CN109595108B - 紧凑型高压燃油喷射装置 - Google Patents

紧凑型高压燃油喷射装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了紧凑型高压燃油喷射装置，在喷油器体（1）上端部的轴线周向上径向设置高压燃油接头（4）和低压燃油接头（3），喷油器体（1）内依次安装电磁铁组件（14）、衔铁弹簧（25）、衔铁（24）、电控阀座（13）、针阀弹簧（12）、针阀（10）、针阀座（11），高压燃油接头（4）通过进油长孔（15）连通阀座进油孔（26）、针阀容腔（17）和控制容腔（16），控制容腔（16）通过控制容腔泄油孔（27）连通低压容腔（30），低压燃油接头（3）通过回油长孔（20）连通阀座回油孔（21）；由于同周向布置高压燃油接头（4）和低压燃油接头（3），且取消了活塞杆（33），这样可采用较短的高压燃油通道，系统体积小、结构紧凑。

Description

紧凑型高压燃油喷射装置
技术领域
本发明涉及高压燃油喷射装置，尤其涉及适用于柴油及煤油活塞发动机上进行燃油供给的紧凑型高压燃油喷射装置。
背景技术
高压燃油喷射装置是一个加工精细、制造工艺复杂的部件，传统高压燃油喷射装置通常采用图7至图10所示的结构形式，在喷油器体1上端顶部设置低压燃油接头3，在喷油器体1中上部斜置高压燃油接头4；沿喷油器体1轴线通过螺接在喷油器体1上的电磁铁螺套32及锁紧螺套7，从上到下依次将电磁铁组件14、衔铁弹簧25、衔铁24、电控阀座13、活塞杆33、针阀弹簧12、针阀10、针阀座11等压贴在喷油器体1中，高压燃油经过高压燃油接头4流入控制容腔16，同时经过阀座进油孔26、进油长孔15流入针阀容腔17，当电磁铁组件14接到外部ECU电控单元的开启指令时，电磁铁组件14通电后吸合衔铁24向上运动时，钢球41将离开电控阀座13的密封锥面，此时控制容腔16中的高压燃油将流入低压容腔30，控制容腔16中的燃油压力将降低，活塞杆33将带动针阀10向上运动，高压燃油通过针阀座11上的高压燃油喷孔流出，开始喷油；当外部ECU电控单元发出断开指令时，电磁铁组件14断电，衔铁24在衔铁弹簧25压缩力的作用下会向下运动，钢球41将接触贴紧电控阀座13的密封锥面，控制容腔16内的燃油压力将逐步升高，活塞杆33将带动针阀10将向下运动贴紧针阀座11，高压燃油不能再通过针阀座11上的高压燃油喷孔流出，喷油停止，完成喷射装置的整个喷油过程。
上述传统高压燃油喷射装置主要缺点及不足之处在于：
1)体积较大。由于采用了进油接头斜向上布置、回油接头向上布置的组合式结构形式，沿轴线方向尺寸过大，不能安装在空间有限制要求的发动机等动力装置上；
2)喷油器总成件的零件数量多，系统复杂，可靠性较难保证；
3)喷油器内部油路的连接复杂，油路较长，油道的清洁度不易保证，易导致喷油器针阀卡滞不能正常喷油故障；
4)采用长活塞杆与针阀联动，运动件质量大，针阀开启及关闭时间过长，不能形成稳定的多次喷射；
5)喷油器总成件质量大，不能满足发动机、整车、整机设备的轻量化要求。
6)喷油器总成件结构复杂，燃油的密封界面较多，容易产生泄漏故障。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了紧凑型高压燃油喷射装置。本发明的紧凑型高压燃油喷射装置，包括喷油器体1，其特征在于：在所述的喷油器体1上端部的轴线周向上径向设置高压燃油接头4和低压燃油接头3，沿所述的喷油器体1轴线从上到下依次安装电磁铁组件14、衔铁弹簧25、衔铁24、电控阀座13、针阀弹簧12、针阀10、针阀座11，锁紧螺套7套装在所述的针阀座11上且与喷油器体1螺接，所述的锁紧螺套7将依次直接接触的针阀座11、针阀10、针阀弹簧12、电控阀座13、衔铁24、衔铁弹簧25、电磁铁组件14压贴在一起，所述的高压燃油接头4通过喷油器体1中的进油长孔15连通电控阀座13上的阀座进油孔26，所述的阀座进油孔26连通针阀座11内的针阀容腔17和电控阀座13内的控制容腔进油孔28，所述的控制容腔进油孔28连通针阀座11顶部的控制容腔16，所述的控制容腔16通过电控阀座13中的控制容腔泄油孔27连通低压容腔30，所述的低压燃油接头3通过喷油器体1的回油长孔20连通阀座回油孔21；当电磁铁组件14接到外部ECU电控单元的开启指令时，电磁铁组件14通电后吸合安装在电控阀座13中的衔铁24向上运动时，衔铁24的密封凸锥22将离开电控阀座13的密封锥孔23的密封面，此时控制容腔16中的高压燃油将流入低压容腔30，控制容腔16中的高压燃油压力将降低，低压燃油流经密封面至阀座回油孔21、回油长孔20，最终通过低压燃油接头3上的低压燃油回油口5流出，当针阀容腔17中的高压燃油作用在针阀10下部的沟槽内所产生向上的压力高于针阀10上部的液压力及针阀弹簧12压缩力的合力时，针阀10将向上运动，高压燃油通过针阀座11上的高压燃油喷孔流出，开始喷油；当外部ECU电控单元发出断开指令时，电磁铁组件14断电，电磁铁组件14与衔铁24之间的电磁吸力消失，衔铁24在衔铁弹簧25压缩力的作用下向下运动，衔铁24上的密封凸锥22将接触贴紧电控阀座13上的密封锥孔23的密封面，高压燃油通过控制容腔进油孔28持续进入控制容腔16，控制容腔16内的燃油压力升高，当针阀容腔17中的高压燃油作用在针阀10下部的沟槽内所产生向上的压力低于针阀10顶部控制容腔16的液压力及针阀弹簧12压缩力的合力时，针阀10向下运动贴紧针阀座11，高压燃油不能再通过针阀座11上的高压燃油喷孔流出，喷油停止，完成整个喷油过程。
进一步，所述的喷油器体1上端部设置有插座孔2，所述的电磁铁组件14上的与外部线束插头连接的接线片9设置在插座孔2中。
进一步，在喷油器体1上插座孔2的两侧设置卡紧耳座6，所述的卡紧耳座6的尾段设置有倒锥防松壁29。
进一步，在所述的电控阀座13上开有连通控制容腔16并成为控制容腔16一部分的空腔，所述空腔的一侧开有贯通至衔铁24的安装孔的控制容腔泄油孔27，所述的安装孔形成低压容腔30，所述的空腔另一侧开有贯通至阀座进油孔26的控制容腔进油孔28。
进一步，所述的高压燃油接头4、低压燃油接头3采用与喷油器体1一体化制造、螺接或过盈配合紧固连接方式径向布置在喷油器体1上端部，所述的低压燃油接头3在沿喷油器体1轴线的周向上与高压燃油接头4偏离布置。
进一步，所述的高压燃油接头4的高压燃油进油口19中安装有锥台多孔结构形式的高压滤器18，锥形过滤面上制出若干兼具过滤细小杂质和具备过油能力的小孔，所述的高压滤器18的锥台根部设置沉积杂质的凹形储物腔室。
本发明的紧凑型高压燃油喷射装置具有如下积极效果：
结构紧凑、体积小、安装空间小，系统简单、可靠性高。本发明以喷油器体1作为整个高压喷射装置的装配安装基础件，直接在喷油器体1上端部径向设置高压燃油接头4及低压燃油接头3，同时在喷油器体1内部安装小型化电磁铁组件14及由电控阀座3、衔铁24、衔铁弹簧25组成的直接驱动式电控阀组件，高压喷射装置结构非常紧凑，轴向尺寸大大缩短，体积小，安装空间小，可以安装在空间有限制要求的发动机等动力装置上；总成件的零件数量少，系统简单，可靠性较易保证。组成的高压燃油喷射装置质量小，可以满足发动机、整机设备的轻量化及低燃油耗要求。本发明结构件油路较短，油道的清洁度容易保证。避免了现有技术高压喷射装置总成件质量大、零件数量多、结构复杂、可靠性较难保证的不足，解决了现有技术喷射装置不能满足发动机、整机设备的轻量化要求的不足。
喷油开启关闭响应快，易于实现稳定的多次喷射。本发明取消了现有技术的活塞杆33，这样可采用较短的高压燃油通道，当外部高压油轨中燃油建立压力并通过高压油管流至喷油器体1上高压燃油进油口19位置后，高压燃油经过进油长孔15可快速进入到针阀容腔17，高压油道较短，燃油压力建立的时间较快，高压燃油喷射装置首次工作时高压油充满所需时间较短，可快速喷油，同时在喷油过程中高压燃油补充快，喷射压力稳定，油量一致性好，易实现稳定的多次喷射。本发明采用直接驱动式电控阀组件结构，电控阀的开启或关闭会引起控制容腔16内的燃油压力变化，促使针阀10的上下快速运动并形成开启、关闭动作，缩短了喷油器喷油的开启、关闭时间；解决了现有技术内部高压燃油油道较长，高压容积大，针阀腔进油及燃油压力建立较慢，燃油喷射的开始时间较晚，喷油开启、关闭响应慢，多次喷射油量稳定性较差的问题。
插头防松效果好，电磁兼容性好，故障率低。在喷油器体1上部设置有带倒锥形防松壁29的卡紧耳座6，当外部线束插头上的弹性卡紧柱卡入卡紧耳座6时，可以将插头牢固地锁定住，防止插头松动；当插头外部采用金属外壳并接地，并同时在插头金属外壳与喷油器体1之间加导电胶条时，可获得较好的电磁屏蔽性，可有效抑制外部电磁干扰，同时也可大幅降低自身向外发射电磁波，不影响其它周边电磁器件的正常工作。解决了现有技术采用塑料插头易松动及防电磁辐射能力较差的不足。
附图说明
图1是本发明紧凑型高压喷射装置的外形结构示意图。
图2是图1的剖视示意图。
图3是图2的I处局部放大示意图。
图4是图1的局部剖视示意图。
图5是图4的Ⅱ处局部放大示意图。
图6是图1的局部截面剖视示意图。
图7是传统高压燃油喷射装置的外形结构示意图。
图8是图7的剖视示意图。
图9是图8的I处局部放大示意图。
图10是图7的局部截面剖视示意图。
图中：1.喷油器体，2.插座孔，3.低压燃油接头，4.高压燃油接头，5.低压燃油回油口，6.卡紧耳座，7.锁紧螺套，8.针阀偶件，9.接线片，10.针阀，11.针阀座，12.针阀弹簧，13.电控阀座，14.电磁铁组件，15.进油长孔，16.控制容腔，17.针阀容腔，18.高压滤器，19.高压燃油进油口，20.回油长孔，21.阀座回油孔，22.密封凸锥，23.密封锥孔，24.衔铁，25.衔铁弹簧，26.阀座进油孔，27.控制容腔泄油孔，28.控制容腔进油孔，29.倒锥防松壁，30.低压容腔，31.塑料插座，32.电磁铁螺套，33.活塞杆，34.高压燃油进油孔，35.阀杆行程调整垫，36.衔铁卡簧，37.电磁铁密封圈，38.阻尼弹簧，39.阀座紧套，40.球座，41.钢球，42.调整垫，43.衬套，44.活塞行程调整垫，45.密封垫，46.滤清针。
具体实施方式
为进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
图1、图2、图3、图4、图5和图6示出了本发明的紧凑型高压燃油喷射装置的实施例，紧凑型高压燃油喷射装置，包括喷油器体1，其特征在于：在所述的喷油器体1上端部的轴线周向上径向设置高压燃油接头4和低压燃油接头3，沿所述的喷油器体1轴线从上到下依次安装电磁铁组件14、衔铁弹簧25、衔铁24、电控阀座13、针阀弹簧12、针阀10、针阀座11，锁紧螺套7套装在所述的针阀座11上且与喷油器体1螺接，所述的锁紧螺套7将依次直接接触的针阀座11、针阀10、针阀弹簧12、电控阀座13、衔铁24、衔铁弹簧25、电磁铁组件14压贴在一起，所述的高压燃油接头4通过喷油器体1中的进油长孔15连通电控阀座13上的阀座进油孔26，所述的阀座进油孔26连通针阀座11内的针阀容腔17和电控阀座13内的控制容腔进油孔28，所述的控制容腔进油孔28连通针阀座11顶部的控制容腔16，所述的控制容腔16通过电控阀座13中的控制容腔泄油孔27连通低压容腔30，所述的低压燃油接头3通过喷油器体1的回油长孔20连通阀座回油孔21；当电磁铁组件14接到外部ECU电控单元的开启指令时，电磁铁组件14通电后吸合安装在电控阀座13中的衔铁24向上运动时，衔铁24的密封凸锥22将离开电控阀座13的密封锥孔23的密封面，此时控制容腔16中的高压燃油将流入低压容腔30，控制容腔16中的高压燃油压力将降低，低压燃油流经密封面至阀座回油孔21、回油长孔20，最终通过低压燃油接头3上的低压燃油回油口5流出，当针阀容腔17中的高压燃油作用在针阀10下部的沟槽内所产生向上的压力高于针阀10上部的液压力及针阀弹簧12压缩力的合力时，针阀10将向上运动，高压燃油通过针阀座11上的高压燃油喷孔流出，开始喷油；当外部ECU电控单元发出断开指令时，电磁铁组件14断电，电磁铁组件14与衔铁24之间的电磁吸力消失，衔铁24在衔铁弹簧25压缩力的作用下向下运动，衔铁24上的密封凸锥22将接触贴紧电控阀座13上的密封锥孔23的密封面，高压燃油通过控制容腔进油孔28持续进入控制容腔16，控制容腔16内的燃油压力升高，当针阀容腔17中的高压燃油作用在针阀10下部的沟槽内所产生向上的压力低于针阀10顶部控制容腔16的液压力及针阀弹簧12压缩力的合力时，针阀10向下运动贴紧针阀座11，高压燃油不能再通过针阀座11上的高压燃油喷孔流出，喷油停止，完成整个喷油过程。
进一步，喷油器体1内腔安装有细长形状的电磁铁组件14，喷油器体1上端部设置有插座孔2，电磁铁组件14上端部的接线片9露出在插座孔2中，接线片9与外部线束插头的插片连接后，使电磁铁组件14与外部电路导通；在喷油器体1上插座孔2的两侧设置有卡紧耳座6，卡紧耳座6的尾段设置有倒锥防松壁29，当外部线束插头上的弹性卡紧柱卡入至倒锥防松壁29时，可以将插头牢固地锁定住，防止插头松动；当插头外部采用金属外壳并接地，并同时在插头金属外壳与喷油器体1之间加导电胶条时，可获得较好的电磁屏蔽性，可有效抑制外部电磁干扰，同时也可大幅降低自身向外发射电磁波，不影响其它周边电磁器件的正常工作。
进一步，在所述的电控阀座13上开有连通控制容腔16并成为控制容腔16一部分的空腔，所述空腔的一侧开有贯通至衔铁24的安装孔的控制容腔泄油孔27，所述的安装孔形成低压容腔30，所述的空腔另一侧开有贯通至阀座进油孔26的控制容腔进油孔28。
进一步，所述的高压燃油接头4、低压燃油接头3采用与喷油器体1一体化制造、螺接或过盈配合紧固连接方式径向布置在喷油器体1上端部，所述的低压燃油接头3在沿喷油器体1轴线的周向上与高压燃油接头4偏离布置。
进一步，所述的高压燃油接头4的高压燃油进油口19中安装有锥台多孔结构形式的高压滤器18，锥形过滤面上制出若干兼具过滤细小杂质和具备过油能力的小孔，所述的高压滤器18的锥台根部设置沉积杂质的凹形储物腔室。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (6)

1.紧凑型高压燃油喷射装置，包括喷油器体(1)，其特征在于：在所述的喷油器体(1)上端部的轴线周向上径向设置高压燃油接头(4)和低压燃油接头(3)，沿所述的喷油器体(1)轴线从上到下依次安装电磁铁组件(14)、衔铁弹簧(25)、衔铁(24)、电控阀座(13)、针阀弹簧(12)、针阀(10)、针阀座(11)，锁紧螺套(7)套装在所述的针阀座(11)上且与喷油器体(1)螺接，所述的锁紧螺套(7)将依次直接接触的针阀座(11)、针阀(10)、针阀弹簧(12)、电控阀座(13)、衔铁(24)、衔铁弹簧(25)、电磁铁组件(14)压贴在一起，所述的高压燃油接头(4)通过喷油器体(1)中的进油长孔(15)连通电控阀座(13)上的阀座进油孔(26)，所述的阀座进油孔(26)连通针阀座(11)内的针阀容腔(17)和电控阀座(13)内的控制容腔进油孔(28)，所述的控制容腔进油孔(28)连通针阀座(11)顶部的控制容腔(16)，所述的控制容腔(16)通过电控阀座(13)中的控制容腔泄油孔(27)连通低压容腔(30)，所述的低压燃油接头(3)通过喷油器体(1)的回油长孔(20)连通阀座回油孔(21)；当电磁铁组件(14)接到外部ECU电控单元的开启指令时，电磁铁组件(14)通电后吸合安装在电控阀座(13)中的衔铁(24)向上运动时，衔铁(24)的密封凸锥(22)离开电控阀座(13)的密封锥孔(23)的密封面，此时控制容腔(16)中的高压燃油流入低压容腔(30)，控制容腔(16)中的高压燃油压力降低，低压燃油流经密封面至阀座回油孔(21)、回油长孔(20)，最终通过低压燃油接头(3)上的低压燃油回油口(5)流出，当针阀容腔(17)中的高压燃油作用在针阀(10)下部的沟槽内所产生向上的压力高于针阀(10)上部的液压力及针阀弹簧(12)压缩力的合力时，针阀(10)向上运动，高压燃油通过针阀座(11)上的高压燃油喷孔流出，开始喷油；当外部ECU电控单元发出断开指令时，电磁铁组件(14)断电，电磁铁组件(14)与衔铁(24)之间的电磁吸力消失，衔铁(24)在衔铁弹簧(25)压缩力的作用下向下运动，衔铁(24)上的密封凸锥(22)接触贴紧电控阀座(13)上的密封锥孔(23)的密封面，高压燃油通过控制容腔进油孔(28)持续进入控制容腔(16)，控制容腔(16)内的燃油压力升高，当针阀容腔(17)中的高压燃油作用在针阀(10)下部的沟槽内所产生向上的压力低于针阀(10)顶部控制容腔(16)的液压力及针阀弹簧(12)压缩力的合力时，针阀(10)向下运动贴紧针阀座(11)，高压燃油不能再通过针阀座(11)上的高压燃油喷孔流出，喷油停止，完成整个喷油过程。
2.根据权利要求1所述的紧凑型高压燃油喷射装置，其特征在于：在所述的电控阀座(13)上开有连通控制容腔(16)并成为控制容腔(16)一部分的空腔，所述空腔的一侧开有贯通至衔铁(24)的安装孔的控制容腔泄油孔(27)，所述的安装孔形成低压容腔(30)，所述的空腔另一侧开有贯通至阀座进油孔(26)的控制容腔进油孔(28)。
3.根据权利要求2所述的紧凑型高压燃油喷射装置，其特征在于：所述的喷油器体(1)上端部设置有插座孔(2)，所述的电磁铁组件(14)上的与外部线束插头连接的接线片(9)设置在插座孔(2)中。
4.根据权利要求3所述的紧凑型高压燃油喷射装置，其特征在于：在喷油器体(1)上插座孔(2)的两侧设置卡紧耳座(6)，所述的卡紧耳座(6)的尾段设置有倒锥防松壁(29)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的紧凑型高压燃油喷射装置，其特征在于：所述的高压燃油接头(4)、低压燃油接头(3)采用与喷油器体(1)一体化制造、螺接或过盈配合紧固连接方式径向布置在喷油器体(1)上端部，所述的低压燃油接头(3)在沿喷油器体(1)轴线的周向上与高压燃油接头(4)偏离布置。
6.根据权利要求5所述的紧凑型高压燃油喷射装置，其特征在于：所述的高压燃油接头(4)的高压燃油进油口(19)中安装有锥台多孔结构形式的高压滤器(18)，锥形过滤面上制出若干兼具过滤细小杂质和具备过油能力的小孔，所述的高压滤器(18)的锥台根部设置沉积杂质的凹形储物腔室。
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