CN202451331U - 一种高压共轨喷油器 - Google Patents

Abstract

一种高压共轨喷油器，用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室中，特别适用于高压共轨燃油***，该喷油嘴19和控制阀7之间有一个阀11，通过功能的集成设计，使的该阀不仅具有流体控制功能，而且具有喷油嘴针阀升程控制的功能，简化了喷油器结构，减少高压密封面，从而有效降低了喷油器的加工制造成本。同时通过本实用新型完全可以避免现有压电式喷油器中喷油嘴19的重新设计，即通过选用现有喷油嘴产品即可实现压电式喷油器的性能。

Description

一种高压共轨喷油器

技术领域：

本发明属于汽车柴油机燃油喷射***领域，特别适用于柴油机高压共轨喷油器。 

背景技术：

随着世界能源危机和环境污染的日趋严重，对节约能源、降低排放提出了越来越高的要求，这也就决定了柴油机既要具有卓越的燃油经济性能，又要满足日益严格的排放法规。在柴油机的技术发展中，一直关注于其燃烧过程的改善优化，这就要求燃油喷射***具有优越的性能。高压共轨电控燃油喷射技术的应用则在柴油机技术发展中发挥了巨大的作用，其进一步降低了燃油消耗、增强了动力性能同时满足了更加严格的排放法规，并使***具有更高的喷射压力和更加灵活的喷油方式。因此，被认为是内燃机行业的一大突破，并成为柴油机电控喷射***的主流，新一代绿色柴油机的标志。高压共轨技术的持续发展，则对其关键部件——喷油器的性能提出了更高的要求：响应快、效率高、成本低。 

通过CN1878949A已经知道一种喷油器包含与前述类型相似的阀，从CN1241243A中知道一种用于液体控制的阀，所述的液体控制阀主要解决的是具有液力放大作用的液体耦合室的新型结构形式设计。另CN1878949A中体现出其流体控制、升程控制的功能，主要是将阀板集成到喷油器体中，降低了密封面的要求，但其流体控制的孔所在的节流盘仍是独立零件状态，并没有有效减少密封的接触面数量，同时必须选用特殊结构的喷嘴才能满足喷油器的正常使用，不具备与现有大量使用的油嘴之间的匹配适用性。 

发明内容：

本发明涉及一种高压共轨喷油器，喷油嘴19和控制阀7之间有一个阀，所述阀包括流体控制部件和升程控制部件。流体控制部件包括进油节流孔20和回油节流孔21和控制活塞12；所述的进油节流孔20和回油节流孔21设置于阀体上，控制活塞12安装在阀11内部，并形成控制室23。升程控制部件包括调压弹簧13和弹簧座15和控制活塞12，所述的弹簧座15与调压弹簧13安装在阀腔内部，弹簧座15与控制活塞12直接接触。所述阀代替了传统喷油器所用阀的流体控制功能，和装在它内部的控制活塞12形成控制室23；并且该阀还在控制活塞顶面9与喷油嘴针阀18之间构成了喷油嘴针阀18的一个挡位，由此限定该喷油嘴针阀18的打开行程的边界，此阀的设计实现了一个零件多个功能设计，从而简化了喷油器结构，降低了成本，同时减少高压泄露的密封面。同时控制活塞12结构尺寸的紧凑化设计大大减少了运动件质量，有效地提高喷油器动态响应速度。 

本发明和现有技术相比所具有的优势是：传统的阀仅仅关注于流体的控制，并采用了多零件，需要多个密封面；而本发明是通过功能的集成设计，使得阀不仅具有流体控制功能，而且具有控制喷油嘴针阀升程的功能，简化了喷油器结构，减少了实现流体控制、升程控制功能所需的高压密封面，从而有效降低了喷油器的加工制造成本。现有技术中，压电式喷油器所采用的喷油嘴必须经过重新设计，才能满足压电式喷油器的功能需求，而本发明所述的压电式喷油器则无需经过繁杂的喷油嘴设计工作，即可以通过选用现有普通喷油嘴产品，实现现有技术中所表现出的压电式喷油器的性能。 

附图说明：

图1为本发明的一种高压共轨喷油器实施例。 

图2是图1中的一个放大视图。 

图3为本发明的一种高压共轨喷油器变换实施形式。 

图中1、压电执行元件(电磁执行元件)；2、变换器活塞；3、燃料输入压力接口；4、密封阀；5、喷油器紧帽；6、压力弹簧；7、控制阀；8、喷油嘴针阀最大升程；9、控制活塞上端；10、阀内腔表面；11、阀；12、控制活塞；13、调压弹簧；14、弹簧座上座高度；15、弹簧座；16、弹簧座底座高度；17、定位销；18、喷油嘴针阀；19、喷油嘴；20、进油节流孔；21、回油节流孔；22、盛油槽；23、控制室；24、喷油器体；25、变换器壳体；26、低压回油油道；27、阀室 

具体实施方式

图1、图2示出了根据本发明的一种高压共轨喷油器实施例，该实施例在附图1、2中示出并在下面具体说明，附图以垂直的纵剖面部分地表示出共轨喷油器的一个实施例。 

24标记为一个特别是被设置用在柴油发动机中的共轨喷油器的一个喷油器体。在该喷油器体24中由上至下设置压电执行元件1、变换器活塞2、控制阀7、阀11和喷油嘴19，其中喷油器体24、控制阀7、阀11和喷油嘴19通过喷油器紧帽5固定。变换器壳体25的轴向孔中具有一个可轴向移动地变换器活塞2，该变换器活塞2在初始作用力下向下关闭。在变换器壳体25的下部布置有一控制阀7，它在一个有台阶的轴向孔中容纳一个密封阀4，该阀以压力弹簧6向逆着变换器活塞2关闭的方向预压紧。 

在控制阀7的下方并且与其密封连接地安置了一个阀，即本发明所述阀11。该阀的一个主要特点是，与常规阀相比，该喷油器体内的阀11减少了一个密封平面，该阀不仅具有传统喷油器所用阀的流体控制功能，同时具有限定该喷油 嘴针阀18的打开行程的边界的功能。 

同样，在阀11的下方并且与其密封连接地安置了一个喷油嘴19，两者通过定位销17进行固定，燃料输入压力接口3将燃料输入至喷油嘴盛油槽22中。 

压电执行元件1处于未通电流的状态，燃料输入压力接口3将部分高压燃油输入至进油节流孔20，再进入控制室23，使得燃油压力作用于控制活塞上端9，将控制活塞12推向喷油嘴针阀18关闭的方向，另一部分高压燃油输入至喷油嘴针阀盛油槽22，燃油压力作用于喷油嘴针阀18，将喷油嘴针阀18推向喷油嘴针阀18打开的方向，由于控制活塞上端9的有效受压面积大于喷油嘴针阀18的有效受压面积，控制活塞12及喷油嘴针阀18均处于原始静止状态；当压电执行元件1被通电流时，它将伸长及压在变换器活塞2的端面上，该压力通过变换器活塞2传递到密封阀4及导致密封阀4逆着压力弹簧6的预紧方向，即沿着喷油嘴针阀18的关闭方向而打开，使得阀室27中的高压燃油流入低压回油油道26，再通到一个这里未详细示出的燃料储备箱，这样作用于控制活塞上端9的燃油压力将逐渐降低至一定幅值，达到满足控制活塞12及喷油嘴针阀18的沿打开方向动作的要求，喷油器开始喷射燃料，当压电执行元件1被断电后，压电执行元件1恢复初始长度，变换器活塞2将不再受到压电执行元件1伸长所导致的压力，这样密封阀4就处于压力弹簧6的预紧方向关闭，控制室23压力恢复至初始燃油压力，同样由于控制活塞上端9的有效受压面积大于喷油嘴针阀18的有效受压面积，控制活塞上端9及喷油嘴针阀18将回到初始关闭状态，即完成喷油器的一次喷射过程。 

图3表示一种高压共轨喷油器变换实施形式，该控制阀7与图1所示控制阀的不同之处在于，图3中所示控制阀7中的密封阀4的关闭方向为沿着喷油嘴针阀18的关闭方向。同样，24标记为一个特别是被设置用在柴油发动机中的 共轨喷油器的一个喷油器体。在该喷油器体24中由上至下设置电磁执行元件1、密封阀4、控制阀7、阀11和喷油嘴19，其中喷油器体24、控制阀7、阀11和喷油嘴19通过喷油器紧帽5固定。控制阀7的轴向孔中具有一个可轴向移动地密封阀4，当喷油器处于未通电流的状态时，该密封阀4在压力弹簧6的初始预紧力作用下沿着喷油嘴针阀18关闭的方向而关闭，燃料输入压力接口3将高压燃油以与上述图1说明的同样方式进入喷油器体24内，控制活塞12及喷油嘴针阀18均处于原始静止状态；当电磁执行元件1被通电流时，它将产生一定的吸力，使得密封阀4沿着喷油嘴针阀18的打开方向而打开，控制室23压力中的高压燃油流入低压回油油道26，再通到一个这里未详细示出的燃料储备箱，这样作用于控制活塞上端9的燃油压力将逐渐降低至一定幅值，达到满足控制活塞12及喷油嘴针阀18的沿打开方向动作的要求，喷油器开始喷射燃料，当电磁执行元件1被断电后，电磁执行元件1将不再产生吸力，这样密封阀4在压力弹簧6的预紧力作用下关闭，控制室23压力恢复至燃料输入压力，同样由于控制活塞上端9的有效受压面积大于喷油嘴针阀18的有效受压面积，控制活塞上端9及喷油嘴针阀18将回到初始关闭状态，即完成喷油器的一次喷射过程。 

图1、图2中示出，作为一种有益的结构，本发明所述的流体控制是通过控制室23容积大小、进油节流孔20尺寸参数和回油节流孔21尺寸参数的匹配控制实现的，其进油节流孔20流量与回油节流孔21流量的比例范围为0.5-0.9。从附图1、2中获知，处于燃料输入压力接口3中的燃料通过进油节流孔20进入控制室23、同时通过回油节流孔21到达控制阀7中的阀室27中，当压电执行元件1通电动作后，推动变换器活塞2，将密封阀4沿变换器活塞2关闭的方向打开，使得燃油流入低压回油油道26，再通到一个这里未详细示出的燃料储备箱。该控制室23在喷油嘴针阀18处于关闭位置时达到其最大容积，喷油嘴 针阀18一方面通过控制室23中具有的流体压力、另一方面通过调压弹簧13被保持在该关闭位置。进油节流孔20起到输入节流的作用，回油节流孔21起到输出节流的作用，两者流量及控制室23的容积大小的匹配实现对喷油嘴针阀18运动速率的控制，在实际使用中，进油节流孔20流量与回油节流孔21流量的比例范围控制为0.5-0.9。 

图1、图2中示出，作为一种有益的结构，本发明所述的升程控制是通过调整弹簧座15中的弹簧座上座高度14，实现对喷油嘴针阀18最大升程8的控制，其升程控制范围可以达到0.2mm-0.8mm。图1中可看到，喷油嘴针阀18在其上端部上被弹簧座15所围绕，该弹簧座15上部支撑在控制活塞12的下端面上，在弹簧座15与阀11的内腔之间配合着一个调压弹簧13，该弹簧向喷油嘴针阀18的关闭位置方向施加一个力。同时控制活塞通过弹簧座15与喷油嘴针阀18处于机械连接中，弹簧座15的弹簧座底座高度16起到控制喷油嘴针阀18开启压力大小的作用，弹簧座15的弹簧座上座高度14起到控制喷油嘴针阀18最大升程8的作用，在实际使用中，最大升程8的控制范围可以达到0.2mm-0.8mm。 

作为一种有益的结构，本发明所述的控制活塞12的顶面为圆弧面或平面，其控制活塞上端9为球状，与阀内腔表面10接触面为圆弧面；控制活塞上端9形状也可为圆柱形或圆台形，与阀内腔表面10接触面为平面。为使控制活塞12既具有滑动性又具有高压密封性，其与阀11的轴向孔为偶件面配合。 

Claims (7)

1.一种高压共轨喷油器，其特征在于：喷油嘴(19)与控制阀(7)之间有一个阀，所述阀包括流体控制部件和升程控制部件。

2.根据权利要求1所述的一种高压共轨喷油器，其特征在于：所述流体控制部件包括进油节流孔(20)和回油节流孔(21)和控制活塞(12)；进油节流孔(20)和回油节流孔(21)设置于阀(11)上部，控制活塞(12)安装在阀(11)内部，并形成控制室(23)。

3.根据权利要求1所述的一种高压共轨喷油器，其特征在于：所述升程控制部件包括调压弹簧(13)和弹簧座(15)和控制活塞(12)，弹簧座(15)与调压弹簧(13)安装在阀腔内部，弹簧座(15)与控制活塞(12)直接接触。

4.根据权利要求1或2所述的一种高压共轨喷油器，其特征在于：所述进油节流孔(20)流量与回油节流孔(21)流量的比例范围为0.5-0.9。

5.根据权利要求1所述的一种高压共轨喷油器，其特征在于：所述升程控制部件的升程控制范围可以达到0.2mm-0.8mm。

6.根据权利要求2所述的一种高压共轨喷油器，其特征在于：所述控制活塞(12)与阀(11)为偶件面配合。

7.根据权利要求2或3所述的一种高压共轨喷油器，其特征在于：所述控制活塞(12)的顶面为圆弧面或平面。 

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