CN101644219A - 重型车用柴油机电控高压共轨系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重型车用柴油机电控高压共轨系统，它包括：喷油泵、共轨管及燃油电控控制阀、喷油器，共轨管及燃油电控控制阀上的出油阀的进油口通过共轨管与喷油泵油路连接，出油阀的出油口与喷油器油路连接；共轨管及燃油电控控制阀上的电磁阀控制出油阀的打开和关闭。本发明的有益技术效果是：可适时地控制喷油器向气缸中喷射燃油，使得喷油器的喷油规律最有利于发动机的排放性和经济性，相对于在其它喷油环节设置控制阀，本发明的结构加工工艺更加简单，便于安装、维修、保养。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃油供油技术，尤其涉及一种重型车用柴油机电控高压共轨系统。
背景技术
随着国家对环保的日益重视，欧II排放的柴油发动机将不能满足国家发展的需要。欧III、欧IV排放的柴油发动机成为国内各发动机厂的研究方向，而燃油喷射泵系统是影响发动机排放最主要的零部件之一，因此，必须开发一种能满足欧III、欧IV排放的供油系统与之相适应。
发明内容
本发明提出了一种重型车用柴油机电控高压共轨系统，它包括：喷油泵、共轨管及燃油电控控制阀、喷油器，其特征在于：共轨管及燃油电控控制阀上的出油阀的进油口通过共轨管与喷油泵油路连接，出油阀的出油口与喷油器油路连接；共轨管及燃油电控控制阀上的电磁阀控制出油阀的打开和关闭。
共轨管及燃油电控控制阀包括：电磁阀、出油阀紧座、出油阀、控制阀座、共轨管；
共轨管固定在控制阀座一端；出油阀固定在控制阀座另一端的内腔内并通过出油阀紧座压紧，控制阀座内腔底部与出油阀下部的消气部分形成环型泄油腔E；出油阀紧座上的油道连通出油阀和喷油器；电磁阀固定在控制阀座一侧；控制阀座上出油阀和共轨管之间的位置，有径向贯穿控制阀座的内孔，内孔与电磁阀的控制阀芯相匹配；油道YD连通内孔和出油阀；油道YD2和油道YD1连通共轨管和内孔。
电磁阀包括：电磁铁、衔铁、隔板、螺钉、衔铁垫、电磁阀弹簧、控制阀芯，
隔板固定在控制阀座上相应的位置，衔铁垫卡在隔板和控制阀座之间，电磁铁固定在隔板上；
控制阀芯贯穿衔铁垫后置于控制阀座内孔中，控制阀芯左端的端部与控制阀座内孔形成回油腔C，回油腔C和泄油腔E通过油道YD4连通；控制阀芯左端端部设置有孔型油道YD5，且油道YD5上相应位置有径向贯穿控制阀芯的孔，油道YD5开口端与回油腔C连通；
控制阀芯右端通过螺钉与衔铁固定；控制阀芯上相应位置设置有圆盘型凸起，电磁阀弹簧设置在圆盘型凸起和衔铁垫之间，电磁阀弹簧处于预压缩状态。
控制阀座内孔与控制阀芯的匹配关系如下：
内孔与油道YD2和油道YD连接处之间的位置上有一密封锥面，控制阀芯中部有一与其相匹配的密封锥面：
两密封锥面贴合时，将控制阀座内孔分隔成高压腔A和泄油腔B，且高压腔A和回油腔C隔断；泄油腔B和回油腔C，通过油道YD5和径向贯穿控制阀芯的孔连通；
两密封锥面分开时，高压腔A和泄油腔B连通，泄油腔B和回油腔C隔断；
高压腔A与油道YD2连通，泄油腔B和油道YD连通；
控制阀座内孔和电磁阀弹簧间的间隙形成泄油腔D，泄油腔D通过油道YD3连通泄油腔E。
共轨管及燃油电控控制阀上有6个出油阀，分别对应6个电磁阀。
本发明的有益技术效果是：可适时地控制喷油器向气缸中喷射燃油，使得喷油器的喷油规律最有利于发动机的排放性和经济性，相对于在其它喷油环节设置控制阀，本发明加工工艺简单，便于安装、维修、保养。
附图说明
图1，重型车用柴油机电控高压共轨系统示意图；
图2，共轨管及电控控制阀结构图；
图3，电磁阀结构示意图；
图4，密封锥面放大图；
图中，喷油泵I、共轨管及燃油电控控制阀II、喷油器III、共轨管1、控制阀座2、出油阀3、出油阀紧座4、电磁阀5。电磁阀5包括：控制阀芯5-1、电磁阀弹簧5-2、衔铁垫5-3、螺钉5-4、密封圈5-5、隔板5-6、衔铁5-7、电磁铁5-8；高压腔A、泄油腔B、回油腔C、泄油腔D、泄油腔E，油道YD、YD1、YD2、YD3、YD4、YD5。
具体实施方式
参见附图1，本发明的重型车用柴油机电控高压共轨系统结构如下：它包括：喷油泵I、共轨管及燃油电控控制阀II、喷油器III，其特征在于：共轨管及燃油电控控制阀II上的出油阀3的进油口通过共轨管1与喷油泵I油路连接，出油阀3的出油口与喷油器III油路连接；共轨管及燃油电控控制阀II上的电磁阀5控制出油阀3的打开和关闭。
本发明与其它相类似的燃油喷射系统最大的不同之处在于，将电磁阀及其控制器件设置在共轨管1环节(其它有设置在喷油泵I上的，也有设置在喷油器III上的)，在其它位置设置电磁阀及其控制器件，加工难度大，安装维修也很不方便(有些部件在车体上的位置和空间很受限制)。
为了实现本发明的目的，发明人对共轨管及燃油电控控制阀II环节的各个器件还作了如下改进：
参见附图2，共轨管及燃油电控控制阀II包括：电磁阀5、出油阀紧座4、出油阀3、控制阀座2、共轨管1；共轨管1固定在控制阀座2一端；出油阀3固定在控制阀座2另一端的内腔内并通过出油阀紧座4压紧，控制阀座2内腔底部与出油阀3下部的消气部分形成环型泄油腔E；出油阀紧座4上的油道连通出油阀3和喷油器III；电磁阀5固定在控制阀座2一侧；控制阀座2上出油阀3和共轨管1之间的位置，有径向贯穿控制阀座2的内孔，内孔与电磁阀5的控制阀芯5-1相匹配；油道YD连通内孔和出油阀3；油道YD2和油道YD1连通共轨管1和内孔。
参见附图3，电磁阀5包括：电磁铁5-8、衔铁5-7、隔板5-6、螺钉5-4、衔铁垫5-3、电磁阀弹簧5-2、控制阀芯5-1，其连接关系如下：
隔板5-6固定在控制阀座2上相应的位置(隔板5-6和控制阀座2之间用密封圈5-5密封)，衔铁垫5-3卡在隔板5-6和控制阀座2之间，电磁铁5-8固定在隔板5-6上(电磁铁5-8和隔板5-6之间用密封圈5-5密封)；
控制阀芯5-1(图示)贯穿衔铁垫5-3后置于控制阀座2内孔中，控制阀芯5-1左端的端部与控制阀座2内孔形成回油腔C，回油腔C和泄油腔E通过油道YD4连通；控制阀芯5-1左端端部设置有孔型油道YD5，且油道YD5上相应位置有径向贯穿控制阀芯5-1的孔，油道YD5开口端与回油腔C连通；
控制阀芯5-1右端通过螺钉5-4与衔铁5-7固定；控制阀芯5-1上相应位置设置有圆盘型凸起，电磁阀弹簧5-2设置在圆盘型凸起和衔铁垫5-3之间，电磁阀弹簧5-2处于预压缩状态。
控制阀座2内孔与控制阀芯5-1的匹配关系如下：
内孔与油道YD2和油道YD连接处之间的位置上有一密封锥面，控制阀芯5-1中部有一与其相匹配的密封锥面：两密封锥面贴合时，将控制阀座2内孔分隔成高压腔A和泄油腔B，且高压腔A和回油腔C隔断；泄油腔B和回油腔C，通过油道YD5和径向贯穿控制阀芯5-1的孔连通；两密封锥面分开时，高压腔A和泄油腔B连通，泄油腔B和回油腔C隔断；
高压腔A与油道YD2连通，泄油腔B和油道YD连通；控制阀座2内孔和电磁阀弹簧5-2间的间隙形成泄油腔D，泄油腔D通过油道YD3连通泄油腔E。
本发明采用6个出油阀3共同工作的方式来对喷油量进行精确控制，由一根共轨管1向6个出油阀3同时供油，6个电磁阀5分别控制各自对应的出油阀3。
本发明的工作过程如下：
1)高压腔充油过程：
喷油泵I向共轨管1油腔中充油，直至共轨管1油腔中油压达到设定值，此时喷油泵I泵端压力与共轨管1油腔中压力平衡，喷油泵I停止向共轨管1供油，共轨管1油腔中的高压燃油通过油道YD1和YD2充满高压油腔A；喷油器III喷油时，电磁阀5控制控制阀芯5-1打开，随着燃油被喷出，共轨管1油腔内压力降低(低于设定值)，此时喷油泵I泵端压力高于共轨管1油腔内压力，喷油泵I又向共轨管1油腔中充油，使油压重新达到平衡，这样，共轨管1油腔内压力始终保持为一定值，随时为喷油器III喷油做好准备。
2)燃油喷射过程
当电磁铁5-8通电时，产生强大的磁力，使得衔铁5-7和控制阀芯5-1一起向右运动(衔铁5-7与控制阀芯5-1顶端通过螺钉5-4固定在一起)，直至衔铁垫5-3与控制阀芯5-1上的圆盘型凸起(相当于弹簧座)接触为止，这时控制阀芯5-1密封锥面离开控制阀座2内孔的密封锥面，在两锥面之间产生间隙，从而使高压腔A内的燃油经泄油腔B和油道YD到达出油阀3处，并将出油阀3顶开，高压燃油通过高压油管供给喷油器III，喷油器III内燃油压力迅速升高，当燃油压力达到喷油器III开启压力时，喷油器III打开，最终实现向发动机气缸喷油。
3)停止喷油
当喷油器III需要停止喷油时，断开电磁铁5-8的电源，磁力消失，在电磁阀弹簧5-2(电磁阀弹簧5-2始终处于压缩状态)的回复力作用下，控制阀芯5-1和衔铁5-7一起向左运动，直至控制阀芯5-1密封锥面与控制阀座2内孔的密封锥面相接触密封为止；这时高压腔A与泄油腔B隔离，油道YD及出油阀3腔内燃油压力迅速降低，则喷油器III油嘴关闭，停止喷油。
电磁阀5的通/断电时间受ECU控制，6个控制阀II上的6个电磁阀5在ECU控制下协调工作，控制各个密封锥面的开/合，最终达到控制喷油器喷油量的目的。
回油腔C、泄油腔D、泄油腔E的作用：喷油动作结束后，两密封锥面贴合，高压腔A与泄油腔B隔离，泄油腔B通过径向贯穿控制阀芯5-1的孔和油道YD5、与回油腔C接通。喷油器III及高压油管内残留的高压燃油打开出油阀芯内的密封钢球，通过油道YD回流(图示2)，进入泄油腔B，再通过径向贯穿控制阀芯5-1的孔和油道YD5流入回油腔C；同理，由控制阀芯5-1和控制阀座2内孔间的缝隙渗入泄油腔D的残油，通过油道YD3、泄油腔E和油道YD4最后流入回油腔C；回油腔C内的回油通过控制阀座2左侧(图示2)的回油接头、油管回到油箱。
Claims (5)
1、一种重型车用柴油机电控高压共轨系统，它包括：喷油泵(I)、共轨管及燃油电控控制阀(II)、喷油器(III)，其特征在于：共轨管及燃油电控控制阀(II)上的出油阀(3)的进油口通过共轨管(1)与喷油泵(I)油路连接，出油阀(3)的出油口与喷油器(III)油路连接；共轨管及燃油电控控制阀(II)上的电磁阀(5)控制出油阀(3)的打开和关闭。
2、根据权利要求1所述的重型车用柴油机电控高压共轨系统，其特征在于：共轨管及燃油电控控制阀(II)包括：电磁阀(5)、出油阀紧座(4)、出油阀(3)、控制阀座(2)、共轨管(1)；
共轨管(1)固定在控制阀座(2)一端；出油阀(3)固定在控制阀座(2)另一端的内腔内并通过出油阀紧座(4)压紧，控制阀座(2)内腔底部与出油阀(3)下部的消气部分形成环型泄油腔(E)；出油阀紧座(4)上的油道连通出油阀(3)和喷油器(III)；电磁阀(5)固定在控制阀座(2)一侧；控制阀座(2)上出油阀(3)和共轨管(1)之间的位置，有径向贯穿控制阀座(2)的内孔，内孔与电磁阀(5)的控制阀芯(5-1)相匹配；油道(YD)连通内孔和出油阀(3)；油道(YD2)和油道(YD1)连通共轨管(1)和控制阀座(2)内孔。
3、根据权利要求2所述的重型车用柴油机电控高压共轨系统，其特征在于：电磁阀(5)包括：电磁铁(5-8)、衔铁(5-7)、隔板(5-6)、螺钉(5-4)、衔铁垫(5-3)、电磁阀弹簧(5-2)、控制阀芯(5-1)，
隔板(5-6)固定在控制阀座(2)上相应的位置，衔铁垫(5-3)卡在隔板(5-6)和控制阀座(2)之间，电磁铁(5-8)固定在隔板(5-6)上；
控制阀芯(5-1)贯穿衔铁垫(5-3)后置于控制阀座(2)内孔中，控制阀芯(5-1)左端的端部与控制阀座(2)内孔形成回油腔(C)，回油腔(C)和泄油腔(E)通过油道(YD4)连通；控制阀芯(5-1)左端端部设置有孔型油道(YD5)，且油道(YD5)上相应位置有径向贯穿控制阀芯(5-1)的孔，油道(YD5)开口端与回油腔(C)连通；
控制阀芯(5-1)右端通过螺钉(5-4)与衔铁(5-7)固定；控制阀芯(5-1)上相应位置设置有圆盘型凸起，电磁阀弹簧(5-2)设置在圆盘型凸起和衔铁垫(5-3)之间，电磁阀弹簧(5-2)处于预压缩状态。
4、根据权利要求3所述的重型车用柴油机电控高压共轨系统，其特征在于：控制阀座(2)内孔与控制阀芯(5-1)的匹配关系如下：
内孔与油道(YD2)和油道(YD)连接处之间的位置上有一密封锥面，控制阀芯(5-1)中部有一与其相匹配的密封锥面：
两密封锥面贴合时，将控制阀座(2)内孔分隔成高压腔(A)和泄油腔(B)，且高压腔(A)和回油腔(C)隔断；泄油腔(B)和回油腔(C)，通过油道(YD5)和径向贯穿控制阀芯(5-1)的孔连通；
两密封锥面分开时，高压腔(A)和泄油腔(B)连通，泄油腔(B)和回油腔(C)隔断；
高压腔(A)与油道(YD2)连通，泄油腔(B)和油道(YD)连通；
控制阀座(2)内孔和电磁阀弹簧(5-2)间的间隙形成泄油腔(D)，泄油腔(D)通过油道(YD3)连通泄油腔(E)。
5、根据权利要求1或4所述的重型车用柴油机电控高压共轨系统，其特征在于：共轨管及燃油电控控制阀(II)上有6个出油阀(3)，分别对应6个电磁阀(5)。
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