CN101457726B - 一种针阀动力喷嘴 - Google Patents

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Abstract

一种针阀动力喷嘴，其包括一个由脉冲信号驱动的柱塞泵，一个针阀喷嘴，一个低压燃油室，一个高压燃油室，柱塞的运动形成低压燃油室和高压燃油室之间的压差，其特征在于，针阀喷嘴包括一个喷嘴阀，一个进油腔和一个回油腔，进油腔与高压燃油室保持连通，回油腔与低压通道保持连通，当高压燃油腔和低压燃油腔之间的压差高于所定值时，喷嘴阀开启。本发明提供了一种结构、便于安装的针阀动力喷嘴。

Description

一种针阀动力喷嘴
技术领域
本发明属于发动机技术领域，具体涉及电子供油装置，尤其涉及一种应用在内燃机的电子燃油喷射系统。
背景技术
中国发明专利ZL01103954.X“电动燃油喷射装置”提供了一种新型的脉冲式电磁驱动的燃油喷射装置，由燃料进入装置、燃料驱动装置和燃料喷出装置组成，通过燃料驱动装置的工作线圈和回位线圈形成磁回路驱动包含衔铁和柱塞的从动装置，实现吸油喷油的往复循环。此发明提供的集成式供油单元可以通过低压油管直接从燃油箱中取得燃油，而且可以获得较高的燃油喷射压力，不但可以实现进气道喷射，还能满足缸内直喷的要求。
此类燃油喷射装置因为包含能量转换装置和喷嘴，因此这里称之为动力喷嘴。动力喷嘴通常包含一个压力控制的外开式锥形阀式喷嘴。此类喷嘴的特点是：结构简单，喷射方向固定，不便于安装。但对于许多应用，尤其是摩托车来说，喷射方向固定使其受到了极大的限制，有些车型根本无法安装。
发明内容
本发明针对上述问题，之目的在于提供一种针阀动力喷嘴。
本发明的目的通过以下技术方案实现：即一种针阀动力喷嘴，其包括一个由脉冲信号驱动的柱塞泵，一个针阀喷嘴，一个低压燃油室，一个高压燃油室，柱塞的运动形成低压燃油室和高压燃油室之间的压差，其特征在于，针阀喷嘴包括一个喷嘴阀，一个进油腔和一个回油腔，进油腔与高压燃油室保持连通，回油腔与低压通道保持连通，当高压燃油腔和低压燃油腔之间的压差高于所定值时，喷嘴阀开启。
所述柱塞的轴线方向与喷嘴阀的轴线方向成一定的夹角，以便获得灵活的安装方式。
为便于制造和安装，所述夹角可以固定为90度，也可以固定为0度。
针阀喷嘴进一步限定为：包括一个喷嘴体，喷嘴阀包括一个阀件和一个阀座，阀件为一个针状体，阀座位于喷嘴体的前端。
针阀喷嘴开启后，燃油首先进入一个称之为剩余容积的空间，然后从喷孔喷射出去，所述剩余容积越小，越有利于提高油量计量的精度，因此，所述阀件包括一个前体，以减少剩余容积。
为了简化喷嘴体的结构以降低制造成本，喷嘴体包括一个外壳，外壳与喷嘴体之间的空隙形成进油腔。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述：
图1为本发明提供的针阀动力喷嘴第一个实施例的结构示意图。
图2为本发明提供的针阀动力喷嘴第二个实施例的结构示意图。
图3为本发明提供的针阀动力喷嘴第三个实施例的结构示意图。
图4为本发明提供的针阀动力喷嘴应用于发动机的示意图。
具体实施方式
如图1所示，在第一实施例中，本发明的针阀动力喷嘴包括：针阀喷嘴100，柱塞泵200，电磁驱动装置300，柱塞泵200之轴线于针阀喷嘴100之轴线相互垂直。
针阀喷嘴100包括阀件101，阀体111，喷孔118，喷嘴簧123和喷嘴簧座120。阀件101大致为一个阶梯形圆柱体，包括一个阀件座面102，一个前体103，一个阀件外圆柱面104，一个后端面105；阀体111大致为一个阶梯形圆柱体，包括一个阀体座面112，一个剩余容积113，一个阀体内圆柱面114，一个高压油孔115，一个环槽116，一个前端孔117，喷孔118，前壳体119；喷嘴簧座120包括一个喷嘴簧室122和一个阻挡面121。
柱塞泵200包括柱塞201，柱塞套204，柱塞簧209，出油阀件210，出油阀座211，出油阀簧212，出油阀弹簧室214，过滤器213，油底壳217；柱塞201大致为一个圆柱体，包括柱塞前端面202，后座203；柱塞套204大致为一个筒形体，包括高压容积205，柱塞套孔206，进油孔207；油底壳217包括低压容积218，进油通道219，高压油道216，泄漏油道215。
电磁驱动装置300包括电枢301，电枢室306，阻挡件310，泵端313，减震件3，线圈412，磁轭411，磁隙413；电枢301大致为一个圆柱体，包括贯穿两端的中孔油道302，中孔油道302包括一端中孔锥面303，后端凸起308，电枢后端面307，电枢前端面305，电枢前桥304；阻挡件310包括回油道314，阻挡件310和减震件312被泵端313所固定。电枢301在电枢室306中可以做自由往复运动，阻挡件310和后端凸起308之间为后容积309。
针阀动力喷嘴的工作过程是：
电枢301在初始位置，在柱塞簧209的作用下，电枢后端面307压靠在阻挡件310上。线圈412通电后，由磁轭411与磁隙413形成的磁路驱动电枢301向前运动，同时，电枢前桥304作用于柱塞后座203，推动柱塞201同步运动，电枢前桥304这样设计，即能起到传递力的作用，但对于液体从电枢室306进入电枢中孔油道302阻力很小。当柱塞前端面202运动到将近覆盖或者已经覆盖进油孔207时，高压容积205中的燃油因挤压而压力升高，当压力升到可以克服出油阀簧212之阻挡力时，出油阀件210被推开，燃油随即进入出油阀弹簧室214，再通过过滤器213进入高压油道216，然后进入高压油孔115和环槽116，再从环槽116进入前端孔117与阀件之间的空间。阀件101的一端是阀件座面102，在喷嘴簧123的作用下，坐落在阀体座面112之上。阀件外圆柱面104于阀体内圆柱面114之间精密配合，间隙保持在既可以几乎无阻力滑动，又使得燃油难以穿过，而阀件后端面105位于喷嘴簧室122，喷嘴簧室122又于低压容积218通过泄漏油道215连通。进入前端孔117之燃油，在阀件101两端产生一个压差，此压差驱动阀件101朝喷嘴簧123方向运动，当所述压差可以克服喷嘴簧123的预紧力时，阀件座面102离开阀体座面112而使得喷嘴开启，燃油通过阀座面之间的间隙进入剩余容积113，然后通过喷孔118喷射出去。阀件101移动的距离受限于后端面105与喷嘴簧座120之阻挡面121之间的距离，这个距离通常可以取0.02—1mm之间。
由于剩余容积113的部分空间被阀件前端103所占有，因此能够迅速建立压力，当喷嘴阀再次关闭时，剩余容积内所容纳的燃油量也因此而受到限制。由于阀件外圆柱面104于阀体内圆柱面114之间存在间隙，因此会有少量的燃油通过此间隙泄漏到低压容积218之中。
在线圈412断电后，柱塞201开始减缓，或者停止向前运动，或者做回位运动，此时，压力容积205之中的燃油压力开始下降，并使得环槽116中的燃油压力下降，阀件101两端的压差因此而下降，当下降到无法克服弹簧123之作用力时，阀件座面102则与阀体座面112闭合，从而导致喷嘴关闭，燃油停止喷射。之后，出油阀件210也因压差减少而被出油阀簧212推向出油阀座211而关闭。但这是位于出油阀簧室214中的燃油仍然保持一定压力，作为下一个循环的初始压力。
当柱塞201的运动导致柱塞前端面202再次开启被覆盖的进油孔207时，低压容积218中的燃油进入高压容积205，低压容积中的燃油也因电枢301的回位运动被推向回油道314，而由于电枢锥面303的存在，电枢回位运动所推向回油道314的油量较电枢301向前运动推向进油通道219的油量，这便形成一个从进油通道219到回油道314的定向循环，这样存在于低压容积218中的燃油蒸汽会被及时排出，而保证了柱塞泵正常工作。
当电枢后端面307接触到阻挡件310时，电枢停止运动。而在此前，由于电枢后凸起308已经进入后容积309，电枢301的运动已经开始减缓，从而减少了对阻挡件310的冲击，此冲击进一步被减震件312降低。
如图2所示，在第二实施例中，本发明的针阀动力喷嘴之针阀喷嘴100a与柱塞泵200a之轴线相互平行，而此时高压燃油通过高压油道216a进入环槽116a，泄漏的燃油通过泄漏油道215a进入低压容积218a。其余结构以及工作过程与第一实施例相同。
如图3所示，在第三实施例中，本发明的针阀动力喷嘴之针阀喷嘴100b之阀体由内阀体111a和外阀体111b组成，外阀体111b大致为一个阶梯形筒状体，内阀体111a大致为一个圆柱体，外阀体111b位于内阀体111a周围，一端通过密封带151密封，密封带151可以是紧密配合的压力带，也可以是焊接环带。外阀体111b与内阀体111a之间的空间形成高压油道115a，然后通过侧油孔116a直接进入前端孔117a。其余结构以及工作过程与第一实施例相同。
如图4所示，本发明提供的针阀动力喷嘴可以为发动机工作提供燃油，其中包括动力喷嘴1，油汽分离器7燃油箱6和发动机2。油汽分离器7包括分离容积7a，燃油过滤器4，入油管9，燃油开关10，排汽管8，其中排气管的出口高于油位6a，燃油从入油管9通过燃油开关10进入燃油过滤器4进入分离容积7a，然后再通过进油管3到达针阀动力喷嘴1的进油通道之入口11，在PWM驱动电压的作用下，部分燃油被喷入发动机的进气道2a，其余燃油通过回油通道出口12以及回油管5回到分离容积7a，在这个过程中产生的蒸汽通过排气管8排入油箱。

Claims (7)

1.一种针阀动力喷嘴，其包括一个由脉冲信号驱动的柱塞泵，一个针阀喷嘴，一个低压燃油室，一个高压燃油室，柱塞的运动形成低压燃油室和高压燃油室之间的压差，其特征在于，针阀喷嘴包括一个喷嘴阀，一个进油腔和一个回油腔，进油腔与高压燃油室保持连通，回油腔与低压通道保持连通，当高压燃油腔和低压燃油腔之间的压差高于所定值时，喷嘴阀开启。
2.如权利要求1所述的针阀动力喷嘴，其特征在于，所述柱塞的轴线方向与喷嘴阀的轴线方向成一定的夹角。
3.如权利要求2所述的针阀动力喷嘴，其特征在于，所述夹角为90度。
4.如权利要求2所述的针阀动力喷嘴，其特征在于，所述夹角为0度。
5.如权利要求2所述的针阀动力喷嘴，其特征在于，所述针阀喷嘴包括一个喷嘴体，喷嘴阀包括一个阀件和一个阀座，阀件为一个针状体，阀座位于喷嘴体的前端。
6.如权利要求5所述的针阀动力喷嘴，其特征在于，所述阀件包括一个前体。
7.如权利要求6所述的针阀动力喷嘴，其特征在于，包括一个外壳，外壳与喷嘴体之间的空隙形成进油腔。
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