CN106968857B - 汽油机喷油器喷嘴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽油机喷油器喷嘴，包括针阀合件、阀座合件，所述针阀合件包括针阀杆、分别固定于针阀杆上下端的衔铁及阀头；所述阀座合件包括阀套、固定于阀套下端的阀座；所述针阀杆置于阀套中，针阀杆与阀套之间具有导油通路；所述阀头置于阀座的中心孔中，所述阀座的端部具有喷孔，所述阀头为中空结构，阀头的中空腔构成燃油通路的一部分并通过上端的阀头进油孔与所述导油通路连通，阀头的端部具有喷油斜孔。本发明中，将阀座中的燃油通路布置在密封阀头上，降低加工难度；采用锥阀形式的密封更加有利于燃油的通断；本发明中密封阀头同时兼有燃油通路与密封的功能，而阀座仅保持了导向与密封的功能，大大降低了整个喷嘴的加工难度。

Description

汽油机喷油器喷嘴
技术领域
本发明涉及汽油发动机燃油喷射***技术领域，特别是涉及用于汽油缸内直喷发动机的电子控制式喷油器喷嘴。
背景技术
近年来，受能源日益枯竭、油价不断上涨、全球变暖及与之对应的二氧化碳排放激增的困扰，在满足排放法规的前提下改善发动机的燃油经济性已变得越来越紧迫。汽油缸内直喷(GDI，Gasoline Direct Injection)发动机综合了压燃式发动机与点燃式发动机的优点，使发动机无论在燃油经济性还是在降低排放等方面都表现出较大的潜力，也代表了汽油机的发展方向。
上世纪90年代以来，三菱、丰田、福特、大众、奔驰、宝马等许多汽车公司都开发了自己的GDI发动机机型并推向市场，搭载汽油缸内直喷发动机的车型也已经成为代表各大汽车公司技术水平并争夺市场份额的重要武器；汽油直喷发动机开发的关键技术之一就是要提供满足要求的汽油直喷燃油***，而汽油机缸内直喷燃油喷射***的关键技术之一即是要提供结构简单、密封可靠性好、加工难度低且喷雾特性佳的燃油喷嘴。
目前的汽油喷嘴密封阀头多采用球阀结构，将球头焊接在阀杆上，球头仅带有密封环带的功能，而在阀座内部加工燃油通路，使得阀座兼有燃油通路、导向要素与密封环带，这样就使得阀座的加工难度大，成本高且质量不容易保证。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，申请人进行研究及改进，提供一种汽油机喷油器喷嘴，其密封阀头同时兼有燃油通路与密封的功能，而阀座仅保持了导向与密封的功能，大大降低了整个喷嘴的加工难度。
为了解决上述问题，本发明采用如下方案：
一种汽油机喷油器喷嘴，包括针阀合件、阀座合件，所述针阀合件包括针阀杆、分别固定于针阀杆上下端的衔铁及阀头；所述阀座合件包括阀套、固定于阀套下端的阀座；所述针阀杆置于阀套中，针阀杆与阀套之间具有导油通路；所述阀头置于阀座的中心孔中，所述阀座的端部具有喷孔，所述阀头为中空结构，阀头的中空腔构成燃油通路的一部分并通过上端的阀头进油孔与所述导油通路连通，阀头的端部具有喷油斜孔。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述针阀杆的上部为中空结构，具有轴向进油孔及径向出油孔，所述径向出油孔连通所述轴向进油孔与所述导油通路。
所述针阀杆与阀座分别独立加工而成，针阀杆的下端与阀座的上端焊接固连。
所述阀座的中心孔底部设有包络阀头的内密封环面，所述阀头的下端外表面为倒锥型结构的外密封环面，所述内密封环面与所述外密封环面接触时形成一圈周向密封线。
所述喷油斜孔位于所述周向密封线的外侧，所述喷孔位于所述周向密封线的内侧。
所所述阀座中心孔底部的内密封环面与阀头下端外表面的外密封环面接触后，通过所述周向密封线分隔成与所述喷油斜孔连通的盛油腔及与所述喷孔连通的卸油槽。
所述阀座端部的喷孔至少包括两个，所述喷孔的截面呈台阶状。
本发明的技术效果在于：
本发明的将阀座中的燃油通路布置在密封阀头上，使阀座的加工难度大大降低；同时设计了全新的密封阀形式，采用锥阀形式的密封更加有利于燃油的通断；本发明使得密封阀头同时兼有燃油通路与密封的功能，而阀座仅保持了导向与密封的功能，大大降低了整个喷嘴的加工难度。
附图说明
图1为本发明汽油机喷油器喷嘴的整体剖视图。
图2为本发明针阀合件结构放大示意图。
图3为本发明阀座合件结构放大示意图。
图4为本发明汽油机喷油器喷嘴锥阀结构放大示意图。
图中：10、电磁合件；11、定铁芯；12、电磁线圈；20、回位弹簧；30、针阀合件；31、衔铁；32、阀杆；33、密封阀头；40、阀座合件；41、阀套；42、阀座；3A、连接针阀杆32与密封阀头32的环状激光焊接；4A、连接阀套41与阀座42的环状激光焊接。
MF、磁力线；δ、磁吸引间隙(可动部件行程)。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
在图1中，以纵剖图示出了本发明汽油喷油器喷嘴的一个实施例整体剖视图，本发明汽油机喷油器喷嘴特别适用于作为缸内直喷汽油机的喷油器喷嘴，其布置在喷油器头部，并直接暴露于发动机燃烧室内。
该汽油机喷油器主要由电磁合件10、回位弹簧20、针阀合件30、阀座合件40组成；其中，针阀合件30中的针阀杆32、密封阀头33和阀座合件40中的阀座42一起构成了汽油机喷油器的喷嘴部分。
该喷油器的电磁合件10用来产生电磁力以使可动部件针阀合件30抬起，回位弹簧20在电磁合件10断电后用来使针阀合件30回位以关闭汽油机喷油器喷嘴。
可动部件针阀合件30主要由衔铁31、针阀杆32、密封阀头33组合而成，其中针阀杆32与密封阀头33通过焊接点3A连接(参见图2)。
阀座合件40主要由阀套41与阀座42组成，其中其阀套41与阀座42通过焊接点4A连接(参见图3)。
密封阀头33的内密封环面334贴合在阀座合件40中阀座42的外密封环面422上，其内密封环面334和外密封环面422分别是一个倒锥角为α1和α2的倒锥孔面，在贴合处形成一个围绕所述喷油器中心轴线的直径为
Figure BDA0001270113710000031
的密封线，即为线密封的锥阀结构的汽油机喷油器喷嘴(参见图4)。
当所述电磁合件10给电时，电磁线圈12产生磁力，磁力线MF经过衔铁31，于是在磁力的作用下可动部件针阀合件30开始动作：衔铁31在磁力的作用下沿轴向向上运动，同时带动针阀杆32沿轴向向上运动，密封阀头33抬起并离开阀座42的外密封环面422，此时所述的汽油机喷油器喷嘴锥阀开启。
密封阀头33的最大抬升高度(磁吸引间隙δ)由定铁芯11下面的大端面与衔铁31的上端面之间被限定，当δ＝0时燃油喷射阀完全开启(参见图1)。
在汽油机喷油器喷嘴锥阀开启过程中，汽油流通路径先从定铁芯11内的贯通台阶孔内，再经针阀合件30中针阀杆32的轴向孔321与横孔322，进而通过所述针阀合件30与阀座合件40形成的一个通油路径，然后从密封阀头33中的横孔331进入，再从其斜孔333流到由所述汽油机喷油器喷嘴锥阀结构形成的盛油腔341内，最后到达由所述汽油机喷油器喷嘴锥阀结构形成的泄油槽342中，于是汽油就从喷孔423喷入发动机气缸。
电磁合件10断电时，在回位弹簧20的弹簧力的作用下，针阀合件30复位，汽油机喷油器喷嘴关闭，汽油停止喷射(参见图1、图4)。
采用本发明汽油机喷油器喷嘴，可实现汽油机喷油器对喷嘴的诸如密封、运动过程等的要求，同时结构简单，加工难度小，工作可靠。
本发明各零部件还可做如下改进以适应不同的汽油机燃油喷射及燃烧***要求：
1.根据压力的不同与喷嘴密封性的要求，可以调节密封阀头33和阀座42的倒锥角的大小。
2.由于燃油流动性的需要，可以调节盛油腔341的形状和容积。
3.为了达到最佳的燃油雾化特性，可以对泄油槽42进行容积和形状调整。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (6)

1.一种汽油机喷油器喷嘴，其特征在于：包括针阀合件、阀座合件，所述针阀合件包括针阀杆、分别固定于针阀杆上下端的衔铁及阀头；所述阀座合件包括阀套、固定于阀套下端的阀座；所述针阀杆置于阀套中，针阀杆与阀套之间具有导油通路；所述阀头置于阀座的中心孔中，所述阀座的端部具有喷孔，所述阀头为中空结构，阀头的中空腔构成燃油通路的一部分并通过上端的阀头进油孔与所述导油通路连通，阀头的端部具有喷油斜孔，
所述针阀杆的上部为中空结构，具有轴向进油孔及径向出油孔，所述径向出油孔连通所述轴向进油孔与所述导油通路，
在汽油机喷油器喷嘴锥阀开启的过程中，汽油流通路径先从定铁芯内的贯通台阶孔内，再经针阀合件中针阀杆的轴向孔与横孔，进而通过所述针阀合件与阀座合件形成的导油通路，然后从密封阀头中的横孔进入，再从其斜孔流到由汽油机喷油器喷嘴锥阀结构形成的盛油腔内，最后到达由汽油机喷油器喷嘴锥阀结构形成的泄油槽中，汽油从喷孔喷入发动机气缸。
2.根据权利要求1所述的汽油机喷油器喷嘴，其特征在于：所述针阀杆与阀座分别独立加工而成，针阀杆的下端与阀座的上端焊接固连。
3.根据权利要求1所述的汽油机喷油器喷嘴，其特征在于：所述阀座的中心孔底部设有包络阀头的内密封环面，所述阀头的下端外表面为倒锥型结构的外密封环面，所述内密封环面与所述外密封环面接触时形成一圈周向密封线。
4.根据权利要求3所述的汽油机喷油器喷嘴，其特征在于：所述喷油斜孔位于所述周向密封线的外侧，所述喷孔位于所述周向密封线的内侧。
5.根据权利要求4所述的汽油机喷油器喷嘴，其特征在于：所述阀座中心孔底部的内密封环面与阀头下端外表面的外密封环面接触后，通过所述周向密封线分隔成与所述喷油斜孔连通的盛油腔及与所述喷孔连通的卸油槽。
6.根据权利要求1所述的汽油机喷油器喷嘴，其特征在于：所述阀座端部的喷孔至少包括两个，所述喷孔的截面呈台阶状。
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