CN106609719B - 一种用于高压共轨燃油喷射系统的喷油器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种用于高压共轨电控燃油喷射系统的喷油器，包括喷油器体部件、喷油嘴部件、电磁阀部件。其控制阀组件由控制阀座和控制阀芯组成，且控制阀芯的上圆锥段的锥角要小于控制阀座上的轴向密封锥形孔的锥角，从而形成一平衡阀结构，能大大提高电控喷油器的响应速度。本发明在孔板内设中心针阀插孔，其内充满着高压燃油，能大大减少喷油嘴偶件的动态泄漏量。本发明的喷油嘴偶件、孔板、控制阀组件、喷油器体之间的接触面均为精密表面，与传统的喷油器相比，可在不增加加工难度、工艺成本的基础上显著提高系统的密封性和可靠性。

Description

一种用于高压共轨燃油喷射系统的喷油器

技术领域

本发明涉及一种喷油器，尤其涉及一种应用于高压共轨燃油喷射系统的高压喷油器。

背景技术

电控高压共轨燃油喷射系统，作为柴油发动机满足国三、国四或更高排放标准的最佳选择，由高压供油泵、高压油轨、电控喷油器、ECU和传感器等组成。在该系统中，电控喷油器是最关键和最复杂的部件，它的作用是根据ECU发出的控制信号，通过控制电磁阀的开启和关闭，将高压油轨中的燃油以最佳的喷油定时、喷油量和喷油率喷油发动机燃烧室。典型的高压共轨喷油器由喷油嘴、控制活塞、控制量孔、控制电磁阀组成，通过出油节流孔控制球阀来控制液压控制室的压力。当电磁铁不通电时，在电磁阀各弹簧力的作用下，球阀处于关闭状态，此时，作用在控制活塞上的燃油压力加上针阀弹簧力大于针阀腔的压力，针阀关闭，喷油器不喷射。当电磁阀通电时，衔铁在电磁力、缓冲弹簧力的作用下克服电磁铁弹簧力做功并向电磁铁方向运动，钢球在液压力的作用下开启，燃油通过泄油孔、喷油器体密封锥面与钢球之间的间隙与发动机燃油箱连通，致使作用在控制活塞上的燃油压力加上针阀弹簧力小于针阀腔压力，针阀抬起，喷油器开始喷油。

该典型共轨喷油器虽有效地利用了钢球的自定心，具有较高的密封性能，但也存在一定的不足。如运动件控制活塞的质量影响着喷油器的动态响应速度，随着喷油器运动件的质量增加，运动惯性增大，喷油器的动态响应速度变慢；此外，针阀偶件间隙的泄漏量较大，尤其是动态泄漏量。因此，国内外许多专利技术都对该典型共轨喷油器结构进行过改进，在文献《喷油器专利技术研究》上提出了这种典型结构的喷油器技术在演进过程中主要涉及电磁铁、针阀偶件等的改进。文献中指出，对于电磁铁的改进，各项发明主要围绕如何使其产生更大的电磁力和压力，以加快电控喷油器的响应速度。但随着喷射压力的提高，在国内燃油系统生产企业的现有工艺水平和机械加工设备下加工，球阀的可靠性难以保证，因此这种球阀结构不适用于2000bar及以上的喷油器。文献中还指出，对于针阀偶件的改进，各项发明主要从降低零件尺寸公差精度及磨损着手，以减小偶件的泄漏量达到精准控制的效果，但会大幅增加制造难度、工艺成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有电控喷油器所存在的上述技术问题而提供一种可靠性高、泄漏量小的应用于高压共轨燃油喷射系统的高压喷油器。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种应用于高压共轨燃油喷射系统的高压喷油器，其特征在于，包括：

喷油器体部件，所述喷油器体部件包括喷油器体、缝隙式滤芯、上镶套、钢球、顶杆、调整垫、下镶套；

所述喷油器体上设置有上外螺纹、进油孔以及下外螺纹，所述上、下外螺纹分别设置在喷油器体上、下端的外圆面上，所述进油孔设置在喷油器体中部；在所述喷油器体内设置有进油道、第一回油道、第二回油道、第三回油道、第四回油道、第五回油道、第六回油道、电磁阀部件安装孔、上镶套安装孔、顶杆安装孔、下镶套安装孔以及控制阀组件安装孔，所述电磁阀部件安装孔、上镶套安装孔、顶杆安装孔、下镶套安装孔与所述控制阀组件安装孔同轴设置，其中电磁阀部件安装孔由同轴设置且孔径依次减小的电磁阀部件安装上孔、第一电磁阀部件安装中间孔、第二电磁阀部件安装中间孔和电磁阀部件安装下孔组成，且在电磁阀部件安装上孔的孔底面上设置有径向的第一回油槽；所述喷油器体的下底面上设置有第二回油槽和若干底定位孔；

所述进油道的入口与所述进油孔的孔底连通，该进油道的出口与所述喷油器体底面连通；所述第一回油道、第二回油道、第三回油道与顶杆安装孔的轴线垂直设置，所述第一回油道、第二回油道、第三回油道的出口位置均与所述喷油器体的外周面连通，所述第一回油道设置在第二回油道、第三回油道的上方，且第二回油道和第三回油道设置在靠近所述控制阀组件安装孔的位置且水 平布置，所述第一回油道、第二回油道的入口分别与所述顶杆安装孔的上、下部连通；

所述第四回油道、第五回油道、第六回油道与所述顶杆安装孔的轴线平行设置，所述第四回油道的入口与所述第一回油槽连通，该第四回油道的出口与所述第一回油道连通；所述第五回油道的入口与所述第二电磁阀部件安装中间孔、电磁阀部件安装下孔的孔壁连通，所述第五回油道的出口与所述第二回油道的中间位置连通且与所述第一回油道贯通；所述第六回油道的一端与所述第二电磁阀部件安装中间孔、电磁阀部件安装下孔的孔壁连通，该第六回油道的另一端与所述第二回油槽连通且与所述第三回油道贯通；

装配时，先将所述钢球部分敲入所述第一回油道内，使所述钢球至少有一部分是高出所述第一回油道的出口位置，再将所述缝隙式滤芯装入所述进油孔内，所述上镶套敲入所述上镶套安装孔内，使所述上镶套的底面与所述上镶套安装孔的孔底面接触；接着将所述喷油器体倒过来，将所述下镶套、调整垫分别安装在所述下镶套安装孔和控制阀组件安装孔内，使所述下镶套的底面与所述下镶套安装孔的孔底面接触，所述下镶套的顶面与所述调整垫的上端面接触，即所述上、下镶套成对安装，使所述调整垫的外周面与所述控制阀组件安装孔的孔面之间留有第一间隙；接着将所述顶杆插入到所述顶杆安装孔内，使所述顶杆外周面与所述顶杆安装孔的孔面之间留有第二间隙，所述第二间隙分别与所述第一回油道、第二回油道连通；

喷油嘴部件，所述喷油嘴部件包括喷油嘴偶件、喷油嘴紧帽、孔板、调压弹簧、控制阀组件，其中所述喷油嘴偶件由针阀体、针阀组成，所述控制阀组件由控制阀座、控制阀芯、控制阀弹簧、控制阀弹簧垫以及挡圈组成；

所述控制阀座内设置有控制阀芯安装孔，该控制阀芯安装孔与所述控制阀座的顶面之间通过第一密封锥面过渡连接；在所述控制阀座内还设置有第一过渡进油油道、过渡油槽、第一进油过道、第一出油过道；所述第一过渡进油油道的入口与所述控制阀座的顶面连通，所述第一过渡进油油道的出口与所述过渡油槽连通，所述第一进油过道的入口与所述控制阀座的底面连通，所述第一进油过道的出口与所述控制阀芯安装孔连通，所述第一出油过道的上口与所述控制阀座的顶面连通，所述第一出油过道的下口与所述控制阀座的底面连通； 在所述控制阀座的顶面和底面上配置有与所述的喷油器体底定位孔位置和数量相同的过渡定位孔；

所述控制阀芯的头部设置有一挡圈槽，中间部位的外轮廓由上而下依次为第二密封锥面、圆柱面、下圆锥面，所述第二密封锥面与所述控制阀座的第一密封锥面配合形成密封，所述控制阀芯下端的圆柱面上设置有若干环形圈槽；

所述孔板内设置有第二过渡进油油道、中心针阀插孔、第二进油过道、第二出油过道，所述第二过渡进油油道由针阀通道量孔和过渡进油油道孔组成，其中所述过渡进油油道孔的内径大于所述针阀通道量孔的内径；所述第二进油过道由上而下依次由进油过道孔、进油量孔和进油斜孔组成，所述进油过道孔的内径等于所述进油斜孔的内径且均大于所述进油量孔的内径；所述第二出油过道由上而下依次由出油过道孔、溢油量孔、出油斜孔组成，所述出油过道孔的内径等于所述出油斜孔的内径且均大于所述溢油量孔的内径，所述溢油量孔的内径大于所述进油量孔的内径；所述中心针阀插孔的孔底面与所述进油斜孔、出油斜孔的孔底连通，所述中心针阀插孔的孔口与所述孔板的底面连通；所述孔板的顶面配置有与所述控制阀座过渡定位孔位置和数量相同的上定位孔和盛油槽；所述孔板的底面配置有下定位孔；

所述针阀体的上顶面配置有与所述孔板下定位孔位置和数量相同的上定位孔，所述针阀体内轴向设置有针阀安装孔、盛油腔、针阀囊腔，所述针阀安装孔与针阀囊腔之间通过第三密封锥面过渡连接；所述针阀体内还设置有第三进油过道，所述第三进油过道的入口与所述针阀体的顶面连通，所述第三进油过道的出口与所述盛油腔连通；

所述针阀包括由第一杆段、第二杆段、第三杆段组成的阀杆部和位于所述阀杆部一端的阀针部，所述阀杆部与所述阀针部通过第四密封锥面过渡连接，所述第四密封锥面与所述针阀体的第三密封锥面配合形成密封；所述第一杆段和第二杆段之间形成一阀肩面；

装配时，首先将所述针阀插入到所述针阀安装孔内，组成一对精密喷油嘴偶件；

接着将所述控制阀芯插入到所述控制阀座上的控制阀芯安装孔内，所述控制阀芯下端的圆柱面与所述控制阀芯安装孔形成小间隙的偶件配合，且所述控 制阀芯的第二密封锥面至少有一部分是位于所述控制阀座的第一密封锥面的小端上方；所述控制阀芯的第二密封锥面的部分密封锥面、圆柱面、下圆锥面、以及下端部分圆柱面与所述控制阀芯安装孔的孔面之间形成一高压油腔，所述高压油腔与所述控制阀座中的第一进油过道连通；然后将所述控制阀弹簧、控制阀弹簧垫、挡圈依次安放在所述控制阀座的顶面上方组成控制阀组件，使控制阀弹簧的底面与控制阀座的顶面接触，控制阀弹簧的顶面与控制阀弹簧垫的底面接触，控制阀弹簧垫的顶面与挡圈的底面接触，挡圈卡入挡圈槽内；

接着将调压弹簧安放在所述喷油嘴偶件上，将若干孔板定位销插入到所述孔板底面的下定位孔内，接着将所述孔板安放在所述针阀体的顶面上，并使若干孔板定位销插入到所述针阀体上定位孔内对所述针阀体进行定位，使所述针阀第一杆段插入到所述孔板的中心针阀插孔内并同心，使所述针阀上端面与所述中心针阀插孔的底面之间留有第一距离，使所述针阀体内的第三进油过道的入口与所述孔板上的第二过渡进油油道孔的下口对齐，使所述调压弹簧的上端面与所述孔板的中心针阀插孔的孔底面接触，下端搭接在所述针阀的阀肩面上，使所述针阀第四密封锥面在所述调压弹簧的作用下贴合在所述针阀体第三密封锥面上；

接着将所述控制阀组件安装在所述孔板的顶面上，使若干控制阀组件定位销穿过所述控制阀座过渡定位孔对所述控制阀组件进行定位，使所述控制阀座内的第一过渡进油油道的下口与所述孔板内的第二过渡进油油道的上口对齐，使所述控制阀座底面的过渡油槽与所述孔板的第二进油过道连通，使所述控制阀座内的第一进油过道的下口与所述孔板的第二出油过道的上口对齐，使所述控制阀座内的第一出油过道的下口与所述孔板的盛油槽连通；

然后将所述喷油器体部件安装在所述控制阀座的顶面上，使若干控制阀组件定位销插入到所述喷油器体底定位孔内对所述喷油器体部件进行定位，使所述控制阀座的第一过渡进油油道的上口与所述喷油器体的进油道的出口对齐，使所述控制阀芯插入到所述喷油器体的控制阀组件安装孔内并同心，使所述控制阀芯的顶面与顶杆底面接触，选配所述调整垫，使所述调整垫与所述控制阀芯之间留有第二距离，使所述控制阀弹簧垫的外周面与所述控制阀组件安装孔的孔面之间留有第三间隙，所述第三间隙与所述第二回油槽连通并与所述第六 回油道连通；接着将所述喷油嘴紧帽由上而下套在所述喷油嘴部件、喷油器体部件上并拧紧。

电磁铁部件，电磁铁部件包括电磁铁、电磁铁弹簧、电磁铁弹簧垫圈、衔铁组件、缓冲弹簧、电磁铁紧帽、O型密封圈、电磁铁垫圈，其中衔铁组件由衔铁和衔铁杆组成一对精密配合的偶件。

所述电磁铁上设置有O型密封圈槽、调压螺栓安装孔、衔铁组件安装孔、电磁铁垫圈安装面。

所述衔铁上设置有缓冲弹簧安装面；

装配时先将所述电磁铁倒过来，将所述O型密封圈安装在所述电磁铁O型密封圈槽内，接着将所述电磁铁弹簧、电磁铁弹簧垫圈、配磨好的衔铁组件依次安放在所述衔铁组件安装孔内，使所述电磁铁弹簧的顶面与所述衔铁组件安装的孔底面接触，使所述电磁铁弹簧的底面与所述电磁铁弹簧垫圈的顶面接触，使所述衔铁杆的顶面与所述电磁铁弹簧垫圈的底面接触；再将所述电磁铁垫圈套在所述电磁铁上，使所述电磁铁垫圈的上表面与所述电磁铁垫圈安装面接触；再将所述缓冲弹簧套在所述衔铁头部的外表面上，使所述缓冲弹簧的上表面与所述缓冲弹簧安装面接触；

接着将所述电磁阀部件安装在所述喷油器体的电磁阀部件安装孔内，使所述电磁铁、衔铁的外周面与所述喷油器体的第一电磁阀部件安装中间孔的孔壁之间留有第四间隙，所述第四间隙与所述第四回油道、第五回油道、第六回油道连通，使所述电磁铁垫圈的底面与所述电磁阀部件安装上孔的孔底面接触，重新选配电磁铁垫圈，使所述电磁铁与衔铁之间留有第三距离，使所述衔铁的头部插入到所述电磁阀部件安装下孔内并同心，使所述衔铁杆的底面与所述顶杆的顶面相接触，使所述缓冲弹簧的底面与所述第二电磁阀部件安装中间孔的孔底面接触，最后将所述电磁铁紧帽套在电磁铁部件上拧紧。

在本发明的一个优选实例中，所述盛油槽为葫芦形盛油槽。

在本发明的一个优选实例中，所述第二回油槽为蝶形回油槽。

在本发明的一个优选实例中，所述喷油器体的下底面为精密加工表面；

在本发明的一个优选实例中，所述控制阀座的顶面和底面为精密加工表面；

在本发明的一个优选实例中，所述孔板的顶面和底面为精密加工表面；

在本发明的一个优选实例中，所述针阀体的上顶面为精密加工表面。

在本发明的一个优选实例中，所述控制阀座的第二密封锥面的锥角要小于所述控制阀座上的第一密封锥面的锥角，在电磁铁不通电时，高压油腔所受的轴向作用力为零。

由于采用了如上的技术方案，本发明与现有的共轨喷油器相比，具有如下优点：

1、本发明的高压喷油器没有其他传统共轨喷油器的进油管接头，可减少喷油器的泄漏风险。

2、本发明的高压喷油器的控制阀组件设计成平衡阀结构，能大大提高电控喷油器的响应速度。

3、本发明的高压喷油器的喷油嘴偶件间隙进、出口的压差远远小于传统共轨喷油器喷油嘴偶件间的进、出口的压差，能大大减小通过喷油嘴偶件的动态泄漏量；

4、本发明的高压喷油器的高压密封表面的设计能有效减小静态泄漏量。相比传统的共轨喷油器靠降低偶件的零件尺寸公差精度及磨损来减小泄漏量的方法，这种通过控制精密表面公差精度的方法更容易实现，因此本发明能大大降低加工难度和工艺成本，同时能有效的提高系统的密封性和可靠性。

附图说明

图1为本发明应用于高压共轨燃油喷射系统的高压喷油器结构示意图。

图2为本发明喷油器体底面结构示意图。

图3为图1中A处局部放大示意图。

图4为本发明应用于高压共轨燃油喷射系统的高压喷油器的控制阀座底面结构示意图。

图5为本发明应用于高压共轨燃油喷射系统的高压喷油器的孔板顶面结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1、图2和图4,图中所示的一种应用于高压共轨燃油喷射系统的高压喷油器，由喷油器体部件、喷油嘴部件、电磁铁部件装配而成，具体结构如下：

喷油器体部件100包括喷油器体110、缝隙式滤芯120、上镶套130、钢球140、顶杆150、调整垫160、下镶套130a。

在喷油器体110上设置有上外螺纹110a、进油孔110b以及下外螺纹110c，上、下外螺纹110a、110c分别设置在喷油器体110上、下端的外圆面上，进油孔110b设置在喷油器体110中部。

在喷油器体110内设置有进油道110d、第一回油道110e、第二回油道110f、第三回油道、第四回油道110h、第五回油道110i、第六回油道110j、电磁阀部件安装孔、上镶套安装孔110k、顶杆安装孔110l、下镶套安装孔110m和控制阀组件安装孔110n，其中电磁阀部件安装孔、上镶套安装孔110k、顶杆安装孔110l、下镶套安装孔110m和控制阀组件安装孔110n同轴设置，电磁阀部件安装孔由同轴设置且孔径依次减小的电磁阀部件安装上孔110o、第一电磁阀部件安装中间孔110p、第二电磁阀部件安装中间孔110q和电磁阀部件安装下孔110r组成，且在电磁阀部件安装上孔110o的孔底面上设置有径向的第一回油槽110s；喷油器体110的下底面上设置有第二回油槽110t和若干底定位孔110u。喷油器体110的下底面为精密加工表面，第二回油槽110t为蝶形回油槽。

进油道110d的入口与进油孔110b的孔底连通，出口与喷油器体110底面连通

第一回油道110e、第二回油道110f、第三回油道与顶杆安装孔110l的轴线垂直设置，三者的出口位置均与喷油器体110的外周面连通，其中第一回油道110e设置在第二回油道110f、第三回油道的上方，且第二回油道110f和第三回油道设置在靠近控制阀组件安装孔的位置且水平布置，第一回油道110e、第二回油道110f的入口分别与顶杆安装孔110l的上、下部连通；

第四回油道110h、第五回油道110i、第六回油道110j与顶杆安装孔110l的轴线平行设置，第四回油道110h的入口与第一回油槽110s连通，出口与第 一回油道110e连通；第五回油道110i的入口与第二电磁阀部件安装中间孔110q、电磁阀部件安装下孔110r孔壁连通，出口与第二回油道110f的中间位置连通且与第一回油道110e贯通；第六回油道110j一端与第二电磁阀部件安装中间孔110q、电磁阀部件安装下孔110r的孔壁连通，另一端与第二回油槽110t连通且与第三回油道贯通。

装配时，先将钢球140部分敲入第一回油道110e内，使钢球140至少有一部分是高出第一回油道110e的出口位置，再将缝隙式滤芯120装入进油孔110b内、上镶套130敲入上镶套安装孔110k内，使上镶套130的底面与上镶套安装孔110k的孔底面接触，接着将喷油器体110倒过来，将下镶套130a、调整垫160分别安装在下镶套安装孔110m、控制阀组件安装孔110n内，使下镶套130的底面与下镶套安装孔110m的孔底面接触，顶面与调整垫160的上端面接触，即上、下镶套成对安装，使调整垫160的外周面与控制阀组件安装孔110n的孔面之间留有间隙h1；接着将顶杆150插入到顶杆安装孔110l内，顶杆150外周面与顶杆安装孔110l的孔面之间留有间隙h2，且间隙h2分别与第一回油道100e、第二回油道100f连通；

喷油嘴部件200包括喷油嘴偶件210、喷油嘴紧帽220、孔板230、调压弹簧240、控制阀组件250，其中喷油嘴偶件由针阀体211、针阀212组成，控制阀组件250由控制阀座251、控制阀芯252、控制阀弹簧253、控制阀弹簧垫254以及挡圈255组成。

参见图1、图3和图4，控制阀座251的顶面和底面均为精密加工面，其内设置有控制阀芯安装孔251a，该控制阀芯安装孔与控制阀座251顶面之间通过密封锥面251b过渡连接，在控制阀座251内还设置有第一过渡进油油道251c、过渡油槽251d、第一进油过道251e、第一出油过道251f，其中第一过渡进油过道251c的入口与控制阀座251顶面连通，出口与过渡油槽251d连通，第一进油过道251e的入口与控制阀座251的底面连通，出口与控制阀芯安装孔251a连通；第一出油过道251f的上口与控制阀座251的顶面连通，下口与控制阀座251底面的连通；控制阀座251的顶面和底面上配置有与喷油器体110的底定位孔110u位置和数量相同的过渡定位孔251g。

参见图1和图3，控制阀芯252头部设置有一挡圈槽252a，中间部位的外 轮廓由上而下依次为密封锥面252b、圆柱面252c、下圆锥面252d，密封锥面252b的锥角下雨与控制阀座251的密封锥面251b的锥角，两者配合形成密封，控制阀芯252的下端圆柱面252e上设置有若干环形圈槽252f。

参见图1和图5，孔板230的顶面和底面均为精密加工表面，内设置有第二过渡进油油道231、中心针阀插孔232、第二进油过道233、第二出油过道234，其中第二过渡进油油道231由针阀通道量孔231a和过渡进油油道孔231b组成，且过渡进油油道孔231b的内径大于针阀通道量孔231a的内径；第二进油过道233由上而下依次由进油过道孔233a、进油量孔233b和进油斜孔233c组成，其中进油过道孔233a的内径等于进油斜孔233c的内径，且均大于进油量孔233b的内径；第二出油过道234由上而下依次由出油过道孔234a、溢油量孔234b和出油斜孔234c组成，其中出油过道孔234a的内径等于出油斜孔234c的内径，且均大于溢油量孔234b的内径，且溢油量孔234b的内径大于进油量孔233b的内径；中心针阀插孔232的孔底面与进油斜孔、出油斜孔的孔底连通，孔口与孔板230的底面连通；孔板230的顶面配置有与控制阀座过渡定位孔位置和数量相同的上定位孔235和盛油槽236，盛油槽236为葫芦形盛油槽；孔板230的底面配置有下定位孔237。

参见图1，针阀体211的上顶面为精密加工表面，其上配置有与孔板230的下定位孔位置和数量相同的上定位孔(图中未示出)，针阀体211内轴向设置有针阀安装孔211a、盛油腔211b、针阀囊腔211c，针阀安装孔211a与针阀囊腔211b之间通过密封锥面211d过渡连接；针阀体211内还设置有第三进油过道211e，其入口与针阀体211的顶面连通，出口与盛油腔211b连通。

针阀212包括由第一杆段212a、第二杆段212b、和第三杆段212c组成的阀杆部和位于阀杆部一端的阀针部212d，阀杆部的第三杆段212c与阀针部212d通过密封锥面212e过渡连接，密封锥面212e与针阀体211的密封锥面211d配合形成密封；第一杆段212a和第二杆段212b之间形成阀肩面212f。

装配时，首先将针阀212插入针阀体211的针阀安装孔211a内，组成一对精密喷油嘴偶件。

接着将控制阀芯252插入到控制阀座251上的控制阀芯安装孔251a内，控制阀芯下端圆柱面252e与控制阀芯安装孔251a形成小间隙的偶件配合；且控 制阀芯252的密封锥面252b至少有一部分是位于控制阀座251的密封锥面251b的小端上方；控制阀芯252的密封锥面252b的部分锥形密封面、圆柱面252c、下圆锥面252d、以及下端部分圆柱面252e与控制阀芯安装孔251a的孔面之间形成一高压油腔256，该高压油腔256与控制阀座251中的第一进油过道251e连通；然后将控制阀弹簧253、控制阀弹簧垫254、挡圈255依次安放在控制阀座251的顶面上方组成控制阀组件250，使控制阀弹簧253的底面与控制阀座251的顶面接触，控制阀弹簧253的顶面与控制阀弹簧垫254的底面接触，控制阀弹簧垫254的顶面与挡圈255的底面接触，挡圈255卡入挡圈槽252a内。

接着将调压弹簧240安放在喷油嘴偶件210上，将若干孔板定位销(图中未示出)插入到孔板230底面的下定位孔内，接着将孔板230安放在针阀体211的顶面上，并使若干孔板定位销(图中未示出)插入到针阀体上定位孔内(图中未示出)对针阀体211进行定位，使针阀212的第一杆段212a插入到孔板230的中心针阀插孔232内并同心，使针阀212上端面与中心针阀插孔232的底面之间的距离为△1，使针阀体211内的第三进油过道211b的入口与孔板230上的第二过渡进油油道孔231的下口对齐，使调压弹簧240的上端面与孔板230的中心针阀插孔232的孔底面接触，下端搭接在针阀212的阀肩面212f上，使针阀212的密封锥面212e在调压弹簧240的作用下贴合在针阀体211的密封锥面211d上。

接着将控制阀组件250安装在孔板230的顶面上，使若干控制阀组件定位销(图中未示出)穿过控制阀座过渡定位孔251g对控制阀组件进行定位，使控制阀座251内的第一过渡进油油道251c的下口与孔板230内的第二过渡进油油道231的上口对齐，使控制阀座251底面的过渡油槽251d与孔板230的第二进油过道233连通，使控制阀座251内的第一进油过道251e的下口与孔板230的第二出油过道234的上口对齐，使控制阀座251内的第一出油过道251f的下口与孔板230的盛油槽236连通。

然后将喷油器体部件100安装在控制阀座251的顶面上，使若干控制阀组件定位销(图中未示出)插入到喷油器体110底定位孔110u内对喷油器体部件100进行定位，使控制阀座的第一过渡进油油道251c的上口与喷油器体110的进油道110d的出口对齐，使控制阀芯252插入到喷油器体110的控制阀组件安 装孔110n内并同心，使控制阀芯252的顶面与顶杆150底面接触，选配调整垫160，使调整垫160的底面与控制阀芯252的顶面之间的距离为△2，使控制阀弹簧垫254的外周面与控制阀组件安装孔110n的孔面之间留有间隙h3，该间隙h3与喷油器体110底面的第二回油槽110t连通并与第六回油道110j连通；接着将喷油嘴紧帽220由上而下套在喷油嘴部件200、喷油器体部件100上并拧紧。

电磁铁部件300包括电磁铁310、电磁铁弹簧320、电磁铁弹簧垫圈330、衔铁组件340、缓冲弹簧350、电磁铁紧帽360、O型密封圈370、电磁铁垫圈380，其中衔铁组件340由衔铁341和衔铁杆342组成一对精密配合的偶件。

电磁铁上设置有O型密封圈槽310a、调压螺栓安装孔310b、衔铁组件安装孔310c、电磁铁垫圈安装面310d；衔铁241上设置有缓冲弹簧安装面241a。

装配时先将电磁铁310倒过来，将O型密封圈370安装在电磁铁O型密封圈槽310a内，接着将电磁铁弹簧320、电磁铁弹簧垫圈330、配磨好的衔铁组件340依次安放在衔铁组件安装孔310c内，使电磁铁弹簧320的顶面与衔铁组件安装310c的孔底面接触，使电磁铁弹簧320的底面与电磁铁弹簧垫圈330的顶面接触；使衔铁杆342的顶面与所述电磁铁弹簧垫圈330的底面接触；再将电磁铁垫圈380套在所述电磁铁上，使电磁铁垫圈380的上表面与电磁铁垫圈安装面310d接触；再将所述缓冲弹簧350套在衔铁341头部的外表面上，使所述缓冲弹簧的上表面与所述缓冲弹簧安装面241a接触。

接着将电磁阀部件300安装在喷油器体110的电磁阀部件安装孔内，使电磁铁310、衔铁341的外周面与喷油器体的第一电磁阀部件安装中间孔110p的孔壁之间留有间隙h4，该间隙h4与喷油器体的第四回油道110h、第五回油道110i、第六回油道110j连通，使电磁铁垫圈380的底面与电磁阀部件安装上孔110o的孔底面接触，重新选配电磁铁垫圈380，使电磁铁与衔铁之间的距离为△3，使衔铁341的头部插入到电磁阀部件安装下孔110r内并同心，使衔铁杆342的底面与顶杆150的顶面相接触，使缓冲弹簧350的底面与第二电磁阀部件安装中间孔110q的孔底面接触，最后将电磁铁紧帽360套在电磁铁部件300上拧紧。

本发明的喷油器的工作过程如下：参见图1，共轨管内的高压燃油经进油孔110b中的缝隙式滤芯120过滤后，经过喷油器体110的进油道110e和控制阀座 第一过渡进油油道251c、过渡油槽251d后分成两路，一路经第二过渡进油油道231的针阀通道量孔231a、过渡进油油道孔231b、第三进油过道211e进入针阀体盛油腔211b并不断充满盛油腔211b，另一路经第二进油过道233的进油过道孔233a、进油量孔233b、进油斜孔233c进入中心针阀插孔232作用并在针阀212上，直至充满中心针阀插孔232后再经第二出油过道234的出油斜孔234c、溢油量孔234b、出油过道孔234a、第一进油过道251e进入高压油腔256内。由于控制阀芯252的密封锥面252b至少有一部分是位于控制阀座251密封锥面251b的小端上方，当电磁铁不通电时，高压油腔256内油压对控制阀芯252的轴向作用力为零，此时，控制阀芯252、顶杆150、衔铁组件340作为一个整体，在电磁铁弹簧力F1、缓冲弹簧力F2、控制阀弹簧力F3以及盛油槽236和控制阀组件安装孔110n内的低压燃油油压对控制阀芯的作用力F4的作用下，控制阀芯252的密封锥面252b紧紧贴合在控制阀座251的密封锥面251b上，形成一密封环带252g，同时，在调压弹簧240的弹簧力F1以及针阀所受的液压合力F5的作用下，针阀211处于关闭状态。

当喷油器电磁铁310通电时，电磁铁310对衔铁341产生的电磁力F6加上缓冲弹簧力F2要远远大于电磁铁弹簧力F1，因此衔铁组件340迅速向电磁铁310方向移动，移动的最大距离为△3，顶杆150、控制阀芯252的受力平衡被打破，顶杆150、控制阀芯252在控制阀弹簧力F3的作用下一起向电磁铁310方向运动，此时，密封环带252g立即消失，高压油腔256内燃油大部分通过控制阀芯252的密封锥面252b与控制阀座251的密封锥面251b之间的间隙、第二回油槽110t、第六回油道100j、第三回油道(图中未示出)返回发动机燃油箱，一小部分通过第二回油槽110t、控制阀组件安装孔110n、间隙h3、调整垫160的通孔和间隙h1、下镶套130的通孔、间隙h2、第二回油道110f返回发动机燃油箱。因此，中心针阀插孔232内的燃油压力迅速下降，当控制阀芯252移动的距离为△2时，即控制阀芯252的上端面与调整垫160的下端面相接触，通过控制阀芯252的燃油流通面积达到最大，中心针阀插孔232内的燃油压力进一步下降，当中心针阀插孔232内的油压下降至油压对针阀212的作用力加上调压弹簧力F5小于盛油腔211c内油压对针阀212的作用力时，针阀212开启，喷油开始，当针阀上移距离△2时，针阀上端面与中心针阀插孔232的孔底 面接触，升程达到最大。

当喷油器电磁铁310断电时，由于电磁铁弹簧力F1的设计值要远大于缓冲弹簧力F2与控制阀弹簧力F3、控制阀芯所受的液压力F4的合力，因此衔铁组件340向远离电磁铁310的方向移动，推动顶杆150、控制阀芯252克服控制阀弹簧力F3、控制阀芯上的液压力F4做功向下运动，直至控制阀芯252的密封锥面252b与控制阀座251的密封锥面251b贴合，密封环带252g重新形成，从而切断了高压油腔256内的燃油流向低压油路的通道，中心针阀插孔232内的燃油压力逐渐上升，高压油腔256内的燃油随即上升，当中心针阀插孔232内的油压升高至油压对针阀212的作用力加上调压弹簧力F5大于盛油腔211c内油压对针阀212的作用力时，针阀212开始向下运动，当针阀212移动到密封锥面212e贴合到针阀体211密封锥面211d时，针阀关闭，喷油结束。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围有所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种应用于高压共轨燃油喷射系统的高压喷油器，其特征在于，包括：

喷油器体部件，所述喷油器体部件包括喷油器体、缝隙式滤芯、上镶套、钢球、顶杆、调整垫、下镶套；

所述喷油器体上设置有上外螺纹、进油孔以及下外螺纹，所述上、下外螺纹分别设置在喷油器体上、下端的外圆面上，所述进油孔设置在喷油器体中部；在所述喷油器体内设置有进油道、第一回油道、第二回油道、第三回油道、第四回油道、第五回油道、第六回油道、电磁阀部件安装孔、上镶套安装孔、顶杆安装孔、下镶套安装孔以及控制阀组件安装孔，所述电磁阀部件安装孔、上镶套安装孔、顶杆安装孔、下镶套安装孔与所述控制阀组件安装孔同轴设置，其中电磁阀部件安装孔由同轴设置且孔径依次减小的电磁阀部件安装上孔、第一电磁阀部件安装中间孔、第二电磁阀部件安装中间孔和电磁阀部件安装下孔组成，且在电磁阀部件安装上孔的孔底面上设置有径向的第一回油槽；所述喷油器体的下底面上设置有第二回油槽和若干底定位孔；

所述进油道的入口与所述进油孔的孔底连通，该进油道的出口与所述喷油器体底面连通；所述第一回油道、第二回油道、第三回油道与顶杆安装孔的轴线垂直设置，所述第一回油道、第二回油道、第三回油道的出口位置均与所述喷油器体的外周面连通，所述第一回油道设置在第二回油道、第三回油道的上方，且第二回油道和第三回油道设置在靠近所述控制阀组件安装孔的位置且水平布置，所述第一回油道、第二回油道的入口分别与所述顶杆安装孔的上、下部连通；

所述第四回油道、第五回油道、第六回油道与所述顶杆安装孔的轴线平行设置，所述第四回油道的入口与所述第一回油槽连通，该第四回油道的出口与所述第一回油道连通；所述第五回油道的入口与所述第二电磁阀部件安装中间孔、电磁阀部件安装下孔的孔壁连通，所述第五回油道的出口与所述第二回油道的中间位置连通且与所述第一回油道贯通；所述第六回油道的一端与所述第二电磁阀部件安装中间孔、电磁阀部件安装下孔的孔壁连通，该第六回油道的另一端与所述第二回油槽连通且与所述第三回油道贯通；

装配时，先将所述钢球部分敲入所述第一回油道内，使所述钢球至少有一部分是高出所述第一回油道的出口位置，再将所述缝隙式滤芯装入所述进油孔内，所述上镶套敲入所述上镶套安装孔内，使所述上镶套的底面与所述上镶套安装孔的孔底面接触；接着将所述喷油器体倒过来，将所述下镶套、调整垫分别安装在所述下镶套安装孔和控制阀组件安装孔内，使所述下镶套的底面与所述下镶套安装孔的孔底面接触，所述下镶套的顶面与所述调整垫的上端面接触，即所述上、下镶套成对安装，使所述调整垫的外周面与所述控制阀组件安装孔的孔面之间留有第一间隙；接着将所述顶杆插入到所述顶杆安装孔内，使所述顶杆外周面与所述顶杆安装孔的孔面之间留有第二间隙，所述第二间隙分别与所述第一回油道、第二回油道连通；

喷油嘴部件，所述喷油嘴部件包括喷油嘴偶件、喷油嘴紧帽、孔板、调压弹簧、控制阀组件，其中所述喷油嘴偶件由针阀体、针阀组成，所述控制阀组件由控制阀座、控制阀芯、控制阀弹簧、控制阀弹簧垫以及挡圈组成；

所述控制阀座内设置有控制阀芯安装孔，该控制阀芯安装孔与所述控制阀座的顶面之间通过第一密封锥面过渡连接；在所述控制阀座内还设置有第一过渡进油油道、过渡油槽、第一进油过道、第一出油过道；所述第一过渡进油油道的入口与所述控制阀座的顶面连通，所述第一过渡进油油道的出口与所述过渡油槽连通，所述第一进油过道的入口与所述控制阀座的底面连通，所述第一进油过道的出口与所述控制阀芯安装孔连通，所述第一出油过道的上口与所述控制阀座的顶面连通，所述第一出油过道的下口与所述控制阀座的底面连通；在所述控制阀座的顶面和底面上配置有与所述的喷油器体底定位孔位置和数量相同的过渡定位孔；

所述控制阀芯的头部设置有一挡圈槽，中间部位的外轮廓由上而下依次为第二密封锥面、圆柱面、下圆锥面，所述第二密封锥面与所述控制阀座的第一密封锥面配合形成密封，所述控制阀芯下端的圆柱面上设置有若干环形圈槽；

所述孔板内设置有第二过渡进油油道、中心针阀插孔、第二进油过道、第二出油过道，所述第二过渡进油油道由针阀通道量孔和过渡进油油道孔组成，其中所述过渡进油油道孔的内径大于所述针阀通道量孔的内径；所述第二进油过道由上而下依次由进油过道孔、进油量孔和进油斜孔组成，所述进油过道孔的内径等于所述进油斜孔的内径且均大于所述进油量孔的内径；所述第二出油过道由上而下依次由出油过道孔、溢油量孔、出油斜孔组成，所述出油过道孔的内径等于所述出油斜孔的内径且均大于所述溢油量孔的内径，所述溢油量孔的内径大于所述进油量孔的内径；所述中心针阀插孔的孔底面与所述进油斜孔、出油斜孔的孔底连通，所述中心针阀插孔的孔口与所述孔板的底面连通；所述孔板的顶面配置有与所述控制阀座过渡定位孔位置和数量相同的上定位孔和盛油槽；所述孔板的底面配置有下定位孔；

所述针阀体的上顶面配置有与所述孔板下定位孔位置和数量相同的上定位孔，所述针阀体内轴向设置有针阀安装孔、盛油腔、针阀囊腔，所述针阀安装孔与针阀囊腔之间通过第三密封锥面过渡连接；所述针阀体内还设置有第三进油过道，所述第三进油过道的入口与所述针阀体的顶面连通，所述第三进油过道的出口与所述盛油腔连通；

所述针阀包括由第一杆段、第二杆段、第三杆段组成的阀杆部和位于所述阀杆部一端的阀针部，所述阀杆部与所述阀针部通过第四密封锥面过渡连接，所述第四密封锥面与所述针阀体的第三密封锥面配合形成密封；所述第一杆段和第二杆段之间形成一阀肩面；

装配时，首先将所述针阀插入到所述针阀安装孔内，组成一对精密喷油嘴偶件；

接着将所述控制阀芯插入到所述控制阀座上的控制阀芯安装孔内，所述控制阀芯下端的圆柱面与所述控制阀芯安装孔形成小间隙的偶件配合，且所述控制阀芯的第二密封锥面至少有一部分是位于所述控制阀座的第一密封锥面的小端上方；所述控制阀芯的第二密封锥面的部分密封锥面、圆柱面、下圆锥面、以及下端部分圆柱面与所述控制阀芯安装孔的孔面之间形成一高压油腔，所述高压油腔与所述控制阀座中的第一进油过道连通；然后将所述控制阀弹簧、控制阀弹簧垫、挡圈依次安放在所述控制阀座的顶面上方组成控制阀组件，使控制阀弹簧的底面与控制阀座的顶面接触，控制阀弹簧的顶面与控制阀弹簧垫的底面接触，控制阀弹簧垫的顶面与挡圈的底面接触，挡圈卡入挡圈槽内；

接着将调压弹簧安放在所述喷油嘴偶件上，将若干孔板定位销插入到所述孔板底面的下定位孔内，接着将所述孔板安放在所述针阀体的顶面上，并使若干孔板定位销插入到所述针阀体上定位孔内对所述针阀体进行定位，使所述针阀第一杆段插入到所述孔板的中心针阀插孔内并同心，使所述针阀上端面与所述中心针阀插孔的底面之间留有第一距离，使所述针阀体内的第三进油过道的入口与所述孔板上的第二过渡进油油道孔的下口对齐，使所述调压弹簧的上端面与所述孔板的中心针阀插孔的孔底面接触，下端搭接在所述针阀的阀肩面上，使所述针阀第四密封锥面在所述调压弹簧的作用下贴合在所述针阀体第三密封锥面上；

接着将所述控制阀组件安装在所述孔板的顶面上，使若干控制阀组件定位销穿过所述控制阀座过渡定位孔对所述控制阀组件进行定位，使所述控制阀座内的第一过渡进油油道的下口与所述孔板内的第二过渡进油油道的上口对齐，使所述控制阀座底面的过渡油槽与所述孔板的第二进油过道连通，使所述控制阀座内的第一进油过道的下口与所述孔板的第二出油过道的上口对齐，使所述控制阀座内的第一出油过道的下口与所述孔板的盛油槽连通；

然后将所述喷油器体部件安装在所述控制阀座的顶面上，使若干控制阀组件定位销插入到所述喷油器体底定位孔内对所述喷油器体部件进行定位，使所述控制阀座的第一过渡进油油道的上口与所述喷油器体的进油道的出口对齐，使所述控制阀芯插入到所述喷油器体的控制阀组件安装孔内并同心，使所述控制阀芯的顶面与顶杆底面接触，选配所述调整垫，使所述调整垫与所述控制阀芯之间留有第二距离，使所述控制阀弹簧垫的外周面与所述控制阀组件安装孔的孔面之间留有第三间隙，所述第三间隙与所述第二回油槽连通并与所述第六回油道连通；接着将所述喷油嘴紧帽由上而下套在所述喷油嘴部件、喷油器体部件上并拧紧；

电磁铁部件，电磁铁部件包括电磁铁、电磁铁弹簧、电磁铁弹簧垫圈、衔铁组件、缓冲弹簧、电磁铁紧帽、O型密封圈、电磁铁垫圈，其中衔铁组件由衔铁和衔铁杆组成一对精密配合的偶件；

所述电磁铁上设置有O型密封圈槽、调压螺栓安装孔、衔铁组件安装孔、电磁铁垫圈安装面；

所述衔铁上设置有缓冲弹簧安装面；

装配时先将所述电磁铁倒过来，将所述O型密封圈安装在所述电磁铁O型密封圈槽内，接着将所述电磁铁弹簧、电磁铁弹簧垫圈、配磨好的衔铁组件依次安放在所述衔铁组件安装孔内，使所述电磁铁弹簧的顶面与所述衔铁组件安装的孔底面接触，使所述电磁铁弹簧的底面与所述电磁铁弹簧垫圈的顶面接触，使所述衔铁杆的顶面与所述电磁铁弹簧垫圈的底面接触；再将所述电磁铁垫圈套在所述电磁铁上，使所述电磁铁垫圈的上表面与所述电磁铁垫圈安装面接触；再将所述缓冲弹簧套在所述衔铁头部的外表面上，使所述缓冲弹簧的上表面与所述缓冲弹簧安装面接触；

接着将所述电磁阀部件安装在所述喷油器体的电磁阀部件安装孔内，使所述电磁铁、衔铁的外周面与所述喷油器体的第一电磁阀部件安装中间孔的孔壁之间留有第四间隙，所述第四间隙与所述第四回油道、第五回油道、第六回油道连通，使所述电磁铁垫圈的底面与所述电磁阀部件安装上孔的孔底面接触，重新选配电磁铁垫圈，使所述电磁铁与衔铁之间留有第三距离，使所述衔铁的头部插入到所述电磁阀部件安装下孔内并同心，使所述衔铁杆的底面与所述顶杆的顶面相接触，使所述缓冲弹簧的底面与所述第二电磁阀部件安装中间孔的孔底面接触，最后将所述电磁铁紧帽套在电磁铁部件上拧紧。

2.如权利要求1所述的应用于高压共轨燃油喷射系统的高压喷油器，其特征在于，所述盛油槽为葫芦形盛油槽。

3.如权利要求1所述的应用于高压共轨燃油喷射系统的高压喷油器，其特征在于，所述第二回油槽为蝶形回油槽。

4.如权利要求1所述的应用于高压共轨燃油喷射系统的高压喷油器，其特征在于，所述喷油器体的下底面为精密加工表面。

5.如权利要求1所述的应用于高压共轨燃油喷射系统的高压喷油器，其特征在于，所述控制阀座的顶面和底面为精密加工表面。

6.如权利要求1所述的应用于高压共轨燃油喷射系统的高压喷油器，其特征在于，所述孔板的顶面和底面为精密加工表面。

7.如权利要求1所述的应用于高压共轨燃油喷射系统的高压喷油器，其特征在于，所述针阀体的上顶面为精密加工表面。

8.如权利要求1所述的应用于高压共轨燃油喷射系统的高压喷油器，其特征在于，所述控制阀座的第二密封锥面的锥角要小于所述控制阀座上的第一密封锥面的锥角，在电磁铁不通电时，高压油腔所受的轴向作用力为零。

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