CN209908645U - 一种共轨喷油器的快速响应喷油嘴偶件 - Google Patents

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庄福如
鞠得雨
沙有胜
王进
钱音瑶
赵波
李明
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一种共轨喷油器的快速响应喷油嘴偶件,包括油嘴阀体和油嘴阀针,在油嘴阀体上设有偶件进油孔、偶件高压腔和阀针导向孔,偶件高压腔设置在阀针导向孔的路径上,偶件进油孔的上端与阀座进油孔相对接,偶件进油孔的下端与偶件高压腔相通;所述油嘴阀针包括导向段、过渡段、执行段和柱面进油槽,过渡段设置在导向段和执行段之间,柱面进油槽设置在导向段和执行段之间的柱面上,油嘴阀针套装在油嘴阀体的阀针导向孔中,偶件高压腔通过柱面进油槽与偶件出油腔相通。喷油嘴偶件的轴向长度小,油嘴阀体和油嘴阀针的导向配合段大,二者之间润滑性能好,输油更畅通,喷油响应速度快,喷油嘴偶件出现卡堵的机率大幅度降低。

Description

一种共轨喷油器的快速响应喷油嘴偶件
技术领域:
本实用新型专利涉及柴油机用电控共轨式喷油器,尤其涉及一种能同时缩短喷油嘴启闭延迟时间的共轨喷油器,更具体涉及其中的喷油嘴偶件。
背景技术:
现有的高压共轨喷油器都采用长阀杆传递,反应迟钝,结构复杂,且不能同时实现减少开启时间和关闭时间,功率密度小,体积和重量都有缩小的空间,不能满足高效节能柴油机的配套要求,因此,申请人设计了一种液控快速响应型高压共轨喷油器,利用特定结构的衔铁、衔铁座、阀座和油嘴偶件形成喷油启闭自动调节的液压控制系统,这种控制系统喷油嘴偶件无需阀杆刚性机械驱动就能实现快速的启动和关闭,缩短开启和关闭的延迟时间,提高功率密度。这种液控快速响应型高压共轨喷油器申请人已另案保护,其结构如图1-图5所示,它包括电磁执行器1、上弹簧2、衔铁3、衔铁座4、阀座5,下弹簧6、油嘴阀体7、油嘴阀针8、紧帽9和喷油器本体10,其中核心改进零件是衔铁3、衔铁座4、阀座5和油嘴阀针8。
其工作原理如下:
共轨管内的高压燃油通过主进油孔11进入、座体进油孔41、阀座进油孔 55、偶件进油孔71和偶件高压腔72构成油路通道,上压力油腔12通过上节流孔44、下端进油腔46与阀座进油孔41相通,高压通道53、中心腔54通过下节流孔52与偶件进油孔71相通,偶件高压腔72通过竖直节流孔51与下端进油腔46相通。
当电磁执行器1失电时候,由于上弹簧2的预紧力F1作用,衔铁3的密封锥面段31与衔铁座4的锥孔面42机械密封配合;在不考虑节流损失的条件下,此时高压通道53和偶件高压腔72内的液体压强与共轨管内的压强相同,由于高压通道53施加给油嘴阀针8向下的液压力F2的受力面积S1比偶件出油腔13 施加给油嘴阀针8的向上的液压力F3的受力面积S2大,因此F2>F3,在下弹簧6的预紧力F4和高压通道53内的高压燃油的液压作用力F2的合力作用下, F4+F2>F3,油嘴阀针8被密封在油嘴阀体7的座面上,喷油器处于关闭状态,喷油器不喷油;
当喷油器需要喷油时,电磁执行器1得电,电磁执行器1对衔铁3施加了向上的电磁吸力F5,电磁吸力F5克服上弹簧2的预紧力F1,衔铁3上行,衔铁3的密封锥面段31离开衔铁座4的锥孔面42,斜通道43内的液体压强迅速降低,由于压强差的作用,高压通道53内的高压燃油通过竖直节流孔51和下端进油腔46流向斜通道43,而中心腔54的高压燃油与高压通道53相通,这路油进入衔铁座坑49,从回油孔47进入回油腔48实现泄压;由于在相同液体压力下下节流孔52的流量A2和竖直节流孔51的流量A1的流量比a为:0.4<a <1,因此高压通道53内的燃油与压强逐渐降低,当压强降低到F4+F2<F3时,油嘴阀针8离开油嘴阀体7的喷油座面,喷油器实现燃油喷射。喷射的开启延迟时间T1取决于流量比a、S1、S2、F4;相比较常规的电控共轨喷油器,本方案设计的喷油器取消了类似于阀组件的中间机械传递机构,由高压通道53内的液体压力变化直接对油嘴阀针8的受力控制,由此可带来三个益处:一是减少了传递机构运动造成的延迟时间,提高了响应速度;二是减少了由于传递机构运动造成的对喷油器总成的性能和稳定性的影响,提高了喷油器总成的稳定性;三是取消了传递机构的制造成本;
当喷油器喷射需要结束时,对电磁执行器1施加的电压被切断,电磁力F5 消失,由于上弹簧2的预紧力F2的作用,衔铁3的密封锥面段31被压紧到衔铁座4的锥孔面42上,斜通道43的泄压通道被封闭,高压燃油一路经过下节流孔52进入高压通道53,另一路高压燃油通过上节流孔44、下端进油腔46传递到竖直节流孔51也进入高压通道53中,此时高压通道53内的液体压强迅速上升,当上升到F4+F2>F3时,油嘴阀针8被密封在油嘴阀体7的座面上,喷油器喷射关闭;喷射关闭延迟时间T2取决于流量比a、S1、S2、F4和上节流孔 44的流量速度A3;相比较现有共轨喷油器中的阀组件的阀杆机械传递机构,在喷射需要结束时,高压燃油除了可通过下节流孔52进入高压通道53之外,还可以通过竖直节流孔51进入高压通道53,由此提高了高压通道53内燃油压强的提升速度,进而减少了达到喷射关闭所需要的F4+F2>F3这个条件的时间,即减少了关闭延迟时间T2,进一步提高了响应速度。其中,喷油嘴偶件是喷油器的核心部件。
实用新型内容:
本实用新型的目的是保护一种共轨喷油器的快速响应喷油嘴偶件。
本实用新型采取的技术方案是:
一种共轨喷油器的快速响应喷油嘴偶件,其特征是:包括油嘴阀体和油嘴阀针,在油嘴阀体上设有偶件进油孔、偶件高压腔和阀针导向孔,偶件高压腔设置在阀针导向孔的路径上,偶件进油孔的上端与阀座进油孔相对接,偶件进油孔的下端与偶件高压腔相通;所述油嘴阀针包括导向段、过渡段、执行段和柱面进油槽,过渡段设置在导向段和执行段之间,柱面进油槽设置在导向段和执行段之间的柱面上,油嘴阀针套装在油嘴阀体的阀针导向孔中,偶件高压腔通过柱面进油槽与偶件出油腔相通。
进一步,柱面进油槽沿轴向直线分布在导向段和执行段之间的柱面上。
进一步,柱面进油槽按螺旋线分布在导向段和执行段之间的柱面上。
由于在油嘴阀针的柱体表面设置了柱面进油槽,柱面进油槽设置在导向段和执行段之间,油嘴阀针套装在油嘴阀体的阀针导向孔中,偶件高压腔通过柱面进油槽与偶件出油腔相通;这种喷油嘴偶件的喷油响应速度快,偶件高压腔内的压力油与偶件出油腔相通,而不是通过油嘴阀体的阀针导向孔和油嘴阀针的导向段之间的配合间隙来实现的,油嘴阀体和油嘴阀针的导向配合段的长度可增大,缩小油嘴阀针执行段的长度,这样既可缩小喷油嘴偶件的轴向长度,而且油嘴阀体和油嘴阀针之间润滑性能更好,输油更畅通,油嘴阀针在油嘴阀体中升降更可靠,运行更平稳,喷油嘴偶件出现卡堵的机率大幅度降低。
附图说明:
图1为电液联控快速响应型高压共轨喷油器的结构示意图;
图2为衔铁的结构示意图;
图3为衔铁座的结构示意图;
图4为阀座的结构示意图;
图5为本实用新型中油嘴阀针的结构示意图;
图中:1-电磁执行器;2-上弹簧;3-衔铁;4-衔铁座;5-阀座;6-下弹簧; 7-油嘴阀体;8-油嘴阀针;9-紧帽;10-喷油器本体;11-主进油孔; 12-上压力油腔;13-偶件出油腔;31-密封锥面段;32-吸铁体;33-导向柱; 34-容油槽;35-弹簧座孔;41-座体进油孔;42-锥孔面;43-斜通道;44-上节流孔;45-导向孔;46-下端进油腔;47-回油孔;48-回油腔;49-衔铁座坑;51-竖直节流孔;52-下节流孔;53-高压通道;54-中心腔;55-阀座进油孔;71-偶件进油孔;72-偶件高压腔;73-阀针导向孔;81-导向段;82-过渡段;83-执行段;84-柱面进油槽。
具体实施方式:
下面通过含有本实用新型的液控共轨喷油器来说明本实用新型的具体实施方式:
实施例1:一种含有本实用新型的液控共轨喷油器,如图1-图5所示,包括电磁执行器1、上弹簧2、衔铁3、衔铁座4、阀座5,下弹簧6、油嘴阀体7、油嘴阀针8、紧帽9和喷油器本体10,在所述衔铁3上设有密封锥面段31、吸铁体32、导向柱33和容油槽34,密封锥面段31设置在吸铁体32与导向柱33 之间,容油槽34设置在导向柱33上,且位于密封锥面段31的下方;在衔铁座 4上设有座体进油孔41、锥孔面42、斜通道43、上节流孔44、导向孔45、下端进油腔46、回油孔47、回油腔48和衔铁座坑49,锥孔面42与导向孔45同轴设置,且锥孔面42设置在导向孔45的上端口,斜通道43的上端与导向孔45 相通,在衔铁3处于自由状态下,斜通道43的上端与容油槽34相通,斜通道 43的下端与下端进油腔46相通,回油孔47的上端与衔铁座坑49相通,回油孔 47的下端与回油腔48相通,回油腔48设置在衔铁座4的下端面上,且与导向孔45相通,上节流孔44一端与座体进油孔41相通,上节流孔44另一端与下端进油腔46相通,衔铁3通过导向柱33套装在衔铁座4的导向孔45中,容油槽34与导向孔45之间形成上压力油腔12,衔铁3的密封锥面段31密封地座落在衔铁座4的锥孔面42上,吸铁体32位于衔铁座坑49中;在阀座5上设有竖直节流孔51,下节流孔52,高压通道53、中心腔54和阀座进油孔55,高压通道53下端与中心腔54相通,高压通道53的上端通过下节流孔52与阀座进油孔55相通,竖直节流孔51设置在高压通道53与回油腔48之间,阀座进油孔 55与衔铁座4上的座体进油孔41对接;在本实用新型中,竖直节流孔51和下节流孔52在相同液体压力下的流量比为a:0.4<a<1;在油嘴阀体7上设有偶件进油孔71、偶件高压腔72和阀针导向孔73,偶件高压腔72设置在阀针导向孔73的路径上,偶件进油孔71的上端与阀座进油孔55相对接,偶件进油孔 71的下端与偶件高压腔72相通;所述油嘴阀针8包括导向段81、过渡段82、执行段83和柱面进油槽84,过渡段82设置在导向段81和执行段83之间,柱面进油槽84按螺旋线方式设置在导向段81和执行段83之间的柱面上,油嘴阀针8套装在油嘴阀体7的阀针导向孔73中,偶件高压腔72通过柱面进油槽84 与偶件出油腔13相通;在喷油器本体10上设有主进油孔11,电磁执行器1安装在喷油器本体10中,主进油孔11与衔铁座4上的座体进油孔41密封对接,电磁执行器1的下端与衔铁3的吸铁体32相对应;油嘴阀针8和油嘴阀体7的结合体套装在紧帽9中,阀座5,衔铁座4和衔铁3依次放在油嘴阀体7的上端面上,确保主进油孔11、座体进油孔41、阀座进油孔55和偶件进油孔71共线设置,下弹簧6设置在中心腔54中并压迫油嘴阀针8的顶面,紧帽9的上端和喷油器本体10密封连接,上弹簧2设置在电磁执行器1与衔铁3之间。
实施例2:与实施例1不同之处在于:柱面进油槽84按直线方式设置在导向段81和执行段83之间的柱面上。
这种电控高压共轨喷油器,控制原理与现有技术不同,喷油嘴偶件无需机械驱动就能实现快速的启动和关闭,且能同时缩短开启延迟和关闭延迟的时间,结构巧妙,可实现喷射过程中同时减少开启延迟时间T1和关闭延迟时间T2,提高响应速度,提高喷油器工作稳定性,从而实现减少喷射持续期的效果,达到提高功率密度的目的,还能在幅度减少不完全燃烧产生的废气排放,节能环保。同时喷油器的体积和重量都比现有结构的喷油器小,能满足现行高效节能环保、小型化、轻重化的柴油机的发展要求。

Claims (3)

1.一种共轨喷油器的快速响应喷油嘴偶件,其特征是:包括油嘴阀体(7)和油嘴阀针(8),在油嘴阀体(7)上设有偶件进油孔(71)、偶件高压腔(72)和阀针导向孔(73),偶件高压腔(72)设置在阀针导向孔(73)的路径上,偶件进油孔(71)的上端与阀座进油孔(55)相对接,偶件进油孔(71)的下端与偶件高压腔(72)相通;所述油嘴阀针(8)包括导向段(81)、过渡段(82)、执行段(83)和柱面进油槽(84),过渡段(82)设置在导向段(81)和执行段(83)之间,柱面进油槽(84)设置在导向段(81)和执行段(83)之间的柱面上,油嘴阀针(8)套装在油嘴阀体(7)的阀针导向孔(73)中,偶件高压腔(72)通过柱面进油槽(84)与偶件出油腔(13)相通。
2.根据权利要求1所述共轨喷油器的快速响应喷油嘴偶件,其特征是:柱面进油槽(84)沿轴向直线分布在导向段(81)和执行段(83)之间的柱面上。
3.根据权利要求1所述共轨喷油器的快速响应喷油嘴偶件,其特征是:柱面进油槽(84)按螺旋线分布在导向段(81)和执行段(83)之间的柱面上。
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