CN106762291A - 一种无静态泄漏的长针阀孔板式电控喷油器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种无静态泄漏的长针阀孔板式电控喷油器，包括电磁阀组件、喷油器体、喷嘴、长针阀、限位套、控制板、中间块、电磁阀座。本发明在喷油器体内部设计有油腔，油腔内部全部由高压燃油充满，使得针阀耦件上下两端均处在高压环境中，上下两端压差近似为零，避免了电控喷油器由内部耦件之间配合间隙的存在造成的燃油泄漏，实现了燃油的无静态泄漏，进而降低了油泵的功耗、提高了装置工作的稳定性，改善了喷油特性。在控制腔中设计有控制板，控制腔泄油前期控制板关闭中间块上的环形进油量孔，能够有效减少电控喷油器实际工作时产生的动态燃油泄漏量，从而降低燃油损耗、有效提高共轨管中的喷油压力。

Description

一种无静态泄漏的长针阀孔板式电控喷油器

技术领域

本发明涉及的是一种电磁控制喷油器，具体地说是高压共轨电磁控制喷油器。

背景技术

为满足柴油机日益提高的性能指标与排放法规，人们越来越倾向于将高压共轨系统实际应用到柴油机上，依靠高压共轨系统自身的优良特性，即喷射压力产生和喷射过程分开、能够精确地柔性控制喷油量和喷油正时。来提高柴油机的经济性、排放特性等性能，高压共轨系统已然成为燃油喷射领域中的关键技术，受到业内人士的广泛关注。在装配有高压共轨系统的柴油机的实际工作过程中，高压共轨系统部件中的电控喷油器存在燃油泄漏的缺点，燃油泄漏可以分成两个部分，一部分是由电控喷油器用于向缸内喷射的燃油因各耦件之间的配合间隙而泄漏出去即燃油的静态泄漏，另一部分是在电控喷油器工作过程中进入喷油器的高压燃油不参与向缸内喷射，经过低压油道直接返回到低压燃油箱导致泄漏出去即燃油的动态泄漏，实际工作中燃油的泄漏造成了高压燃油的浪费、额外增加了高压油泵的功耗、降低喷油压力，同时对喷油装置工作的稳定性有一定的影响。此外，电控喷油器部件中的针阀需在缸内燃油的滞燃期内缓慢开启，合理控制在燃烧前期喷入气缸的燃油量，避免气缸内最高燃烧温度过高，从而有效地降低柴油机NOX排放和燃油消耗率。

发明内容

本发明的目的在于提供燃油动态泄漏量小的一种无静态泄漏的长针阀孔板式电控喷油器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种无静态泄漏的长针阀孔板式电控喷油器，其特征是：包括喷油器体、电磁阀组件、电磁阀座、中间块、控制板、限位套、长针阀、喷嘴，电磁阀组件、电磁阀座、中间块、限位套、喷嘴自上而下安装在喷油器体里，喷油器体里设置主油道；

所述电磁阀组件包括电磁阀体、控制阀杆，电磁阀座设置在电磁阀体下方，电磁阀座和电磁阀体之间形成衔铁腔，衔铁腔里设置衔铁，电磁阀体里设置铁芯，铁芯里缠绕线圈，控制阀杆与衔铁固连，控制阀杆的上端位于铁芯里，控制阀杆的下端位于电磁阀座里，控制阀杆的顶部与其上方的铁芯之间设置阀杆复位弹簧，控制阀杆的中部与电磁阀座之间形成控制阀杆上腔；

电磁阀座下方的中间块里设置分别设置低压油道、中间油道、输油道，平衡阀杆的下端与电磁阀座以及中间块之间形成连接油道，低压油道连通低压燃油箱，中间油道连通连接油道；

限位套里安装控制板，控制板里设置出油量孔，控制板与其外侧的限位套之间形成环形侧面油道，中间块下端面与控制板之间分别形成环形进油量孔和中间孔，长针阀的上端位于限位套里，长针阀的顶部与控制板之间安装控制板复位弹簧，长针阀的下端伸入喷嘴里，控制板、限位套以及长针阀之间形成控制腔，环形进油量孔连通输油道，中间孔分别连通中间油道和出油量孔，控制腔分别连通出油量孔和环形侧面油道，长针阀上设置凸起，长针阀的凸起与限位套之间安装长针阀复位弹簧，长针阀与喷油器体之间形成油腔，长针阀与喷嘴之间形成长针阀油腔，长针阀上分别设置第一油路和第二油路，油腔分别连通主油道、输油道以及第一油路，长针阀油腔分别连通第一油路和第二油路；

喷嘴里设置盛油槽，喷嘴的端部设置喷孔，长针阀与喷孔配合控制喷孔与盛油槽的连通或断开，盛油槽连通第二油路。

本发明还可以包括：

1、线圈未通电时，控制阀杆被压在中间块上，控制阀杆上腔与连接油道相通，低压油道与中间油道以及连接油道断开，长针阀堵住喷孔；线圈通电后，控制阀杆随衔铁向上运动，控制阀杆上腔与连接油道断开，低压油道与连接油道、中间油道相通，控制腔内的燃油经出油量孔、中间油道、连接油道进入到低压油道，长针阀抬起，喷孔喷油。

本发明的优势在于：本发明在喷油器体内部设计有油腔，油腔内部全部由高压燃油充满，使得针阀耦件上下两端均处在高压环境中，上下两端压差近似为零，避免了电控喷油器由内部耦件之间配合间隙的存在造成的燃油泄漏，实现了燃油的无静态泄漏，进而降低了油泵的功耗、提高了装置工作的稳定性，改善了喷油特性。在控制腔中设计有控制板，控制腔泄油前期控制板关闭中间块上的环形进油量孔，能够有效减少电控喷油器实际工作时产生的动态燃油泄漏量，从而降低燃油损耗、有效提高共轨管中的喷油压力。此外，控制板结构的设计，使得控制腔燃油压力下降缓慢，导致长针阀在燃油滞燃期内缓慢开启，合理控制在滞燃期内喷入气缸的燃油量，避免缸内最高燃烧温度过高，从而降低了柴油机的NO_X排放与燃油消耗率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为电磁阀组件的结构示意图；

图3为控制板部分及周围油路的结构示意图。

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：

结合图1-3，本发明一种无静态泄漏的长针阀孔板式电控喷油器，它由电磁阀组件1、紧固壳体2、喷油器体3、紧帽5、喷嘴6、电磁阀座8、中间块9、控制板10、控制板复位弹簧11、限位套12、长针阀复位弹簧13、长针阀复位弹簧座14以及长针阀15组成。电磁阀座8、电磁阀组件1依次从喷油器体3上方装入，电磁阀组件1布置在电磁阀座8上，电磁阀组件1包括接线柱18、电磁阀体19、线圈20、衔铁21、止动环22、铁芯23、阀杆复位弹簧24、阀杆复位弹簧座25、密封圈26、控制阀杆27，电磁阀体19通过紧固壳体2来固定，紧固壳体2与喷油器体3之间通过螺纹连接，电磁阀体19与喷油器体3之间布置有密封圈26，利用紧固壳体2将电磁阀组件1固定在喷油器体3上方，控制阀杆27通过止动环22与衔铁21相连，控制阀杆27内置于电磁阀座8中。中间块9、控制板10、控制板复位弹簧11、限位套12、长针阀15、喷嘴6依次从喷油器体3下方装入，限位套12中心开有通孔，长针阀15上端布置在其通孔内部，控制板复位弹簧11连接在控制板10与限位套12上端之间，控制板10、限位套12、长针阀15三者围成的内部空间形成控制腔，喷油器体3内开有主油道4，喷油器体3与长针阀15所围空间形成油腔，主油道4与油腔相连通，中间块9上开有输油道28、低压油道32、中间油道33，油腔连通中间块9上输油道28，控制板10上开有连通中间油道33与控制腔的出油量孔30，长针阀15与限位套12下端之间还安装有长针阀复位弹簧13及长针阀复位弹簧座14，长针阀15下端布置在喷嘴6内，利用紧帽5将喷嘴6固定在喷油器体3下方。

电磁阀组件1、喷油器体3、喷嘴6、中间块9以及控制板10构成本发明长针阀孔板式电控喷油器的主体部分。喷油器体3内布置有主油道4，控制板10上方的中间块9内布置有输油道28、低压油道32、中间油道33，喷油器体3与长针阀15所围空间形成油腔，油腔内部充满高压燃油，主油道4、输油道28均与油腔连通，燃油经由主油道4、油腔、长针阀15上油路16进入到盛油槽17内，经由主油道4、油腔、中间块9上输油道28、环形进油量孔29，随后经过控制板10上出油量孔30和控制板10周围的环形侧面油道34可以进入到控制腔内，中间油道33通过控制板10上的出油量孔30与控制腔相连通，通过控制电磁阀组件1中的控制阀杆27的抬起落座来控制中间油道33至中间块9内低压油道32的通断，此过程对于油路的密封面，控制阀杆27采用平面密封的形式。

柴油机工作时，共轨管内高压燃油进入到电控喷油器中的主油道4，随后充满电控喷油器的整个油腔，一部分燃油经过长针阀15内油路16进入到盛油槽17中，另一部分燃油经过中间块9上输油道28、环形进油量孔29，随后经过控制板10上出油量孔30和控制板10周围的环形侧面油道34进入到控制板10、限位套12、长针阀15三者围成的控制腔中，开始时电磁阀组件1中的线圈20尚未通电，控制阀杆27阻断了中间油道33至中间块9内低压油道32的连接，此时高压燃油充满整个控制腔、喷油器油腔及中间油道33，长针阀15受到控制腔内高压燃油及长针阀复位弹簧13的向下作用力要大于长针阀15受到喷嘴6内部盛油槽17内高压燃油的向上作用力，长针阀15被压在喷嘴6上堵住喷孔7，利用电磁阀组件1中的接线柱18，柴油机电控单元开始给线圈20通电，铁芯23、衔铁21逐渐被磁化，形成经由铁芯23、气隙、衔铁21三者的闭环磁回路，衔铁21所受电磁力不断增大，最终克服阀杆复位弹簧24的预紧力、运动阻力等作用力向上运动，控制阀杆27利用止动环22固定在衔铁21上，并跟随衔铁21一起向上运动，控制阀杆27的抬起使得中间油道33与低压油道32得以连通，控制腔内的高压燃油经过控制板10的出油量孔30、中间油道33、控制阀杆27周围的连接油道31进入到低压油道32最终返回低压燃油箱中，由于控制板10的出油量孔30的作用，控制腔内部燃油压力下降速度要小于中间油道33内燃油压力下降速度，燃油缓慢地通过出油量孔30泄出，泄油前期控制板10受到控制腔内燃油的液压力要大于中间油道33燃油的液压力，控制板10仍然被顶起，此时环形进油量孔29被堵住，当控制腔内燃油压力下降到一定程度时，控制板10下降，此时环形进油量孔29才打开，减少了电控喷油器整个工作过程中燃油的动态泄漏量。当控制腔内高压燃油压力下降到一定程度后长针阀15受到盛油槽17内高压燃油压力大于控制腔内高压燃油及长针阀复位弹簧13预紧力时，长针阀15抬起，喷油器开始喷油，由于控制腔内燃油缓慢地泄出，长针阀15先缓慢地开启，随着控制腔内燃油压力的下降，开启速度逐渐加快。当电磁阀组件1中的线圈20断电，衔铁21在阀杆复位弹簧24的作用下带动控制阀杆27落座，中间油道33与低压油道32的连接重新被控制阀杆27阻断，高压燃油经由主油道4、油腔、输油道28、环形进油量孔29，随后经过控制板10上出油量孔30和控制板10周围的环形侧面油道34进入到控制腔中重新建立起高压，整个工作过程中，油腔内部由高压燃油充满，使得针阀耦件上下两端均处在高压环境中，上下两端压差近似为零，避免了电控喷油器由内部耦件之间配合间隙的存在造成的燃油泄漏，实现了燃油的无静态泄漏，长针阀15受到控制腔内高压燃油及长针阀复位弹簧13的向下合力大于长针阀15受到盛油槽17内高压燃油的向上作用力后，长针阀15迅速落座，喷油器喷油迅速停止。

由上述的工作过程可知：本发明一种无静态泄漏的长针阀孔板式电控喷油器的控制板10及其周围油路的设计促使控制板10在工作过程中始终处于动态平衡状态，控制腔泄油前期控制板10关闭中间块9上环形进油量孔29，能够有效减少电控喷油器实际工作时产生的动态燃油泄漏量，从而降低燃油损耗、有效提高共轨管中的喷油压力；在喷油器体3内部设计有油腔，油腔内部由高压燃油充满，使得针阀耦件上下两端均处在高压环境中，上下两端压差近似为零，避免了电控喷油器由内部耦件之间配合间隙的存在造成的燃油泄漏，实现了燃油的无静态泄漏，从而降低了油泵的功耗、提高了装置工作的稳定性，改善了喷油特性。长针阀15缓慢地开启，合理地控制了在滞燃期内喷入气缸的燃油量，避免缸内最高燃烧温度过高，从而降低了柴油机的NOX排放。

Claims (2)

1.一种无静态泄漏的长针阀孔板式电控喷油器，其特征是：包括喷油器体、电磁阀组件、电磁阀座、中间块、控制板、限位套、长针阀、喷嘴，电磁阀组件、电磁阀座、中间块、限位套、喷嘴自上而下安装在喷油器体里，喷油器体里设置主油道；

所述电磁阀组件包括电磁阀体、控制阀杆，电磁阀座设置在电磁阀体下方，电磁阀座和电磁阀体之间形成衔铁腔，衔铁腔里设置衔铁，电磁阀体里设置铁芯，铁芯里缠绕线圈，控制阀杆与衔铁固连，控制阀杆的上端位于铁芯里，控制阀杆的下端位于电磁阀座里，控制阀杆的顶部与其上方的铁芯之间设置阀杆复位弹簧，控制阀杆的中部与电磁阀座之间形成控制阀杆上腔；

电磁阀座下方的中间块里设置分别设置低压油道、中间油道、输油道，平衡阀杆的下端与电磁阀座以及中间块之间形成连接油道，低压油道连通低压燃油箱，中间油道连通连接油道；

限位套里安装控制板，控制板里设置出油量孔，控制板与其外侧的限位套之间形成环形侧面油道，中间块下端面与控制板之间分别形成环形进油量孔和中间孔，长针阀的上端位于限位套里，长针阀的顶部与控制板之间安装控制板复位弹簧，长针阀的下端伸入喷嘴里，控制板、限位套以及长针阀之间形成控制腔，环形进油量孔连通输油道，中间孔分别连通中间油道和出油量孔，控制腔分别连通出油量孔和环形侧面油道，长针阀上设置凸起，长针阀的凸起与限位套之间安装长针阀复位弹簧，长针阀与喷油器体之间形成油腔，长针阀与喷嘴之间形成长针阀油腔，长针阀上分别设置第一油路和第二油路，油腔分别连通主油道、输油道以及第一油路，长针阀油腔分别连通第一油路和第二油路；

喷嘴里设置盛油槽，喷嘴的端部设置喷孔，长针阀与喷孔配合控制喷孔与盛油槽的连通或断开，盛油槽连通第二油路。

2.根据权利要求1所述的一种无静态泄漏的长针阀孔板式电控喷油器，其特征是：线圈未通电时，控制阀杆被压在中间块上，控制阀杆上腔与连接油道相通，低压油道与中间油道以及连接油道断开，长针阀堵住喷孔；线圈通电后，控制阀杆随衔铁向上运动，控制阀杆上腔与连接油道断开，低压油道与连接油道、中间油道相通，控制腔内的燃油经出油量孔、中间油道、连接油道进入到低压油道，长针阀抬起，喷孔喷油。