CN118008632A - 气体喷射器、气体喷射器的使用方法及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明属于车辆技术领域,公开了一种气体喷射器、气体喷射器的使用方法及车辆,该气体喷射器包括电磁阀组件、进气接头、限位单元和衔铁组件,电磁阀组件包括线圈和设有第一气流孔的铁芯,进气接头设有第二气流孔,第二气流孔的内壁凸设第一支撑部,限位单元包括限位座和弹性限位组件,限位座设置在第一气流孔的内壁上,进气接头插设在第一气流孔内并设置在限位座上,限位座设有活动孔,弹性限位组件的一端与第一支撑部抵接,衔铁组件包括活动杆、衔铁和第一弹性件,活动杆的一端活动插设在活动孔内,另一端穿出第一气流孔并与衔铁连接,第一弹性件的一端与活动杆的第二支撑部抵接,另一端与弹性限位组件抵接,线圈断电时,弹性限位组件的另一端与活动孔的边沿抵接,线圈通电时,第一弹性件被压缩,且活动杆伸出活动孔并顶起天性限位组件,气体喷射器能够减小衔铁与铁芯的冲击磨损,且扩大了衔铁移动的最大升程。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域,尤其涉及一种气体喷射器、气体喷射器的使用方法及车辆。
背景技术
气体喷射器是车辆燃料系统中的核心部件之一,气体喷射器的可靠性直接影响发动机的性能和寿命。电磁阀式气体喷射器在通电工作时,衔铁在电磁力的作用下克服弹簧的阻力开始运动,当衔铁运动到最大升程时,衔铁冲击到铁芯上,此时气体喷射器喷出的气体燃料流量最大。
在实际应用过程中,衔铁多次冲击铁芯,容易使衔铁和铁芯出现冲击磨损,进而缩短了气体喷射器的使用寿命。为了解决该问题,现有技术在衔铁和铁芯之间设置了弹性吸收元件,衔铁在电磁力的作用下朝向铁芯的方向移动,直至冲击到弹性吸收元件上,由此减轻衔铁和铁芯的冲击磨损。
但是,上述技术方案由于弹性吸收元件的设置,减小了衔铁与铁芯之间的间距,进而缩短了衔铁移动的最大升程,最终减小了气体喷射器的最大喷射流量,使得该气体喷射器无法应用于大流量需求的燃料系统。
因此,亟需提出一种气体喷射器、气体喷射器的使用方法及车辆来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种气体喷射器,能够减小衔铁与铁芯的冲击磨损,并且省去了在衔铁与铁芯之间的弹性吸收元件,进而能够扩大衔铁移动的最大升程。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
气体喷射器,包括:
电磁阀组件,包括铁芯和线圈,铁芯设有第一气流孔;
进气接头,设有第二气流孔,第二气流孔的内壁凸设有第一支撑部;
限位单元,包括限位座和弹性限位组件,限位座设置在第一气流孔的内壁上,进气接头插设于第一气流孔内并设置在限位座上,限位座设有活动孔,弹性限位组件的一端与第一支撑部抵接,线圈断电时,弹性限位组件的另一端与活动孔的边沿抵接;
衔铁组件,包括活动杆、衔铁以及第一弹性件,活动杆位于第一气流孔内,活动杆的一端活动插设于活动孔内,另一端穿出第一气流孔并与衔铁连接,活动杆的外壁凸设有第二支撑部,第一弹性件的两端分别与第二支撑部和限位座背离弹性限位组件的一侧抵接,线圈通电时,第一弹性件被压缩,且活动杆伸出活动孔并顶起弹性限位组件。
可选地,气体喷射器还包括壳体和密封座,壳体设有第三气流孔,密封座设置在第三气流孔的内壁上,壳体与铁芯背离进气接头的一端扣合连接,衔铁活动设置在第三气流孔内并位于铁芯与密封座之间,第一弹性件被配置为在线圈断电时将衔铁压紧在密封座上,线圈断电时,衔铁与铁芯间隔设置,且衔铁与铁芯之间的间距为H1。
可选地,线圈断电时,活动杆与弹性限位组件间隔设置,且活动杆与弹性限位组件之间的间距为H2,H2小于H1。
可选地,衔铁朝向密封座的一侧设有密封垫,线圈断电时,衔铁将密封垫压紧在密封座上,使密封垫的压缩量为F,F<H2。
可选地,弹性限位组件包括第一限位件、第二限位件以及第二弹性件,第一限位件与第一支撑部连接,第二弹性件的两端分别与第一限位件和第二限位件抵接,线圈断电时,第二弹性件将第二限位件压紧在活动孔的边沿,且第二限位件与第一限位件间隔设置。
可选地,第一弹性件和第二弹性件均为金属元件,第二弹性件的刚度大于第一弹性件的刚度。
可选地,第一限位件与第一支撑部之间夹设有第一调节垫片;
和/或,第三气流孔的内壁凸设有第三支撑部,密封座设置在第三支撑部上,且密封座与第三支撑部之间夹设有第二调节垫片;
和/或,第一气流孔的内壁凸设有第四支撑部,限位座设置在第四支撑部上,且限位座与第四支撑部之间夹设有第三调节垫片。
可选地,线圈断电时,第二限位件与第一限位件之间的间距为H3,H1与(H2+H3)不相等。
本发明的第二个目的在于提供一种气体喷射器的使用方法,能够实现冲击磨损部件的转换。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
气体喷射器的使用方法,应用于上述的气体喷射器,线圈通电时,衔铁与密封座之间的最大间距为H4,气体喷射器的使用方法包括:
使H1>(H2+H3),以使衔铁与密封座之间的间距为H4时,第一限位件与第二限位件抵接,且衔铁与铁芯之间留有间隙;
使H1<(H2+H3),以使衔铁与密封座之间的间距为H4时,第一限位件与第二限位件之间留有间隙,且衔铁与铁芯抵接。
本发明的第三个目的在于提供一种车辆,其气体喷射器的使用寿命较长,且能够适用于较大流量需求的燃料系统。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
车辆,包括上述的气体喷射器,或上述的气体喷射器的使用方法。
有益效果:
本发明提供的气体喷射器设有第一弹性件和弹性限位组件,当线圈通电时,衔铁带动活动杆沿朝向进气接头的方向移动,使得第一弹性件压缩变形,且活动杆伸出活动孔并将弹性限位组件顶离活动孔的边沿,使弹性限位组件压缩变形,此时活动杆和衔铁的移动要同时克服第一弹性件的回弹作用力和弹性限位组件的回弹作用力,进而可以减小活动杆和衔铁的移动速度,减小衔铁与铁芯的冲击磨损。并且,该结构设计省去了在衔铁与铁芯之间设置的弹性吸收元件,扩大了衔铁移动的最大升程,有利于提高气体喷射器的最大喷射流量。
本发明提供的气体喷射器的使用方法,通过调节H1与(H2+H3)的相对大小关系,来改变气体喷射器开度为最大时(即衔铁与密封座之间的间距为H4时)相互抵接的部件,进而实现了冲击磨损部件的转换:当H1>(H2+H3)时,发生冲击的部件是第一限位件与第二限位件,当H1<(H2+H3)时,发生冲击的部件是衔铁与铁芯。可见,该方法使得气体喷射器内受冲击的部件灵活可变,且能够延长气体喷射器的整体使用寿命。
本发明提供的车辆采用上述的气体喷射器,该气体喷射器的衔铁与铁芯的冲击磨损较低,进而能够延长气体喷射器的使用寿命,此外,该气体喷射器衔铁的最大升程较大,能够适用于较大流量需求的燃料系统。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的气体喷射器的剖面结构示意图;
图2是图1中A处局部放大图;
图3是图1中B处局部放大图;
图4是本发明实施例一提供的气体喷射器的局部剖面结构示意图;
图5是本发明实施例二提供的气体喷射器的局部剖面结构示意图。
图中:
100、电磁阀组件;110、铁芯;111、第一气流孔;1111、第四支撑部;112、凸边;120、线圈;130、限位芯;200、进气接头;210、第二气流孔;211、第一支撑部;300、限位单元;310、限位座;311、活动孔;320、弹性限位组件;321、第一限位件;322、第二限位件;323、第二弹性件;400、衔铁组件;410、活动杆;411、第一杆体;4111、扁位结构;4112、第一气流中孔;412、第二杆体;4121、第二支撑部;4122、第二气流中孔;4123、横孔;420、衔铁;421、密封垫;422、凸出部;430、第一弹性件;500、壳体;510、第三气流孔;511、第三支撑部;600、密封座;710、第一调节垫片;720、第二调节垫片;730、第三调节垫片;800、紧帽;900、排气组件;910、针阀体;911、第四气流孔;9111、第五支撑部;920、针阀杆;921、封堵部;930、第三弹性件;940、支座;950、压紧件。
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,可视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。
实施例一
本实施例提供一种气体喷射器,能够减小衔铁与铁芯的冲击磨损,并且省去了在衔铁与铁芯之间的弹性吸收元件,进而能够扩大衔铁移动的最大升程。
具体地,如图1至图4所示,该气体喷射器包括电磁阀组件100、进气接头200、限位单元300以及衔铁组件400,其中,电磁阀组件100包括铁芯110和线圈120,铁芯110设有第一气流孔111,进气接头200设有第二气流孔210,第二气流孔210的内壁凸设有第一支撑部211,限位单元300包括限位座310和弹性限位组件320,限位座310设置在第一气流孔111的内壁上,进气接头200插设于第一气流孔111内并设置在限位座310上,并通过过盈配合、螺纹连接或者铆接等方式与铁芯110连接,进气接头200背离铁芯110的一端用于连接上级气源,限位座310设有活动孔311,弹性限位组件320设置在第二气流孔210内,弹性限位组件320的一端与第一支撑部211抵接,线圈120断电时,弹性限位组件320的另一端与活动孔311的边沿抵接,衔铁组件400包括活动杆410、衔铁420以及第一弹性件430,活动杆410位于第一气流孔111内,活动杆410的一端活动插设于活动孔311内,另一端穿出第一气流孔111并与衔铁420连接,活动杆410的外壁凸设有第二支撑部4121,第一弹性件430的两端分别与第二支撑部4121和限位座310背离弹性限位组件320的一侧抵接,线圈120通电时,第一弹性件430被压缩,且活动杆410伸出活动孔311并顶起弹性限位组件320。
气体喷射器还包括壳体500和密封座600,壳体500设有第三气流孔510,密封座600设置在第三气流孔510的内壁上,壳体500与铁芯110背离进气接头200的一端通过过盈配合、螺纹连接或者铆接等方式扣合连接,以使铁芯110和第三气流孔510配合形成第一容腔,铁芯110朝向壳体500的一端外壁上设有凹槽,壳体500与凹槽配合形成第二容腔,线圈120设置在第二容腔内,衔铁420活动设置在第三气流孔510内并位于铁芯110与密封座600之间,衔铁420朝向密封座600的一侧设有密封垫421,当线圈120断电时,第一弹性件430为压缩状态,使得第一弹性件430通过活动杆410将衔铁420密封压紧在密封座600上,以断开气体喷射器的气流通路(此处简称为气体喷射器的第一级密封),此时衔铁420与铁芯110间隔设置,为便于理解,此处将线圈120断电时,衔铁420与铁芯110之间的间距称作H1。
当线圈120通电时,衔铁420在电磁力的作用力,朝向靠近铁芯110的方向移动,活动杆410随着衔铁420的移动朝向进气接头200的方向移动,使得衔铁420与密封座600分开,以打开上述第一级密封。衔铁420和活动杆410在移动的过程中,第一弹性件430被进一步压缩变形,且活动杆410伸出活动孔311并将弹性限位组件320顶离活动孔311的边沿,使弹性限位组件320压缩变形,此时活动杆410和衔铁420的移动要同时克服第一弹性件430的回弹作用力和弹性限位组件320的回弹作用力,进而可以减小活动杆410和衔铁420的移动速度,减小衔铁420冲击到铁芯110上的速度,进而减小衔铁420与铁芯110的冲击磨损。并且,该结构设计省去了在衔铁420与铁芯110之间设置的弹性吸收元件,扩大了衔铁420移动的最大升程,有利于提高气体喷射器的最大喷射流量。
可选地,线圈120断电时,弹性限位组件320可以是压缩状态,也可以是自然状态,本实施例中,线圈120断电时,弹性限位组件320是压缩状态,当线圈120通电后,活动杆410支顶弹性限位组件320,使得弹性限位组件320进一步压缩,进而可以提高弹性限位组件320向活动杆410施加的弹性作用力,起到进一步减缓活动杆410和衔铁420移动速度的效果,达到进一步减小衔铁420与铁芯110冲击磨损的效果。
可选地,如图1至图4所示,线圈120断电时,活动杆410缩回到活动孔311内,以使活动杆410与弹性限位组件320间隔设置,使得线圈120断电时,达到第一弹性件430与弹性限位组件320互不影响的效果,具体而言,线圈120断电时,弹性限位件的回弹作用力不会传递到活动杆410上,以确保第一弹性件430通过活动杆410将衔铁420密封压紧在密封座600上,为第一级密封的可靠性提供了有力保障。需要指出的是,若线圈120断电时,弹性限位组件320为自然状态,上述线圈120断电时活动杆410与弹性限位组件320间隔设置的方案同样适用,同样可以达到提高第一级密封可靠性的效果。
进一步地,如图1至图4所示,线圈120断电时,活动杆410与弹性限位组件320之间的间距为H2,H2小于H1,线圈120通电后,活动杆410朝向进气接头200的方向移动H2后冲击到弹性限位组件320上,然后继续朝向进气接头200的方向移动,使得弹性限位组件320压缩变形,在此过程中,衔铁420与铁芯110之间的间距逐渐减小,可见,H2小于H1的设计是活动杆410能够支顶弹性限位组件320,使弹性限位组件320压缩变形的关键。
此外,线圈120通电后,衔铁420的移动速度会在电磁力的影响下逐渐加快,因此,H2的大小决定了活动杆410与弹性限位组件320发生冲击时的速度,H2越大则活动杆410冲击到弹性限位组件320的速度越大,进而活动杆410和弹性限位组件320的冲击磨损越大,可见,对H2最大值的限制具有减小活动杆410和弹性限位组件320冲击磨损的效果,本实施例中H2小于H1的设计可以确保活动杆410冲击到弹性限位组件320上时的冲击速度在一个较小的范围内。
可选地,如图1至图4所示,线圈120断电时,第一弹性件430通过活动杆410将衔铁420密封压紧在密封座600上,此时密封垫421被压紧在衔铁420与密封座600之间,且密封垫421的压缩量为F,F<H2。使H2大于F的设计是为了确保线圈120通电后,第一级密封能够被快速打开,以提高气体喷射器的通电响应,具体而言,线圈120通电后,衔铁420朝向铁芯110方向移动,且活动杆410朝向弹性限位组件320方向移动,当活动杆410还未冲击到弹性限位组件320上时,密封垫421即可恢复自然状态,进而使得第一级密封被打开,使气体通过密封座600进入排气组件900。目前本领域常见的密封垫的最大压缩量普遍在0.1mm左右,因此H2大于0.1mm即可,当然,若密封垫421的压缩量是其他数值,则使H2大于相应的数值即可,此处不再一一列举。
可选地,如图1至图4所示,弹性限位组件320包括第一限位件321、第二限位件322以及第二弹性件323,第一限位件321与第一支撑部211连接,第二弹性件323的两端分别与第一限位件321和第二限位件322抵接,线圈120断电时,第二弹性件323将第二限位件322压紧在活动孔311的边沿,且线圈120断电时,第二限位件322与第一限位件321间隔设置。线圈120通电后,衔铁420带动活动杆410朝向进气接头200的方向移动(以下简称向上移动),在移动的过程中,第一弹性件430压缩,此时,衔铁420和活动杆410的移动需要克服第一弹性件430的回弹作用力,当衔铁420和活动杆410的移动距离达到H2时,第一级密封打开,此时衔铁420和活动杆410继续向上移动,使得活动杆410探出活动孔311并向上支顶第二限位件322,使得第二限位件322随着活动杆410一起向上移动,进而压缩第二弹性件323,此时衔铁420和活动杆410的移动需要同时克服第一弹性件430的回弹作用力和第二弹性件323的回弹作用力,直至衔铁420移动到最大升程(即气体喷射器的开度达到最大),此时由于第一弹性件430和第二弹性件323的设置极大程度地减小了运动件的冲击速度,进而实现减小冲击磨损的效果。
优选地,如图1至图4所示,线圈120断电时,第二限位件322与第一限位件321之间的间距为H3,且H1与(H2+H3)不相等,为便于理解,以下将气体喷射器的开度达到最大时,衔铁420与密封座600之间的间距称作H4,即衔铁420的最大升程为H4。
当H1>(H2+H3)时,线圈120通电,衔铁420带动活动杆410向上移动,当活动杆410向上移动H2时,活动杆410与第二限位件322发生冲击、第一级密封打开,活动杆410继续向上移动并向上支顶第二限位件322使第二限位件322一同向上移动,直至第二限位件322向上移动H3时,第二限位件322与第一限位件321发生冲击,然后衔铁420、活动杆410以及第二限位件322停止移动,此时衔铁420达到最大升程,即H4=H2+H3,由于H1>(H2+H3),因此当衔铁420达到最大升程时,衔铁420与铁芯110之间还留有间隙,即衔铁420没有冲击到铁芯110上,可见,当H1>(H2+H3)时,线圈120通电后,运动件中发生冲击的部件是活动杆410与第二限位件322,第二限位件322与第一限位件321。
当H1<(H2+H3)时,线圈120通电,衔铁420带动活动杆410向上移动,当衔铁420和活动杆410向上移动H2时,活动杆410与第二限位件322发生冲击、第一级密封打开,活动杆410继续向上移动并向上支顶第二限位件322使第二限位件322一同向上移动,直至衔铁420再向上移动(H1-H2)时,衔铁420与铁芯110发生冲击,然后衔铁420、活动杆410以及第二限位件322停止移动,此时衔铁420达到最大升程,即H4=H1,由于H1<(H2+H3),因此当衔铁420达到最大升程时,第二限位件322与第一限位件321之间留有间隙,即第二限位件322没有冲击到第一限位件321上,可见,当H1<(H2+H3)时,线圈120通电后,运动件中发生冲击的部件是活动杆410与第二限位件322,衔铁420与铁芯110。也就是说,本实施例通过设置H1与(H2+H3)的大小关系,使H1与(H2+H3)不相等,即可实现气体喷射器中发生冲击的部件的灵活转换。
可选地,如图1至图4所示,第一限位件321与第一支撑部211之间夹设有第一调节垫片710,由此可以通过调整第一调节垫片710的厚度实现对H3大小的调节。和/或,第三气流孔510的内壁凸设有第三支撑部511,密封座600设置在第三支撑部511上,且密封座600与第三支撑部511之间夹设有第二调节垫片720,由此可以通过调整第二调节垫片720的厚度实现对H1大小的调节。和/或,第一气流孔111的内壁凸设有第四支撑部1111,限位座310设置在第四支撑部1111上,且限位座310与第四支撑部1111之间夹设有第三调节垫片730,由此可以通过调整第三调节垫片730的厚度实现对H2大小的调节。本实施例同时设置第一调节垫片710、第二调节垫片720以及第三调节垫片730,以对H1、H2以及H3的大小进行调节,调节自由度较高,并且对加工精度的要求较低。为了实现密封座600与壳体500之间的密封性,第二调节垫片720优选密封圈或者金属密封结构,或者密封座600和壳体500也可以是一体式的结构,以此来确保密封座600与壳体500之间的密封性。当然,在其他实施方案中,若加工精度足够高,也可以只设置第一调节垫片710,通过调整第一调节垫片710的厚度来实现H1与(H2+H3)相对大小的调节。
需要指出的是,当H1>(H2+H3)时,同样可以调节第一调节垫片710的厚度,实现对H3大小的调节,进而对第二限位件322冲击到第一限位件321上的速度进行调节(在电磁力的作用下,H3越大冲击速度越大),进而可以通过对H3大小的调节实现第一限位件321和第二限位件322冲击力和冲击磨损的调节。同理,当H1<(H2+H3)时,可以调节第二调节垫片720的厚度,实现对H1大小的调节,进而对衔铁420冲击到铁芯110上的速度进行调节(在电磁力的作用下,H1越大冲击速度越大),进而可以通过对H1大小的调节实现衔铁420和铁芯110冲击力和冲击磨损的调节。并且,可以调节第三调节垫片730的厚度,实现对H2大小的调节,进而对活动杆410冲击到第二限位件322上的速度进行调节(在电磁力的作用下,H2越大冲击速度越大),进而可以通过对H2大小的调节实现活动杆410和第二限位件322冲击力和冲击磨损的调节。
可选地,第一弹性件430和第二弹性件323均为金属元件,例如弹簧等,第二弹性件323的刚度大于第一弹性件430的刚度。在线圈120通电初期,衔铁420和活动杆410向上移动时只需克服第一弹性件430的回弹作用力,第一弹性件430的刚度较小,使得第一弹性件430比较容易被压缩,有利于衔铁420和活动杆410较快地向上移动以打开第一级密封,进而能提高气体喷射器的通电响应。活动杆410冲击到第二限位件322上后,活动杆410支顶第二限位件322使第二限位件322一同向上移动,此时衔铁420、活动杆410以及第二限位件322(以下简称运动件)的移动需要同时克服第一弹性件430的回弹作用力和第二弹性件323的回弹作用力,第二弹性件323的刚度较大,使得第二弹性件323较难被压缩,进而能够很好地对运动件进行减速,以降低运动件的冲击磨损,即,当H1>(H2+H3)时,可以减小第二限位件322与第一限位件321的冲击磨损,当H1<(H2+H3)时,可以减小衔铁420与铁芯110的冲击磨损。当然,在其他实施方案中,第一弹性件430和第二弹性件323也可以是橡胶等弹性元件。需要指出的是,本实施例中,第一弹性件430始终为压缩状态,此处第一弹性件430的压缩变形量不需要太大,其压缩预紧力只需确保衔铁420密封压紧在密封座600上即可。
可选地,如图1至图4所示,活动杆410包括第一杆体411和第二杆体412,其中,第一杆体411为非导磁材料或者非金属耐磨材料,第一杆体411的一端置于衔铁420的中孔内,且第一杆体411与衔铁420的中孔间隙连接或过盈配合;第二杆体412和限位座310可以是金属材料也可以是非金属材料,第二杆体412的一端设置在活动孔311内,另一端与第一杆体411背离衔铁420的一端抵接,第二支撑部4121设置在第二杆体412上,第一弹性件430的两端分别与第二支撑部4121和限位座310抵接,由于第一弹性件430始终为压缩状态,因此第一弹性件430的回弹作用力能够确保在全工况下第一杆体411与第二杆体412抵接,并且还能确保在线圈120未通电时,第一杆体411将衔铁420密封压紧在密封座600上。当然,在其他实施方案中,第一杆体411和第二杆体412也可以是一体式的结构,根据实际使用需求和生产需求而定即可。
可选地,如图1至图4所示,第一杆体411的大外圆与第一气流孔111的内壁导向配合,第二杆体412的外圆与活动孔311的内壁导向配合,铁芯110朝向壳体500的一端设有凸边112,凸边112插设到第三气流孔510内,衔铁420的外圆与凸边112的内壁导向配合,以确保第一杆体411、第二杆体412以及衔铁420能够沿着铁芯110的中轴线往复移动。
可选地,如图1至图4所示,电磁阀组件100还包括限位芯130,限位芯130通过过盈配合或者螺纹连接等方式设置在第一气流孔111内且靠近衔铁420的一端,限位芯130朝向衔铁420一端的表面与铁芯110朝向衔铁420一端的表面平齐,当衔铁420冲击到铁芯110上时,限位芯130能够分摊部分冲击力,减小铁芯110受到的冲击力。在其他实施方案中,限位芯130朝向衔铁420一端的表面凸出于铁芯110朝向衔铁420一端的表面,当衔铁420达到最大升程H4时,衔铁420与限位芯130发生冲击,可以避免铁芯110受到直接的冲击。可见,限位芯130的设置起到了减小铁芯110冲击磨损的效果。需要指出的是,当限位芯130朝向衔铁420一端的表面凸出于铁芯110朝向衔铁420一端的表面时,限位芯130凸出的距离小于或者等于0.1mm为佳,以确保衔铁420具有足够大的升程,进而确保了气体喷射器的最大喷射流量;此外,当限位芯130朝向衔铁420一端的表面凸出于铁芯110朝向衔铁420一端的表面时,上述H1指的是线圈120断电时,衔铁420与限位芯130之间的间距。在另一个实施方案中,铁芯110和限位芯130也可以是一体式的结构,以便于生产加工。
可选地,如图1至图4所示,衔铁420朝向铁芯110一端的表面设有凸出部422,当衔铁420达到最大升程H4时,凸出部422与铁芯110(或者限位芯130)发生冲击,以确保气体喷射器的开度达到最大时,衔铁420与铁芯110之间留有剩余气隙,当线圈120断电后,由于剩余气隙内留有气体,使得衔铁420在该部分气体压力的作用下能够快速回落到密封座600上,为气体喷射器能够顺利关闭起到了保障作用。需要指出的是,凸出部422需要具有较高的可靠性(例如具有较高的硬度和/或较高强度),使其能够抵抗上述冲击。需要指出的是,衔铁420设有凸出部422时,上述H1指的是线圈120断电时,凸出部422与铁芯110(或者限位芯130)之间的间距。
可选地,如图1至图4所示,衔铁420设有至少两个沿其周向均布的通孔,用于气体燃料的流通。第一杆体411的大外圆与第一气流孔111的内壁导向配合,且第一杆体411设有至少两个扁位结构4111,至少两个扁位结构4111沿第一杆体411的周向均匀分布,扁位结构4111与第一气流孔111的内壁之间的空隙用于气体燃料的流通,扁位结构4111的大小应满足气体喷射器的流量需求。第一限位件321设有至少两个沿其周向均布的通孔,用于气体燃料的流通。限位座310设有至少两个沿其周向均布的通孔,用于气体燃料的流通。上述通孔可以是圆形孔、腰型孔或者其他异形孔。第二杆体412和第二限位件322均设有中孔,且其二者的中孔连通,当线圈120断电时,高压气体燃料通过第二气流孔210进入第二杆体412和第二限位件322的中孔,以对第一杆体411施加朝向衔铁420方向的作用力,使得衔铁420能够快速回落到密封座600上,以提高气体喷射器的关闭响应速度。
可选地,如图1至图4所示,气体喷射器还包括紧帽800和排气组件900,紧帽800与壳体500背离铁芯110的一端通过过盈配合、螺纹连接或者铆接等方式连接。排气组件900包括针阀体910、针阀杆920、第三弹性件930(可以是弹簧或者橡胶等)、支座940以及压紧件950,其中,针阀体910通过过盈配合、螺纹连接或者铆接等方式分别与紧帽800和壳体500背离铁芯110的一端连接。针阀体910设有第四气流孔911,第四气流孔911的内壁凸设有第五支撑部9111,针阀杆920活动地设置在第四气流孔911内,支座940套设在针阀杆920朝向衔铁420的一端,支座940设有至少两个沿其周向均布的通孔,用于气体燃料的流通,第三弹性件930的两端分别与第五支撑部9111和支座940抵接,压紧件950与针阀杆920朝向衔铁420的一端通过过盈配合、螺纹连接或者铆接等方式连接,且压紧件950压紧在支座940背离第三弹性件930的一侧,压紧件950与针阀杆920组装完毕后,支座940与第五支撑部9111之间的间距小于第三弹性件930的自然长度,以使第三弹性件930始终处于压缩状态,针阀杆920背离铁芯110的一端为喇叭状的封堵部921,封堵部921伸出于第四气流孔911,且封堵部921的大径端远离铁芯110,第三弹性件930的回弹作用力使得封堵部921抵接在第四气流孔911的边沿,由此实现气体喷射器的第二级密封。
下面对本实施例提供的气体喷射器的工作原理进行简要说明,请参见图1至图4。
气体喷射器在未通电的状态下,第一弹性件430、第二弹性件323以及第三弹性件930均为压缩状态,第一弹性件430的预紧力作用在第二支撑部4121上,使得第二杆体412通过第一杆体411将衔铁420密封压紧在密封座600上,使气体燃料无法通过密封座600的中孔进入排气组件900,实现气体喷射器的第一级密封。同时,第三弹性件930的预紧力作用在支座940和第五支撑部9111上,使得针阀杆920的封堵部921与针阀体910第四气流孔911的边沿紧密贴合,实现气体喷射器的第二级密封。在此状态下,衔铁420的凸出部422与铁芯110的限位芯130之间的间距为H1,第二杆体412未伸出活动孔311,且第二杆体412与第二限位件322之间的间距为H2,第二限位件322与第一限位件321之间的间距为H3。
气体喷射器通电后,若H1>(H2+H3),则衔铁420在电磁力的作用下朝向铁芯110的方向移动(此处简称为向上移动),且衔铁420带动第一杆体411和第二杆体412一起向上移动,在此过程中,电磁力需要克服第一弹性件430的回弹作用力,当衔铁420、第一杆体411以及第二杆体412向上移动H2时,第二杆体412冲击到第二限位件322上,此时第一级密封打开,气体燃料通过密封座600的中孔进入排气组件900,在排气组件900内,气体燃料通过支座940的通孔进入针阀杆920与第四气流孔911孔壁之间的间隙,并且气体燃料向封堵部921施加向下的作用力,气体燃料向封堵部921施加的作用力克服第三弹性件930的预紧力,直至针阀杆920向下移动,打开封堵部921与针阀体910之间的密封,此时第二级密封打开,气体燃料从针阀体910底部喷出(即从第四气流孔911喷出)。与此同时,在电磁力的作用下衔铁420、第一杆体411以及第二杆体412继续向上移动,第二杆体412支顶第二限位件322向上移动,此时电磁力需要克服第一弹性件430的回弹作用力和第二弹性件323的回弹作用力,当第二限位件322向上移动H3时,第二限位件322冲击到第一限位件321上(由于第二弹性件323的高刚度设计,使得第二限位件322与第一限位件321的冲击速度和冲击力显著降低),衔铁420达到最大升程H4,此时气体喷射器的开度达到最大。
气体喷射器通电后,若H1<(H2+H3),则衔铁420在电磁力的作用下向上移动,且衔铁420带动第一杆体411和第二杆体412一起向上移动,在此过程中,电磁力需要克服第一弹性件430的回弹作用力,当衔铁420、第一杆体411以及第二杆体412向上移动H2时,第二杆体412冲击到第二限位件322上,此时第一级密封打开,气体燃料通过密封座600的中孔进入排气组件900,在排气组件900内,气体燃料通过支座940的通孔进入针阀杆920与第四气流孔911孔壁之间的间隙,并且气体燃料向封堵部921施加向下的作用力,气体燃料向封堵部921施加的作用力克服第三弹性件930的预紧力,直至针阀杆920向下移动,打开封堵部921与针阀体910之间的密封,此时第二级密封打开,气体燃料从针阀体910底部喷出(即从第四气流孔911喷出)。与此同时,在电磁力的作用下衔铁420、第一杆体411以及第二杆体412继续向上移动,第二杆体412支顶第二限位件322向上移动,此时电磁力需要克服第一弹性件430的回弹作用力和第二弹性件323的回弹作用力,当衔铁420再向上移动(H1-H2)时,衔铁420的凸出部422冲击到铁芯110的限位芯130上(由于第二弹性件323的高刚度设计,使得衔铁420的凸出部422与铁芯110的限位芯130的冲击速度和冲击力显著降低),衔铁420达到最大升程H4,此时气体喷射器的开度达到最大。
气体喷射器断电后,在第一弹性件430和第二弹性件323的双重作用下,第二限位件322、第二杆体412、第一杆体411以及衔铁420迅速下落,直至衔铁420密封压紧在密封座600上,第一级密封重新生效,使气体燃料无法通过密封座600的中孔进入排气组件900,当排气组件900内的气体压力小于第三弹性件930的回弹作用力(预紧力)时,针阀杆920向上移动,直至封堵部921密封压紧在第四气流孔911的边沿,第二级密封重新生效,气体燃料停止喷射。
需要指出的是,衔铁420的最大升程H4决定于气体喷射器的喷射流量需求,因此,H4的大小根据气体喷射器的最大流量指标确定即可。
本实施例中,衔铁420、铁芯110以及限位芯130均为磁性材料,且其二者表面均需要进行镀层等表面处理,以提高其二者的抗冲击特性。此外,限位座310朝向第二限位件322一侧的表面、第一限位件321、第二限位件322以及第二杆体412的两侧端面均需要提高整体硬度或者强度以提高抗冲击特性。并且,密封座600、衔铁420、铁芯110、限位芯130、第一杆体411、第二杆体412、限位座310、第二限位件322以及第一限位件321均采用金属材料制成,并且进行硬化热处理,以使其满足高频次、高温环境的冲击使用要求。当然,在其他实施方案中,密封座600、衔铁420、铁芯110、限位芯130、第一杆体411、第二杆体412、限位座310、第二限位件322以及第一限位件321也可以在冲击磨损的位置嵌入高强度材料,以替代上述表面强化措施。
本实施例中,如图1至图4所示,气体燃料通过进气接头200的第二气流孔210进入气体喷射器,然后通过第一限位件321的通孔和限位座310的通孔进入第一气流孔111,在第一气流孔111内,气体燃料从第一气流孔111的内壁与第一杆体411的扁位结构4111之间的间隙流过,然后通过衔铁420上的通孔进入衔铁420与凸边112之间的间隙,待第一级密封打开后,气体燃料进入排气组件900,然后从第四气流孔911喷出。
本实施例还提供一种气体喷射器的使用方法,能够实现运动件中发生冲击磨损的部件的转换。
具体地,本实施例中衔铁420的最大升程为H4,即线圈120通电时,衔铁420与密封座600之间的最大间距为H4,上述气体喷射器的使用方法包括:
根据应用需求,当需要气体喷射器的运动件中发生冲击的部件是第二限位件322与第一限位件321时(或者说不希望发生冲击的部件是衔铁420与铁芯110时),对H1、H2以及H3进行调节(主要是对H1和H3进行调节),以使H1>(H2+H3),进而线圈120通电后,活动杆410先冲击到第二限位件322上,然后活动杆410支顶第二限位件322,直至第二限位件322冲击到第一限位件321上,衔铁420的升程达到H4,此时活动杆410与第二限位件322抵接、第二限位件322与第一限位件321抵接并且衔铁420与铁芯110之间留有间隙。
当需要气体喷射器的运动件中发生冲击的部件是衔铁420与铁芯110时(或者说不希望发生冲击的部件是第二限位件322与第一限位件321时),对H1、H2以及H3进行调节(主要是对H1和H3进行调节),以使H1<(H2+H3),进而线圈120通电后,活动杆410先冲击到第二限位件322上,然后活动杆410支顶第二限位件322且衔铁420继续朝向铁芯110的方向移动,直到衔铁420冲击到铁芯110上,衔铁420的升程达到H4,此时活动杆410与第二限位件322抵接、衔铁420与铁芯110抵接并且第一限位件321与第二限位件322之间留有间隙。
本实施例提供的气体喷射器的使用方法,通过调节H1与(H2+H3)的相对大小关系,来改变气体喷射器开度为最大时(即衔铁420与密封座600之间的间距为H4时)相互抵接的部件,进而实现了冲击磨损部件的灵活转换,并且能够延长气体喷射器的整体使用寿命。
进一步地,通过调整第一调节垫片710的厚度实现对H3大小的调节,当需要调大H3时,减薄第一调节垫片710的厚度,当需要调小H3时,增加第一调节垫片710的厚度。通过调整第二调节垫片720的厚度实现对H1大小的调节,当需要调大H1时,减薄第二调节垫片720的厚度,当需要调小H1时,增加第二调节垫片720的厚度。通过调整第三调节垫片730的厚度实现对H2大小的调节,当需要调大H2时,增加第三调节垫片730的厚度,当需要调小H2时,减薄第三调节垫片730的厚度。也就是说,本实施例中,通过调整第一调节垫片710、第二调节垫片720以及第三调节垫片730的厚度,来调节H1与(H2+H3)的相对大小关系,该方法操作简单,只需更换适当厚度的调节垫片即可。
本实施例还提供一种车辆,其气体喷射器的使用寿命较长,且能够适用于较大流量需求的燃料系统。
具体地,该车辆包括上述的气体喷射器,或上述的气体喷射器的使用方法。
实施例二
本实施例提供一种气体喷射器,该气体喷射器与实施例一提供的气体喷射器的不同之处在于:
如图5所示,第一杆体411没有设置扁位结构4111,而是开设了用于气体燃料流通的第一气流中孔4112,该第一气流中孔4112的孔径大小根据气体喷射器的喷射流量需求而定即可。第一气流中孔4112的一端与衔铁420的通孔连通,第一气流中孔4112的另一端与第二杆体412的第二气流孔210中孔连通,第二杆体412上还开设有横孔4123,横孔4123分别与第二气流中孔4122和第一气流孔111连通。
气体燃料通过进气接头200的第二气流孔210进入气体喷射器,然后通过第一限位件321的通孔和限位座310的通孔进入第一气流孔111,然后依次通过横孔4123、第二气流中孔4122、第一气流中孔4112以及衔铁420上的通孔,而后进入衔铁420与凸边112之间的间隙,待第一级密封打开后,气体燃料进入排气组件900,然后从第四气流孔911喷出。
本实施例提供的气体喷射器的其余结构与实施例一均相同,不再赘述。
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.气体喷射器,其特征在于,包括:
电磁阀组件(100),包括铁芯(110)和线圈(120),所述铁芯(110)设有第一气流孔(111);
进气接头(200),设有第二气流孔(210),所述第二气流孔(210)的内壁凸设有第一支撑部(211);
限位单元(300),包括限位座(310)和弹性限位组件(320),所述限位座(310)设置在所述第一气流孔(111)的内壁上,所述进气接头(200)插设于所述第一气流孔(111)内并设置在所述限位座(310)上,所述限位座(310)设有活动孔(311),所述弹性限位组件(320)的一端与所述第一支撑部(211)抵接,所述线圈(120)断电时,所述弹性限位组件(320)的另一端与所述活动孔(311)的边沿抵接;
衔铁组件(400),包括活动杆(410)、衔铁(420)以及第一弹性件(430),所述活动杆(410)位于所述第一气流孔(111)内,所述活动杆(410)的一端活动插设于所述活动孔(311)内,另一端穿出所述第一气流孔(111)并与所述衔铁(420)连接,所述活动杆(410)的外壁凸设有第二支撑部(4121),所述第一弹性件(430)的两端分别与所述第二支撑部(4121)和所述限位座(310)背离所述弹性限位组件(320)的一侧抵接,所述线圈(120)通电时,所述第一弹性件(430)被压缩,且所述活动杆(410)伸出所述活动孔(311)并顶起所述弹性限位组件(320)。
2.根据权利要求1所述的气体喷射器,其特征在于,所述气体喷射器还包括壳体(500)和密封座(600),所述壳体(500)设有第三气流孔(510),所述密封座(600)设置在所述第三气流孔(510)的内壁上,所述壳体(500)与所述铁芯(110)背离所述进气接头(200)的一端扣合连接,所述衔铁(420)活动设置在所述第三气流孔(510)内并位于所述铁芯(110)与所述密封座(600)之间,所述第一弹性件(430)被配置为在所述线圈(120)断电时将所述衔铁(420)压紧在所述密封座(600)上,所述线圈(120)断电时,所述衔铁(420)与所述铁芯(110)间隔设置,且所述衔铁(420)与所述铁芯(110)之间的间距为H1。
3.根据权利要求2所述的气体喷射器,其特征在于,所述线圈(120)断电时,所述活动杆(410)与所述弹性限位组件(320)间隔设置,且所述活动杆(410)与所述弹性限位组件(320)之间的间距为H2,H2小于H1。
4.根据权利要求3所述的气体喷射器,其特征在于,所述衔铁(420)朝向所述密封座(600)的一侧设有密封垫(421),所述线圈(120)断电时,所述衔铁(420)将所述密封垫(421)压紧在所述密封座(600)上,使所述密封垫(421)的压缩量为F,F<H2。
5.根据权利要求3-4任一项所述的气体喷射器,其特征在于,所述弹性限位组件(320)包括第一限位件(321)、第二限位件(322)以及第二弹性件(323),所述第一限位件(321)与所述第一支撑部(211)连接,所述第二弹性件(323)的两端分别与所述第一限位件(321)和所述第二限位件(322)抵接,所述线圈(120)断电时,所述第二弹性件(323)将所述第二限位件(322)压紧在所述活动孔(311)的边沿,且所述第二限位件(322)与所述第一限位件(321)间隔设置。
6.根据权利要求5所述的气体喷射器,其特征在于,所述第一弹性件(430)和所述第二弹性件(323)均为金属元件,所述第二弹性件(323)的刚度大于所述第一弹性件(430)的刚度。
7.根据权利要求5所述的气体喷射器,其特征在于,所述第一限位件(321)与所述第一支撑部(211)之间夹设有第一调节垫片(710);
和/或,所述第三气流孔(510)的内壁凸设有第三支撑部(511),所述密封座(600)设置在所述第三支撑部(511)上,且所述密封座(600)与所述第三支撑部(511)之间夹设有第二调节垫片(720);
和/或,所述第一气流孔(111)的内壁凸设有第四支撑部(1111),所述限位座(310)设置在所述第四支撑部(1111)上,且所述限位座(310)与所述第四支撑部(1111)之间夹设有第三调节垫片(730)。
8.根据权利要求5所述的气体喷射器,其特征在于,所述线圈(120)断电时,所述第二限位件(322)与所述第一限位件(321)之间的间距为H3,H1与(H2+H3)不相等。
9.气体喷射器的使用方法,应用于如权利要求8所述的气体喷射器,其特征在于,所述线圈(120)通电时,所述衔铁(420)与所述密封座(600)之间的最大间距为H4,所述气体喷射器的使用方法包括:
使H1>(H2+H3),以使所述衔铁(420)与所述密封座(600)之间的间距为H4时,所述第一限位件(321)与所述第二限位件(322)抵接,且所述衔铁(420)与所述铁芯(110)之间留有间隙;
使H1<(H2+H3),以使所述衔铁(420)与所述密封座(600)之间的间距为H4时,所述第一限位件(321)与所述第二限位件(322)之间留有间隙,且所述衔铁(420)与所述铁芯(110)抵接。
10.车辆,其特征在于,包括如权利要求1-8任一项所述的气体喷射器,或如权利要求9所述的气体喷射器的使用方法。
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