CN108317031B

CN108317031B - 燃料供给保持阀

Info

Publication number: CN108317031B
Application number: CN201810134170.7A
Authority: CN
Inventors: 张恒平; 毛立伟; 吴松; 臧娈
Original assignee: FAW Group Corp
Current assignee: FAW Group Corp
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2020-07-17
Anticipated expiration: 2038-02-09
Also published as: CN108317031A

Abstract

本发明涉及一种燃料供给保持阀，包括外壳和回油底座，其特征是：在所述外壳上设有喷油器回油端接口和压力表端接口，喷油器回油端接口和压力表端接口均与外壳的内腔连通，在外壳的内腔中设置补油弹簧，在补油弹簧中安装密封阀；所述回油底座具有中孔，在回油底座的中孔中设置调整阀，在调整阀的上端安装回油弹簧和孔板，在调整阀的底部设置调整杆；所述外壳的下端与回油底座的上端旋紧装配，外壳内腔的密封阀下端与位于回油底座中孔上端的孔板接触实现密封；在所述回油底座上设置油箱端接口，油箱端接口与回油底座的中孔连通。本发明可实现双向压力保持，不仅可以保持回油背压，还可实现对放大活塞腔补油操作，大大提高了工作效率与系统稳定性。

Description

燃料供给保持阀

技术领域

本发明涉及一种燃料供给保持阀，尤其是一种适用于有背压需求的共轨系统中的燃料供给保持阀。

背景技术

随着排放法规的升级，采用高压共轨燃油喷射技术的柴油机得到广泛应用，随着喷射压力和喷射次数的进一步提高，对喷油器提出了更高的要求。适当的共轨喷油器回油背压有利于喷油稳定性的提高，采用响应快、可靠性高的压电喷油器是实现高压力多次喷射的手段之一。在目前的压电喷油器中常采用放大活塞结构实现位移放大，从而可降低对执行器的要求。由于放大机构中需要液压油作为传递介质，从而实现放大功能，所以为保证喷油器的初次启动，放大活塞腔内部需要添加一定的燃油，目前的操作方法是拆卸后人工添加，操作麻烦，加油效率低，无法排空液压腔体内的空气；此外，喷油器在工作过程中，喷油器的回油需要保持一定的背压，但是在目前操作中一般靠回油蓄压，采用单向溢流阀与压力表相结合的方式进行回油背压保持，此方法的缺点是回油蓄压较慢，需要一段时间才能建立起背压，且不能实现放大活塞腔的补油操作。

在喷油器领域中，目前并没有关于回油背压保持的专利设计，但在其它领域有类似相关的设计，主要的解决方案有：

（1）回油背压保持：

方案一：如图1所示，中国专利申请CN102062244A通过阀芯2下部突出的半球形22与回油口312配合，实现密封，并通过压缩弹簧4来实现回油背压保持；

方案二：如图2所示，中国专利申请CN105156388 A公开了一种溢流阀，其中，3-1为进油孔，设置在阀座3上；4-1为出油孔，设置在上盖4上，在阀芯2上设有通孔和导出孔，并且在弹簧上座6上面装配有调整螺钉，可通过调整螺钉来调节回油背压。

（2）活塞腔补油：

方案一：如图3所示，中国专利申请CN103075382A公开了一种阻尼可变的紧凑型过载补油阀，阀套包括固定阀套18和中间套19，固定阀套18及中阀套19之间设置有间隙油道14（h），中阀套19可以相对固定阀套18做轴向相对移动，实现低压补油的功能。当油路A为低压真空状态时，主阀芯12在阀芯弹簧5的弹簧力作用下压在阀套6上，即过载阀处于关闭状态，补油阀芯2在油路A（真空）及油路n的压差作用下克服补油弹簧3的弹簧力向上运动，及补油阀开启，油箱内油液通过油道T，油道n，补油阀（开启）、油道m进入油路A，实现补油功能。

方案二：如图4所示，中国专利申请CN1864023A公开了一种具有主级和预调级的压力补油阀，其中主级具有活塞10，其预加载在关闭位置。该活塞10设置有活塞孔22，通过该活塞孔，输入接头P可以与背面的弹簧腔24相连。该活塞孔配置有节流阀装置，后者在压力补油阀的压力限制功能中使用对于调节油比较小的流通横截面并且在抽吸功能时使用比较大的流通横截面。

在上述介绍的回油背压保持的专利中，专利CN102062244 A和专利CN105156388 A分别只具有回油背压保持的功能，不具备放大活塞补油的功能，而专利CN1864023 A和CN103075382 A所实现的功能只具备对放大活塞补油的功能，不能同时实现回油背压保持的功能。以上的4个专利均只是通过单向阀实现背压保持或者补油功能，不能同时实现补油与背压保持的功能。

在目前的压电式共轨系统中，一般通过拆卸油管的方式对压电喷油器回油通道添加燃油，效率低下，操作麻烦，无法保证完全排空回油通道中的空气，并且会发生燃油泄漏，有一定的危险性；此外放大活塞式压电喷油器在工作过程中，需要保持一定的背压，目前采用的解决方案是利用单向阀进行压力调节及保持，压力表读数的方式实现压力保持，但是调节背压操作复杂，且回油较小蓄压缓慢，喷油器需低压运行较长一段时间才能正常工作。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种燃料供给保持阀，可实现双向压力保持，不仅可以保持回油背压，还可实现对放大活塞腔补油操作，大大提高了工作效率与系统稳定性。

按照本发明提供的技术方案，所述燃料供给保持阀，包括外壳和回油底座，其特征是：在所述外壳上设有喷油器回油端接口和压力表端接口，喷油器回油端接口和压力表端接口均与外壳的内腔连通，在外壳的内腔中设置补油弹簧，在补油弹簧中安装密封阀；所述回油底座具有中孔，在回油底座的中孔中设置调整阀，在调整阀的上端安装回油弹簧和孔板，在调整阀的底部设置调整杆；所述外壳的下端与回油底座的上端旋紧装配，外壳内腔的密封阀下端与位于回油底座中孔上端的孔板接触实现密封；在所述回油底座上设置油箱端接口，油箱端接口与回油底座的中孔连通；

所述回油端接口与回油底座的中孔直接连通，回油端接口连接喷油器回油端以及喷油器放大活塞腔。

进一步地，所述调整阀和回油底座之间由O型圈进行密封。

进一步地，在所述调整杆上设置锁紧螺母将调整杆锁紧。

进一步地，所述喷油器回油端接口连接喷油器回油端，油箱端接口连接低压油路端，压力表端接口连接压力表。

进一步地，所述回油弹簧采用线性弹簧或非线性弹簧。

进一步地，所述密封阀与孔板的密封端为半球形、锥形、球形或平面。

进一步地，在所述密封阀与孔板接触处设置弹性体接触垫。

进一步地，所述孔板与密封阀的密封端为球形、锥形或平板型。

进一步地，所述回油端接口与回油底座的中孔连通；或者，在所述调整阀的内部设置通道，回油端接口与调整阀内部的通道连通。

进一步地，所述回油弹簧的两端分别顶住调整阀的上端和孔板的下端，在调整阀的上端和孔板的下端分别设置弹簧腔以容纳弹簧；所述弹簧腔采用凹腔结构或者凸起结构，弹簧设置于凹腔中或套设在凸起上。

本发明具有以下有益效果：

（1）本发明巧妙的利用密封阀和孔板的配合来实现活塞腔补油和回油背压保持的功能，不需要拆卸油管就可实现活塞腔补油功能，操作简单；

（2）本发明可通过调节调整杆来实现回油背压的调节，并通过锁紧螺母进行锁紧，且可实现背压线性调节；

（3）本发明的燃料供给保持阀结构简单、外形小巧，占用空间小，在空间狭小的发动机内部也可进行装配；

（4）本发明的燃料供给保持阀只有不到10个零部件组成，结构简单，且部分零部件为通用件，采购方便，价格低廉；其他零件结构简单，加工制造成本低；

（5）本发明的燃料供给保持阀解决了一阀双向控制的难题，可广泛运用于燃油系统、排水系统、液压系统等领域中，具有较广泛的运用前景；

（6）本发明的燃料供给保持阀在背压保持及补油过程中无任何燃油泄漏，大大节省能源损耗；且在工作过程中背压保持稳定，无波动，从而保证喷油器稳定可靠工作，降低排放，在节能减排方面效果显著；

（7）本发明的燃料供给保持阀结构简单，零部件少，零部件间机械损耗少，所以整个系统机械效率大大提高；

附图说明

图1为专利申请CN102062244A公开的新型溢流阀的结构示意图。

图2为专利申请CN105156388 A公开的溢流阀的结构示意图。

图3为专利申请CN103075382A公开的阻尼可变的紧凑型过载补油阀的结构示意图。

图4为专利申请CN1864023A公开的具有主级和预调级的压力补油阀的结构示意图。

图5为本发明所述燃料供给保持阀的结构示意图。

图6为工作原理示意图。

图7为所述燃料供给保持阀为半球形密封的示意图。

图8为所述燃料供给保持阀为锥形密封的示意图。

图9为所述燃料供给保持阀为球形密封的示意图。

图10为所述燃料供给保持阀为平面密封的示意图。

图11为所述孔板采用球形密封的示意图。

图12为图11的局部放大图。

图13为所述孔板采用锥形密封的示意图。

图14为图13的局部放大图。

图15为所述孔板采用平板型密封的示意图。

图16为图15的局部放大图。

图17为所述补油结构的一种方式的示意图。

图18为所述补油结构的另一种方式的示意图。

图19为图18的局部剖视图。

图20为所述回油弹簧一种实施方式的示意图。

图21为所述回油弹簧另一种实施方式的示意图。

图22为所述弹簧腔结构第一种实施方式的示意图。

图23为所述弹簧腔结构第二种实施方式的示意图。

图24为所述弹簧腔结构第三种实施方式的示意图。

图25为所述弹簧腔结构第四种实施方式的示意图。

图26为刻度调整阀的示意图。

图27为表盘调整阀的示意图。

图28为所述燃料供给保持阀充油功能的示意图。

图29为所述燃料供给保持阀回油背压保持功能的示意图。

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5所示，本发明所述燃料供给保持阀包括外壳1和回油底座6，外壳1上设有喷油器回油端接口A和压力表端接口C，喷油器回油端接口A和压力表端接口C均与外壳1的内腔连通，在外壳1的内腔中设置补油弹簧2，在补油弹簧2中安装密封阀3；所述回油底座6具有中孔，在回油底座6的中孔中设置调整阀9，调整阀9和回油底座6之间由O型圈5进行密封；在所述调整阀9的上端安装回油弹簧4和孔板10，在调整阀9的底部设置调整杆7，调整杆7上设置锁紧螺母8将调整杆7锁紧，防止移动；所述外壳1的下端与回油底座6的上端旋紧装配，外壳1内腔的密封阀3下端与位于回油底座6中孔上端的孔板10接触；在所述回油底座6上设置油箱端接口B，油箱端接口B与回油底座6的中孔连通；所述喷油器回油端接口A连接喷油器回油端，油箱端接口连接低压油路端，压力表端接口C连接压力表。

本发明的工作原理：本发明的压电喷油器用燃料供给保持阀主要巧妙的利用密封阀3和孔板10的配合来实现活塞腔补油和回油背压保持的功能。喷油器回油端接口A连接喷油器回油口，油箱端接口B连接手油泵或小型电动泵，压力表端接口C连接压力表。

充油功能：按压手油泵或小型电动泵，压缩管道内的燃油，会产生一定的压力，推动密封阀3向上移动，克服补油弹簧2的弹簧力，从而使孔板10和密封阀3之间产生一定的缝隙，高压下的燃油通过这个缝隙及接口A进入压电喷油器放大活塞腔内。达到一定压力后断油。

回油背压保持功能：压电喷油器在工作的过程中，会有一定的回油，回油通过接口A进入阀的腔体内，回油量不断累积，从而产生一定的压力，当压力超过回油弹簧4的弹簧力时，会推动孔板10向下移动，从而将回油端接口B泄漏到回油箱内部。可通过调节调整杆7，推动调整阀9向前或向后移动，调节回油弹簧4的弹簧力，从而实现回油背压的线性调节。

工作原理如图6所示，燃料供给保持阀与手油泵相配合，通过燃料供给保持阀的双向密封、单向开启的功能，可同时实现背压保持和补油的功能。

所述燃料供给保持阀的结构，如图7-10所示，密封阀3的蘑菇头部结构有以下四种结构：半球形、锥形、球形、平面，以上四种结构均可实现双向开启与密封的作用；并且可在蘑菇头或者密封阀接触的地方增加弹性体接触垫，更好的起到密封作用。

所述孔板10的密封结构，如图11-16所示，主要有球形密封、锥形密封、平板型密封结构。

本发明采用的补油方式主要通过手油泵或小型电动泵、孔板、密封阀及补油弹簧的配合实现高效率补油，如图17-19所示，补油孔结构有以下两种方式：一种如图17所示，所述回油端接口A与回油底座6的中孔直接连通；另一种如图18所示，在所述调整阀9的内部设置通道，回油端接口A与调整阀9内部的通道连通。在补油量较大时，从调整阀9内部流通，可以减少对弹簧的冲刷。

背压或者补油调节方式，通过回油弹簧4实现补油或者背压线性和非线性调节。如图20-图21所示，所述回油弹簧4采用线性弹簧或非线性弹簧。

所述回油弹簧4的两端分别顶住调整阀9的上端和孔板10的下端，在调整阀9的上端和孔板10的下端分别设置弹簧腔以容纳弹簧；所述弹簧腔可以采用凹腔结构或者凸起结构，弹簧设置于凹腔中或套设在凸起上，具体如图22-图25所示。

这调整杆7的调节方式，通过旋转调整阀9，调节弹簧行程，从而达到背压的线性调节，并且通过刻度或者表盘清楚显示背压压力，如图26-27所示，为刻度调整阀和表盘调整阀的示意图。

本发明所述燃料供给保持阀的工作前的状态如图5所示，密封阀3和孔板10在回油弹簧2和补油弹簧4的作用下，保持关闭，接口A与接口B之间为隔断状态。

充油功能：通过手油泵或小型电动泵，压缩后的燃油经接口B进入阀体内，当燃油压力大于补油弹簧2的弹簧力时，会推动密封阀3克服补油弹簧2的弹簧力而移动，使得密封阀3与孔板10相分离，形成一个如图28的M处所示的开口，然后燃油顺着开口流过，从而连接起接口B与A，燃油经接口A进入喷油器放大活塞腔内，从而实现补油功能。

回油背压保持功能：喷油器的回油经接口A流入到阀体内，并在阀体内不断累积，从而产生一定的压力，当回油的压力超过回油弹簧4的弹簧力时，回油压力会推动密封阀3和孔板10一起向前移动，从而使得孔板10与回油底座6之间形成一定的缝隙（如图29中N处所示），阀体内的回油经这个缝隙和接口B进入油箱内。

回油背压调节功能：在实际工作过程中，可根据需要，旋转调整杆7，可线性调节回油弹簧4的压缩量，从而线性改变回油背压的压力，达到回油背压调节的功能，并且可通过接口C处的压力表实时读取回油背压值。

Claims

1.一种燃料供给保持阀，包括外壳（1）和回油底座（6），其特征是：在所述外壳（1）上设有喷油器回油端接口（A）和压力表端接口（C），喷油器回油端接口（A）和压力表端接口（C）均与外壳（1）的内腔连通，在外壳（1）的内腔中设置补油弹簧（2），在补油弹簧（2）中安装密封阀（3）；所述回油底座（6）具有中孔，在回油底座（6）的中孔中设置调整阀（9），在调整阀（9）的上端安装回油弹簧（4）和孔板（10），在调整阀（9）的底部设置调整杆（7）；所述外壳（1）的下端与回油底座（6）的上端旋紧装配，外壳（1）内腔的密封阀（3）下端与位于回油底座（6）中孔上端的孔板（10）接触实现密封；在所述回油底座（6）上设置油箱端接口（B），油箱端接口（B）与回油底座（6）的中孔连通；

所述回油端接口（A）与回油底座（6）的中孔直接连通，回油端接口（A）连接喷油器回油端以及喷油器放大活塞腔。

2.如权利要求1所述的燃料供给保持阀，其特征是：所述调整阀（9）和回油底座（6）之间由O型圈（5）进行密封。

3.如权利要求1所述的燃料供给保持阀，其特征是：在所述调整杆（7）上设置锁紧螺母（8）将调整杆（7）锁紧。

4.如权利要求1所述的燃料供给保持阀，其特征是：所述喷油器回油端接口（A）连接喷油器回油端，油箱端接口（B）连接低压油路端，压力表端接口（C）连接压力表。

5.如权利要求1所述的燃料供给保持阀，其特征是：所述回油弹簧（4）采用线性弹簧或非线性弹簧。

6.如权利要求1所述的燃料供给保持阀，其特征是：所述密封阀（3）与孔板（10）的密封端为半球形、锥形、球形或平面。

7.如权利要求6所述的燃料供给保持阀，其特征是：在所述密封阀（3）与孔板（10）接触处设置弹性体接触垫。

8.如权利要求1所述的燃料供给保持阀，其特征是：所述孔板（10）与密封阀（3）的密封端为球形、锥形或平板型。

9.如权利要求1所述的燃料供给保持阀，其特征是：所述回油弹簧（4）的两端分别顶住调整阀（9）的上端和孔板（10）的下端，在调整阀（9）的上端和孔板（10）的下端分别设置弹簧腔以容纳弹簧；所述弹簧腔采用凹腔结构或者凸起结构，弹簧设置于凹腔中或套设在凸起上。