CN104141812A - 共轨燃油限压阀 - Google Patents

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伊利亚·德约蒂耶维奇
李云
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0011—Constructional details; Manufacturing or assembly of elements of fuel systems; Materials therefor
    • F02M37/0023—Valves in the fuel supply and return system

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Abstract

本发明公开了一种共轨燃油限压阀，包括：阀体，该共轨燃油限压阀通过所述阀体安装在共轨管的一端，且其内部为一端开口的腔室；阀座，所述阀座安装在所述阀体开口端，在所述阀座前端设有进油孔，在所述阀座中部设有锥形孔，在所述进油孔与所述锥形孔衔接部设有球面带，在所述阀座尾端设有柱形孔，在所述阀座一侧设有泄油孔且与所述柱形孔贯通；钢球，所述钢球与所述球带面配合；阀杆，所述阀杆的主体为圆柱形且与所述柱形孔配合，所述阀杆的一端设有凸块且抵接在所述钢球上；弹簧，所述弹簧安装在所述腔室内且其一端与所述阀杆另一端连接。该共轨燃油限压阀结构简单，加工难度降低。

Description

共轨燃油限压阀
技术领域
本发明涉及共轨柴油机燃油供给系统，特别涉及一种共轨燃油限压阀。
背景技术
在共轨柴油机燃油供给系统中,共轨管里的燃油压力是通过电子控制单元(ECU)来控制的，在共轨柴油机正常工作时，共轨管里燃油压力是不会超过程序所设定的柴油机各工况所要求的压力，但燃油供给系统发生故障时,就可能引起共轨管里的燃油压力失去控制,造成压力过大，会导致高压燃油系统结构破坏，甚至发生爆炸等危险事故。目前，一般在燃油供给系统的共轨管总成上安装燃油限压阀，并事先对燃油限压阀调整好一个恰当的开启压力,当共轨管中燃油压力大于此开启压力时,限压阀打开,共轨中的燃油回流到燃油箱中,就可解决上述问题。当然，在燃油供给系统发生故障时，汽车要开到修理厂进行维修，需要对共轨管里的燃油压力保持一定的稳定低压，即跛行回家控制压力。
现有技术中，有一种共轨燃油限压阀，如图1及图2所示，包括阀体11，阀座12，弹簧13，针阀14；弹簧13安装在阀体11与阀座12之间的型腔中，针阀14上加工变截面的小平面141，且安装于阀座12内，弹簧13驱动针阀14运动，通过针阀14与阀座12上的孔的配合来起到密封和开启的功能，进入型腔中的燃油通过设在阀体11上的泄油孔15排出，该限压阀的开启压力是由弹簧的弹力和阀座面积决定的，跛行回家压力特性是由弹簧刚度和阀与上边缘孔之间的变流区域面积决定的。
另一种共轨燃油限压阀，如图3及图4所示，包括阀体21，阀座22，弹簧23，阀芯24，钢球25，回油螺栓26；弹簧23安装于阀体21与阀座22之间的型腔中，弹簧23驱动阀芯24移动从而带动钢球25运动，通过钢球25与阀座22上的孔的配合来起到密封和开启的功能，在阀芯24表面两侧设有一定长度的平面，平面开始端与阀座22开口处距离为H，当共轨管中的燃油顶起阀芯24走完行程H后，燃油通过阀芯24上的平面进入型腔，然后通过安装在阀体21尾端的回油螺栓26流出；在阀座22上设有第一孔221，直径为D1，第二孔222,直径为D2，第三孔223，直径为D3,其中D1>D2>D3,阀芯24装在第一孔221内，钢球25坐落在第二孔222上，该技术方案中，共轨管的燃油通过第三孔223进入第二孔222内，由燃油压力顶起钢球25，燃油经过第二孔222进入第三孔223内迅速顶起阀芯24，使得燃油通过阀芯24上的平面进入型腔。阀座上通过设有3级孔来调节流量区域的变化，实现迅速调压、减小体积和节流作用。
上述第一种方案中，针阀的本身尺寸小，而且在阀芯上加工变截面的小平面，给加工工艺带来难度，甚至关键尺寸有微小变化，都将对计量精度产生重大影响；在第二种技术方案中，虽然采用球阀来代替针阀，但是，钢球只起密封作用，跛行回家功能是通过推杆上的平面来改变流通区域变化来实现。因为在钢球和阀芯之间的腔室内不能排油，所以必须在阀体上添加空心螺栓，这样导致整个限压阀结构较复杂，安装空间较大，而且，阀座上的3级孔的加工难度大，公差难以保证。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，提供一种共轨燃油限压阀，在保证其现有功能的前提下，结构简单，加工难度降低。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种共轨燃油限压阀，包括阀体，该共轨燃油限压阀通过阀体安装在共轨管的一端，且其内部为一端开口的腔室；阀座，阀座安装在阀体开口端，在阀座前端设有进油孔，在阀座中部设有锥形孔，在进油孔与锥形孔衔接部设有球面带，在阀座尾端设有柱形孔，在阀座一侧设有泄油孔且与柱形孔贯通；钢球，钢球与球带面配合；阀杆，阀杆的主体为圆柱形且与柱形孔配合，阀杆的一端设有凸块且抵接在钢球上；弹簧，弹簧安装在腔室内且其一端与阀杆另一端连接。
上述技术方案中，在阀座轴向上设有通孔，通孔把泄油孔与腔室联通。
上述技术方案中，锥形孔的锥角α=3°。
上述技术方案中，钢球的直径为2-3mm。
上述技术方案中，阀杆的直径为2.5-3.5mm。
上述技术方案中，进油孔的直径为1-1.5mm，泄油孔的直径为2-2.5mm。
上述技术方案中，凸块的端面为球面且与钢球配合。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.通过设计锥形孔，在钢球与锥形孔配合时，同样可以保证流通区域的变化，但是，锥形孔加工简单；
2.通过设计泄油孔，可以同样起到迅速泄压的作用，但是这种设计结构简单，使得整个限压阀体积变小；
3.通过设计通孔，且把泄油孔与腔室联通，可以保证阀杆不会因为腔室内的压力波动而上下移动，造成轨压不稳定；
4.阀杆为对称的柱形设计，零件尺寸略大,尺寸公差容易控制，降低加工难度，安装方便；
5.阀杆与钢球球面配合，钢球在工作时时刻处于旋转运动状态，使得阀杆的受力得到优化，延长阀杆的使用寿命。
附图说明
图1是一种现有共轨燃油限压阀结构示意图；
图2是图1局部放大图（示出针阀上的小平面）；
图3是另一种现有共轨燃油限压阀结构示意图；
图4是图3中现有阀座结构示意图；
图5是本发明的共轨燃油限压阀结构示意图；
图6是本发明中阀座结构示意图；
图7是本发明的共轨燃油限压阀球阀打开状态示意图。
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，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
本发明的共轨燃油限压阀具有限制共轨管中的高压及调节跛行回家压力的功能，在共轨管总成上安装限压阀时,事先调整好限压阀中的开启压力，共轨燃油限压阀工作时，其工作原理为：
一、开启压力控制
共轨燃油限压阀是个常闭的阀门，其安装在共轨管上，当实际轨压值增加，超过预定的值时，油液从阀座前端的进油孔进入，液压力将钢球顶起，阀门打开，油液从阀座上的泄油孔卸走，部分油液会通过通孔进入弹簧室达到平衡，保持系统正常的工作压力。如果这只是一个压力峰值，在回位弹簧作用下，阀杆推动钢球回位，阀门重新关闭，系统可以恢复正常工作状态。
二、跛行回家控制
对于持续性的轨压和大的流量，钢球上移，阀打开后卸走一部分油压，球阀仍处于打开状态，由于锥形孔的横截面从小变大，钢球在锥形孔中上下运动时，钢球和锥形孔之间的流动区域将改变，从而带着阀杆提升或下降以适应燃料流量的变化，使共轨管中维持一定的油压，直到发动机关闭或燃料停止供给。
如图5及图6所示，本发明提供的共轨燃油限压阀包括阀体1、阀座2、钢球3、阀杆4及弹簧5，该共轨燃油限压阀通过阀体1安装在共轨管的一端，且其内部为一端开口的腔室（图中未标记，下同）；阀座2安装在阀体1的开口端，在阀座2前端设有进油孔201，优选地，其直径为1-1.5mm；在阀座中部设有锥形孔202，优选地，其锥角为3。，在进油孔201与锥形孔202衔接部设有球面带203，其与钢球3配合，起到密封的作用，优选地，钢球3的直径为2-3mm；在阀座2尾端设有柱形孔204，其与阀杆4间隙配合，在柱形孔204与阀杆4之间设有密封圈（图中未示出）来达到密封效果，同时，柱形孔204起导向作用；在阀座2一侧设有泄油孔205且与柱形孔204贯通，优选地，泄油孔205的直径为2-2.5mm，需要说明的是，泄油孔205的直径必须大于进油孔201的直径，优选地，泄油孔205的直径是进油孔201的150%-200%；阀杆4的一端设有凸块（图中未标记，下同）且抵接在钢球3上，优选地，凸块的端面设计为球面且与钢球3配合，这样可以优化阀杆4的受力状况，延长阀杆4的使用寿命；弹簧5安装在腔室内且其一端与阀杆4另一端连接，通过调整弹簧5的预紧力来设置开启压力，弹簧5可以通过阀片6和阀杆4连接，在阀片6和阀杆4之间设有调整垫片，可以调节弹簧5的预紧力。
如图7所示，当实际轨压值增加超过预定的值时，油液从进油孔201进入阀座2中，油压顶起钢球4向上运动，球阀打开，油液迅速从泄油孔205泄走，可以起到迅速泄压的作用，如果这是一个突发的压力波动，球阀可能会重新回位，被困在钢球4和阀座2之间的油液，将通过钢球4周围的空隙泄漏出去，最后油液会通过阀座2上的泄油孔205流走，压力保持在轨压的设定值。
作为一种优选设计，在阀座2轴向上设有通孔206，通孔206把泄油孔205与腔室联通，在球阀打开后，一部分油液通过通孔206进入腔室，这样可以防止腔室压力波动造成阀杆上下波动，致使通过锥形孔202的油液忽大忽小。
当压力失控时，阀打开后卸走一部分油压，球阀仍处于打开状态，由于锥形孔202的纵截面从小变大，钢球3在锥形孔202中上下运动时，钢球4和锥形孔202之间的流动区域将改变，从而带着阀杆4提升或下降以适应燃料流量的变化，使共轨管中维持一定的油压，直到发动机关闭或燃料停止供给。
以上公开的仅为本发明的具体实施例，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 (7)

1.一种共轨燃油限压阀，其特征在于，包括：
阀体，该共轨燃油限压阀通过所述阀体安装在共轨管的一端，且其内部为一端开口的腔室；
阀座，所述阀座安装在所述阀体开口端，在所述阀座前端设有进油孔，在所述阀座中部设有锥形孔，在所述进油孔与所述锥形孔衔接部设有球面带，在所述阀座尾端设有柱形孔，在所述阀座一侧设有泄油孔且与所述柱形孔贯通；
钢球，所述钢球与所述球带面配合；
阀杆，所述阀杆的主体为圆柱形且与所述柱形孔配合，所述阀杆的一端设有凸块且抵接在所述钢球上；
弹簧，所述弹簧安装在所述腔室内且其一端与所述阀杆另一端连接。
2.根据权利要求1所述的共轨燃油限压阀，其特征在于，在所述阀座轴向上设有通孔，所述通孔把所述泄油孔与所述腔室联通。
3.根据权利要求2所述的共轨燃油限压阀，其特征在于，所述锥形孔的锥角α=3°。
4.根据权利要求3所述的共轨燃油限压阀，其特征在于，所述钢球的直径为2-3mm。
5.根据权利要求4所述的共轨燃油限压阀，其特征在于，所述阀杆的直径为2.5-3.5mm。
6.根据权利要求5所述的共轨燃油限压阀，其特征在于，所述进油孔的直径为1-1.5mm，所述泄油孔的直径为2-2.5mm。
7.根据权利要求1-6任一所述的共轨燃油限压阀，其特征在于，所述凸块的端面为球面且与所述钢球配合。
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