CN104033304A - 共轨喷油器整体式控制球阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种共轨喷油器整体式控制球阀。本发明的目的在于提供一种制造难度低的一种共轨喷油器整体式控制球阀，它包括衔铁、控制杆、阀体以及球体，阀体中至上而下依序设有贯通连接的导向孔、盛油糟以及出油节流孔，在出油节流孔上还设有一端头连通出油节流孔、另一端头连通阀体下端面的进油节流孔；所述的衔铁设置在控制杆的上端，控制杆的底端穿过导向孔延伸至阀体内；在控制杆的下端设有凹槽结构，所述的球体设置在凹槽结构内，且球体的下端面与锥面紧贴，本发明具有降低加工难度、提高加工精度的优点，同时本发明大大提高了这套密封结构的使用寿命和可靠性，提高了喷油器的可靠性。

Description

共轨喷油器整体式控制球阀

技术领域

本发明涉及柴油机共轨喷油系统共轨喷油器的控制球阀，属于电控燃油系统领域，特别为一种共轨喷油器整体式控制球阀。

背景技术

图1为现有的共轨喷油器控制球阀结构简图，它由衔铁1、控制杆2、阀体3、球座4、钢球5及阀座6组成，阀座6上加工有进油节流孔7及出油节流孔8和高精度锥面9，定位销10，盛油糟3-4、泄油孔A3-5。定位销10用来与喷油器体定位，使进油节流孔7与高压油道接通。

由于控制阀控制高达160-220MPa的高压燃油，所以阀体3、控制杆2、锥面9都属于高精度零件，并且阀座6上下端面要求密封，上端面属于高精度面，加工要求很高，需要保证阀座6上下端面的平行度为0.005mm，平面度0.0009mm，粗糙度为Ra0.05，按照这个工艺标准国内加工的零件，成本高且合格率低，并且喷油器每次拆卸后都必须对阀座6上端高精度面进行返修才可以进行装配。

所以从设计考虑，将阀座6和阀体3合为一体，降低加工难度，提高加工精度，尽快国产化，以便推动共燃油系统投入生产，保护我国环境，有很大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制造难度低、能够提高喷油器关键零件控制阀的国产化的一种共轨喷油器整体式控制球阀。

本发明通过如下技术方案实现：一种共轨喷油器整体式控制球阀，其特征在于：包括衔铁、控制杆、阀体以及球体；所述的阀体中至上而下依序设有贯通连接的导向孔、盛油糟以及出油节流孔，且导向孔、盛油糟以及出油节流孔的中轴线与阀体的中轴线重合，盛油糟和出油节流孔之间通过盛油糟中设置的漏斗形锥面过渡；在出油节流孔上还设有一端头连通出油节流孔、另一端头连通阀体下端面的进油节流孔；所述的阀体中还设有泄油孔A和泄油孔B；

所述的衔铁设置在控制杆的上端，控制杆的底端穿过导向孔延伸至阀体内；

在控制杆的下端设有凹槽结构，所述的球体设置在凹槽结构内，且球体的下端面与锥面紧贴。

较之前技术而言，本发明的有益效果为：

1、本发明取消了球座4，降低了加工难度、提高了加工精度。目前国内采用的球座4都是进口件，原因就是国内加工的球座4，因凹球面4-1尺寸小，精度高，加工精度达不到要求，钢球5容易磨损，同时因为钢球5转动，与锥面接触的密封面会变化，使密封不可靠，影响喷油器的供油性能；并且加工内凹球面的进口设备价格太高。而本发明取消了球座4，降低了加工难度、提高了加工精度。在控制阀杆上设一个柱形槽孔，它比球座4的内凹球面容易加工，柱形槽孔内放置一个带有水平截面的冠球，冠球可以在柱形槽孔内自由平移动，以便工作中冠球的球面与阀座的锥面自由对中，保证冠球的球面与锥面的高压密封。

2、本发明大大提高了这套密封结构的使用寿命和可靠性，提高了喷油器的可靠性。本发明取消球座，在控制阀杆上加工一个柱形槽孔，柱形槽孔内放置一个冠球，冠球可以在柱形槽孔内自由平移动，以便工作中冠球的球面与阀座的锥面自由对中，保证冠球的球面与锥面的高压密封。冠球的球面与锥面接触位置基本不变，冠球的球面与锥面接触面的磨损反而有助于提高高压密封性，大大提高了这套密封结构的使用寿命和可靠性，提高了喷油器的可靠性。

附图说明

图1为现有的控制球阀的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明控制杆底端凹槽的结构示意图；

图4为本发明冠球的结构示意图；

图5为本发明实施例一控制杆的结构示意图；

图6为图5中A部分的放大图；

图7为本发明实施例二控制杆的结构示意图；

图8为图7中B部分的放大图；

图9为安装有本发明的高压共轨喷油器冠球控制阀的喷油器的结构示意图。

标号说明：1衔铁、2控制杆、2-1平面A、2-2凹槽、2-3凸台、2-4凸台平面、2-5内孔、2-6环形槽、3阀体、3-1阀体上断面、3-2导向孔、阀体底面3-3、3-4盛油糟、3-5泄油孔A、3-6泄油孔B、4球座、4-1凹球面、5钢球、5-1平面B、5-2冠球、6阀座、7进油节流孔、8出油节流孔、9锥面、10定位销、11环套、12销、12-1销端平面、13螺纹、101电磁铁螺套、102电磁铁、103控制阀、104内平面、105喷油器体、106密封半球座、107控制阀芯、108控制阀套、109回位弹簧、110油嘴阀座、111油嘴紧帽、112进油节流孔A、113高压燃油入口、114控制油腔、115调整垫片、116控制阀芯锥面、117油嘴阀座锥面。

具体实施方式

下面结合附图说明对本发明做详细说明：

如图1、图2、图3所示：包括衔铁1、控制杆2、阀体3以及球体；所述的阀体3中至上而下依序设有贯通连接的导向孔3-2、盛油糟3-4以及出油节流孔8，且导向孔3-2、盛油糟3-4以及出油节流孔8的中轴线与阀体3的中轴线重合，盛油糟3-4和出油节流孔8之间通过盛油糟3-4中设置的漏斗形锥面9过渡；所述的阀体3中还设有泄油孔A3-5和泄油孔B3-6；

所述的衔铁1设置在控制杆2的上端，控制杆2的底端穿过导向孔3-2延伸至阀体3内；

在控制杆2的下端设有凹槽结构，所述的球体设置在凹槽结构内，且球体的下端面与锥面紧贴。

该整体式控制阀，由于将现有的共轨喷油器控制球阀的阀体和阀座合成一个整体零件，减少了了一个高精度平面，大大降低了控制阀的工艺难度，从而降低了生产成本和产品的废品率。同时由于分体结构时阀体3和阀座6在装配过程或有很大的接触应力，这两个零件接触的部位是高硬度的高精度平面并且在装配过程中有相对运动，因此装配好的喷油器拆卸下来后，这两个零件的高精度平面会破坏，均需要再次返修才能使用，这样会大大提高售后维修站的难度，要求维修站配置高档机床来返修，提高了维修成本和维修难度。

所述的阀体3由上至下分为两个同轴且直径上大、下小圆柱体，下圆柱体的高度为阀体底面3-3至盛油糟3-4任意位置的长度，下圆柱体的侧壁设有若干组联通盛油糟3-4的泄油孔A3-5，上圆柱体的底面设有若干组联通阀体上端面的泄油孔B3-6。这样设计可以缩短泄油孔A3-5、泄油孔B3-6的长度，减低加工难度。

所述球体为冠球5-2，冠球5-2为带有平面B5-1的冠球体，冠球5-2位于控制杆2和锥面之间并与锥面9紧贴；所述控制杆2下端部设有开口朝下的凹槽结构，所述凹槽结构横截面为圆形且凹槽结构中轴与控制杆2中轴重合，在凹槽结构的底面设有以凹槽结构横截面圆心同轴的环形槽2-6，所述环形槽2-6的外边直径与凹槽结构横截面的直径相同，凹槽结构环形槽2-6内的底面为平面A2-1，冠球5-2的平面B5-1与平面A2-1紧密贴合。凹槽结构的直径大于冠球5-2直径0.05-0.5mm，凹槽结构开口处所处的端面至平面A2-1的垂直距离大于平面B5-1圆心至冠球5-2球心距离0.2-0.5mm。冠球5-2上加工有的水平截面平面B5-1，带水平截面平面B5-1的冠球5-2放置在凹槽结构中，冠球5-2的平面B5-1与平面A2-1紧密贴合，使得冠球5-2可以在凹槽结构移动，平面A2-1顶着冠球5-2的平面B5-1，冠球5-2的球面与锥面9在各种工况下都能很好的对中密封。

关于凹槽结构，本技术可以延伸出以下实施例；

实施例1：

如图5、图6所示：所述凹槽结构为控制杆2下端面上设有的凹槽2-2。该共轨喷油器整体式控制球阀还包括圆柱形凸台2-3和高度大于凸台2-3的环套11，所述的凸台2-3位于控制杆2下端面，凸台2-3的中轴与控制杆2的中轴重合，环套11的内部孔直径等于凸台2-3的直径且环套11套设于凸台2-3外围，所述凹槽结构为环套11超出凸台2-3部分的内部孔与凸台平面2-4形成的凹槽2-2。

实施例2：

如图7、图8所示：所述凹槽结构为控制杆2下端面上设有的凹槽2-2。该共轨喷油器整体式控制球阀还包括内孔2-5和长度小于内孔2-5深度的销12，所述的销12插入内孔2-5最深处且销12的外轮廓与内孔2-5被销12填充处的内轮廓相吻合，所述的凹槽结构为内孔2-5未被销12填充的空间与销端平面12-1形成的凹槽2-2。

实施例3

所述凹槽结构为控制杆2下端面上设有的凹槽2-2。这种也是最简便的加工方式。

实施例4

参见图1凹槽结构部分；凹槽结构可以采用原来的加工方式，所述的凹槽结构为半球形凹槽，球体设置在凹槽内。这样的缺点在于半球形凹槽加工难度高，需要从国外进口；

该共轨喷油器整体式控制球阀上设有进油节流孔7、出油节流孔8、盛油糟3-4、泄油孔A3-5。根据喷油器的结构不同，在阀体3中还可以设进油节流孔7和定位销10。在出油节流孔8上还设有一端头连通出油节流孔8、另一端头连通阀体3下端面的进油节流孔7。由于加工精度把握度高，阀体上设有螺纹13、锥面9、导向孔3-2、阀体上端面，且锥面9、导向孔3-2及阀体上端面可以在一次装夹状态下，同时加工，保证导向孔3-2与锥面9的同心度，确保阀体上断面3-1与导向孔3-2的垂直度，提高电控喷油器喷油量的一致性，同时定位销10可以考虑不用安装。

上述衔铁1和控制阀杆2底端的结构也可以用在控制阀由阀体3和阀座6两部分做成的分体结构中。

图9为本发明的控制球阀安装在共轨喷油器中的结构示意图，该共轨喷油器的工作原理简述如下：控制阀103直接拧在喷油器体105中，控制阀103中阀体底面3-3，压在未淬火的内平面104上，形成高压密封。电磁铁螺套101将电磁铁102、调整垫片115安装在喷油器体105上。

喷油器体105中装有密封半球座106上面设有进油节流孔A112、控制阀芯107、控制阀套108、回位弹簧109。油嘴紧帽111将油嘴阀座110压在喷油器体105上。控制阀芯锥面116在回位弹簧109作用下压在油嘴阀座锥面117上。

电磁铁不通电时，高压燃油从高压燃油入口113进入喷油器体105内，经进油节流孔A112进入控制油腔114内，球阀关闭，控制阀芯锥面116，在高压燃油和回位弹簧109的作用下压在油嘴阀座锥面117上，喷油器不喷油。

电磁铁通电时，电磁铁将衔铁吸上，球阀打开，控制油腔114内的高压燃油流进低压盛油糟3-4经过泄油孔A3-5，回到油箱。控制油腔114内燃油压力下降，作用在控制阀芯107底部上的压力，克服回位弹簧109的压力，使控制阀芯锥面116，离开油嘴阀座锥面117上，喷油器喷油。

Claims (9)

1.一种共轨喷油器整体式控制球阀，其特征在于：包括衔铁(1)、控制杆(2)、阀体(3)以及球体；所述的阀体(3)中至上而下依序设有贯通连接的导向孔(3-2)、盛油糟(3-4)以及出油节流孔(8)，且导向孔(3-2)、盛油糟(3-4)以及出油节流孔(8)的中轴线与阀体(3)的中轴线重合，盛油糟(3-4)和出油节流孔(8)之间通过盛油糟(3-4)中设置的漏斗形锥面(9)过渡；所述的阀体(3)中还设有泄油孔A(3-5)和泄油孔B(3-6)；

所述的衔铁(1)设置在控制杆(2)的上端，控制杆(2)的底端穿过导向孔(3-2)延伸至阀体(3)内；

在控制杆(2)的下端设有凹槽结构，所述的球体设置在凹槽结构内，且球体的下端面与锥面紧贴。

2.根据权利要求1所述的共轨喷油器整体式控制球阀，其特征在于：所述的阀体(3)由上至下分为两个同轴且直径上大、下小圆柱体，下圆柱体的高度为阀体底面(3-3)至盛油糟(3-4)任意位置的长度，下圆柱体的侧壁设有若干组联通盛油糟(3-4)的泄油孔A(3-5)，上圆柱体的底面设有若干组联通阀体上端面的泄油孔B(3-6)。

3.根据权利要求1所述的共轨喷油器整体式控制球阀，其特征在于：所述球体为冠球(5-2)，冠球(5-2)为带有平面B(5-1)的冠球体，冠球(5-2)位于控制杆(2)和锥面之间并与锥面(9)紧贴，所述控制杆(2)下端部设有开口朝下的凹槽结构，所述凹槽结构横截面为圆形且凹槽结构中轴与控制杆(2)中轴重合，在凹槽结构的底面设有以凹槽结构横截面圆心同轴的环形槽(2-6)，所述环形槽(2-6)的外边直径与凹槽结构横截面的直径相同，凹槽结构环形槽(2-6)内的底面为平面A(2-1)，冠球(5-2)的平面B(5-1)与平面A(2-1)紧密贴合。

4.根据权利要求3所述的共轨喷油器整体式控制球阀，其特征在于：所述凹槽结构为控制杆(2)下端面上设有的凹槽(2-2)。

5.根据权利要求3所述的共轨喷油器整体式控制球阀，其特征在于：它还包括圆柱形凸台(2-3)和高度大于凸台(2-3)的环套(11)，所述的凸台(2-3)位于控制杆(2)下端面，凸台(2-3)的中轴与控制杆(2)的中轴重合，环套(11)的内部孔直径等于凸台(2-3)的直径且环套(11)套设于凸台(2-3)外围，所述凹槽结构为环套(11)超出凸台(2-3)部分的内部孔与凸台平面(2-4)形成的凹槽(2-2)。

6.根据权利要求3所述的共轨喷油器整体式控制球阀，其特征在于：它还包括内孔(2-5)和长度小于内孔(2-5)深度的销(12)，所述的销(12)插入内孔(2-5)最深处且销(12)的外轮廓与内孔(2-5)被销(12)填充处的内轮廓相吻合，所述的凹槽结构为内孔(2-5)未被销(12)填充的空间与销端平面(12-1)形成的凹槽(2-2)。

7.根据权利要求1所述的共轨喷油器整体式控制球阀，其特征在于：所述的凹槽结构为半球形凹槽，球体设置在凹槽内。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的共轨喷油器整体式控制球阀，其特征在于：凹槽结构的直径大于冠球(5-2)直径0.05-0.5mm，凹槽结构开口处所处的端面至平面A(2-1)的垂直距离大于平面B(5-1)圆心至冠球(5-2)球心距离0.2-0.5mm。

9.根据权利要求1所述的共轨喷油器整体式控制球阀，其特征在于：在出油节流孔(8)上还设有一端头连通出油节流孔(8)、另一端头连通阀体(3)下端面的进油节流孔(7)。