CN114263553B - 用于空气辅助缸内直喷系统且采用电磁控制的燃料喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明公开的用于空气辅助缸内直喷系统且采用电磁控制的燃料喷嘴，包括电磁铁总成和燃料喷嘴总成以及线圈罩；其燃料通过两条油路进入到燃料喷嘴内部，并使得电磁铁总成中的电磁铁线圈部分完全浸泡在燃料内，在燃料喷出后，带出电磁铁线圈部分工作时产生的热量。本发明的AADI系统中的燃料喷嘴能解决电磁线圈在长时间工作时线圈发热造成温度过高，致使电磁铁失效的问题，同时流量一致性可保证，且结构简单合理，制造和装配方便，生产成本低。

Description

用于空气辅助缸内直喷系统且采用电磁控制的燃料喷嘴

技术领域

本发明涉及一种采用电磁控制的燃料喷嘴，适用于空气辅助缸内直喷系统。

背景技术

空气辅助缸内直喷(Air Assisted Direct Injection)系统简称AADI系统。该系统包括空气供给系统、燃料供给系统、空气辅助式喷射器、喷射器控制系统，其中空气辅助式喷射器包括普通电磁阀控制的燃料喷嘴和空气喷嘴两部分。燃料喷嘴喷射压力和空气喷嘴喷射压力差为一定值。空气辅助式喷射器工作时，燃料喷嘴将燃料首先喷入喷射器的预混腔中，经过一段时间后再由空气喷嘴将燃料和空气混合气喷入气缸内。

该喷射器优点是其为两相流喷射器，其相对于单向流喷射可以在较低燃料喷射压力更好雾化燃料，燃料雾化直径更小，喷射雾化后的燃料平局粒径小于10um。

但是该喷射器工作时，存在电磁铁线圈发热、温度过高，容易失效的问题，造成流量一致性差，工作不稳定。

发明内容

本发明的目的是针对现有普通电磁阀控制的燃料喷嘴所存在的问题而为AADI系统提供一款采用电磁控制的燃料喷嘴，其支持航煤、柴油、汽油、甲醇等多种燃料；同时解决现有喷嘴工作时电磁铁线圈发热、温度过高，容易失效的问题；流量一致性可保证，且结构简单合理，制造和装配方便，生产成本低等优点。

为实现上述目的，本发明用于空气辅助缸内直喷系统且采用电磁控制的燃料喷嘴，包括电磁铁总成和燃料喷嘴总成以及线圈罩；所述电磁铁总成包括电磁铁线圈部分和铁芯，所述电磁铁线圈部分安装在所述线圈罩的内孔中，所述铁芯的下部滑动配置在所述电磁铁线圈部分的内孔中，所述铁芯的上部穿过所述线圈罩的罩顶壁上的孔；所述燃料喷嘴总成包括喷嘴体、阀杆、弹簧、压销、钢球、喷嘴头、喷嘴板和压板，所述喷嘴体的上部固定在所述线圈罩的下部中，所述阀杆上部的衔铁部分与所述喷嘴体中的阀杆孔采用滑动配合并插入到所述电磁铁线圈部分的内孔中，所述阀杆的中下部位于所述喷嘴体中的阀杆孔内并与所述喷嘴体中的阀杆孔的孔壁之间设置有通油空腔；所述压销配置在所述铁芯的内孔中，所述弹簧配置在所述压销与所述阀杆之间；所述喷嘴头、喷嘴板和压板由上而下依次安装在所述喷嘴体的底部，所述钢球位于所述喷嘴头内，所述钢球在所述阀杆作用下上下运动，对所述喷嘴头中的喷嘴孔进行开启与关闭；其特征在于：

在所述线圈罩的罩壁上开设有上进油孔，所述电磁铁线圈部分的外周与所述线圈罩的内孔表面之间设置有第一通油间隙，在所述电磁铁线圈部分的底面与所述喷嘴体的顶面之间设置有第二通油间隙，在所述电磁铁线圈部分的内孔孔壁与所述阀杆上部的外周以及所述铁芯下部的外周之间设置有第三通油间隙，在所述铁芯的下部设置有第一径向通油孔，在所述压销上部外周与所述铁芯的内孔孔壁之间设置有第四通油间隙，在所述阀杆内设置有内孔以及第二径向通油孔；所述上进油孔、第一通油间隙、第二通油间隙、第三通油间隙、第一径向通油孔、第四通油间隙、阀杆内的内孔、阀杆上的第二径向通油孔构成第一油路，从上进油孔进入的燃料通过该第一油路进入到所述通油空腔内；

在所述喷嘴体的中部设置有下进油孔，该下进油孔构成燃料的第二油路，从下进油孔进入的燃料通过该第二油路进入到所述通油空腔内，所述第二油路通过所述通油空腔与所述第一油路连通。

在本发明的一个优选实施例中，在所述线圈罩设置有上进油孔的位置设置有上滤油器，在所述喷嘴体设置有下进油孔的位置设有下滤油器，燃料分别通过上滤油器进入所述上进油孔内和下滤油器进入所述下进油孔内，以防止燃料内的杂质进入燃料喷嘴内，造成燃料喷嘴不正常工作。

在本发明的一个优选实施例中，所述上进油孔为斜孔。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一通油间隙为0.25mm，所述第三通油间隙为0.01mm。

在本发明的一个优选实施例中，所述阀杆上部的衔铁部分与所述铁芯之间有0.16-0.18mm的间隙。

在本发明的一个优选实施例中，所述电磁铁线圈部分的顶面与所述线圈罩的罩顶壁的内表面接触，在所述电磁铁线圈部分的顶面上开设有油槽，所述油槽与所述第一通油间隙和第三通油间隙连通，至此所述电磁铁线圈部分完全浸泡在燃料内，以带走所述电磁铁线圈部分产生的热量。

在本发明的一个优选实施例中，在所述线圈罩与所述喷嘴体之间设置有调整垫片，通过该调整垫片分级来调节所述阀杆与所述铁芯之间的行程。

在本发明的一个优选实施例中，在所述铁芯的内孔中设置有一开口涨销，通过调整该开口涨销在所述铁芯的内孔中的深度，来调整所述压销的上下位置，进而调整所述弹簧的预压力，从而可调节燃料喷嘴的动态流量。

在本发明的一个优选实施例中，所述上进油孔的通流面积与所述下进油孔的通流面积之和大于所述喷嘴板中的喷嘴孔的通流面积。

在本发明的一个优选实施例中，所述上进油孔的通流面积与所述下进油孔的通流面积之和为所述喷嘴板中的喷嘴孔的通流面积的1.2倍以上。

通过采用上述技术方案，本发明的AADI系统中的燃料喷嘴能解决电磁线圈在长时间工作时线圈发热造成温度过高，致使电磁铁失效的问题，同时流量一致性可保证，且结构简单合理，制造和装配方便，生产成本低。

附图说明

图1是本发明的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围内。

参见图1，图中所示的用于空气辅助缸内直喷系统且采用电磁控制的燃料喷嘴，包括电磁铁总成和燃料喷嘴总成以及线圈罩9。

电磁铁总成包括电磁铁线圈部分8和铁芯5，电磁铁线圈部分8安装在线圈罩9的内孔9a中。电磁铁线圈部分8的外周与线圈罩9的内孔9a表面之间设置有第一通油间隙21，第一通油间隙21为0.25mm。在线圈罩9的罩壁上开设有上进油孔9b。上进油孔9b为斜孔，该上进油孔9b与线圈罩9的中心轴线之间的夹角最好为30～60°。

铁芯5的下部滑动配置在电磁铁线圈部分8的内孔8a中，在电磁铁线圈部分8的内孔8a孔壁与铁芯5下部的外周之间设置有第三通油子间隙20a。

铁芯5的上部穿过线圈罩9的罩顶壁9b上的孔9ba。在铁芯5的下部设置有第一径向通油孔5b,该第一径向通油孔5b将第三通油子间隙20a与铁芯5的内孔5a连通，这样可以加速燃料流动。

燃料喷嘴总成包括喷嘴体14、阀杆12、弹簧11、压销3、钢球16、喷嘴头17、喷嘴板18和压板19。

喷嘴体14的上部固定在线圈罩9的内孔9a下部中，在线圈罩9与喷嘴体14之间设置有调整垫片10，通过该调整垫片10分级来调节阀杆12与铁芯5之间的行程。在电磁铁线圈部分8的底面与喷嘴体14的顶面之间设置有第二通油间隙22。另外阀杆12上部的衔铁部分12d与铁芯5之间有0.16-0.18mm的间隙。

电磁铁线圈部分8的顶面与线圈罩9的罩顶壁9b的内表面接触，在电磁铁线圈部分8的顶面上开设有油槽8b，该油槽8b与第一通油间隙21和第三通油间隙20连通，至此电磁铁线圈部分8完全浸泡在燃料内，以带走电磁铁线圈部分8产生的热量。

阀杆12上部的衔铁部分12d与喷嘴体14中的阀杆孔14a采用滑动配合并插入到电磁铁线圈部分8的内孔8a中，在电磁铁线圈部分8的内孔8a孔壁与阀杆12上部的衔铁部分12d外周之间设置有第三通油子间隙20b，该第三通油子间隙20b与第三通油子间隙20a连通共同组成一个第三通油间隙20。第三通油间隙20为0.01mm。

阀杆12的中下部位于喷嘴体14中的阀杆孔14a内并与喷嘴体14中的阀杆孔14a的孔壁之间设置有通油空腔23。

压销3配置在铁芯5的内孔5a中。另外在铁芯的内孔中设置有一开口涨销2，通过调整该开口涨销2在铁芯5的内孔5a中的深度，来调整压销3的上下位置，进而调整弹簧11的预压力，从而可调节燃料喷嘴的动态流量。在压销3上部外周与铁芯5的内孔5a孔壁之间设置有第四通油间隙24。

弹簧11配置在压销3与阀杆12之间。

喷嘴头17、喷嘴板18和压板19由上而下依次安装在喷嘴体14中的阀杆孔14a的底部，喷嘴板18的上表面与喷嘴头17的下表面紧密贴合，喷嘴板18的下表面与压板19的上表面紧密贴合。在喷嘴头17、喷嘴板18和压板19上均开设有喷嘴孔17a、18a、19a。

钢球16位于喷嘴头17的钢球承装孔17b内，在钢球16上沿中心对称设置有3～5个扁方，使之与钢球承装孔17b的孔壁之间形成流体过流间隙，用于燃料通过。

电磁铁线圈部分8断电时，在弹簧11的作用下，弹簧11驱动阀杆12向下运动，钢球17在阀杆12向下力作用下也向下运动，与喷嘴头17中的密封锥面17b密封接触，对喷嘴头17中的喷嘴孔17a进行关闭。电磁铁线圈部分8通电时，通过阀杆12上部的衔铁部分12d带动阀杆12在克服弹簧11的弹簧力向上运动，钢球17在燃油压力的作用下向上运动，离开喷嘴头17中的密封锥面17b，对喷嘴头17中的喷嘴孔17a进行开启，此时通油空腔23内的燃油从喷嘴头17、喷嘴板18和压板19上的喷嘴孔17a、18a、19a流出，流出的燃料可带出电磁铁线圈部分8工作时产生的热量。

在阀杆12内设置有内孔以及两个第二径向通油孔12b、12c，两个第二径向通油孔12b、12c的轴线相互垂直，其中第二径向通油孔12b在第二径向通油孔12c的上方。

上述上进油孔9b、第一通油间隙21、第二通油间隙22、第三通油间隙20、第一径向通油孔5b、第四通油间隙24、阀杆12内的内孔、阀杆12上的第二径向通油孔12b、12c构成第一油路，从上进油孔9b进入的燃料通过该第一油路进入到通油空腔23内。

另外在喷嘴体14的中部设置有下进油孔14b，该下进油孔14b构成燃料的第二油路，从下进油孔14b进入的燃料通过该第二油路进入到通油空腔23内，该第二油路通过通油空腔23以及阀杆12内的内孔、阀杆12上的第二径向通油孔12b、12c与第一油路连通。这样电磁铁线圈部分8完全浸泡在燃料内。

为了防止燃料内的杂质进入燃料喷嘴内，造成燃料喷嘴不正常工作，在线圈罩9设置有上进油孔9b的位置设置有上滤油器7，在喷嘴体14设置有下进油孔14b的位置设有下滤油器13，燃料分别通过上滤油器7进入上进油孔9b内和下滤油器13进入下进油孔14b内。

上进油孔9b的通流面积与下进油孔14b的通流面积之和大于喷嘴板18中的喷嘴孔18a的通流面积。优选为上进油孔9b的通流面积与下进油孔14b的通流面积之和为喷嘴板18中的喷嘴孔18a的通流面积的1.2倍以上，形成一安全裕度。

在压销3与铁芯5的内孔5a之间设置有至少一个第一O型密封圈4，第一O型密封圈4最好为两个，当然也不局限于两个，该第一O型密封圈4与铁芯5的内孔5a密封配合，防止燃料流出。

在线圈罩9的外周和喷嘴体14的外周各套有一第二O型密封圈6、15，在本发明的用于空气辅助缸内直喷系统且采用电磁控制的燃料喷嘴插入到适配器中后，这两个第二O型密封圈6、15与适配器组成一个密封固定的容腔，燃料通过适配器油道进入该容腔内。

另外电磁铁总成还包括一接插座26，接插座26整体浇筑在线圈槽9上，铁芯5的上部穿过线圈罩9的罩顶壁9b上的孔9ba后插入到接插座26的内孔26a中，在接插座26的内孔26a的顶部设置有防沉罩1。

本发明的用于空气辅助缸内直喷系统且采用电磁控制的燃料喷嘴的工作原理如下：

燃料从上滤油器7和下滤油器13经过第一油路和第二油路进入通油空腔23内，电磁铁线圈部分8断电时，在弹簧11的预压力作用下，弹簧11驱动阀杆12向下运动，钢球17在阀杆12向下力作用下也向下运动，与喷嘴头17中的密封锥面17b密封接触，对喷嘴头17中的喷嘴孔17a进行关闭，燃料不会流出。

电磁铁线圈部分8通电时，通过阀杆12上部的衔铁部分12d带动阀杆12在克服弹簧11的弹簧力向上运动，钢球17在燃油压力的作用下向上运动，离开喷嘴头17中的密封锥面17b，对喷嘴头17中的喷嘴孔17a进行开启，此时通油空腔23内的燃油从喷嘴头17、喷嘴板18和压板19上的喷嘴孔17a、18a、19a流出，流出的燃料可带出电磁铁线圈部分8工作时产生的热量。燃料的喷射量由电磁铁线圈部分8的通电时间来决定，达到燃料能定量喷射的效果。

Claims (10)

1.用于空气辅助缸内直喷系统且采用电磁控制的燃料喷嘴，包括电磁铁总成和燃料喷嘴总成以及线圈罩；所述电磁铁总成包括电磁铁线圈部分和铁芯，所述电磁铁线圈部分安装在所述线圈罩的内孔中，所述铁芯的下部滑动配置在所述电磁铁线圈部分的内孔中，所述铁芯的上部穿过所述线圈罩的罩顶壁上的孔；所述燃料喷嘴总成包括喷嘴体、阀杆、弹簧、压销、钢球、喷嘴头、喷嘴板和压板，所述喷嘴体的上部固定在所述线圈罩的下部中，所述阀杆上部的衔铁部分与所述喷嘴体中的阀杆孔采用滑动配合并插入到所述电磁铁线圈部分的内孔中，所述阀杆的中下部位于所述喷嘴体中的阀杆孔内并与所述喷嘴体中的阀杆孔的孔壁之间设置有通油空腔；所述压销配置在所述铁芯的内孔中，所述弹簧配置在所述压销与所述阀杆之间；所述喷嘴头、喷嘴板和压板由上而下依次安装在所述喷嘴体的底部，所述钢球位于所述喷嘴头内，所述钢球在所述阀杆作用下上下运动，对所述喷嘴头中的喷嘴孔进行开启与关闭；其特征在于：

在所述线圈罩的罩壁上开设有上进油孔，所述电磁铁线圈部分的外周与所述线圈罩的内孔表面之间设置有第一通油间隙，在所述电磁铁线圈部分的底面与所述喷嘴体的顶面之间设置有第二通油间隙，在所述电磁铁线圈部分的内孔孔壁与所述阀杆上部的外周以及所述铁芯下部的外周之间设置有第三通油间隙，在所述铁芯的下部设置有第一径向通油孔，在所述压销上部外周与所述铁芯的内孔孔壁之间设置有第四通油间隙，在所述阀杆内设置有内孔以及第二径向通油孔；所述上进油孔、第一通油间隙、第二通油间隙、第三通油间隙、第一径向通油孔、第四通油间隙、阀杆内的内孔、阀杆上的第二径向通油孔构成第一油路，从上进油孔进入的燃料通过该第一油路进入到所述通油空腔内；

在所述喷嘴体的中部设置有下进油孔，该下进油孔构成燃料的第二油路，从下进油孔进入的燃料通过该第二油路进入到所述通油空腔内，所述第二油路通过所述通油空腔与所述第一油路连通。

2.如权利要求1所述的用于空气辅助缸内直喷系统且采用电磁控制的燃料喷嘴，其特征在于，在所述线圈罩设置有上进油孔的位置设置有上滤油器，在所述喷嘴体设置有下进油孔的位置设有下滤油器，燃料分别通过上滤油器进入所述上进油孔内和下滤油器进入所述下进油孔内，以防止燃料内的杂质进入燃料喷嘴内，造成燃料喷嘴不正常工作。

3.如权利要求1所述的用于空气辅助缸内直喷系统且采用电磁控制的燃料喷嘴，其特征在于，所述上进油孔为斜孔。

4.如权利要求1所述的用于空气辅助缸内直喷系统且采用电磁控制的燃料喷嘴，其特征在于，所述第一通油间隙为0.25mm，所述第三通油间隙为0.01mm。

5.如权利要求1所述的用于空气辅助缸内直喷系统且采用电磁控制的燃料喷嘴，其特征在于，所述阀杆上部的衔铁部分与所述铁芯之间有0.16-0.18mm的间隙。

6.如权利要求1至5任一项权利要求所述的用于空气辅助缸内直喷系统且采用电磁控制的燃料喷嘴，其特征在于，所述电磁铁线圈部分的顶面与所述线圈罩的罩顶壁的内表面接触，在所述电磁铁线圈部分的顶面上开设有油槽，所述油槽与所述第一通油间隙和第三通油间隙连通，至此所述电磁铁线圈部分完全浸泡在燃料内，以带走所述电磁铁线圈部分产生的热量。

7.如权利要求6所述的用于空气辅助缸内直喷系统且采用电磁控制的燃料喷嘴，其特征在于，在所述线圈罩与所述喷嘴体之间设置有调整垫片，通过该调整垫片分级来调节所述阀杆与所述铁芯之间的行程。

8.如权利要求7所述的用于空气辅助缸内直喷系统且采用电磁控制的燃料喷嘴，其特征在于，在所述铁芯的内孔中设置有一开口涨销，通过调整该开口涨销在所述铁芯的内孔中的深度，来调整所述压销的上下位置，进而调整所述弹簧的预压力，从而可调节燃料喷嘴的动态流量。

9.如权利要求8所述的用于空气辅助缸内直喷系统且采用电磁控制的燃料喷嘴，其特征在于，所述上进油孔的通流面积与所述下进油孔的通流面积之和大于所述喷嘴板中的喷嘴孔的通流面积。

10.如权利要求1所述的用于空气辅助缸内直喷系统且采用电磁控制的燃料喷嘴，其特征在于，所述上进油孔的通流面积与所述下进油孔的通流面积之和为所述喷嘴板中的喷嘴孔的通流面积的1.2倍以上。

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