CN105464866A - 一种利用电磁加热线圈加热的gdi喷油器 - Google Patents

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解方喜
杨海洋
洪伟
李小平
姜北平
赵玉祥
代春雨
杨文海
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Abstract

一种利用电磁加热线圈加热的GDI喷油器属汽油机燃油喷射系统技术领域，本发明中绝缘护套Ⅰ、电磁加热线圈、绝缘护套Ⅱ按自内而外的顺序包裹于下壳体下部的外圈；绝缘护套Ⅰ、电磁加热线圈、绝缘护套Ⅱ上端和下端分别与下壳体的凸台和底端限位套管Ⅱ之间设有绝缘垫片；连接电磁加热线圈的加热线圈导线置于套管Ⅱ中，加热线圈导线上端与导线槽相连。电磁加热线圈通过导线槽与外设感应加热电源相连；本发明可在短时间内将喷油器内的燃油加热到一定的温度，燃油喷射效果好，将极大改善缸内直喷汽油机气缸中的喷雾效果，提高冷启动燃烧效率，降低冷启动尾气排放；本发明结构简单，无需对内燃机其他系统做大改动。

Description

一种利用电磁加热线圈加热的GDI喷油器
技术领域
本发明属汽油机燃油喷射系统技术领域，具体涉及一种利用电磁加热线圈加热的GDI喷油器。
背景技术
随着汽车工业的飞速发展，汽车尾气排放大量的有害物质，对人类赖以生存的大气环境造成了严重污染。以汽油为燃料的汽车排放污染物主要来源于内燃机，其有害成分包括：一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)以及微粒物质；其中CO、HC和NOx是汽车污染控制的主要成分。
在汽油机冷启动过程，一方面由于气缸内温度低，燃油蒸发困难，混合气形成质量差，不利于发动机点火及快速启动；另一方面，缸内残余废气浓度高，燃烧状况不稳定，容易造成发动机失火等现象。因此，造成大量的未燃HC等排放物，直接排到大气中，对环境产生了严重的污染。在冷启动过程对喷油器进行加热，使喷射燃油温度升高，则有利于形成均匀混合气，促进冷启动过程的点火及快速启动，同时降低污染物的排放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低廉、易于加工的GDI喷油器，以解决缸内直喷汽油机冷启动过程燃油雾化质量差，污染物排放高等问题，从而获得更好的经济性和排放性能。
本发明由底板1、针阀2、绝缘护套Ⅰ3、绝缘垫片Ⅰ4、套环Ⅰ5、衔铁6、套环Ⅱ7、线圈支架8、回位弹簧9、限位套管Ⅰ10、上壳体11、连接套管12、密封圈限位环13、滤网14、密封圈15、线束插头16、套管Ⅰ17、导线槽18、线圈导线19、套管Ⅱ20、电磁线圈21、加热线圈导线22、下壳体23、绝缘护套Ⅱ24、电磁加热线圈25、绝缘垫片Ⅱ26、限位套管Ⅱ27组成，其中喷油器主体由上壳体11，下壳体23两部分固接组成；连接套管12、限位套管Ⅰ10自上而下镶嵌于上壳体11内；连接套管12、限位套管Ⅰ10、上壳体11中的空腔和下壳体24中的空腔自上而下设置回位弹簧9、套环Ⅱ7、衔铁6、套环Ⅰ5，且回位弹簧9、套环Ⅱ7、衔铁6、套环Ⅰ5均套于针阀2上，其中回位弹簧9的上端由限位套管Ⅰ的凸台限位，回位弹簧9的下端由套环Ⅱ7限位；套环Ⅱ7及套环Ⅰ5与针阀2固接，将衔铁6固定在针阀2上，使其无法沿着针阀2窜动。套管Ⅰ17设于上壳体11左上侧内部靠里，套管Ⅱ20设于上壳体11左侧内部靠外；电磁线圈21与线圈支架8固接，并设于上壳体11下部内圈；连接套管12、密封圈限位环13、滤网14顺序安装于上壳体11的顶端；线束插头16与上壳体11的左上部连接；导线槽18设置于上壳体11左侧凸台，线束插头17的下部。限位套管Ⅱ27固接于下壳体23的底端；设有喷孔的底板1固接于限位套管Ⅱ27的中心孔中；
所述的绝缘护套Ⅰ3、电磁加热线圈25、绝缘护套Ⅱ24按自内而外的顺序包裹于下壳体23下部的外圈；绝缘护套Ⅰ3、电磁加热线圈25、绝缘护套Ⅱ24上端与下壳体23的凸台之间设有绝缘垫片Ⅰ4，下端与限位套管Ⅱ27之间设有绝缘垫片Ⅱ26；线圈导线19置于套管Ⅰ17中，线圈导线19上端与线束插头16连接，下端与电磁线圈21相连；连接电磁加热线圈25的加热线圈导线22置于套管Ⅱ20中，加热线圈导线22上端与导线槽18相连。
一种利用电磁加热线圈加热冷启动过程的汽油的GDI喷油器，是将满足一定功率需求的电磁加热线圈25安装在喷油器下壳体23下部外，可以有效提高喷油器内喷射燃油温度，提高汽油机冷启动性能，降低冷启动排放。
利用感应线圈加热的GDI喷油器，在喷油器下壳体24外首先覆盖一定厚度的绝缘护套Ⅰ3，在绝缘护套Ⅰ3外安装合适内径及匝数的铜质加热线圈25。感应加热线圈25由加热线圈导线22通过导线槽18与感应加热电源相连。感应加热线圈25外再覆盖一个绝缘护套Ⅱ25，用于保证加热系统的安全。当由感应加热电源通过感应加热线圈导线22向感应加热线圈25提供一定频率的交流电时，根据感应加热原理，与感应线圈相临的金属材质的喷油器壳体内产生感应涡流，使相邻壳体迅速升温。由于喷油器壳体的材质导热性良好，因此壳体与相对应的针阀之间的燃油以较大的受热面积被加热，加热速度快，达到具有良好雾化效果所需温度的加热时间短，有利于汽油机的快速启动。
采用上述结构后，本发明有以下优点和效果：
1.本发明利用感应线圈加热GDI喷油器内的燃油，可以根据实际需求选择合适的感应线圈内径、匝数，并设计合适的感应加热电源，从而得到满足要求的加热温度、加热时间等加热参数，这样加热系统的加热效果可以得到有效的控制。
2.由于感应线圈具有较高的加热效率，可以在很短的时间内将喷油器内的燃油加热到一定的温度，获得较好的燃油喷射效果。
3.本发明最终将极大改善缸内直喷汽油机气缸中的喷雾效果，提高冷启动燃烧效率，降低冷启动尾气排放。
4.本发明结构简单，只需对喷油器做局部改动，无需对内燃机其他系统做大的改动。
附图说明
图1为利用电磁加热线圈加热的GDI喷油器的结构示意图
其中：1.底板、2.针阀、3.绝缘护套Ⅰ、4.绝缘垫片Ⅰ、5.套环Ⅰ、6.衔铁、7.套环Ⅱ、8.线圈支架、9.回位弹簧、10.限位套管Ⅰ、11.上壳体、12.连接套管、13.密封圈限位环、14滤网、15.密封圈、16.线束插头、17.套管Ⅰ、18.导线槽、19.线圈导线、20.套管Ⅱ、21.电磁线圈、22.加热线圈导线、23.下壳体、24.绝缘护套Ⅱ、25.电磁加热线圈、26.绝缘垫片Ⅱ、27.限位套管Ⅱ
具体实施方式
图1所示为本发明利用电磁加热线圈加热的GDI喷油器的具体实施方案。
本发明由底板1、针阀2、绝缘护套Ⅰ3、绝缘垫片Ⅰ4、套环Ⅰ5、衔铁6、套环Ⅱ7、线圈支架8、回位弹簧9、限位套管Ⅰ10、上壳体11、连接套管12、密封圈限位环13、滤网14、密封圈15、线束插头16、套管Ⅰ17、导线槽18、线圈导线19、套管Ⅱ20、电磁线圈21、加热线圈导线22、下壳体23、绝缘护套Ⅱ24、电磁加热线圈25、绝缘垫片Ⅱ26、限位套管Ⅱ27组成，其中喷油器主体由上壳体11，下壳体23两部分固接组成；连接套管12、限位套管Ⅰ10自上而下镶嵌于上壳体11内；连接套管12、限位套管Ⅰ10、上壳体11中的空腔和下壳体24中的空腔自上而下设置回位弹簧9、套环Ⅱ7、衔铁6、套环Ⅰ5，且回位弹簧9、套环Ⅱ7、衔铁6、套环Ⅰ5均套于针阀2上，其中回位弹簧9的上端由限位套管Ⅰ的凸台限位，回位弹簧9的下端由套环Ⅱ7限位；套环Ⅱ7及套环Ⅰ5与针阀2固接，将衔铁6固定在针阀2上，使其无法沿着针阀2窜动。套管Ⅰ17设于上壳体11左上侧内部靠里，套管Ⅱ20设于上壳体11左侧内部靠外；电磁线圈21与线圈支架8固接，并设于上壳体11下部内圈；连接套管12、密封圈限位环13、滤网14顺序安装于上壳体11的顶端；线束插头16与上壳体11的左上部连接；导线槽18设置于上壳体11左侧凸台，线束插头17的下部。限位套管Ⅱ27固接于下壳体23的底端；设有喷孔的底板1固接于限位套管Ⅱ27的中心孔中；
燃油从燃油共轨管通过且经过进油管中的滤网14进入到喷油器内部油腔内，然后顺着衔衔铁6流通孔进入针阀2与下壳体23之间的型腔内。
根据实际需求的加热功率，可设计一相应频率的感应加热电源，由其通过导线槽中的导线向感应加热线圈提供一定频率的交流电。感应加热电源通常由整流器、滤波器和逆变器组成。感应加热电源可与汽车上的电瓶相连，由电瓶向其提供直流电。
汽车冷启动时，汽车电瓶向感应加热电源提供一定电压的直流电，通过感应加热电源的转换，将直流电转换成交流电，通过加热线圈导线22向电磁加热线圈25提供交流电。交流电流在电磁加热线圈25中产生感应电动势E。感应电动势E在喷油器下壳体23相应壳体中产生感应电流使阀体内部开始加热，其焦耳热Q＝0.24I2Rt，R为喷油器阀体电阻，I为感应电流有效值，t为加热时间。在电磁加热线圈通电的短暂时间内，与电磁加热线圈相邻的喷油器壳体产生大量热。壳体发出的热被与之相邻的型腔内的燃油吸收，使型腔内的燃油在较短时间内温度迅速升高。

Claims (1)

1.一种利用电磁加热线圈加热的GDI喷油器由底板(1)、针阀(2)、绝缘护套Ⅰ(3)、绝缘垫片Ⅰ(4)、套环Ⅰ(5)、衔铁(6)、套环Ⅱ(7)、线圈支架(8)、回位弹簧(9)、限位套管Ⅰ(10)、上壳体(11)、连接套管(12)、密封圈限位环(13)、滤网(14)、密封圈(15)、线束插头(16)、套管Ⅰ(17)、导线槽(18)、线圈导线(19)、套管Ⅱ(20)、电磁线圈(21)、加热线圈导线(22)、下壳体(23)、绝缘护套Ⅱ(24)、电磁加热线圈(25)、绝缘垫片Ⅱ(26)、限位套管Ⅱ(27)组成，其中喷油器主体由上壳体(11)，下壳体(23)两部分固接组成；连接套管(12)、限位套管Ⅰ(10)自上而下镶嵌于上壳体(11)内；连接套管(12)、限位套管Ⅰ(10)、上壳体(11)中的空腔和下壳体(24)中的空腔自上而下设置回位弹簧(9)、套环Ⅱ(7)、衔铁(6)、套环Ⅰ(5)，且回位弹簧(9)、套环Ⅱ(7)、衔铁(6)、套环Ⅰ(5)均套于针阀(2)上，其中回位弹簧(9)的上端由限位套管Ⅰ(10)的凸台限位，回位弹簧(9)的下端由套环Ⅱ(7)限位；套环Ⅱ(7)及套环Ⅰ(5)与针阀(2)固接，将衔铁(6)固定在针阀(2)上，使其无法沿着针阀(2)窜动；套管Ⅰ(17)设于上壳体(11)左上侧内部靠里，套管Ⅱ20设于上壳体(11)左侧内部靠外；电磁线圈(21)与线圈支架(8)固接，并设于上壳体(11)下部内圈；连接套管(12)、密封圈限位环(13)、滤网(14)顺序安装于上壳体(11)的顶端；线束插头(16)与上壳体(11)的左上部连接；导线槽(18)设置于上壳体(11)左侧凸台，线束插头(17)的下部；限位套管Ⅱ(27)固接于下壳体(23)的底端；设有喷孔的底板(1)固接于限位套管Ⅱ(27)的中心孔中；其特征在于绝缘护套Ⅰ(3)、电磁加热线圈(25)、绝缘护套Ⅱ(24)按自内而外的顺序包裹于下壳体(23)下部的外圈；绝缘护套Ⅰ(3)、电磁加热线圈(25)、绝缘护套Ⅱ(24)上端与下壳体(23)的凸台之间设有绝缘垫片Ⅰ(4)，下端与限位套管Ⅱ(27)之间设有绝缘垫片Ⅱ(26)；线圈导线(19)置于套管Ⅰ(17)中，线圈导线(19)上端与线束插头(16)连接，下端与电磁线圈(21)相连；连接电磁加热线圈(25)的加热线圈导线(22)置于套管Ⅱ(20)中，加热线圈导线(22)上端与导线槽(18)相连。
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