CN114738155A - 燃油喷射阀总成、发动机及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃油喷射阀总成、发动机及车辆，燃油喷射阀总成包括：阀主体；浮动套，可在第一位置和第二位置之间移动；以及杆主体，可移动，并在移动路径上具有第三位置、第四位置和第五位置；当杆主体位于第三位置，杆主体与位于第一位置的浮动套相抵，并与主中孔的孔壁界定形成一连通进油通道和喷油口的调节通道，调节通道具有第一流通截面面积；在杆主体移动至第四位置的过程中，抵推浮动套移动至第二位置，且当杆主体位于第四位置，调节通道具有第二流通截面面积，其中，第一流通截面面积小于第二流通截面面积；当杆主体位于第五位置，阻断进油通道与喷油口。上述的喷射阀总成能够实现喷油速率实时可变，从而更好地适应发动机的不同工况。

Description

燃油喷射阀总成、发动机及车辆

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是涉及一种燃油喷射阀总成、发动机及车辆。

背景技术

随着排放法规的不断升级，对燃油系统的要求越来越高，使得更高的喷射压力，更快的响应速度，更高的控制精度以及柔性喷射等成为了燃油喷射阀总成的发展趋势。

针对柔性喷射，目前的燃油喷射阀总成，喷油速率的大小由喷射压力和喷油嘴流量决定，在规定的工况下，可以实现喷油速率的变化，实现先缓后急的喷油规律，但无法实现喷油速率的实时可变，即无法实现真正意义上的柔性喷射。

发明内容

基于此，有必要针对目前的燃油喷射阀总成无法实现喷油速率实时可变的问题，提供一种可实现喷油速率实时可变的燃油喷射阀总成、发动机及车辆。

根据本申请的第一个方面，提供一种燃油喷射阀总成，包括：

阀主体，具有主中孔、进油通道及喷油口；

浮动套，设于所述主中孔内且可受控在第一位置和第二位置之间移动；以及

杆主体，设于所述主中孔内且可受控移动，并在移动路径上具有第三位置、第四位置和第五位置；

其中，当所述杆主体位于所述第三位置，所述杆主体与位于所述第一位置的所述浮动套相抵，并与所述主中孔的孔壁之间界定形成一连通所述进油通道和所述喷油口的调节通道，所述调节通道具有第一流通截面面积；

在所述杆主体自所述第三位置移动至所述第四位置的过程中，能够抵推所述浮动套移动至所述第二位置，且当所述杆主体位于所述第四位置时，所述调节通道具有第二流通截面面积，其中，所述第一流通截面面积小于所述第二流通截面面积；

当所述杆主体位于所述第五位置，所述杆主体与所述主中孔的孔壁相贴合，以阻断所述进油通道与所述喷油口。

在其中一个实施例中，所述阀主体包括针阀体和第一调节部，所述针阀体和所述第一调节部相连且围合形成至少部分所述主中孔，所述喷油口开设在所述第一调节部上，所述杆主体包括相连的针阀和第二调节部；

所述针阀可相对所述针阀体在所述主中孔内往复移动，并带动所述第二调节部与所述第一调节部相连或分离，以阻断或连通所述进油通道与所述喷油口。

在其中一个实施例中，所述燃油喷射阀总成还包括第一预紧件和第二预紧件；所述第一预紧件沿所述浮动套的移动方向可形变地抵接于所述浮动套和所述阀主体之间，并向所述浮动套提供使其朝所述第一位置具有移动趋势的第一预紧力；所述第二预紧件沿所述杆主体的移动方向可形变地抵接于所述杆主体和所述主中孔的孔壁之间，并向所述杆主体提供使其朝所述第五位置具有移动趋势的第二预紧力。

在其中一个实施例中，所述浮动套与所述主中孔的孔壁围合形成第一控制腔，所述杆主体与所述主中孔的孔壁围合形成第二控制腔；

所述燃油喷射阀总成还包括第一出油通道和第二出油通道，所述第一控制腔连通于所述进油通道和所述第一出油通道之间，所述第二控制腔连通于所述进油通道和所述第二出油通道之间；

进入所述第一控制腔内的燃油会向所述浮动套提供使其朝所述第一位置移动的第一油压力，进入所述第二控制腔内的燃油会向所述杆主体提供使其朝所述第五位置移动的第二油压力，进入所述调节通道的内的燃油会向所述杆主体提供使其朝所述第四位置移动的第三油压力。

在其中一个实施例中，所述燃油喷射阀总成还包括第一阀门和第二阀门；所述第一阀门设于燃油在所述第一出油通道的流动路径上，并受控可开启或关闭所述第一出油通道，所述第二阀门设于燃油在所述第二出油通道的流动路径上，且受控可开启或关闭所述第二出油通道；

当所述第一阀门和所述第二阀门均关闭，所述浮动套能够在所述第一预紧力和所述第一油压力合力下移动至所述第一位置，所述杆主体能够在所述第二油压力和所述第二预紧力之和大于所述第三油压力时，移动至所述第五位置；当所述第一阀门关闭，所述第二阀门开启，所述浮动套能够在所述第一预紧力、第一油压力、第二预紧力、第二油压力之和大于所述第三油压力时，移动至所述第一位置，所述杆主体能够在所述第二油压力和所述第二预紧力之和小于所述第三油压力时，移动至所述第三位置；当所述第一阀门和所述第二阀门均开启，所述杆主体能够在所述第一预紧力、第一油压力、第二预紧力、第二油压力之和小于所述第三油压力时，移动至所述第四位置，同时抵推所述浮动套至所述第二位置。

在其中一个实施例中，所述杆主体包括控制活塞、顶杆及针阀，所述顶杆抵接于所述控制活塞与所述针阀之间，并与所述主中孔的孔壁之间围合形成一回油腔，所述第一控制腔、第二控制腔和进油通道连通所述回油腔；

所述燃油喷射阀总成还包括回油通道，所述回油通道的进油端连通于所述回油腔，所述回油通道的出油端连通外界。

在其中一个实施例中，所述喷油口的数量至少为两个，全部所述喷油口沿所述阀主体周向布设。

在其中一个实施例中，所述阀主体包括喷油器体、过渡体及针阀体，所述过渡体配接于所述喷油器体和所述针阀体之间；

所述主中孔贯穿形成于所述喷油器体、过渡体及针阀体中，并在所述针阀体表面形成所述喷油口。

在其中一个实施例中，所述阀主体还包括压紧件，所述压紧件套设并配接于所述喷油器体、过渡体及针阀体的周向表面，并分别向所述阀主体和所述针阀体提供使各自与所述过渡体保持相抵的保持力。

根据本申请的第二个方面，提供一种发动机，包括燃烧室及如上述实施例中的燃油喷射阀总成；

所述喷油口与所述燃烧室连通。

根据本申请的第三个方面，提供一种车辆，包括如上述实施例中的发动机。

上述的燃油喷射阀总成、发动机及车辆，调节通道受控可关闭或开启。调节通道关闭时，燃油无法从喷油口喷出；调节通道开启时可具有第一流通截面面积和第二流通截面面积，两种面积状态下的喷油速率分别为第一喷油速率和第二喷油速率，由于第一流通截面面积小于第二流通截面面积，因而第一喷油速率小于第二喷油速率。如此，通过控制调节通道的状态可实现燃油速率大小两级可变，实现柔性喷射，从而满足发动机不同工况下对燃油喷射阀总成规律的不同需求，进而降低振动，提高功率，降低排放。

附图说明

图1为本申请一实施例中的燃油喷射阀总成的结构示意图；

图2为图1所示的燃油喷射阀总成的调节通道的结构示意图；

图3为图1所示的燃油喷射阀总成的杆主体位于第三位置的结构示意图；

图4为图1所示的燃油喷射阀总成的杆主体位于第四位置的结构示意图；

图5为图1所示的燃油喷射阀总成的杆主体位于第五位置的结构示意图。

100、燃油喷射阀总成；10、阀主体；11、主中孔；12、进油通道；13、喷油口；14、针阀体；15、过渡体；16、喷油器体；17、压紧件；18、第一调节部；20、浮动套；30、杆主体；31、针阀；32、控制活塞；33、顶杆；34、第二调节部；40、调节通道；51、第一预紧件；52、第二预紧件；53、第一控制腔；54、第二控制腔；55、第一出油通道；56、第二出油通道；57、第一阀门；58、第二阀门；59、回油腔；60、回油通道。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

下面将结合附图对本申请的燃油喷射阀总成及发动机进行说明。

请参阅图1所示，本申请至少一实施例公开的车辆的发动机包括燃烧室和燃油喷射阀总成100，燃油喷射阀总成100用于向燃烧室内喷射燃油。

燃油喷射阀总成100包括阀主体10，阀主体10具有主中孔11、进油通道12及喷油口13。具体地，阀主体10包括喷油器体16、过渡体15及针阀体14，过渡体15配接于喷油器体16和针阀体14之间。主中孔11贯穿形成于喷油器体16、过渡体15及针阀体14中，并在针阀体14表面形成喷油口13，喷油口13与燃烧室连通。喷油口13的数量至少为两个，全部喷油口13沿阀主体10周向布设，以喷射燃油均匀。进油通道12依次贯穿喷油器体16、过渡体15及针阀体14设置，其进油端开设于喷油器体16上，且位于针阀体14内的至少部分进油通道12由主中孔11的孔壁与杆主体30的杆壁界定形成。

进一步地，阀主体10还包括压紧件17，压紧件17套设并配接于喷油器体16、过渡体15及针阀体14的周向表面，并分别向阀主体10和针阀体14提供使各自与过渡体15保持相抵的保持力。实时使用中，压紧件17用于定位和固定喷油器体16、过渡体15和针阀体14。

请参阅图3和图4所示，燃油喷射阀总成100还包括浮动套20。浮动套20设于主中孔11内且可受控在第一位置和第二这位置之间移动。具体地，过渡体15内具有一环形的过渡槽，过渡槽内设有能够沿主中孔11轴向移动的浮动套20。更具体地，浮动套20沿主中孔11轴向向上移动至与过渡体15的下壁相抵时，浮动套20位于第二位置，浮动套20沿主中孔11轴向向下移动至与针阀体14的上壁相抵时，浮动套20处于第一位置。

请参阅图3-5所示，燃油喷射阀总成100还包括杆主体30。杆主体30设于主中孔11内且可受控移动，在杆主体30的移动路径上具有第三位置、第四位置和第五位置。具体地，杆主体30包括控制活塞32、顶杆33及针阀31，顶杆33抵接于控制活塞32和针阀31之间，控制活塞32、顶杆33及针阀31均可在主中孔11内沿主中孔11的轴向方向往复移动。

请结合图2和图3所示，当杆主体30位于第三位置，杆主体30与位于第一位置的浮动套20相抵，并与主中孔11的孔壁之间界定形成一连通进油通道12和喷油口13的调节通道40，调节通道40具有第一流通截面面积；请结合图2和图4所示，在杆主体30自第三位置移动至第四位置的过程中，能够抵推浮动套20移动至第二位置，且当杆主体30位于第四位置时，调节通道40具有第二流通截面面积，其中，第一流通截面面积小于第二流通截面面积；请结和图2和图5所示，当杆主体30位于第五位置，杆主体30与主中孔11的孔壁相贴合，以阻断进油通道12与喷油口13。由于第一流通截面面积小于第二流通截面面积，因此前者相较于后者从喷油口13喷出的燃油量会更少。

实际使用中，当发动机不需要燃油时，可使杆主体30移动至第五位置，此时燃油无法从喷油口13喷出；当发动机需要燃油时，又可根据燃油所需多少控制杆主体30移动至第三位置或第四位置。例如，发动机需要较少的燃油时，控制杆主体30移动至第三位置，发动机需要较多的燃油时，控制杆主体30移动至第四位置。如此，能够实现喷油速率大小两级实时可变，达到柔性喷射，从而满足发动机不同工况下的需求，进而降低振动，提高功率，降低排放。

在一些实施例中，阀主体10包括针阀体14和第一调节部18，针阀体14和第一调节部18相连且围合形成至少部分主中孔11，喷油口13开设在第一调节部18上，杆主体30包括相连的针阀31和第二调节部34。针阀31可相对针阀体14在主中孔11内往复移动，并带动第二调节部34与第一调节部18相连或分离，以阻断或连通进油通道12与喷油口13。具体地，第一调节部18可以为圆锥槽，第二调节部34可以为与第一调节部18相匹配的圆锥头。圆锥头壁与圆锥槽分离时，圆锥头壁与圆锥槽壁之间界定形成调节通道40，圆锥头壁与圆锥槽相连时，圆锥头壁与圆锥槽壁之间相抵并密封调节通道40。

请参阅图1所示，在一些实施例中，燃油喷射阀总成100还包括第一预紧件51和第二预紧件52。第一预紧件51沿浮动套20的移动方向可形变地抵接于浮动套20和阀主体10之间，并向浮动套20提供使其朝第一位置具有移动趋势的第一预紧力。第二预紧件52沿杆主体30的移动方向可形变地抵接于杆主体30和主中孔11的孔壁之间，并向杆主体30提供使其朝第五位置具有移动趋势的第二预紧力。实际使用中，施加一个大于第二预紧力的外力，杆主体30朝第三位置移动，进油通道12和喷油口13连通；施加一个大于第二预紧力和第一预紧力的和的外力，杆主体30朝第四位置移动，喷油速率提高。

进一步地，浮动套20与主中孔11的孔壁围合形成第一控制腔53，杆主体30与主中孔11的孔壁围合形成第二控制腔54。燃油喷射阀总成100还包括第一出油通道55和第二出油通道56，第一控制腔53连通于进油通道12和第一出油通道55之间，第二控制腔54连通于进油通道12和第二出油通道56之间。进入第一控制腔53内的燃油会向浮动套20提供使其朝第一位置移动的第一油压力，进入第二控制腔54内的燃油会向杆主体30提供使其朝第五位置移动的第二油压力，进入调节通道40的内的燃油会向杆主体30提供使其朝第四位置移动的第三油压力。

实际使用中，当第三油压力大于第二预紧力和第二油压力的和，但小于第二预紧力、第二油压力、第一预紧力和第一油压力的和，杆主体30移动至第三位置后被浮动套20的下壁面止住；当第三油压力大于第二预紧力、第二油压力、第一预紧力和第一油压力的和，杆主体30能够移动至第四位置，并能够将浮动套20由第一位置抵推至第二位置。

更进一步地，燃油喷射阀总成100还包括第一阀门57和第二阀门58；第一阀门57设于燃油在第一出油通道55的流动路径上并受控可开启或关闭第一出油通道55，第二阀门58设于燃油在第二出油通道56的流动路径上且受控可开启或关闭第二出油通道56。

当第一阀门57和第二阀门58均关闭，浮动套20能够在第一预紧力和第一油压力合力使下移动至第一位置，杆主体30能够在第二油压力和第二预紧力的和大于第三油压力时，移动至第五位置，调节通道40关闭；当第一阀门57关闭，第二阀门58开启，浮动套20能够在第一预紧力、第一油压力、第二预紧力、第二油压力的和大于第三油压力时，移动至第一位置，杆主体30能够在第二油压力和第二预紧力的和小于第三油压力时，移动至第三位置，调解通道开启且具有第一流通截面面积；当第一阀门57和第二阀门58均开启，杆主体30能够在第一预紧力、第一油压力、第二预紧力、第二油压力的和小于第三油压力时，移动至第四位置，同时抵推浮动套20至第二位置，调解通道开启且具有第二流通截面面积。

在一些实施例中，顶杆33与主中孔11的孔壁之间围合形成一回油腔59，第一控制腔53、第二控制腔54和进油通道12连通回油腔59。燃油喷射阀总成100还包括回油道，回油道的进油端连通于回油腔59，回油道的出油端连通外界。具体地，第一控制腔53内的燃油可通过过渡体15与浮动套20之间的间隙流入回油腔59，第二控制腔54及进油通道12内的燃油可通过杆主体30与主中孔11的孔壁之间的间隙流入回油腔59，回油腔59内的燃油再通过回油通道60流入燃油箱。如此，能够保证总成内外压力平衡，从而保证总成进油正常。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种燃油喷射阀总成，其特征在于，包括：

阀主体，具有主中孔、进油通道及喷油口；

浮动套，设于所述主中孔内且可受控在第一位置和第二位置之间移动；以及

杆主体，设于所述主中孔内且可受控移动，并在移动路径上具有第三位置、第四位置和第五位置；

其中，当所述杆主体位于所述第三位置，所述杆主体与位于所述第一位置的所述浮动套相抵，并与所述主中孔的孔壁之间界定形成一连通所述进油通道和所述喷油口的调节通道，所述调节通道具有第一流通截面面积；

在所述杆主体自所述第三位置移动至所述第四位置的过程中，能够抵推所述浮动套移动至所述第二位置，且当所述杆主体位于所述第四位置时，所述调节通道具有第二流通截面面积，其中，所述第一流通截面面积小于所述第二流通截面面积；

当所述杆主体位于所述第五位置，所述杆主体与所述主中孔的孔壁相贴合，以阻断所述进油通道与所述喷油口。

2.根据权利要求1所述的燃油喷射阀总成，其特征在于，所述阀主体包括针阀体和第一调节部，所述针阀体和所述第一调节部相连且围合形成至少部分所述主中孔，所述喷油口开设在所述第一调节部上，所述杆主体包括相连的针阀和第二调节部；

所述针阀可相对所述针阀体在所述主中孔内往复移动，并带动所述第二调节部与所述第一调节部相连或分离，以阻断或连通所述进油通道与所述喷油口。

3.根据权利要求1所述的燃油喷射阀总成，其特征在于，所述燃油喷射阀总成还包括第一预紧件和第二预紧件；所述第一预紧件沿所述浮动套的移动方向可形变地抵接于所述浮动套和所述阀主体之间，并向所述浮动套提供使其朝所述第一位置具有移动趋势的第一预紧力；所述第二预紧件沿所述杆主体的移动方向可形变地抵接于所述杆主体和所述主中孔的孔壁之间，并向所述杆主体提供使其朝所述第五位置具有移动趋势的第二预紧力。

4.根据权利要求3所述的燃油喷射阀总成，其特征在于，所述浮动套与所述主中孔的孔壁围合形成第一控制腔，所述杆主体与所述主中孔的孔壁围合形成第二控制腔；

所述燃油喷射阀总成还包括第一出油通道和第二出油通道，所述第一控制腔连通于所述进油通道和所述第一出油通道之间，所述第二控制腔连通于所述进油通道和所述第二出油通道之间；

进入所述第一控制腔内的燃油会向所述浮动套提供使其朝所述第一位置移动的第一油压力，进入所述第二控制腔内的燃油会向所述杆主体提供使其朝所述第五位置移动的第二油压力，进入所述调节通道的内的燃油会向所述杆主体提供使其朝所述第四位置移动的第三油压力。

5.根据权利要求4所述的燃油喷射阀总成，其特征在于，所述燃油喷射阀总成还包括第一阀门和第二阀门；所述第一阀门设于燃油在所述第一出油通道的流动路径上，并受控可开启或关闭所述第一出油通道，所述第二阀门设于燃油在所述第二出油通道的流动路径上，且受控可开启或关闭所述第二出油通道；

当所述第一阀门和所述第二阀门均关闭，所述浮动套能够在所述第一预紧力和所述第一油压力合力下移动至所述第一位置，所述杆主体能够在所述第二油压力和所述第二预紧力之和大于所述第三油压力时，移动至所述第五位置；当所述第一阀门关闭，所述第二阀门开启，所述浮动套能够在所述第一预紧力、第一油压力、第二预紧力、第二油压力之和大于所述第三油压力时，移动至所述第一位置，所述杆主体能够在所述第二油压力和所述第二预紧力之和小于所述第三油压力时，移动至所述第三位置；当所述第一阀门和所述第二阀门均开启，所述杆主体能够在所述第一预紧力、第一油压力、第二预紧力、第二油压力之和小于所述第三油压力时，移动至所述第四位置，同时抵推所述浮动套至所述第二位置。

6.根据权利要求4所述的燃油喷射阀总成，其特征在于，所述杆主体包括控制活塞、顶杆及针阀，所述顶杆抵接于所述控制活塞与所述针阀之间，并与所述主中孔的孔壁之间围合形成一回油腔，所述第一控制腔、第二控制腔和进油通道连通所述回油腔；

所述燃油喷射阀总成还包括回油通道，所述回油通道的进油端连通于所述回油腔，所述回油通道的出油端连通外界。

7.根据权利要求1所述的燃油喷射阀总成，其特征在于，所述喷油口的数量至少为两个，全部所述喷油口沿所述阀主体周向布设。

8.根据权利要求1所述的燃油喷射阀总成，其特征在于，所述阀主体包括喷油器体、过渡体及针阀体，所述过渡体配接于所述喷油器体和所述针阀体之间；

所述主中孔贯穿形成于所述喷油器体、过渡体及针阀体中，并在所述针阀体表面形成所述喷油口。

9.根据权利要求8所述的燃油喷射阀总成，其特征在于，所述阀主体还包括压紧件，所述压紧件套设并配接于所述喷油器体、过渡体及针阀体的周向表面，并分别向所述阀主体和所述针阀体提供使各自与所述过渡体保持相抵的保持力。

10.一种发动机，其特征在于，包括燃烧室及如权利要求1～9中任意一项所述的燃油喷射阀总成；

所述喷油口与所述燃烧室连通。

11.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求10所述的发动机。

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