CN102400825A - 船用柴油机冷却型针阀偶件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了船用柴油机冷却型针阀偶件，包括针阀体和针阀，针阀研配装在针阀体的阀腔中，且针阀的下杆体外周面与阀腔的内壁间形成有高压燃油通过的环形间隙通道，针阀体前部制有环绕环形间隙通道的第一轴向环形面和第二轴向环形面，第一轴向环形面和第二轴向环形面形成有第一径向台阶面，针阀体制有两道贯通针阀体上表面和第一径向台阶面的循环冷却水通道，并且针阀体前部套配有冷却水套，冷却水套与第一径向台阶面和第一轴向环形面相配合构成有冷却室，针阀体、针阀和冷却水套相配组成具有冷却环保型结构的针阀偶件。该发明结构精巧、性能好、耗油低具有喷嘴内积碳少使用寿命长等优点，能满足船用柴油机对喷油器针阀偶件的需求。

Description

船用柴油机冷却型针阀偶件

技术领域

本发明涉及内燃机喷油器的针阀偶件，尤其涉及一种带有自动冷却结构的DK冷却环保型针阀偶件，具体地说是船用柴油机冷却型针阀偶件。

背景技术

喷油器是柴油机的重要组成部件，其主要功能是将来自喷油泵的高压柴油按一定的要求进行雾化，并分布到燃烧室中与进入到燃烧室的空气形成良好的可燃混合气。作为喷油器总成核心的针阀偶件是一副精密偶件，针阀上部的导向圆柱面与针阀体内圆柱表面作高精度的滑动配合，其配合间隙和表面粗糙度要求很高。针阀体、针阀锥面配合,起密封作用，在弹簧的作用下使其始终处于关闭状态，只有当油压达到开启压力时，针阀起跳，此时油路开启。

在柴油机正常工作时，喷油器的针阀偶件始终处于高温、高压和高速状态下，而在这种状态下由于传统型的针阀偶件无冷却水腔孔及冷却通道进行循环,所以容易导致针阀偶件在高温环境中,偶件的喷孔处出现积碳的情况,致使滴油及雾化不良。轻则使柴油因不能充分燃烧而冒黑烟，造成发动机的动力不足以及能源的浪费和环境的污染，重则会使喷孔完全堵塞,造成无法形成雾化的效果而导致该产品无法使用而报废。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供体积小、性能好、耗油低、排放少、可靠性强且使用寿命长的一种船用柴油机冷却型针阀偶件。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：船用柴油机冷却型针阀偶件，包括相配装的针阀体和针阀，针阀研配装在针阀体制有的阀腔中，且针阀的下杆体外周面与阀腔的内壁间形成有高压燃油通过的环形间隙通道，针阀体前部外表面制有环绕环形间隙通道的第一轴向环形面和第二轴向环形面，第一轴向环形面和第二轴向环形面形成有第一径向台阶面，针阀体以阀腔的轴线为轴心对称制有两道贯通针阀体上表面和第一径向台阶面的循环冷却水通道，并且针阀体前部固定套配有冷却水套，冷却水套与第一径向台阶面和第一轴向环形面相配合构成有连通循环冷却水通道的冷却室；针阀体、针阀和冷却水套相配组成具有冷却环保型结构的针阀偶件。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：

上述的针阀体前部端头制有带有喷孔的奶头形喷头体，冷却水套制有同轴心相连通的凹腔和轴孔，凹腔内壁的上段和轴孔的内壁分别与第二轴向环形面和第一轴向环形面的下段紧固密封相配合；奶头形喷头体伸出在冷却水套的轴孔外，冷却室由冷却水套凹腔内壁的下段和凹腔的底部以及第一径向台阶面和第一轴向环形面的上段合围的空间构成。

上述的冷却水套与针阀体采用加热红套的方法过盈相配装，冷却水套在380度至400度的温度下充分加热后压套在针阀体的前部。

上述的针阀包括上部具有导向圆柱面的上杆体和下部的下杆体，并且下杆体和上杆体之间具有锥形过渡段，导向圆柱面的圆柱度为0.001mm-0.002mm。

上述的奶头形喷头体制有喷头腔，喷孔与喷头腔相连通；阀腔底部制有带有锥形密封面的锥形孔，锥形孔与喷头腔相连通，针阀下杆体的端头制有与锥形密封面密封相配合的锥头体，并且锥头体与锥形密封面相对配合面的径向跳动幅度在0.001mm-0.003mm范围内。

上述的针阀体的外表制有第三轴向环形面和第四轴向环形面，且第四轴向环形面与第三轴向环形面形成有第二径向台阶面，第三轴向环形面与第二轴向环形面间构成有与冷却水套定位配合的限位台阶面。

上述的第三轴向环形面的顶端与第二径向台阶面的连接处制有内凹的卡槽。

上述的环形间隙通道上段在阀腔的内壁上扩制有纵剖面呈梯形结构的环形集油腔。

上述的针阀上杆体的直径为13mm，针阀体阀腔的直径为13mm，针阀与阀腔研磨相配装，且研配后上杆体导向圆柱面与阀腔内壁的配合间隙在0.003mm-0.005mm范围内，其配合表面的粗糙度在Ra0.05μm。

上述的下杆体的锥头体的锥面与水平面的夹角为45度，锥形孔的锥形密封面与水平面的夹角为45度，锥头体的锥面与锥形密封面的配合面表面粗糙度为Ra0.1um，冷却水套与针阀体配装的过盈量为0.02mm-0.04mm。

与现有技术相比，本发明的针阀体制有循环冷却水通道并且针阀体前部采用加热红套的方法过盈配装有冷却水套，冷却水套与针阀体相配合构成有环绕针阀体内高压燃油通过处的环形冷却室，能通过冷却水的不断循环降低针阀偶件的工作环境温度，从而减少偶件喷孔处积碳产生的机率，保证具有良好的燃油喷射雾化效果，提高针阀偶件的使用寿命。本发明具有结构精巧、体积小、性能好、耗油低、可靠性强等优点，符合当前提倡节能环保的要求，能最大限度的降低燃油消耗成本，减少废气排放，能满足船用柴油机对喷油器针阀偶件的生产需求。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1中冷却水套的结构示意图；

图3是图1中针阀体的结构示意图；

图4是图1中针阀的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

图1至4为本发明的结构示意图。

其中的附图标记为：针阀体1、第一轴向环形面1a、第二轴向环形面1b、第一径向台阶面1c、第三轴向环形面1d、第四轴向环形面1e、第二径向台阶面1f、限位台阶面1g、阀腔11、奶头形喷头体12、喷孔121、喷头腔122、锥形密封面13、循环冷却水通道14、冷却室15、卡槽16、针阀2、上杆体21、导向圆柱面21a、下杆体22、锥头体221、锥形过渡段23、冷却水套3、凹腔31、轴孔32、环形间隙通道D、环形集油腔K。

如图1至图4所示，本发明的船用柴油机冷却型针阀偶件，包括相配装的针阀体1和针阀2，针阀2研配装在针阀体1制有的阀腔11中，且针阀2的下杆体22外周面与阀腔11的内壁间形成有高压燃油通过的环形间隙通道D，针阀体1前部外表面制有环绕环形间隙通道D的第一轴向环形面1a和第二轴向环形面1b，第一轴向环形面1a和第二轴向环形面1b形成有第一径向台阶面1c，针阀体1以阀腔11的轴线为轴心对称制有两道贯通针阀体1上表面和第一径向台阶面1c的循环冷却水通道14，并且针阀体1前部固定套配有冷却水套3，冷却水套3与第一径向台阶面1c和第一轴向环形面1a相配合构成有连通循环冷却水通道14的冷却室15；针阀体1、针阀2和冷却水套3相配组成具有冷却环保型结构的针阀偶件。与传统的针阀偶件相比，本发明的针阀体1制有轴向的循环冷却水通道14，并且针阀体1套配有冷却水套3，冷却水套3与针阀体1共同组成一个环绕高压燃油经过空间处的冷却室15，能通过冷却水的不断循环达到降低针阀偶件工作环境温度的目的，从而减少针阀偶件由于始终处在高温环境中偶件喷孔易产生积碳的情况，大大提高了燃油喷射的雾化效果，不仅能增强燃油机的动力性能，而且还具有节省燃油和减少废气排放的功能。本发明具有结构精巧、体积小、性能好、耗油低、排放少、可靠性强的特点，能满足船用柴油机对喷油器针阀偶件的要求。

如图1、图2所示，本发明的针阀体1前部端头制有带有喷孔121的奶头形喷头体12，喷孔121具有一定的倾斜角度，为了保证气缸燃烧室喷油雾化的均衡，喷孔121能根据实际需要等弧制有2至4个，本发明的喷孔121参数为11-Φ0.58±0.01mm,喷孔为圆周均匀分布设计,保证雾化的均匀,对燃油充分进行利用。本发明的冷却水套3制有同轴心相连通的凹腔31和轴孔32，凹腔31内壁的上段和轴孔32的内壁分别与第二轴向环形面1b和第一轴向环形面1a的下段紧固密封相配合；奶头形喷头体12伸出在冷却水套3的轴孔32外，冷却室15由冷却水套凹腔31内壁的下段和凹腔31的底部以及第一径向台阶面1c和第一轴向环形面1a的上段合围的空间构成。本发明的冷却水套3主要作用是配合针阀体1构成一个具有较大冷却周面的冷却空腔，冷却水套3与针阀体1组成一个整体件，采用冷却水套3具有加工制造以及安装方便的特点，并能有效解决针阀偶件在高温环境下易造成喷孔堵塞的情况。

实施例中，本发明的冷却水套3与针阀体1优选采用加热红套的方法过盈相配装，冷却水套3在380度至400度的温度下充分加热后压套在针阀体1的前部。冷却水套3与针阀体1配装的过盈量为0.02mm-0.04mm。针阀体1与冷却水套3为过盈配合,利用热胀冷缩的原理,加热后的冷却水套3压入针阀体1,到室温后,冷却水套3几何尺寸变小,使两者配合紧密,配合面交接处使用焊接技术,焊接牢固,确保冷却水套3的安全。

如图4所示，本发明的针阀2包括上部具有导向圆柱面21a的上杆体21和下部的下杆体22，并且下杆体22和上杆体21之间具有锥形过渡段23，导向圆柱面21a的圆柱度为0.001mm-0.002mm。针阀上杆体21的直径为13mm，针阀体阀腔11的直径为13mm，针阀2与阀腔11研磨相配装，研配后上杆体导向圆柱面21a与阀腔11内壁的配合间隙在0.003mm-0.005mm范围内，其配合表面的粗糙度在Ra0.05μm。

实施例中，如图3、图4所示，本发明的奶头形喷头体12制有喷头腔122，喷孔121与喷头腔122相连通；阀腔11底部制有带有锥形密封面13的锥形孔，锥形孔与喷头腔122相连通，针阀下杆体22的端头制有与锥形密封面13密封相配合的锥头体221，并且锥头体221与锥形密封面13相对配合面的径向跳动幅度在0.001mm-0.003mm范围内。           下杆体22的锥头体221的锥面与水平面的夹角为45度，锥形孔的锥形密封面13与水平面的夹角为45度，锥头体221的锥面与锥形密封面13的配合面表面粗糙度为Ra0.1um。针阀偶件是通过针阀体1锥形密封面13与针阀2锥头体221的配合锥面进行密封的，当有来自喷油泵的高压燃油达到开启压力时,针阀偶件的针阀2就会起跳,油路就会开启,通过弹簧的压力,针阀2锥面与针阀体1内部锥面相碰撞，使高压燃油通过针阀体1前端的喷孔121喷射而出,形成雾化的效果,保证针阀偶件喷油的稳定及可靠性，其对整个针阀偶件的供油特性起着至关重要的作用。

实施例中，如图3所示，针阀体1的外表制有第三轴向环形面1d和第四轴向环形面1e，第四轴向环形面1e与第三轴向环形面1d形成有第二径向台阶面1f，第三轴向环形面1d与第二轴向环形面1b间构成有与冷却水套3定位配合的限位台阶面1g。

第三轴向环形面1d的顶端与第二径向台阶面1f的连接处制有内凹的卡槽16。

环形间隙通道D上段在阀腔11的内壁上扩制有纵剖面呈梯形结构的环形集油腔K。

本发明为船用DK喷油器针阀偶件，针阀体1内部设计有循环冷却水通道14，通过套配的冷却水套3构成冷却室15，冷却室15与循环冷却水通道14相连通,冷却水通过喷油器,通入针阀偶件, 改善了针阀偶件的工作环境,冷却水在冷却通道内为循环使用,始终能够起到冷却的作用。本发明结构精巧、体积小、性能好、耗油低、排放少、可靠性强；具有喷嘴内积碳少，喷嘴使用寿命长等优点，能满足船用柴油机对喷油器针阀偶件的生产要求。

本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.船用柴油机冷却型针阀偶件，包括相配装的针阀体(1)和针阀(2)，其特征是：所述的针阀(2)研配装在针阀体(1)制有的阀腔(11)中，且针阀(2)的下杆体(22)外周面与阀腔(11)的内壁间形成有高压燃油通过的环形间隙通道(D)；所述针阀体(1)前部外表面制有环绕环形间隙通道(D)的第一轴向环形面(1a)和第二轴向环形面(1b)，第一轴向环形面(1a)和第二轴向环形面(1b)形成有第一径向台阶面(1c)；针阀体(1)以阀腔(11)的轴线为轴心对称制有两道贯通针阀体(1)上表面和第一径向台阶面(1c)的循环冷却水通道(14)，并且针阀体(1)前部固定套配有冷却水套(3)，冷却水套(3)与第一径向台阶面(1c)和第一轴向环形面(1a)相配合构成有连通循环冷却水通道(14)的冷却室(15)；所述针阀体(1)、针阀(2)和冷却水套(3)相配组成具有冷却环保型结构的针阀偶件。

2.根据权利要求1所述的船用柴油机冷却型针阀偶件，其特征是：所述的针阀体(1)前部端头制有带有喷孔(121)的奶头形喷头体(12)，所述冷却水套(3)制有同轴心相连通的凹腔(31)和轴孔(32)，所述凹腔(31)内壁的上段和轴孔(32)的内壁分别与第二轴向环形面(1b)和第一轴向环形面(1a)的下段紧固密封相配合；所述奶头形喷头体(12)伸出在冷却水套(3)的轴孔(32)外，所述冷却室(15)由冷却水套凹腔(31)内壁的下段和凹腔(31)的底部以及第一径向台阶面(1c)和第一轴向环形面(1a)的上段合围的空间构成。

3.根据权利要求2所述的船用柴油机冷却型针阀偶件，其特征是：所述的冷却水套(3)与针阀体(1)采用加热红套的方法过盈相配装，冷却水套(3)在380度至400度的温度下充分加热后压套在针阀体(1)的前部。

4.根据权利要求3所述的船用柴油机冷却型针阀偶件，其特征是：所述的针阀(2)包括上部具有导向圆柱面(21a)的上杆体(21)和下部的下杆体(22)，并且下杆体(22)和上杆体(21)之间具有锥形过渡段(23)，所述导向圆柱面(21a)的圆柱度为0.001mm-0.002mm。

5.根据权利要求4所述的船用柴油机冷却型针阀偶件，其特征是：所述的奶头形喷头体(12)制有喷头腔(122)，所述喷孔(121)与喷头腔(122)相连通；所述阀腔(11)底部制有带有锥形密封面(13)的锥形孔，锥形孔与喷头腔(122)相连通，所述针阀下杆体(22)的端头制有与锥形密封面(13)密封相配合的锥头体(221)，并且锥头体(221)与锥形密封面(13)相对配合面的径向跳动幅度在0.001mm-0.003mm范围内。

6.根据权利要求5所述的船用柴油机冷却型针阀偶件，其特征是：所述的针阀体(1)的外表制有第三轴向环形面(1d)和第四轴向环形面(1e)，且第四轴向环形面(1e)与第三轴向环形面(1d)形成有第二径向台阶面(1f)，所述第三轴向环形面(1d)与第二轴向环形面(1b)间构成有与冷却水套(3)定位配合的限位台阶面(1g)。

7.根据权利要求6所述的船用柴油机冷却型针阀偶件，其特征是：所述的第三轴向环形面(1d)的顶端与第二径向台阶面(1f)的连接处制有内凹的卡槽(16)。

8.根据权利要求7所述的船用柴油机冷却型针阀偶件，其特征是：所述的环形间隙通道(D)上段在阀腔(11)的内壁上扩制有纵剖面呈梯形结构的环形集油腔(K)。

9.根据权利要求8所述的船用柴油机冷却型针阀偶件，其特征是：所述的针阀上杆体(21)的直径为13mm，所述针阀体阀腔(11)的直径为13mm，针阀(2)与阀腔(11)研磨相配装，且研配后上杆体导向圆柱面(21a)与阀腔(11)内壁的配合间隙在0.003mm-0.005mm范围内，其配合表面的粗糙度在Ra0.05μm。

10.根据权利要求9所述的船用柴油机冷却型针阀偶件，其特征是：所述的下杆体(22)的锥头体(221)的锥面与水平面的夹角为45度，所述锥形孔的锥形密封面(13)与水平面的夹角为45度，锥头体(221)的锥面与锥形密封面(13)的配合面表面粗糙度为Ra0.1um，所述冷却水套(3)与针阀体(1)配装的过盈量为0.02mm-0.04mm。

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