CN116044631A - 一种基于多级阻容缓冲降低压力波动的电控共轨喷油器 - Google Patents

一种基于多级阻容缓冲降低压力波动的电控共轨喷油器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及燃油喷射装置领域，具体地说是一种基于多级阻容缓冲降低压力波动的电控共轨喷油器。本发明的目的在于提供一种基于多级阻容缓冲降低压力波动的电控共轨喷油器，包括喷油器壳体、油管接头、蓄压腔体、多级阻容缓冲压力耗散组件、电磁阀组件、喷嘴组件，本发明通过多级阻容缓冲压力耗散组件实现对压力波动的递进式吸收，采取水平式布置改变回油流向，通过分流合流进一步增强耗散能力，降低装配难度，提高喷油器工作可靠性和喷油稳定性。

Description

一种基于多级阻容缓冲降低压力波动的电控共轨喷油器
技术领域
本发明涉及燃油喷射装置领域，具体地说是一种基于多级阻容缓冲降低压力波动的电控共轨喷油器。
背景技术
电控共轨喷油器在工作过程中，针阀的快速动作会导致共轨喷油器内部产生复杂的高频高幅值压力波动，这会导致在喷油持续期内喷油压力的波动，进而使得循环喷油量的波动和不稳定。然而现有技术结构相对冗杂，装配精度要求高，喷油器工作可靠性低。因此，如何根据喷油器不同工况需求实现压力波动的灵活控制，提高电控共轨喷油器喷油稳定性，同时降低装配难度，提高工作可靠性成为高压共轨系统亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供能够有效吸收共轨喷油器针阀动作导致的燃油压力波动，实现喷油器喷油稳定性和一致性的一种基于多级阻容缓冲降低压力波动的电控共轨喷油器。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种基于多级阻容缓冲降低压力波动的电控共轨喷油器，其特征是：包括油管接头、蓄压腔体、喷油器壳体、多级阻容缓冲压力耗散组件、电磁阀组件、喷嘴组件，蓄压腔体位于油管接头里，蓄压腔体下方依次设置电磁阀上阀座、电磁阀下阀座、针阀定位座、喷油器体，并通过喷油器壳体固定，多级阻容缓冲压力耗散组件位于电磁阀上阀座里，电磁阀组件位于电磁阀上阀座与电磁阀下阀座之间，喷嘴组件位于喷油器下端，蓄压腔体内设置主蓄压腔、回油蓄压腔、第一进油油路，喷嘴组件里设置第二进油油路和第一回油油路，油管接头里设置第一进油孔和第一出油孔，主蓄压腔连通第一进油孔和第一进油油路，第一进油油路通过单向阀连通第二进油油路，第一回油油路连通多级阻容缓冲压力耗散组件，回油蓄压腔连通多级阻容缓冲压力耗散组件和第一出油孔；
所述多级阻容缓冲压力耗散组件位于电磁阀上阀座里，多级阻容缓冲压力耗散组件包括上节流套筒、下套筒、节流孔板、节流活塞、控制活塞、弹簧顶帽，上节流套筒位于下套筒的上方，在上节流套筒和下套筒之间，由外内向依次安装弹簧顶帽、控制活塞、节流活塞、节流孔板，弹簧顶帽与控制活塞之间设置控制活塞复位弹簧，上节流套筒上分别设置上节流套筒第一节流区、上节流套筒第二节流区，上节流套筒第一节流区位于靠近节流孔板一侧，上节流套筒第二节流区位于靠近弹簧顶帽一侧，上节流套筒第一节流区与上节流套筒第二节流区之间的上节流套筒上设置向内凸起的上节流限位，下套筒上相同位置设置下节流限位，上节流限位、下节流限位与节流活塞之间设置节流活塞缓冲弹簧，节流活塞抵在节流孔板形成第一可变容腔，上节流套筒与电磁阀上阀座形成出油缓冲腔，电磁阀上阀座里设置第二回油油路，出油缓冲腔通过第二回油油路连通回油蓄压腔，节流活塞设置节流活塞节流孔，节流孔板设置节流孔板节流孔。
本发明还可以包括：
1、所述电磁阀组件包括控制室套筒、电磁阀弹簧、电磁阀线圈、电磁阀阀杆、电磁阀衔铁，控制室套筒位于针阀定位座里，电磁阀上阀座设置电磁阀线圈，电磁阀线圈中间设置有电磁阀弹簧，电磁阀弹簧上端与电磁阀弹簧垫片连接，电磁阀下阀座内设置电磁阀衔铁，电磁阀衔铁两侧设置衔铁升程调节环，电磁阀阀杆的上部位于电磁阀衔铁中间，电磁阀阀杆下部位于电磁阀下阀座内，控制室套筒内设置电磁阀回油腔、进油节流孔、出油节流孔，电磁阀阀杆的底端位于电磁阀回油腔里并连接球阀，球阀位于电磁阀回油腔和出油节流孔之间；
所述喷嘴组件包括针阀、针阀弹簧垫片、针阀弹簧，针阀位于针阀定位座和喷油器体里，针阀上方设置控制室，针阀上套有针阀弹簧，针阀弹簧上方设置针阀弹簧垫片，针阀下部与喷油器体形成盛油槽，盛油槽分别连通第二进油油路和第一回油油路，喷油器体底端设置喷嘴。
2、节流孔板节流孔与节流活塞节流孔的直径比为3:2，节流活塞节流孔与上节流套筒第一节流区、上节流套筒第二节流区所设节流孔直径相等。
3、节流活塞凸起端面至节流活塞靠近第二可变容腔一侧端面的距离小于上节流套筒第一节流区靠近节流限位一端的节流孔至节流限位内侧端面的距离，控制活塞凸起端面至节流限位外侧端面的距离小于控制活塞凸起端面至弹簧顶帽与控制活塞复位弹簧接触端面的距离。
4、燃油经第一进油孔进入主蓄压腔，主蓄压腔中的燃油经第一进油油路流出，一路经控制室进油路和进油节流孔流入控制室内，另一路沿着第二进油油路流入盛油槽中，当电磁阀线圈未通电时，在电磁阀弹簧的预紧力作用下，电磁阀阀杆压紧球阀，使得电磁阀回油腔和出油节流孔之间处于未连通状态，燃油只能积蓄在控制室和与之连通的出油节流孔内，此时针阀在控制室内高压燃油的压力和针阀弹簧的预紧力的作用下紧压在喷嘴燃油入口处，喷嘴处于未喷油状态，当电磁阀线圈通电时，电磁阀阀杆克服重力和电磁阀弹簧的预紧力向上移动，出油节流孔与电磁阀回油腔连通，控制室高压燃油经出油节流孔泄入电磁阀回油腔，控制室内燃油压力降低，随之控制室内燃油压力逐渐降低，针阀克服重力和针阀弹簧预紧力向上抬升，喷嘴开始有燃油通过，喷油器开始喷油。
5、燃油压力较小时，盛油槽中的燃油经第一回油油路流入进油缓冲腔，之后流入主容腔，经节流孔板进入第一可变容腔中，在节流孔板节流孔的阻尼作用下完成油路中压力波动的第一次耗散，位于第一可变容腔中的燃油再通过节流活塞进入第二可变容腔，在节流活塞节流孔的阻尼作用下完成压力波动的第二次耗散，经过二次压力耗散的燃油再经过上节流套筒上节流套筒第一节流区流入出油缓冲腔，在上节流套筒节流孔的阻尼作用下实现压力波动的第三次耗散，燃油通过第二回油油路流入到回油蓄压腔中。
6、燃油压力较大时，进油缓冲腔中燃油流入主容腔，经节流孔板进入第一可变容腔中，在节流孔板节流孔的阻尼作用下完成油路中压力波动的第一次耗散，位于第一可变容腔中的燃油再通过节流活塞进入第二可变容腔，将节流活塞推动至节流限位处，同时将控制活塞推动至弹簧顶帽处，上节流套筒第二节流区打开，在节流活塞节流孔的阻尼作用和节流活塞缓冲弹簧、控制活塞复位弹簧缓冲作用下完成压力波动的第二次耗散，经过二次压力耗散的燃油一路通过上节流套筒第一节流区进入出油缓冲腔，一路通过上节流套筒第二节流区进入出油缓冲腔，在上节流套筒节流孔的阻尼作用下实现压力波动的第三次耗散，最后燃油通过第二回油油路进入回油蓄压腔中。
本发明的优势在于：本发明采用一体式嵌套结构，结构紧凑，能够实现对压力波动的递进式吸收，使得压力波动耗散效率更高，同时采取水平式布置改变回油流向，通过分流合流进一步增强耗散能力，降低装配难度，提高工作可靠性，根据喷油器不同工况需求利用活塞节流等结构对喷油器内部压力波动进行分级吸收，实现压力波动的灵活控制，提高喷油器喷油稳定性和一致性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；图1中，1：第一出油孔；2：回油蓄压腔；3：多级阻容缓冲压力耗散组件；4：电磁阀组件；5：第一回油油路；6：喷嘴组件；7：喷油器壳体；8：第二进油油路；9：控制室进油路；10：单向阀；11：第一进油油路；12：油管接头；13：蓄压腔体；14：主蓄压腔；15第一进油孔。
图2为多级阻容缓冲压力耗散组件结构示意图；图2中，301：节流孔板；302：第一可变容腔；303：节流活塞；304：第二可变容腔；305：弹簧顶帽；306：控制活塞复位弹簧；307：控制活塞；308：节流活塞缓冲弹簧；309：第二回油油路；310：出油缓冲腔；311：上节流套筒第一节流区；312：上节流套筒第二节流区；313：节流限位；314：上节流套筒；315：主容腔；316：下套筒；317：进油缓冲腔。
图3为电磁阀组件结构示意图；图3中，401：电磁阀弹簧垫片；402：电磁阀弹簧；403：电磁阀衔铁；404：电磁阀阀杆；405：球阀；406：进油节流孔；407：电磁阀上阀座；408电磁阀线圈；409：衔铁升程调节环；410：电磁阀下阀座；411：出油节流孔；412：电磁阀回油腔；413：控制室套筒。
图4为喷嘴组件结构示意图。图4中，601：控制室；602：针阀定位座；603：针阀；604：盛油槽；605：针阀弹簧垫片；606：针阀弹簧；607：喷油器体；608：喷嘴。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1-4，本发明包括油管接头12、蓄压腔体13、多级阻容缓冲压力耗散组件3、电磁阀组件4、喷嘴组件6和喷油器壳体7，蓄压腔体13上端与油管接头12相连，多级阻容缓冲压力耗散组件3、电磁阀组件4和喷嘴组件6自上而下依次布置在蓄压腔体13下方，并通过喷油器壳体7进行固定，蓄压腔体13内布置有主蓄压腔14和回油蓄压腔2，第一进油油路11与主蓄压腔14相连，第一进油油路11与第二进油油路8通过单向阀10连通，多级阻容缓冲压力耗散组件3通过第一回油油路5与喷嘴组件6相连，第二回油油路309连接回油蓄压腔2，所述油管接头12内布置有与主蓄压腔14相连的第一进油孔15和与回油蓄压腔2相连的第一出油孔1。
电磁阀组件4包括自上而下设置的电磁阀上阀座407、电磁阀下阀座410、控制室套筒413，电磁阀上阀座407设置电磁阀线圈408，电磁阀线圈408中间设置有电磁阀弹簧402，电磁阀弹簧402上端固定在电磁阀弹簧垫片401，电磁阀下阀座410内设置电磁阀衔铁403，电磁阀衔铁403两侧设置衔铁升程调节环409，电磁阀阀杆404的上部位于电磁阀衔铁403中间，电磁阀阀杆404下部位于电磁阀下阀座410内，控制室套筒413内设置电磁阀回油腔412、进油节流孔406、出油节流孔411，电磁阀阀杆404的底端位于电磁阀回油腔412里并连接球阀405，球阀405位于电磁阀回油腔412和出油节流孔411之间。
喷嘴组件6包括针阀603、针阀弹簧垫片605、针阀弹簧606，针阀603位于针阀定位座602和喷油器体607里，针阀603上方设置控制室601，针阀603上套有针阀弹簧606，针阀弹簧606上方设置针阀弹簧垫片605，针阀603下部与喷油器体607形成盛油槽604，盛油槽604分别连通第二进油油路8和第一回油油路5，喷油器体607下端设置喷嘴608。
多级阻容缓冲压力耗散组件3包括上节流套筒314、下套筒316、节流孔板301、节流活塞303、控制活塞307、弹簧顶帽305，两侧节流孔板301形成主容腔315，上节流套筒314设置有上节流套筒第一节流区311、上节流套筒第二节流区312和节流限位313，下套筒316设置有节流限位313，上节流套筒314内设置节流活塞303和控制活塞307，节流活塞303内设置节流活塞节流孔，节流活塞303抵在节流孔板301形成第一可变容腔302，节流活塞303连有节流活塞缓冲弹簧308，节流活塞缓冲弹簧308固定在节流限位313处，控制活塞307抵在节流限位313处，控制活塞307连有控制活塞复位弹簧306，控制活塞复位弹簧306固定在弹簧顶帽305，上节流套筒314上方设置出油缓冲腔310，出油缓冲腔310通过第二回油油路309连接回油蓄压腔2。节流孔板301与节流活塞303所设节流孔的直径比为3:2，节流活塞303与上节流套筒第一节流区311、上节流套筒第二节流区312所设节流孔直径相等。节流活塞303凸起端面至节流活塞303靠近第二可变容腔304一侧端面的距离小于上节流套筒第一节流区311靠近节流限位313一端的节流孔至节流限位313内侧端面的距离，控制活塞307凸起端面至节流限位313外侧端面的距离小于控制活塞307凸起端面至弹簧顶帽305与控制活塞复位弹簧306接触端面的距离，节流活塞303和控制活塞307完全压缩时不会影响上节流套筒第一节流区311和上节流套筒第二节流区312的节流作用。
结合图1-4，本发明的工作原理为：燃油经第一进油孔15进入主蓄压腔14，主蓄压腔14中的燃油经第一进油油路11流出，一路经控制室进油路9和进油节流孔406流入控制室601内，另一路沿着第二进油油路8流入盛油槽604中，当电磁阀线圈408未通电时，在电磁阀弹簧402的预紧力作用下，电磁阀阀杆404压紧球阀405，使得电磁阀回油腔412和出油节流孔411之间处于未连通状态，燃油只能积蓄在控制室601和与之连通的出油节流孔411内，此时针阀603在控制室601内高压燃油的压力和针阀弹簧606的预紧力的作用下紧压在喷嘴燃油入口处，喷嘴处于未喷油状态，当电磁阀线圈通电时，电磁阀阀杆克服重力和电磁阀弹簧402的预紧力向上移动，出油节流孔411与电磁阀回油腔412连通，控制室601高压燃油经出油节流孔411泄入电磁阀回油腔412，控制室601内燃油压力降低，针阀克服重力和针阀弹簧606预紧力向上抬升，喷嘴608开始有燃油通过，喷油器开始喷油。
燃油压力较小时，盛油槽604中的燃油经第一回油油路5流入进油缓冲腔317，之后流入主容腔315，经节流孔板301进入第一可变容腔302中，在节流孔板301节流孔的阻尼作用下完成油路中压力波动的第一次耗散，位于第一可变容腔302中的燃油再通过节流活塞303进入第二可变容腔304，在节流活塞303节流孔的阻尼作用下完成压力波动的第二次耗散，经过二次压力耗散的燃油再经过上节流套筒第一节流区311流入出油缓冲腔310，在上节流套筒314节流孔的阻尼作用下实现压力波动的第三次耗散，最后燃油通过第二回油油路309流入到回油蓄压腔2中。
燃油压力较大时，进油缓冲腔317中燃油流入主容腔315，经节流孔板301进入第一可变容腔中302，在节流孔板301节流孔的阻尼作用下完成油路中压力波动的第一次耗散，位于第一可变容腔302中的燃油再通过节流活塞303进入第二可变容腔304，将节流活塞303推动至节流限位313处，同时将控制活塞307推动至弹簧顶帽305处，上节流套筒第二节流区312打开，在节流活塞303节流孔的阻尼作用和节流活塞缓冲弹簧308、控制活塞复位弹簧306缓冲作用下完成压力波动的第二次耗散，经过二次压力耗散的燃油一路通过上节流套筒第一节流区311进入出油缓冲腔310，一路通过上节流套筒第二节流区312进入出油缓冲腔310，在上节流套筒314节流孔的阻尼作用下实现压力波动的第三次耗散，最后燃油通过第二回油油路309进入回油蓄压腔2中。
本发明采用一体式嵌套结构，结构紧凑，能够实现对压力波动的递进式吸收，使得压力波动耗散效率更高，同时采取水平式布置改变回油流向，通过分流合流进一步增强耗散能力，降低装配难度，提高工作可靠性，根据喷油器不同工况需求利用活塞节流等结构对喷油器内部压力波动进行分级吸收，实现压力波动的灵活控制，提高喷油器喷油稳定性和一致性。

Claims (7)

1.一种基于多级阻容缓冲降低压力波动的电控共轨喷油器，其特征是：包括油管接头、蓄压腔体、喷油器壳体、多级阻容缓冲压力耗散组件、电磁阀组件、喷嘴组件，蓄压腔体位于油管接头里，蓄压腔体下方依次设置电磁阀上阀座、电磁阀下阀座、针阀定位座、喷油器体，并通过喷油器壳体固定，多级阻容缓冲压力耗散组件位于电磁阀上阀座里，电磁阀组件位于电磁阀上阀座与电磁阀下阀座之间，喷嘴组件位于喷油器下端，蓄压腔体内设置主蓄压腔、回油蓄压腔、第一进油油路，喷嘴组件里设置第二进油油路和第一回油油路，油管接头里设置第一进油孔和第一出油孔，主蓄压腔连通第一进油孔和第一进油油路，第一进油油路通过单向阀连通第二进油油路，第一回油油路连通多级阻容缓冲压力耗散组件，回油蓄压腔连通多级阻容缓冲压力耗散组件和第一出油孔；
所述多级阻容缓冲压力耗散组件位于电磁阀上阀座里，多级阻容缓冲压力耗散组件包括上节流套筒、下套筒、节流孔板、节流活塞、控制活塞、弹簧顶帽，上节流套筒位于下套筒的上方，在上节流套筒和下套筒之间，由外内向依次安装弹簧顶帽、控制活塞、节流活塞、节流孔板，弹簧顶帽与控制活塞之间设置控制活塞复位弹簧，上节流套筒上分别设置上节流套筒第一节流区、上节流套筒第二节流区，上节流套筒第一节流区位于靠近节流孔板一侧，上节流套筒第二节流区位于靠近弹簧顶帽一侧，上节流套筒第一节流区与上节流套筒第二节流区之间的上节流套筒上设置向内凸起的上节流限位，下套筒上相同位置设置下节流限位，上节流限位、下节流限位与节流活塞之间设置节流活塞缓冲弹簧，节流活塞抵在节流孔板形成第一可变容腔，上节流套筒与电磁阀上阀座形成出油缓冲腔，电磁阀上阀座里设置第二回油油路，出油缓冲腔通过第二回油油路连通回油蓄压腔，节流活塞设置节流活塞节流孔，节流孔板设置节流孔板节流孔。
2.根据权利要求1所述的一种基于多级阻容缓冲降低压力波动的电控共轨喷油器，其特征是：所述电磁阀组件包括控制室套筒、电磁阀弹簧、电磁阀线圈、电磁阀阀杆、电磁阀衔铁，控制室套筒位于针阀定位座里，电磁阀上阀座设置电磁阀线圈，电磁阀线圈中间设置有电磁阀弹簧，电磁阀弹簧上端与电磁阀弹簧垫片连接，电磁阀下阀座内设置电磁阀衔铁，电磁阀衔铁两侧设置衔铁升程调节环，电磁阀阀杆的上部位于电磁阀衔铁中间，电磁阀阀杆下部位于电磁阀下阀座内，控制室套筒内设置电磁阀回油腔、进油节流孔、出油节流孔，电磁阀阀杆的底端位于电磁阀回油腔里并连接球阀，球阀位于电磁阀回油腔和出油节流孔之间；
所述喷嘴组件包括针阀、针阀弹簧垫片、针阀弹簧，针阀位于针阀定位座和喷油器体里，针阀上方设置控制室，针阀上套有针阀弹簧，针阀弹簧上方设置针阀弹簧垫片，针阀下部与喷油器体形成盛油槽，盛油槽分别连通第二进油油路和第一回油油路，喷油器体底端设置喷嘴。
3.根据权利要求1所述的一种基于多级阻容缓冲降低压力波动的电控共轨喷油器，其特征是：节流孔板节流孔与节流活塞节流孔的直径比为3:2，节流活塞节流孔与上节流套筒第一节流区、上节流套筒第二节流区所设节流孔直径相等。
4.根据权利要求1所述的一种基于多级阻容缓冲降低压力波动的电控共轨喷油器，其特征是：节流活塞凸起端面至节流活塞靠近第二可变容腔一侧端面的距离小于上节流套筒第一节流区靠近节流限位一端的节流孔至节流限位内侧端面的距离，控制活塞凸起端面至节流限位外侧端面的距离小于控制活塞凸起端面至弹簧顶帽与控制活塞复位弹簧接触端面的距离。
5.根据权利要求2所述的一种基于多级阻容缓冲降低压力波动的电控共轨喷油器，其特征是：燃油经第一进油孔进入主蓄压腔，主蓄压腔中的燃油经第一进油油路流出，一路经控制室进油路和进油节流孔流入控制室内，另一路沿着第二进油油路流入盛油槽中，当电磁阀线圈未通电时，在电磁阀弹簧的预紧力作用下，电磁阀阀杆压紧球阀，使得电磁阀回油腔和出油节流孔之间处于未连通状态，燃油只能积蓄在控制室和与之连通的出油节流孔内，此时针阀在控制室内高压燃油的压力和针阀弹簧的预紧力的作用下紧压在喷嘴燃油入口处，喷嘴处于未喷油状态，当电磁阀线圈通电时，电磁阀阀杆克服重力和电磁阀弹簧的预紧力向上移动，出油节流孔与电磁阀回油腔连通，控制室高压燃油经出油节流孔泄入电磁阀回油腔，控制室内燃油压力降低，针阀克服重力和针阀弹簧预紧力向上抬升，喷嘴开始有燃油通过，喷油器开始喷油。
6.根据权利要求2所述的一种基于多级阻容缓冲降低压力波动的电控共轨喷油器，其特征是：燃油压力较小时，盛油槽中的燃油经第一回油油路流入进油缓冲腔，之后流入主容腔，经节流孔板进入第一可变容腔中，在节流孔板节流孔的阻尼作用下完成油路中压力波动的第一次耗散，位于第一可变容腔中的燃油再通过节流活塞进入第二可变容腔，在节流活塞节流孔的阻尼作用下完成压力波动的第二次耗散，经过二次压力耗散的燃油再经过上节流套筒第一节流区流入出油缓冲腔，在上节流套筒节流孔的阻尼作用下实现压力波动的第三次耗散，燃油通过第二回油油路流入到回油蓄压腔中。
7.根据权利要求2所述的一种基于多级阻容缓冲降低压力波动的电控共轨喷油器，其特征是：燃油压力较大时，进油缓冲腔中燃油流入主容腔，经节流孔板进入第一可变容腔中，在节流孔板节流孔的阻尼作用下完成油路中压力波动的第一次耗散，位于第一可变容腔中的燃油再通过节流活塞进入第二可变容腔，将节流活塞推动至节流限位处，同时将控制活塞推动至弹簧顶帽处，上节流套筒第二节流区打开，在节流活塞节流孔的阻尼作用和节流活塞缓冲弹簧、控制活塞复位弹簧缓冲作用下完成压力波动的第二次耗散，经过二次压力耗散的燃油一路通过上节流套筒第一节流区进入出油缓冲腔，一路通过上节流套筒第二节流区进入出油缓冲腔，在上节流套筒节流孔的阻尼作用下实现压力波动的第三次耗散，最后燃油通过第二回油油路进入回油蓄压腔中。
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