CN105275693B - 双针阀喷油器总成 - Google Patents

Abstract

本《双针阀喷油器总成》涉及一切柴油发动机，柴油机冒黑烟是喷嘴有故障，燃烧不彻底造成，喷油嘴由于精密喷针长，润滑不够，在高温和燃油杂质下工作，极易变形卡死，丧失功能。本喷嘴壳体设计按需的S型油道，下喷油针改短，加宽密封工作面，保留并增加功能，为防喷针卡死创条件，顶端加设弹簧油腔，在燃油润滑和降温下工作，不会卡死，防止马力骤降。弹簧腔内设内外弹簧，顶部设密封柱塞，防燃油上溢，并在其中设油道及座孔，加装上进油针，内弹簧配合上进油针限压限量控制燃油经过，能防止燃油零压力无节制直射入缸，产生黑烟，起二次封堵和节油的作用，外弹簧为下喷油针提供弹力，完成雾化喷射工作。本技术可改善喷嘴性能，有节油减排的作用。

Description

双针阀喷油器总成

1、技术领域

本专利技术涉及一切柴油发动机包括火车、坦克、轮船、军舰、潜艇等广泛领域。

2、背景技术

人类凭聪明才智发明制造蒸气机、外燃机直至进步到内燃机的使用，已过百年历史，工业革命加快了文明程度的步伐，内燃机动力性能日趋完善，为各领域的发展提供了强有力的动力，功不可没，使用量激增难计其数，涉及广泛领域，最常见的包括火车、轮船、大小车辆、农机、挖掘机、推土机、柴油发电机、打气机、水泵以及各种以柴油机为动力的机械，庞大的使用量为民作功的同时，难免产生大量的有害尾气，污染环境，给人类赖以生存的空气带来致病的混浊，已经到了难以承受的程度，保护环境，已经成了大家共同的责任，义不容辞。呼吸清新空气成了一种迫切渴望和高级享受，灰霾混浊的空气成因很多，其中一部分源于柴油发动机尾气，为了节能减排，各发动机厂商亦不断改进完善性能，包括使用增压器电脑控制供油系统，尾气净化器等排放略有改善，只治标未达到治本的目的，造成尾气大量冒烟的主要原因是柴油发动机喷油嘴出现了故障没有正常雾化，丧失了功能，大量的燃油进入气缸，未经作功燃烧便被排出成悬浮颗粒物污染空气，其根源未得到改善，百年来一直至今，成了一个急待解决的课题，改革更新刻不容缓。

柴油机喷油嘴工作的现状从设计生产使用至今百年不变，供油系统型式只有两种：一种是机械式，一种是电路控制型式。虽然先进，性能优越，但成本高、维修难，各领域使用极难普及推广。机械式喷油嘴安全可靠、成本低、易维修适宜大量普及。

柴油有燃烧、润滑、降温的作用，造成发动机尾气的主要原因是喷油嘴出现故障，现在普及使用的喷油嘴针阀，制作成长针型，密封外圆过长，由于精密缘故工作时润滑不够，针尖阀杆一旦高温容易变型，加上高温和杂质双种祸害，即发生卡死现象，使用过程中绝大部分喷嘴，因此报废更换，并未达到正常使用寿命，既浪费材料又增加维护成本。卡死原因多样表现为①喷油器针阀原位卡死；②针阀向上卡死两种：原位卡死，是高温燃油杂质所造成，针阀失去功能。喷嘴不喷油，停止工作，并作无功压缩，产生阻力，拖累其他缸工作的工作功率，并出现发抖，或滴油或不雾化。针阀向上卡死由高温、杂质弹簧压力过低或折断，发动机爆炸工作时，爆炸力向上顶卡死，燃油不雾化，毫无压力控制的情况下产生直射，大量燃油从高压油泵、油管喷油嘴零压力无节制直射进入气缸燃烧室，因过量燃油进入，燃烧不彻底，尾气大冒黑烟因此形成。过多燃油冲入气缸，冲淡缸内机油润滑面，加剧该缸机件磨损并对发动机造成二次伤害。故障一旦出现，所有减排设置的作用，形同虚设，功效近零。这就是柴油机使用的现状。

3、发明内容

根据上述毛病，本人从治理发动机尾气的角度，由柴油发动机产生尾气的源头即是喷油嘴着手，并总结了切实可行的经验，对症设计制作了一种全新的双针阀喷油器总成。改变原喷油嘴的工作原理，增加其功能，使其更优化、合理、完善，符合人类提倡的节能减排的要求。发明的双针阀喷油器总成图1：配件构成依次有如下配件组成：连接高压油管螺丝、喷油器上壳体、调压顶杆螺丝、连接回油管螺丝、上壳体回油螺母、喷嘴锁紧螺母、喷嘴密封柱塞、上进油针。喷嘴油腔弹簧之内弹簧、外弹簧、下喷油针、喷嘴壳体以及喷嘴壳体内设计的近似S型的油道(包括依次垂直设置的进油孔、小(副)油孔、大(主)油孔)。由上述配件构成双针阀喷油器总成，各组件按需按位配合工作。本总成的喷油器上壳体部分与传统产品相比较外观配件调压功能及位置不变、大同小异、功能一致。

本技术的核心内容是喷油嘴的设计，主要是喷油嘴的组成部分。第一将喷嘴壳体的高压油道，由原来的垂直直通油道，改为近似S型油道，并依次垂直按需设置进油孔、小(副)油孔及大(主)油孔直至以下的喷孔。第二将传统针阀中的密封工作面，一分为二两部分即由下喷油针和密封柱塞替代，并在其中段连接部设置弹簧油腔，装配内外弹簧。第三喷嘴密封柱塞为圆柱体，柱体分上部外圆和下部外圆两外圆为密封工作面，上圆柱体工作面防止燃油上溢，下圆柱体工作面分隔弹簧油腔内高压油，防止上串倒流进入进油孔。中间圆柱较上下外圆工作面，设计为凹入圆柱体以方便高压燃油从进油孔进入，并在凹入圆柱体偏上方设计两条对应的横通进油孔。柱塞中间设计上进油针座孔连通上横通油道，座孔设置上进油针，以单向阀的形式工作。并有传输燃油和限压限量的作用，密封柱塞安装在喷油器时，顶端与喷嘴壳体刚好持平。此时凹入柱体最低位置刚好与喷油嘴壳体进油道孔串通。凹入柱体有相应高度，方便调较喷嘴工作压力时油道始终保持畅通。第四喷嘴弹簧油腔的外弹簧，主要作用是作调整喷油器即下喷油针的工作提供弹力，与传统的喷油器调压弹簧功能一致。内弹簧为上进油针提供工作弹力，其工作弹力低于喷油器的工作喷射压力，喷油器正常工作时，高压燃油克服上进油针的封堵弹力而出进入弹簧油腔，经大(主)油孔和小(副)油孔进入喷嘴壳体油道，以其高压力将下喷油针逼起完成雾化喷射工作。

工作原理：工作时高压油由喷油器总成进入经喷嘴壳体下行转弯进入旁通进油孔横穿出，经过密封柱塞的横通油孔，克服上进油针阀座注入弹簧油腔再横穿出大小出油孔进入壳体转弯直下将下喷油针逼起，开启针阀将高压燃油雾化喷出，完成整个作功过程。

4、附图说明

本套技术组件的附图说明是图1、双针阀喷油器总成，图中1连接高压油管螺丝；2喷油器上壳体，3调压顶杆螺丝，4连接回油管螺丝，5上壳体回油螺母，6喷油嘴锁紧螺母，7喷嘴密封柱塞，8喷嘴上进油针，9喷嘴弹簧腔，10内弹簧，11外弹簧，12喷嘴下喷油针，13喷嘴壳体。图2、连接高压油管螺丝；图3、喷油器上壳体；图4、调压顶杆螺丝；图中1回油道，2调压钢垫。图5、连接回油管螺丝；图6、上壳体回油螺母；图7、喷油嘴锁紧螺母；图8、喷嘴密封柱塞；图中1进油孔，2上进油针座孔。图9、喷嘴上进油针；图10、喷嘴油腔弹簧；图中1外弹簧，2内弹簧。图11、喷嘴下喷油针；图12、喷油嘴壳体；图中1进油道，2进油孔，3小(副)油孔，4大(主)油孔，5壳体。图13、双针阀喷油嘴剖面图。图中1喷油嘴壳体，2弹簧腔，3内弹簧，4上进油针，5定位销孔，6密封柱塞；7进油道，8密封柱塞油道，9进油孔，10下喷油针，11外弹簧，12小(副)油孔，13大(主)油孔。说明书附图图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13的实际比例尺寸应与总装后的双针阀喷油器总成图1的比例尺寸相应，以总装后的图1的各部件的安装位置及所需比例尺寸为准，并实施制作完成整套发明系统。另外：摘要附图是：双针阀喷油嘴剖面图。

5、具体实施方式

现以制作双针阀喷油器总成图1为例，图中系统直观展示本技术的结构组成和各配件安装的位置，具体实施制作如下：第一，连接高压油管螺丝图2、螺丝两端为圆型，并制作丝牙，一端连接总成壳体，一端连接高压油管，螺丝中心位置制作中通油道。第二，喷油嘴上壳体图3、上端外圆制作丝牙与上壳体回油螺母图6连接，壳体正中心上下贯通，中心上端制作螺丝孔方便安装调压顶杆螺丝图4、中心通道余留间隙以便燃油回流，壳体外围中段作螺丝孔与图2连接，并在其中设置独立的高压油道向壳体下端垂直延伸，壳体下端外圆作螺丝与喷油嘴锁紧螺母图7连接。第三，调压顶杆螺丝图4一端为螺丝并制作六角螺母，中心开设回油道，一端为圆柱型顶杆，利用调压垫片的作用，实现加垫减压或减垫增压。第四，连接回油管螺丝图5、上壳体回油螺母图6、喷油嘴锁紧螺母图7为配件，制作方式与传统产品一致。第五，喷嘴密封柱塞图8、圆柱体外围两端为密封面，直径与喷油嘴壳体图12内径相应，并留有行业相应的间隙，圆柱体外圆中段为凹入体并设置横孔作进油孔，圆柱体一端为封闭体，一端中心制作内圆孔，内径与喷油嘴上进油针图9的外径相合，并留有间隙，内圆孔顶端为锥形密封面，锥形中心点制作油道与横通的进油孔相通，内圆孔即是上进油针座孔。第六，上进油针图9、针体杆身光洁并设四条对应的凹槽作油道，以便燃油通过，顶端为锥形密封面，下端为内弹簧凸缘位置。喷油嘴油腔弹簧图10为配件。第七喷嘴下喷油针图11、杆身上端外圆直径与喷嘴壳体内直径相应作密封面，相连作斜面锥型连接下段杆身，下端为圆锥型顶针密封面，上端平面及凸缘作内、外弹簧位置。第八，喷油嘴壳体图12、外形与传统产品相似，并按需设计尺寸，壳体内孔内径与喷嘴下喷油针直径相应，壳体一侧设进油道，壳体下端制作倒锥型孔作密封面，正中心位置设壳体喷孔。第九，双针阀喷油嘴剖面图图13、直观系统地剖析本技术的核心组件、即是喷嘴密封柱塞图8、喷嘴上进油针图9、喷嘴油腔弹簧图10、喷嘴下喷油针图11、喷油嘴壳体图12各配件所应用的比例、长度、大小、高度，以及各配件依次安装的位置。第十，按照行业标准的要求，利用专业工具，将上述各组件：即是图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12依次顺序安装，即完成双针阀喷油器总成图1的整个实施制作过程。

柴油发动机属压燃式发动机对压缩气体温度、燃油、雾化要求高，喷嘴壳体按需设制油道以优化结构为原则，并配合组件功能以节油减排为目标，本技术将下喷油针改短，减低卡死机率，减少冒黑烟的可能。密封柱塞有调压和封堵高压油的作用，外圆柱体防止燃油上溢，内设油道及上进油针阀座配合针阀按预设弹力，控制高压油经过，弹簧腔内喷嘴壳体上设小(副)油孔，下设大(主)油孔喷嘴正常工作时，大小油孔正常传输燃油。当下喷油针阀向上卡死或堵塞大油孔时，小油孔起备用功能并可小供油量维持工作，在多缸发动机中，能起到既不直射冒黑烟，又不拖累发动机功率避免发动机发抖，无功压缩产生的阻力。有效防止发动机动力骤降，弹簧油腔的外弹簧弹力大于内弹簧。外弹簧由顶杆螺丝人为调校确定工作压力，主要为控制下喷油针的工作压力而设。内弹簧主要为上进油针提供封堵弹力，可根据各种发动机的供油量，预设固定弹力强度，但应小于外弹簧工作弹力强度，弹力强弱由增减垫片或弹簧长度控制，稳定工作，上进油针主要控制高压油的油量和压力，与小出油孔传输燃油起双重限压限量作用，即使下喷油针因各种原因，卡死或无法向下封闭的能力，上进油针由于固定的封堵弹力作用(由按需预设弹力)下喷油针越向上卡死，上进油针封堵弹力越大，由低压变高压出油量越小，冒烟的现象越低，起二级保险功能实行二次封堵，加上进油针和小出油孔升压减量，既起雾化作用，避免油量过多不雾化，燃烧不彻底，燃油直射所产生的黑烟，最大限度起节油作用。上进油针有控压控量功用。本技术核心功能是设置上进油孔通过内弹簧，预设弹力自动实行控制油管压力和出油量，防止燃油直射入气缸，起节油又不会有大量冒黑烟的现象。下喷油针密封体为短圆型，外圆加大密封工作面，增加耐用性。高度改短，为防止高温变形或杂质卡死创造先决条件。喷嘴工作时有弹簧腔内燃油的润滑和降温双重呵护下一般情况下下喷油针不会因低温严寒，高温酷暑、杂质变形卡死，减少故障率，避免燃油不雾化和直射现象，最大限度延长配件使用寿命。各功能组件正常工作，给节能减排带来积极作用。

附注说明：本总成可根据各种发动机设计制作合理尺寸喷油嘴壳体内径及组合配件可放大尺寸，并要求弹簧油腔内的外弹簧，用高强度、耐高温材料制作，并尽量减低弹簧油腔内容积，以利快速提升燃油压力，确保喷油嘴适应发动机高速高强度的工作需要。密封柱塞上圆体密封工作面可增加高度尺寸，以防回油过快而降低正常工作压力。另外这里增设储备总成方案，如下可供参考。本总成核心技术属业内新生事物，喷油嘴的核心组件之一即是弹簧油腔内的外弹簧，如制作欠缺理想达不到工作压力要求时，可将其撤换，改以套简的形式替代，作顶压作用，原内弹簧功能、位置保持不变，套筒制作高度以油腔内高度一致，直径小于喷嘴壳体内径，并在中段开孔以利燃油经过。喷嘴的工作调压弹簧也应适当设置喷油器顶部，利用顶杆实施调压.以确保正常工作。以上设计同样达到本总成的技术要求。

当今社会万物优胜劣汰，淘汰落后产能科技是第一生产力，发掘新的经济增长点，是推动经济前进的动力和责任，应用本技术能节约燃油，延长配件寿命，降低维修成本，各领域庞大的使用量，能节约燃油数以万吨计，行业内理念新颖，技术领先，中国创造，能提高汽车档次，推动我国汽车制造业，特别是柴油发动机制造技术，更上一层楼，经济效益无法估算。

Claims (1)

1.一种双针阀喷油器总成，其特征在于，所述双针阀喷油器总成包括连接高压油管螺丝、喷油器上壳体、调压顶杆螺丝、连接回油管螺丝、上壳体回油螺母、喷嘴锁紧螺母、喷嘴密封柱塞、上进油针、内弹簧、外弹簧、下喷油针、喷嘴壳体以及喷嘴壳体内的S型的油道，所述S型的油道包括依次垂直设置的进油孔、小油孔、大油孔以及喷孔，喷嘴密封柱塞为圆柱体，喷嘴密封柱塞设置上部外圆和下部外圆，所述上部外圆和下部外圆为密封工作面，上圆柱体工作面防止燃油上溢，下圆柱体工作面分隔弹簧油腔内高压油，防止上串倒流进入进油孔，喷嘴密封柱塞的中间圆柱为凹入圆柱体以方便高压燃油从进油孔进入，并在凹入圆柱体偏上方设计两条横通进油孔，喷嘴密封柱塞中间设置上进油针座孔，所述上进油针座孔连通横通进油孔，上进油针设置于上进油针座孔内，所述外弹簧用于为下喷油针的工作提供弹力，所述内弹簧用于为上进油针提供工作弹力。