CN201246249Y - 一种磁致伸缩元件驱动的无背压电控柴油喷油器 - Google Patents

Abstract

一种磁致伸缩元件驱动的无背压电控柴油喷油器，包括带进油通道及回油通道的喷油器壳体、螺母套、磁致伸缩驱动器、无背压二位三通阀、锁紧螺母、调整垫片、过渡块、压力弹簧和喷油嘴偶件，在喷油器壳体内沿轴向依次顺序安装过渡块、无背压二位三通阀、调整垫片、锁紧螺母、磁致伸缩驱动器，在螺母套内依次顺序安装压力弹簧、喷油嘴偶件，喷油器壳体的上下端面、过渡块和无背压二位三通阀以及调整垫片的两端面，磁致伸缩驱动器下端面均是高平面度平面，各零件端面紧密相接，形成密封，构成了在高压柴油状态下由磁致伸缩驱动器控制无背压二位三通阀的喷油嘴阀针轴向移动的机构，该喷油器可以实现更精确、更高频率的高压柴油喷射。

Description

一种磁致伸缩元件驱动的无背压电控柴油喷油器

技术领域：

本实用新型涉及一种电控柴油发动机燃油喷射***使用的喷油器，特别是使用共轨式电子控制喷油技术的一种由磁致伸缩元件驱动的电控柴油喷油器。

背景技术：

目前，共轨式电控柴油机的燃油供给***采用电磁式喷油器将高压柴油喷入汽缸，由于电磁喷油器的电磁线圈工作时有一定程度的感抗，难以响应更高喷射频率的要求，限制了柴油机向更低油耗、排放更清洁、更低噪声的方向发展，而且，电控喷油器的喷油咀中使用的二位三通阀，存在背压产生较大的作用力，需要较大的控制力进行控制。

实用新型内容：

本实用新型目的在于提供一种由磁致伸缩元件驱动的无背压电控柴油喷油器，该喷油器采用磁致伸缩驱动器以及无背压二位三通阀，在较小的控制力下，能使柴油机在十分短暂的喷油时间里实现数次预喷加主喷的喷油，使柴油机的噪声、油耗、排放、输出功率的各项技术指标得以改善，以解决现有电磁式喷油器存在的上述问题。

解决其上述技术问题采用的技术方案是：一种磁致伸缩元件驱动的无背压电控柴油喷油器，包括带进油通道及回油通道的喷油器壳体、螺母套、磁致伸缩驱动器、无背压二位三通阀、锁紧螺母、调整垫片、过渡块、压力弹簧和喷油嘴偶件，在喷油器壳体内沿轴向依次顺序安装过渡块、无背压二位三通阀、调整垫片、锁紧螺母、磁致伸缩驱动器，在螺母套内依次顺序安装压力弹簧、喷油嘴偶件，喷油器壳体的上下端面、过渡块和无背压二位三通阀以及调整垫片的两端面，磁致伸缩驱动器下端面均是高平面度平面，各零件端面紧密相接，形成密封，构成了在高压柴油状态下由磁致伸缩驱动器控制无背压二位三通阀的喷油嘴阀针轴向移动的机构。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

一、可以实现更精确、更高频率的高压柴油喷射，使多次喷射更加容易实现，从而使柴油机的噪声、油耗、排放、输出功率的各项技术指标得以改善。

本实用新型采用磁致伸缩驱动器、无背压二位三通阀，在高压柴油状态下通过磁致伸缩驱动器驱动控制无背压二位三通阀，达到使用计算机控制***的弱电信号控制高压柴油精确喷射的目的，由于磁致伸缩元件得磁伸长、去磁恢复自然常态尺寸的过程可以不受外界干扰，可以响应更高喷射频率的要求，而无背压二位三通阀，能在小的控制力下动作，可以实现更精确、更高频率的高压柴油喷射。

二、结构科学、简单、可靠，加工制作方便，成本低。

本实用新型采用在喷油器壳体内沿轴向依次顺序安装过渡块、无背压二位三通阀、调整垫片、锁紧螺母、磁致伸缩驱动器，在螺母套内依次顺序安装压力弹簧、喷油嘴偶件，喷油器壳体的上下端面、过渡块和无背压二位三通阀以及调整垫片的两端面，磁致伸缩驱动器下端面均是高平面度平面，各零件端面紧密相接，形成密封，构成了在高压柴油状态下由磁致伸缩驱动器控制无背压二位三通阀的喷油嘴阀针轴向移动的机构，其结构简单，通过磁致伸缩驱动器驱动控制无背压二位三通阀，可以实现精确的高频率高压柴油喷射，降低了柴油电控***关键部件电控喷油器的成本和制造难度。

下面，结合附图对本实用新型一种磁致伸缩元件驱动的无背压电控柴油喷油器的技术特征作进一步说明。

附图说明：

图1-1～图1-4：一种磁致伸缩元件驱动的无背压电控柴油喷油器结构及工作状态示意图：

图1-1：主视剖视图，图1-2：左视图，

图1-3：常态——不喷油状态，图1-4：磁致元件伸长——喷油状态；

图2：磁致伸缩驱动器结构示意图；

图3～图3-3：无背压二位三通阀的整体结构及主要部件结构示意图：

图3：无背压二位三通阀的整体结构示意图，

图3-1：控制柱塞结构示意图，

图3-21：控制阀外体结构示意图，图3-22：图3-21的A部放大图；

图3-3：控制阀轴结构示意图；

图4-1～图4-2：壳体结构示意图：

图4-1：主视剖视图，图4-2：左视图；

图5：锁紧螺母结构示意图；

图6：调整垫片结构示意图；

图7-1～图7-2：过渡块结构示意图：

图7-1：主视剖视图，图7-2：仰视图。

图1-1～图1-4中：

1-塑料外壳接线柱，2-磁致伸缩驱动器、3-锁紧螺母、4-调整垫片、5-无背压二位三通阀、6-喷油器壳体、7-过渡块、8-压力弹簧、9-喷油嘴偶件、10-阀针、11-螺母套、12-高压油管接头；

图2中：

21-磁致伸缩驱动器端盖，22-磁致材料伸缩杆，23—磁致伸缩驱动器线圈，24-磁致伸缩驱动器线架，25-磁致伸缩驱动器顶杆，26-磁致伸缩驱动器预压弹簧，27-磁致伸缩驱动器壳体；

图3～图3-3中：

51-控制柱塞，511-大轴径底座，512-直孔-油道II，513-次小轴径段，5131-控制柱塞圆锥面，514-小轴径段I，5141-水平孔，515-小轴径段II，516-中心盲孔；

52-控制阀外体，521-控制阀外体的阶梯形通孔，522-控制阀外体阶梯形通孔上的锥面；

53-控制阀轴，531-控制阀轴中心孔-阶梯形通孔，532-控制阀轴大轴径段，533-控制阀轴锥面；534-控制阀轴小轴径段；54-回位弹簧；

喷油器高压油进油通道——661、73、油道I、65、91、63、72、油道II，

喷油器回油通道——63、72、回油道III、油道II；

其余标号见文中所述。

具体实施方式：

实施例一：

一种磁致伸缩元件驱动的无背压电控柴油喷油器，包括带进油通道及回油通道的喷油器壳体6、螺母套11、磁致伸缩驱动器2、锁紧螺母3、调整垫片4、无背压二位三通阀5、过渡块7、压力弹簧8、喷油嘴偶件9和阀针10，在喷油器壳体6内沿轴向依次顺序安装过渡块7、无背压二位三通阀5、调整垫片4、锁紧螺母3、磁致伸缩驱动器2，在螺母套11内依次顺序安装压力弹簧8和喷油嘴偶件9，喷油器壳体6的上下端面、过渡块7和无背压二位三通阀5以及调整垫片4的两端面，磁致伸缩驱动器2的下端面均是高平面度平面，各零件端面紧密相接，形成密封，构成了在高压柴油状态下由磁致伸缩驱动器控制无背压二位三通阀的喷油嘴阀针轴向移动的机构(参见图1-1、图1-2)；

所述的磁致伸缩驱动器2由顺次安装在磁致伸缩驱动器壳体27内的预压弹簧26、顶杆25、绕在线架24上的线圈23、磁致材料伸缩杆22、端盖21组成(参见图2)，由伸缩杆22在线圈23提供的磁场作用下沿磁场方向尺寸发生变化，从而驱动顶杆25移动，预压弹簧26是根据磁致材料的特性提供预压力，使顶杆25之尺寸变化呈线性，通过改变线圈23的电流改变磁强度来控制伸缩杆22尺寸变化，实现高精度位移控制。

所述的无背压二位三通阀包括控制柱塞51、控制阀外体52、控制阀轴53和回位弹簧54(参见图3)；

所述的控制柱塞51是一端为大轴径底座511的不等径轴状零件，小轴径段II515与次小轴径段513之间为小轴径段I514，小轴径段I514开有水平孔5141，大轴径底座上开有由中心盲孔516与水平孔5141构成的T字形油道I、与中心盲孔516平行的直孔道512形成油道II，次小轴径段513与小轴径段I514之间为圆锥面5131过渡(参见图3-1)；

所述的控制阀外体52是带有阶梯形通孔521的圆柱体，该阶梯形通孔521的变径处为圆锥面522(参见图3-21、图3-22)；

所述的控制阀轴53是一个中心孔为3级阶梯形通孔531的不等径轴状零件，控制阀轴大轴径段532与控制阀轴小轴径534之间为圆锥面533，控制阀轴的阶梯形通孔531大端的底部有锥面5311(参见图3-3)；

控制柱塞51、控制阀轴53和控制阀外体52从下至上依次安装，控制柱塞51放入控制阀轴内阶梯形通孔531的大端与其组成偶件并与其底部锥面5311锥面配合，回位弹簧54置于控制阀轴阶梯形通孔531的中段顶住控制柱塞51，控制阀轴圆锥面533与控制阀外体52的阶梯形通孔521的台阶的圆锥面522锥面配合，控制阀轴的小轴径534穿过控制阀外体阶梯形通孔521的小端，并与其形成圆环状的回油道III，控制柱塞与控制阀外体的配合面是高平面度平面，各零件端面紧密相接，形成密封，控制柱塞上端圆柱与控制阀轴内圆孔组成偶件，控制柱塞、控制阀外体、控制阀轴同轴度安装，使得控制柱塞能在控制阀轴阶梯形通孔531内灵活移动，控制阀轴的轴向压强基本平衡。

所述的喷油器壳体6是包括大径端段61、中段62和小径端段64的不等径3级阶梯的圆柱体，大径端段61上部有外螺纹、中心有一2级阶梯形盲孔611，该阶梯形盲孔611的大端用于安放无背压二位三通阀，阶梯形盲孔611底部的两侧分别有贯穿壳体中段和小径端段的高压进油孔65以及油孔63，大径端段61下部左侧有一水平凸台66，其中心有一阶梯形通孔661、该阶梯形通孔661的大端与高压油管接头螺纹连接，阶梯形通孔661的小孔段为高压油进油通道与高压进油孔65连通，小径端段64下部有外螺纹、中心亦有一用于安放压力弹簧的盲孔641(参见图4-1、图4-2)。

所述的过渡块7为带中心孔71的薄圆柱体，其上有过渡块进油孔73、过渡块油孔72。

喷油器高压进油通道包括喷油器壳体的进油孔661、过渡块上的过渡块进油孔73和过渡块油孔72、无背压二位三通阀5上的油道I和油道II、壳体上的高压进油孔65和油孔63和喷油嘴偶件的进油孔91；

回油通道由无背压二位三通阀5上的回油道III、油道II、喷油器壳体的油孔63组成。

工作过程如下：

接通高压柴油后，高压柴油从高压油管通道661进入电控喷油器由喷油器壳体的进油孔661、过渡块上的过渡块进油孔73和过渡块油孔72、无背压二位三通阀5上的油道I和油道II、壳体上的高压进油孔65和油孔63以及喷油嘴偶件的进油孔91组成的进油通道，其中一路到达喷油嘴偶件的压力室和喷油嘴的阀针阀座，另一路经过壳体中部油孔65、过渡块上的过渡块油孔73进入无背压二位三通阀5，由于磁致伸缩元件处于无磁激励状态时，磁致伸缩杆22保持自然状态下的长度，在回位弹簧54作用下，控制阀轴53处于控制阀轴圆锥面533与控制阀外体52的阶梯形通孔521的台阶的圆锥面522锥面紧配合闭合状态，高压油通过控制柱塞51上的油道II512与其上的T字形油道I贯通，高压柴油从无背压二位三通阀51上的油道II512、过渡块上的过渡块油孔73、壳体上的油孔63到达阀针的上部，喷油器不喷油，处于常态(参见图1-3)；

当磁致伸缩元件受激励时，磁致伸缩杆22轴向伸长，控制阀轴53下移至控制阀轴阶梯形通孔531大端底部的锥面5311与控制柱塞51次小轴径段513的圆锥面5131紧配合闭合，工作液通过控制柱塞51上的油道II与回油道III贯通，喷油嘴阀针10被高压柴油顶起，高压柴油从喷油嘴阀针10与喷油嘴阀座之间喷出，喷油器喷油。(参见图1-4)。

当磁致伸缩元件22失去激励时，磁致伸缩杆22轴向缩短恢复常态，喷油嘴偶件的压力迅速上升，喷油停止。

Claims (3)

1.一种磁致伸缩元件驱动的无背压电控柴油喷油器，包括带进油通道及回油通道的喷油器壳体、螺母套、磁致伸缩驱动器、二位三通阀、锁紧螺母、调整垫片、过渡块、压力弹簧、喷油嘴偶件，其特征在于：所述的二位三通阀是无背压二位三通阀，在喷油器壳体内沿轴向依次顺序安装过渡块、无背压二位三通阀、调整垫片、锁紧螺母、磁致伸缩驱动器，在螺母套内依次顺序安装压力弹簧、喷油嘴偶件，喷油器壳体的上下端面、过渡块和无背压二位三通阀以及调整垫片的两端面，磁致伸缩驱动器下端面均是高平面度平面，各零件端面紧密相接，形成密封，构成了在高压柴油状态下由磁致伸缩驱动器控制无背压二位三通阀的喷油嘴阀针轴向移动的机构。

2.根据权利要求1所述的一种磁致伸缩元件驱动的无背压电控柴油喷油器，其特征在于：所述的无背压二位三通阀，包括其上开有进出油道的控制柱塞、其上有回油通道的控制阀外体和控制阀轴，所述的控制柱塞(51)是一不等径轴状零件，所述的控制阀外体(52)是带有阶梯形通孔(521)的圆柱体，所述的控制阀轴(53)是一个中心孔为3级阶梯形通孔(531)的不等径轴状零件，控制阀轴大轴径段(532)与控制阀轴小轴径(534)之间为圆锥面(533)，控制阀轴的阶梯形通孔(531)大端的底部有锥面(5311)，控制柱塞(51)、控制阀轴(53)和控制阀外体(52)从下至上依次安装，控制柱塞(51)放入控制阀轴内阶梯形通孔(531)的大端与其组成偶件并与其底部锥面(5311)锥面配合，回位弹簧(54)置于控制阀轴阶梯形通孔(531)的中段顶住控制柱塞(51)，控制阀轴圆锥面(533)与控制阀外体(52)的阶梯形通孔(521)的台阶的圆锥面(522)锥面配合，控制柱塞与控制阀外体的配合面是高平面度平面，各零件端面紧密相接，形成密封，控制柱塞上端圆柱与控制阀轴内圆孔组成偶件，控制柱塞、控制阀外体、控制阀轴同轴度安装，控制柱塞能在控制阀轴阶梯形通孔(531)内灵活移动，控制阀轴的轴向压强基本平衡，控制阀轴的小轴径(534)穿过控制阀外体阶梯形通孔(521)的小端，并与其形成圆环状的回油通道III。

3.根据权利要求1或2所述的一种磁致伸缩元件驱动的无背压电控柴油喷油器，其特征在于：所述的磁致伸缩驱动器由顺次安装在磁致伸缩驱动器壳体内的预压弹簧、顶杆、绕在线架上的线圈、磁致材料伸缩杆和端盖组成，由伸缩杆在线圈提供的磁场作用下沿磁场方向尺寸发生变化，从而驱动顶杆移动，通过改变线圈的电流改变磁强度来控制伸缩杆尺寸变化。

Images