CN101782036B - 柴油发动机燃油喷射电控泵喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柴油发动机燃油喷射电控泵喷嘴，包括柱塞偶件、柱塞弹簧、柱塞弹簧座、弹性挡圈、摇臂垫块、喷油器螺帽、电磁阀和喷油器，所述喷油器和电磁阀自下而上叠装在喷油器螺帽内与柱塞偶件用螺纹预紧连接；柱塞弹簧、弹性挡圈和摇臂垫块固定在柱塞弹簧座上与柱塞偶件采用销钉固定限位；所述泵喷嘴的喷油时间通过电子控制单元驱动高速电磁控制阀进行限定。本发明能够实现最佳喷油量、最佳喷油时间和喷油压力的精确和柔性控制，改善发动机缸内燃烧，从而降低发动机的有害排放物，提高发动机的经济性、动力性和智能性。

Description

柴油发动机燃油喷射电控泵喷嘴

技术领域

本发明涉及一种柴油发动机喷嘴，特别是一种中等功率柴油发动机燃油喷射电控泵喷嘴。

背景技术

现有的柴油发动机燃油喷射装置是机械式合成泵或电控单体泵。机械式合成泵由喷油压力调节机构、喷油量调节机构、喷油时间调节机构和喷射机构组成。电控单体泵的喷油器有独立的油泵，结构上有所简化，但还是保留高压管路。这两种喷射装置的控制精度低、灵活性差、控制范围窄，只能控制少数几个工况点，无法在所有工况进行精确控制；受到其结构和原理限制，高压管路容积大、管路长，存在压力损失，喷油泵压力通常低于1500bar，且残余压力、反射波等压力波动会引起异常喷射；柱塞上有各种直槽、斜槽，增加了泄漏，降低了强度和刚度，泵端压力难以提高到1300bar以上。由于存在这些不足，机械式合成泵无法达到欧III及以上排放标准。电控单体泵也限制了喷油压力的提高和排放标准的降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种由电子控制单元(ECU)控制的柴油发动机燃油电控泵喷嘴，使喷油器和喷油泵直接连接在一起。

本发明的技术方案是：一种柴油发动机燃油喷射电控泵喷嘴，包括柱塞偶件、柱塞弹簧、柱塞弹簧座、弹性挡圈、摇臂垫块、喷油器螺帽、电磁阀和喷油器，所述喷油器和电磁阀自下而上叠装在喷油器螺帽内与柱塞偶件用螺纹预紧连接；柱塞弹簧、弹性挡圈和摇臂垫块固定在柱塞弹簧座上与柱塞偶件采用销钉固定限位；所述喷嘴的喷油时间通过电子控制单元驱动高速电磁控制阀限定。

作为一种优选方案，所述柱塞偶件包括泵体1、柱塞2和限位销3；泵体1上有柱塞孔、进油孔和油道；泵体1上有压力油腔与喷油器通过上下连通油道连通；所述控制阀阀体上有旁通回油道和回油孔与喷油器螺帽的回油孔相连。

作为另一种优选方案，所述电磁阀由控制阀、电磁铁8、阀芯弹簧9和电控传导插针插座4组成；所述控制阀包括阀座5、阀芯6和衔铁7，所述阀座5上有主油道和回油道。

作为又一种优选方案，所述喷油器包括喷油嘴偶件、中间体14、针阀弹簧座10、针阀弹簧12、调压垫11和顶杆13；所述喷油嘴偶件包括针阀体15和针阀16，针阀体15与针阀16上部为间隙配合，针阀体15内下端喷孔上方为锥面密封，与针阀16采用线面接触结构。

作为另一种优选方案，所述柱塞偶件、电磁阀和喷油器的上下接触面均采用通过喷油器螺帽与柱塞偶件的螺纹预紧密封，并通过定位销定位。

作为进一步的优选方案，所述控制阀阀体与阀芯锥面密封、喷油器的针阀体与针阀的锥面密封，均采用线面接触结构。

由于采用电子控制和高速响应的电磁控制阀，能够实现最佳喷油量、最佳喷油时间和喷油压力的精确和柔性控制，改善发动机缸内燃烧，从而降低发动机的有害排放物，提高发动机的经济性、动力性和智能性。同时由于没有高压油管，适合于高压喷射，可以改善喷油特性，可以满足欧III及以上排放标准，具有油耗低，控制精度高，控制灵活，各种工况下均可实现最优喷油量和喷油时间等特点

附图说明：

图1为柴油发动机燃油喷射电控泵喷嘴剖面图，

下面结合附图和具体实施方式对本发明作具体说明。其中1——泵体，2——柱塞，3——限位锁，4——电控传导插针插座，5——阀座，6——阀芯，7——衔铁，8——电磁体，9——阀芯弹簧，10——针阀弹簧座，11——调压垫，12——针阀弹簧，13——顶杆，14——中间体，15——针阀体，16——针阀，17——喷油器螺帽，18——下密封圈，19——定位销，20——上密封圈，21——垫片，22——弹簧垫，23——柱塞弹簧，24——柱塞弹簧座，25——弹性挡圈，26——摇臂垫头

具体实施方式

如图所示，柴油发动机燃油喷射电控泵喷嘴包括柱塞偶件、柱塞弹簧、柱塞弹簧座、弹性挡圈、摇臂垫块、电磁阀和喷油器。

柱塞偶件包括：泵体1、柱塞2和限位销3。泵体1上有柱塞孔、进油孔和油道。柱塞孔与柱塞下端形成燃油压力腔。3个斜向进油孔径向均布，起始于泵喷嘴及其上密封圈18、定位销19与气缸体形成的环形存油腔，通向泵体内的燃油压力腔，压力腔底部油道与下面控制阀部件主油道相通。

电磁阀由控制阀部件、电磁铁8、阀芯弹簧9和电控传导插针插座4组成。其中控制阀部件包括：阀座5、阀芯6和衔铁7。阀座5上有主油道和回油道。主油道上承泵体油道，下通电磁铁油道，中部有斜向回油道通向阀芯6与阀座5密封锥面形成的阀口，阀口与阀体上竖向回油道相连，再经其上的横向回油道通向喷油器螺帽上两个回油孔，最后通向气缸上的存油腔。阀座通过定位销19与上下零件定位，阀座5顶面与泵体底面以及电磁铁顶面加工为高精度平面度和平行度的接触面，在喷油器螺帽螺纹连接的预紧力作用下形成密封。阀芯6与阀座5为间隙配合，与衔铁7涂胶压装。阀体与阀芯6的锥面密封，采用线面接触结构。阀芯弹簧9安装在电磁铁8内，上面顶推衔铁7和阀芯6。电控传导插针插座4自上而下穿过泵体、阀座5，到达电磁铁8，电控传导插针插座4通过连线与电子控制单元(ECU)连接，其上部由垫片21压紧固定。燃油的喷射量和喷射时间由电子控制单元(ECU)驱动的控制阀来控制。

喷油器包括：喷油嘴偶件、中间体14、针阀弹簧座10、针阀弹簧12、调压垫11和顶杆13。喷油嘴偶件包括针阀体15和针阀16。针阀体15与针阀16上部为间隙配合，针阀体15内下端喷孔上方为锥面密封，与针阀16采用线面接触结构。锥面密封的开启和关闭用以调节喷油量和喷油时间。针阀体15中间有油腔，油腔上部与针阀16相应部位设计成倒立的加压截面，用于变截面处在受到来自油道燃油压力时针阀能向上移动，开启喷油孔。针阀体的偏心斜油道与上面中间体14的油道相通。喷油嘴偶件的上面是中间体14，用以容纳针阀16头部的顶杆13，连接上下油道和与上下部零件形成密封。中间体上面是针阀弹簧座10，其中的针阀弹簧12和调压垫11用以控制和调节针阀16开启和关闭。针阀弹簧座12上同样有油道上下相通。喷油器部件的零件上下密封面之间以及其与电磁阀部件底部的密封面之间均采用圆柱销定位、高精度平面加压密封。

柱塞通过摇臂、垫块传递的压力，由凸轮驱动，在泵体油腔内压缩燃油。当控制阀关闭时，高压燃油通过上下连通的油道进入喷油器偶件针阀体15油腔，燃油产生的高压克服针阀弹簧12的弹簧力使针阀16向上移动，针阀16下端锥面与针阀体锥面密封口开启，高压燃油通过阀体下端喷孔直接喷入燃烧室；当控制阀开启时，一方面，燃油进入阀体中部的斜向回油道，经开启的控制阀口，再经阀座上的纵横回油道，最后经喷油器螺帽上两个回油孔，燃油又回到气缸上的存油腔。另一方面，由于回油道对油道内高压燃油的分流，针阀体15油腔内油压迅速降低，针阀16在弹簧力的作用下向下移动，关闭下端密封锥面，使喷孔停止喷油。

控制阀的关闭与开启是电子控制单元(ECU)调节控制的。ECU根据安装在飞轮以及凸轮相关部位的转速传感器检测到的发动机转速和曲轴转角、油门传感器信号及其他传感器信号进行最佳燃油喷射控制，通过控制电磁铁对阀芯的吸合和放离，实现控制阀的关闭与开启，从而控制调节泵喷嘴最佳的喷油量与喷油时间。

由电子控制单元(ECU)控制，能在所有工况，由传感器采集车辆和发动机运行工况及驾驶者的操作意图，ECU根据传感器输入的信号，通过电磁铁开关控制阀改变高压燃油的流向，在适当的时刻，将高压燃油直接喷射进入气缸。由于取消了高压油管和柱塞上调节油量的斜槽，高压容积减小，免除了燃油压力损失，减少了泄漏，提高了刚度和强度，使泵喷嘴的体积减小，结构简化紧凑。燃油喷射压力可达1500bar以上，能够达到欧III、欧IV甚至欧V排放标准，环保性能大为提高；泵喷嘴直接采用凸轮驱动，只在喷油时供油，驱动转矩低，消耗功率小；电控泵喷嘴比单体泵和机械式合成泵的成本低，性价性更高；其功率覆盖范围广，适合从轻型到重型车用、机车用和船用柴油发动机及发电机组。

Claims (2)

1.一种柴油发动机燃油喷射电控泵喷嘴，包括柱塞偶件、柱塞弹簧、柱塞弹簧座、弹性挡圈、摇臂垫块、喷油器螺帽、电磁阀和喷油器，其特征在于，所述喷油器和电磁阀自下而上叠装在喷油器螺帽内与柱塞偶件用螺纹预紧连接；柱塞弹簧、弹性挡圈和摇臂垫块固定在柱塞弹簧座上与柱塞偶件采用销钉固定限位；所述喷嘴的喷油时间通过电子控制单元驱动电磁阀限定；所述柱塞偶件包括泵体(1)、柱塞(2)和限位销(3)；泵体(1)上有柱塞孔、进油孔和油道；泵体(1)上有压力油腔与喷油器通过上下连通油道连通；所述电磁阀由控制阀、电磁铁(8)、阀芯弹簧(9)和电控传导插针插座(4)组成；所述控制阀包括阀座(5)、阀芯(6)和衔铁(7)，所述阀座(5)上有主油道和回油道；所述喷油器包括喷油嘴偶件、中间体(14)、针阀弹簧座(10)、针阀弹簧(12)、调压垫(11)和顶杆(13)；所述喷油嘴偶件包括针阀体(15)和针阀(16)，针阀体(15)与针阀(16)上部为间隙配合，针阀体(15)内下端喷孔上方为锥面密封，与针阀(16)采用线面接触结构。

2.根据权利要求1所述的柴油发动机燃油喷射电控泵喷嘴，其特征在于，所述柱塞偶件、电磁阀和喷油器的上下接触面均采用通过喷油器螺帽与柱塞偶件的螺纹预紧密封，并通过定位销定位。

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