CN109958564B - 一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀 - Google Patents

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Abstract

一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀，包括：内含线圈的电磁铁，复位弹簧，衔铁，以及与衔铁固定连接的阀芯，与阀芯配合的阀座，阀芯包括第一密封环面A，以及压力补偿柱塞，阀座包括与第一密封环面A配合的第一密封环面A’，以及与压力补偿柱塞配合的柱塞密封面，阀芯还包括一个第二密封环面B，第二密封环面B位于压力补偿柱塞的下端部，阀座还包括一个与第二密封环面B配合的第二密封环面B’，第二密封环面B’位于柱塞密封面的下部。当第一密封环面A与A’贴合时，第二密封环面B与B’也同时贴合；该装置既具备球阀无泄漏的优点，又具备压力补偿电磁阀电磁力储备需求小的优点。

Description

一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀
技术领域
本发明涉及一种液压电磁阀，特别是一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀。
背景技术
电磁阀是柴油机高压共轨式电控喷射器中的关键技术，目前市场上用的工作原理，可以分为两种：以BOSCH为代表的球阀式，比如目前市场上使用最广的CRI 1-16、CR2 1-16、CR2 1-18喷油器，这类电磁阀的利用球阀密封，优点是可以做到完全密封，但是压力不平衡，球阀上的液压力随着共轨压力的变化而线性增加，这样要求电磁铁有较大的电磁力储备；第二类以德尔福为代表的压力补偿式电磁阀，比如 EJBR06101D喷油器，其特点是阀芯上有一个压力补偿柱塞，可以平衡掉大部分的液压力，因此电磁力储备可以较小，但带来的问题是：压力补偿柱塞偶件存在间隙，使用中会泄漏。
发明内容
根据目前的技术现状，本发明提出一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀，能兼顾现有两大技术优点，既具备球阀无泄漏的优点，又具备压力补偿电磁阀电磁力储备需求小的优点。
一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀，包括：内含线圈的电磁铁，复位弹簧，衔铁，以及与衔铁固定连接的阀芯，与阀芯配合的阀座，阀芯包括第一密封环面A，以及压力补偿柱塞，阀座包括与第一密封环面A配合的第一密封环面A’，以及与压力补偿柱塞配合的柱塞密封面，阀芯还包括一个第二密封环面B，第二密封环面B位于压力补偿柱塞的下端部，阀座还包括一个与第二密封环面B配合的第二密封环面B’，第二密封环面B’位于柱塞密封面的下部。当第一密封环面A与A’贴合时，第二密封环面B与B’也同时贴合。
为了提高第二密封环面的加工工艺性，在柱塞密封面与第二密封环面B’之间，设计有一个环槽。
第二密封环面与轴线的夹角α，选用范围在30度与90度之间。
由于第一密封环面A、A’，与第二密封环面B、B’之间，属于超定位关系，为了减少第二密封环面B对第一密封环面A的密封过程的干涉可以将第二密封环面的密封环带宽度W2，设计得比第一密封环面的密封环带宽度W1小，优选W2<W1/4，这样设计的好处是当两个密封环面落座时发生干涉时，第二密封环面会发生变形和牺牲性磨损，从而保证了第一密封环面的密封性。
为了进一步提高两个密封环面轴向的柔性，加大两个密封环面之间的弹性变形能力，在压力平衡柱塞内，开有空腔，这样当两个密封环面落座时，如果发生干涉，第二密封环面可以做出更多的退让变形。
为了保证在提高柔性的同时，不损失第二密封环面的径向强度，在空腔的下部，设计有向内凸起的环带。
为了减小在电磁阀使用过程中，由于温度变化，阀芯和阀座因为变形不一致，导致两个密封环面之间出现干涉，阀座与阀芯的材料，优选温度膨胀系数相同的材料。
本发明的有益效果在于：由于采用了第二密封环面B和B’，截断压力补偿柱塞与柱塞密封面之间的间隙泄漏通道，理论上可以与球阀一样，在电磁阀闭合期间，做到完全密封。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2是本发明的阀芯的局部放大图；
图3是本发明的阀芯剖视图。
图中：1、电磁铁；2、线圈；3、复位弹簧；4、衔铁；5、阀座；6、阀芯；7、控制油道；8、控制腔；9、第二环槽；10、回油道；11、压力补偿柱塞；12、第一环槽；13、低压腔；14、弹簧座；15、电磁铁垫片；16、弹簧垫片；17、O型圈；18、弹簧室；19、锁紧母；20、第一密封环面A；21、第一密封环面A’；22、第二密封环面B；23、第二密封环面B’；24、柱塞孔；25、空腔；26、环带。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明所要保护的范围并不限于此。
如图1所示，电磁阀由电磁铁1、复位弹簧3、衔铁4、阀芯6、阀座5等主要零件组成；电磁铁1内部有一线圈2，中心有一弹簧室18，依次容纳弹簧垫片16、复位弹簧3和弹簧座14；弹簧座14、衔铁4、阀芯6三者同轴串接在一起，复位弹簧3通过弹簧座14给衔铁4和阀芯6施加向下的弹簧力；阀芯6上部有第一密封环面A 20，下部有圆柱形压力补偿柱塞11，当第一环槽12内的液体有压力时，阀芯6受到向上的液压力，压力补偿柱塞11使阀芯6受到向下的液压力，可以部分抵消向上的液压力；阀座5的上部，有第一密封环面A’21，与第一密封环面A 20配合，构成一对静密封付；阀座5下部有一圆柱形柱塞孔24，与压力补偿柱塞11构成一对动密封付，阀芯6与阀座5同轴安装，阀芯6在阀座5中可以上下滑动。其他辅助零件：O型圈17套接在电磁铁1外部，用于防止液体外漏，电磁铁垫片15放置在电磁铁1与阀座5之间，平衡制造过程中的尺寸链散差，保证衔铁的工作行程的一致性；锁紧母19用于将电磁铁1与阀座5压接为一体。
其工作过程如下：当线圈2通电时，电磁铁1与衔铁4之间的间隙中产生磁场，衔铁4受到向上的电磁力，克服向下的弹簧力而上行，阀芯6在向上的液压力作用下跟随上行，第一密封环面A 20与A’21之间分离，解除了密封状态，控制腔8内的高压液体，沿着控制油道7、 第一环槽12、第一密封环面A 20而释放到低压腔13，从而使控制腔8内的液体压力下降，这是电磁阀的开启过程。当线圈2断电时，电磁力消失，复位弹簧力迫使弹簧座14、衔铁4、阀芯 6克服液压力下行，第一密封环面A20与A’21贴合密封，下降停止，液体释放通道被切断，释放过程中止，这是电磁阀的关闭过程。
上述描述，是现有技术的电磁阀工作过程。存在如下问题：当电磁阀关闭之后，由于压力补偿柱塞11与柱塞孔24之间，必须保证一定的间隙，比如1～3um，泄漏是不可避免的。
本发明的改进设计，体现在：阀芯6还包括一个第二密封环面B 22，第二密封环面B23位于压力补偿柱塞11的下端部，阀座5还包括一个与第二密封环面B 22配合的第二密封环面B’23，第二密封环面B’23位于柱塞孔24的下部。当第一密封环面A 20与A’21贴合的同时， 第二密封环面B 22与B’23也同时贴合，这样泄漏通道被切断，理论上可以做到在电磁阀关闭之后无泄漏。
第二密封环面与轴线的夹角α，可以参考现有技术中锥阀的设计，在30度与90度之间 选用。
由于第一密封环面A 20、A’21，与第二密封环面B 22、B’23之间，属于超定位关系，为了减少第二密封环面B 22对第一密封环面A 20的密封过程的干涉，可以将第二密封环面的密封环带宽度W2，设计得比第一密封环面的密封环带宽度W1小，优选W2<W1/4，这样设计的好处是当两个密封环面落座时，如果发生干涉，第二密封环面会发生变形并产生牺牲性磨损，从而保证了第一密封环面的密封性。
为了进一步提高两个密封环面轴向的柔性，加大两个密封环面之间的弹性变形能力，在压力补偿柱塞11内，开有空腔25，这样当两个密封环面落座时，如果发生干涉，第二密封环面可以做出更多的退让变形。
为了保证在提高柔性的同时，不损失第二密封环面的径向刚度，在空腔25的下部，设计有向内凸起的环带26。
为了提高第二密封环面的加工工艺性，在柱塞密封面与第二密封环面B’之间，设计有一个第二环槽9；
为了减小在电磁阀使用过程中，由于温度变化，阀芯和阀座因为变形不一致，导致两个密封环面之间出现干涉，阀座与阀芯的材料，优选温度膨胀系数相同的材料。
本发明的优点在于，电磁阀关闭时，第二密封环面B 22参与密封，切断了压力补偿柱塞11缝隙的泄漏，压力补偿型电磁阀在保留了控制力需求小的优点的同时，还具备了球阀型电磁阀关闭时无泄漏的优点。
本发明的使用范围，可以拓展到液压行业。

Claims (6)

1.一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀，其特征在于：包括：内含线圈的电磁铁，复位弹簧，衔铁，以及与衔铁固定连接的阀芯，与阀芯配合的阀座；阀芯包括第一密封环面A，以及压力补偿柱塞，还包括一个第二密封环面B，第二密封环面B位于压力补偿柱塞的下端部；阀座包括与第一密封环面A配合的第一密封环面A’，以及与压力补偿柱塞配合的柱塞密封面，还包括一个与第二密封环面B配合的第二密封环面B’，第二密封环面B’位于柱塞密封面的下部；当第一密封环面A与第一密封环面A’贴合时，第二密封环面B与第二密封环面B’也同时贴合；第二密封环面B的密封环带宽度W2，比第一密封环面A的密封环带宽度W1小；在压力补偿柱塞内设有一个空腔。
2.根据权利要求1所述的一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀，其特征在于：第二密封环面B，以及第二密封环面B’，与阀芯的轴心线的夹角α在30度～90度之间。
3.根据权利要求1所述的一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀，其特征在于：还包括一个第二环槽，其设置在阀座上，位于柱塞密封面与第二密封环面B’之间。
4.根据权利要求1所述的一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀，其特征在于：密封环带宽度W2及密封环带宽度W1之间的关系为：W2<W1/4。
5.根据权利要求1所述的一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀，其特征在于：空腔的下端，有一个向内凸起的环带。
6.根据权利要求1所述的一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀，其特征在于：阀芯与阀座的材料，其热膨胀系数相同。
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