CN112610383A - 共轨供油泵计量阀 - Google Patents
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Abstract
本发明属于计量阀技术领域，公开了一种共轨供油泵计量阀，包括：电磁控制单元，其内部设有内孔，内孔中能产生磁场；滑动组件，滑设在内孔中并受到磁场的作用沿X轴方向运动；下壳体，下壳体同轴连接于电磁控制单元，下壳体的第一端设有进油口，下壳体的侧壁开设有下壳体通道；支撑体，支撑体设置在进油口中，支撑体设有通道一、锥面一和若干个条形槽；以及阀芯，阀芯弹性连接在滑动组件和支撑体之间，以可选择地抵接锥面一。电磁控制单元产生磁力后能够带动滑动组件推动阀芯，使阀芯可选择地抵接锥面一，当接触锥面一时，通道一被封闭；当阀芯脱离锥面一并滑动时，相对条形槽的位置不同，条形槽能够通过的燃油的流速不同，进而控制了进油量。
Description
技术领域
本发明涉及计量阀技术领域，尤其涉及一种共轨供油泵计量阀。
背景技术
柴油机高压共轨燃油系统可以实现较高的喷射压力，自由调节喷油量、喷油率及喷油时间，因此大大提高了发动机的经济性、动力性、排放特性，可满足日益严格的排放法规和节能降耗的要求。高压共轨燃油系统中，进油计量阀是共轨压力调节的关键元件之一，它安装在高压供油泵的进油位置，通过精确调节进入高压油泵的进油量来实现轨压的调节。
目前，计量阀大部分采用方案是利用阀芯移动控制燃油流通面积，进而控制进入高压供油泵的进油量。参照目前主流计量阀(如中国专利CN207701266U和CN207212556U)。基于现有流量控制结构，阀芯与阀体配合间隙要求较高，要达到相互配合要求，才能实现计量阀低油量，但实际由于间隙存在，计量阀无法实现彻底关闭油量，导致不需要的燃油进入到共轨系统中，需进行控制方案优化，才能实现系统压力稳定；由于阀芯与阀体配合间隙较小，在实际使用过程中，燃油中杂质颗粒进入到阀芯与阀体之间，加速阀芯磨损，减少使用寿命，存在阀芯卡滞及计量阀失效故障，影响共轨系统使用寿命；基于现有结构，计量阀流量大小取决于阀芯通孔面积，基于加工条件限制，扩大通孔面积手段有限，导致现有计量阀很难满足大油量供油泵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种共轨供油泵计量阀，减少阀芯与下壳体加工难度、防止阀芯卡滞、实现大流量供油。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种共轨供油泵计量阀，包括：
电磁控制单元，所述电磁控制单元的内部设有沿X轴方向延伸的内孔，所述内孔中能产生磁场；
滑动组件，所述滑动组件滑设在所述内孔中并受到所述磁场的作用沿X轴方向运动；
下壳体，所述下壳体同轴连接于所述电磁控制单元，所述下壳体的第一端设有进油口，所述下壳体的侧壁开设有下壳体通道；
支撑体，所述支撑体设置在所述进油口中，所述支撑体从对应所述进油口的一端沿X轴方向依次设有通道一、锥面一和设置在所述支撑体内壁的若干条沿X轴方向延伸的条形槽，所述通道一通过所述锥面一、所述条形槽与所述下壳体通道连通；以及
阀芯，所述阀芯弹性连接在所述滑动组件和所述支撑体之间，以可选择地抵接所述锥面一。
电磁控制单元产生磁力后能够带动滑动组件推动阀芯，使阀芯可选择地抵接锥面一，当接触锥面一时，通道一被封闭；当阀芯脱离锥面一并滑动时，相对条形槽的位置不同，条形槽能够通过的燃油的流速和截面积不同，进而控制了进油量，并且只需要相对于条形槽的位置即可控制流速，因此不需要较高的配合精度，还能防止阀芯卡滞。
作为优选，所述滑动组件包括：
滑动件，所述滑动件受到所述磁场的作用在所述内孔中沿X轴方向运动；和
滑杆，所述滑杆与所述滑动件同轴固定连接并伸入至所述下壳体中。
滑动件能够受到电磁控制单元产生的磁场沿X轴方向运动并带动滑杆运动。
作为优选，所述滑杆朝向所述支撑体的一端设有截头圆锥结构；
所述阀芯的第一端设有围部结构，所述围部结构与所述截头圆锥结构的圆锥面抵接。
滑杆和阀芯的围部结构配合后，两者同时承受径向和轴向的力，滑杆和阀芯配合得更稳定性。
作为优选，所述阀芯还包括阀芯杆，所述阀芯杆的直径小于所述围部结构的直径，所述围部结构设有抵接端面；
所述阀芯杆上套设有弹性件，所述弹性件的两端分别连接在所述抵接端面和所述支撑体上。
弹性件的两端分别连接在抵接端面和支撑体上，能够更好地给阀芯提供沿X轴方向的弹力。
作为优选，所述弹性件为弹簧。
作为优选，所述阀芯杆的端部设有锥面二，所述锥面二能够与所述锥面一相互配合；
所述阀芯杆除所述锥面二以外的部分与所述条形槽的表面间隙配合。
锥面一和锥面二配合时能够封堵通道一，阀芯杆除锥面二以外的部分能够与条形槽的表面间隙配合进而可以降低阀芯杆的工艺精度，同时防止阀芯卡滞。
作为优选，所述锥面一的大直径端连接所述条形槽，所述条形槽的槽底和所述锥面一之间形成台阶面，所述锥面一的小直径端连接所述通道一。
条形槽的槽底和锥面一之间形成台阶面，进一步空余出径向空隙。
作为优选，若干个所述条形槽沿周向等角间隔设置。
条形槽沿周向等角间隔设置使得阀芯杆沿周向的各个方向受力均衡。
作为优选，所述电磁控制单元设有台阶孔，所述下壳体过盈配合在所述台阶孔中。
电磁控制单元设置台阶孔使下壳体沿径向和轴向两个方向配合在台阶孔中。
作为优选，所述下壳体和所述支撑体过盈配合。
本发明的有益效果：电磁控制单元产生磁力后能够带动滑动组件推动阀芯，使阀芯可选择地抵接锥面一，当接触锥面一时，通道一被封闭；当阀芯脱离锥面一并滑动时，相对条形槽的位置不同，条形槽能够通过的燃油的流速和截面积不同，进而控制了进油量，并且只需要相对于条形槽的位置即可控制流速，因此不需要较高的配合精度，还能防止阀芯卡滞。
附图说明
图1是本实施例的共轨供油泵计量阀的结构示意图；
图2是本实施例的共轨供油泵计量阀的支撑体的结构示意图；
图3是本实施例的支撑体的轴向剖视图；
图4是本实施例的阀芯的结构示意图。
图中：
1-电磁控制单元；2-连接插头；3-滑动件；4-滑杆；5-下壳体；6-阀芯；7-弹性件；8-支撑体；
11-内孔；
61-围部结构；62-阀芯杆；611-抵接端面；620-锥面二；
51-下壳体通道；
81-通道一；82-锥面一；83-条形槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
本发明提供一种共轨供油泵计量阀，用于控制进入高压供油泵的进油量。
图1是本实施例的共轨供油泵计量阀的结构示意图，图2是本实施例的共轨供油泵计量阀的支撑体的结构示意图。
共轨供油泵计量阀包括电磁控制单元1，电磁控制单元1的内部设有沿X轴方向(图1的左右方向)延伸的内孔11，需要说明的是，内孔11的外周设有线圈，当线圈通电后，内孔11中能够形成磁场。
需要说明的是，电磁控制单元1的一端设有连接插头2，连接插头2用于与输电装置连接并使电池控制单元1通电，进而在内孔11中产生磁场。
内孔11中滑设有滑动组件，滑动组件受到磁场的作用能够在内孔11中沿X轴方向滑动。
如图1所示，电磁控制单元1的右端同轴连接下壳体5，下壳体5的内部和内孔11连通，下壳体5的右端设有进油口，燃油能够从进油口进入下壳体5,中，下壳体5的侧壁还开设有下壳体通道51，燃油能够从下壳体通道51流出。燃油通过下壳体通道51流出时下壳体5内部液压进而减小。
需要说明的是，电磁控制单元1的右端设有台阶孔，下壳体5过盈配合在台阶孔中。下壳体5能够沿径向(与X轴方向垂直的方向)和轴向(X轴方向)两个方向配合在台阶孔中，提高两者结合时的密封性。
下壳体5的进油口安装有支撑体8，在本实施例中，支撑体8的右侧端面和进油口平齐。并且支撑体8与下壳体5之间采用过盈配合，保证两者结合的密封性。
图3是本实施例的支撑体8的轴向剖视图，需要说明的是，支撑体8从对应进油口的一端(图1的右端)沿X轴方向(从右向左)依次设有通道一81、锥面一82和设置在支撑体8内壁的若干条沿X轴方向延伸的条形槽83，通道一81通过锥面一82、条形槽83与下壳体通道51连通。
需要说明的是，设置在支撑体8内部上的条形槽83沿周向等角间隔设置，使得阀芯6沿周向的各个方向受力均衡。并且，计量阀油量匹配可以通过控制条形槽83的数量来控制，需要较大油量可以增加条形槽83的数量，且不受加工条件的限制。
需要说明的是，锥面一82的大直径端连接条形槽83，条形槽83的槽底和锥面一82之间形成台阶面，锥面一82的小直径端连接通道一81。可以控制较大的间隙，避免阀芯6因燃油杂质而卡滞。
滑动组件的右端连接一个阀芯6，阀芯6弹性连接在支撑体8和滑动组件之间，阀芯6的右端可选择地封堵支撑体8。具体地，阀芯6能够抵接至锥面一82，进而封堵通道一81，将阻止进油。
当连接插头2不通电时，阀芯6受到弹力作用远离锥面一82，燃油能够通过通道一81、条形槽83进入下壳体通道51，此时进油流量最大。
当需要控制具体进油量时，接通连接插头2，电磁控制单元1产生磁场，滑动组件说到磁场作用克服弹力并推动阀芯6向锥面一82运动，在某一预设点时，阀芯6受到滑动组件的推力和受到的弹力作用相同并达到平衡，此时通过阀芯6的位置相对于条形槽83的位置，进而控制了从条形槽83的截面积，进而控制进入下壳体通道51的流量，燃油通过计量阀进入共轨泵；当不需要燃油通过时，控制磁场的大小，使滑动组件推动阀芯6完全抵接锥面一82，此时燃油不会通过。
电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)根据系统燃油需要产生不同电流，使计量阀的平均驱动电流发生变化而产生不同的磁场，使阀芯6处于不同的行程位置，从而控制支撑件8上的条形槽83的截面积的大小，进而控制燃油流量。
进一步，参见图1，滑动组件由滑动件3和滑杆4组成。滑动件3的外壁与内孔11间隙配合，滑动件3受到磁场作用能够沿左右运动，滑杆4的左端同轴连接于滑动件3的内部，滑杆4的右端从内孔11延伸至下壳体5中并抵接阀芯6。
需要说明的是，滑动件3和滑杆4之间过盈配合。
进一步，滑杆4的右端设有截头圆锥结构。
图4是本实施例的阀芯6的结构示意图。阀芯6的左端设有围部结构61，围部结构61与滑杆4的截头圆锥结构的圆锥面抵接，圆锥面与X轴之间形成一定夹角。滑杆4和阀芯6的围部结构61配合后，两者同时承受径向和轴向的力，滑杆4和阀芯6配合得更稳定性。
如图4所示，围部61的右端设有同轴布置的阀芯杆62，阀芯杆62的直径小于围部结构61的直径，围部结构61的左端设有抵接端面611。
如图1所示，阀芯杆62上还套设有弹性件7，弹性件7的两端分别连接在抵接端面611和支撑体8上。
弹性件7对阀芯杆62施加向左的力，滑动件3受到磁场作用能够对弹性件7施加向右的力，两个力的方向相反，通过调整磁场的大小调整阀芯6的行程位置。
需要说明的是，本实施例中，弹性件7为弹簧。弹簧根据电流控制及条形槽83的燃油压力，选择合适的弹性件7的刚度及其它参数。
进一步，阀芯杆62的右端设有锥面二620，锥面二620能够与锥面一82相互配合。
阀芯杆62除锥面二620以外的部分呈圆柱形，并与条形槽83的表面间隙配合。
该共轨供油泵计量阀的工作原理为：当连接插头2不通电时，阀芯6受到弹力作用远离锥面一82，燃油能够通过通道一81、条形槽83进入下壳体通道51，此时进油流量最大。
当需要控制具体进油量时，接通连接插头2，电磁控制单元1产生磁场，滑动组件说到磁场作用克服弹力并推动阀芯6向锥面一82运动，在某一预设点时，阀芯6受到滑动组件的推力和受到的弹力作用相同并达到平衡，此时通过阀芯6的位置相对于条形槽83的位置，进而控制了从条形槽83的截面积，进而控制进入下壳体通道51的流量，燃油通过计量阀进入共轨泵；当不需要燃油通过时，控制磁场的大小，使滑动组件推动阀芯6完全抵接锥面一82，此时燃油不会通过。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种共轨供油泵计量阀，其特征在于，包括：
电磁控制单元(1)，所述电磁控制单元(1)的内部设有沿X轴方向延伸的内孔(11)，所述内孔(11)中能产生磁场；
滑动组件，所述滑动组件设置在所述内孔(11)中并受到所述磁场的作用沿X轴方向运动；
下壳体(5)，所述下壳体(5)同轴连接于所述电磁控制单元(1)，所述下壳体(5)的第一端设有进油口，所述下壳体(5)的侧壁开设有下壳体通道(51)；
支撑体(8)，所述支撑体(8)设置在所述进油口中，所述支撑体(8)从对应所述进油口的一端沿X轴方向依次设有通道一(81)、锥面一(82)和设置在所述支撑体(8)内壁的若干条沿X轴方向延伸的条形槽(83)，所述通道一(81)通过所述锥面一(82)、所述条形槽(83)与所述下壳体通道(51)连通；以及
阀芯(6)，所述阀芯(6)弹性连接在所述滑动组件和所述支撑体(8)之间，以可选择地抵接所述锥面一(82)。
2.根据权利要求1所述的共轨供油泵计量阀，其特征在于，所述滑动组件包括：
滑动件(3)，所述滑动件(3)受到所述磁场的作用在所述内孔(11)中沿X轴方向运动；和
滑杆(4)，所述滑杆(4)与所述滑动件(3)同轴固定连接并伸入至所述下壳体(5)中。
3.根据权利要求2所述的共轨供油泵计量阀，其特征在于，所述滑杆(4)朝向所述支撑体(8)的一端设有截头圆锥结构；
所述阀芯(6)的第一端设有围部结构(61)，所述围部结构(61)与所述截头圆锥结构的圆锥面抵接。
4.根据权利要求3所述的共轨供油泵计量阀，其特征在于，所述阀芯(6)还包括阀芯杆(62)，所述阀芯杆(62)的直径小于所述围部结构(61)的直径，所述围部结构(61)设有抵接端面(611)；
所述阀芯杆(62)上套设有弹性件(7)，所述弹性件(7)的两端分别连接在所述抵接端面(611)和所述支撑体(8)上。
5.根据权利要求4所述的共轨供油泵计量阀，其特征在于，所述弹性件(7)为弹簧。
6.根据权利要求4所述的共轨供油泵计量阀，其特征在于，所述阀芯杆(62)的端部设有锥面二(620)，所述锥面二(620)能够与所述锥面一(82)相互配合；
所述阀芯杆(62)除所述锥面二(620)以外的部分与所述条形槽(83)的表面间隙配合。
7.根据权利要求1所述的共轨供油泵计量阀，其特征在于，所述锥面一(82)的大直径端连接所述条形槽(83)，所述条形槽(83)的槽底和所述锥面一(82)之间形成台阶面，所述锥面一(82)的小直径端连接所述通道一(81)。
8.根据权利要求7所述的共轨供油泵计量阀，其特征在于，若干个所述条形槽(83)沿周向等角间隔设置。
9.根据权利要求1-8任一项所述的共轨供油泵计量阀，其特征在于，所述电磁控制单元(1)设有台阶孔，所述下壳体(5)过盈配合在所述台阶孔中。
10.根据权利要求1-8任一项所述的共轨供油泵计量阀，其特征在于，所述下壳体(5)和所述支撑体(8)过盈配合。
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| CN (1) | CN112610383A (zh) |
Citations (7)
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2020
- 2020-12-09 CN CN202011450470.XA patent/CN112610383A/zh active Pending
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