CN102213165A - 高压共轨电控喷油器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压共轨电控喷油器，控制腔通过出油小孔与控制阀的过渡腔相连通，过渡腔与喷油器的回油管相连，电磁阀弹簧通过衔铁将球阀顶装在座面上的出油小孔，在衔铁的上方设置有电磁阀线圈，控制柱塞的顶端设有自轴向向外倾斜的锥面，油针的顶端设有半球形的连接头，油针通过连接头与所述锥面卡接适配并穿设在控制柱塞中，在油针穿设经过控制柱塞的裸露部分设有油针凹槽，在油针凹槽上嵌装有卡环，在控制柱塞与卡环之间夹装有弹性部件。本发明的高压共轨电控喷油器，具有为柴油发动机燃烧室提供灵活定时、精确可控、多次、高压力、雾化良好燃油的功能，且小油量喷射稳定性良好。

Description

高压共轨电控喷油器
技术领域
本发明涉及一种高压共轨柴油燃油喷射系统，特别涉及一种高压共轨电控喷油器。
背景技术
当今，汽车行业对排放性、经济性、可靠性的要求越来越高，为了提高柴油机性能，燃油喷射的高压化、精细化、灵巧化是燃油喷射系统的必然发展方向。高压共轨燃油喷射系统是当今柴油机燃油喷射系统的主要发展方向，而高压共轨电控喷油器是高压共轨燃油喷射系统的核心关键部件，决定了高压共轨燃油喷射系统的喷雾特性、响应速度、喷油速率、可靠性等多项关键参数。
现有的高压共轨电控喷油器，有如图1所示的结构，一个喷油器体1的高压进油端2通过油管与共轨管连接，高压燃油通过缝隙式滤芯3由高压进油端2通过油孔4到达容积腔5，容积腔5是在控制柱塞17与油针密封座面28之间形成的空腔，油针弹簧13的作用力将油针18关闭在油针密封座面28，切断了通向喷孔29的燃油通道，容积腔5通过燃油通道40和进油小孔48与控制腔55相通。控制腔55通过出油小孔56与控制阀60的过渡腔59相通，过渡腔59与喷油器的回油管相接，出油小孔56被顶装在座面8上的球阀9关闭。电磁阀弹簧14通过衔铁11将球阀9顶装在座面8上。容积腔5及控制腔55与轨压相通，油针弹簧13通过其预紧力和液压力将油针18顶装在油针密封座面28上，液压力与油针密封座面28的面积和轨压成正比，控制柱塞17两端的液压力平衡。
喷油时，电磁阀线圈57加载约20A的驱动电流，电流激励在电磁阀12的内磁极62、衔铁11和电磁阀的外磁极61之间产生电磁场，衔铁11与外磁极61及内磁极62之间的间隙约为0.1mm，电磁场产生电磁力，吸引衔铁11克服电磁阀弹簧14的弹簧力向磁极方向运动，衔铁11向上运动时，球阀9离开座面8将出油小孔56通向过渡腔59的油路打开，控制腔55内的燃油泻出，同时燃油通过进油小孔48进入控制腔55。如果进油小孔48与出油小孔56的直径相同，控制腔55进出油达到稳定状态后腔内压力约为轨压的50％，控制腔55内压力降低，控制柱塞17两端的压力不再平衡并产生拉力F作用在油针18上，当拉力F大于油针弹簧13的预紧力与油针密封座面28处的液压力合力后，拉力F使油针18从油针密封座面28上抬起，将容积腔5通往喷孔29处的燃油通道打开并开始喷油。停止喷油时，通过接线端子58切断电磁阀12的电流，电磁力迅速下降，电磁阀弹簧14迫使衔铁11向下运动，球阀9将出油小孔56关闭，由进油小孔48进入的燃油使控制腔55内的油压上升，控制柱塞17两端再次达到压力平衡，油针弹簧13的作用力将油针18顶装在油针密封座面28并切断通向喷孔29的燃油通道，喷油结束。
高压共轨电控喷油器包含细长的油针-控制柱塞单元，通常采用整体式结构或长油针与控制柱塞过盈式结构。控制柱塞由一个套结构对其进行导向且针阀对油针进行导向，两处导向结构位于喷油器不同的部位，两处导向结构对中性问题将导致控制柱塞或油针承受侧向力，侧向力增加运动摩擦力，甚至会造成喷油器的磨损。
发明内容
本发明的目的是公开一种高压共轨电控喷油器，以解决现有技术中可能出现运动卡滞的技术缺陷。
为了实现以上目的，本发明公开了一种高压共轨电控喷油器，包括控制柱塞、油针、油针密封座面和喷孔，高压进油端通过油管与共轨管连接，控制柱塞与油针密封座面之间形成有容积腔，控制柱塞在竖直轴向上设有中空的燃油通道，油针的下部夹装于油针弹簧与油针密封座面之间，容积腔通过燃油通道、进油小孔与控制腔相连通，控制腔通过出油小孔与控制阀的过渡腔相连通，过渡腔与喷油器的回油管相连，电磁阀弹簧通过衔铁将球阀顶装在座面上的出油小孔，在衔铁的上方设置有电磁阀线圈，控制柱塞的顶端设有自轴向向外倾斜的锥面，油针的顶端设有半球形的连接头，油针通过连接头与所述锥面卡接适配并穿设在控制柱塞中，在油针穿设经过控制柱塞的裸露部分设有油针凹槽，在油针凹槽上嵌装有卡环，在控制柱塞与卡环之间夹装有弹性部件。
其中，弹性部件为弹簧。
其中，弹性部件为弹簧垫。
本发明的高压共轨电控喷油器，具有为柴油发动机燃烧室提供灵活定时、精确可控、多次、高压力、雾化良好燃油的功能，且小油量喷射稳定性良好，喷射过程中无压力损失，能承受更高的工作压力。控制柱基的结构特点对零件的尺寸公差具有补偿作用，可以降低零件尺寸公差精度，进而降低加工成本。喷油器受力特点降低了针阀及针阀体座面磨损，提高了油针及针阀体可靠性。喷油器取消细长高压油道增加了整体强度，使得喷油器可靠性得到提高，同时大的喷油器容积腔减少了喷射压力损失，保证了喷射过程喷射压力的稳定性。
附图说明
图1是现有的高压共轨电控喷油器的结构示意图；
图2是本发明高压共轨电控喷油器控制柱塞-油针单元的第一结构示意图；
图3是本发明高压共轨电控喷油器油针与控制柱塞的补偿效果示意图；
图4是本发明高压共轨电控喷油器控制柱塞-油针单元的第二结构示意图。
结合附图在其上标记以下附图标记：
1-喷油器体，2-高压进油端，3-缝隙式滤芯，4-油孔，5-容积腔，6-针阀体，8-座面，9-球阀，11-衔铁，12-电磁阀，13-油针弹簧，14-电磁阀弹簧，16-控制阀套，17-控制柱塞，18-油针，28-油针密封座面，29-喷孔，40-燃油通道，41-锥面，43-弹簧，44-卡环，45-油针凹槽，46-连接头，47-圆柱段，48-进油小孔，49-弹簧垫，55-控制腔，56-出油小孔，57-电磁阀线圈，58-接线端子，59-过渡腔，60-控制阀，61-外磁极，62-内磁极。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。
图1-4公开了一种高压共轨电控喷油器，包括控制柱塞17、油针18、油针密封座面28和喷孔29，高压进油端2通过油管与共轨管连接，控制柱塞17与油针密封座面28之间形成有容积腔5，控制柱塞17在竖直轴向上设有中空的燃油通道40，油针18的下部夹装于油针弹簧13与油针密封座面28之间，容积腔5通过燃油通道40、进油小孔48与控制腔55相连通，控制腔55通过出油小孔56与控制阀60的过渡腔59相连通，过渡腔59与喷油器的回油管相连，电磁阀弹簧14通过衔铁11将球阀9顶装在座面上的出油小孔56上，在衔铁11的上方设置有电磁阀线圈57，在喷油器的下部设有油针18及针阀体6，控制柱塞17的顶端设有自轴向向外倾斜的锥面41，油针18的顶端设有半球形的连接头46，油针18通过连接头46与锥面41卡接适配并穿设在控制柱塞17中，油针18的圆柱段47同时是油针18的限位结构。
在油针18穿设经过控制柱塞17的裸露部分设有油针凹槽45，在油针凹槽45上嵌装有卡环44，在控制柱塞17与卡环44之间夹装有弹簧43，弹簧43对控制柱塞17和油针18提供了压紧力，在控制柱塞17的上端还设有进油小孔48。当喷油器喷油时，控制柱塞17将油针18拉起，该拉力增加了连接头46与锥面41的接触应力进而增强了两者间的密封性，该连接方式允许采用进油小孔48进油，简化了喷油器构造。
由于本发明高压共轨电控喷油器油针的控制柱塞-油针单元的结构设置，如图3所示，当油针18与控制柱塞17严重偏移时，控制柱塞-油针单元产生的补偿效果，控制柱塞17与油针18之间的最大偏角为α，控制柱塞17、油针的半球形连接头46与锥面41的密封连接方式在任何位置均可实现密封。控制柱塞-油针单元在装配过程中实现校准，之后便不再发生变化。
如图4所示，公开了另外一种控制柱塞-油针单元的连接方式，采用弹簧垫49代替图2中的弹簧43，实现了同样的压紧功能，弹簧43的设置，也减轻了控制柱塞-油针单元的质量。
本发明的高压共轨电控喷油器，削弱了传统意义中针阀对油针的导向，在整体结构中控制柱塞是主要导向结构，避免出现多处部位导向相互干涉而产生的运动摩擦，有效降低了运动卡滞的可能性，降低了失效概率以及零件加工成本。同时控制柱塞两端液压力或平衡或产生液压拉力，油针密封座面处不承受来自控制柱塞处的液压力，大幅度减小了油针密封座面及顶端升程部位所承受的力，提高油针的可靠性。控制柱塞与控制阀组成的偶件及油嘴偶件两端多处于液力平衡状态，偶件间隙由于液力不均衡造成的泄露在该结构中可以大幅度避免，能有效降低喷油器泄露，降低喷油泵驱动功率，降低由于泄露造成的温度升高，提高燃油效率。
本发明的高压共轨电控喷油器，具有为柴油发动机燃烧室提供灵活定时、精确可控、多次、高压力、雾化良好燃油的功能，且小油量喷射稳定性良好，喷射过程中无压力损失，能承受更高的工作压力。控制柱塞的结构特点对零件的尺寸公差具有补偿作用，可以降低零件尺寸公差精度，进而降低加工成本。喷油器受力特点降低了油针及油针密封座面磨损，提高了油针及针阀体的可靠性。喷油器取消细长高压油道增加了整体强度，使得喷油器可靠性得到提高，同时大的喷油器容积腔减少了喷射压力损失，保证了喷射过程喷射压力的稳定性。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种高压共轨电控喷油器，其特征在于，包括控制柱塞、油针、油针密封座面和喷孔，高压进油端通过油管与共轨管连接，所述控制柱塞与油针密封座面之间形成有容积腔，所述控制柱塞在竖直轴向上设有中空的燃油通道，所述油针的下部夹装于所述油针弹簧与油针密封座面之间，所述容积腔通过燃油通道、进油小孔与控制腔相连通，所述控制腔通过出油小孔与控制阀的过渡腔相连通，过渡腔与喷油器的回油管相连，电磁阀弹簧通过衔铁将球阀顶装在座面上的出油小孔，在所述衔铁的上方设置有电磁阀线圈，所述控制柱塞的顶端设有自轴向向外倾斜的锥面，所述油针的顶端设有半球形的连接头，所述油针通过所述连接头与所述锥面卡接适配并穿设在所述控制柱塞中，在所述油针穿设经过所述控制柱塞的裸露部分设有油针凹槽，在所述油针凹槽上嵌装有卡环，在所述控制柱塞与卡环之间夹装有弹性部件。
2.根据权利要求1所述的高压共轨电控喷油器，其特征在于，所述弹性部件为弹簧。
3.根据权利要求1所述的高压共轨电控喷油器，其特征在于，所述弹性部件为弹簧垫。
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