CN107795421A - 用于发动机的喷油器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于发动机的喷油器(1)，包括：壳体(2)；位于壳体(2)内的控制油腔；位于壳体(2)内的回油通道；以及位于所述控制油腔与回油通道之间的控制阀，所述控制阀通过控制所述控制油腔与回油通道之间的流动特性控制喷油器(1)的喷油；其中，所述控制阀被构造成间隙密封式控制阀。由于降低了颗粒磨损的不利影响，本发明的喷油器的可靠性得到显著提高。

Description

用于发动机的喷油器

技术领域

本发明涉及一种用于发动机的喷油器，其中，喷油器的控制阀采用间隙密封形式。

背景技术

目前的柴油发动机通常使用共轨供油系统向气缸燃烧室喷射燃油。具体地讲，共轨供油系统主要包括高压油泵、喷油器和将高压油泵连接到喷油器的高压共轨。喷油器可将共轨内的高压燃油喷射到柴油发动机的燃烧室内。

现有的喷油器通常包括细长的壳体，在壳体内安装有作为控制阀的球阀。球阀包括阀座以及球芯。球芯与喷油器的电磁阀相邻。喷油器具有在壳体内形成的供油口。来自与高压共轨相连的供油口的高压燃油被分配到喷油器的两个油路中。一个油路通至喷油腔，直到喷油器的喷油口。另一个油路通到控制油腔，其中，控制油腔与球阀的阀座邻接。在球阀的下游方向，一回油通道设置在壳体内。

喷油器还具有一阀杆，该阀杆的一部分位于控制油腔内，另一部分位于喷油腔内。在电磁阀未启动的情况下，球芯封堵住阀座的通孔，使得回油通道与控制油腔完全隔离。在此情况下，控制油腔作用在阀杆上的压力大于喷油腔作用在阀杆上的压力，使得维持阀杆趋向于封堵喷油器的喷油口的状态。

在电磁阀启动的情况下，来自供油口的高压燃油能够将球芯顶起，从而，高压燃油从控制油腔进入到回油通道中，并最终流回到油箱内，这会使得控制油腔内的压力下降。这样，喷油腔中的压力就会大于控制油腔中的压力，使得阀杆远离喷油口移动，从而高压燃油能够受控地被喷射到柴油发动机的燃烧室。

然而，在实际中发现，经过一段时间之后球阀的球芯和/或阀座上会发生颗粒磨损，由于球芯与阀座之间是线接触密封，因此，密封线上的任何部位的失效，都会使得密封功能丧失，泄漏将会立即增大。换言之，这种磨损可能会使得球芯与阀座之间的密封失效。这种失效会影响喷油器的正常工作，给发动机的运行带来了诸多风险。

因此，迫切需要提高这种阀件的可靠性，以降低颗粒磨损的影响，进而提高喷油器的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的喷油器，以克服现有技术中采用球阀所产生的问题。

根据本发明，提供了一种用于发动机的喷油器，包括：壳体；位于壳体内的控制油腔；位于壳体内的回油通道；以及位于所述控制油腔与回油通道之间的控制阀，所述控制阀通过控制所述控制油腔与回油通道之间的流动特性控制喷油器的喷油；其中，所述控制阀被构造成间隙密封式控制阀。

根据一个或多个可选实施例，所述控制阀包括阀座和阀芯，所述阀芯具有功能部，所述阀座具有与所述功能部配合的配合部，所述功能部和配合部被构造成能够在所述功能部与配合部之间实现间隙密封。所述功能部和配合部以锥形间隙密封形式、圆弧间隙密封形式、阶梯锥形间隙密封形式、圆柱形间隙密封形式或它们之间的任何组合构造。

根据一个或多个优选的实施例，所述喷油器是用于车辆共轨供油系统中的喷油器；和/或所述发动机为柴油发动机。

由于降低了颗粒磨损的不利影响，本发明的喷油器的可靠性得到显著提高。

附图说明

下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括：

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的喷油器。

图2示出了图1所示的喷油器的局部放大图。

图3以放大图更进一步示出了图2中所示的控制阀的结构细节。

图4示出了根据另一个可能的示例性实施例的控制阀的结构细节。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不是用于限定本发明的保护范围。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的喷油器1。该喷油器1包括细长的壳体2。该壳体2设有供油口3，所述供油口3能够经由接头4与高压共轨(未示出)相连，以从高压共轨接收高压燃油。在壳体2内设置有两个油腔。一个是控制油腔，另一个是喷油腔。

在壳体2内安装有控制阀、电磁阀5以及能够移动的阀杆6。如图1所示，所述控制阀包括阀座7以及阀芯8。阀杆6的一端在所述控制油腔内与所述控制阀的阀座7邻接，阀杆6的另一端经由针阀控制喷油口9的开闭。在壳体2内，在远离阀座7处还设有支承结构，用于支撑阀杆6，从而阀杆6能够在壳体2内平稳地纵向移动。阀杆6能够带动针阀动作，从而所述阀杆6与所述针阀构成了一阀杆组件，经由所述阀杆组件的动作，可以实现喷油器的选择性喷油。

当喷油器组装就位时，喷油口9通到柴油发动机的燃烧室内。控制阀的阀座7与控制油腔邻接，而喷油腔与喷油口9邻近。

在壳体2内通常形成有两个油路。高压燃油经由供油口3分别供应到这两个油路中。一个油路与控制油腔直接相通，另一个油路与喷油腔直接相通。也就是说，来自供油口3的高压燃油总是会供应到控制油腔和喷油腔内。

阀芯8在电磁阀5与阀座7之间作用。在壳体2内还设置有一回油通道，所述回油通道经由控制阀与控制油腔相连，从而控制阀可以选择性控制所述回油通道与控制油腔的通断。也就是说，控制阀在壳体2内介于所述回油通道与所述控制油腔之间。

如图1所示，所述阀芯8受弹簧10和11以及相关致动部件12和13的作用，其中，致动部件受电磁阀5的控制。电磁阀5例如受到柴油发动机的电控单元控制。当电磁阀5处于未启动状态时，在弹簧10和11以及相关致动部件12和13的作用下，阀芯8较靠近阀座7定位，以使阀芯8与阀座7之间仅具有微小的间隙，从而自供油口3供入控制油腔的高压燃油仅会以有限的流量流过控制阀，使得回油通道与控制油腔之间处于液压意义上的非连通(密封)的状态。在此情况下，控制油腔作用在阀杆6上的压力大于喷油腔作用在阀杆6上的压力，从而阀杆6控制针阀紧密地封堵住喷油口9，喷油器1无法喷油。

当电磁阀5受电控单元控制而启动时，弹簧10和11经由致动部件12和13作用在阀芯8上的力减小，控制油腔内的高压燃油能够经由阀座7的通孔推动阀芯8远离阀座7移动，从而，增大了阀芯8与阀座7之间的间隙。在这种情况下，高压燃油会从控制油腔以相对较高的流量流到回油通道，然后流回到油箱内。这样，控制油腔内的压力会降低，使得阀杆6上的作用力失去平衡，即，控制油腔作用在阀杆6上的压力变得小于喷油腔作用在阀杆6上的压力，阀杆6控制针阀离开喷油口9，从而高压燃油能够顺利喷入到柴油发动机的燃烧室内。

电控单元通过控制电磁阀5的启动时间和频率，可以根据需要控制喷油器的喷油量。根据以上说明，也可以认为电磁阀5、弹簧10和11以及致动部件12和13构成了控制控制阀的电磁阀组件。显然，这种电磁阀组件仅是示例性的，也可以采用其他类型的驱动机构。

图2进一步示出了图1所示的喷油器的局部放大图。从图2可以看出，本发明的控制阀不是采用线接触密封的球阀，而是采用间隙密封的阀。具体地讲，本发明的控制阀即使在电磁阀5处于非启动状态下也不能完全隔断控制油腔与回油通道，相反仍允许高压燃油以微小的流量从控制油腔流动到回油通道。当电磁阀5处于启动状态时，阀芯8远离阀座7移动，这增大了它们之间的间隙并且减少了密封区域的长度，即降低了从控制油腔到回油通道的流阻，进而允许高压燃油以更大的流量从控制油腔经过控制阀流动到回油通道，这会使得控制油腔内的压力降低，从而会使得阀杆6控制针阀打开喷油口9，进而高压燃油能够顺利喷入到柴油发动机的燃烧室内。

图3以放大图更进一步示出了图2中所示的控制阀的结构细节。如图3所示，阀芯8具有基座部14和优选与基座部14一体形成的功能部15，所述功能部15在此为锥形凸部，阀座7具有在组装状态下与功能部15配合作用的配合部16，所述配合部16在此为锥形凹部。功能部15具有远离基座部14的末端17，配合部16具有朝向阀芯8敞开的第一端18和与第一端18相反的直径较小的第二端19，配合部16通过第二端19与同样设置在阀座7内的节流孔20连通，节流孔20与通到控制油腔的通路21连通。

当电磁阀5处于未启动状态时，在致动部件13的作用下，功能部15较深地伸入到配合部16内，优选使功能部15的末端17邻近于配合部16的第二端19，从而，可以确保阀芯8与阀座7之间、更具体地讲功能部15与配合部16之间具有较长的密封区域和较小的间隙，即，可以确保从控制油腔到回油通道的流阻足够大。在这种情况下，高压燃油仅会以微小的流量从控制油腔通过阀芯8与阀座7之间的间隙、更具体地讲通过配合部15与配合部16之间的间隙流到回油通道，得回油通道与控制油腔之间处于液压意义上的非连通(密封)的状态。

当电磁阀5处于启动状态时，致动部件13允许来自控制油腔的高压燃油推动阀芯8远离阀座7移动，从而，功能部15与配合部16之间的间隙会增大，密封区域的长度也会降低，即，从控制油腔到回油通道的流阻会降低。在这种情况下，高压燃油会以较大的流量从控制油腔经过控制阀流动到回油通道，最终会使得喷油口9打开。

对于本领域的技术人员来说，通过采用间隙密封的控制阀，甚至可以省去节流孔20。此外，虽然上面分别以锥形凸部和锥形凹部为例描述了功能部和配合部，但对于本领域的技术人员来说，也可以采用相反的配置形式。

此外，图3所示的基座部14优选具有平坦的接触面，即，与致动部件13相接触的部分为平坦的。当然，基座部14也可以省去而使阀芯8仅具有功能部。

对于本领域技术人员来说，虽然上面以锥形形状为例进行了描述，但显然本发明的控制阀并不局限于此，而是可以采用任何合适的间隙密封形式。例如，可以采用圆弧形状，如图4所示，也可采用阶梯锥形形状(即在图3所示的锥形形状上再形成多个台阶)、圆柱形形状或它们之间的任何组合。只要控制阀根据需要能够实现期望的密封效果即可。

本发明的基本思想是，通过采用间隙密封的控制阀控制流经控制阀的液压流体的流阻，实现期望的密封状态或连通状态，从而可以控制相应的液压回路的流动特性。这种密封方式可以通过长的密封区域提高控制阀的可靠性，以降低颗粒磨损的影响，这是因为颗粒很难会损坏所有的密封区域。因此，虽然上面以喷油器为例进行了描述，但本发明的控制阀也可应用于具有类似要求的其他应用场合。

而且，对于本领域的技术人员而言，本发明的其他优点和替代性实施方式是显而易见的。因此，本发明就其更宽泛的意义而言并不局限于所示和所述的具体细节、代表性结构和示例性实施例。相反，本领域的技术人员可以在不脱离本发明的基本精神和范围的情况下进行各种修改和/或替代。

Claims (10)

1.一种用于发动机的喷油器(1)，包括：

壳体(2)；

位于壳体(2)内的控制油腔；

位于壳体(2)内的回油通道；以及

位于所述控制油腔与回油通道之间的控制阀，所述控制阀通过控制所述控制油腔与回油通道之间的流动特性控制喷油器(1)的喷油；

其中，所述控制阀被构造成间隙密封式控制阀。

2.如权利要求1所述的喷油器(1)，其特征在于，

所述控制阀包括阀座(7)和与所述阀座(7)配合的阀芯(8)，所述阀座(7)和阀芯(8)被构造成能够在所述阀座(7)与阀芯(8)之间实现间隙密封。

3.如权利要求2所述的喷油器(1)，其特征在于，

所述阀芯(8)具有功能部(15)，所述阀座(7)具有与所述功能部(15)配合的配合部(16)，所述功能部(15)和配合部(16)被构造成能够在所述功能部(15)与配合部(16)之间实现间隙密封。

4.如权利要求3所述的喷油器(1)，其特征在于，

所述功能部(15)被构造成锥形凸部，所述配合部(16)被构造成锥形凹部。

5.如权利要求3或4所述的喷油器(1)，其特征在于，

所述阀芯(8)还具有与所述功能部(15)连接的基座部(14)，所述基座部(14)与用于驱动所述阀芯(8)的驱动机构配合。

6.如权利要求5所述的喷油器(1)，其特征在于，

所述基座部(14)与所述功能部(15)一体地形成，且所述基座部(14)与所述驱动机构相接触的部位具有平坦表面。

7.如权利要求3-6中任一所述的喷油器，其特征在于，

所述阀座(7)设有位于所述配合部(16)的上游且与所述配合部(16)连通的节流孔(20)。

8.如权利要求7所述的喷油器，其特征在于，

在所述控制阀处于间隙密封状态下，所述功能部(15)邻近于所述节流孔(20)。

9.如权利要求8所述的喷油器，其特征在于，

所述功能部(15)和配合部(16)以圆弧间隙密封形式、阶梯锥形间隙密封形式、圆柱形间隙密封形式或它们之间的任何组合构造。

10.如权利要求1-9中任一所述的喷油器，其特征在于，

所述喷油器是用于车辆共轨供油系统中的喷油器；和/或

所述发动机为柴油发动机。