CN104358644B - 喷油器高速电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷油器高速电磁阀，包括连接螺套、紧固螺套、电磁阀弹簧套筒、电磁阀弹簧、压力调整垫圈、电磁阀针组件、磁芯部件和间隙调整垫圈，其中电磁阀针组件由电磁阀针与衔铁焊接为一整体，磁芯部件由磁芯、磁头、隔磁垫、针脚、引线、联结螺母和电磁阀紧帽等注塑而成；所述电磁阀针组件插设于磁芯部件中心孔内，并与磁芯部件通过间隙配合成对；间隙调整垫圈置于电磁阀针组件上端，所述电磁阀弹簧套筒设置于磁头中心孔内，电磁阀弹簧套筒内设有电磁阀弹簧，电磁阀弹簧下端与间隙调整垫圈抵触，上端由压力调整垫圈定位，所述紧固螺套将所述电磁阀弹簧套筒紧固于磁芯部件内部；本发明结构简单，便于安装。

Description

喷油器高速电磁阀

技术领域

本发明涉及汽车柴油机高压喷射系统领域，具体地说是一种高压共轨喷油器用高速电磁阀。

背景技术

近年来随着排放法规的要求不断严格以及石油能源的日益短缺，使得针对柴油机的排放标准要求和对发动机技术要求越来越严格。但是柴油机的排放控制是一个难点。为满足排放标准，柴油机先进的燃油喷射系统——高压共轨技术成为业内人士关注的焦点。

柴油机高压共轨喷射系统实现了压力建立和喷射过程的分离，从而使控制过程更具有柔性，能更准确地实现小油量的精确控制，更好地实现多次喷射，高压共轨喷油器是高压共轨喷射系统的核心部件，主要包括高速电磁阀、控制阀组件、喷油器体、喷油嘴偶件、进油管接头部件等，而高速电磁阀作为高压共轨喷油器的关键部件之一，起着至关重要的作用，通过控制高速电磁阀，消除了压力波动引起的异常喷射和高速大油量过高的喷射压力引起的零件损坏，能够在不同工况下都以比较高的喷射压力实现稳定喷射，使柴油机燃烧良好，性能改善，排放有害物质减少。

高速电磁阀的功能是实现喷油嘴针阀的开启与关闭，当电磁阀未通电时，密封钢球下端出油节流孔关闭，高压油轨的燃油压力通过进油节流孔进入液力控制腔内，作用在控制活塞上，将喷嘴关闭；当电磁阀通电时，进油节流孔被打开，液力控制腔内的压力迅速降低，控制活塞升起，喷油器开始喷油；当电磁阀关闭时，液力控制腔内的压力上升，控制活塞下行关闭喷油器，完成喷油过程。

高速电磁阀是高压共轨喷油器的执行部件，它的响应速度直接影响发动机的性能和排放，电磁阀的复杂程度直接影响产品的成本。现有的高速电磁阀采用衔铁与电磁阀针分体式的结构，电磁阀针采用下导向方式，电磁阀针轴向导向作用较弱；线圈匝数较多，散热量大，热辐射强度高，成本较高；电磁阀弹簧力系统与电磁阀总成为整体系统，调节电磁阀弹簧力时需要整体拆卸电磁阀，不能快速有效的调节电磁阀弹簧力，造成零件更换时间的浪费，其次，电磁阀弹簧力系统设置于静止零件上，需使用大的电磁阀弹簧力才能保证喷油器关闭状态下密封性，大拧紧力矩易导致电磁阀零部件变形；电磁阀衔铁行程调节，需要整体拆卸电磁阀零部件，才能进行调整，使零件更换复杂化，造成时间的浪费；如果出现故障不方便更换，整体更换则会造成许多浪费，降低了装配合格率，增大了产品生产成本。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种喷油器高速电磁阀。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种喷油器高速电磁阀：包括连接螺套、紧固螺套、电磁阀弹簧套筒、电磁阀弹簧、压力调整垫圈、电磁阀针组件、磁芯部件和间隙调整垫圈；所述高速电磁阀通过连接螺套安装在喷油器体上部；所述磁芯部件包括联结螺母、电磁阀紧帽、定位销、磁头O型密封圈 、磁头、隔磁垫、磁芯、引线、线圈、针脚和线圈骨架；所述线圈与所述引线焊接，并置于线圈骨架上，线圈骨架插入磁芯中并注塑成型；所述磁头置于磁芯上端，通过定位销将两者中心定位连接，磁头与磁芯置于电磁阀紧帽中心孔内；所述磁头O型密封圈套设在磁头外部；所述联结螺母套在所述电磁阀紧帽外；所述隔磁垫由电磁阀紧帽底部压入电磁阀紧帽中心孔内，所述针脚固定于引线上；所述电磁阀针组件插设于磁芯部件中心孔内，并与磁芯部件通过间隙配合成对；所述间隙调整垫圈置于电磁阀针组件上端，所述电磁阀弹簧套筒置于磁头中心孔内，电磁阀弹簧套筒内设有电磁阀弹簧，所述电磁阀弹簧上端与电磁阀弹簧套筒内端面之间设置压力调整垫圈，下端与间隙调整垫圈抵触；所述紧固螺套置于电磁阀弹簧套筒上端，将电磁阀弹簧套筒紧固于磁芯部件内部。

进一步地，所述电磁阀针组件由电磁阀针与衔铁组成，所述电磁阀针插设于衔铁中心孔内，电磁阀针与衔铁过渡配合，配合长度为2mm到3mm，并与衔铁焊接为一整体；所述电磁阀针沿轴线设有非直通锥形孔，电磁阀针中下部设有两个通孔，两个通孔交叉布置，通孔轴线与电磁阀针的非直通锥形孔轴线垂直；所述电磁阀针上端设有轴肩，所述轴肩与间隙调整垫圈抵接；所述电磁阀针中下部设有凸台。

进一步地，所述衔铁大端面与所述隔磁垫内端面之间留有初始间隙，间隙值为0.08mm到0.085mm。

进一步地，所述衔铁沿轴线设有中心孔，中心孔两端设有微型沉槽，衔铁大端面为大沉槽，所述电磁阀针的凸台容置于衔铁大端面大沉槽内，衔铁小端面为小沉槽；所述衔铁沿周向均布设置有四个回油直通孔。

进一步地，所述紧固螺套中心设有内六方结构，外圆周上设有螺纹，与磁头内螺纹连接。

进一步地，所述磁头设有中心阶梯孔，上端设有两个对称月牙环槽，月牙环槽下端设置有两个削扁；磁头下端设有内螺纹，与电磁阀弹簧套筒螺纹连接；所述电磁阀弹簧套筒上端面设有一字型切槽，上端沿轴线设有中心孔，中心孔下端设置为空刀糟，空刀槽下端设置为直通中心孔，所述中心孔直径小于空刀槽直径。

进一步地，所述磁芯上端沿轴线设有沉孔，所述沉孔下端设置为直通中心孔；磁芯的上端面设有两个定位销孔；所述磁芯下端面设置有内凹环槽，所述内凹环槽内设有小环槽，所述线圈和线圈骨架置于两个环槽内，所述磁芯上端面与内凹环槽之间设有直通孔，所述引线穿过直通孔深入磁头中。

进一步地，所述连接螺套上端置于电磁阀紧帽中心孔内，上端面与隔磁垫抵触连接，上端设有O型密封圈槽，通过O型密封圈将高速电磁阀密封；所述连接螺套上端沿轴线设有内六方结构，在内六方下方设置有沿轴线的阶梯中心孔；在所述内六方底面上还设置有周向均匀分布三个回油孔，所述回油孔下端设有内凹环槽；所述连接螺套下端设有内螺纹。

进一步地，所述间隙调整垫圈上端与所述电磁阀弹簧套筒之间设有活动间隙，间隙值为0.034mm到0.036mm。

进一步地，所述线圈的匝数仅为30匝。

本发明的优点及有益效果是：

1.本发明结构可靠，便于安装。磁芯部件注塑为整体，使安装与更换更加方便；

2.本发明电磁阀针中心设置为细长锥形孔，中下部设有两个交叉通孔，大大减少了电磁阀针质量；衔铁沿周向均布设置为四个直通孔，从而减小了电磁阀针组件整体重量，减小了对控制阀体的冲击力，提高了共轨喷油器的整体可靠性。

3.本发明电磁阀针和衔铁焊接为一个整体，组成电磁阀针组件，使安装与更换更加方便。

4.本发明电磁阀弹簧上端设置压力调整垫圈，不仅可以起到限位电磁阀弹簧作用，又起到调整电磁阀弹簧力的作用，使一个零件起到两种作用简化了电磁阀结构，降低了产品成本。

5.本发明线圈匝数明显减少，仅为30匝即可满足产品使用要求；匝数变少使热量散射变小，热辐射强度降低，大大降低了产品成本。

6.本发明电磁阀针采用上导向方式，导向孔设置于磁芯中孔内，导向孔变长，电磁阀针导向作用增强，不易弯曲，提高了喷油器整体可靠性。

7.本发明采用中心孔式回油结构，通过磁芯部件中孔与电磁阀针配合间隙进行回油，回油稳定，由于磁芯部件中孔内充满了低压油，缓冲了衔铁的下行运动，减小了电磁阀针组件对控制阀体的冲击力，提高了喷油器整体可靠性。

8.本发明调节衔铁行程简单易操作，无需将整个电磁阀零件拆卸来进行调节，只需将紧固螺套、电磁阀弹簧套筒拧下，更换间隙调整垫圈即可，装配简单，更换方便，提高了产品生产效率及产品合格率。

9.本发明电磁阀弹簧力较小，调整方便，无需将整个电磁阀零部件进行拆卸便可调整；其中电磁阀弹簧套筒、电磁阀弹簧、压力调整垫圈构成了电磁阀弹簧力的子系统，此子系统设置于电磁阀上端，与电磁阀运动件进行连接，只需要较小的电磁阀弹簧力即可满足喷油器的使用要求，并且可以同时与电磁阀其它零部件同时进行装配，大大节省了装配时间，提高了产品生产效率。

10.本发明有利于控制，便于排查故障，更换零件节省时间和成本。

附图说明

图1为装配本发明电磁阀的喷油器结构示意图；

图2为本发明磁芯部件结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为本发明磁芯结构示意图；

图5为图4俯视图；

图6为本发明电磁阀针组件结构示意图；

图7为初始间隙局部放大图；

图8为活动间隙局部放大图；

图中：1为连接螺套，1a为回油孔，2为紧固螺套，3为电磁阀弹簧套筒，4为电磁阀弹簧，5为压力调整垫圈，6为电磁阀针组件，7为间隙调整垫圈，8为联结螺母，9为电磁阀紧帽，10为定位销，11为磁头O型密封圈，12为磁头，13为隔磁垫，14为磁芯，14a为沉孔，14b为直通中心孔，14c为定位销孔，14d为内凹环槽，14e为小环槽，14f为直通孔，15为活动间隙，16为初始间隙，17为引线，18为线圈，19为针脚，20为电磁阀针，20a为非直通锥形孔，20b为通孔，20c为凸台，21为衔铁，21a为大沉槽，21b为小沉槽，21c为回油直通孔，22为线圈骨架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图1-4所示，本发明喷油器高速电磁阀通过连接螺套1安装在喷油器体上部，包括紧固螺套2、电磁阀弹簧套筒3、电磁阀弹簧4、压力调整垫圈5、电磁阀针组件6、磁芯部件及间隙调整垫圈7；所述磁芯部件包括联结螺母8、电磁阀紧帽9、定位销10、磁头O型密封圈11、磁头12、隔磁垫13、磁芯14、引线17、线圈18和针脚19；将缠好的线圈18与所述引线17焊接牢固为一体，放在线圈骨架22上，一起插入磁芯14中进行注塑；所述磁头12置于磁芯14上端，通过定位销10将两者中心定位连接，置于电磁阀紧帽9中心孔内；所述磁头O型密封圈11套设在磁头12外部；所述联结螺母8套在所述电磁阀紧帽9外；所述隔磁垫13由电磁阀紧帽9底部压入电磁阀紧帽9中心孔内，所述针脚19固定于引线17上。所述电磁阀针组件6插设于磁芯部件中心孔内，并与磁芯部件通过间隙配合成对；所述间隙调整垫圈7置于电磁阀针20上端，所述电磁阀弹簧套筒3设置于磁头12中心孔内，电磁阀弹簧套筒3内设有电磁阀弹簧4，为了调整磁芯14对衔铁的吸力，所述电磁阀弹簧4上端与电磁阀弹簧套筒3内端面之间设置压力调整垫圈5，既可以对电磁阀弹簧4限位，又可以起到调节电磁阀弹簧力的作用，下端与间隙调整垫圈7抵触；所述紧固螺套2设置于电磁阀弹簧套筒3上端，并将所述电磁阀弹簧套筒3紧固于磁芯部件内部。

如图6所示，所述电磁阀针组件6由电磁阀针20与衔铁21组成，所述电磁阀针20插设于衔铁21中心孔内，电磁阀针20与衔铁21为过渡配合，配合长度为2mm到3mm，并与衔铁21焊接为一整体；所述电磁阀针20沿轴线设有非直通锥形孔20a，所述电磁阀针20中下部设有两个通孔20b，所述两个通孔20b交叉布置，所述通孔20b轴线与非直通锥形孔20a轴线垂直；所述电磁阀针20上端设有轴肩，所述轴肩与间隙调整垫圈7抵接；所述电磁阀针20中下部设有凸台20c，嵌于衔铁21大端中心孔微型沉槽内。本发明将电磁阀针20与衔铁21焊接为一整体，保证了电磁阀针20与衔铁21垂直度、同轴度，极大地降低了生产制造装配成本。

如图6所示，所述衔铁21沿轴线设有中心孔，中心孔两端设有微型沉槽，衔铁21大端面为大沉槽21a，所述电磁阀针20的凸台20c容置于衔铁21大端面大沉槽21a内，小端面为小沉槽21b，用于注入焊锡，将电磁阀针20与衔铁21焊接在一起；所述衔铁21沿周向均布设置有四个回油直通孔21c，减轻了电磁阀针组件6的重量，降低了电磁阀针组件6对控制阀体的冲击力，提高了喷油器的整体可靠性。

所述紧固螺套2中心设有内六方结构，外圆周上设有螺纹，与磁头12内螺纹连接。

所述磁头12设有中心阶梯孔，上端设有两个对称月牙环槽，月牙环槽下端设置有两个削扁；磁头12下端设有内螺纹，与电磁阀弹簧套筒3螺纹连接；所述电磁阀弹簧套筒3上端面设有一字型切槽，上端沿轴线设有中心孔，中心孔下端设置为空刀糟，空刀槽下端设置为直通中心孔，所述中心孔直径小于空刀槽直径。

如图4、图5所示，所述磁芯14上端沿轴线设有沉孔14a，所述沉孔14a下端设置为直通中心孔14b；磁芯14上端面设有两个定位销孔14c；磁芯14通过两个定位销10与磁头12下端面定位连接；所述磁芯14下端面设置有内凹环槽14d，所述内凹环槽14d内设有小环槽14e，所述线圈18和线圈骨架23置于两个环槽内，所述磁芯14上端面与内凹环槽14a之间设有直通孔14f，所述引线17穿过直通孔14f深入磁头12中。

所述连接螺套1上端置于电磁阀紧帽9中心孔内，上端面与隔磁垫13抵触连接，上端设有O型密封圈槽，通过所述O型密封圈将高速电磁阀密封；所述连接螺套1上端沿轴线设有内六方结构，在内六方下方设置有沿轴线的阶梯中心孔；在所述内六方底面上还设置有周向均匀分布三个回油孔1a，所述回油孔1a下端设有内凹环槽；所述连接螺套1下端设有内螺纹。

如图8所示，所述间隙调整垫圈7上端与所述电磁阀弹簧套筒3之间设有活动间隙15，活动间隙为0.034mm到0.036mm，用于调整衔铁21运动行程。

如图7所示，所述衔铁21大端面与所述隔磁垫13内端面之间留有初始间隙16，间隙值为0.08mm到0.085mm，能有效控制衔铁21行程，防止衔铁21与磁芯14产生碰触，产生电磁力，减缓衔铁运动，提高了电磁阀针组件6的运动稳定性，从而提高了电磁阀的启闭灵活性，更有利于喷射过程的精确控制，使喷油量一致性更好。

所述线圈18匝数仅为30匝，仅为30匝即可满足喷油器的使用要求；匝数变少使热量散射变少，热辐射强度降低，大大降低了产品成本。

本发明的工作原理是：

本发明电磁阀针组件6由电磁阀紧帽9下端装入磁芯部件中心孔内，通过联结螺母8与连接螺套1螺纹连接安装在连接螺套1上端；将钢球、球阀座、控制阀由下端装入连接螺套1中孔内，通过连接螺套1下端螺纹连接，安装在喷油器体上端；间隙调整垫圈7由磁头12上端放入磁芯14上端沉孔14a内，将压力调整垫圈5、电磁阀弹簧4依次放入电磁阀弹簧套筒3内，经由磁头12上端放入磁头12中孔内，拧紧螺纹，之后用紧固螺套2将电磁阀弹簧套筒3压紧在磁头12中孔内。

当电磁阀未通电时，线圈18内没有产生任何电流，不能产生电磁力，衔铁21不做运动，电磁阀针20压紧控制阀，控制柱塞在高压油压力下，使喷嘴关闭；当电磁阀线圈加电后，电流激励在电磁阀内部磁极、衔铁21、外部磁极之间产生磁场，磁场产生电磁力，吸合衔铁21靠在隔磁垫13上，并压缩电磁阀弹簧4。当衔铁21向上运动时，使作用在密封钢球上的压紧力释放，从而打开出油节流孔，使燃油进入电磁阀低压油腔内；出油节流孔打开，液力控制腔内开始泄油，压力降低，作用在控制柱塞液压力释放，针阀抬起，喷油嘴开始喷油；切断电磁阀电流，此时电磁力消失，电磁阀弹簧弹簧力使衔铁21向下运动，密封钢球关闭出油节流孔，液力控制腔内重新建立高压，控制柱塞向下运动，针阀落座，此时喷油结束。

本发明应用在高压共轨喷油器上，装配简单，故障模式更加可控，可以方便地进行更换。

Claims (9)

1.一种喷油器高速电磁阀，其特征在于：包括连接螺套（1）、紧固螺套（2）、电磁阀弹簧套筒（3）、电磁阀弹簧（4）、压力调整垫圈（5）、电磁阀针组件（6）、磁芯部件和间隙调整垫圈（7）；所述高速电磁阀通过连接螺套（1）安装在喷油器体上部；所述磁芯部件包括联结螺母（8）、电磁阀紧帽（9）、定位销（10）、磁头O型密封圈 （11）、磁头（12）、隔磁垫（13）、磁芯（14）、引线（17）、线圈（18）、针脚（19）和线圈骨架（22）；所述线圈（18）与所述引线（17）焊接，并置于线圈骨架（22）上，线圈骨架（22）插入磁芯（14）中并注塑成型；所述磁头（12）置于磁芯（14）上端，通过定位销（10）将两者中心定位连接，磁头（12）与磁芯（14）置于电磁阀紧帽（9）中心孔内；所述磁头O型密封圈（11）套设在磁头（12）外部；所述联结螺母（8）套在所述电磁阀紧帽（9）外；所述隔磁垫（13）由电磁阀紧帽（9）底部压入电磁阀紧帽（9）中心孔内，所述针脚（19）固定于引线（17）上；所述电磁阀针组件（6）插设于磁芯部件中心孔内，并与磁芯部件通过间隙配合成对；所述间隙调整垫圈（7）置于电磁阀针组件（6）上端，所述电磁阀弹簧套筒（3）置于磁头（12）中心孔内，电磁阀弹簧套筒（3）内设有电磁阀弹簧（4），所述电磁阀弹簧（4）上端与电磁阀弹簧套筒（3）内端面之间设置压力调整垫圈（5），下端与间隙调整垫圈（7）抵触；所述紧固螺套（2）置于电磁阀弹簧套筒（3）上端，将电磁阀弹簧套筒（3）紧固于磁芯部件内部；

所述磁头（12）设有中心阶梯孔，上端设有两个对称月牙环槽，月牙环槽下端设置有两个削扁；磁头（12）下端设有内螺纹，与电磁阀弹簧套筒（3）螺纹连接；所述电磁阀弹簧套筒（3）上端面设有一字型切槽，上端沿轴线设有中心孔，中心孔下端设置为空刀糟，空刀槽下端设置为直通中心孔，直通中心孔直径小于空刀槽直径。

2.根据权利要求1所述的喷油器高速电磁阀，其特征在于：所述电磁阀针组件（6）由电磁阀针（20）与衔铁（21）组成，所述电磁阀针（20）插设于衔铁（21）中心孔内，电磁阀针（20）与衔铁（21）过渡配合，配合长度为2mm到3mm，并与衔铁（21）焊接为一整体；所述电磁阀针（20）沿轴线设有非直通锥形孔（20a），电磁阀针（20）中下部设有两个通孔（20b），两个通孔（20b）交叉布置，通孔（20b）轴线与电磁阀针（20）的非直通锥形孔（20a）轴线垂直；所述电磁阀针（20）上端设有轴肩，所述轴肩与间隙调整垫圈（7）抵接；所述电磁阀针（20）中下部设有凸台（20c）。

3.根据权利要求2所述的喷油器高速电磁阀，其特征在于：所述衔铁（21）大端面与所述隔磁垫（13）内端面之间留有初始间隙（16），间隙值为0.08mm到0.085mm。

4.根据权利要求2所述的喷油器高速电磁阀，其特征在于：所述衔铁（21）沿轴线设有中心孔，中心孔两端设有微型沉槽，衔铁（21）大端面为大沉槽（21a），所述电磁阀针的凸台（20c）容置于衔铁（21）大端面大沉槽（21a）内，衔铁（21）小端面为小沉槽（21b）；所述衔铁（21）沿周向均布设置有四个回油直通孔（21c）。

5.根据权利要求1所述的喷油器高速电磁阀，其特征在于：所述紧固螺套（2）中心设有内六方结构，外圆周上设有螺纹，与磁头（12）内螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的喷油器高速电磁阀，其特征在于：所述磁芯（14）上端沿轴线设有沉孔（14a），所述沉孔（14a）下端设置为直通中心孔（14b）； 磁芯（14）的上端面设有两个定位销孔（14c）；所述磁芯（14）下端面设置有内凹环槽（14d），所述内凹环槽（14d）内设有小环槽（14e），所述线圈（18）和线圈骨架（22）置于两个环槽内，所述磁芯（14）上端面与内凹环槽（14d）之间设有直通孔（14f），所述引线（17）穿过直通孔（14f）深入磁头（12）中。

7.根据权利要求1所述的喷油器高速电磁阀，其特征在于：所述连接螺套（1）上端置于电磁阀紧帽（9）中心孔内，上端面与隔磁垫（13）抵触连接，上端设有O型密封圈槽，通过O型密封圈将高速电磁阀密封；所述连接螺套（1）上端沿轴线设有内六方结构，在内六方下方设置有沿轴线的阶梯中心孔；在所述内六方底面上还设置有周向均匀分布三个回油孔（1a），所述回油孔（1a）下端设有内凹环槽；所述连接螺套（1）下端设有内螺纹。

8.根据权利要求1所述的喷油器高速电磁阀，其特征在于：所述间隙调整垫圈（7）上端与所述电磁阀弹簧套筒（3）之间设有活动间隙（15），间隙值为0.034mm到0.036mm。

9.根据权利要求1所述的喷油器高速电磁阀，其特征在于：所述线圈（18）匝数仅为30匝。