CN102174918B

CN102174918B - 一种组件式高压共轨装置

Info

Publication number: CN102174918B
Application number: CN201110059676A
Authority: CN
Inventors: 刘永峰; 秦建军; 仇滔; 杨建伟; 孙建民; 朱爱华; 周庆辉
Original assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Current assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority date: 2011-03-13
Filing date: 2011-03-13
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2031-03-13
Also published as: CN102174918A

Abstract

本发明公开了一种组件式高压共轨装置，共轨管上设有压力传感器和压力限制器。所述共轨管包括内管和外管；所述内管与外管之间设有周向限位装置；所述外管的两端固定套设有用于将外管两端密封的密封盖；所述共轨管的周面上设有一个进油口和多个出油口；在所述内管的内周面上，在进油口与相邻的出油口之间和在两个相邻的出油口之间，分别设置有沿内管的周向延伸的环形内凸台。本发明的组件式高压共轨装置，具有可提高共轨管中的压力稳定性、减缓压力的波动、能保障高压共轨系统燃油喷射的稳定性等优点。

Description

一种组件式高压共轨装置

技术领域

本发明涉及一种组件式高压共轨装置，尤其是一种用于柴油机高压共轨燃油喷射系统的组件式高压共轨装置。

背景技术

近年来，国家在节能与环保等方面对柴油机的要求日趋严格。为了节省能源、降低排放，以柔性控制见长的高压共轨电控喷油技术成为目前柴油机技术发展的重要方向。高压共轨燃油喷射系统一般包括高压油泵、共轨管、电控喷油器、各种传感器和电控单元ECU，其不依赖于发动机转速来实现高压喷射，而是采用公共控制油道——共轨管，高压油泵只是向共轨管供油以保持所需的共轨压力，通过连续调节共轨压力来控制喷射压力，使喷射压力达到与工况相适应的最优数值，同时使得喷油压力和喷油速率成为可控参数。在喷射过程中，油轨压力保持不变，因此一般认为高压共轨的喷油规律为矩形喷射特性，通过多次喷射来实现喷油率的调节，能够得到理想的喷射规律，满足整机的需求。

虽然高压共轨系统有很多优点，但并非完美无缺。由于各气缸的喷油器都与同一根共轨管的各个出油口相连接，各气缸的喷油器在喷油过程中会造成共轨管内的燃油压力产生波动，从而影响自身和其他喷油器的喷油精度。如果喷油压力与预定压力值之间的相差过大，将导致油气混合在一定程度上的不均匀，就会降低燃油的燃烧效率，增加有害燃烧产物。在现有技术中，柴油机的高压共轨管上，各缸出油口均直接连接于共轨管，共轨管各段管径一致(见附图4)。如附图4所示，燃油通过进油口7流入共轨的内腔，通过各个出油口流入与各气缸连接的喷油器进行喷油。当压力传感器检测到共轨管内的燃油压力超过限定值时，泄油孔5上的泄压阀6就被打开，燃油将通过泄油孔5流出，使得共轨管内腔的压力降低到限定值以下。柴油机工作时，假如第四出油口84向第四气缸喷油器供油时，附图4中第四出油口84附近的A处油压降低，A处附近管段的燃油(如附图4中的B处的燃油)将会向A处流动，B处燃油的流动，将会造成第五出油口85附近油压的波动，从而影响了高压共轨管内油压的稳定，造成喷油压力的波动，进而影响喷油精度的控制。

发明内容

本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供了一种组件式高压共轨装置，以解决共轨管中的压力稳定性不高、压力易产生波动的问题。

本发明为解决技术问题采用以下技术方案。

一种组件式高压共轨装置，包括有共轨管，共轨管的泄油孔上设有压力限制器，共轨管的一端设有用于检测共轨管的内腔压力的压力传感器，其特征是，所述共轨管包括内管和套设于内管上且两端开口的外管；所述内管与外管之间设有用于限制内管与外管之间发生周向转动的周向限位装置；所述外管的两端固定套设有用于将外管两端密封的密封盖；内管两端的端部分别固定设有一个弹簧；所述共轨管的周面上设有一个进油口和多个出油口；在所述内管的内周面上，在进油口与相邻的出油口之间和在两个相邻的出油口之间，分别设置有沿内管的周向延伸的环形内凸台。

本发明的组件式高压共轨装置的结构特点也在于：

所述压力限制器为泄压阀。

所述环形内凸台的靠近进油口的一侧的第一侧面与内管径向断面之间的夹角为α，其中85≤α≤90°；所述环形内凸台的远离进油口的一侧的第二侧面为弧形面。

所述周向限位装置为：在所述内管的外周面上设有沿着内管母线延伸的限位凸台，在所述外管的内周面上设置有沿着外管母线延伸的凹槽，所述限位凸台嵌设于所述凹槽之内；或者所述周向限位装置为：在所述内管的外周面上设有沿着内管母线延伸的凹槽，在所述外管的内周面上设置有沿着外管母线延伸的限位凸台，所述限位凸台嵌设于所述凹槽之内。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明中，将共轨管分为内管和外管，内管的内周面上设有多个环形内凸台，内管的两端设有弹簧；通过环形内凸台对共轨腔进行隔离，以降低各出油口之间压力波动的影响，提高各出油口处的压力稳定性；通过内管两端弹簧，来缓冲共轨管内部的压力波的冲击，避免出现共轨管内的压力波动过大的现象。本发明的组件式高压共轨装置，通过环形内凸台和弹簧，减小共轨管内的压力波动，从而保证了共轨管中的压力稳定性，保障了高压共轨系统燃油喷射的稳定性。

附图说明

图1为本发明的组件式高压共轨装置的轴向断面图。

图2为图1中的A-A的剖视图。

图3是当第四气缸喷油时，A处轨压变化曲线、本发明的共轨装置中B处轨压变化曲线、现有技术的共轨装置中B处轨压变化曲线的对照图。

图4是现有技术的共轨装置的轴向断面图。

附图1～附图4中标号：1外管，2内管，21限位凸台，22环形内凸台，221第一侧面，222第二侧面，3密封盖，4弹簧，5泄油孔，6压力限制器，7进油口，81第一出油口，82第二出油口，83第三出油口，84第四出油口，85第五出油口，86第六出油口，9压力传感器，10共轨管。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1～图4，一种组件式高压共轨装置，包括有共轨管10，共轨管10的泄油孔5上设有压力限制器6，共轨管10的一端设有用于检测共轨管10的内腔压力的压力传感器9。所述共轨管10包括内管2和套设于内管2上且两端开口的外管1；内管2和外管1为相互同轴的圆管，内管2的外周面与外管1的内周面相互配合且二者之间为间隙配合；所述内管2与外管1之间设有用于限制内管2与外管1之间发生周向转动的周向限位装置；所述外管1的两端固定套设有用于将外管1两端密封的密封盖3；所述密封盖3的一端为封闭端，密封盖3的另一端为开口端，密封盖3的开口端套设于外管1的外周面上，密封盖3与外管1之间通过焊接的方式紧固在一起；内管2两端的端部分别固定设有一个弹簧4；所述弹簧4与内管2是同轴设置的，所述弹簧4的一端固定连接内管2的端部上，所述弹簧4的另一端与密封盖3的封闭端内端面相抵接；所述共轨管10的周面上设有一个进油口7和多个出油口；所述进油口7和出油口均为圆孔，进油口7和出油口依次穿透内管2和外管1；进油口7和多个出油口沿着共轨管10的同一条母线均匀分布；在所述内管2的内周面上，在进油口7与相邻的出油口之间和在两个相邻的出油口之间，分别设置有沿内管2的周向延伸的环形内凸台22。

所述压力限制器6为泄压阀；泄压阀具有反应灵敏、泄流量大的优点，能在较短的时间内将共轨管内的压力降低到限定值以下。所述环形内凸台22的靠近进油口7的一侧的第一侧面221与内管2径向断面之间的夹角为α，其中85≤α≤90°；所述环形内凸台22的远离进油口7的一侧的第二侧面222为弧形面。较陡的第一侧面能够更好地反射压力波；弧形面能够较好地减缓压力的传递，缓和压力波动。

所述周向限位装置为：在所述内管2的外周面上设有沿着内管2母线延伸的限位凸台21，在所述外管1的内周面上设置有沿着外管1母线延伸的凹槽，所述限位凸台21嵌设于所述凹槽之内；或者所述周向限位装置为：在所述内管2的外周面上设有沿着内管2母线延伸的凹槽，在所述外管1的内周面上设置有沿着外管1母线延伸的限位凸台21，所述限位凸台21嵌设于所述凹槽之内。限位凸台21的设置，避免了由于压力波动造成的内管与外管之间发生周向的转动，使得内管和外管上的进油口和出油口保持相通的状态，而不会出现内管外管油口错开而造成油口堵塞的现象。

燃油通过进油口7流入共轨腔，电控单元ECU通过压力传感器9测量共轨腔中的压力大小。燃油从出油口流出喷入各缸的喷油器。当压力传感器9检测到共轨管内的燃油压力超过限定值时，泄油孔5上的泄压阀就被打开，燃油将通过泄油孔5流出，使得共轨管内腔的压力降低到限定值以下。

如图1，当柴油机工作时，以第二气缸进行喷油为例，当共轨管10中的燃油通过出油口82喷入第二气缸的喷油器时，共轨管10内b区油压降低，在油压的作用下，a区的燃油和c区的燃油将会向b区流动，而环形内凸台22的存在阻碍了燃油的流动；环形内凸台22的存在，使得共轨管10中存在截面积的变化，变化的截面积有缓和压力波动的作用；当b区由于供油产生压力波动时，压力波传递到环形内凸台的位置时会发生反射和干涉，减缓了压力波向a区和c区的传递，减弱了油压波动对相邻两出油口处的压力的影响，削弱了共轨管10中的压力波动。另一方面，当a区的燃油和c区的燃油向b区流动时，会推动内管沿着内管的轴向移动，然后内管端部的弹簧4就会收到挤压，同时内管、外管之间的间隙里的燃油也会阻碍两者的相对移动，通过弹簧4和燃油的阻尼将压力波的能量消除掉，从而减小共轨管10里的压力波动。环形内凸台22和弹簧4的设置，保证了共轨管10中的压力稳定性，从而保障了高压共轨系统燃油喷射的稳定性。另外，由于压力波动造成的内管、外管之间的轴向移动位移很小，而且内管两端设有弹簧，弹簧在减震的同时，也可避免内管、外管相对移动距离过大而造成进油口和出油口的堵塞。

图3中，“A点轨压”中的曲线是图1和图4中A点的轨压随时间的变化轨迹，“无凸台时B点轨压”是图4的共轨装置中(即现有技术中)的B点的轨压随时间的变化轨迹，“增加凸台后B点轨压”是图1中的共轨装置中(即本发明中)的B点的轨压随时间的变化轨迹。由图3可见，增加凸台后，出油口出油时，其对附近管段的压力影响减小了很多，减小了共轨管内的压力波动。

Claims

1.一种组件式高压共轨装置，包括共轨管（10）；

所述共轨管（10）的泄油孔（5）上设有压力限制器（6）；

所述共轨管（10）的一端设有用于检测该共轨管（10）的内腔压力的压力传感器（9）；

所述共轨管（10）包括一内管（2）以及套设于该内管（2）上且两端开口的外管（1）；

所述内管（2）与所述外管（1）之间设于用于限制所述内管（2）与所述外管（1）之间发生周向转动的周向限位装置；

所述外管（1）的两端固定套设有用于将该外管（1）两端密封的密封盖（3）；

所述内管（2）两端的端部分别固定设有一个弹簧（4）；

所述共轨管（10）的周面上设有一个进油口（7）和多个出油口（81-86）；

其特征在于：

在所述内管（2）的内周面上，在进油口（7）与相邻的出油口（81）之间、以及在每两个相邻的出油口之间，分别设置沿所述内管（2）的周向延伸的环形凸台（22）；

所述环形凸台（22）的靠近所述进油口（7）的一侧的第一侧面（221）与所述内管的径向断面之间的夹角为ɑ，其中85°≤ɑ≤90°；所述环形凸台（22）的远离所述进油口（7）的一侧的第二侧面（222）为弧形面。

2.根据权利要求1所述的一种组件式高压共轨装置，其特征是，所述压力限制器（6）为泄压阀。

3.根据权利要求1所述的一种组件式高压共轨装置，其特征是，所述周向限位装置为：在所述内管（2）的外周面上设有沿着所述内管（2）母线延伸的限位凸台（21），在所述外管（1）的内周面上设置有沿着所述外管（1）的母线延伸的凹槽，所述限位凸台（21）嵌设于所述凹槽之内。

4.根据权利要求1所述的一种组件式高压共轨装置，其特征是，所述周向限位装置为：在所述内管（2）的外周面上设有沿着所述内管（2）母线延伸的凹槽，在所述外管（1）的内周面上设置有沿着所述外管（1）的母线延伸的限位凸台（21），所述限位凸台（21）嵌设于所述凹槽之内。