CN109869251A - 一种液力耦合喷油器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液力耦合喷油器，具体的说是一种采用分体式控制针阀的液力耦合喷油器，属于喷油器技术领域。其包括电磁铁组件、控制阀组件、喷油器体、控制活塞、针阀、喷油嘴和液力耦合体，所述喷油器体内中部设有控制活塞，控制活塞上端滑动连接在孔板阀套内；喷油器体下端依次连接液力耦合体和喷油嘴，液力耦合体和喷油嘴外圈设有油嘴紧帽，油嘴紧帽通过螺纹连接在喷油器体上并将单向阀组件和喷油嘴压紧。本发明的喷油控制针阀采用分体设计，避免长针阀结构带来的复杂的加工工艺和工作失稳风险；降低零部件加工难度和加工成本，生产、装配和调试具有良好的工艺继承性；避免由于滑动耦合装置对针阀等运动部件造成的干涉，提高循环喷油精度。

Description

一种液力耦合喷油器

技术领域

本发明涉及一种液力耦合喷油器，具体的说是一种采用分体式控制针阀的液力耦合喷油器，属于喷油器技术领域。

背景技术

现有技术中，在高压共轨燃料喷射器领域，为了实现静态无回油结构设计主要采取两种技术：一种是液力耦合技术，通过该耦合器将控制活塞运动传递到燃料喷射器针阀上，控制针阀运动，实现燃料喷射控制，详细内容参见专利号为CN 101583790A的专利，名称为具有耦合器的燃料喷射器；另一种是针阀直接驱动技术，通过燃料喷射液力控制腔压力直接驱动燃料喷射器针阀，控制针阀运动，实现燃料喷射控制，详细内容参见专利号为CN1818369A的专利，名称为带有喷射速率控制器的燃料喷射器

这两种技术主要目的是实现共轨喷射器的静态无回油结构设计，而静态无回油结构设计是提高柴油机高压共轨系统燃油喷射压力的必要技术途径。同时，可以提高柴油机高压共轨燃油喷射系统的喷射精度，简化系统结构设计和制造工艺，提高系统高压环境下使用寿命和系统经济性。但是这两种技术都存在一定的问题：（1）针阀直接驱动技术，采用长针阀结构设计，这种技术需要采用专用的组合砂轮磨削工艺，工艺比较复杂，加工难度和成本高，工艺继承性差，存在工作失稳风险；（2）普通液力耦合技术，采用滑动套耦合结构设计，这种技术在加工工艺方面较第一张方案要好，但是滑动套耦合装置在运动过程中对针阀形成一定干涉，导致循环喷油精度降低，且滑动套密封端面为窄环带设计，随着工作过程的磨损影响喷射器性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种液力耦合喷油器，控制喷油嘴喷油的针阀采用分体式结构设计，加工工艺更简单，降低零部件加工难度和加工成本，产品质量稳定性更好，同时，避免了液力耦合装置对针阀等运动部件的干涉，提高循环喷油精度。

按照本发明提供的技术方案，一种液力耦合喷油器包括电磁铁组件、控制阀组件、喷油器体、控制活塞、针阀、喷油嘴和液力耦合体，喷油器体内上部从上到下依次连接电磁铁组件、控制阀组件和孔板阀套，孔板阀套中心设有喷油通道，喷油通道的进口端设有球阀，球阀上端连接控制阀组件，其特征是：所述喷油器体内中部设有控制活塞，控制活塞上端滑动连接在孔板阀套内，孔板阀套和控制活塞的定位凸台之间设有活塞弹簧；喷油器体下端依次连接液力耦合体和喷油嘴，液力耦合体和喷油嘴外圈设有油嘴紧帽，油嘴紧帽通过螺纹连接在喷油器体上并将单向阀组件和喷油嘴压紧；所述液力耦合体内设有液力耦合腔，控制活塞伸入液力耦合腔中；所述喷油嘴内设有针阀，针阀上端伸入液力耦合体中并与控制活塞下端接触；所述液力耦合体内设有单向阀组件，单向阀组件通过单向油道连通液力耦合腔。

进一步的，电磁铁组件包括电磁铁和电磁铁紧帽，电磁铁外圈设有电磁铁紧帽，电磁铁紧帽通过螺纹连接在喷油器体上并将电磁铁压紧在控制阀组件上端。

进一步的，控制阀组件包括控制阀杆、压紧弹簧、调整环、调整弹簧和阀杆滑套，控制阀杆上部滑动连接在电磁铁组件内，控制阀杆下部依次穿过调整环和阀杆滑套，调整环和阀杆滑套之间设有调整弹簧，控制阀杆和电磁铁组件之间设有压紧弹簧。

进一步的，控制活塞伸入液力耦合体部的直径为D1，针阀伸入液力耦合体部的直径为D2，D1-D2≥0.2mm。

进一步的，单向阀组件包括单向球阀、上垫片、预紧弹簧和下垫片，单向球阀后端设有预紧弹簧，预紧弹簧将单向球阀顶紧在单向油道端口上，预紧弹簧上下端分别设有上垫片和下垫片。

进一步的，液力耦合体内设有上下贯通的油道节流孔，油道节流孔上下端分别连通喷油嘴和喷油器体内部腔体。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明结构简单、紧凑、合理，省去了静态回油结构设计，满足超高压喷射压力要求；喷油控制针阀采用分体设计，避免长针阀结构带来的复杂的加工工艺和工作失稳风险；降低零部件加工难度和加工成本，生产、装配和调试具有良好的工艺继承性；避免由于滑动耦合装置对针阀等运动部件造成的干涉，提高循环喷油精度；采用球阀类单向开关阀设计，提高液力耦合系统的可靠性和寿命。

附图说明

图1为本发明主视图。

图2为图1中A处放大图。

附图标记说明：1-电磁铁、2-控制阀杆、3-压紧弹簧、4-调整环、5-调整弹簧、6-阀杆滑套、7-球阀、8-孔板阀套、9-喷油器体、10-电磁铁紧帽、11-控制活塞、12-针阀、13-喷油嘴、14-油嘴紧帽、15-活塞弹簧、16-液力耦合体、17-液力耦合腔、18-油道节流孔、19-单向油道、20-单向球阀、21-上垫片、22-预紧弹簧、23-下垫片、B-控制腔。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

如图1~2所示，本发明主要包括电磁铁组件、控制阀组件、喷油器体9、控制活塞11、针阀12、喷油嘴13和液力耦合体16。

喷油器体9内上部从上到下依次连接电磁铁组件、控制阀组件和孔板阀套8，孔板阀套8中心设有喷油通道，喷油通道的进口端设有球阀7，球阀7上端连接控制阀组件。

所述电磁铁组件包括电磁铁1和电磁铁紧帽10，电磁铁1外圈设有电磁铁紧帽10，电磁铁紧帽10通过螺纹连接在喷油器体9上并将电磁铁1压紧在控制阀组件上端。

所述控制阀组件包括控制阀杆2、压紧弹簧3、调整环4、调整弹簧5和阀杆滑套6，控制阀杆2上部滑动连接在电磁铁组件内，控制阀杆2下部依次穿过调整环4和阀杆滑套6，调整环4和阀杆滑套6之间设有调整弹簧5，控制阀杆2和电磁铁组件之间设有压紧弹簧3。

喷油器体9内中部设有控制活塞11，控制活塞11上端滑动连接在孔板阀套8内，孔板阀套8和控制活塞11的定位凸台之间设有活塞弹簧15，活塞弹簧15能够保证孔板阀套8和控制活塞11之间的预压紧。

喷油器体9下端依次连接液力耦合体16和喷油嘴13，液力耦合体（16）和喷油嘴13外圈设有油嘴紧帽14，油嘴紧帽14通过螺纹连接在喷油器体9上并将单向阀组件和喷油嘴13压紧。所述液力耦合体16内设有液力耦合腔17，控制活塞11伸入液力耦合腔17中。

所述喷油嘴13内设有针阀12，针阀12上端伸入液力耦合体16中并与控制活塞11下端接触。

所述控制活塞11伸入液力耦合体16部的直径为D1，针阀12伸入液力耦合体16部的直径为D2，D1-D2≥0.2mm。由于控制活塞直径与针阀直径之间存在一个差值，尽管针阀和控制活塞与液力耦合体的导向部位存在间隙泄漏，仍然使得针阀和控制活塞在运动过程保持同步。

所述液力耦合体16内设有单向阀组件，单向阀组件通过单向油道19连通液力耦合腔17。

所述单向阀组件包括单向球阀20、上垫片21、预紧弹簧22和下垫片23，单向球阀20后端设有预紧弹簧22，预紧弹簧22将单向球阀20顶紧在单向油道19端口上，预紧弹簧22上下端分别设有上垫片21和下垫片23。

所述液力耦合体16内设有上下贯通的油道节流孔18，油道节流孔18上下端分别连通喷油嘴13和喷油器体9内部腔体。

本发明的工作原理是：当电磁铁组件接收控制信号，控制阀组件向上运动，球阀受到液压力打开孔板阀套的喷油通道，控制腔B压力降低，控制活塞克服活塞弹簧作用力向上运动，液力耦合腔中压力降低导致针阀向上运动，由于控制活塞直径与针阀直径之间存在一个差值，尽管针阀和控制活塞与液力耦合体的导向部位存在间隙泄漏，仍然使得针阀和控制活塞在运动过程保持同步；当电磁铁组件断开控制信号，控制阀组件在压紧弹簧推力作用下向下运动复位，推动球阀关闭喷油通道，控制腔B压力升高，在液压力和活塞弹簧推力共同作用下，控制活塞向下运动，推动针阀也向下运动，该过程中由于针阀和控制活塞与液力耦合体导向部位存在间隙泄漏，使得液力耦合腔中燃油体积大于开启前燃油体积，在针阀落座之前某个时刻液力耦合腔中压力高于系统压力，此时液力耦合体中的单向阀打开，液力耦合腔中压力降低至系统压力（该过程可能发生多次，视具体工况而定）。

Claims (6)

1.一种液力耦合喷油器，包括电磁铁组件、控制阀组件、喷油器体（9）、控制活塞（11）、针阀（12）、喷油嘴（13）和液力耦合体（16），喷油器体（9）内上部从上到下依次连接电磁铁组件、控制阀组件和孔板阀套（8），孔板阀套（8）中心设有喷油通道，喷油通道的进口端设有球阀（7），球阀（7）上端连接控制阀组件，其特征是：所述喷油器体（9）内中部设有控制活塞（11），控制活塞（11）上端滑动连接在孔板阀套（8）内，孔板阀套（8）和控制活塞（11）的定位凸台之间设有活塞弹簧（15）；喷油器体（9）下端依次连接液力耦合体（16）和喷油嘴（13），液力耦合体（16）和喷油嘴（13）外圈设有油嘴紧帽（14），油嘴紧帽（14）通过螺纹连接在喷油器体（9）上并将单向阀组件和喷油嘴（13）压紧；所述液力耦合体（16）内设有液力耦合腔（17），控制活塞（11）伸入液力耦合腔（17）中；所述喷油嘴（13）内设有针阀（12），针阀（12）上端伸入液力耦合体（16）中并与控制活塞（11）下端接触；所述液力耦合体（16）内设有单向阀组件，单向阀组件通过单向油道（19）连通液力耦合腔（17）。

2.如权利要求1所述的一种液力耦合喷油器，其特征是：所述电磁铁组件包括电磁铁（1）和电磁铁紧帽（10），电磁铁（1）外圈设有电磁铁紧帽（10），电磁铁紧帽（10）通过螺纹连接在喷油器体（9）上并将电磁铁（1）压紧在控制阀组件上端。

3.如权利要求1所述的一种液力耦合喷油器，其特征是：所述控制阀组件包括控制阀杆（2）、压紧弹簧（3）、调整环（4）、调整弹簧（5）和阀杆滑套（6），控制阀杆（2）上部滑动连接在电磁铁组件内，控制阀杆（2）下部依次穿过调整环（4）和阀杆滑套（6），调整环（4）和阀杆滑套（6）之间设有调整弹簧（5），控制阀杆（2）和电磁铁组件之间设有压紧弹簧（3）。

4.如权利要求1所述的一种液力耦合喷油器，其特征是：所述控制活塞（11）伸入液力耦合体（16）部的直径为D1，针阀（12）伸入液力耦合体（16）部的直径为D2，D1-D2≥0.2mm。

5.如权利要求1所述的一种液力耦合喷油器，其特征是：所述单向阀组件包括单向球阀（20）、上垫片（21）、预紧弹簧（22）和下垫片（23），单向球阀（20）后端设有预紧弹簧（22），预紧弹簧（22）将单向球阀（20）顶紧在单向油道（19）端口上，预紧弹簧（22）上下端分别设有上垫片（21）和下垫片（23）。

6.如权利要求1所述的一种液力耦合喷油器，其特征是：所述液力耦合体（16）内设有上下贯通的油道节流孔（18），油道节流孔（18）上下端分别连通喷油嘴（13）和喷油器体（9）内部腔体。