CN103899463A - 多级缓冲式溢流阀 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供多级缓冲式溢流阀，在溢流阀体上设计多道节流孔进行多级缓冲泄流，运动活塞与固定阀杆之间形成第一级缓冲节流油道，溢流阀体上的节流孔为第二级缓冲油路，溢流阀体上的节流孔为第三级缓冲油路，节流油道、节流孔及节流孔共同组成多级缓冲油路。溢流阀采用大小不同的两个复位弹簧共同支撑运动活塞，防止运动活塞的振荡频率过高，提高溢流阀的可靠性。在输油压力高、泄流油量大的燃油系统中，采用多个多级缓冲式溢流阀并联同时进行泄流，保证燃油压力能够稳定且迅速的下降到设定的输油压力。本发明可提高进油量的控制精度，维持共轨管内的轨压稳定性，提高燃油系统与柴油机的匹配一致性。

Description

多级缓冲式溢流阀

技术领域

本发明涉及的是一种发动机燃油喷射装置，具体地说是维持油路压力稳定的装置。

背景技术

随着环境污染问题日益严重，减少柴油机的有害物质排放刻不容缓，先进的电控燃油喷射系统已经成为柴油机发展的重要趋势。电控高压共轨燃油喷射系统可以灵活、准确地控制喷油正时、喷油规律以及循环喷油量等，显著地改善柴油机的喷雾质量，进而提高柴油机的动力性能和经济性能，降低有害物质排放，已经在汽车和船舶柴油机上得到广泛应用。

维持共轨管内轨压稳定可以保证每循环不同缸之间具有相同的喷油量，提高柴油机工作的稳定性，进而提高燃油系统与柴油机的匹配一致性。而高压共轨系统中普遍采用控制进油量的方式来调节共轨管内的压力稳定性，因此准确的控制进油量对实现轨压的稳定性，减小轨压波动至关重要。输油泵向高压油泵中输送低压燃油，输油压力受柴油机转速变化非常明显，导致进油量的控制精度降低。通过在输油泵和高压油泵之间安装溢流阀来控制输油压力，而普通溢流阀采用球状溢流阀，在打开瞬间由于泄油速率很大，容易引起燃油压力下降梯度增加，造成输油压力波动增大，导致进油量的控制精度降低，共轨管内燃油压力波动明显增加，直接影响柴油机工作的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供应用于柴油机高压共轨系统中能够泄掉输油泵提供的多余燃油，维持稳定输油压力的多级缓冲式溢流阀。

本发明的目的是这样实现的：

本发明多级缓冲式溢流阀，其特征是：包括进油壳体、溢流阀体、运动活塞、固定阀杆、底座，进油壳体固定在溢流阀体的上端，进油壳体上设置进油口，底座固定在溢流阀体的下端，固定阀杆固定在底座上，运动活塞套装在固定阀杆上，运动活塞与底座之间设置第一复位弹簧，第一复位弹簧套装在固定阀杆上，运动活塞的下部宽于其上部，运动活塞的下部与其上方的溢流阀体之间形成第一可变容积腔，运动活塞与底座和溢流阀体之间形成第二可变容积腔，运动活塞与固定阀杆之间形成节流油道，节流油道连通第二可变容积腔，溢流阀体上设置第一节流孔、第二节流孔、第一泄流孔，底座上设置第二泄流孔，第一节流孔和第二节流孔均通过节流通道连通第一可变容积腔，当运动活塞位于最上端时，固定阀杆的上端面与运动活塞的上端面平齐，且采用菌状结构配合并形成密封，随着运动活塞向下运动，第一节流孔、第二节流孔依次连通进油口，运动活塞继续向下运动后，第一泄流孔连通第一可变容积腔。

本发明还可以包括：

1、运动活塞与底座之间设置第二复位弹簧，第二复位弹簧套装在固定阀杆和第一复位弹簧上。

本发明的优势在于：

1、多级缓冲式溢流阀采用大小不同的两个弹簧共同支撑运动活塞，可以防止运动活塞的振荡频率过高，进而提高多级缓冲式溢流阀的工作可靠性。

2、多级缓冲式溢流阀在溢流阀体上设计多道节流孔，将输油泵输出的多余燃油进行多次缓冲泄流，实现先缓后快的泄油方式，保证系统内的燃油压力稳定下降，维持稳定的输油压力，提高进油量的控制精度，保证共轨管内轨压的稳定性。

3、在输油压力高、泄流油量大的燃油系统中，采用多个多级缓冲式溢流阀并联同时进行泄流，在保证燃油压力稳定下降的同时可以加快燃油的泄放速率，从而使系统内燃油压力迅速下降到设定的输油压力。

采用多级缓冲式溢流阀可以有效降低输油压力的下降梯度，减小输油压力波动，提高进油量的控制精度，从而使共轨管内压力稳定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明泄油过程的结构示意图；

图3为多个多级缓冲式溢流阀并联结构图；

图4为多级节流孔的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～4，本发明多级缓冲式溢流阀，其主要结构组成包括：进油壳体1、溢流阀体2、运动活塞3、固定阀杆4、复位弹簧5、复位弹簧6、底座7、泄流孔8、泄流孔9、可变容积腔10、节流孔11、节流孔12、节流油道13和进油口14。其特征是：进油壳体1安装在溢流阀上端，进油壳体上的进油口与溢流阀上端面形成固定容积腔。运动活塞3安装在溢流阀体内，采用变截面形式分别控制节流孔和泄流孔的开闭过程，运动活塞3下端面采用复位弹簧5和复位弹簧6共同支撑，运动活塞3为空心活塞，固定阀杆4穿过运动活塞3的中心孔并采用螺纹连接固定在底座7的螺纹孔内，固定阀杆4的上端面与运动活塞3的上端面平齐，采用菌状结构配合并形成密封，固定阀杆4的直径略小于运动活塞3的中心孔径，二者之间的环形配合间隙形成节流油道13。溢流阀体2上有节流孔11、节流孔12和泄流孔9，通过活塞上下运动实现节流孔11、节流孔12和泄流孔9的打开和关闭过程。运动活塞3的大截面上端与溢流阀体2的下端面形成可变容积腔10。底座7安装在溢流阀体2上，作为复位弹簧5、复位弹簧6和固定阀杆4的承压面，且底座7的底面有泄流孔8。固定阀杆4与运动活塞3形成的节流油道13为第一级缓冲泄流油路，溢流阀体2上的节流孔12为第二级缓冲泄流油路，溢流阀体2上的节流孔11为第三级缓冲泄流油路，其中节流油道13的流通截面积分别小于节流孔11和节流孔12的流通面积。针对输油压力高、泄流油量大的燃油系统中采用多个多级缓冲式溢流阀并联同时进行泄流。

图1所示为多级缓冲式溢流阀整体结构示意图，主要由进油壳体1、溢流阀体2、运动活塞3、固定阀杆4、复位弹簧5、复位弹簧6、底座7、泄流孔8、泄流孔9、可变容积腔10、节流孔11、节流孔12、节流油道13和进油口14构成。其中节流油道13、节流孔11及节流孔12共同组成多级缓冲油路泄放燃油，复位弹簧5和复位弹簧6形成组合复位弹簧共同支撑运动活塞3。

图2所示为双缓冲式溢流阀泄油过程的结构示意图，泄油过程中节流孔11、节流孔12和节流油道13同时打开。

本发明采用多级缓冲的方式实现低压油路中多余燃油的泄流过程，从而维持稳定的低压输油压力。其工作原理如下：

低压油箱内的燃油通过输油泵加压后供入到高压油泵的柱塞腔内，当输油泵输出的燃油压力高于设定的输油压力时，燃油流量会迅速增加，多余的燃油从进油口14进入多级缓冲式溢流阀上端的固定容积腔，燃油压力作用在溢流阀体2、运动活塞3及固定阀杆4的上端面。此时运动活塞3与固定阀杆4形成锥形密封面，复位弹簧5和复位弹簧6共同支撑运动活塞3，固定容积腔内的燃油不断增多，在燃油压力的作用下，运动活塞3开始向下运动，溢流阀逐渐打开，当运动活塞3在节流孔12上部运动时，节流孔12尚未打开，多余的燃油首先从节流油道13缓慢泄油，燃油流入到由运动活塞3和溢流阀体2、底座7形成的容积腔，并从泄流孔8流入低压油箱，此过程为多级缓冲式溢流阀的第一级缓冲泄油。当运动活塞3继续向下运动并打开节流孔12，更多的燃油通过节流孔12进入可变容积腔10，此过程为多级缓冲式溢流阀的第二级缓冲泄油。此时，泄流孔9尚未打开，在可变容积腔10内的燃油和运动活塞3上端面的燃油共同作用下，运动活塞3加速向下运动，可变容积腔10的容积逐渐增大，防止泄油受阻。当运动活塞3继续向下运动至节流孔11打开，节流孔11开始泄流，此过程为多级缓冲式溢流阀的第三级缓冲泄油。运动活塞3继续向下运动，泄流孔9打开，可变容积腔10内的燃油通过泄流孔9开始流入低压油箱。此时，三级泄油油路同时泄油，加快燃油的泄放速率。当燃油压力下降到小于弹簧弹力时，在复位弹簧5和复位弹簧6的共同作用下，运动活塞3开始复位，依次关闭节流孔11、节流孔12和节流油道13，当运动活塞运动至最高点时，泄流过程完毕。

图3所示，当燃油系统的输油压力高，燃油泄流量大时，通常在输油泵与高压油泵之间的合适位置同时安装多个多级缓冲式溢流阀。当低压输油压力增大时，所有的多级缓冲式溢流阀同时泄放多余燃油，使得低压油管内的燃油压力能够迅速且稳定的下降到设定的输油压力，从而使得低压油路维持稳定的输油压力。

本发明多级缓冲式溢流阀，其主要包括：进油壳体、溢流阀体、运动活塞、固定阀杆、复位弹簧、底座、泄流孔、可变容积腔、节流孔、节流油道和进油口。其中溢流阀体2上采用多个节流孔进行缓冲泄流，复位弹簧采用大小不同的两个组合弹簧。

运动活塞3与固定阀杆4配合，两者之间的配合间隙形成第一级缓冲节流油道13，溢流阀体2上的节流孔11和节流孔12分别为第二、三级缓冲油路，节流油道13、节流孔11及节流孔12共同组成多级缓冲油路。

在燃油压力高，泄油流量大的系统中，在主油路上安装多个多级缓冲式溢流阀，保证燃油压力能够稳定且迅速的下降到设定的输油压力，防止输油压力低于设定的输油压力，使系统内维持稳定的输油压力，提高进油量的控制精度。

Claims (2)

1.多级缓冲式溢流阀，其特征是：包括进油壳体、溢流阀体、运动活塞、固定阀杆、底座，进油壳体固定在溢流阀体的上端，进油壳体上设置进油口，底座固定在溢流阀体的下端，固定阀杆固定在底座上，运动活塞套装在固定阀杆上，运动活塞与底座之间设置第一复位弹簧，第一复位弹簧套装在固定阀杆上，运动活塞的下部宽于其上部，运动活塞的下部与其上方的溢流阀体之间形成第一可变容积腔，运动活塞与底座和溢流阀体之间形成第二可变容积腔，运动活塞与固定阀杆之间形成节流油道，节流油道连通第二可变容积腔，溢流阀体上设置第一节流孔、第二节流孔、第一泄流孔，底座上设置第二泄流孔，第一节流孔和第二节流孔均通过节流通道连通第一可变容积腔，当运动活塞位于最上端时，固定阀杆的上端面与运动活塞的上端面平齐，且采用菌状结构配合并形成密封，随着运动活塞向下运动，第一节流孔、第二节流孔依次连通进油口，运动活塞继续向下运动后，第一泄流孔连通第一可变容积腔。

2.根据权利要求1所述的多级缓冲式溢流阀，其特征是：运动活塞与底座之间设置第二复位弹簧，第二复位弹簧套装在固定阀杆和第一复位弹簧上。

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