CN105650330B - 一种发动机及其进气电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机及其进气电磁阀。进气电磁阀包括阀体及其内设置的阀腔，阀腔内沿轴向导向移动装配有衔铁，并在阀体上开设有均与阀腔连通的进气口、出气口和排气口，进气口和排气口分别处于衔铁的两端，衔铁的朝向排气口的一端设置有排气密封结构、相对一端设置有进气密封结构，衔铁上开设有或衔铁的外周和阀体的内壁之间设有进气通道和/或排气通道。可通过衔铁在阀腔内的移动，直接选择进气口和排气口中一个与出气口连通，该电磁阀中衔铁在保持原有的被工作线圈磁化移动的作用的基础上，可替代阀芯来实现进气口和排气口的开合控制，同时该电磁阀中进、排气口的布置方式充分利用了阀体上的空间，从而使得该电磁阀具有体积小的优点。

Description

一种发动机及其进气电磁阀

技术领域

本发明涉及一种发动机及其进气电磁阀。

背景技术

目前，发动机的工作原理是：在密闭和隔热的缸体内的燃烧腔中充入燃料和空气，通过点火或压燃的方式使其产生爆炸、膨胀并推动活塞运动做工。现有技术中燃烧室的进气舱门的开闭通过压差实现，即在缸体内的燃烧室压力比进气舱门外的密封腔压力大时，进气舱门关闭；在缸体内的燃烧室压力比进气舱门外的密封腔压力小时，进气舱门打开。密封腔的压力大小是通过其进气端连接的电磁阀控制的，现有的电磁阀以工作模式分为两种：一种是通过双向线圈控制阀芯的开启和关闭，以实现工作介质的流向切换，这种电磁阀的密封方式多采用单向密封；另一种是通过单向线圈与负载共同控制阀芯的开启和关闭，其功能主要是实现特定压力下管线的关闭或开启。但这两种电磁阀的进气口、出气口和排气口均处于阀体的周面上，即各阀口采用径向布置结构，阀口之间连通状态的切换需依靠阀体内直动的阀芯实现，阀芯又是同轴连接在衔铁上的，这就使得阀体上的进气口、出气口和排气口在衔铁的一端沿阀芯的轴向依次间隔布置，增大了整个阀体的体积，导致该电磁阀的安装局限性增大。

发明内容

本发明的目的是提供一种进气电磁阀，旨在解决现有技术中阀口在阀体上的设置方式引起的阀体体积过大的问题。同时，本发明还提供了一种使用该进气电磁阀的发动机。

为了实现以上目的，本发明中进气电磁阀的技术方案如下：

进气电磁阀，包括阀体及其内设置的阀腔，阀腔内沿轴向导向移动装配有用于在工作线圈通电后单向移动的衔铁，并在阀体上开设有均与阀腔连通的进气口、出气口和排气口，进气口和排气口分别处于衔铁的两端，衔铁的朝向排气口的一端设置有用于在工作线圈断电后封上排气口的排气密封结构、相对一端设置有用于在工作线圈通电后封上进气口的进气密封结构，衔铁上开设有或衔铁的外周和阀体的内壁之间设有用于在排气口关闭时连通进气口和出气口的进气通道和/或用于在进气口关闭时连通出气口和排气口的排气通道。

排气密封结构和/或进气密封结构为固定在衔铁端部的密封垫，与密封垫配合的排气口或进气口的边沿上凸设有环形的嘴沿，嘴沿的内孔与排气口或进气口连通，嘴沿的端面为与密封垫端面密封配合的挤压端面。

排气密封结构和进气密封结构均为固定在衔铁端部的密封垫，并在衔铁上开设有处于两密封垫的相对端面之间的泄压孔。

阀体包括筒状的主体，主体的两端分别固定有挡止在衔铁端部的顶杆和止座，所述进气口和排气口分别为顶杆和止座上开设的轴向穿孔，并在顶杆和止座的相对端分别设有与主体的内壁密封配合的装配密封结构。

顶杆和止座的相对端的外周上分别凸设有环形的挡止凸肩，主体的内壁上凸设有两处挡止在顶杆和止座上的挡止凸肩相对侧的挡止台阶，挡止凸肩和挡止台阶之间装配有环形的调整垫片。

出气口处于阀体的外周上，且出气口和排气口处于衔铁的同一端，所述阀腔具有处于衔铁端部、且环绕在排气口的外围的环形的出气部，所述衔铁上开设有或衔铁的外周和阀体的内壁之间设有进气通道，进气通道通过出气部连通出气口。

本发明中发动机的技术方案如下：

发动机，包括缸体及其燃烧室的进气口上连接的进气电磁阀，进气电磁阀包括阀体及其内设置的阀腔，阀腔内沿轴向导向移动装配有用于在工作线圈通电后单向移动的衔铁，并在阀体上开设有均与阀腔连通的进气口、出气口和排气口，进气口和排气口分别处于衔铁的两端，衔铁的朝向排气口的一端设置有用于在工作线圈断电后封上排气口的排气密封结构、相对一端设置有用于在工作线圈通电后封上进气口的进气密封结构，衔铁上开设有或衔铁的外周和阀体的内壁之间设有用于在排气口关闭时连通进气口和出气口的进气通道和/或用于在进气口关闭时连通出气口和排气口的排气通道。

排气密封结构和/或进气密封结构为固定在衔铁端部的密封垫，与密封垫配合的排气口或进气口的边沿上凸设有环形的嘴沿，嘴沿的内孔与排气口或进气口连通，嘴沿的端面为与密封垫端面密封配合的挤压端面。

排气密封结构和进气密封结构均为固定在衔铁端部的密封垫，并在衔铁上开设有处于两密封垫的相对端面之间的泄压孔。

出气口处于阀体的外周上，且出气口和排气口处于衔铁的同一端，所述阀腔具有处于衔铁端部、且环绕在排气口的外围的环形的出气部，所述衔铁上开设有或衔铁的外周和阀体的内壁之间设有进气通道，进气通道通过出气部连通出气口。

本发明中进、排气口分处于衔铁的两端，这样可通过衔铁在阀腔内的移动，直接选择进气口和排气口中一个与出气口连通，该电磁阀中衔铁在保持原有的被工作线圈磁化移动的作用的基础上，可替代阀芯来实现进气口和排气口的开合控制，同时该电磁阀中进、排气口的布置方式充分利用了阀体上的空间，避免了各阀口在阀体单侧设置引起的阀体轴向长度过长的问题，因此本发明中电磁阀解决了现有技术中阀口在阀体上的设置方式引起的阀体体积过大的问题，使得该电磁阀具有体积小、动作可靠的优点。

附图说明

图1是本发明的发动机的实施例中进气电磁阀的结构示意图；

图2是图1中衔铁部分的局部放大图；

图3是图1中进气电磁阀在进气状态下的结构示意图；

图4是图1中进气电磁阀在排气状态下的结构示意图。

具体实施方式

本发明中发动机的实施例：如图1至图4所示，包括缸体及其燃烧室的进气口上连接的进气电磁阀，进气电磁阀通过其出气口上的外扣螺纹连接在燃烧室的进气口上，该进气阀是一种二位三通电磁阀，进气电磁阀主要由阀体、工作线圈2、衔铁7、复位弹簧5组成。

阀体包括筒状的主体12，主体12的外周上开设有供工作线圈2嵌装的嵌槽，嵌槽为沿主体12的轴向延伸的环形凹槽，并在主体12的外周上通过螺钉套装固定有外壳6，外壳6扣盖在嵌槽的槽口上，以将工作线圈2密封在外壳6和主体12之间。主体12内设有沿左右延伸的阀腔，阀腔内自左向右依次装配有进气接头11、螺锥1、顶杆3、复位弹簧5、衔铁7和止座10。进气接头11为柱状的双扣接头，进气接头11的左端从主体12的左端伸出，并在伸出段上设有左公扣螺纹；进气接头11的中部凸设有挡止在主体12的左端面上的环形的进气凸肩；进气接头11的右段插入阀腔的左端口内，并在进气接头11的右段外周上加工有与主体12螺纹连接的右公扣螺纹；进气接头11的中心开设有与阀腔同轴布置的接头中心孔。螺锥1左段的外周上加工有与阀腔左段内壁上的母扣螺纹适配的公扣螺纹，螺锥1右段的外周面与阀腔的内壁面沿轴向导向移动配合，且螺锥1的右段可在阀腔中绕轴向转动；螺锥1的中心开设有与阀腔同轴的螺锥1中心孔，螺锥1中心孔的左段为供外六方工具插入而带动螺锥1旋转的内六方孔段。顶杆3左段的外周上凸设有环形的顶杆挡止凸肩，该顶杆挡止凸肩的外周上开设有沿周向延伸的环形嵌槽，环形嵌槽中嵌装有与阀腔的内壁面周面密封配合的顶杆密封圈，并在顶杆挡止凸肩的右侧设有凸设在阀腔的内壁上的顶杆挡止台阶，顶杆挡止台阶挡止在顶杆挡止凸肩的右侧，并在顶杆挡止凸肩和顶杆挡止台阶之间夹设有套装在顶杆3右段的外周上的环形的顶杆调整垫片4；顶杆3的中心开设有与阀腔同轴布置的顶杆3中心孔，顶杆3中心孔的右端孔口为整个进气电磁阀的进气口，并在进气口的边沿上凸设有环形的顶杆嘴沿31，该顶杆嘴沿31的外周面为外径自右向左逐渐增大的锥面，顶杆嘴沿31的内孔与进气口连通，顶杆嘴沿31的环端面为与进气密封圈周面密封配合的顶杆3挤压端面。复位弹簧5套装在顶杆3右段的外周上，复位弹簧5的左端顶装在顶杆挡止台阶的右侧台阶面上、右端顶装在衔铁7的左端面上。衔铁7为沿左右方向导向移动装配在阀腔内的柱体，衔铁7的外周面与阀腔的内壁面沿左右方向导向移动配合；衔铁7的左端设有顶杆密封结构，顶杆密封结构为过盈装配在衔铁7左端面开设的嵌槽中的顶杆密封垫73，顶杆密封垫73的左端从嵌槽的左端槽口中露出，以便于在与顶杆嘴沿31配合而挤压变形后将进气口封上，且顶杆密封垫73为与阀腔同轴的柱状橡胶垫，顶杆密封垫73上开设有沿阀腔的径向延伸的安装穿孔，安装穿孔中穿装有固定在衔铁7上的弹性销，以通过弹性销将顶杆密封垫73固定在衔铁7的左端；衔铁7的右端设有止座密封结构，止座密封结构为过盈装配在衔铁7右端面开设的嵌槽中的止座密封垫74，止座密封垫74的右端从嵌槽的右端槽口中露出，以便于在与止座嘴沿101配合而挤压变形后将排气口封上，且止座密封垫74与顶杆密封垫73形状相同，止座密封垫74上开设有沿阀腔的径向延伸的安装穿孔，安装穿孔中穿装有固定在衔铁7上的弹性销，以通过弹性销将止座密封垫74固定在衔铁7的右端；止座10上开设有连通在左右两端的两嵌槽之间的泄压孔72，该泄压孔72处于顶杆密封垫73和止座密封垫74之间，泄压孔72与阀腔同轴，泄压孔72的中部连通有沿衔铁7径向延伸的放气孔，该放气孔和泄压孔72在衔铁7中呈十字形布置，以便于将顶杆密封垫73和止座密封垫74受挤压时封存在顶杆密封垫73和止座密封垫74之间的气体排出；衔铁7上还开设有环绕在顶杆密封垫73和止座密封垫74外围的进气过流孔71，进气过流孔71有若干个、并在衔铁7的周向上间隔均布，各进气过流孔71均为贯通衔铁7左右两端的通孔，进气过流孔71为用于在排气口关闭时连通进气口和出气口的进气通道。止座10螺纹连接在阀腔右端的端口中，止座10的中心开设有与阀腔同轴设置的止座10中心孔，该止座10中心孔的左端孔口为进气电磁阀的排气口，并在该排气口的边沿上凸设有环形的止座嘴沿101，止座嘴沿101的内孔与排气口连通，止座嘴沿101的外周面为外径自左向右逐渐增大的锥面，止座嘴沿101的环端面为与止座密封垫74挤压配合而被止座密封垫74将排气口封上的止座10挤压端面；止座10的外周上凸设有环形的止座挡止凸肩，该止座挡止凸肩和顶杆挡止凸肩左右相对设置，并在止座挡止凸肩的外周上开设有沿轴向延伸的环形嵌槽，该环形嵌槽中嵌装有与阀腔的内壁面周面密封配合的止座密封圈，并在止座挡止凸肩的左侧设有凸设在阀腔的内壁上的环形的止座挡止台阶，止座挡止台阶和止座挡止凸肩之间夹设有套装在止座10左段的外周上的环形的止座调整垫片9。止座10的左端的外周上开设有环形的止口，该止口为阀腔右侧的出气部，该出气部为处于衔铁7右侧、且环绕在排气口外围的出气环腔，出气环腔连通有开设在主体12的筒壁上的出气口，该出气口的外端连通有螺纹连接在主体12的外周上的出气接头8，出气接头8的形状与进气接头11的形状相同。

阀腔分为自左向右依次设置的左母扣螺孔段、顶杆密封孔段、顶杆台阶孔段、弹簧安装孔段、衔铁安装孔段、止座密封孔段和右母扣螺孔段，其中左母扣螺孔段的孔壁上设有与进气接头11、螺锥1螺纹连接的母扣螺纹，左母扣螺孔段的大径大于顶杆密封孔段的内径，顶杆密封孔段与顶杆挡止凸肩上的顶杆密封圈周面密封配合，顶杆密封孔段的孔径大于顶杆台阶孔段的孔径，顶杆台阶孔段由顶杆挡止台阶的内孔形成，且顶杆台阶孔段的孔径小于弹簧安装孔段的孔径，弹簧安装孔段供复位弹簧5安装，弹簧安装孔段的孔径小于衔铁安装孔段的孔径，且弹簧安装孔段与衔铁安装孔段通过孔径比衔铁安装孔段的孔径大的退刀槽孔段过渡，衔铁安装孔段的孔壁面与衔铁7的外周面沿轴向导向移动配合，且止座10的左端伸入该衔铁安装孔段内，止座10左端的止口的环形台阶面挡止在衔铁安装孔段的右端口中，以通过止座10将衔铁安装孔段的右端口封上，同时衔铁安装孔段也是由止座挡止台阶的内孔形成的；止座密封孔段的孔壁面与止座挡止台阶外周上的止座密封圈周面密封配合，止座密封孔段的孔径比衔铁安装孔段的孔径大，止座密封孔段的孔径又比右母扣螺孔段的孔径小，右母口螺孔段的孔壁上加工有与止座10右端外周上的公扣螺纹适配的母扣螺纹。

本实施例中进气接头11的左端连通空气源，出气接头8的外端连通发动机燃烧舱门的密封腔。由于安装空间有限，该电磁阀设计中结构较为紧凑，故对顶杆组件的设计和整体的设计较为紧凑；由于工作压力要求较高，在设计中使用主磁路工作，吸合力强；由于供气时间较短，将整体气路的通径设计较大，可以提供较高流量，缩短供气时间；由于特定的工作模式，要求电磁阀常开，采用了双向密封的结构和整体的原理设计；由于密封面小，工作压力高的原因，在两个密封方向均设计了调整垫片，以增加使用的可靠度和装调的工艺性。

当需要补充氧气时，工作线圈2不通电，此时衔铁7在外部空气源的高压气体和复位弹簧5的弹力的作用下向右运动，其右端面与止座10上的止座嘴沿101实现密封，气体沿图3所示方向通过出气口流向燃料舱门密封腔，当密封腔内建立压力大于燃烧室内压力时，舱门打开，此时高压空气进入燃烧室实现氧气补给；

当不需要补充氧气时，则需给工作线圈2通电，在电磁力的作用下，主体12与衔铁7吸合，即图1中衔铁7向左运动，其左端面与顶杆3上的顶杆嘴沿31实现密封，气体沿图4所示方向流动，燃烧室舱门密封腔内的空气由排气口排出，之后在燃烧室内压力的作用下，舱门关闭，补给中断。

在上述实施例中，出气口和排气口处于衔铁的同一端，对应的需要在衔铁上开设连通进气口和出气口的进气过流孔，而在其他实施例中，出气口也可以与进气口处于衔铁的同一端或出气口处于衔铁的外周上，在出气口按照前者布置时，衔铁上的进气过流孔应当用连通排气口和出气口的排气过流孔替代；在出气口按照后者布置时，衔铁上应同时布置进气过流孔和排气过流孔，当然进气过流孔和排气过流孔也可以是同一通孔的两端孔段。另外，进气过流孔和排气过流孔也可以用衔铁和主体之间的过流通道替代，该过流通道可以是衔铁外周上开设的轴向直通凹槽和/或主体的内壁上开设的轴向直通凹槽。

在上述实施例中，衔铁通过两端固定的密封垫对进气口和排气口进行开闭控制，在其他实施例中，衔铁也可以通过两端端面的刚性配合来实现对进气口和排气口的开闭控制。

本发明中进气电磁阀的实施例：本实施例中进气电磁阀的结构与上述实施例中进气电磁阀的结构相同，因此不再赘述。

Claims (8)

1.进气电磁阀，包括阀体及其内设置的阀腔，阀腔内沿轴向导向移动装配有用于在工作线圈通电后单向移动的衔铁，并在阀体上开设有均与阀腔连通的进气口、出气口和排气口，其特征在于，进气口和排气口分别处于衔铁的两端，衔铁的朝向排气口的一端设置有用于在工作线圈断电后封上排气口的排气密封结构、相对一端设置有用于在工作线圈通电后封上进气口的进气密封结构，衔铁上开设有或衔铁的外周和阀体的内壁之间设有用于在排气口关闭时连通进气口和出气口的进气通道和/或用于在进气口关闭时连通出气口和排气口的排气通道，排气密封结构和进气密封结构均为固定在衔铁端部的密封垫，并在衔铁上开设有处于两密封垫的相对端面之间的泄压孔，泄压孔的中部连通有沿衔铁径向延伸的放气孔，该放气孔和泄压孔在衔铁中呈十字形布置，以便于将固定在衔铁端部的两密封垫受挤压时封存在两密封垫之间的气体排出。

2.根据权利要求1所述的进气电磁阀，其特征在于，与密封垫配合的排气口或进气口的边沿上凸设有环形的嘴沿，嘴沿的内孔与排气口或进气口连通，嘴沿的端面为与密封垫端面密封配合的挤压端面。

3.根据权利要求1或2所述的进气电磁阀，其特征在于，阀体包括筒状的主体，主体的两端分别固定有挡止在衔铁端部的顶杆和止座，所述进气口和排气口分别为顶杆和止座上开设的轴向穿孔，并在顶杆和止座的相对端分别设有与主体的内壁密封配合的装配密封结构。

4.根据权利要求3所述的进气电磁阀，其特征在于，顶杆和止座的相对端的外周上分别凸设有环形的挡止凸肩，主体的内壁上凸设有两处挡止在顶杆和止座上的挡止凸肩相对侧的挡止台阶，挡止凸肩和挡止台阶之间装配有环形的调整垫片。

5.根据权利要求1或2所述的进气电磁阀，其特征在于，出气口处于阀体的外周上，且出气口和排气口处于衔铁的同一端，所述阀腔具有处于衔铁端部、且环绕在排气口的外围的环形的出气部，所述衔铁上开设有或衔铁的外周和阀体的内壁之间设有进气通道，进气通道通过出气部连通出气口。

6.发动机，包括缸体及其燃烧室的进气口上连接的进气电磁阀，进气电磁阀包括阀体及其内设置的阀腔，阀腔内沿轴向导向移动装配有用于在工作线圈通电后单向移动的衔铁，并在阀体上开设有均与阀腔连通的进气口、出气口和排气口，其特征在于，进气口和排气口分别处于衔铁的两端，衔铁的朝向排气口的一端设置有用于在工作线圈断电后封上排气口的排气密封结构、相对一端设置有用于在工作线圈通电后封上进气口的进气密封结构，衔铁上开设有或衔铁的外周和阀体的内壁之间设有用于在排气口关闭时连通进气口和出气口的进气通道和/或用于在进气口关闭时连通出气口和排气口的排气通道，排气密封结构和进气密封结构均为固定在衔铁端部的密封垫，并在衔铁上开设有处于两密封垫的相对端面之间的泄压孔，泄压孔的中部连通有沿衔铁径向延伸的放气孔，该放气孔和泄压孔在衔铁中呈十字形布置，以便于将固定在衔铁端部的两密封垫受挤压时封存在两密封垫之间的气体排出。

7.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，与密封垫配合的排气口或进气口的边沿上凸设有环形的嘴沿，嘴沿的内孔与排气口或进气口连通，嘴沿的端面为与密封垫端面密封配合的挤压端面。

8.根据权利要求6或7所述的发动机，其特征在于，出气口处于阀体的外周上，且出气口和排气口处于衔铁的同一端，所述阀腔具有处于衔铁端部、且环绕在排气口的外围的环形的出气部，所述衔铁上开设有或衔铁的外周和阀体的内壁之间设有进气通道，进气通道通过出气部连通出气口。