CN116025494A - 一种喷油器精确定向结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷油器精确定向结构，该喷油器精确定向结构在喷油器体的内部设置有高压油道，外周面设置有定位凸起；喷嘴通过紧帽固定安装于喷油器体的一端部，并在伸出喷油器体的端部外周面沿周向分布有多个喷油孔；气缸盖内设置有喷油器安装孔，并在喷油器安装孔内设置有沿其轴向延伸的定位凹槽；锁紧件套设于喷油器体的外周侧，并设置有外螺纹；定位凸起形状配合地容置于定位凹槽内，锁紧件的外螺纹与喷油器安装孔内的内螺纹螺纹连接，用于将喷油器体固定安装于气缸盖，实现多个喷油孔的精确定位。上述喷油器精确定向结构能够实现喷油器各个喷油孔的精确定位安装，使得燃油喷射角度符合燃烧过程设计要求。

Description

一种喷油器精确定向结构

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，具体涉及一种喷油器精确定向结构。

背景技术

柴油机燃油供给系统包括机械直列泵供油系统、电控单体泵供油系统和电控高压共轨供油系统，随着内燃机行业技术的不断发展，目前在非道路领域应用最为广泛的是电控单体泵供油系统和电控高压共轨供油系统。

电控单体泵供油系统采用泵-管-嘴结构，为柴油机的燃烧室提供高压、雾化的燃油，以保证燃油在燃烧室内快速燃烧，实现柴油机高效运转。现阶段柴油机燃烧室基本上采用回转体型燃烧室，燃烧过程的油气混合组织形式为沿气缸轴向分布形式，燃烧室结构多采用图1中所示的ω形燃烧室101。此类燃烧室在燃烧过程组织方面，对于燃油在气缸周向的喷射角度没有要求。

但是，当沿气缸周向方向组织油气混合过程和燃烧过程时，就会从周向方向上对燃油喷射角度提出要求，如图2所示的侧卷流燃烧室102，侧卷流燃烧室102沿周向分布有多个分流圆弧103，相邻的分流圆弧103之间形成分流造型尖端104。此类燃烧室需要控制燃油在周向的喷射角度，在安装喷油器时要确保各个喷油孔朝向分流造型尖端104等特定方向，即要求实现喷油器的精确定向安装。

现有柴油机喷油器的安装结构均为只控制垂直方向安装位置、并不控制喷油孔安装方向的螺纹式锁紧帽结构，导致目前还没有能够控制燃油周向喷射角度的技术方案。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种喷油器精确定向结构，该喷油器精确定向结构通过定位凸起与定位凹槽的形状配合实现喷油器体与气缸盖的周向定位，能够实现喷油器各个喷油孔的精确定位安装，使得燃油喷射角度符合燃烧过程设计要求。

本发明采用以下具体技术方案：

一种喷油器精确定向结构，该喷油器精确定向结构包括喷油器体、气缸盖、喷嘴、紧帽以及锁紧件；

所述喷油器体的内部设置有高压油道，外周面设置有定位凸起；

所述喷嘴通过所述紧帽固定安装于所述喷油器体的一端部，并在伸出所述喷油器体的端部外周面沿周向分布有多个喷油孔；

所述气缸盖内设置有喷油器安装孔，并在所述喷油器安装孔内设置有沿其轴向延伸的定位凹槽；

所述锁紧件套设于所述喷油器体的外周侧，并设置有外螺纹；

所述定位凸起形状配合地容置于所述定位凹槽内，所述锁紧件的外螺纹与所述喷油器安装孔内的内螺纹螺纹连接，用于将所述喷油器体固定安装于所述气缸盖，实现多个所述喷油孔的精确定位。

更进一步地，还包括定位销；

所述喷油器体的外周面设置有沿其径向延伸的定位孔；

所述定位销的内端部固定安装于所述定位孔内，外端部露出于所述喷油器体的外侧形成所述定位凸起。

更进一步地，所述定位销与所述定位孔过盈配合。

更进一步地，所述定位销通过低温冷冻装配工艺安装于所述定位孔。

更进一步地，还包括用于控制所述高压油道与所述喷油孔通断的针阀；

当所述针阀处于开启状态时，在所述针阀与所述喷嘴之间形成环形间隙，所述高压油道与所述喷油孔通过所述环形间隙连通；

当所述针阀处于关闭状态时，所述针阀与所述喷嘴之间密封接触，并将所述高压油道与所述喷油孔隔断。

有益效果：

本发明的喷油器精确定向结构在喷油器体的外周面设置有定位凸起，并在气缸盖的喷油器安装孔内设置有沿其轴向延伸的定位凹槽，通过锁紧件的外螺纹与喷油器安装孔内的内螺纹螺纹连接将喷油器体固定安装于气缸盖，通过定位凸起与定位凹槽的形状配合实现喷油器体与气缸盖的周向定位，从而实现多个喷油孔的精确定位和安装，使得燃油喷射角度符合燃烧过程设计要求。

附图说明

图1为现有技术中ω形燃烧室的立体结构示意图；

图2为现有技术中侧卷流燃烧室的立体结构示意图；

图3为本发明喷油器精确定向结构中喷油器体的外形结构示意图；

图4为图3中喷油器体的原理结构示意图；

图5为图4中A部分的局部放大结构示意图；

图6为本发明喷油器精确定向结构中气缸盖的剖视图；

图7为图6中气缸盖的侧向剖视图。

其中，1-喷油器体，2-气缸盖，3-锁紧件，4-喷嘴，5-挡圈，6-紧帽，7-针阀，11-高压油道，12-定位凸起，21-喷油器安装孔，22-定位凹槽，23-内螺纹，31-外螺纹，41-喷油孔，101-ω形燃烧室，102-侧卷流燃烧室，103-分流圆弧，104-分流造型尖端

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明实施例提供了一种喷油器精确定向结构，该喷油器精确定向结构包括喷油器体1、气缸盖2、喷嘴4、紧帽6以及锁紧件3；喷油器体1的结构可以参考图3、图4和图5；气缸盖2的剖面结构可以参考图6和图7；在说明书附图中未示出喷油器体1下部安装于气缸盖2内的装配结构示意图；

如图3和图4所示，在喷油器体1内部设置有高压油道11，外周面设置有定位凸起12；高压油道11设置于喷油器体1内部，并沿喷油器体1的轴向延伸；定位凸起12位于喷油器体1的外周面，用于与气缸盖2配合实现周向定位；定位凸起12可以与喷油器体1一体成型，也可以为分体结构，如：喷油器精确定向结构还包括定位销；定位销可以为圆柱形定位销或圆锥形定位销，在本实施例中，以圆柱形定位销为例进行说明；喷油器体1的外周面设置有沿其径向延伸的定位孔；定位销的内端部固定安装于定位孔内，外端部露出于喷油器体1的外侧形成定位凸起12；喷油器体1内部的高压油道11通过高压油管与电控单体泵的出油口连通，通过电控单体泵向喷油器体1提供高压燃油，高压燃油通过喷油孔41喷出，使高压燃油进入燃烧室；

如图3、图4和图5结构所示，喷嘴4通过紧帽6固定安装于喷油器体1的一端部，并在伸出喷油器体1的端部外周面沿周向分布有多个喷油孔41；紧帽6与喷油器体1之间可以通过螺纹连接；紧帽6设置有用于穿设喷嘴4的通孔；多个喷油孔41可以沿喷嘴4的周向均匀分布；

如图6和图7所示，气缸盖2内设置有喷油器安装孔21，并在喷油器安装孔21内设置有沿其轴向延伸的定位凹槽22；气缸盖2的喷油器安装孔21用于容置喷油器体1，使喷油器体1的底端进入燃烧室内；当将喷油器体1固定安装于气缸盖2时，定位凸起12也安装于喷油器安装孔21内，并通过将定位凸起12卡接于定位凹槽22内实现喷油器体1的周向定位，同时实现喷油孔41的周向定位；在制作喷嘴4时，先根据燃烧室确定各个喷油孔41的周向位置，然后再设计配对的定位凸起12和定位凹槽22的位置；为了方便控制，可以将定位销的轴心线与其中一个喷油孔41的轴心线共面于同一个竖直面内且平行，其余各喷油孔41以最先确定的喷油孔41为准进行位置关系确定；定位销与喷油孔41的位置公差需要通过仿真计算确定喷油孔41允许的偏斜角度；定位凸起12位置的选择，需要结合喷油器体1的外部与内部结构，通过设计分析和仿真计算，使定位凸起12避让锁紧件3、针阀4和高压油道11，避免出现结构干涉以及高压燃油泄漏的问题，确保喷油器体1的可靠性，能够轻松实现现有喷油器结构的改造替换；

如图4所示，锁紧件3套设于喷油器体1的外周侧，并设置有外螺纹31；定位凸起12形状配合地容置于定位凹槽22内，锁紧件3的外螺纹31与喷油器安装孔21内的内螺纹23螺纹连接，用于将喷油器体1固定安装于气缸盖2，实现多个喷油孔41的精确定位。

在与锁紧件3对应的喷油器体1外周侧设置有环形槽，并在环形槽内安装有挡圈5，挡圈5的内半圈容置于环形槽内，挡圈5的外半圈容置于锁紧件3的锁紧槽内，通过挡圈5以及锁紧件3与气缸盖2的螺纹连接，将喷油器体1稳定、可靠地固定在气缸盖2上，提高了连接的可靠性。

同时，还可从喷嘴4在喷油器体1下部套入铜垫，在拧紧锁紧件3时，通过铜垫的形变，可以实现气缸盖2与喷油器体1之间的密封，从而提升密封效果。

上述喷油器精确定向结构在喷油器体1的外周面设置有定位凸起12，并在气缸盖2的喷油器安装孔21内设置有沿其轴向延伸的定位凹槽22，通过锁紧件3的外螺纹31与喷油器安装孔21内的内螺纹23螺纹连接将喷油器体1固定安装于气缸盖2，通过定位凸起12与定位凹槽22的形状配合实现喷油器体1与气缸盖2的周向定位，能够预先确定好喷油孔41与燃烧室的相对位置，从而实现多个喷油孔41的精确定位和安装，使得燃油喷射角度符合燃烧过程设计要求。

因此，本发明的喷油器精确定向结构通过采用简单的定位结构设计，实现了喷油器精确定向的目的，为高强化、低排放柴油机的燃烧过程控制提供喷油器的定位方案。

一种具体的实施方式中，当定位凸起12由定位销形成时，定位销与定位孔过盈配合，从而将定位销牢牢地固定在喷油器体1上；定位销通过低温冷冻装配工艺安装于定位孔，也可以通过其它机械加工方式将定位销过盈安装于喷油器体1的定位孔；定位销还可以通过焊接等方式进行固定安装。由于柴油机工作时气缸盖2和喷油器均处于高温状态，因此，采用低温冷冻装配工艺装配于定位孔中的定位销在工作时一直处于热胀状态，使定位销始终保持过盈配合，保证了定位销与定位孔的装配稳定性。

在上述喷油器精确定向结构中还包括针阀7，针阀7用于控制高压油道11与喷油孔41的通断；图4中简单示意了针阀7的装配位置，针阀7活动安装于喷油器体1和喷嘴4之间，通过控制针阀7在喷嘴4内的滑动实现开关，从而控制喷油孔41与高压油道11的连通、断开；多个喷油孔41分布于喷嘴4的底端外周侧；当针阀7处于开启状态时，在针阀7与喷嘴4之间形成环形间隙，高压油道11与喷油孔41通过环形间隙连通，高压燃油通过高压油道11和喷嘴4后从喷油孔41喷射入燃烧室；当针阀7处于关闭状态时，针阀7与喷嘴4之间密封接触，并将高压油道11与喷油孔41隔断，高压燃油则无法通过高压油道11从喷油孔41喷出；因此，通过针阀7可以控制高压油道11与喷油孔41的通断，从而精确控制燃烧室内燃油的喷射时机。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种喷油器精确定向结构，其特征在于，包括喷油器体、气缸盖、喷嘴、紧帽以及锁紧件；

所述喷油器体的内部设置有高压油道，外周面设置有定位凸起；

所述喷嘴通过所述紧帽固定安装于所述喷油器体的一端部，并在伸出所述喷油器体的端部外周面沿周向分布有多个喷油孔；

所述气缸盖内设置有喷油器安装孔，并在所述喷油器安装孔内设置有沿其轴向延伸的定位凹槽；

所述锁紧件套设于所述喷油器体的外周侧，并设置有外螺纹；

所述定位凸起形状配合地容置于所述定位凹槽内，所述锁紧件的外螺纹与所述喷油器安装孔内的内螺纹螺纹连接，用于将所述喷油器体固定安装于所述气缸盖，实现多个所述喷油孔的精确定位。

2.如权利要求1所述的喷油器精确定向结构，其特征在于，还包括定位销；

所述喷油器体的外周面设置有沿其径向延伸的定位孔；

所述定位销的内端部固定安装于所述定位孔内，外端部露出于所述喷油器体的外侧形成所述定位凸起。

3.如权利要求2所述的喷油器精确定向结构，其特征在于，所述定位销与所述定位孔过盈配合。

4.如权利要求3所述的喷油器精确定向结构，其特征在于，所述定位销通过低温冷冻装配工艺安装于所述定位孔。

5.如权利要求1-4任一项所述的喷油器精确定向结构，其特征在于，还包括用于控制所述高压油道与所述喷油孔通断的针阀；

当所述针阀处于开启状态时，在所述针阀与所述喷嘴之间形成环形间隙，所述高压油道与所述喷油孔通过所述环形间隙连通；

当所述针阀处于关闭状态时，所述针阀与所述喷嘴之间密封接触，并将所述高压油道与所述喷油孔隔断。

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