CN106704067B - 弱泄漏防回油燃料喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及弱泄漏防回油燃料喷射装置，包括喷油器体、节流孔板、控制阀座、衔铁、阀芯、调整垫片、衔铁预紧弹簧、电磁铁紧帽、电磁铁组件、行程调整环、控制活塞、预紧弹簧、过渡块、油嘴偶件和油嘴紧帽；其特征在于：还包括密封垫、控制盘、控制盘预紧弹簧和衔铁导向套；密封垫套在阀芯上部并位于调整垫片下方，控制活塞头部周圈设有环形台阶，控制盘预紧弹簧套置于控制活塞头部的环形台阶处，控制盘置于控制盘预紧弹簧上部，控制盘上表面与节流孔板接触配合。本发明能够解决控制阀运动产生磨损所造成的密封泄漏量增大的问题，提高电控喷油器的使用寿命，同时减少电控喷油器的回油量，降低高压能耗损失，提高机械效率。

Description

弱泄漏防回油燃料喷射装置

技术领域

本发明涉及一种弱泄漏防回油燃料喷射装置，属于内燃机特别是高压共轨燃油系统技术领域。

背景技术

燃料喷射装置是高压共轨燃油喷射系统的关键部件，现在燃料喷射装置的喷射压力要求不断提高，控制阀密封处的液压力也随着提高，控制阀处的预紧力就相应增大，这样会影响电磁阀的响应。

现有技术中，为解决减小预紧力的问题，控制阀多数是采用平面阀密封，以增大接触面积；或者控制阀密封端在轴向上不受液压力，仅受径向力。这种控制阀结构可以使用很小的预紧力就可以密封很高的液压力，如DE102006050033（A1）文献所示结构，但此类控制阀运动频繁，控制阀的滑动件易磨损，长时间使用导致密封泄漏。又如WO2009121647（A1）文献中所述，其结合部分之间运动产生磨损，造成密封泄漏，大大降低了喷油器的可靠性，影响喷油器的使用寿命。总的来说，现有技术中并未对上述问题提供解决方案，而且现在燃料喷射装置的压力不断提高，为降低高压能耗损失，还应减少燃料喷射装置的回油量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种弱泄漏防回油燃料喷射装置，其结构设计合理，能够解决控制阀运动产生磨损所造成的密封泄漏量增大的问题，提高电控喷油器的使用寿命，同时减少电控喷油器的回油量，降低高压能耗损失，提高机械效率。

按照本发明提供的技术方案：弱泄漏防回油燃料喷射装置，包括喷油器体、节流孔板、控制阀座、衔铁、阀芯、调整垫片、衔铁预紧弹簧、电磁铁紧帽、电磁铁组件、行程调整环、控制活塞、预紧弹簧、过渡块、油嘴偶件和油嘴紧帽；所述控制阀座装配在喷油器体上部的腔室内并与之螺纹连接，所述节流孔板被固定在控制阀座与喷油器体之间；所述控制活塞装配在喷油器体的中心通孔内，控制活塞上部与喷油器体的中心通孔为偶件配合；所述衔铁设有中孔，所述阀芯下部置于衔铁中孔中；所述阀芯上部套装调整垫片和衔铁预紧弹簧并置于电磁铁组件内，所述电磁铁紧帽螺纹连接在喷油器体上端，电磁铁紧帽将电磁铁组件和喷油器体固定连接在一起，电磁铁组件与喷油器体之间设置行程调整环；所述衔铁下端面与节流孔板上端面在衔铁预紧弹簧压紧力作用下接触密封；所述预紧弹簧套在控制活塞上，预紧弹簧上端与喷油器体连接，预紧弹簧下端与控制活塞连接；所述油嘴紧帽螺纹连接在喷油器体下端，油嘴紧帽将过渡块、油嘴偶件和喷油器体固定连接在一起；其特征在于：还包括密封垫、控制盘、控制盘预紧弹簧和衔铁导向套；所述阀芯上部和阀芯下部均为圆柱形，阀芯上部外径小于阀芯下部外径，阀芯上部与阀芯下部的过渡结合处为阀芯台阶部，所述调整垫片和预紧弹簧套装于阀芯上部，调整垫片位于预紧弹簧之下，预紧弹簧上端与阀芯连接；所述阀芯台阶部上表面低于衔铁上端面0.05mm~0.9mm；所述密封垫套在阀芯上部并位于调整垫片下方，密封垫下端面设有环形凹槽，所述环形凹槽将密封垫下端面划分为内环部分和外环部分，所述内环部分压紧阀芯台阶部表面，所述外环部分压紧衔铁上表面；所述衔铁导向套为T形，其包括基部和导向部，衔铁导向套的导向部置于衔铁中孔内并为偶件配合，衔铁导向套的基部固定于控制阀座与节流孔板之间；所述控制活塞上端周圈设有环形台阶，所述控制盘预紧弹簧套置于控制活塞头部的环形台阶处，所述控制盘置于控制盘预紧弹簧上部，控制盘上表面与节流孔板接触配合。

作为本发明的进一步改进，所述密封垫包括垫片、骨架和弹性基质，所述垫片的至少底面附设骨架，所述骨架上嵌有弹性基质；所述弹性基质为氟橡胶或者为聚四氟乙烯；所述骨架包括至少一层金属丝网；所述金属丝网是由纵向金属丝和横向金属丝按交错穿插的方式编制而成，全部的纵向金属丝之间相互平行，全部的横向金属丝之间相互平行，纵向金属丝与横向金属丝之间的夹角为75 ~105°。

作为本发明的进一步改进，所述密封垫的内环部分为圆环形，材料为氟橡胶，所述内环部分沿周向设有若干内环进锥孔和内环出锥孔，所述内环进锥孔沿进口流入方向设有锥度，所述内环出锥孔沿出口逆流出方向设有锥度，所述内环进锥孔和内环出锥孔相连通。

作为本发明的进一步改进，所述控制盘中心设有中心节流孔，所述控制盘周向设有偶数个关于中心对称的泄油孔，所述控制盘外圆周设有偶数个关于中心对称的扁位。

作为本发明的进一步改进，所述衔铁下端面设有圆环密封凸台，所述衔铁下端面的圆环密封凸台与节流孔板上端面相配合进行密封。

作为本发明的进一步改进，所述衔铁中孔与阀芯下部偶件配合间隙为0.002mm~0.010mm，所述阀芯上部与密封垫之间的间隙为0.02mm~3.00mm。

作为本发明的进一步改进，所述预紧弹簧上端与喷油器体之间设置有顶杆调整垫片，所述控制活塞与针阀之间设有顶杆，所述顶杆下端设有台阶，所述预紧弹簧套置于顶杆上，预紧弹簧下端支撑在台阶上。

作为本发明的进一步改进，所述控制阀座与衔铁之间设有回位弹簧，所述控制阀座上部设有圆环形的阀座凸台，所述回位弹簧套装在阀座凸台上。

作为本发明的进一步改进，所述衔铁包括衔铁盘和衔铁杆，所述衔铁盘为圆环形，衔铁盘上表面设有至少一条径向凹槽；所述衔铁杆为圆柱环，所述衔铁盘与衔铁杆激光焊接为一体。

作为本发明的进一步改进，所述预紧弹簧上端与阀芯之间通过销子和连接环进行连接，所述阀芯上部上端设有贯通销孔，所述连接环设有径向销孔，所述连接环套在阀芯上部上端并通过销子固定连接。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明结构设计合理，本可以避免因控制阀磨损造成泄漏量增加所导致的密封不严或者密封失效的严重问题，延长密封失效的时间，从而提高燃料喷射装置的使用寿命，降低使用成本，提高其可靠性能；而且因为增加了密封性，所以保证了控制阀开启时的泄油一致性，进而提高了喷油过程的控制精度，提高了燃油喷射一致性，同时减少了燃料喷射装置的回油，故降低了高压能耗损失，提高机械效率。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为图1中I部的结构放大示意图。

图3为图1中密封垫的结构放大示意图。

图4为图3中内环部分的细节结构放大示意图。

图5为图1中密封垫骨架的结构示意图。

图6为图1中II部的结构放大示意图。

图7为图1中控制盘的结构示意图。

图8为本发明实施例2的结构示意图。

图9为本发明实施例3的结构示意图。

附图标记说明：1-喷油器体、2-节流孔板、3-控制阀座、30-衔铁导向套、31-阀座凸台、4-衔铁、41-衔铁盘、411-径向凹槽、42-衔铁杆、5-阀芯、51-阀芯上部、52-阀芯下部、53-阀芯台阶部、6-密封垫、61-垫片、62-骨架、62a-纵向钢丝、62b-横向钢丝、63-弹性基质、64-环形凹槽、65-内环部分、651-内环进锥孔、652-内环出锥孔、66-外环部分、7-调整垫片、8-衔铁预紧弹簧、9-电磁铁紧帽、10-销子、11-连接环、12-电磁铁组件、13-行程调整环、14-回位弹簧、15-控制盘、151-中心节流孔、152-泄油孔、153-扁位、16-控制盘预紧弹簧、17-控制活塞、18-顶杆调整垫片、19-预紧弹簧、20-顶杆、21-过渡块、22-油嘴偶件、23-油嘴紧帽。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1~图6所示，实施例1中的弱泄漏防回油燃料喷射装置主要由喷油器体1、节流孔板2、控制阀座3、衔铁4、阀芯5、密封垫6、调整垫片7、衔铁预紧弹簧8、电磁铁紧帽9、销子10、连接环11、电磁铁组件12、行程调整环13、控制盘15、控制盘预紧弹簧16控制活塞17、预紧弹簧19、过渡块21、油嘴偶件22、油嘴紧帽23和衔铁导向套30等组成。

所述控制阀座3装配在喷油器体1上部的腔室内并与之螺纹连接，所述节流孔板2被固定在控制阀座3与喷油器体1之间；所述控制活塞17装配在喷油器体1的中心通孔内，控制活塞17上部与喷油器体1的中心通孔为偶件配合；所述衔铁4设有中孔，所述阀芯下部52置于衔铁4中孔中；所述阀芯上部51套装调整垫片7和衔铁预紧弹簧8并置于电磁铁组件12内，所述电磁铁紧帽9螺纹连接在喷油器体1上端，电磁铁紧帽9将电磁铁组件12和喷油器体1固定连接在一起，电磁铁组件12与喷油器体1之间设置行程调整环13；所述衔铁4下端面与节流孔板2上端面在衔铁预紧弹簧8压紧力作用下接触密封；所述预紧弹簧19套在控制活塞17上，预紧弹簧19上端与喷油器体1连接，预紧弹簧19下端与控制活塞17连接；所述油嘴紧帽23螺纹连接在喷油器体1下端，油嘴紧帽23将过渡块21、油嘴偶件22和喷油器体1固定连接在一起。

所述阀芯上部51和阀芯下部52均为圆柱形，阀芯上部51外径小于阀芯下部52外径，阀芯上部51与阀芯下部52的过渡结合处为阀芯台阶部53，所述调整垫片7和预紧弹簧8套装于阀芯上部51，调整垫片7位于预紧弹簧8之下，预紧弹簧8上端与阀芯5之间通过销子10和连接环11进行连接，所述阀芯上部51上端设有贯通销孔，所述连接环11设有径向销孔，所述连接环11套在阀芯上部51上端并通过销子10固定连接。

所述阀芯台阶部53上表面低于衔铁4上端面0.05mm~0.9mm；所述密封垫6套在阀芯5上部并位于调整垫片7下方，密封垫6下端面设有环形凹槽64，所述环形凹槽64将密封垫6下端面划分为内环部分65和外环部分66，所述内环部分65压紧阀芯台阶部53表面，所述外环部分66压紧衔铁4上表面。

所述衔铁导向套30为T形，其包括基部和导向部，衔铁导向套30的导向部置于衔铁4中孔内并为偶件配合，衔铁导向套30的基部固定于控制阀座3与节流孔板2之间。

所述控制活塞17上端周圈设有环形台阶，所述控制盘预紧弹簧16套置于控制活塞17头部的环形台阶处，所述控制盘15置于控制盘预紧弹簧16上部，控制盘15上表面与节流孔板2接触配合。

本实施例1中，所述密封垫6的结构如图2~图4所示，其主要由垫片61、骨架62和弹性基质63组成，所述垫片61的至少底面附设骨架62，所述骨架62上嵌有弹性基质63；所述弹性基质63为氟橡胶或者为聚四氟乙烯；所述骨架62包括至少一层金属丝网；所述金属丝网是由纵向金属丝62a和横向金属丝62b按交错穿插的方式编制而成（如图5所示），全部的纵向金属丝62a之间相互平行，全部的横向金属丝62b之间相互平行，纵向金属丝62a与横向金属丝62b之间的夹角为75 ~105°。本实施例1中，所述金属丝优选采用钢丝。本实施例1中，由于密封垫6的外环部分66是在骨架62上嵌有聚四氟乙烯，这样在保证密封垫6刚度的基础上，还具有密封补偿作用。

如图2~图4所示，本实施例1中，所述密封垫6的内环部分65为圆环形，材料为氟橡胶，所述内环部分65沿周向设有若干内环进锥孔651和内环出锥孔652，所述内环进锥孔651沿进口流入方向设有锥度，所述内环出锥孔652沿出口逆流出方向设有锥度，所述内环进锥孔651和内环出锥孔652相连通。通过采用这样的结构设计，所述内环部分65在压缩时具有密封作用，同时内环进锥孔651和内环出锥孔652在受压缩变形时，其内环进锥孔651和内环出锥孔652的结合部被压缩变形使两端不连通。

如图6、图7所示，本实施例1中，所述控制盘15中心设有中心节流孔151，所述控制盘15周向设有偶数个关于中心对称的泄油孔152，所述控制盘15外圆周设有偶数个关于中心对称的扁位153。

如图1所示，所述衔铁4下端面设有圆环密封凸台，所述衔铁4下端面的圆环密封凸台与节流孔板2上端面相配合进行密封。

所述衔铁4中孔与阀芯下部52偶件配合间隙为0.002mm~0.010mm，所述阀芯上部51与密封垫6之间的间隙为0.02mm~3.00mm。

实施例1中弱泄漏防回油燃料喷射装置的具体工作过程如下：

当弱泄漏防回油燃料喷射装置不喷油时，电磁铁组件12不工作，衔铁预紧弹簧8压紧调整垫片7，密封垫6的外环部分66间接压紧衔铁4，密封垫6的内环部分65在作用力下，发生弹性变形，对阀芯台阶部53进行密封，内环进锥孔651和内环出锥孔652的结合部压缩变形，使内环进锥孔651外围的环形凹槽64的腔体中的油液与内环出锥孔652外围的腔体之间油液不连通，所述衔铁4下端面的圆环密封凸台与节流孔板2上端面相配合进行密封，此时油嘴偶件22的针阀关闭；当弱泄漏防回油燃料喷射装置喷油时，电磁铁组件12产生电磁力吸合衔铁4，密封垫6的内环部分65恢复压缩变形量，内环进锥孔651和内环出锥孔652的结合部恢复一定的压缩变形，使内环进锥孔651与内环出锥孔652连通，环形凹槽64腔体中的油液经内环进锥孔651和内环出锥孔652流出，内环进锥孔651和内环出锥孔652结合部具有一定节流作用，与此同时衔铁4与节流孔板2密封处的油液泄出，控制盘15处压力降低，控制活塞17上行，油嘴偶件22的针阀开启，进行喷油。

实施例2

如图8所示，实施例2与实施例1结构基本相同，故对相似之处不再赘述。实施例2与实施例1的区别在于：实施例2中的弱泄漏防回油燃料喷射装置在预紧弹簧19上端与喷油器体1之间增设了顶杆调整垫片18；并且将实施例1中的控制活塞17缩短，在缩短后的控制活塞17与针阀之间加设了顶杆20，所述顶杆20下端设有台阶，所述预紧弹簧19套置于顶杆20上，预紧弹簧19下端支撑在台阶上。

实施例3

如图9所示，实施例3与实施例2结构基本相同，故对相似之处不再赘述。实施例3与实施例2的区别在于：实施例3中的弱泄漏防回油燃料喷射装置在控制阀座3与衔铁4之间设有回位弹簧14，所述控制阀座3上部设有圆环形的阀座凸台31，所述回位弹簧14套装在阀座凸台上。另外，实施例3中的衔铁4是由衔铁盘41和衔铁杆42组成，所述衔铁盘41为圆环形，衔铁盘41上表面设有至少一条径向凹槽411；所述衔铁杆42为圆柱环，所述衔铁盘41与衔铁杆42激光焊接为一体。

Claims (10)

1.弱泄漏防回油燃料喷射装置，包括喷油器体（1）、节流孔板（2）、控制阀座（3）、衔铁（4）、阀芯（5）、调整垫片（7）、衔铁预紧弹簧（8）、电磁铁紧帽（9）、电磁铁组件（12）、行程调整环（13）、控制活塞（17）、预紧弹簧（19）、过渡块（21）、油嘴偶件（22）和油嘴紧帽（23）；所述控制阀座（3）装配在喷油器体（1）上部的腔室内并与之螺纹连接，所述节流孔板（2）被固定在控制阀座（3）与喷油器体（1）之间；所述控制活塞（17）装配在喷油器体（1）的中心通孔内，控制活塞（17）上部与喷油器体（1）的中心通孔为偶件配合；所述衔铁（4）设有中孔，所述阀芯下部（52）置于衔铁（4）中孔中；所述阀芯上部（51）套装调整垫片（7）和衔铁预紧弹簧（8）并置于电磁铁组件（12）内，所述电磁铁紧帽（9）螺纹连接在喷油器体（1）上端，电磁铁紧帽（9）将电磁铁组件（12）和喷油器体（1）固定连接在一起，电磁铁组件（12）与喷油器体（1）之间设置行程调整环（13）；所述衔铁（4）下端面与节流孔板（2）上端面在衔铁预紧弹簧（8）压紧力作用下接触密封；所述预紧弹簧（19）套在控制活塞（17）上，预紧弹簧（19）上端与喷油器体（1）连接，预紧弹簧（19）下端与控制活塞（17）连接；所述油嘴紧帽（23）螺纹连接在喷油器体（1）下端，油嘴紧帽（23）将过渡块（21）、油嘴偶件（22）和喷油器体（1）固定连接在一起；其特征在于：还包括密封垫（6）、控制盘（15）、控制盘预紧弹簧（16）和衔铁导向套（30）；所述阀芯上部（51）和阀芯下部（52）均为圆柱形，阀芯上部（51）外径小于阀芯下部（52）外径，阀芯上部（51）与阀芯下部（52）的过渡结合处为阀芯台阶部（53），所述调整垫片（7）和预紧弹簧（8）套装于阀芯上部（51），调整垫片（7）位于预紧弹簧（8）之下，预紧弹簧（8）上端与阀芯（5）连接；所述阀芯台阶部（53）上表面低于衔铁（4）上端面0.05mm~0.9mm；所述密封垫（6）套在阀芯（5）上部并位于调整垫片（7）下方，密封垫（6）下端面设有环形凹槽（64），所述环形凹槽（64）将密封垫（6）下端面划分为内环部分（65）和外环部分（66），所述内环部分（65）压紧阀芯台阶部（53）表面，所述外环部分（66）压紧衔铁（4）上表面；所述衔铁导向套（30）为T形，其包括基部和导向部，衔铁导向套（30）的导向部套设于衔铁（4）中孔外并为偶件配合，衔铁导向套（30）的基部固定于控制阀座（3）与节流孔板（2）之间；所述控制活塞（17）上端周圈设有环形台阶，所述控制盘预紧弹簧（16）套置于控制活塞（17）头部的环形台阶处，所述控制盘（15）置于控制盘预紧弹簧（16）上部，控制盘（15）上表面与节流孔板（2）接触配合。

2.如权利要求1所述的弱泄漏防回油燃料喷射装置，其特征在于：所述密封垫（6）包括垫片（61）、骨架（62）和弹性基质（63），所述垫片（61）的至少底面附设骨架（62），所述骨架（62）上嵌有弹性基质（63）；所述弹性基质（63）为氟橡胶或者为聚四氟乙烯；所述骨架（62）包括至少一层金属丝网；所述金属丝网是由纵向金属丝（62a）和横向金属丝（62b）按交错穿插的方式编制而成，全部的纵向金属丝（62a）之间相互平行，全部的横向金属丝（62b）之间相互平行，纵向金属丝（62a）与横向金属丝（62b）之间的夹角为75 ~105°。

3.如权利要求1所述的弱泄漏防回油燃料喷射装置，其特征在于：所述密封垫（6）的内环部分（65）为圆环形，材料为氟橡胶，所述内环部分（65）沿周向设有若干内环进锥孔（651）和内环出锥孔（652），所述内环进锥孔（651）沿进口流入方向设有锥度，所述内环出锥孔（652）沿出口逆流出方向设有锥度，所述内环进锥孔（651）和内环出锥孔（652）相连通。

4.如权利要求1所述的弱泄漏防回油燃料喷射装置，其特征在于：所述控制盘（15）中心设有中心节流孔（151），所述控制盘（15）周向设有偶数个关于中心对称的泄油孔（152），所述控制盘（15）外圆周设有偶数个关于中心对称的扁位（153）。

5.如权利要求1所述的弱泄漏防回油燃料喷射装置，其特征在于：所述衔铁（4）下端面设有圆环密封凸台，所述衔铁（4）下端面的圆环密封凸台与节流孔板（2）上端面相配合进行密封。

6.如权利要求1所述的弱泄漏防回油燃料喷射装置，其特征在于：所述衔铁（4）中孔与阀芯下部（52）偶件配合间隙为0.002mm~0.010mm，所述阀芯上部（51）与密封垫（6）之间的间隙为0.02mm~3.00mm。

7.如权利要求1所述的弱泄漏防回油燃料喷射装置，其特征在于：所述预紧弹簧（19）上端与喷油器体（1）之间设置有顶杆调整垫片（18），所述控制活塞（17）与针阀之间设有顶杆（20），所述顶杆（20）下端设有台阶，所述预紧弹簧（19）套置于顶杆（20）上，预紧弹簧（19）下端支撑在台阶上。

8.如权利要求1所述的弱泄漏防回油燃料喷射装置，其特征在于：所述控制阀座（3）与衔铁（4）之间设有回位弹簧（14），所述控制阀座（3）上部设有圆环形的阀座凸台（31），所述回位弹簧（14）套装在阀座凸台上。

9.如权利要求1所述的弱泄漏防回油燃料喷射装置，其特征在于：所述衔铁（4）包括衔铁盘（41）和衔铁杆（42），所述衔铁盘（41）为圆环形，衔铁盘（41）上表面设有至少一条径向凹槽（411）；所述衔铁杆（42）为圆柱环，所述衔铁盘（41）与衔铁杆（42）激光焊接为一体。

10.如权利要求1所述的弱泄漏防回油燃料喷射装置，其特征在于：所述预紧弹簧（8）上端与阀芯（5）之间通过销子（10）和连接环（11）进行连接，所述阀芯上部（51）上端设有贯通销孔，所述连接环（11）设有径向销孔，所述连接环（11）套在阀芯上部（51）上端并通过销子（10）固定连接。