CN111472907A - 喷射器的单柱控制阀 - Google Patents

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赵洋
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Abstract

本发明公开了一种喷射器的单柱控制阀，包括控制柱塞、阀套、孔板和紧固阀座，孔板、阀套和控制柱塞围成控制容腔，还包括缓压浮柱，所述缓压浮柱为圆柱形，所述缓压浮柱设有轴向贯穿的缓压出油孔，所述孔板设有约束孔和孔板出油孔，所述约束孔设置于所述孔板的下部并与所述缓压浮柱相匹配，所述孔板出油孔与所述约束孔通过圆锥孔段连通并贯穿所述孔板，所述缓压浮柱设置在所述约束孔内，所述约束孔的下端开口设有弹性挡圈，所述弹性挡圈限制所述缓压浮柱在所述约束孔内上下运动。本发明可解决高压力喷射器的穴蚀损害问题，提高喷射器寿命并加快动作响应。

Description

喷射器的单柱控制阀
技术领域
本发明涉及一种控制阀，特别是涉及一种喷射器的单柱控制阀，属于高压共轨燃油喷射技术领域。
背景技术
控制阀是喷油器上的重要部件，能够精确控制喷油器的开启，是喷油器精确控制的关键影响因素，现在喷油器的喷射压力要求不断提高，要求喷射压力都在200MPa以上，同时此类控制阀容腔内的液压力也不断提高，控制容腔中的油液由高压力(200MPa及以上)降到0MPa会产生穴蚀破坏，油液压力越高穴蚀破坏越严重，喷油器越容易损坏，使用寿命越短。
现有技术中，比如公开号：CN103967666B的专利结构中未设有控制腔压力缓降的结构，高压力会有穴蚀破坏，从而使该类型喷油器工作压力受限；公开号：DE10190272B4专利技术中的说明书附图6所示节流器(148)和插孔阀(302)，可以降低穴蚀破坏，然而零部件之间的密封接触面多，接触面多增加了一定的泄漏风险；公开号：CN101595297B的专利结束中的球座阀(110)还具有带有前置节流装置(126)的入口(122)和设置在前置节流装置(126)和阀座(120)之间的扩压器(128)，扩压器(128)可以对高油压起到压力缓冲作用，扩压器(128)中的压力降低，扩压器(128)中流出后的压力差降低，降低了穴蚀破坏，该专利中的一体式结构如其说明书附图2所示，是两端细孔，中间粗孔，所以制造加工难度非常高，而该专利中的分体式结构的扩压器(128)如其说明书附图3所示，降低了加工难度，然而增加了一个密封接触平面，从而也增加了一定的泄漏风险。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种喷射器的单柱控制阀，解决高压力喷射器的穴蚀损害问题，减少开启延迟时间，提高动态响应性。
本发明技术方案如下：一种喷射器的单柱控制阀，包括喷射器体、控制柱塞、阀套、孔板和紧固阀座，所述紧固阀座与喷射器体之间固定连接，所述孔板固定于喷射器体内，所述阀套套接于所述控制柱塞的外圆周与所述控制柱塞形成配合，阀套弹簧作用于所述阀套的下端面，所述阀套的上端面抵接于所述孔板的下端面，所述孔板、所述阀套和所述控制柱塞围成控制容腔，所述喷射器的单柱控制阀还包括缓压浮柱，所述缓压浮柱为圆柱形，所述缓压浮柱设有轴向贯穿的缓压出油孔，所述孔板设有约束孔和孔板出油孔，所述约束孔设置于所述孔板的下部并与所述缓压浮柱相匹配，所述孔板出油孔与所述约束孔通过圆锥孔段连通并贯穿所述孔板，所述缓压浮柱设置在所述约束孔内，所述约束孔的下端开口设有弹性挡圈，所述弹性挡圈限制所述缓压浮柱在所述约束孔内上下运动。
本发明通过设置缓压浮柱，缓压浮柱被弹性挡圈限制在孔板的约束孔内，阀套入口的油液进入时，直接进入控制容腔，油液流动更加顺畅。当高压力油液从控制容腔向孔板流出时，流经该缓压浮柱，由缓压浮柱的缓压出油孔配合孔板的约束孔及圆锥孔段对高压力油液起到压力缓冲的作用，最终使孔板出油口处的压力减小，流速降低，从而降低孔板出油口处穴蚀的破坏，增加控制阀的寿命，进而提高喷射器的使用寿命。
作为本发明的进一步改进，所述圆锥孔段的直径由所述约束孔向所述孔板出油孔渐缩。
作为本发明的进一步改进，所述约束孔的下端开口设有环形挡圈槽，所述弹性挡圈卡设于所述环形挡圈槽内。
作为本发明的进一步改进，为了便于弹性挡圈在约束孔内装配缓压浮柱后进行卡设，所述弹性挡圈为开口环状，所述弹性挡圈的两端部设有通孔。
作为本发明的进一步改进，所述约束孔的直径不大于所述控制柱塞的直径。
作为本发明的进一步改进，所述缓压浮柱与所述约束孔之间的配合间隙范围为0.004mm至0.036mm，优选配合间隙范围为0.008mm至0.02mm。
作为本发明的进一步改进，所述缓压浮柱的顶面与所述约束孔的上孔口平面之间距离范围为0.1mm至0.35mm，优选距离范围为0.15mm至0.25mm。
作为本发明的进一步改进，所述孔板出油孔的顶端密封方式采用球阀密封，所述球阀密封包括球阀座和钢球。
本发明所提供的技术方案的优点在于：
缓压浮柱被限制在约束孔内，阀套入口的油液进入时，直接进入控制容腔，油液流动更加顺畅；在孔板约束孔内设置缓压浮柱，当高压力油液从控制容腔流出时，流经该缓压浮柱，由缓压出油孔、约束孔和圆锥孔段共同对高压力油液起到压力缓冲的作用，最终使孔板出油口处的压力减小，流速降低，从而降低孔板出油口处穴蚀的破坏，增加控制阀的寿命，进而提高喷射器的使用寿命；同时缓压浮柱在控制容腔中可以运动，在油液泄出阶段，缓压浮柱上行使约束孔的一部分作为控制容腔，控制容腔容积增大，控制容腔内的压力快速减少，从而使控制柱塞顶部的液压力更快地减小，因此控制柱塞将快速上升，从而减少喷射器的开启延迟时间，提高喷射器的响应性；缓压浮柱在控制容腔内部，不起到密封作用，因此零件的加工要求不是特别高，降低了加工难度，降低生产成本，另外由于油液仅是在控制容腔内部之间流动，从而避免了增加密封面而导致的密封泄漏的风险；控制容腔内部仅增加了缓压浮柱，其他结构不变，便使该产品的喷射压力得到升级，提高了产品性能，这样使原有工程技术得到很好的积累和继承，极大的减少了产品升级的开发成本，保持了产品的通用性、系列化和平台化，提高了产品的市场竞争力，产生巨大的经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1中圆形i部分局部放大图；
图3为本发明工作过程油液流经图；
图4为弹性挡圈的第一种形式结构示意图；
图5为弹性挡圈的第二种形式结构示意图；
图6为弹性挡圈的第三种形式结构示意图；
图7为孔板剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围内。
实施例1，请结合图1至图3所示，本实施例涉及的喷射器的单柱控制阀，如图1所示，包括控制柱塞5、阀套6、孔板7和紧固阀座8，紧固阀座8与喷射器体3之间通过螺纹连接固定，将孔板7固定于喷射器体3内，阀套6套接于控制柱塞5的外圆周与控制柱塞5形成配合，阀套6与控制柱塞5之间的间隙在0.005mm至0.012mm之间。控制柱塞5、阀套6和孔板7围成了控制容腔。该喷射器的单柱控制阀还包括缓压浮柱11，缓压浮柱11为圆柱形，缓压浮柱11的中央开设了轴向贯穿的缓压出油孔111，缓压出油孔111直径范围在0.15mm至0.38mm，优选直径范围为0.19mm至0.23mm。请结合图7所示，孔板7设有约束孔71和孔板出油孔74，约束孔71设置于孔板7的下部并与缓压浮柱11相匹配，孔板出油孔74与约束孔71通过圆锥孔段73连通并贯穿孔板7。缓压浮柱11与孔板7的约束孔71之间的配合间隙范围在0.004mm至0.036mm，优选配合间隙范围为0.008mm至0.02mm。约束孔7的下端开口设有环形挡圈槽72，弹性挡圈12卡设于环形挡圈槽72内。如图4至图6所示，弹性挡圈12为开口环状，弹性挡圈12的两端部可以是径向内弯曲延伸的，或者是沿周向为平直部又或者是变粗的圆形端，在该弹性挡圈12的两端部设有通孔。弹性挡圈12材料选用65Mn(或者选用304不锈钢)，在装配时，夹持弹性挡圈12两端部的小孔，使弹性挡圈12外圈部分嵌入挡圈槽72内，此时弹性挡圈12内圈部分伸出环形挡圈槽72，支撑住缓压浮柱11，将缓压浮柱11限制在约束孔71内，缓压浮柱11可在约束孔71内上下运动。装配之后，缓压浮柱11上端面与孔板7的约束孔71的上孔口平面之间距离范围在0.1mm至0.35mm，优选距离范围为0.15mm至0.25mm。为方便缓压浮柱安装，缓压浮柱11的上端和下端均设有倒角，本实施例中的孔板出油孔74的密封方式是采用包括阀座9和钢球10的球阀密封。
该喷射器的单柱控制阀工作过程是这样的：图2是喷射器关闭状态，内部油液保持一种平衡，当喷射器的电磁阀通入驱动电流后，球阀座9和钢球10上行，球阀处于打开状态，打开的瞬间球阀周围的油液压力接近0MPa，此时喷射器内部的油液压力很大(200MPa或以上)，形成压力差，油液产生流动，流动路径如图3箭头所示。孔板7的孔板出油孔74内的油液先流出，后续油液再进行补充，孔板7的圆锥孔段73内的油液也流出。此时控制容腔中的油液进行补充，控制容腔中的油液经缓压浮柱11的缓压出油孔111到孔板7的圆锥孔段73时容积突然增大，油液压力得到降低，再经过孔板出油孔74流出；在油液流经缓压浮柱11的过程中，缓压浮柱11的上下端具有压力差，使缓压浮柱11向上运动，控制容腔容积增大，控制容腔压力的降低速度比没有缓压浮柱11的喷油器的更快，使控制柱塞5更快上行，完成喷油器的喷射。通过增加缓压浮柱11后，具有了压力缓冲的容腔，使孔板7流出的油液压力降低，降低穴蚀损害，还使控制容腔的容积增大，控制柱塞5更快上行，减少喷射器的开启延迟时间，喷射器的动态响应也就更好。

Claims (8)

1.一种喷射器的单柱控制阀，包括控制柱塞、阀套、孔板和紧固阀座，所述紧固阀座与喷射器体之间固定连接，所述孔板固定于喷射器体内，所述阀套套接于所述控制柱塞的外圆周与所述控制柱塞形成配合，阀套弹簧作用于所述阀套的下端面，所述阀套的上端面抵接于所述孔板的下端面，所述孔板、所述阀套和所述控制柱塞围成控制容腔，其特征在于，包括缓压浮柱，所述缓压浮柱为圆柱形，所述缓压浮柱设有轴向贯穿的缓压出油孔，所述孔板设有约束孔和孔板出油孔，所述约束孔设置于所述孔板的下部并与所述缓压浮柱相匹配，所述孔板出油孔与所述约束孔通过圆锥孔段连通并贯穿所述孔板，所述缓压浮柱设置在所述约束孔内，所述约束孔的下端开口设有弹性挡圈，所述弹性挡圈限制所述缓压浮柱在所述约束孔内上下运动。
2.根据权利要求1所述的喷射器的单柱控制阀，其特征在于，所述圆锥孔段的直径由所述约束孔向所述孔板出油孔渐缩。
3.根据权利要求1所述的喷射器的单柱控制阀，其特征在于，所述约束孔的下端开口设有环形挡圈槽，所述弹性挡圈卡设于所述环形挡圈槽内。
4.根据权利要求3所述的喷射器的单柱控制阀，其特征在于，所述弹性挡圈为开口环状，所述弹性挡圈的两端部设有通孔。
5.根据权利要求1所述的喷射器的单柱控制阀，其特征在于，所述约束孔的直径不大于所述控制柱塞的直径。
6.根据权利要求1所述的喷射器的单柱控制阀，其特征在于，所述缓压浮柱与所述约束孔之间的配合间隙范围为0.004mm至0.036mm。
7.根据权利要求1所述的喷射器的单柱控制阀，其特征在于，所述缓压浮柱的顶面与所述约束孔的上孔口平面之间距离范围为0.1mm至0.35mm。
8.根据权利要求1所述的喷射器的单柱控制阀，其特征在于，所述孔板出油孔的顶端密封方式采用球阀密封，所述球阀密封包括球阀座和钢球。
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