所述的增压式喷射器，其特征在于，所述的喷射器嘴头(17)的外径焊接固定在喷射器壳下体(19)底部的内径中。
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