CN202348510U

CN202348510U - 静态无泄漏的高压共轨喷油器

Info

Publication number: CN202348510U
Application number: CN2011203548999U
Authority: CN
Inventors: 王九如; 陈忠; 张伟; 赵承跃; 宇学礼; 肖裕善
Original assignee: FUJIAN PUTIAN CHINAHANJI POWER Co Ltd
Current assignee: FUJIAN PUTIAN CHINAHANJI POWER Co Ltd
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2021-09-20

Abstract

本实用新型为一种避免静态时高压燃油泄漏且加工容易的静态无泄漏的高压共轨喷油器。本实用新型的主体为高压共轨喷油器，在高压共轨喷油器的控制阀座和控制套之间设有一只半球座，控制套的上面加工有锥面且该锥面与半球座的球面密封接触；半球座的上端平面与控制阀座下端面接触密封，在半球座上设有贯穿半球座中轴的半球座进油节油孔，所述的半球座进油节油孔的上开口与控制阀座的通油道联通，半球座进油节油孔的下开口与控制套的高精度锥孔相通，控制柱塞和控制套以及半球座之间形成密封空间为控制室。本实用新型通过球面来补偿加工误差，不影响高压密封，加工制造质量容易保证，工艺传承性好，即可避免高压燃油泄漏又不影响喷油器工作。

Description

静态无泄漏的高压共轨喷油器

技术领域

本实用新型涉及柴油机高压共轨喷油器，特别是一种静态无泄漏的高压共轨喷油器，属于柴油机燃油系统领域。

背景技术

高压共轨系统是上世纪90年代出现的新一代柴油机电控燃油系统。高压喷射压力高达140MPa-200MPa；控制方式灵活，特别适合低排放、低油耗的柴油机使用。是我国柴油机达到国IV以上排放要求的首选燃油系统。目前国外大多数高性能车用柴油机都采用了高压共轨系统，鉴于我国即将实施国IV排放标准，所以也正在推广使用。

高压共轨燃油系统中供油压力在140MPa以上，特别是喷油器要求的机械加工精度特别高，配合特别精密，一般我国传统油泵油嘴行业的工艺和机械加工设备均满足不了要求，所以到今天国内仍主要采用国外独资或控股的企业生产共轨喷油器产品，这严重制约了我国汽车工业的发展。

目前我国大量使用的德国BOSCH公司生产的高压共轨喷油器结构如图6所示。参看黄靖雄《电控柴油机结构与原理【M】》人民交通出版社2008。

高压共轨管出来的高压燃油从喷油器体13的油道b1302进入，经设在控制阀座7中的进油节流孔711进入控制柱塞12与控制阀座7形成的控制室901内。由于燃油压力高达140-180MPa，静态不喷油时高压燃油很容易从控制室901经过控制阀座7和控制柱塞12之间的间隙1201泄漏到低压腔22中，通过油道c1303经回油孔3流回油箱。(缺点部分，控制阀座7中的进油节流孔711进入控制柱塞12与控制阀座7形成的控制室901内。)而我们的共轨喷油器结构控制柱塞12，控制阀座7，控制套9以及半球座8形成的控制室901与器体中间空腔18均为高压腔，两者之间在喷油器不喷油时没有压力差，所以在偶件缝隙两端没有高的压力差，不存在燃油泄漏。

另一路高压燃油经喷油器体13中的细长孔1304，经喷油嘴针阀座15中的油孔1501进入盛油槽16，高压燃油也很容易从油嘴针阀座15和油嘴针阀14中的针阀间隙1401泄漏到低压室中去，这部分泄漏的高压燃油大致占到回油量1/4-1/3，高压燃油从高压泄漏到低压室不仅造成能量损失，同时也使共轨系统过热，回油温度高达100℃以上，导致偶件卡死，电磁线圈过热，电磁力下降等故障。而我们的共轨喷油器结构盛油槽16与器体中间空腔18是相通的，均为高压腔，之间没有压力差，油嘴针阀座15和油嘴针阀14之间偶件间隙也不会产生高压泄露。

如何减少高压共轨喷油器中的高压燃油泄漏，一般措施均是提高加工精度、减少偶件间隙。这不仅提高制造成本，同时也会造成偶件卡滞等毛病，降低使用寿命。

瑞士Ganser Marco博士提出一种无泄漏喷油器专利(US20010013556、US20030052198A1、us20050072856A1)但结构很复杂。美国专利US6928585(中国专利CN101501323A)、EP1990532A1也采用类似结构。这一类结构控制柱塞与针阀合成一体，靠套在柱塞上的控制套顶面与控制阀底面构成密封面。从共轨管中出来的高压燃油经喷油器体中的油道直接通入蓄压室。控制阀和针阀均为高压燃油包围，在偶件缝隙两端没有高的压力差，不存在燃油泄漏。但是这种结构对控制柱塞与控制阀座平面的垂直度以及中心线偏移量要求极高，因为油嘴针阀的导向孔离开控制阀座的下端平面较远，喷油嘴装到喷油器体上后，由于涉及几个零件的加工误差，与针阀一体的控制柱塞，与控制阀座的下端平面会不垂直，在弹簧作用下，控制套顶面与控制阀座平面会倾斜，中心线会偏移，形成间隙，不密封高压燃油。当控制阀打开时，高压油腔中的高压燃油不仅会从进油节流孔流入控制室，也会从此间隙中流入控制室，从而改变了进出油孔之间的节流比，严重的影响喷油器的工作。所以迄今为止，这类喷油器在国内外中小型柴油机的高压共轨系统中还没有大批量应用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种避免静态时高压燃油泄漏且加工容易的静态无泄漏的高压共轨喷油器。

本实用新型的目的是这样实现的：其主体为高压共轨喷油器，其特征在于：在高压共轨喷油器的控制阀座7和控制套9之间设有一只半球座8，控制套的上面加工有锥面且该锥面与半球座的球面密封接触；半球座的上端平面与控制阀座下端面接触密封，在半球座上设有贯穿半球座中轴的半球座进油节油孔a801，所述的半球座进油节油孔a801的上开口与控制阀座7的通油道703联通，半球座进油节油孔a801的下开口与控制套的高精度锥孔902相通，控制柱塞12和控制套9以及半球座8之间形成密封空间为控制室901。

本实用新型的优点在于：通过球面来补偿加工误差，不影响高压密封，加工制造质量容易保证，工艺传承性好，即可避免高压燃油泄漏又不影响喷油器工作。

附图说明

图1为本实用新型高压共轨喷油器第一实施例的示意图，

图2为控制阀座结构示意图，

图3为半球座结构示意图，

图4为控制套结构示意图，

图5本实用新型高压共轨喷油器第二实施例，

图6为Bosch公司共轨喷油器结构示意图。

标号说明

1电磁铁、2螺帽、3回油孔、4衔铁、5导向螺套、501泄油槽、6喷油器进油节头、7控制阀座、701高精度下端面、702出油节流孔、703通油道、705高精度上端面、706低压环槽、707为卸载环槽、708泄油槽，709密封环面、710高精度锥面、711进油节流孔、712油孔a、713油孔b、8半球座、801半球座进油节油孔a、802半球座进油节油孔b、803高精度平面、804圆球面、9控制套、901控制室、902高精度锥孔、903内孔、904控制套顶面、10压紧弹簧、11垫片、12控制柱塞、1201间隙、13喷油器体、1301油道a、1302油道b、1303油道c、1304细长孔、1305内平面、14油嘴针阀、15油嘴针阀座、1501油孔、16盛油槽、17联接套、18蓄压室、19喷油器紧帽、20控制阀、21套环、22低压腔、23靠钢球、25环槽、26弹簧座、27卡圈。

具体实施方式

下面结合具体实例来进一步说明本实用新型共轨喷油器的结构和工作原理。所有在附图、说明书和权利要求书中所描述的特征不仅可以单个的对于实用新型有实质意义，而且可以任意相互组合，对于实用新型有实质意义。

如图1所示：其主体为高压共轨喷油器，与现有的高压共轨喷油器结构无太大区别，主要部件包括：电磁铁1、衔铁4、控制阀20、控制阀座7、控制套9、压紧弹簧10、控制柱塞12、喷油器体13、油嘴针阀14、油嘴针阀座15等现有技术的基础部件组成，在高压共轨喷油器的控制阀座7和控制套9之间设有一只半球座8，控制套的上面加工有锥面且该锥面与半球座的球面密封接触；半球座的上端平面与控制阀座下端面接触密封，在半球座上设有贯穿半球座中轴的半球座进油节油孔a801，所述的半球座进油节油孔a801的上开口与控制阀座7的通油道703联通，半球座进油节油孔a801的下开口与控制套的高精度锥孔902相通，控制柱塞12和控制套9以及半球座8之间形成密封空间为控制室901。高压共轨喷油器各个组件的连接关系如下：

高压共轨喷油器下方设有的喷油器紧帽19将油嘴针阀座15紧压在喷油器体13的下端面，控制柱塞12上端面套有压紧弹簧10和控制套9，控制柱塞12下端通过联接套17与油嘴针阀14紧紧联接。压紧弹簧10下端将控制柱塞12和油嘴针阀14紧压在油嘴针阀座15上，另一端将控制套9上的高精度锥孔902压在半球座8的圆球面804上，并将半球座8上的高精度平面803压在控制阀座7的高精度下端面701上，形成高压密封面。而导向螺套5将控制阀座7紧压在喷油器体13的内平面1305上。导向螺套5上的中孔为衔铁4的导向孔，导向螺套5下端面上开有2-4条经向泄油槽501，衔铁4将控制阀20的平面压在控制阀座7的高精度上端面705上，关闭出油节流孔702。

衔铁4与电磁铁1之间设有的套环21用来调整衔铁4与电磁铁1端面之间的间隙，安装在导向螺套5上面，电磁铁压紧螺帽2将电磁铁1紧压在套环21上。

如图1所示：半球座8的半球座进油节油孔a801上还设有分支的半球座进油节油孔b 802，所述的半球座进油节油孔b 802的出口位于半球座8的弧面上。

如图2所示：控制阀座7的具体结构如下，控制阀座的高精度上端面705和高精度下端面701都是高精度平面，702为出油节流孔，703为通油道，706为低压环槽，707为卸载环槽，708为3-4条径向均布的泄油槽，709为密封环面。

如图3所示：所述的半球座8内的结构如下，半球座8的中心为半球座进油节油孔a801，为半球座进油节油孔a801分支出来的半球座进油节油孔b802，803为高精度平面，804为圆球面(用高精度钢球改制的高精度圆球面)。

如图4所示：控制套9的结构如下：902为与内孔903同心的高精度锥孔。904为控制套顶面。

参看图1、图2、图3、图4。本实用新型的无泄漏高压共轨喷油器的工作原理如下：

图1为本实用新型的第一实施例，采用平面控制阀来控制喷油器的供油。及所述的半球座8的半球座进油节油孔a801上还设有分支的半球座进油节油孔b 802，所述的半球座进油节油孔b 802的出口位于半球座8的弧面上。工作时，当从共轨管中出来的高压燃油从喷油器进油节头6进来，通过喷油器体13上的油道b1302，进入喷油器体13中的蓄压室18，部分燃油经油道a 1301和油嘴针阀座15上的油孔1501到盛油槽16，当控制阀20关闭时，控制室901中的高压燃油将控制柱塞12和油嘴针阀14紧压在油嘴针阀座15的座面上，这时喷油器不喷油。

因为油嘴针阀的导向孔离开控制阀座7的高精度下端面701较远，油嘴针阀座15装到喷油器体13上后，由于加工误差，与油嘴针阀14紧配密连接的控制柱塞12，与高精度下端面701会不垂直，与喷油器体13的中心也会偏移。控制柱塞12同心的控制套9的控制套顶面904与控制阀座7的高精度下端面701倾斜，在压紧弹簧10作用下，不会紧贴，不可能密封高压燃油。本实用新型设置半球座8，控制套9上设置高精度锥孔902用来自动补偿加工误差，保证高压密封。

进入蓄压室18的高压燃油也通过半球座8上的半球座进油节油孔a801，半球座进油节油孔b 802进入控制室901中，当电磁铁不通电时，控制阀20关闭出油节流孔702，控制套9上的的高精度锥孔902与半球座8的圆球面804形成密封面，高精度平面803与控制阀座7的高精度下端面701构成密封面。高压燃油停在控制室901中不流动。控制室901中的高压燃油将控制柱塞12和油嘴针阀14紧压在油嘴针阀座15的座面上，此时喷油器不喷油。

由于蓄压室18和控制室901的高压燃油压力相同，所以控制室901中的高压燃油不会经过控制套9和控制柱塞12之间的间隙流到蓄压室18中。同样，盛油槽16中的高压燃油也不会经油嘴针阀14与针阀座之间的内孔903流到蓄压室18中，所以即使高压共轨燃油压力高达160-180MPa，在喷油器体13内部不会产生高压燃油泄漏。大大减少高压共轨喷油器总的泄流量。

当电磁铁1通电，吸动衔铁4，控制阀20一离开控制阀座7的高精度上端面705，控制室901中的高压燃油经半球座8的半球座进油节油孔a801、控制阀座7的通油道703和出油节流孔702(参看图2)，越过密封环面709，进入卸载环槽707中，再经过泄油槽708流入低压环槽706，经导向螺套5上的泄油槽501流到环槽25中，燃油压力大大降低，再经喷油器体13中的油道c 1303流回燃油箱。盛油槽16中的高压燃油推动油嘴针阀14向上升起，克服压紧弹簧10的压力，使油嘴针阀14脱离油嘴针阀座15，喷油器喷油。

蓄压室18中的高压燃油可以起到稳压的作用，改善喷油器的喷油特性。控制柱塞12台肩和压紧弹簧10之间设有垫片11，用来调整喷油嘴的开启压力。

图5为本实用新型的第二实施例。它是采用球阀来控制喷油器供油。即半球座8的半球座进油节油孔a801上还设有分支的半球座进油节油孔b 802，所述的半球座进油节油孔b 802的出口位于半球座8弧面上。

控制柱塞12与针阀合并在一起，喷油器内蓄压室18中的高压燃油经油道a 1301和油嘴针阀座15上的油孔1501到盛油槽16中。控制柱塞12上加工槽，槽中按放卡圈27，再套上弹簧座26，弹簧座26上按放压紧弹簧10，压紧弹簧10将控制套9、高精度半球座8紧压在控制阀座7的高精度下端面701上，因控制阀是球阀，靠钢球23和加工在控制阀座7上的高精度锥面710来密封出油节流孔702中的高压燃油，与蓄压室18相通的进油节流孔711也可设在控制阀座7中。

当从共轨管中出来的高压燃油从喷油器进油节头6进来，通过喷油器体13上的油道b1302，进入喷油器体13中的蓄压室18，部分燃油经控制柱塞12和油嘴针阀座15上的间隙1201到盛油槽16，当靠钢球23关闭时，控制室901中的高压燃油将兼作针阀的控制柱塞12紧压在油嘴针阀座15的座面上。另一方面，进入蓄压室18的高压燃油也通过控制阀座7上的进油节流孔711，油孔a712、油孔b 713，半球座上的半球座进油节油孔a801进入控制室901中，当电磁铁1不通电时，靠钢球23关闭出油节流孔702，控制套9上的的高精度锥孔902与半球座8的圆球面804形成密封面，高精度平面803与控制阀座7的高精度下端面701构成密封面。高压燃油停在控制室901中不流动。控制室901中的高压燃油将控制柱塞12和油嘴针阀14紧压在油嘴针阀座15的座面上，此时喷油器不喷油。

当电磁铁1通电，吸动衔铁4，控制阀的靠钢球23一离开控制阀座7的高精度锥面710，控制室901中的高压燃油经半球座进油节油孔a801、油孔a 712和出油节流孔702，经导向螺套5上的泄油槽501流到环槽25中，燃油压力大大降低，再经喷油器体13中的油道c1303流回燃油箱。盛油槽16中的高压燃油推动油嘴针阀14向上升起，克服压紧弹簧10的压力，使油嘴针阀14脱离油嘴针阀座15，喷油器喷油。

蓄压室18中的高压燃油可以起到稳压的作用，改善喷油器的喷油特性。

Claims

1.一种静态无泄漏的高压共轨喷油器，其主体为高压共轨喷油器，其特征在于：在高压共轨喷油器的控制阀座(7)和控制套(9)之间设有一只半球座(8)，控制套的上面加工有锥面且该锥面与半球座的球面密封接触；半球座的上端平面与控制阀座下端面接触密封，在半球座上设有贯穿半球座中轴的半球座进油节油孔a(801)，所述的半球座进油节油孔a(801)的上开口与控制阀座(7)的通油道(703)联通，半球座进油节油孔a(801)的下开口与控制套的高精度锥孔(902)相通，控制柱塞(12)和控制套(9)以及半球座(8)之间形成密封空间为控制室(901)。

2.根据权利要求1所述的静态无泄漏的高压共轨喷油器，其特征在于：所述的半球座(8)的半球座进油节油孔a(801)上还设有分支的半球座进油节油孔b(802)，所述的半球座进油节油孔b(802)的出口位于半球座(8)的弧面上。