CN104196665A - 一种高压共轨喷油器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压共轨喷油器。其包括喷油器本体，喷油器本体自上而下依次设有电磁阀、控制阀体、中间体、针阀体及护帽，所述电磁阀设置在所述喷油器本体的中部以下位置，所述针阀体内设有针阀，所述针阀体上设有承压室，所述针阀体的下端设有喷油孔，所述针阀的顶部设有压力控制室，所述压力控制室由套筒及针阀的顶部形成，所述控制阀体内设有控制阀杆，所述控制阀杆的上端与电磁阀的阀芯连接，所述控制阀杆的外周设有环腔，所述压力控制室上设有进油道和出油道，所述进油道与进油管连通，所述出油道与环腔连通。本发明压力控制室容积减小，压力变化率高，电磁阀下置式有效提高了针阀响应速度，喷油器整体外径尺寸小，具有更好的适应性。

Description

一种高压共轨喷油器

技术领域

本发明涉及一种喷油器，尤其涉及一种高压共轨喷油器。

背景技术

高压共轨喷油器是共轨系统中最核心的部件，喷油器内部的结构、工作原理对喷油器的响应性、可靠性及耐久性有很大的影响；传统的共轨喷油器中，通过电磁阀弹簧预紧力来实现高压密封，而随着喷油器技术向高轨压、高喷射压力的发展，由于与弹簧连接的控制阀杆承受更大的轴向力，就需要相当大的电磁阀弹簧预紧力才能达到高压密封的效果，当电磁阀加电后，随之需要更大的电磁力才能克服弹簧的预紧力带动控制阀杆动作，这就决定了电磁阀尺寸和喷油器体尺寸较大，导致电磁阀的可靠性会下降，尤其是在一些发动机缸盖空间有限，很显然导致体积过大的喷油器安装布局困难；此外由于现有喷油器内的控制阀杆受轴向力作用，需要电磁阀的电磁力大，导致电磁阀的尺寸大，因此电磁阀一般为上置式，安装在喷油器的顶端位置，导致电磁阀的控制阀杆与液压伺服系统的距离很大，液压伺服系统包括：压力控制室、针阀体承压室、针阀等，由于喷油器针阀的响应速度受压力控制室及控制阀阀杆与液压伺服系统之间的距离影响较大，再加上现有喷油器的压力控制室的体积大，会产生压力延迟，影响针阀的响应速度，导致共轨系统响应性较差。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种高压共轨喷油器，其解决了现有喷油器响应性、可靠性差以及为满足高轨压、高喷射要求尺寸较大，不易安装等问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高压共轨喷油器，包括喷油器本体，所述喷油器本体自上而下依次设有电磁阀、控制阀体、中间体、针阀体及护帽，所述电磁阀包括阀芯及电磁阀弹簧，在所述喷油器本体上设有贯穿所述控制阀体、中间体、针阀体的进油管，所述针阀体内设有针阀，所述针阀上设有变径锥台，所述针阀体中沿所述变径锥台外周设有承压室，所述针阀体的下端设有喷油孔，所述承压室与所述进油管连通，所述针阀的顶部设有压力控制室，所述压力控制室由套筒及针阀的顶部形成，所述针阀的顶部设有台肩，在所述套筒的底部与所述台肩之间设有针阀弹簧，所述控制阀体内设有控制阀杆，所述控制阀杆的上端与所述阀芯连接，所述控制阀体的下部设有回油槽，所述回油槽与所述控制阀杆的下端之间形成密封面，在所述控制阀杆下端的外周设有环腔，所述压力控制室上设有进油道和出油道，所述进油道与进油管连通，所述出油道与所述环腔连通。

所述电磁阀设置在所述喷油器本体的中部以下的位置。缩短了控制阀杆与液压伺服系统之间的距离，有效提高针阀的响应速度。

所述进油道包括大进油道，所述大进油道的上端通过设置在所述控制阀体下表面上的第一凹槽与所述喷油器本体的进油管连通，下端与所述压力控制室连通。增加压力控制室的进油量。

所述进油道还包括小进油道，所述小进油道的下端与所述喷油器本体的进油管连通，上端通过所述中间体上表面的第二凹槽与所述出油道连通。减小了压力波动、降低了针阀关闭响应时间。

所述回油槽与所述控制阀杆的下端之间形成密封面为锥面或球面。密封效果好。

所述控制阀体上设有斜孔，所述出油道通过所述斜孔与环腔连通。

所述针阀弹簧通过弹簧座固定在所述针阀上。

本发明的有益效果是：本发明中喷油器通过设置在控制阀杆外周的环腔设计，使得进入环腔内的高压燃油仅仅对控制阀杆产生径向力，控制阀杆并未受到来自高压燃油的轴向力，使得控制阀具有平衡阀的作用，只需要很小的电磁阀弹簧预紧力便可实现高压密封，当电磁阀加电时，电磁阀只需要产生相应较小的电磁力克服电磁阀弹簧预紧力，电磁阀的电磁力的需求相应减小，电磁阀的外形尺寸便可以做的很小，喷油器外径也随之减小，且可以做到上、下外径一致，例如：在缸径小于100mm的中小型发动机中，由于发动机缸盖空间有限仅能使用外径小于或等于φ19mm的共轨喷油器，现有共轨喷油器受电磁阀尺寸限制，外径一般大于φ25mm，无法使用，而本发明基于较小的电磁阀尺寸，使用在上述中小型发动机的共轨喷油器的外径尺寸可以很容易的做到小于或等于φ19mm，且上部与下部外径一样。因此，针对一些发动机缸盖空间有限，采用传统喷油器布置困难时，本发明喷油器有更好的适应性；此外电磁阀负荷的减小，也有效提高了系统的可靠性、耐久性；本发明的电磁阀的尺寸小，可以安装在喷油器本体的下部，本发明的电磁阀为下置式，设置在所述喷油器本体的中部以下的位置，缩短了控制阀杆与液压伺服系统的距离，传统共轨喷油器中控制阀杆与压力控制室的距离或者压力控制室与针阀体承压室的距离占到整个喷油器总长的2/3，并且只能减小上述两种距离中的其中一种，而本发明可同时显著减小两者距离：减小控制阀杆与压力控制室的距离可通过改变中间体的厚度来实现，压力控制室本身就位于针阀体内，其与针阀体承压室距离根据针阀的长度来决定，正是位于喷油器本体下部的电磁阀及压力控制室的体积的减小，有效降低喷油器压力延迟；有效提高了针阀响应速度，改善了系统性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的局部放大结构示意图；

图中:1、电磁阀；2、控制阀体；3、中间体；4、针阀体；5、护帽；6、针阀；7、喷油器本体；8、电磁阀弹簧；9、控制阀杆；10、套筒；11、针阀弹簧；12、弹簧座；13、进油管；14、第二凹槽；15、小进油管；16、大进油管；17、环腔；18、斜孔；19、回油槽；20、出油道；21、喷油孔；22、承压室；23、压力控制室；24、第一凹槽；25、变径锥台；26.密封面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1和图2所示，一种高压共轨喷油器，包括喷油器本体7，所述喷油器本体7自上而下依次设有电磁阀1、控制阀体2、中间体3、针阀体4及护帽5，所述电磁阀1包括阀芯及电磁阀弹簧，在所述喷油器本体上设有贯穿所述控制阀体2、中间体3、针阀体4的进油管13，所述针阀体4内设有针阀6，所述针阀6上设有变径锥台25，所述针阀体4中沿所述变径锥台25外周设有承压室22，所述针阀体的下端设有喷油孔21，所述承压室22与所述进油管13连通，所述针阀的顶部设有压力控制室23，所述压力控制室23由套筒10及针阀的顶部形成，所述针阀的顶部设有台肩，在所述套筒10的底部与所述台肩之间设有针阀弹簧11，所述控制阀体2内设有控制阀杆9，所述控制阀杆9的上端与所述阀芯连接，所述控制阀体2的下部设有回油槽19，所述回油槽19与所述控制阀杆9的下端之间形成密封面26，在所述控制阀杆9下端的外周设有环腔17，所述压力控制室23上设有进油道和出油道20，所述进油道与进油管13连通，所述出油道20与所述环腔17连通。

所述电磁阀1设置在所述喷油器本体7的中部以下位置。缩短了控制阀杆9与压力控制室23之间的距离以及压力控制室23与承压室22之间的距离，有效提高针阀6的响应速度。

所述进油道包括大进油道16，所述大进油道16的上端通过设置在所述控制阀体下表面上的第一凹槽24与所述喷油器本体的进油管13连通，下端与所述压力控制室23连通。

所述进油道还包括小进油道15，所述小进油道15的下端与所述喷油器本体的进油管13连通，上端通过所述中间体上表面的第二凹槽14与所述出油道20连通。

所述回油槽19与所述控制阀杆9的下端之间形成密封面26为锥面或球面。

所述控制阀杆9的低端设有引流端，所述引流端为半球形。半球形主要对高压燃油起引流的作用。

所述控制阀体上设有斜孔18，所述出油道通过所述斜孔18与环腔17连通。

所述针阀弹簧11通过弹簧座12固定在所述针阀的台肩上。

本发明的环腔17设置在所述控制阀杆9的外周，环腔内高压燃油对控制阀杆9只有径向力，没有轴向力，所以控制阀杆与回油槽之间的密封只需要较小的电磁阀弹簧预紧力即可，当电磁阀通电时，控制阀杆受电磁阀的电磁力提升而上移时，电磁力所要克服的电磁弹簧预紧力较小，那么电磁阀的电磁力需要的也很小，就意味着电磁阀可以做成小尺寸，而喷油器的外径受电磁阀尺寸的影响，故喷油器也可以做成较小外径，方便在发动机缸盖上进行布局；本发明的电磁阀的尺寸小，且可以实现喷油器本体的上、下外径一致，将电磁阀安装在喷油器本体中部以下位置，电磁阀的下置缩短了控制阀杆与液压伺服系统之间的距离，有效提高针阀6的响应速度。而本发明的压力控制室，套筒套接在针阀的顶部，其形成压力控制室的内壁，针阀顶部的直径为压力控制室的直径，针阀上移的距离为压力控制室的高度，针阀顶部的直径和针阀上移的距离构成了较小容积压力控制室，从而达到增大了压力控制室的压力变化率，利于提升针阀的响应速度的目的。

本发明当电磁阀关闭时，高压作用在针阀顶部的压力控制室，同样大小的燃油压力也作用在针阀中部的承压室上，由于压力控制室与承压室的燃油压力所形成的零压力差使得针阀弹簧保持针阀关闭，即电磁阀不通电时，喷油器不喷油。当给电磁阀通电时,控制阀杆在电磁阀的电磁力作用下提升使其脱离回油槽，环腔的燃油通过回油槽泄出并返回油箱，由于压力控制室通过出油道、斜孔与环腔连通，随着环腔的燃油泄出，出油道、压力控制室的压力降低，压力控制室内的压力低于针阀承压室的压力差足以开启针阀时，针阀压缩针阀弹簧上移，燃油则通过喷油孔喷出，当电磁阀线圈中的电流降至零时,电磁阀弹簧预紧力使控制阀杆回位到与回油槽密封状态，压力控制室中的压力增大至略大于针阀底部承压面处的压力时，便针阀关闭喷油孔，喷油随即停止。针阀弹簧11有助于关闭针阀，特别是在油轨压力较低时。

本发明喷油器由于电磁阀设置在所述喷油器本体的中部以下位置，使得控制阀杆的安装位置与喷油孔很接近，故针阀的升落与控制阀杆的开闭延时最小。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高压共轨喷油器，包括喷油器本体，所述喷油器本体自上而下依次设有电磁阀、控制阀体、中间体、针阀体及护帽，所述电磁阀包括阀芯及电磁阀弹簧，所述喷油器本体上设有贯穿所述控制阀体、中间体、针阀体的进油管，所述针阀体内设有针阀，所述针阀上设有变径锥台，所述针阀体中沿所述变径锥台的外周设有承压室，所述承压室与所述进油管连通，所述针阀体的下端设有喷油孔，所述针阀的顶部设有压力控制室，其特征在于，所述压力控制室由套筒及针阀的顶部形成，所述针阀的顶部设有台肩，在所述套筒的底部与所述台肩之间设有针阀弹簧，所述控制阀体内设有控制阀杆，所述控制阀杆的上端与所述阀芯连接，所述控制阀体的下部设有回油槽，所述回油槽与所述控制阀杆之间形成密封面，在所述控制阀杆下端的外周设有环腔，所述压力控制室上设有进油道和出油道，所述进油道与进油管连通，所述出油道与所述环腔连通。

2.根据权利要求1所述的高压共轨喷油器，其特征在于，所述进油道包括大进油道，所述大进油道的上端通过设置在所述控制阀体下表面上的第一凹槽与所述喷油器本体的进油管连通，下端则与所述压力控制室连通。

3.根据权利要求1所述的高压共轨喷油器，其特征在于，所述进油道还包括小进油道，所述小进油道的下端与所述喷油器本体的进油管连通，上端通过所述中间体上表面的第二凹槽与所述出油道连通。

4.根据权利要求1～3任一项所述的高压共轨喷油器，其特征在于，所述回油槽与所述控制阀杆的下端之间形成密封面为锥面或球面。

5.根据权利要求1～3任一项所述的高压共轨喷油器，其特征在于，所述控制阀体上设有斜孔，所述出油道通过所述斜孔与环腔连通。

6.根据权利要求1～3任一项所述的高压共轨喷油器，其特征在于，所述针阀弹簧通过弹簧座固定在所述针阀的台肩上。