CN107061088A - 一种新型共轨喷油器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型共轨喷油器，浮动套内具有浮动块和控制活塞顶部，浮动套一端连接孔板底部另一端连接预紧弹簧；当喷油器喷油时，在浮动块和孔板底面设有节流环带产生流动节流，从而大幅度减少喷油器动态回油，减少了供油泵功率损失。同时控制活塞顶部凸台和浮动套底部间隙h1小于浮动块同孔板底部间隙h2，控制活塞完全升起后浮动块处于完全浮动状态，并通过液压平衡调节浮动块顶部和孔板底面之间的节流环间隙，保持控制腔压力稳定，进而改善喷油器性能。因为间隙h1小于间隙h2，在控制腔压力调节过程中，控制活塞凸台和浮动套底部始终接触，避免了浮动块浮动调节产生的控制活塞即针阀升程波动导致的喷油器喷油不稳定。

Description

一种新型共轨喷油器
技术领域
本发明属于内燃机喷油系统领域，尤其涉及一种新型共轨喷油器。
背景技术
典型的共轨喷油器在控制活塞和孔板之间形成控制腔(如专利CN201080061266.7)，或者由控制活塞、喷油器体及孔板组成控制腔（如专利CN200510134109.5），通过电磁阀控制控制腔内燃油压力建立和释放，从而控制活塞及针阀上下压差，实现对喷油过程的控制。且控制腔具有一个进油节流孔和一个出油节流孔，进油节流孔和高压油道相连，出油节流孔和低压油路相连。因为喷油器在喷油过程中，进、出油节流孔都处在开启状态，高压燃油将经过进、出油节流孔流回油箱。这部分燃油具有很高的压力，能量完全转变成了热，导致喷油器中低压油路温度升高，进而影响喷油器工作的稳定性、可靠性。随着喷射压力的提高，控制腔的动态回油也越来越大，将增加供油泵的能量消耗，降低燃油系统的经济性，并限制了共轨系统喷射压力提高。
发明内容
本发明目的在于提供一种控制活塞完全升起后控制腔压力保持稳定，同时控制活塞保持稳定在最大升程，而且可以大幅度减少喷油器动态回油，提高了喷油器喷油效率的新型共轨喷油器。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种新型共轨喷油器，包括喷油器体、孔板、控制活塞；孔板底部和喷油器体形成高压油腔A，所述控制活塞位于高压油腔A内；孔板内设有回油油道，回油油道具有出油节流孔，所述的回油油道与低压油道之间通过密封面和球阀打开或关闭，同时孔板中设有高压进油道连接高压油腔A；其特征在于：所述控制活塞顶部套插入浮动套，所述浮动套通过预紧弹簧抵压在孔板底部，浮动套顶部设有进油道并具有进油节流孔，用于连接高压油腔A；控制活塞相对于浮动套具有升程h1；所述浮动套内腔控制活塞上部具有浮动块，所述浮动块在浮动套内具有升程h2；升程h2大于升程h1；所述浮动块升起后顶部和孔板底面将在回油油道入口周围构成节流环带。
其进一步特征在于：所述浮动块底面和控制活塞顶部接触；所述浮动块具有外圆柱面；所述浮动套内腔具有阶梯状的内圆柱面，分别和浮动块外圆柱面及控制活塞顶部圆柱配合，所述浮动块和浮动套配合的外圆柱面直径大于控制活塞顶部和浮动套配合的圆柱面直径。
进一步的：所述浮动套内腔、浮动块、孔板底部形成了控制腔；所述孔板底部和浮动块之间设置有支撑弹簧；所述孔板底部具有环型凹槽，所述支撑弹簧端面作用于所述环型凹槽底部；所述浮动块具有阶梯状圆柱结构，顶部圆柱直径小于底部圆柱直径，圆柱交接处为平面结构，支撑弹簧的一端作用于该平面上。
优选的：所述浮动块顶部为圆弧形、梯形或平面结构，所述浮动块顶部圆柱直径大于回油油道入口直径；浮动套顶部进油道中进油节流孔到孔板底部平面距离小于浮动块圆柱交接平面到孔板底部平面距离。
所述控制活塞顶部设有凸台，凸台外径大于浮动套底部内圆柱面；控制活塞升程h1为控制活塞顶部凸台和浮动套底部间的距离。
所述浮动套顶端连接孔板底部，底端连接预紧弹簧，从而在浮动套上施加弹簧预紧力；所述预紧弹簧一端作用于浮动套底部，另一端作用于控制活塞上。
本发明的积极效果是：
本发明公开了一种新型共轨喷油器，浮动套内腔具有阶梯状的内圆柱面，分别和浮动块外圆柱面及控制活塞顶部圆柱配合，且浮动套一端连接孔板底部另一端连接预紧弹簧；当喷油器喷油时，在浮动块和孔板底面设有节流环带产生流动节流，从而大幅度减少喷油器动态回油，减少了供油泵功率损失。同时控制活塞顶部凸台和浮动套底部间隙小于浮动块同孔板底部间隙，控制活塞完全升起后浮动块处于完全浮动状态，并通过液压平衡调节浮动块顶部和孔板底面之间的节流环间隙，保持控制腔压力稳定，进而改善喷油器性能。因为控制活塞顶部凸台和浮动套底部间隙小于浮动块同孔板底部间隙，在控制腔压力调节过程中，控制活塞凸台和浮动套底部始终接触，避免了浮动块浮动调节产生的控制活塞即针阀升程波动导致的喷油器喷油不稳定。
附图说明
图1是本发明的新型共轨喷油器的结构示意图。
图2喷油器喷油时油路流向示意图。
图中：1-控制活塞；2-预紧弹簧；3-高压油腔A；4-凸台；6-浮动套底部；7-浮动套；8-浮动块；9-油腔B；10-喷油器体；11-支撑弹簧；12-控制腔；13-进油道；14-进油节流孔；16-环型凹槽；17-回油油道；18-出油节流孔；19-孔板；20-球阀；21-高压进油道；22-节流环带。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种新型共轨喷油器，包括喷油器体10、孔板19、控制活塞1和浮动块8、浮动套7；孔板19底部和喷油器体10形成高压油腔A 3，控制活塞1和浮动块8、浮动套7、支撑弹簧11、预紧弹簧2均位于高压油腔A 3内；孔板19内设有回油油道17，回油油道17具有出油节流孔18，所述回油油道17与低压油道之间通过密封面和球阀20打开或关闭，同时孔板19中设有高压进油道21连接高压油腔A 3。浮动块8、浮动套7内腔、孔板19底面形成了控制腔12，控制腔12中具有支撑弹簧11，支撑弹簧11一端作用于孔板19底部，另一端作用于浮动块8顶部。孔板19底部具有环型凹槽16，支撑弹簧11端面作用于环型凹槽16底部；浮动块8具有阶梯状圆柱结构，顶部圆柱直径小于底部圆柱，圆柱交接处为平面结构，支撑弹簧11的一端作用于该平面上。浮动块8和控制活塞1顶部均位于浮动套7内腔中，浮动套7内腔具有阶梯状的内圆柱面，分别和浮动块8外圆柱面及控制活塞1顶部圆柱配合，浮动套7内浮动块8底面和控制活塞1顶部接触。对于控制活塞和针阀为一体结构的喷油器，浮动套7分别和浮动块8外圆柱面及针阀顶部圆柱配合。浮动套7顶端连接孔板19底部，底端连接预紧弹簧2，从而在浮动套7上施加上弹簧预紧力，用于密封控制腔12。浮动套7顶部设有进油道13并具有进油节流孔14，用于连接高压油腔A 3和控制腔12；预紧弹簧2一端作用于浮动套底部6，另一端作用于控制活塞1上；控制活塞1顶部设有凸台4，凸台4外径大于浮动套底部6内圆柱面。控制活塞1顶部凸台4和浮动套底部6间形成间隙h1小于浮动块8顶部和孔板19底面间形成间隙h2。
如图1、2所示，在喷油器开始喷油时，首先球阀20打开，控制腔12内高压燃油将通过回油油道17流向低压油道，当控制腔12燃油压力降低到一定程度，控制活塞1在燃油压差的作用下将克服预紧弹簧2预紧力推动浮动块8向上运动。浮动块8和浮动套7配合的外圆柱面直径大于控制活塞1顶部和浮动套7配合的圆柱面，在控制活塞1升起过程中，浮动块8和控制活塞1、浮动套7之间组成的油腔B 9的体积将不断增加，油腔B 9中燃油压力将降低，低于高压油腔A 3。在控制活塞1升起过程中，控制活塞1将一直受到向上的液压力作用，控制活塞1顶部和浮动块8底部处于贴合状态。最终控制活塞1顶部凸台4将和浮动套底部6接触，这时控制活塞1将停止向上运动。但因油腔B 9中燃油压力高于控制腔12，同时间隙h1小于间隙h2，所以浮动块8在惯性及向上液压力的作用下仍然向上运动。随着浮动块8向上运动，油腔B 9中燃油压力将减小，且浮动块8顶部和孔板19底面将在回油油道17入口周围构成节流环带22，回油油道17的出油节流孔18发挥节流作用的同时，控制活塞1顶部和孔板19底面之间节流环带22也发挥节流作用，导致控制腔12压力升高。控制腔12压力升高到一定程度将对浮动块8产生向下的液压力，使浮动块8向下运动。最终，油腔B 9中燃油压力和控制腔压力间将液力平衡，从而实现通过液压平衡自动浮动调节浮动块8和孔板19底面之间的节流环带22间隙。
所述浮动块8顶部为圆弧形、梯形或平面结构，所述浮动块8顶部圆柱直径大于回油油道17入口直径，浮动块8顶部和孔板19底面将在回油油道17入口周围构成节流环带22，产生节流效果实现了大幅度减少喷油器动态回油。浮动套7顶部进油道13中进油节流孔14到孔板19底部平面距离小于浮动块8圆柱交接平面到孔板19底部平面距离，避免浮动块8升起后堵住进油节流孔。
节流环带22的存在可以使控制腔12保持更高的燃油压力，并和油腔B 9中燃油压力维持平衡。当球阀20关闭以后，控制腔12压力较高，其恢复得将更快，喷油器关闭延迟更短，提高了喷油器喷油灵敏性。控制腔12中燃油压力变化规律决定了喷油器燃油的喷油量，及影响喷油关闭延迟。浮动块8在控制活塞1完全升起后处于完全浮动状态，通过液压平衡自动浮动调节浮动块8和孔板19底面之间的节流环带22间隙，可保持控制腔12压力稳定，进而改善喷油器性能。
在控制腔12压力调节即浮动块8浮动调节节流环带22间隙过程中，油腔B 9中燃油压力低于高压油腔A 3，控制活塞1将一直受到向上的液压力作用，液压力将克服预紧弹簧2的预紧力，始终保持控制活塞1顶部凸台4和浮动套底部6接触并保持在最大升程不动，避免了浮动块8浮动调节产生的控制活塞1即针阀升程波动导致的喷油器喷油不稳定。
在喷油器喷油结束时，球阀20关闭回油油道17，高压燃油通过进油通道进入控制腔12，控制腔12内燃油压力迅速升高。首先浮动块8向下运动，然后和控制活塞1顶部接触后一同向下运动，并落座关闭喷孔，喷油结束。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种新型共轨喷油器，包括喷油器体、孔板、控制活塞；孔板底部和喷油器体形成高压油腔A，所述控制活塞位于高压油腔A内；孔板内设有回油油道，回油油道具有出油节流孔，所述的回油油道与低压油道之间通过密封面和球阀打开或关闭，同时孔板中设有高压进油道连接高压油腔A；其特征在于：所述控制活塞顶部套插入浮动套，所述浮动套通过预紧弹簧抵压在孔板底部，浮动套顶部设有进油道并具有进油节流孔，用于连接高压油腔A；控制活塞相对于浮动套具有升程h1；所述浮动套内腔控制活塞上部具有浮动块，所述浮动块在浮动套内具有升程h2；升程h2大于升程h1；所述浮动块升起后顶部和孔板底面将在回油油道入口周围构成节流环带。
2.根据权利要求1所述的新型共轨喷油器，其特征在于：所述浮动块底面和控制活塞顶部接触；所述浮动块具有外圆柱面；所述浮动套内腔具有阶梯状的内圆柱面，分别和浮动块外圆柱面及控制活塞顶部圆柱配合，所述浮动块和浮动套配合的外圆柱面直径大于控制活塞顶部和浮动套配合的圆柱面直径。
3.根据权利要求2所述的新型共轨喷油器，其特征在于：所述浮动套内腔、浮动块、孔板底部形成了控制腔；所述孔板底部和浮动块之间设置有支撑弹簧；所述孔板底部具有环型凹槽，所述支撑弹簧端面作用于所述环型凹槽底部；所述浮动块具有阶梯状圆柱结构，顶部圆柱直径小于底部圆柱直径，圆柱交接处为平面结构，支撑弹簧的一端作用于该平面上。
4.根据权利要求3所述的新型共轨喷油器，其特征在于：所述浮动块顶部为圆弧形、梯形或平面结构，所述浮动块顶部圆柱直径大于回油油道入口直径；浮动套顶部进油道中进油节流孔到孔板底部平面距离小于浮动块圆柱交接平面到孔板底部平面距离。
5.根据权利要求2所述的新型共轨喷油器，其特征在于：所述控制活塞顶部设有凸台，凸台外径大于浮动套底部内圆柱面；控制活塞升程h1为控制活塞顶部凸台和浮动套底部间的距离。
6.根据权利要求1-5任一项所述的新型共轨喷油器，其特征在于：所述浮动套顶端连接孔板底部，底端连接预紧弹簧，从而在浮动套上施加弹簧预紧力；所述预紧弹簧一端作用于浮动套底部，另一端作用于控制活塞上。
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