CN101435397A - 大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀 - Google Patents

Abstract

一种大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀，包括形成有工作油口和进油口的工作阀体，具有轴向贯通孔的节流块，具有回油口的回油阀体，节流块、工作阀体和回油阀体依次连接整体沿轴向形成与工作油口和进油口、贯通孔及回油口相连通的回油通道，通过设置于节流块另一侧的用于控制贯通孔导通与关闭的电磁阀和设置于回油通道内的球阀来控制整体油路的开关。球阀有设置在回油阀体的回油通道内的回油球阀、和工作阀体的回油通道内的进油球阀。电磁阀通过设置在节流块端口的开关球阀来控制贯通孔的导通与关闭。本发明能迅速抬起球阀，打开控制回路，控制回路又控制柱塞进一步控制一个较大阀门的开启和关闭。可在大压力下工作，与电磁阀相连的球阀受压力的影响很小。

Description

大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀

技术领域

本发明涉及一种高压供油系统。特别是涉及一种能够实现对增压式柴油机高压燃油喷射压力发生系统高速、大流量控制的大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀。

背景技术

众所周知，电控高压共轨技术是当前发动机先进技术之一，由于其共轨压力与发动机转速无关、共轨压力值和喷油器喷油定时、喷油量可以灵活调整以及较高的燃油喷射压力等优点，已经引起柴油机行业的密切关注。国际上高压共轨技术正朝着喷射压力大于2000bar的超高压方向发展，目前国外高压共轨系统的喷射压力已经能够达到1600bar，个别达到1850bar，但要实现超过2000bar的超高压力，存在很大的难度。那是因为，高压共轨的压力决定了从泵到轨、喷油器必须具有很好的材料力学性能和很高的加工精度。要共轨压力达到2000bar以上的超高压力，就对柱塞泵的泵油能力提出了更高的要求。因为柱塞泵中的出油单向阀有一个开启压力，只有高压柱塞腔的压力大于该开启压力时，高压柱塞泵才能向共轨管供油。这意味着共轨管的压力为2000bar时柱塞腔的压力要更高，这对柱塞及柱塞套偶件的加工精度及材料力学性能提出了更高要求。由于国内柱塞及柱塞套的材料及加工设备的限制，短期内研发超高压共轨技术不太现实，因此我们考虑采用更加现实的方法实现高压共轨技术。

基于以上问题，专利号为ZL200620026385.X的专利公开了一种用于柴油机的可调整的高压燃油喷射系统。该系统由高压燃油喷射回路和低压压力闭环控制回路构成。高压燃油喷射回路主要包括电液两级控制阀、增压器及喷油器，低压回路由中压柱塞泵、蓄压器、溢流阀、压力传感器及电控单元构成。该系统可以在中压柱塞泵的基础上实现高压燃油喷射，对柱塞偶件的加工精度和材料没有太高要求，易于在当前的条件下实现产业化。

增压供油系统的控制阀是系统正常工作的决定性部分，必须具有高的开关响应同时打开时具有较大的流通面积。普通的球阀能够满足快速响应的要求，但由于系统油压较大，则需要很大的开启电磁力，难以实现；普通的滑阀受工作油压的影响较小但开关响应难以满足要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以在电磁力的作用下实现大流通量阀门的快速开关控制，能够满足增压供油系统的特殊要求的大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀。

本发明所采用的技术方案是：一种大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀，包括形成有工作油口和进油口的工作阀体，还设置有：具有轴向贯通孔的节流块以及具有回油口的回油阀体，所述的节流块、工作阀体和回油阀体依次连接整体沿轴向形成有与所述的工作油口和进油口、贯通孔及回油口相连通的回油通道，并通过设置于节流块另一侧的用于控制贯通孔导通与关闭的电磁阀和设置于所述回油通道内的球阀来控制整体油路的开关。

所述的球阀包括有设置在回油阀体的回油通道内的回油球阀、设置在工作阀体的回油通道内的进油球阀。

所述的电磁阀是通过设置在节流块的贯通孔端口的开关球阀来控制贯通孔的导通与关闭。

所述的形成在回油阀体内的回油通道内设置有位于回油口一侧的弹簧，以及与弹簧衔接且位于工作阀体一侧的通过第二挡块支撑的回油球阀。

所述的形成在工作阀体上的回油通道内：在位于所述回油阀体一侧设置有球阀座，所述的球阀座的轴向形成有分别与回油阀体的回油通道、工作阀体的回油通道、以及所述的工作油口连通的贯通孔，所述的贯通孔内设置有推杆，所述的推杆的一端衔接回油球阀，在球阀座的另一侧设置有通过第一挡块支撑的进油球阀，所述推杆的另一端衔接进油球阀，所述的位于第一挡块另一侧的回油通道与进油口连通；在工作阀体与节流块衔接的一端轴向形成有与所述的回油通道以及节流块上的贯通孔相连通的压力室，所述的压力室内设置有柱塞，所述的柱塞上还连接有与进油球阀衔接的柱塞推杆。

所述的工作阀体上还形成有使压力室分别与进油口连通的进油通路和与回油口连通的回油通路。

所述的球阀座两端分别对应回油球阀和进油球阀形成有密封锥面，并通过推杆和两个密封锥面使油路的一端打开而另一端关闭。

所述的电磁阀采用由开关控制电路控制的电磁阀，或是由线圈和衔铁构成的阀装置。

本发明的大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀，克服了现有技术的不足，解决了现有技术难以实现的增压式柴油机高压燃油喷射压力发生系统高速、大流量控制问题。本设计构思巧妙，结构简单，是一种电磁控制的电液两级的两位三通阀，能迅速抬起球阀，打开控制回路，控制回路又控制柱塞进一步控制一个较大阀门的开启和关闭。既能满足控制速度响应又能满足流量要求。本发明可在较大压力下工作而与电磁阀相连的球阀受压力的影响很小。电磁阀采用常用的线圈及衔铁结构，不仅使系统工作可靠而且节约成本，易于产业化制造。

附图说明

图1是本发明的大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀的结构示意图。

其中：

1：回油口                  2：弹簧

3：回油球阀                4：工作油口

5：推杆                    6：进油球阀

7：进油口                  8：柱塞

9：开关球阀                10：电磁阀

11：节流块                 12：工作阀体

13：第一挡块               14：球阀座

15：第二挡块               16：回油阀体

17：压力室                 18：贯通孔

19：电磁阀衔铁             20：柱塞推杆

21：进油通路               22：回油通路

23、24：密封锥面           25：接线柱

26：电磁线圈               27：弹簧

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀做出详细说明。

如图1所示，本发明的大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀，包括形成有工作油口4和进油口7的工作阀体12，具有轴向贯通孔18的节流块11以及具有回油口1的回油阀体16，所述的节流块11、工作阀体12和回油阀体16依次连接整体沿轴向形成有与所述的工作油口4和进油口7、贯通孔18及回油口1相连通的回油通道，并通过设置于节流块11另一侧的用于控制贯通孔18导通与关闭的电磁阀10和设置于所述回油通道内的球阀来控制整体油路的开关。所述的电磁阀10是通过设置在节流块11的贯通孔18端口的开关球阀9来控制贯通孔18的导通与关闭。所述的电磁阀10采用由由任何一种开关控制电路进行通、断电控制的电磁阀，或其他类似的线圈和衔铁构成的阀装置。

所述的球阀包括有设置在回油阀体16的回油通道内的回油球阀3、设置在工作阀体12的回油通道内的进油球阀6。

所述的形成在回油阀体16内的回油通道内设置有位于回油口1一侧的弹簧2，以及与弹簧2衔接且位于工作阀体12一侧的通过第二挡块15支撑的回油球阀3。

所述的形成在工作阀体12上的回油通道内：在位于所述回油阀体16一侧设置有球阀座14，所述的球阀座14的轴向形成有分别与回油阀体16的回油通道、工作阀体12的回油通道、以及所述的工作油口4连通的贯通孔，所述的球阀座14两端分别对应回油球阀3和进油球阀6形成有可嵌入部分回油球阀3和部分进油球阀6的密封锥面23、24。所述的贯通孔内设置有推杆5，所述的推杆5的一端衔接回油球阀3，在球阀座14的另一侧设置有通过第一挡块13支撑的进油球阀6，所述推杆5的另一端衔接进油球阀6，所述的位于第一挡块13另一侧的回油通道与进油口7连通。通过推杆5和两个密封锥面23、24使油路的一端打开而另一端关闭。在工作阀体12与节流块11衔接的一端轴向形成有与所述的回油通道以及节流块11上的贯通孔18相连通的压力室17，所述的压力室17内设置有柱塞8，所述的柱塞8上还连接有与进油球阀6衔接的柱塞推杆20。所述的工作阀体12上还形成有使压力室17分别与进油口7连通的进油通路21和与回油口1连通的回油通路22。

本发明的大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀，通过对电磁阀通电和断电，电磁阀处于开和关两种状态，进而控制球阀9的打开和关闭，最终实现了进油状态和回油状态的控制。

电磁阀10通电时，大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀处于供油模式。

具体工作过程为，电磁阀通电后将开关球阀9在电磁力的作用下，克服弹簧27的作用力抬起，节流块11上的贯通孔18打开，位于柱塞8右侧的压力控制室17与回油通路22接通，油压下降，回油球阀3、推杆5、进油球阀6以及柱塞8在弹簧2的作用下向右运动。回油球阀3压在球阀座14的密封锥面23上，关闭回油通路22。同时由于进油球阀6向右运动，使进油口7和工作油口4接通，此时高压供油系统处于供油模式。

电磁阀10断电时，大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀处于回油模式。

具体工作过程为，电磁阀断电后将开关球阀9在弹簧27的作用下落座，节流块11上的贯通孔18关闭，位于柱塞8右端的压力控制室17与进油通路21接通，而与回油通路22断开，油压上升。回油球阀3、推杆5、进油球阀6及柱塞8在压力控制室17内液压压力的作用下，克服弹簧2的作用力向左运动。此时，进油球阀6压在球阀座14的密封锥面24上，将进油通路21切断。同时由于回油球阀3向左运动，使得回油口1和工作油口4接通。此时高压供油系统处于回油模式，系统在有油压而未工作时将一直处于这种模式。

本发明的大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀，主要是利用电磁铁驱动球阀9，从而改变柱塞压力控制室的压力，通电时其压强接近回油压力，断电时其压强等于供油压力，使其快速克服弹簧2的作用力和球阀3、6上的液压力进行回油。而在通电时球阀9打开，压力控制室压力下降，弹簧2的弹簧力则足够强大，能够快速将回油球阀关闭，同时打开进油球阀。因此本发明的电磁阀可以实现大油量供油和回油的快速切换，是电磁控制的液力伺服放大的二位三通电磁阀。采用两级的设计思路，电磁阀带动的球阀控制液力控制回路，液力控制回路又控制柱塞进一步控制一个机械阀门的开启和关闭，实现了大流通量阀门的快速开关控制，充分满足增压供油系统的要求。

Claims (8)

1.一种大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀，包括形成有工作油口(4)和进油口(7)的工作阀体(12)，其特征在于，还设置有：具有轴向贯通孔(18)的节流块(11)以及具有回油口(1)的回油阀体(16)，所述的节流块(11)、工作阀体(12)和回油阀体(16)依次连接整体沿轴向形成有与所述的工作油口(4)和进油口(7)、贯通孔(18)及回油口(1)相连通的回油通道，并通过设置于节流块(11)另一侧的用于控制贯通孔(18)导通与关闭的电磁阀(10)和设置于所述回油通道内的球阀来控制整体油路的开关。

2.根据权利要求1所述的大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀，其特征在于，所述的球阀包括有设置在回油阀体(16)的回油通道内的回油球阀(3)、设置在工作阀体(12)的回油通道内的进油球阀(6)。

3.根据权利要求1所述的大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀，其特征在于，所述的电磁阀(10)是通过设置在节流块(11)的贯通孔(18)端口的开关球阀(9)来控制贯通孔(18)的导通与关闭。

4.根据权利要求1所述的大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀，其特征在于，所述的形成在回油阀体(16)内的回油通道内设置有位于回油口(1)一侧的弹簧(2)，以及与弹簧(2)衔接且位于工作阀体(12)一侧通过第二挡块(15)支撑的回油球阀(3)。

5.根据权利要求1所述的大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀，其特征在于，所述的形成在工作阀体(12)上的回油通道内：在位于所述回油阀体(16)一侧设置有球阀座(14)，所述的球阀座(14)的轴向形成有分别与回油阀体(16)的回油通道、工作阀体(12)的回油通道、以及所述的工作油口(4)连通的贯通孔，所述的贯通孔内设置有推杆(5)，所述的推杆(5)的一端衔接回油球阀(3)，在球阀座(14)的另一侧设置有通过第一挡块(13)支撑的进油球阀(6)，所述推杆(5)的另一端衔接进油球阀(6)，所述的位于第一挡块(13)另一侧的回油通道与进油口(7)连通；在工作阀体(12)与节流块(11)衔接的一端轴向形成有与所述的回油通道以及节流块(11)上的贯通孔(18)相连通的压力室(17)，所述的压力室(17)内设置有柱塞(8)，所述的柱塞(8)上还连接有与进油球阀(6)衔接的柱塞推杆(20)。

6.根据权利要求4所述的大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀，其特征在于，所述的工作阀体(12)上还形成有使压力室(17)分别与进油口(7)连通的进油通路(21)和与回油口(1)连通的回油通路(22)。

7.根据权利要求5所述的大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀，其特征在于，所述的球阀座(14)两端分别对应回油球阀(3)和进油球阀(6)形成有密封锥面(23、24)，并通过推杆(5)和两个密封锥面(23、24)使油路的一端打开而另一端关闭。

8.根据权利要求1所述的大流量供油、回油快速切换的电液伺服阀，其特征在于，所述的电磁阀(10)采用由开关控制电路控制的电磁阀，或是由线圈和衔铁构成的阀装置。

Images