CN106014730B - 双油路冷却电磁控制喷油器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供双油路冷却电磁控制喷油器，包括喷油器体，喷油器体里自上而下依次安装双油路冷却电磁体组件、先导球阀座、控制活塞体、针阀顶杆，喷嘴通过喷嘴紧固螺母固定在喷油器体下方，针阀安装在喷嘴里。本发明采用双油路电磁铁组件，主磁极、副磁极与一铜环共同构成复合铁芯结构，大大增加了电磁铁组件与温度较低的燃油之间的对流换热面积并减小了换热热阻，换热情况得到大大的改善，双油路冷却电磁铁组件附近的热量不会过多的积聚在电磁铁组件上，其自身的稳定性进而得到提高。电磁铁组件性能相对于传统喷油器的电磁铁组件性能不存在较大的差距，有利于双油路冷却电磁控制喷油器的正常工作。

Description

双油路冷却电磁控制喷油器

技术领域

本发明涉及的是一种喷油器，具体地说是柴油机喷油器。

背景技术

进入21世纪以来，柴油机工作状况面临着能源与环保两个制约因素的挑战，改善柴油机自身的经济性与排放性已然是当今柴油机行业的必然措施。柴油机电控燃油系统因其自身的高喷射压力、高控制精度、高控制自由度等良好特点，成为改善柴油机自身的经济性与排放性的有效手段，电控喷油器是电控喷油系统的关键执行部件，其内部经常应用电磁先导球阀来实现对喷油器喷油规律的灵活控制过程，目前来看，在柴油机运行过程中，电控喷油器在长期不断地运转工作时，由于其自身靠近柴油机燃烧室，燃烧室内部工作温度相对于喷油器正常工作温度过高，大量的热量由燃烧室传递给喷油器，使得喷油器自身温度高，并且喷油器内部的电磁阀组件处工作时还会产生热量，最终结果会导致喷油器内部的电磁阀组件温度易过高，如果不进行冷却，工作时间过长时温度过高会使得电磁阀组件性能下降、响应速度减慢甚至线圈会因此短路烧毁，喷油器易发生故障，因此需要较强的冷却过程以降低电磁阀组件自身工作温度，保证喷油器及其内部组件良好的工作状态。

发明内容

本发明的目的在于提供柴油机全工况下性能良好、运转稳定的双油路冷却电磁控制喷油器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明双油路冷却电磁控制喷油器，其特征是：包括喷油器体、双油路冷却电磁铁组件、先导球阀座、控制活塞体、针阀推杆、针阀、喷嘴，喷油器体里自上而下依次安装双油路冷却电磁体组件、先导球阀座、控制活塞体、针阀顶杆，喷嘴通过喷嘴紧固螺母固定在喷油器体下方，针阀安装在喷嘴里；

所述双油路冷却电磁铁组件包括复合铁芯、上壳体、侧壳体、衔铁、阀杆，上壳体为中部开有通孔的圆环结构，侧壳体为中空的圆柱体结构，上壳体安装在侧壳体里，所述复合铁芯包括主磁极、副磁极，主磁极和副磁极均安装在侧壳体里并位于上壳体下方，主磁极和副磁极之间设置线圈骨架，线圈骨架里绕制线圈，复合铁芯里开设通孔，上壳体的通孔与复合铁芯的通孔位置相对应，复合铁芯的通孔里安装复位弹簧座和复位弹簧，阀杆的上端部安装在衔铁里，复位弹簧位于复位弹簧座下方并与阀杆相连，复位弹簧座里设置供冷却油通过的通孔，上壳体的下表面设置上壳体凸缘，侧壳体内壁的中部和下端部分别设置侧壳体上凸缘和侧壳体下凸缘；

上壳体上方的喷油器体里安装喷油器头紧固螺母，上壳体与喷油器头紧固螺母之间形成与低压油道相通的回油腔，上壳体的通孔连通回油腔；

先导球阀座上方安装隔板，隔板里设置隔板室，隔板室与其上方的双油路冷却电磁铁组件复位弹簧座的通孔相通，先导球阀座里设置球阀出油孔、球阀回油孔以及球阀，球阀回油孔与隔板室相通，阀杆穿过隔板并与球阀相连；

控制活塞体里设置燃油道，针阀顶杆的上端部安装在控制活塞体里，针阀顶杆与控制活塞体之间形成活塞室，活塞室上方设置与其连通的球阀油道，球阀油道与燃油道相通，针阀顶杆下端套有针阀复位弹簧座和针阀复位弹簧，针阀复位弹簧位于针阀复位弹簧座和针阀之间，喷油器体里设置喷油器体进油道、主油道，喷油器体进油道连通高压燃油道，喷嘴里设置盛油槽，活塞室通过活塞室进油孔连通喷油器体进油道，盛油槽通过盛油槽进油道连通主油道，主油道连通喷油器体进油道，针阀与喷嘴之间形成压力室，压力室与盛油槽相通，压力室的端部为喷口。

本发明还可以包括：

1、活塞室对针阀顶杆向下的压力作用面积大于盛油槽对针阀向上的压力作用面积；线圈未通电时，阀杆在复位弹簧的作用下使球阀压在球阀出油孔上，球阀出油孔与球阀回油孔相互断开，线圈通电时，阀杆在磁力作用下带动球阀抬起，球阀出油孔与球阀回油孔相互连通。

2、所述的主磁极包括圆柱部分和圆环部分，圆环部分连接于圆柱部分的上方，复合铁芯的通孔位于主磁极的圆环部分和圆柱部分里，所述的副磁极为中空的圆柱体结构，副磁极位于主磁极圆柱部分的外部并位于其圆环部分的下方，上壳体凸缘的下表面与主磁极圆环部分的上表面平齐。

3、所述的主磁极为中空的圆柱体结构，所述的副磁极包括圆柱部分和圆环部分，圆环部分连接于圆柱部分的上方，主磁极位于副磁极圆柱部分的内部并位于其圆环部分的下方，复合铁芯的通孔位于副磁极的圆环部分和主磁极的中空部分里，上壳体凸缘的下表面与副磁极圆环部分的上表面平齐。

4、所述的复合铁芯还包括磁轭，所述主磁极、副磁极均为中空的圆柱体结构，磁轭为开有通孔的圆环，主磁极位于副磁极内部，磁轭安装在主磁极和副磁极的上方，复合铁芯的通孔位于磁轭和主磁极的通孔里，上壳体凸缘的下表面与磁轭的上表面平齐。

5、副磁极的内壁上过盈安装有铜环，铜环与线圈之间通过密封树脂密封，侧壳体上凸缘与副磁极外壁之间平齐，侧壳体下凸缘与副磁极下表面平齐；所述的上壳体凸缘的数量为两个、四个或六个，均为弧形结构，所述的侧壳体上凸缘的数量为两个、四个或六个，均为弧形结构。

本发明的优势在于：本发明的双油路冷却电磁控制喷油器，采用双油路电磁铁组件，主磁极、副磁极与一铜环共同构成复合铁芯结构。相比于传统喷油器内部的电磁铁组件，应用双油路电磁铁组件附近的双油路以及复合铁芯内部的铜环，大大增加了电磁铁组件与温度较低的燃油之间的对流换热面积并减小了换热热阻，换热情况得到大大的改善，双油路冷却电磁铁组件附近的热量不会过多的积聚在电磁铁组件上，其自身的稳定性进而得到提高。另外，由于双油路冷却电磁控制喷油器仅仅改变电磁铁组件上复合铁芯与壳体的结构，电磁铁组件性能相对于传统喷油器的电磁铁组件性能不存在较大的差距，有利于双油路冷却电磁控制喷油器的正常工作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为双油路冷却电磁铁组件的放大主视图；

图3为图1中Ⅰ的放大视图；

图4为图1中Ⅱ的放大视图；

图5为双油路冷却电磁铁组件的放大左视图；

图6a为上壳体的仰视图；图6b为侧壳体的俯视图；

图7a上壳体凸缘的第一种形式，图7b为上壳体凸缘的第二种形式，图7c为侧壳体凸缘的第一种形式，图7d为侧壳体凸缘的第二种形式。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

实施方式1：

结合图1-7，本实施方式的组成包括喷油器头紧固螺母1、双油路冷却电磁铁组件2、喷油器体4、垫块5、先导球阀座6、控制活塞体7、针阀顶杆8、针阀复位弹簧座9、针阀复位弹簧10、喷嘴11、喷嘴紧固螺帽12、针阀13、止位环19、隔板20这些组件。针阀顶杆8、控制活塞体7依次从喷油器体4上部装入，将双油路冷却电磁铁组件2、垫块5、止位环19、隔板20、电磁先导球阀22以及先导球阀座6按照合理的顺序装配到一起后使其整体置于控制活塞体7之上，喷油器头紧固螺母1由上方将其固定住，此过程垫块5对电磁铁组件2起到固定作用，调节止位环19在电磁铁组件2的阀杆52所处位置，会改变阀杆52升程大小，依照具体的实际情况设计止位环19的位置，使得阀杆52升程适当，对应喷油器性能良好。针阀复位弹簧10与针阀复位弹簧座9组合到一起，同时将针阀复位弹簧10由针阀顶杆8下端套入针阀顶杆8，上述部件依次从喷油器体4下部装入，针阀阀杆8下表面与针阀13上表面紧密接触，位于针阀阀杆8与针阀13之间的针阀复位弹簧10存在一定预紧长度，与针阀阀杆8、针阀13之间均存在相互作用力，喷嘴11位于喷油器最下方，利用喷嘴紧固螺帽12将喷油器体4与喷嘴11紧密地连接到一起。控制活塞体7与针阀顶杆8为一耦件，其上设有活塞室32与燃油道18，两者相互连通，同时活塞室32通过活塞室进油孔31与喷油器体进油道17相连通；球阀座6上设有球阀油道24、球阀出油孔23及球阀座面，且球阀油道24与控制活塞体上燃油道18相连通；喷嘴上盛油槽15通过盛油槽进油道16、主油道25与喷油器体进油道17相连通；位于双油路冷却电磁铁组件2的上方空间3与低压油道相连通；利用双油路冷却电磁铁组件2实现对球阀22的运动控制，结合喷油器整体结构，改变针阀顶杆8上下方燃油的压力之差，进而控制针阀13的抬起与回座，使得喷口14喷油，控制喷油器的喷油状况。

双油路冷却电磁铁组件2由上壳体41、主磁极42、副磁极47、侧壳体44、铜环45、衔铁46、线圈48、密封树脂49、线圈骨架50、阀杆52、复位弹簧座53、垫圈54及复位弹簧组成。上壳体41为一中心开有通孔的圆柱体，在圆柱体下表面按中心对称的两个位置分别延伸出一个扇形的凸缘，凸缘下表面与主磁极42上表面平齐。主磁极42与中心开有通孔的副磁极47一起构成复合铁芯，侧壳体上凸缘43侧表面与副磁极47外表面紧密配合，侧壳体下端凸缘51上表面与复合铁芯下表面平齐，紧靠副磁极47内表面装有一铜环45，铜环45与副磁极47内表面之间存在过盈配合，线圈48绕制在线圈骨架50上，在铜环45与线圈48之间由密封树脂49密封。衔铁46与阀杆52紧密配合在一起，位于复合铁芯下方，阀杆52上表面与复位弹簧相接触，选取不同高度的垫圈54会改变复位弹簧预紧长度从而改变预紧力，依照实际情况设计垫圈54高度，得到合适的复位弹簧预紧力。在线圈48通电、电磁铁组件正常工作时，温度较低燃油一部分流过复合铁芯中心通孔，冷却电磁铁组件2内部，构成第一道冷却油路；另一部分沿着上壳体41及侧壳体与复合铁芯之间的通道流过，冷却电磁铁组件2外部，构成第二道冷却油路；两道油路上的温度较低的燃油最终在上壳体两凸缘之间通道汇聚到一起并流出高速电磁铁，达到双油路冷却目的。冷却过程中，复合铁芯内部的铜环45由于其自身导热性远远大于铁的导热性，在一定程度上加强了冷却效果，另外铜环还可降低线圈有效电感，加快线圈内部驱动电流的增长，提高响应特性。

本发明的双油路冷却电磁控制喷油器是这样工作的：当双油路冷却电磁铁组件2内的线圈48尚未通电时，高压燃油经由喷油器体进油道17开始分散流动，一部分燃油经由盛油槽油道16进入针阀附近的盛油槽15内，另一部分燃油经由活塞室喷油孔31进入活塞室32中，最终使得喷油器体进油道17、主油道25、盛油槽进油道16、盛油槽15、压力室26、活塞室进油孔31、活塞室32、球阀油道24及球阀出油孔23全部充满高压燃油且各个部分燃油相通，活塞室32对针阀顶杆8向下的压力作用面积大于盛油槽15对针阀13向上的压力作用面积，二者作用导致针阀13在液力作用不能抬起，喷油器此时不喷油；当双油路冷却电磁铁组件2内的线圈48通电时，双油路冷却电磁铁迅速工作，在电磁控制作用下，阀杆52随之向上运动，阀杆52升程由止位环19在阀杆52所处位置决定，电磁先导球阀22伴随其一起向上运动，球阀出油孔23打开，与电磁铁组件室连通，燃油进入电磁铁组件室后经过电磁铁组件处的双油路进入电磁铁组件室上方空间，而电磁铁组件室上方空间与低压油道相连通，使得活塞室32内部燃油压力迅速降低，在活塞室32对针阀顶杆8向下的压力小于盛油槽15对针阀13向上的压力时，针阀13迅速抬起，喷油器喷孔打开，高压燃油随之喷出。当电磁铁组件内线圈48再断电，衔铁46在复位弹簧的作用下复位，电磁先导球阀被关闭，活塞室32中压力再升高，针阀13落座，喷油结束；双油路冷却电磁铁组件由于改进的自身结构，大大增加了其与温度较低燃油的对流换热面积且减小了换热热阻，双油路冷却电磁铁组件附近的热量不会过多的积聚在电磁铁组件上，其自身的稳定性进而得到提高，有利于双油路冷却电磁控制喷油器的长期运行。

实施方式2：

在实施方式1的基础上，改变复合铁芯结构，副磁极47为中心开有通孔的圆环且其下端延伸出一圆柱体，主磁极42为中心开有通孔的圆柱体，两者结合构成复合铁芯，上壳体凸缘的下表面与副磁极圆环上表面平齐。

实施方式3：

在实施方式1的基础上，改变复合铁芯结构，引入磁轭，主磁极42和副磁极47均为中心开有通孔的圆柱体，磁轭为中心开有通孔的圆环，磁轭的位置位于主磁极42和副磁极47之上，三者共同结合构成复合铁芯，上壳体凸缘的下表面与磁轭上表面平齐。

实施方式4：

在实施方式1或2或3的基础上，改变上壳体凸缘的结构形式，上壳体凸缘个数由两个变为四个或六个，各个上壳体凸缘之间角度也发生变化且均分所有上壳体凸缘所在的圆，上壳体凸缘下表面依旧与复合铁芯上表面平齐。

实施方式5：

在实施方式1或2或3或4的基础上，改变侧壳体上凸缘43的结构形式，侧壳体上凸缘43个数由两个变为四个或六个，各个侧壳体上凸缘43之间角度也发生变化且均分所有侧壳体上凸缘43所在的圆，侧壳体上凸缘43表面与复合铁芯侧表面平齐。

Claims (9)

1.双油路冷却电磁控制喷油器，其特征是：包括喷油器体、双油路冷却电磁铁组件、先导球阀座、控制活塞体、针阀顶杆、针阀、喷嘴，喷油器体里自上而下依次安装双油路冷却电磁体组件、先导球阀座、控制活塞体、针阀顶杆，喷嘴通过喷嘴紧固螺母固定在喷油器体下方，针阀安装在喷嘴里；

所述双油路冷却电磁铁组件包括复合铁芯、上壳体、侧壳体、衔铁、阀杆，上壳体为中部开有通孔的圆环结构，侧壳体为中空的圆柱体结构，上壳体安装在侧壳体里，所述复合铁芯包括主磁极、副磁极，主磁极和副磁极均安装在侧壳体里并位于上壳体下方，主磁极和副磁极之间设置线圈骨架，线圈骨架里绕制线圈，复合铁芯里开设通孔，上壳体的通孔与复合铁芯的通孔位置相对应，复合铁芯的通孔里安装复位弹簧座和复位弹簧，阀杆的上端部安装在衔铁里，复位弹簧位于复位弹簧座下方并与阀杆相连，复位弹簧座里设置供冷却油通过的通孔，上壳体的下表面设置上壳体凸缘，侧壳体内壁的中部设置侧壳体上凸缘，侧壳体内壁的下端部设置侧壳体下凸缘；线圈通电时，一部分燃油流过复合铁芯中心通孔，冷却双油路冷却电磁铁组件内部，构成第一道冷却油路；另一部分燃油沿着上壳体及侧壳体与复合铁芯之间的通道流过，冷却双油路冷却电磁铁组件外部，构成第二道冷却油路；

上壳体上方的喷油器体里安装喷油器头紧固螺母，上壳体与喷油器头紧固螺母之间形成与低压油道相通的回油腔，上壳体的通孔连通回油腔；

先导球阀座上方安装隔板，隔板里设置隔板室，隔板室与其上方的双油路冷却电磁铁组件复位弹簧座的通孔相通，先导球阀座里设置球阀出油孔、球阀回油孔以及球阀，球阀回油孔与隔板室相通，阀杆穿过隔板并与球阀相连；

控制活塞体里设置燃油道，针阀顶杆的上端部安装在控制活塞体里，针阀顶杆与控制活塞体之间形成活塞室，活塞室上方设置与其连通的球阀油道，球阀油道与燃油道相通，针阀顶杆下端套有针阀复位弹簧座和针阀复位弹簧，针阀复位弹簧位于针阀复位弹簧座和针阀之间，喷油器体里设置喷油器体进油道、主油道，喷油器体进油道连通高压燃油道，喷嘴里设置盛油槽，活塞室通过活塞室进油孔连通喷油器体进油道，盛油槽通过盛油槽进油道连通主油道，主油道连通喷油器体进油道，针阀与喷嘴之间形成压力室，压力室与盛油槽相通，压力室的端部为喷口。

2.根据权利要求1所述的双油路冷却电磁控制喷油器，其特征是：活塞室对针阀顶杆向下的压力作用面积大于盛油槽对针阀向上的压力作用面积；线圈未通电时，阀杆在复位弹簧的作用下使球阀压在球阀出油孔上，球阀出油孔与球阀回油孔相互断开，线圈通电时，阀杆在磁力作用下带动球阀抬起，球阀出油孔与球阀回油孔相互连通。

3.根据权利要求1或2所述的双油路冷却电磁控制喷油器，其特征是：所述的主磁极包括圆柱部分和圆环部分，圆环部分连接于圆柱部分的上方，复合铁芯的通孔位于主磁极的圆环部分和圆柱部分里，所述的副磁极为中空的圆柱体结构，副磁极位于主磁极圆柱部分的外部并位于其圆环部分的下方，上壳体凸缘的下表面与主磁极圆环部分的上表面平齐。

4.根据权利要求1或2所述的双油路冷却电磁控制喷油器，其特征是：所述的主磁极为中空的圆柱体结构，所述的副磁极包括圆柱部分和圆环部分，圆环部分连接于圆柱部分的上方，主磁极位于副磁极圆柱部分的内部并位于其圆环部分的下方，复合铁芯的通孔位于副磁极的圆环部分和主磁极的中空部分里，上壳体凸缘的下表面与副磁极圆环部分的上表面平齐。

5.根据权利要求1或2所述的双油路冷却电磁控制喷油器，其特征是：所述的复合铁芯还包括磁轭，所述主磁极、副磁极均为中空的圆柱体结构，磁轭为开有通孔的圆环，主磁极位于副磁极内部，磁轭安装在主磁极和副磁极的上方，复合铁芯的通孔位于磁轭和主磁极的通孔里，上壳体凸缘的下表面与磁轭的上表面平齐。

6.根据权利要求1或2所述的双油路冷却电磁控制喷油器，其特征是：副磁极的内壁上过盈安装有铜环，铜环与线圈之间通过密封树脂密封，侧壳体上凸缘与副磁极外壁之间平齐，侧壳体下凸缘与副磁极下表面平齐；所述的上壳体凸缘的数量为两个、四个或六个，均为弧形结构，所述的侧壳体上凸缘的数量为两个、四个或六个，均为弧形结构。

7.根据权利要求3所述的双油路冷却电磁控制喷油器，其特征是：副磁极的内壁上过盈安装有铜环，铜环与线圈之间通过密封树脂密封，侧壳体上凸缘与副磁极外壁之间平齐，侧壳体下凸缘与副磁极下表面平齐；所述的上壳体凸缘的数量为两个、四个或六个，均为弧形结构，所述的侧壳体上凸缘的数量为两个、四个或六个，均为弧形结构。

8.根据权利要求4所述的双油路冷却电磁控制喷油器，其特征是：副磁极的内壁上过盈安装有铜环，铜环与线圈之间通过密封树脂密封，侧壳体上凸缘与副磁极外壁之间平齐，侧壳体下凸缘与副磁极下表面平齐；所述的上壳体凸缘的数量为两个、四个或六个，均为弧形结构，所述的侧壳体上凸缘的数量为两个、四个或六个，均为弧形结构。

9.根据权利要求5所述的双油路冷却电磁控制喷油器，其特征是：副磁极的内壁上过盈安装有铜环，铜环与线圈之间通过密封树脂密封，侧壳体上凸缘与副磁极外壁之间平齐，侧壳体下凸缘与副磁极下表面平齐；所述的上壳体凸缘的数量为两个、四个或六个，均为弧形结构，所述的侧壳体上凸缘的数量为两个、四个或六个，均为弧形结构。