CN103967666A - 一种中孔蓄压式共轨喷油器液力控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于中孔蓄压式共轨喷油器技术领域，具体地说是一种中孔蓄压式共轨喷油器液力控制器。包括锥面球阀式开关阀、控制套筒、控制柱塞及弹簧，其中控制套筒、控制柱塞及弹簧均设置于喷油器体进油端的中空蓄压腔内，控制柱塞的一端插设于控制套筒内、并与控制套筒滑动连接，控制柱塞的另一端套设有弹簧，弹簧的两端分别由控制套筒的一端和设置于控制柱塞另一端的弹簧座定位；锥面球阀式开关阀设置于喷油器体的进油端的端部、并容置于与喷油器体的进油端的端部螺纹连接的螺帽内，锥面球阀式开关阀与控制套筒的另一端密封连接；控制柱塞与锥面球阀式开关阀之间设有液力控制腔，控制套筒上设有连通液力控制腔和中孔蓄压腔的进油节流孔，锥面球阀式开关阀上设有连通液力控制腔和低压腔的出油节流孔。本发明结构简单，加工成本低，对燃油的清洁度要求不高。

Description

一种中孔蓄压式共轨喷油器液力控制器
技术领域
本发明属于中孔蓄压式共轨喷油器技术领域，具体地说是一种中孔蓄压式共轨喷油器液力控制器。
背景技术
柴油机高压共轨燃油喷射系统是为了应对欧三以上排放而开发的，已经成为柴油机燃油系统的主流技术。自1995年日本电装公司成功把高压共轨系统应用到卡车上以来，该项技术一直为德国博世、日本电装、美国德尔福和德国大陆等几家国际公司所垄断。目前国内市场上仍然大量使用着传统的机械式燃油系统，急需进行升级换代，以满足国三及以上排放要求。
目前，国内引进德国利勃海尔公司共轨系统专利，该专利为共轨系统的原始开发者苏黎世大学的第二代共轨技术。第二代共轨系统的核心技术，就是喷油器由原来两级柱塞偶件细长油道的结构改为单级柱塞偶件中孔蓄压的结构。改为单级柱塞偶件后，没有了两个柱塞的液力差，柱塞开启速度变快关闭速度变小。针对此问题，引进技术的液力控制器开发了非常巧妙和复杂的结构，使开启速度显著减小，关闭速度大大提高，喷油速率的波形呈“靴形”，符合先缓后急的要求。但在实际应用中，由于其结构非常复杂，加工成本高，同时对清洁度要求也很高，不利于国内市场的大面积推广应用。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种中孔蓄压式共轨喷油器液力控制器。该中孔蓄压式共轨喷油器液力控制器结构简单，加工成本低，对燃油的清洁度要求不高。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种中孔蓄压式共轨喷油器液力控制器，包括锥面球阀式开关阀、控制套筒、控制柱塞及弹簧，其中控制套筒、控制柱塞及弹簧均设置于喷油器体进油端的中孔蓄压腔内，所述控制柱塞的一端插设于控制套筒内、并与控制套筒滑动连接，控制柱塞的另一端套设有弹簧，所述弹簧的两端分别由控制套筒的一端和设置于控制柱塞另一端的弹簧座定位；所述锥面球阀式开关阀设置于喷油器体的进油端的端部、并容置于与喷油器体的进油端的端部螺纹连接的螺帽内，所述锥面球阀式开关阀与控制套筒的另一端密封连接；所述控制柱塞与锥面球阀式开关阀之间设有液力控制腔，所述控制套筒上设有连通液力控制腔和中孔蓄压腔的进油节流孔，所述锥面球阀式开关阀上设有连通液力控制腔和低压腔的出油节流孔；当锥面球阀式开关阀打开，液力控制腔内的燃油从出油节流孔流出，液力控制腔内形成低压，在中孔蓄压腔内高压的作用下，控制柱塞抬起，喷油器喷油；当锥面球阀式开关阀关闭，液力控制腔内形成高压，控制柱塞在弹簧的作用下回落关闭，喷油器停止喷油。
所述锥面球阀式开关阀包括调节阀、钢球及球阀座，其中调节阀的一侧与控制套筒的另一端密封连接，调节阀的一侧沿控制套筒的轴向设有过渡油孔，所述调节阀的另一侧设有锥形槽，所述锥形槽底部设有与过渡油孔连通的所述出油节流孔；所述钢球设置于球阀座上、并与锥形槽密封连接。
所述调节阀与控制套筒连接的一侧中心设有延伸部，所述调节阀的延伸部插设于控制套筒的另一端内，所述控制套筒的另一端端部与调节阀的肩胛面密封连接。
所述调节阀一侧延伸部的端部沿控制套筒的径向设有卸压油槽，该卸压油槽将过渡油孔与进油节流孔连通。所述调节阀上的过渡油孔和锥形槽的中心线与控制柱塞的轴线共线。
本发明的优点及有益效果是：
1.本发明取消动平面与静平面的开关阀，采用钢球与锥面配合方式，阀门关闭时的密封可靠性明显改善，降低了其对燃油清洁度的敏感度。
2.本发明采用分体式控制套筒，使定位精度得到了保证。加工工艺性变好，加工难度降低。
3.本发明控制柱塞升程限位，减小关闭延迟时间，提高喷油量精度；另外减小出油节流孔前端压力，进一步减小回油，降低回油背压敏感度。
4.本发明调节阀下端开卸压油槽，减小液压粘着力，有利于提高控制柱塞在最大升程时的关闭速度。
5.本发明控制柱塞采用成型无心磨工艺，三个圆柱面两个端面一次磨削完成，保证了同轴度、直线度和垂直度的精度要求，提高了生产合格率和效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中：1为调节阀，2为过渡油孔，3为球阀座，4为钢球，5为出油节流孔，6为进油节流孔，7为控制柱塞，8为喷油器体，9为控制套筒，10为液力控制腔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明包括锥面球阀式开关阀、控制套筒9、控制柱塞7及弹簧，其中控制套筒9、控制柱塞7及弹簧均设置于喷油器体8进油端的中孔蓄压腔内，控制柱塞7的一端插设于控制套筒9内、并与控制套筒9滑动连接，控制柱塞7的另一端套设有弹簧，所述弹簧的两端分别由控制套筒9的一端沉孔和设置于控制柱塞7另一端的弹簧座定位。所述锥面球阀式开关阀设置于喷油器体8的进油端的端部、并容置于与喷油器体8的进油端的端部螺纹连接的螺帽内，所述锥面球阀式开关阀与控制套筒9的另一端密封连接。控制柱塞7与锥面球阀式开关阀之间设有液力控制腔10，控制套筒9上设有连通液力控制腔10和中孔蓄压腔的进油节流孔6。所述锥面球阀式开关阀包括调节阀1、钢球4及球阀座3，其中调节阀1与控制套筒9连接的一侧中心沿控制套筒9的轴向设有延伸部，所述调节阀1的延伸部插设于控制套筒9的另一端内，控制套筒9的另一端端部与调节阀1的肩胛面贴合密封连接，把两个密封端面变成一个密封端面，保证液力控制腔10与中孔蓄压腔之间的密封性。调节阀1的一侧沿控制套筒9的轴向设有过渡油孔2，调节阀1的另一侧设有锥形槽，该锥形槽底部设有与过渡油孔2连通的出油节流孔5，出油节流孔5与低压腔连通。调节阀1上的过渡油孔2和锥形槽的中心线与控制柱塞7的轴线共线。钢球4设置于球阀座3上、并与锥形槽密封连接。采用钢球4与一个锥面相配合的形式，钢球4与锥面密封时为线接触，变形量大，密封效果得到保证。另外，在反复开关过程中，钢球4可以自由转动，每次落座密封时的实际接触位置是随机的，因此钢球4的磨损相对比较均匀，耐磨度提高，密封可靠性增强。
调节阀1一侧延伸部的端部沿控制套筒9的径向设有卸压油槽，该卸压油槽将过渡油孔2与进油节流孔6连通。
本发明的工作原理是：
控制柱塞7与控制套筒9组成了控制柱塞偶件，在控制柱塞偶件上端有一个液力控制腔10，此容积腔的进油节流孔6与中孔蓄压腔是常通的。出油节流孔5与低压腔通过一个钢球4连接，通过钢球4的开启与关闭来调节液力控制腔10内液力的大小。当钢球4打开，液力控制腔里10的燃油从出油节流孔5流出，液力控制腔10内形成低压，在系统高压的作用下，控制柱塞7抬起，喷油器喷油。喷油结束，钢球4落座，与调节阀1形成密封，液力控制腔10里形成高压，控制柱塞7在弹簧力的作用下回落关闭，停止喷油。在控制柱塞7关闭过程中，调节阀1下端的卸压油槽会降低控制柱塞7上端面和调节阀1下端面相接触时产生的液压粘着力，减少控制柱塞7的下落时间。
本发明控制套筒9采用分体式，控制套筒9既与调节阀1分离，也与喷油器体8分离，把内凹面转为外端面，进油节流孔6和出油节流孔5分别布置在控制套筒9和调节阀1两个零件上，便于两个量孔的分组配比。
本发明控制柱塞7通过调节阀1一侧延伸部升程限位，现有的控制柱塞是不进行升程限位的，使喷油量随喷射脉宽的变化曲线几乎成一条直线。而且由于控制柱塞的开启速度慢关闭速度快，使油量曲线的斜率也比较小。采用量孔配比式液力控制结构后，控制柱塞7的开启速度变快，关闭速度变慢。为了弥补这个缺点，使控制柱塞的关闭速度变快，除了液力控制腔的结构有所优化外，另一个措施就是对控制柱塞进行升程限位。
本发明调节阀1下端(一侧延伸部的端部)设有卸压油槽，当控制柱塞采用升程限位时，控制柱塞7上端面与调节阀1下端面相接触时，会产生液压粘着力，使控制柱塞7关闭时的响应时间变长，而且重复精度差。因此在调节阀1下端面开几道油槽，一方面减小了液压粘着，把进油节流孔6与过渡油孔2连通，使控制柱塞7整个上端面能迅速建立压力，使关闭延迟时间变短。另一方面，保留了大部分的接触面，使控制柱塞7升到最大升程时会产生一定的液力阻尼，能有效抑制其冲击反跳效应，同时喷油器在拐点时的油量比较稳定，油量曲线的拐点清晰，过渡圆滑。
本发明的控制柱塞7采用成型无心磨加工，该无心磨床，对控制柱塞的三个圆柱面和两个端面一次性磨削完成，同轴度和直线度达到1μm，垂直度达到2μm，生产合格率大幅度提高。

Claims (5)

1.一种中孔蓄压式共轨喷油器液力控制器，其特征在于：包括锥面球阀式开关阀、控制套筒(9)、控制柱塞(7)及弹簧，其中控制套筒(9)、控制柱塞(7)及弹簧均设置于喷油器体(8)进油端的中孔蓄压腔内，所述控制柱塞(7)的一端插设于控制套筒(9)内、并与控制套筒(9)滑动连接，控制柱塞(7)的另一端套设有弹簧，所述弹簧的两端分别由控制套筒(9)的一端和设置于控制柱塞(7)另一端的弹簧座定位；所述锥面球阀式开关阀设置于喷油器体(8)的进油端的端部、并容置于与喷油器体(8)的进油端的端部螺纹连接的螺帽内，所述锥面球阀式开关阀与控制套筒(9)的另一端密封连接；所述控制柱塞(7)与锥面球阀式开关阀之间设有液力控制腔(10)，所述控制套筒(9)上设有连通液力控制腔(10)和中孔蓄压腔的进油节流孔(6)，所述锥面球阀式开关阀上设有连通液力控制腔(10)和低压腔的出油节流孔(5)；当锥面球阀式开关阀打开，液力控制腔(10)内的燃油从出油节流孔(5)流出，液力控制腔(10)内形成低压，在中孔蓄压腔内高压的作用下，控制柱塞(7)抬起，喷油器喷油；当锥面球阀式开关阀关闭，液力控制腔(10)内形成高压，控制柱塞(7)在弹簧的作用下回落关闭，喷油器停止喷油。
2.按权利要求1所述的中孔蓄压式共轨喷油器液力控制器，其特征在于：所述锥面球阀式开关阀包括调节阀(1)、钢球(4)及球阀座(3)，其中调节阀(1)的一侧与控制套筒(9)的另一端密封连接，调节阀(1)的一侧沿控制套筒(9)的轴向设有过渡油孔(2)，所述调节阀(1)的另一侧设有锥形槽，所述锥形槽底部设有与过渡油孔(2)连通的所述出油节流孔(5)；所述钢球(4)设置于球阀座(3)上、并与锥形槽密封连接。
3.按权利要求2所述的中孔蓄压式共轨喷油器液力控制器，其特征在于：所述调节阀(1)与控制套筒(9)连接的一侧中心设有延伸部，所述调节阀(1)的延伸部插设于控制套筒(9)的另一端内，所述控制套筒(9)的另一端端部与调节阀(1)的肩胛面密封连接。
4.按权利要求3所述的中孔蓄压式共轨喷油器液力控制器，其特征在于：所述调节阀(1)一侧延伸部的端部沿控制套筒(9)的径向设有卸压油槽，该卸压油槽将过渡油孔(2)与进油节流孔(6)连通。
5.按权利要求2所述的中孔蓄压式共轨喷油器液力控制器，其特征在于：所述调节阀(1)上的过渡油孔(2)和锥形槽的中心线与控制柱塞(7)的轴线共线。
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