CN108278169A - 耐高压两位三通电磁切换阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐高压两位三通电磁切换阀，包括电磁阀、球阀、切换阀芯、切换阀体和高压油座，电磁阀安装在切换阀体上，切换阀芯、回位弹簧置于切换阀体内部，右侧高压进油阀座固定到切换阀体上，切换阀芯与阀座之间可以采用锥面密封，高压进油阀座上开有高压油入口、切换阀体上开有低压油入口、出油口和回油出口，孔板、切换阀体与耦合套之间存有一处平衡控制腔，该腔通过孔板进油孔和切换阀体内油道与高压进油入口连通，通过电磁阀的通断电控制球阀的开关和平衡控制腔与切换阀体回油出口的通断，进而控制平衡腔的压力和切换阀芯两端的受力状态，实现切换阀芯的左右移动和高低压通道的切换。

Description

耐高压两位三通电磁切换阀

技术领域

本发明涉及一种耐高压两位三通电磁切换阀，尤其是一种主要适用于喷油器的控制阀，同时可以在其他流体介质中实现高低压的切换。

背景技术

随着汽车排放法规的进一步严格，对柴油机节能减排的要求也不断提高，具备定时、定量、定压及多次喷射调节能力的高压共轨系统更是得到了大范围的应用，喷油速率对燃烧的影响成为柴油机方面的研究热点之一。目前，为了获得更好的排放效果，需要对燃烧过程进行合理的设计，改善燃烧过程的关键技术之一是通过控制改变喷油压力实现喷油速率形状实时可调可变，实现燃烧过程的理想化。

近年来，许多公司已经开展压力调节式可变喷油研究，其中具有代表性的是三菱公司的双轨方案（US 6360714Bl），即通过在传统共轨系统中增加高压轨、转换阀、压力控制阀等元件实现高低压转换，进而调节喷油压力和喷油速率。但从转换阀开始工作到高压燃油输入到喷油器中有一定的滞后作用，一定程度上增加了控制的难度，两次喷射之间喷油器输入压力能否及时恢复为低压、高低压切换时油管中会产生压力波动，高低压可控的范围有限等问题。Caterpillar公司也曾提出一种切换阀，其与三菱公司的主要区别在安装于喷油器上的切换阀通过切换阀芯的移动实现高低压的迅速切换，但此种装置在切换时配合精度高，加工制造难度大，随使用时间的积累，该结构的磨损会带来高成本的替换维修费用，且所需要的电磁力较大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种耐高压两位三通电磁切换阀，其结构设计只需要很小的电磁力和衔铁位移，通过压力平衡即可实现高低压的转换，不仅提高了高压和低压的可控范围，减小了高低压之间相互影响，而且降低了对电磁铁的性能要求。

按照本发明提供的技术方案，所述耐高压两位三通电磁切换阀，包括节流孔板、滑动套、切换阀芯、回位弹簧、调整垫片、切换阀体和高压油座，切换阀芯设置于切换阀体的内部；其特征是：所述切换阀体的左端设置节流孔板，切换阀体的右端固定安装高压进油阀座，在高压进油阀座上开有高压油入口，高压油入口可以与切换阀体的内腔连通；所述切换阀芯的左端与靠近节流孔板一侧的切换阀体的内表面耦合密封，切换阀芯的右端具有能够密封高压油入口的右密封锥段，切换阀芯的中部具有能够与切换阀体中部内表面密封配合的左密封锥段，在切换阀芯上设有回位弹簧和调整垫片，回位弹簧的左端顶住切换阀体，回位弹簧的右端顶住切换阀芯；在所述切换阀体上开有低压油入口、出油口和回油出口，低压油入口和出油口位于切换阀体中部密封面的左右两侧；所述回油出口与节流孔板左侧出油孔连通，节流孔板右侧和滑动套的左端之间存在平衡控制腔，该平衡控制腔通过节流孔板上的进油孔和切换阀体内的油道与高压油入口连通；在所述节流孔板的左侧安装用于打开和关断节流孔板左侧出油孔的球阀和驱动球阀移动的驱动件。

进一步的，所述驱动件包括设置于切换阀体左侧的电磁阀和球阀，球阀包括球阀座和密封球，所述球座和密封球能够左右移动。

进一步的，所述切换阀芯从左至右依次为尾杆段、带扁位圆柱导向段、左密封锥段、弹簧安装段、过渡段和右密封锥段。

进一步的，所述切换阀芯的尾杆段端部设置滑动套，滑动套与靠近节流孔板一侧的切换阀体的内表面耦合密封。

进一步的，所述切换阀芯的带扁位圆柱导向段与切换阀体中部的圆柱面耦合导向。

进一步的，所述切换阀芯的左密封锥段与切换阀体中间部分的圆锥面采用锥面或圆弧锥面密封，切换阀芯的右密封锥段与高压进油阀座的高压油入口之间采用锥面或圆弧锥面密封。

进一步的，在所述节流孔板和切换阀体之间以及切换阀体和高压进油阀座之间均安装有定位销，保证中心线重合。

进一步的，所述高压油入口通过油管和高压共轨管连通，所述低压油入口通过油管与低压共轨管连通，出油口直接与共轨喷油器进油道连通，回油出口与共轨系统的回油通道连通。

进一步的，所述节流孔板通过定位销固定于切换阀体左端。

进一步的，所述切换阀体的右端通过紧帽和定位销固定安装高压进油阀座。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

（1）本发明的电控部分采用球阀控制形式，只需要较小的力即可快速打开和关闭切换阀芯左端液压力，能够较大压差下快速响应，且提高了零部件高压下的可靠性。

（2）本发明的切换阀芯设计为一段扁位导向加两段密封锥面结构，这样就不但可以降低质量，并且通过其左右移动分别与切换阀体和高压进油阀座之间构成锥阀密封形式，如果采用弧锥面密封结构，有利于保证密封更加安全有效。

（3）本发明的切换阀芯尾端采用滑动套耦合，提高了平衡腔的密封精度，进而增大了压力调控范围，同时降低了切换阀体切换阀芯的配合要求、切换阀芯加工难度和成本，有助于防止切换阀芯出现卡滞现象。

附图说明

图1为本发明所述耐高压两位三通电磁切换阀的结构示意图。

图2为本发明所述耐高压两位三通电磁切换阀切换阀芯的结构示意图。

附图标记说明：1-电磁阀、2-球座、3-密封球、4-节流孔板、5-滑动套、6-切换阀芯、7-复位弹簧、8-调整垫片、9-切换阀体、10-高压油座、11-紧帽、12-高压进油阀座、13-紧帽、14-平衡控制腔、61-尾杆段、62-带扁位圆柱导向段、63-左密封锥段、64-弹簧安装段、65-过渡段、66-右密封锥段。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明所述耐高压两位三通电磁切换阀包括电磁阀1、切换阀体9和切换阀芯6，切换阀芯6设置于切换阀体9的内部，电磁阀1设置于切换阀体9的左端，切换阀体9和电磁阀1之间设置节流孔板4，切换阀体9的右端通过紧帽11和定位销固定安装高压进油阀座10，在节流孔板4和切换阀体9之间以及切换阀体9和高压进油阀座10之间均安装有定位销，节流孔板4和电磁阀1通过螺纹和定位销一起固定在切换阀体9上；在所述高压进油阀座10上开有高压油入口A，高压油入口A可与切换阀体9的内腔连通，切换阀体9上开有低压油入口B、出油口C和回油出口D；所述节流孔板4上的进油孔和高压进油入口A通过切换阀体9内的油道连通，在节流孔板4右侧和滑动套5之间存在平衡控制腔12，该平衡控制腔12通过节流孔板4上的进油孔和切换阀体9内的油道与高压进油入口A连通，节流孔板4上的左侧出油孔和切换阀体9上的回油出口D连通，在节流孔板4和电磁阀1之间设置球座2和密封球3相连组成的球阀，所述球座2和密封球3能够左右移动，从而切断节流孔板4的出油孔和切换阀体9上回油出口D之间的连通；

如图2所示，所述切换阀芯6从左至右依次为尾杆段61、带扁位圆柱导向段62、左密封锥段63、弹簧安装段64、过渡段65和右密封锥段66；所述切换阀芯6的尾杆段61端部设置滑动套5，滑动套5与靠近节流孔板4一侧的切换阀体9的内表面耦合密封，切换阀芯6的带扁位圆柱导向段62与切换阀体9中部的圆柱面耦合导向，切换阀芯6的左密封锥段63与切换阀体9中间部分的圆锥面采用锥面或圆弧锥面密封，切换阀芯6的右密封锥段66与高压进油阀座10的高压油入口A之间采用锥面或圆弧锥面密封；所述低压油入口B和出油口C分别设置于切换阀体9中间部分密封面的左右两侧，从而当切换阀芯6上的左密封锥段63和切换阀体9中间部分的圆锥面密封时能够阻断低压油入口B和出油口C的连通；在所述切换阀芯6的弹簧安装段 64上设置回位弹簧7和调整垫片8，回位弹簧7的左端顶住切换阀体9，回位弹簧7的右端顶住切换阀芯6。

本发明的工作原理：本发明所述耐高压两位三通电磁切换阀的左侧需要与电磁阀1、球座2和密封球3能够左右移动，电磁铁未通电时，球座2和密封球3处于落座状态，能够密封切断节流孔板4的出油孔与切换阀体9的回油出口D之间的连通，切换阀芯6在平衡控制腔12的压力和回位弹簧7的作用下移动到最右端与高压进油阀座10密封，切断高压油从高压油入口A进入切换阀体9内腔的通道，此时低压油则从切换阀体9上的低压油入口B进入，经过切换阀芯6的带扁位圆柱导向段62从出油口C流出；电磁铁通电后产生的吸力能够保证球座2左移，密封球3打开节流孔板4的出油通道，平衡控制腔12内高压油经过节流孔板4出油孔从回油出口D持续流出，由于节流孔板4的进油孔流量小于出油孔流量，平衡控制腔12内压力快速下降，切换阀芯6在两端压力差产生的作用力下迅速左移，打开了高压油入口A和切换阀体9内腔的通道，随之切换阀芯6中段的左密封锥段63与切换阀体9上的锥面接触密封，关闭了低压油入口B与出油口C的连通，从而实现低压向高压的迅速切换。

Claims (10)

1.一种耐高压两位三通电磁切换阀，包括节流孔板（4）、滑动套（5）、切换阀芯（6）、回位弹簧（7）、调整垫片（8）、切换阀体（9）和高压油座（10），切换阀芯（6）设置于切换阀体（9）的内部；其特征是：所述切换阀体（9）的左端设置节流孔板（4），切换阀体（9）的右端固定安装高压进油阀座（10），在高压进油阀座（10）上开有高压油入口（A），高压油入口（A）可以与切换阀体（9）的内腔连通；所述切换阀芯（6）的左端与靠近节流孔板（4）一侧的切换阀体（9）的内表面耦合密封，切换阀芯（6）的右端具有能够密封高压油入口（A）的右密封锥段（66），切换阀芯（6）的中部具有能够与切换阀体（9）中部内表面密封配合的左密封锥段（63），在切换阀芯（6）上设有回位弹簧（7）和调整垫片（8），回位弹簧（7）的左端顶住切换阀体（9），回位弹簧（7）的右端顶住切换阀芯（6）；在所述切换阀体（9）上开有低压油入口（B）、出油口（C）和回油出口（D），低压油入口（B）和出油口（C）位于切换阀体（9）中部密封面的左右两侧；所述回油出口（D）与节流孔板（6）左侧出油孔连通，节流孔板（4）右侧和滑动套（5）的左端之间存在平衡控制腔（12），该平衡控制腔（12）通过节流孔板（4）上的进油孔和切换阀体（9）内的油道与高压油入口（A）连通；在所述节流孔板（4）的左侧安装用于打开和关断节流孔板（4）左侧出油孔的球阀和驱动球阀移动的驱动件。

2.如权利要求1所述的耐高压两位三通电磁切换阀，其特征是：所述驱动件包括设置于切换阀体（9）左侧的电磁阀（1）和球阀，球阀包括球阀座（2）和密封球（3），所述球座（2）和密封球（3）能够左右移动。

3.如权利要求1所述的耐高压两位三通电磁切换阀，其特征是：所述切换阀芯（6）从左至右依次为尾杆段（61）、带扁位圆柱导向段（62）、左密封锥段（63）、弹簧安装段（64）、过渡段（65）和右密封锥段（66）。

4.如权利要求3所述的耐高压两位三通电磁切换阀，其特征是：所述切换阀芯（6）的尾杆段（61）端部设置滑动套（5），滑动套（5）与靠近节流孔板（4）一侧的切换阀体（9）的内表面耦合密封。

5.如权利要求3所述的耐高压两位三通电磁切换阀，其特征是：所述切换阀芯（6）的带扁位圆柱导向段（62）与切换阀体（9）中部的圆柱面耦合导向。

6.如权利要求3所述的耐高压两位三通电磁切换阀，其特征是：所述切换阀芯（6）的左密封锥段（63）与切换阀体（9）中间部分的圆锥面采用锥面或圆弧锥面密封，切换阀芯（6）的右密封锥段（66）与高压进油阀座（10）的高压油入口（A）之间采用锥面或圆弧锥面密封。

7.如权利要求1所述的耐高压两位三通电磁切换阀，其特征是：在所述节流孔板（4）和切换阀体（9）之间以及切换阀体（9）和高压进油阀座（10）之间均安装有定位销，保证中心线重合。

8.如权利要求1所述的耐高压两位三通电磁切换阀，其特征是：所述高压油入口（A）通过油管和高压共轨管连通，所述低压油入口（B）通过油管与低压共轨管连通，出油口（C）直接与共轨喷油器进油道连通，回油出口（D）与共轨系统的回油通道连通。

9.如权利要求1所述的耐高压两位三通电磁切换阀，其特征是：所述节流孔板（4）通过定位销固定于切换阀体（9）左端。

10.如权利要求1所述的耐高压两位三通电磁切换阀，其特征是：所述切换阀体（9）的右端通过紧帽（11）和定位销固定安装高压进油阀座（10）。