CN106894926B - 电控燃料喷射阀的控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电控燃料喷射阀的控制阀,包括喷油器体、节流孔板、控制阀座、回位弹簧、衔铁、衔铁杆电磁铁弹簧、电磁铁组件、球座和密封小球;其特征在于:阀座上部的阀座凸台上端面设有环形槽,阻尼垫嵌置于环形槽内,阻尼垫采用弹性体材料制成,阻尼垫上设有上端敞口的盛油环槽,阻尼垫上部设有向往平展延伸的延伸部,延伸部置于阀座凸台上端面与衔铁凸台下端面之间,延伸部上表面设有若干道沿圆周方向均布的径向泄油槽,径向泄油槽内端与盛油环槽相连通。本发明能够有效解决控制阀在关闭过程中密封小球与密封锥面之间的刚性撞击,减小动态冲击应力,增加阻尼,衰减振荡,极大增加控制阀组件的使用寿命,从而提高喷油器的使用寿命。

Description

电控燃料喷射阀的控制阀
技术领域
本发明涉及一种电控燃料喷射阀的控制阀,属于内燃机特别是高压共轨燃油系统技术领域。
背景技术
控制阀是喷油器上的重要部件,能够精确控制喷油器的开启,是喷油器精确控制的关键影响因素,现在喷油器的喷射压力要求不断提高,同时此类控制阀运动频繁,撞击频繁,动态冲击应力很大。
现有技术中,为减小控制阀的动态冲击应力,不少企业都进行了技术研发。如DE19650865A1公知文献记载,该发明中的凹槽52和凸肩51一起围成了一个减振腔50,该减振腔50通过一个泄露缝隙与一个包围着它的减压腔19连接,减振腔50内充有液体,凸肩51向下运动时,压缩减振腔50内的液体,液体通过一个在这些表面之间形成的泄露缝隙排出,与此同时凸肩50受到液体向上的阻尼力。该发明的构思原理很好,然而其衔铁28升程仅有0.05mm~0.07mm,在如此之短的行程内,液体的阻尼作用很有限,并且泄露缝隙没有形成明显的节流结构,所以该发明的阻尼减振作用不显著,阻尼力不能够对抗很大的动态冲击力。又如WO2010009925A1文献所记载,该发明中的分体式衔铁31和衔铁杆上端40的肩胛部设有液力阻尼圆锥槽(图2中圆标记部分),液力阻尼同样可以起到缓冲作用,然而动态冲击应力有限,不能够减少衔铁杆42与其密封座面的碰撞磨损。
总的来说,现有技术中的液力阻尼效果有限,不能有效缓冲冲击应力,长时间使用会造成密封小球和密封锥面之间的磨损严重,降低喷油器的可靠性,影响了喷油器的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足,提供一种电控燃料喷射阀的控制阀,其结构设计合理,能够有效解决控制阀在关闭过程中密封小球与密封锥面之间的刚性撞击,减小动态冲击应力,增加阻尼,衰减振荡,极大增加控制阀组件的使用寿命,从而提高喷油器的使用寿命。
按照本发明提供的技术方案:电控燃料喷射阀的控制阀,包括喷油器体、节流孔板、控制阀座、回位弹簧、衔铁、衔铁杆电磁铁弹簧、电磁铁组件、球座和密封小球;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;所述衔铁设置在控制阀座上方,控制阀座上部设有阀座凸台,衔铁下部设有衔铁凸台,所述回位弹簧套于阀座凸台和衔铁凸台上,回位弹簧上、下端分别与衔铁、控制阀座连接;所述控制阀座和衔铁的中心均设有中孔,所述衔铁杆穿设在控制阀座和衔铁的中孔内,衔铁杆上端与电磁铁弹簧的下端连接,所述电磁铁弹簧置于电磁铁组件中,电磁铁组件与喷油器体相连接;所述衔铁杆下端下面设有球座,所述球座下面设有密封小球;其特征在于:所述阀座凸台上端面设有环形槽,所述环形槽内嵌置有阻尼垫,所述阻尼垫采用弹性体材料制成,阻尼垫上设有上端敞口的盛油环槽,阻尼垫上部设有向往平展延伸的延伸部,所述延伸部置于阀座凸台上端面与衔铁凸台下端面之间,延伸部上表面设有若干道沿圆周方向均布的径向泄油槽,所述径向泄油槽内端与盛油环槽相连通。
作为本发明的进一步改进,所述径向泄油槽一边的侧面为凸弧形面,另一边的侧面为凹弧形面。
作为本发明的进一步改进,所述凸弧形面的曲率半径小于凹弧形面的曲率半径,所述凸弧形面的曲率半径不小于阻尼垫主体厚度的一半,所述凸弧形面与凹弧形面在沿着对称中心平面方向间的距离为0.6mm~1.5mm。
作为本发明的进一步改进,所述阻尼垫的延伸部下面设有阻尼垫调整片。
作为本发明的进一步改进,其特征在于:所述阻尼垫采用氟橡胶材料制成。
作为本发明的进一步改进,所述阻尼垫的延伸部在装配后受衔铁下端面的压缩量为0.09mm~2.0mm。
作为本发明的进一步改进,所述衔铁杆与控制阀座中孔之间的配合间隙为0.009mm~0.012mm。
作为本发明的进一步改进,所述电磁铁弹簧上端与电磁铁组件之间设置有电磁铁弹簧调整垫片。
作为本发明的进一步改进,所述衔铁杆为一圆柱形杆,衔铁杆上部设有环形台阶,所述环形台阶的上表面作为电磁铁弹簧下端的承压面,环形台阶下表面与衔铁设置有垫片。
作为本发明的进一步改进,所述电磁铁组件与喷油器体之间通过电磁铁紧帽相连接,在电磁铁组件与喷油器体之间设有行程调整环。
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,能够解决控制阀在关闭过程中密封小球与密封锥面之间的刚性撞击问题,减小动态冲击应力,增加阻尼(包括机械阻尼和液力阻尼)作用,衰减振荡,很大程度上减少了密封锥面之间的磨损,极大增加控制阀组件的使用寿命,从而提高了喷油器的使用寿命,提升了喷油器的可靠性能,显著降低了产品的使用成本。
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部的放大示意图。
图3为图1中阻尼垫的主视图。
图4为图3的俯视图。
图5为本发明实施例2的结构示意图。
图6为图5中II部的放大示意图。
附图标记说明:1-喷油器体、2-节流孔板、3-控制阀座、3a-阀座凸台、4-回位弹簧、5-阻尼垫、5a-盛油环槽、5b-延伸部、5c-径向泄油槽、5c.1-凸弧形面、5c.2-凹弧形面、6-衔铁、6a-衔铁凸台、7-衔铁杆、7a-环形台阶、8-垫片、9-电磁铁弹簧、10-电磁铁弹簧调整垫片、11-电磁铁组件、12-行程调整环、13-电磁铁紧帽、14-球座、15-密封小球、16-控制容腔、17-控制活塞、18-阻尼垫调整片。
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4所示,实施例1中的电控燃料喷射阀的控制阀主要由喷油器体1、节流孔板2、控制阀座3、回位弹簧4、阻尼垫5、衔铁6、衔铁杆7、垫片8、电磁铁弹簧9、电磁铁弹簧调整垫片10、电磁铁组件11、行程调整环12、电磁铁紧帽13、球座14和密封小球15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。所述衔铁6设置在控制阀座3上方,控制阀座3上部设有阀座凸台3a,衔铁6下部设有衔铁凸台6a,所述回位弹簧4套于阀座凸台3a和衔铁凸台6a上,回位弹簧4上、下端分别与衔铁6、控制阀座3连接。所述控制阀座3和衔铁6的中心均设有中孔,所述衔铁杆7穿设在控制阀座3和衔铁6的中孔内,衔铁杆7上端与电磁铁弹簧9的下端连接,所述电磁铁弹簧9置于电磁铁组件11中,电磁铁弹簧9上端与电磁铁组件11之间设置有电磁铁弹簧调整垫片10。所述电磁铁组件11与喷油器体1之间通过电磁铁紧帽13相连接,在电磁铁组件11与喷油器体1之间设有行程调整环12。所述衔铁杆7下端下面设有球座14,所述球座14下面设有密封小球15。
所述阀座凸台3a上端面设有环形槽,所述阻尼垫5嵌置于所述环形槽内,阻尼垫5采用弹性体材料制成,阻尼垫5上设有上端敞口的盛油环槽5a,阻尼垫5上部设有向往平展延伸的延伸部5b,所述延伸部5b置于阀座凸台3a上端面与衔铁凸台6a下端面之间,延伸部5b上表面设有四道沿圆周方向均布的径向泄油槽5c,所述径向泄油槽5c内端与盛油环槽5a相连通。
如图1~图4所示,本实施例中,所述衔铁杆7为一圆柱形杆,衔铁杆7上部设有环形台阶7a,所述环形台阶7a的上表面作为电磁铁弹簧9下端的承压面,环形台阶7a下表面与衔铁6设置有垫片8。
本实施例中,所述阻尼垫5上的径向泄油槽5c是特别设计的,其结构详细如图2~图4所示,所述径向泄油槽5c一边的侧面为凸弧形面5c.1,另一边的侧面为凹弧形面5c.2。所述凸弧形面5c.1的曲率半径小于凹弧形面5c.2的曲率半径,所述凸弧形面5c.1的曲率半径等于阻尼垫5主体厚度的一半;所述凸弧形面5c.1与凹弧形面5c.2在沿着对称中心平面方向间的距离为1.1mm。
本实施例中,所述阻尼垫5优选采用氟橡胶材料制成,阻尼垫5在初始装配后是受压缩的,即装配完成后阻尼垫5的延伸部5b受衔铁6下端面的压缩;受压缩后,所述凸弧形面5c.1沿弧形凸出方向延伸,所述凹弧形面5c.2的两端受挤压,所述凹弧形面5c.2与凸弧形面5c.1之间的距离变短,径向泄油槽5c的空间比其自由状态条件下变小。但阻尼垫5的弹性变形应保持在合适的范围内,阻尼垫5的延伸部5b在装配后受衔铁6下端面的压缩量一般为0.09mm~2.0mm。
本实施例中,所述衔铁杆7与控制阀座3中孔之间的配合间隙也有要求,一般为0.009mm~0.012mm。
实施例中电控燃料喷射阀的控制阀的工作过程如下:
在电磁铁组件11不通电的情况下,如图1所示,密封小球15与节流孔板2的锥面配合来密封控制容腔16中的油液,控制容腔16中的油液压力维持不变。
当电磁铁组件11通电时,衔铁6被电磁铁组件11向上吸合,带动垫片8向上运动,使衔铁杆7向上运动,密封小球15上移,与节流孔板2的锥面分离,同时所述阻尼垫5的延伸部5b压缩量减小,所述凸弧形面5c.1和凹弧形面5c.2恢复一定的压缩量,使径向泄油槽5c的流通截面积变大,径向泄油槽5c和盛油环槽5a中的油液得以补充,此时控制容腔16中的油液从节流孔板2流出,控制容腔16中的压力变小,控制活塞17上行,喷油器就开始喷油了。
当电磁铁组件11断电时,衔铁杆7在电磁铁弹簧9的作用下向下运动,衔铁杆7的环形台阶7a下表面作用在垫片8上,垫片8又作用在衔铁6上,使衔铁6向下运动,衔铁6在向下运动时压缩阻尼垫5的延伸部5b,此时衔铁6一方面承受阻尼垫5延伸部5b的弹性阻尼力,阻尼垫5受压缩后,凹弧形面5c.2与凸弧形面5c.1之间的距离变小,径向泄油槽5c的流通截面积又变小,径向泄油槽5c和盛油环槽5a中的油液在流动时具有节流作用;同时衔铁6另一方面又产生了液力阻尼作用。这两方面的阻尼叠加在一起,从而可以更有力的降低衔铁6的运动速度,从而降低衔铁杆7的运动速度,使密封小球15在落座时的动态作用力降低,缓冲动态冲击,使密封小球15与节流孔板2的密封座面之间的磨损极大的减少。
实施例2
实施例2中与实施例1基本相同,此处对相同之处不再赘述,实施例2与实施例1的区别在于:所述阻尼垫5的延伸部5b下面设有阻尼垫调整片18(图5和图6所示),阻尼垫调整片18可以用来调整阻尼垫5的压缩量变形,调整阻尼垫5加工误差,进一步提高控制阀的控制精度。

Claims (10)

1.电控燃料喷射阀的控制阀,包括喷油器体(1)、节流孔板(2)、控制阀座(3)、回位弹簧(4)、衔铁(6)、衔铁杆(7)电磁铁弹簧(9)、电磁铁组件(11)、球座(14)和密封小球(15);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;所述衔铁(6)设置在控制阀座(3)上方,控制阀座(3)上部设有阀座凸台(3a),衔铁(6)下部设有衔铁凸台(6a),所述回位弹簧(4)套于阀座凸台(3a)和衔铁凸台(6a)上,回位弹簧(4)上、下端分别与衔铁(6)、控制阀座(3)连接;所述控制阀座(3)和衔铁(6)的中心均设有中孔,所述衔铁杆(7)穿设在控制阀座(3)和衔铁(6)的中孔内,衔铁杆(7)上端与电磁铁弹簧(9)的下端连接,所述电磁铁弹簧(9)置于电磁铁组件(11)中,电磁铁组件(11)与喷油器体(1)相连接;所述衔铁杆(7)下端下面设有球座(14),所述球座(14)下面设有密封小球(15);其特征在于:所述阀座凸台(3a)上端面设有环形槽,所述环形槽内嵌置有阻尼垫(5),所述阻尼垫(5)采用弹性体材料制成,阻尼垫(5)上设有上端敞口的盛油环槽(5a),阻尼垫(5)上部设有向往平展延伸的延伸部(5b),所述延伸部(5b)置于阀座凸台(3a)上端面与衔铁凸台(6a)下端面之间,延伸部(5b)上表面设有若干道沿圆周方向均布的径向泄油槽(5c),所述径向泄油槽(5c)内端与盛油环槽(5a)相连通。
2.如权利要求1所述的电控燃料喷射阀的控制阀,其特征在于:所述径向泄油槽(5c)一边的侧面为凸弧形面(5c.1),另一边的侧面为凹弧形面(5c.2)。
3.如权利要求2所述的电控燃料喷射阀的控制阀,其特征在于:所述凸弧形面(5c.1)的曲率半径小于凹弧形面(5c.2)的曲率半径,所述凸弧形面(5c.1)的曲率半径不小于阻尼垫(5)主体厚度的一半,所述凸弧形面(5c.1)与凹弧形面(5c.2)在沿着对称中心平面方向间的距离为0.6mm~1.5mm。
4.如权利要求1所述的电控燃料喷射阀的控制阀,其特征在于:所述阻尼垫(5)的延伸部(5b)下面设有阻尼垫调整片(18)。
5.如权利要求1所述的电控燃料喷射阀的控制阀,其特征在于:其特征在于:所述阻尼垫(5)采用氟橡胶材料制成。
6.如权利要求1所述的电控燃料喷射阀的控制阀,其特征在于:所述阻尼垫(5)的延伸部(5b)在装配后受衔铁(6)下端面的压缩量为0.09mm~2.0mm。
7.如权利要求1所述的电控燃料喷射阀的控制阀,其特征在于:所述衔铁杆(7)与控制阀座(3)中孔之间的配合间隙为0.009mm~0.012mm。
8.如权利要求1所述的电控燃料喷射阀的控制阀,其特征在于:所述电磁铁弹簧(9)上端与电磁铁组件(11)之间设置有电磁铁弹簧调整垫片(10)。
9.如权利要求1所述的电控燃料喷射阀的控制阀,其特征在于:所述衔铁杆(7)为一圆柱形杆,衔铁杆(7)上部设有环形台阶(7a),所述环形台阶(7a)的上表面作为电磁铁弹簧(9)下端的承压面,环形台阶(7a)下表面与衔铁(6)设置有垫片(8)。
10.如权利要求1所述的电控燃料喷射阀的控制阀,其特征在于:所述电磁铁组件(11)与喷油器体(1)之间通过电磁铁紧帽(13)相连接,在电磁铁组件(11)与喷油器体(1)之间设有行程调整环(12)。
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