CN101571207B - 冗余双电磁阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的是一种冗余双电磁阀。它包括阀体，安装在阀体内的铁芯和绕在线圈骨架上的感应线圈，所述的感应线圈包括上下两个，在每个感应线圈的下部设置绕在冗余线圈骨架上的冗余线圈，在两个感应线圈和冗余线圈内有公共铁芯，公共铁芯上开有复位弹簧安装孔，复位弹簧安装在复位弹簧安装孔中，复位弹簧上安装有衔铁。本发明可同时实现对燃油溢流阀和喷嘴控制阀两个控制阀的分别控制，通过对两个控制阀的配合控制达到对柴油机燃油喷射率的灵活控制，可满足柴油机在不同工况，不同负载下对喷油规律的要求，提高柴油机经济性，降低有害排放。冗余线圈可以提高了电磁阀及柴油机运行的可靠性，保证了柴油机在连续工作时的运转能力。

Description

冗余双电磁阀
(一)技术领域
本发明涉及的是一种电磁阀，特别涉及一种适用于柴油机电控燃油喷射系统的高速双电磁阀。
(二)背景技术
电控燃油喷射是现代柴油机燃油喷射技术的主要发展方向，利用高速电磁阀可实现对柴油机喷油量和喷油规律的精确控制，达到提高柴油机的经济性和减少有害排放的目的。
传统的电控燃油喷射系统为单电磁阀控制，该控制方式虽然在一定程度上实现了对喷油量和喷油规律的优化控制，但在蓄压式燃油喷射系统中，尤其是在泵喷嘴燃油喷射系统中，因其只能对一个控制阀实施控制作用，无法灵活地实现对喷油规律和喷油压力的控制，所以难以满足柴油机在不同工况下对喷油率的要求。而电磁阀在实际应用过程中，其感应线圈属于易损坏部件，因此通常所应用的单线圈电磁阀难以满足柴油机电控系统高可靠性的要求。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种能够灵活的控制燃油喷射规律和喷射压力，进一步优化柴油机燃油喷射控制，更好地改善柴油机的经济性和降低柴油机的有害排放，保证了磁阀及柴油机运行的可靠性的冗余双电磁阀。
本发明的目的是这样实现的：
它包括阀体，安装在阀体内的铁芯和绕在线圈骨架上的感应线圈，所述的感应线圈包括上下两个，在每个感应线圈的下部设置绕在冗余线圈骨架上的冗余线圈，在两个感应线圈和冗余线圈内有公共铁芯，公共铁芯上开有复位弹簧安装孔，复位弹簧安装在复位弹簧安装孔中，复位弹簧上安装有衔铁。
本发明还可以包括这样一些特征：
1、所述的阀体为圆筒形，所述的铁芯是中部有凸起圆环的圆筒形，所述的感应线圈和冗余线圈为圆环形，两个感应线圈和冗余线圈分别安装在铁芯中部的凸起圆环的两侧，所述的公共铁芯上的复位弹簧安装孔是通孔，一个复位弹簧设置于通孔中，复位弹簧的两端各有一个衔铁。
2、公共铁芯沿径向开有一条贯通豁口。
3、所述的阀体为中间带有隔板的方筒形，所述的铁芯和公共铁芯为一体结构形成“E”形组合铁芯，两个“E”形组合铁芯分别位于隔板的两侧，所述的感应线圈和冗余线圈为方形置于“E”形组合铁芯的凹陷区域，所述的公共铁芯上的复位弹簧安装孔是在“E”形组合铁芯中部的凸出区域上的盲孔，两个复位弹簧分别设置于两个“E”形组合铁芯上的盲孔中，各复位弹簧的端部有一个衔铁。
为了克服已有的单电磁阀所存在的缺陷，本发明提供了一种冗余高速双电磁阀，其目的在于提供灵活的燃油喷射规律和喷射压力控制，进一步优化柴油机燃油喷射控制，更好地改善柴油机的经济性和降低柴油机的有害排放。所提供的冗余感应线圈结构，可确保电磁阀在感应线圈损坏时仍能继续工作，保证电磁阀及柴油机运行的可靠性。
本发明的技术方案的指导思想是：利用高速双电磁阀的上下双层感应线圈，与上下两个衔铁，分别构成高速溢流控制阀和高速喷嘴控制阀，分别实现对燃油的泄流和喷射控制。
溢流阀为常开阀，不喷油时，燃油经过常开的溢流阀从泄油通道流回油箱；喷油时，溢流阀通电关闭，燃油在喷油系统的燃油通路内迅速建立起喷油压力，当溢流阀断电开启时，高压燃油经溢流阀从泄油通道泄出，燃油压力迅速下降。
喷嘴控制阀为常闭阀，通过控制其通电开启，断电闭合，可实现对对喷油针阀的控制，从而实现对燃油喷射的控制。
当喷嘴控制阀闭合时，燃油压力加在喷油器针阀上方，与针阀回位弹簧共同确保喷油器针阀的闭合。若喷嘴控制阀一直通电开启，则当溢流阀通电关闭时，喷油器针阀的开启和关闭仅由针阀回位弹簧所设定的压力决定，这种控制模式与单一电磁阀的控制模式完全相同。
若溢流阀在喷嘴控制阀通电开启前闭合，则在系统中就会积蓄更高的燃油压力，此时通过控制喷嘴控制阀的开启和闭合便可以灵活地控制燃油喷射，这种控制模式即为双电磁阀控制模式。由于燃油压力的积蓄，此时喷油器针阀的开启压力较单电磁阀控制方式更高，因此针阀的开启速度更快，喷油压力也更高，喷油速率更快，喷油雾化质量也更好。
当喷油结束时，单电磁阀控制系统通过开启溢流阀，使高压燃油迅速泄流降压，同时利用燃油压力和喷油器针阀回位弹簧的共同作用使针阀重新落座。在双电磁阀控制系统中，可以在溢流阀开启前，先关闭喷嘴控制阀，由于此时燃油仍维持在较高的喷油压力范围内，因此在燃油压力和喷油器针阀回位弹簧的共同作用下，会产生更高的针阀关闭压力，加快针阀的关闭速度，迅速断油。
电磁铁的感应线圈下方放置冗余线圈以保证在感应线圈损坏失效时代替其工作以确保电磁阀及柴油机的稳定工作。
本发明所述冗余高速双电磁阀可用于柴油机的电控蓄压式燃油喷射系统和泵喷嘴燃油喷射系统。
本发明的有益效果是：1)所发明的冗余高速双电磁阀，可同时实现对燃油溢流阀和喷嘴控制阀两个控制阀的分别控制，通过对两个控制阀的配合控制达到对柴油机燃油喷射率的灵活控制，能够实现靴形、方形和多次喷射等不同喷油规律，可满足柴油机在不同工况，不同负载下对喷油规律的要求，提高柴油机经济性，降低有害排放。2)所发明的冗余高速双电磁阀，冗余线圈可以提高了电磁阀及柴油机运行的可靠性，保证了柴油机在连续工作时的运转能力。
(四)附图说明
图1是本发明的第一、二种实施方式的结构示意图；
图2是图1的剖视图；
图3是本发明的第三种实施方式的结构示意图；
图4是本发明的第四种实施方式的结构示意图；
图5是本发明的第五种实施方式的结构示意图；
图6是图5剖视图。
(五)具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1和图2，本发明的第一种实施方式的组成包括阀体1，安装在阀体内的铁芯2和绕在线圈骨架4上的感应线圈3，所述的感应线圈包括上下两个，在每个感应线圈的下部设置绕在冗余线圈骨架6上的冗余线圈5，在两个感应线圈和冗余线圈内有公共铁芯7，公共铁芯上开有复位弹簧安装孔，复位弹簧8安装在复位弹簧安装孔中，复位弹簧上安装有衔铁13。阀体为圆筒形，铁芯是中部有凸起圆环的圆筒形，感应线圈和冗余线圈为圆环形，两个感应线圈和冗余线圈分别安装在铁芯中部的凸起圆环的两侧，公共铁芯上的复位弹簧安装孔是通孔，一个复位弹簧设置于通孔中，复位弹簧的两端各有一个衔铁。铁芯2与阀体1及公共铁芯7过盈地装配在一起。感应线圈3由线圈骨架4包绕并与之整合为一体，冗余线圈5由冗余线圈骨架包绕并与之整合为一体，嵌入铁芯2中，线圈之间及线圈与铁芯2和公共铁芯7之间以耐油耐高温密封胶灌封。复位弹簧与衔铁之间有弹簧垫圈12.电磁阀两侧均为吸入式衔铁，与电磁部分构成两侧为吸入式的高速双电磁阀。
结合图1和图2，本发明的第二种实施方式是在第一种实施方式的基础上，在公共铁芯10的径向开一条贯通豁口，以减少高速双电磁阀在工作时因涡流损失发热，降低能量消耗，提高能量的转换效率。
结合图3，本发明的第三种实施方式是在第一种实施方式的基础上，电磁阀一侧为拍合式衔铁另一侧为吸入式衔铁，与电磁部分构成一侧拍合式另一侧为吸入式高速双电磁阀。阀芯10由止动环卡11在衔铁上，与衔铁构成一个整体的运动构件，并由装置在铁芯2中的复位弹簧8施加向开启方向的压力以使衔铁复位。
结合图4，本发明的第四种实施方式是在第三种实施方式的基础上，电磁阀两侧均为拍合式衔铁，与电磁部分构成两侧为拍合式的高速双电磁阀。
结合图5和图6，本发明的第五种实施方式是在第一、三或四种实施方式的的改进，其区别在于所述的阀体为中间带有隔板的方筒形，所述的铁芯和公共铁芯为一体结构形成“E”形组合铁芯，两个“E”形组合铁芯分别位于隔板的两侧，所述的感应线圈和冗余线圈为方形置于“E”形组合铁芯的凹陷区域，所述的公共铁芯上的复位弹簧安装孔是在“E”形组合铁芯中部的凸出区域上的盲孔，两个复位弹簧分别设置于两个“E”形组合铁芯上的盲孔中，各复位弹簧的端部有一个衔铁。
本发明的实施例中采用了拍合式和吸入式两种衔铁形式，在实际应用中，本发明并不对所采用的衔铁形式作任何限制。
当工作时电磁阀上侧溢流控制阀控制燃油的泄流，下侧喷嘴控制阀控制燃油的喷射。
当实现矩形燃油喷射率时，溢流阀在喷嘴控制阀通电开启前闭合，则在系统中就会积蓄更高的燃油压力，此时喷油器针阀的开启压力较单电磁阀控制方式更高，因此针阀的开启速度更快，喷油压力也更高，喷油速率更快，喷油雾化质量也更好。当喷油结束时，在溢流阀开启前，先关闭喷嘴控制阀，由于此时燃油仍维持在较高的喷油压力范围内，因此在燃油压力和喷油器针阀回位弹簧的共同作用下，会产生更高的针阀关闭压力，加快针阀的关闭速度，迅速断油。由于喷油器针阀的开启闭合速度和喷油速率的提高，在高速双电磁阀控制系统中，可很容易实现矩形燃油喷射率。
当实现多次喷射时，由电控系统控制调节溢流阀的闭合与喷嘴控制阀开启的时间使燃油压力积蓄到合适的范围，而后控制喷嘴控制阀多次开启和闭合，达到实现燃油多次喷射的目的。
同样，通过溢流阀和喷嘴控制阀的配合控制，也可很容易地实现靴形喷油率。本发明所采用的冗余线圈结构，可保证在感应线圈3损坏失效时，代替感应线圈3工作，以保证高速电磁阀及柴油机在工作过程中的连续性，及连续工作能力，提高了电控系统和柴油机的可靠性。

Claims (1)

1.一种冗余双电磁阀，它包括阀体，安装在阀体内的铁芯和绕在线圈骨架上的感应线圈，其特征是：所述的感应线圈包括上下两个，在每个感应线圈的下部设置绕在冗余线圈骨架上的冗余线圈，在两个感应线圈和冗余线圈内有公共铁芯，公共铁芯上开有复位弹簧安装孔，复位弹簧安装在复位弹簧安装孔中，复位弹簧上安装有衔铁；所述的阀体为中间带有隔板的方筒形，所述的铁芯和公共铁芯为一体结构形成“E”形组合铁芯，两个“E”形组合铁芯分别位于隔板的两侧，所述的感应线圈和冗余线圈为方形置于“E”形组合铁芯的凹陷区域，所述的公共铁芯上的复位弹簧安装孔是在“E”形组合铁芯中部的凸出区域上的盲孔，两个复位弹簧分别设置于两个“E”形组合铁芯上的盲孔中，各复位弹簧的端部有一个衔铁。
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