CN105840373A - 一种控制喷油“水击”压力波的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制喷油“水击”压力波的装置，包括连接头、密封钢球、钢球弹簧、密封垫、压紧头，所述连接头的下端嵌入压紧头上部的上腔体内，连接头底部的压紧面与压紧头上腔体的底面之间设置密封垫；所述连接头内设置有连接头油道和连接头油腔，所述密封垫上设有节流孔和油道孔，所述油道的底端通过节流孔连通压紧头上腔体底部的压紧头油道，所述连接头油腔内依次设有密封钢球和钢球弹簧，连接头油腔的底部通过油道孔连通压紧头油道。本发明利用密封钢球、钢球弹簧和连接头油腔组成单向阀，仅对喷油结束后喷油嘴产生的压缩波起作用，阻止喷油器内的燃油向燃油轨方向快速流动，从而减少当前喷油器的喷油过程对其它喷油器的影响。

Description

一种控制喷油“水击”压力波的装置

技术领域

本发明属于压力波动控制技术领域，尤其是涉及一种控制喷油“水击”压力波的装置。

背景技术

高压共轨系统利用燃油轨的蓄压功能，可以实现喷油过程与供油过程独立。供油过程独立后，可以增加供油时间，从而降低了高压供油泵凸轮的峰值扭矩、应力等，使得系统供油压力不断提高，从而保证了共轨系统喷油雾化质量的不断提高。进一步应用共轨喷油器灵活的喷油规律控制功能，使得高压共轨系统适用领域越来越广。

现有技术中，一般高压共轨系统压力波动控制主要工作集中在电子控制策略、供油过程对喷油过程的匹配及燃油轨结构优化方面。通过控制燃油轨的压力波动在一定范围，保证喷油性能的稳定性与一致性。为了不影响共轨喷油器的性能，燃油轨与共轨喷油器间的高压油路需要保持畅通，减少流动损失。

共轨喷油器喷油过程中必然要产生“水击”现象，“水击”现象会产生两类“水击”波：在喷油初期针阀突然开启产生膨胀波，喷油结束针阀迅速关闭产生压缩波。“水击”波会在高压油路、燃油轨里传播、反射，叠加，在此过程中“水击”波不断衰减，直到下次喷油。然而，“水击”波的强度随着压力、喷油量的提高而增加，下次喷油前的压力状态一致性越来越差，将会导致喷油稳定性与一致性变差。

因此，为保证供油压力、喷油量提高后的喷油稳定性与一致性变化较小，需要进一步优化电子控制策略、燃油轨结构及减少供油压力波动的研究工作，这种改进方式在很大程度上增加了研制的时间、人力、财力成本。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种控制喷油“水击”压力波的装置，对喷油初期产生的膨胀波不起作用，使得对喷油性能没有影响，而仅对喷油结束后产生的压缩波起作用，使得“水击”波加速衰减，减少燃油轨压力波动，达到在高压力、大油量下提高喷油稳定性与一致性的效果。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种控制喷油“水击”压力波的装置，包括连接头、密封钢球、钢球弹簧、密封垫、压紧头，所述连接头的下端嵌入压紧头上部的上腔体内，连接头底部的压紧面与压紧头上腔体的底面之间设置密封垫；

所述连接头内设置有连接头油道和连接头油腔，所述密封垫上设有节流孔和油道孔，所述油道的底端通过节流孔连通压紧头上腔体底部的压紧头油道，所述连接头油腔内依次设有密封钢球和钢球弹簧，所述钢球弹簧的另一端与密封垫接触，连接头油腔的底部通过油道孔连通压紧头油道；所述连接头油道的另一端连通连接头上的上油口，所述连接头油腔通过其上连通的进油道连通上油口。

进一步的，所述连接头的底部设有沉孔，所述密封垫设置在沉孔内。

进一步的，所述连接头和压紧头的外侧均设有用来连接共轨喷油器或燃油轨的螺纹。

进一步的，所述节流孔的直径小于油道孔的直径，油道孔的直径大于连接头油腔的进油道的直径。

进一步的，所述钢球弹簧的刚度及预紧力的取值范围分别在0.2N/mm～1N/mm之间和1N～5N之间。

相对于现有技术，本发明所述具有以下优势：

(1)利用密封钢球、钢球弹簧和连接头油腔组成单向阀，仅对喷油结束后喷油嘴产生的压缩波起作用，阻止喷油器内的燃油向燃油轨方向快速流动，从而减少当前喷油器的喷油过程对其它喷油器的影响，提高了多缸间的喷油一致性；该单向阀不对当前喷油器喷油初期产生的膨胀波起作用，对当前喷油性能没有影响；单向阀迅速降低当前喷油器内的燃油流动速度，从而加快了当前喷油器喷油结束后的压力恢复速度，提高了当前喷油器的喷油稳定性；

(2)结构简单，容易实现和安装，便于推广。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述控制喷油“水击”压力波的装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例所述连接头的结构示意图；

图3为本发明实施例所述密封垫的结构示意图；

图4为本发明实施例所述压紧头的结构示意图。

附图标记说明：

1-连接头，2-密封钢球，3-钢球弹簧，4-密封垫，5-压紧头，6-连接头油道，7-连接头油腔，8-节流孔，9-油道孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种控制喷油“水击”压力波的装置，如图1～4所示，包括连接头1、密封钢球2、钢球弹簧3、密封垫4、压紧头5，所述连接头1的下端嵌入压紧头5上部的上腔体内，连接头1底部的压紧面与压紧头5上腔体的底面之间设置密封垫4，所述压紧头5将密封垫4压紧；

所述连接头1内设置有连接头油道6和连接头油腔7，所述密封垫4上设有节流孔8和油道孔9，所述油道6的底端通过节流孔8连通压紧头5上腔体底部的压紧头油道，所述连接头油腔7内依次设有密封钢球2和钢球弹簧3，所述钢球弹簧3的另一端与密封垫4接触，连接头油腔7的底部通过油道孔9连通压紧头油道；所述连接头油道6的另一端连通连接头1上的上油口，所述连接头油腔7通过其上连通的进油道连通上油口。

所述连接头1的底部设有沉孔，所述密封垫4设置在沉孔内。

所述连接头1和压紧头5的外侧均设有用来连接共轨喷油器或燃油轨的螺纹。

所述节流孔8的直径小于油道孔9的直径，油道孔9的直径大于连接头油腔7的进油道的直径；节流孔8控制燃油由燃油轨流向共轨喷油器或由共轨喷油器流向燃油轨的流量，因此通过调整节流孔8的直径，可以改变共轨喷油器、燃油轨的压力波动周期与幅值。

所述钢球弹簧的刚度及预紧力的取值范围分别在0.2N/mm～1N/mm之间和1N～5N之间。

所述控制喷油“水击”压力波的装置采用螺纹接口，通过高压油管与共轨喷油器、燃油轨连接，可以根据发动机结构，布置在燃油轨与共轨喷油器间的任意位置，与共轨喷油器一对一安装在每一个共轨喷油器的高压油路前。

由密封钢球2、钢球弹簧3和连接头油腔7组成单向阀，使得燃油仅能从燃油轨流向共轨喷油器，因此只对喷油结束后喷油嘴产生的压缩波起作用，不影响喷油性能。

且本发明所述节流孔8、钢球弹簧3的参数可以根据共轨系统性能调节，控制燃油轨及共轨喷油器的压力波动幅值与周期，从而适应不同油量、不同缸数的高压共轨系统。

本发明所述控制喷油“水击”压力波的装置的工作原理为：

将本装置安装在燃油轨与共轨喷油器间。

共轨喷油器电磁阀通电，共轨喷油器控制腔压力下降，此时共轨喷油器高压油路压力也开始下降，共轨喷油器内喷油嘴、共轨喷油器入口处的高压燃油开始流向共轨喷油器的控制腔。随着共轨喷油器入口处高压燃油的流动，之后燃油轨的高压燃油通过密封垫4的节流孔8、单向阀向共轨喷油器的控制腔流动。

之后，控制腔压力下降到一定值，共轨喷油器喷油嘴针阀抬起，开始喷油。由于喷油嘴针阀开始速度快，喷油嘴出口流量迅速增加，此时会在喷油嘴处产生一个膨胀压力波，由于膨胀压力波的传播速度远高于高压燃油自身的流动速度，使得膨胀压力波快速向燃油轨方向传播，膨胀压力波所到之处都会降低该处的燃油压力、增加燃油流速，而燃油流动方向不变。膨胀压力波传播到密封垫4的节流孔8、单向阀后继续向燃油轨方向传播，在膨胀压力波动传播到密封垫4的节流孔8、单向阀时，由于节流孔8的阻尼作用，节流孔8内向共轨喷油器方向流动的燃油流速稍微增加，而单向阀的燃油流速迅速增加。膨胀压力波传递到燃油轨后导致燃油轨压力降低，而高压供油泵的供油流量不能迅速填补燃油轨，使得燃油轨压力会继续降低，则与燃油轨连接的其它缸共轨喷油器内高压燃油会向燃油轨流动，则其它缸共轨喷油器内高压燃油状态开始变化。

喷油结束后喷油嘴针阀迅速关闭，此时会在喷油嘴处产生一个压缩压力波，压缩波也会快速向燃油轨方向传播，压缩压力波所到之处都会增加该处的燃油压力，使得燃油流动速度减慢至零，最后改变流动方向，开始向燃油轨方向流动。压缩压力波传播到节流孔8、单向阀时，会受单向阀的阻挡而返回，仅能通过节流孔8缓慢的向燃油轨方向流动，从而减小了对燃油轨的影响，则减小了燃油轨的压力波动，则减少了其它缸共轨喷油器高压状态的复杂性，从而提高了各喷油器的喷油一致性。受单向阀阻挡的压缩压力波快速返回后，增加了波的波动频率，同时减小了燃油流动速度，使得压缩压力波的衰减速度增加，从而使得喷油后的共轨喷油器内高压燃油轨迅速恢复喷油前状态，从而提高了当前共轨喷油器喷油的稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (5)

1.一种控制喷油“水击”压力波的装置，其特征在于：包括连接头(1)、密封钢球(2)、钢球弹簧(3)、密封垫(4)、压紧头(5)，

所述连接头(1)的下端嵌入压紧头(5)上部的上腔体内，连接头(1)底部的压紧面与压紧头(5)上腔体的底面之间设置密封垫(4)；

所述连接头(1)内设置有连接头油道(6)和连接头油腔(7)，所述密封垫(4)上设有节流孔(8)和油道孔(9)，所述油道(6)的底端通过节流孔(8)连通压紧头(5)上腔体底部的压紧头油道，所述连接头油腔(7)内依次设有密封钢球(2)和钢球弹簧(3)，所述钢球弹簧(3)的另一端与密封垫(4)接触，连接头油腔(7)的底部通过油道孔(9)连通压紧头油道；所述连接头油道(6)的另一端连通连接头(1)上的上油口，所述连接头油腔(7)通过其上连通的进油道连通上油口。

2.根据权利要求1所述的控制喷油“水击”压力波的装置，其特征在于：所述连接头(1)的底部设有沉孔，所述密封垫(4)设置在沉孔内。

3.根据权利要求1所述的控制喷油“水击”压力波的装置，其特征在于：所述连接头(1)和压紧头(5)的外侧均设有用来连接共轨喷油器或燃油轨的螺纹。

4.根据权利要求1所述的控制喷油“水击”压力波的装置，其特征在于：所述节流孔(8)的直径小于油道孔(9)的直径，油道孔(9)的直径大于连接头油腔(7)的进油道的直径。

5.根据权利要求1所述的控制喷油“水击”压力波的装置，其特征在于：所述钢球弹簧的刚度及预紧力的取值范围分别在0.2N/mm～1N/mm之间和1N～5N之间。