CN205370817U - 柴油机高压共轨的喷油器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柴油机高压共轨的喷油器，所述喷油器包括壳体，一球阀设置在所述壳体内限定出回油通道与控制油腔，在所述控制油腔内设置实现喷油器选择性喷油的阀杆组件，所述球阀包括靠近所述控制油腔一侧的阀座以及靠近所述回油通道一侧的球芯，在所述回油通道内设置控制所述球芯的电磁阀组件，通过所述电磁阀组件的选择性启用或停用，所述球芯选择性开闭所述阀座上形成的开口，其特征在于，在所述阀座内设有圆柱形引导孔与所述开口相通，所述球芯在所述引导孔内且移动时受所述引导孔引导，所述引导孔和所述球芯具有使得燃油流经它们之间时受节流的尺寸。

Description

柴油机高压共轨的喷油器

技术领域

本实用新型涉及柴油机高压共轨中所采用的喷油器，该喷油器具有改进的球阀座结构。

背景技术

在柴油机中广泛采用高压共轨供油。高压共轨与喷油器相连，后者用于将高压燃油选择性地喷射到柴油机的燃烧室内。

目前，喷油器多数包括细长的壳体，在壳体内安装有球阀。球阀包括阀座以及球芯。球芯与喷油器的电磁阀相邻。喷油器的壳体上设有高压接头。来自与高压共轨的高压燃油经由所述高压接头被分入到喷油器的两个油路中。一个油路通至喷油腔，直到喷油器的喷油口。另一个油路供应到控制油腔，其中该控制油腔与球阀的阀座相接。在该球阀的下游方向，即在球芯所位于的下游方向，一回油通道设置在壳体内。

喷油器还具有一阀杆，该阀杆的一部分位于控制油腔内，另一部分位于喷油腔内。在电磁阀未启动的情况下，球芯封堵住阀座的通孔，使得回油通道与控制油腔完全隔离。在此情况下，作用在阀杆上的弹簧力使得维持阀杆封堵喷油器的喷油口的状态。

在电磁阀启动的情况下，来自高压接头的高压燃油能够将球芯顶起，从而高压燃油从控制油腔进入到回油通道中，并最终流回到油箱内，这会导致控制油腔内的压力下降。这样，喷油腔中的压力大于控制油腔中的压力，导致阀杆远离喷油口移动，从而高压燃油能够受控地被喷射到柴油机的燃烧室。

通常，在阀座的上述通孔内设有一节流孔，用于燃油节流速度。在该通孔内该节流孔的下游为一大致圆柱形的扩散孔区段。由于该圆柱形的扩散孔区段的直径明显大于节流孔的直径，所以当高压燃油从扩散孔区段流经节流孔时，会造成燃油内的气泡产生，并且这种产生的气泡会对扩散孔区段出口以及球芯造成所谓的“穴蚀”——高压会造成气泡破裂并且破裂造成的不均匀压力会进一步冲击扩散孔区段出口内壁以及球芯，导致它们快速损伤，从而造成球芯无法可靠地密封扩散孔区段出口，影响喷油器的使用寿命。

为了减小“穴蚀”现象对喷油器的寿命影响，迫切期望改进喷油器的阀座结构，使得减小“穴蚀”对扩散孔区段出口以及球芯的不利影响。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种改进的喷油器，其中尽量避免了“穴蚀”现象对球芯与扩散孔区段出口处的不利影响。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种柴油机高压共轨的喷油器，所述喷油器包括壳体，一球阀设置在所述壳体内限定出回油通道与控制油腔，在所述控制油腔内设置实现喷油器选择性喷油的阀杆组件，所述球阀包括靠近所述控制油腔一侧的阀座以及靠近所述回油通道一侧的球芯，在所述回油通道内设置控制所述球芯的电磁阀组件，通过所述电磁阀组件的选择性启用或停用，所述球芯选择性开闭所述阀座上形成的开口，其特征在于，在所述阀座内设有圆柱形引导孔与所述开口相通，所述球芯位于所述引导孔内且移动时受所述引导孔引导，所述引导孔和所述球芯具有使得燃油流经它们之间时受节流的尺寸。

可选地，所述引导孔的内径比所述球芯的外径大0.1～0.2毫米。

可选地，所述电磁阀组件包括一与所述球芯接触的致动部件。

可选地，所述致动部件一体形成有一端部，所述端部能够在所述引导孔内移动且与所述球芯直接接触。

可选地，所述端部的外表面与所述引导孔的内壁之间的间距至少为0.3毫米。

可选地，所述端部为圆柱形或呈朝向所述开口缩窄的锥形。

可选地，所述端部的接触端面为平面。

可选地，在所述端部的接触端面上形成有凹坑，与所述球芯接触。

可选地，所述阀座的开口为圆锥形，在所述球芯封闭所述开口的情况下，所述引导孔的内壁与所述球芯的外表面之间的间距不超过0.1毫米。

采用本发明的上述技术手段，减轻了“穴蚀”对扩散孔区段出口处密封的不利影响，同时由于避免引导球芯的附属部件而减少了喷油嘴的部件数量，降低了制造和维护成本。

附图说明

从后述的详细说明并结合下面的附图将能更全面地理解本实用新型的前述及其它方面。需要指出的是，各附图的比例出于清楚说明的目的有可能不一样，但这并不会影响对本实用新型的理解。在附图中：

图1示意性示出了根据本实用新型的实施例的喷油器的剖视图；

图2示意性示出了根据本实用新型的实施例的喷油器中的球阀、即如图1所示虚线圈A部分的放大剖视图；以及

图3是如图2所示虚线框B部分的放大剖视图。

具体实施方式

在本申请的各附图中，结构相同或功能相似的特征由相同的附图标记表示。

图1示意性示出了根据本实用新型的一个示意性实施例的喷油器1。该喷油器1包括细长的壳体10。该壳体10设有供油口20，该供油口能够经由接头21与(图中未示出的)高压共轨相连。在壳体10内设置有两个油腔。一个是控制油腔，另一个是喷油腔。

在壳体10内安装有球阀、电磁阀60以及能够移动的阀杆40。如图1所示，球阀包括阀座30以及球芯50。该球芯50例如为圆球。阀杆40的一端在所述控制油腔内与所述球阀的阀座30相接，阀杆40的另一端经由(未示出的)针阀与壳体10内设的出油口11相接。在壳体10内在远离阀座30处还设有支承部，用于支撑阀杆40，从而阀杆40能够在壳体10内纵向移动。阀杆40能够带动针阀动作，从而所述阀杆40与所述针阀构成了一阀杆组件，经由所述阀杆组件的动作，可以实现喷油器的选择性喷油。

当喷油器组装就位后，出油口11通到(未示出的)柴油机的燃烧室内。球阀的阀座30与控制油腔相接，而喷油腔与出油口11相接。

在壳体10内形成有两个油路。高压燃油经由供油口20分别供应到这两个油路中。一个油路与控制油腔直接相通。另一个油路与喷油腔直接相通。也就是说，来自供油口20的高压油总是会供应到控制油腔和喷油腔内。

球芯50在电磁阀60与阀座30之间作用。在壳体10内还设置有一回油通道，该回油通道经由球阀与控制油腔相连，从而球阀可以选择性控制该回油通道与控制油腔的通断。也就是说，球阀在壳体10内限定出所述回油通道与所述控制油腔。具体地讲，球芯50和电磁阀60位于该回油通道所在的下游侧，而控制油腔位于上游侧。

如图1所示，该球芯50受弹簧51和52以及相关致动部件53和54的作用，其中致动部件受电磁阀60的控制。电磁阀60例如受到柴油机的电控单元控制。当电磁阀60处于停机状态时，在弹簧51和52以及相关致动部件53和54的作用下，球芯50紧压阀座30，从而阀座30的通孔被封闭，自供油口20供入控制油腔的高压燃油无法经由阀座30的通孔顶开球芯50，使得回油通道与控制油腔之间的油路断路。在此情况下，由于阀杆40上作用的弹簧力，阀杆40控制针阀紧密地封堵住出油口11，喷油器1无法喷油。

当电磁阀60受电控单元控制启动时，弹簧51和52经由致动部件53和54作用在球芯50上的力减小，控制油腔内的高压燃油能够经由阀座30的通孔向上顶开球芯50进入回油通道，然后从回油通道回流到油箱内。这样，控制油腔内的压力降低，导致阀杆40上的作用力失去平衡，即控制油腔作用在阀杆40上的压力小于喷油腔作用在阀杆40上的压力，阀杆40控制针阀离开出油口11，从而高压燃油能够顺利喷入到柴油机的燃烧室内。

电控单元通过控制电磁阀60的启动时间和频率，可以根据需要控制喷油器的喷油量。根据以上说明，也可以认为电磁阀60、弹簧51和52以及致动部件53和54构成了控制球芯50的电磁阀组件。

具体如图2所示，阀座30的通孔包括位于上游的节流孔31以及位于下游的扩散孔32。球芯50能够如上所述地选择性封闭扩散孔32的圆锥形暴露口。当球芯50略微离开暴露口且高压燃油经过通孔时，由于首先经过直径很小的节流孔31加压，再经过直径较大的扩散孔32，造成在扩散孔32内燃油会产生大量气泡。这些大量的气泡会冲击球芯50的表面，造成不期望的“穴蚀”，影响对扩散孔32的暴露口的密封性能。

在现有技术中，阀座在扩散孔的暴露口向外处、即扩散孔的下游具有呈喇叭形状延伸的发散口。为了避免球芯在该开口内移动，还需为球芯设置专门的引导件。经研究发现，上述大量气泡的冲击力的产生主要是阀座的向外呈喇叭形状的发散口造成了燃油压力突然下降，这种燃油压力的突然下降引起气泡快速流经球芯的表面和/或暴露口，造成“穴蚀”。

因此，为了避免这种突然的油压下降所导致的“穴蚀”对球芯50的在与扩散孔32的暴露口相接触部位处的不利影响，本实用新型考虑将可能出现这种突然的油压下降的部位远离球芯50与扩散孔32的暴露口相接触的位置设置。

因此，如图2和3进一步所示，根据本实用新型的阀座30还包括位于所述扩散孔32下游的引导孔33，该引导孔33与所述通孔相通。该引导孔33例如为圆柱孔，用于将球芯50可移动地约束在其中，并且引导孔33的内径d比球芯50的外径D1大0.2毫米、例如大的范围可以是在0.1毫米与0.2毫米之间。这样，当球芯50坐靠在圆锥形暴露口上时，由于圆锥形的对中作用，使得球芯50的外表面与引导孔33的内壁之间的间距不超过0.1毫米。实际上，这种小间距的设计也会起到节流燃油的作用。

在所提到的实施例中，球芯50为标准球形的形状。但是如果球芯50为非标准球形的形状、例如为椭球形或扁球形的形状，则为了确保燃油流经球芯与引导孔的内壁之间实现节流，球芯50的与引导孔内壁最靠近的周边的外径可以设置成比引导孔33的内径小0.2毫米，例如小的范围可以是在0.1毫米与0.2毫米之间。

这样，当燃油需要从扩散孔32的暴露口向下游***时，在球芯50与扩散孔32的暴露口之间的位置不会有突然的压力下降，因此，即使在燃油中存在大量气泡，这些气泡也不会对球芯50的用于封闭扩散孔32的外表面造成强烈冲击。由此，避免了“穴蚀”现象对于扩散孔32的暴露口密封的不利影响。

另外，根据本实用新型，因为引导孔33对球芯50可以起到良好的引导作用，因此不再需要再为球芯50设置如现有技术中的那种单独的引导件。实际上，在本实用新型的一优选方案中，致动部件54可以设置成与球芯50直接接触。在这种情况下，在芯50封闭扩散孔32的暴露口的情况下，球芯50可以稍微伸出引导孔33而与致动部件54接触。

但是优选地，如图2和3所示，致动部件54包括一端部54a，该端部54a也可以伸入到阀座30的引导孔33内。该端部54a例如呈圆柱形且端面与球芯50直接接触。替代性地，为了便于组装，该端部54a也可以为呈朝向暴露口缩窄的锥形或者其它任何合适的形状。但无论如何，在喷油嘴组装好后，该端部的外表面与引导孔33的内壁之间的间距应至少为0.3毫米。

该端部54a的与球芯50接触的端面可以为平面。但是，优选地，在致动部件54的端部54a的接触端面上设有凹坑，用于更加稳定地接触球芯50。

引导孔33的内径d比端部54a的外径D2大至少0.6毫米，从而即可以确保不会再对燃油造成节流而影响燃油的顺利排出。此外，引导孔33也可以在必要时实现对端部54a的引导。

尽管这里详细描述了本实用新型的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本实用新型的范围构成限制。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

Claims (9)

1.一种柴油机高压共轨的喷油器，所述喷油器包括壳体(10)，一球阀设置在所述壳体内限定出回油通道与控制油腔，在所述控制油腔内设置实现喷油器选择性喷油的阀杆组件，所述球阀包括靠近所述控制油腔一侧的阀座(30)以及靠近所述回油通道一侧的球芯(50)，在所述回油通道内设置控制所述球芯的电磁阀组件，通过所述电磁阀组件的选择性启用或停用，所述球芯选择性开闭所述阀座上形成的开口，其特征在于，在所述阀座内设有圆柱形引导孔(33)与所述开口相通，所述球芯(50)位于所述引导孔(33)内且移动时受所述引导孔(33)引导，所述引导孔(33)和所述球芯(50)具有使得燃油流经它们之间时受节流的尺寸。

2.根据权利要求1所述的喷油器，其特征在于，所述引导孔(33)的内径比所述球芯的外径大0.1～0.2毫米。

3.根据权利要求1或2所述的喷油器，其特征在于，所述电磁阀组件包括一与所述球芯(50)接触的致动部件(54)。

4.根据权利要求3所述的喷油器，其特征在于，所述致动部件(54)一体形成有一端部(54a)，所述端部(54a)能够在所述引导孔(33)内移动且与所述球芯(50)直接接触。

5.根据权利要求4所述的喷油器，其特征在于，所述端部(54a)为圆柱形或呈朝向所述开口缩窄的锥形。

6.根据权利要求5所述的喷油器，其特征在于，所述端部(54a)的外表面与所述引导孔(33)的内壁之间的间距至少为0.3毫米。

7.根据权利要求6所述的喷油器，其特征在于，所述端部(54a)的接触端面为平面。

8.根据权利要求6所述的喷油器，其特征在于，在所述端部(54a)的接触端面上形成有凹坑，与所述球芯(50)接触。

9.根据权利要求3所述的喷油器，其特征在于，所述阀座(30)的开口为圆锥形，在所述球芯(50)封闭所述开口的情况下，所述引导孔(33)的内壁与所述球芯(50)的外表面之间的间距不超过0.1毫米。