CN210264992U - 喷油器及发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种喷油器及发动机，所述喷油器包括：壳体，所述壳体设有进油口、喷孔以及用于连通所述进油口和喷孔的油道；还包括：阀芯，可轴向移动地设于所述油道中，以封闭或开启所述壳体的喷孔；磁性部件，能够与所述阀芯一起轴向移动地连接于所述阀芯；弹性部件，设于所述油道中并配置为能够向所述阀芯和/或磁性部件施加弹力，以使所述阀芯封闭所述喷孔或向封闭所述喷孔的方向复位；电磁线圈，设于所述壳体并位于所述油道的至少一部分的外周部。该喷油器在对燃油进行加热的过程中，即使加载较大的电流，也不会导致喷油器误开启，从而具有更高的加热功率。

Description

喷油器及发动机

技术领域

本实用新型涉及汽车发动机技术领域，特别是汽车发动机的喷油器。本实用新型还涉及设有所述喷油器的发动机。

背景技术

发动机是车辆的主要动力装置，喷油器喷射到缸内的燃油与由进气系统吸入缸内的空气混合后产生剧烈的燃烧反应，产生的高温高压推动活塞上下运动，最后由曲柄连杆机构转化为旋转机械能输出。

喷油器的喷雾特性对混合气形成的质量有至关重要的影响，混合气的质量又直接影响汽油燃烧是否充分，继而影响发动机的油耗和排放水平。

发动机在低温冷启动工况，燃油温度低会引起喷油器喷雾贯穿距长、雾化质量差，导致发动机冷启动困难、排放恶化，提升燃油温度将会明显改善汽油机的冷启动问题，燃油加热可选择在燃油箱到喷油器整个燃油传输线路的一个或多个环节。

目前已有量产的带加热功能的喷油器可以分为两大类，第一种是在喷油器内部安装额外的加热电阻对燃油进行加热，第二种是利用喷油器自带的电磁线圈对燃油进行加热。

第一种技术方案是相对独立的加热模块，加热功率大，而且不会影响喷油正常的开启和关闭，但成本高且会增加喷油器的体积。

第二种技术方案利用喷油器本身的电磁线圈进行加热，喷油器体积不会增加、成本低。但是实用新型人发现，当加热电流过大时，会引起喷油器误开启，由于只能采用较小的电流进行加热，因此限制了其加热功率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种喷油器。该喷油器在对燃油进行加热的过程中，即使加载较大的电流也不会导致喷油器误开启，具有更高的加热功率。

本实用新型的另一目的是提供一种设有所述喷油器的发动机。

为实现上述目的，本实用新型提供一种喷油器，包括：

壳体，所述壳体设有进油口、喷孔以及用于连通所述进油口和喷孔的油道；

还包括：

阀芯，可轴向移动地设于所述油道中，以封闭或开启所述壳体的喷孔；

磁性部件，为永磁材料的衔铁；所述磁性部件连接于所述阀芯，能够与所述阀芯一起轴向移动；

弹性部件，设于所述油道中并配置为能够向所述阀芯和/或磁性部件施加弹力，以使所述阀芯封闭所述喷孔或向封闭所述喷孔的方向复位；

电磁线圈，设于所述壳体并位于所述油道的至少一部分的外周部。

优选地，所述阀芯为针状阀芯，其下端用于封闭或开启所述喷孔，上端连接于所述磁性部件。

优选地，所述弹性部件为复位弹簧，其沿轴向方向布置于所述磁性部件的上方；所述复位弹簧的上端直接或间接支撑于所述油道的台阶部位，所述复位弹簧的下端直接或间接支撑于所述磁性部件。

优选地，所述油道设有用于容纳所述弹性部件的第一扩径部和用于容纳所述磁性部件的第二扩径部，所述第二扩径部的直径大于所述第一扩径部，所述电磁线圈设于所述第一扩径部的外周部。

优选地，进一步包括温度传感器，所述温度传感器配置为用于检测所述电磁线圈下游油道中的燃油温度。

优选地，所述壳体中部的直径大于两端的直径，并在大径部位一侧的侧壁上设有向斜上方延伸的连接部；所述连接部内设有与所述电磁线圈相连接的电磁线圈接插件和与所述温度传感器连接的温度传感器接插件。

为实现上述另一目的，本实用新型提供一种发动机，包括设有活塞的缸体、进气系统和曲柄连杆机构，所述缸体上设有用于向缸内喷入燃油的喷油器，所述喷油器为上述任一项所述的喷油器。

本实用新型所提供的喷油器设有阀芯、磁性部件、弹性部件和电磁线圈，阀芯在弹性部件的弹力作用下能够封闭喷孔。当电磁线圈通入正向电流时，电磁线圈产生的磁力极性与磁性部件相异，磁性部件在电磁吸引力下克服弹性部件的弹力带动阀芯向上移动，开启喷孔，喷油器喷油；当电磁线圈通入反向电流时，电磁线圈产生的电磁极性与磁性部件相同而彼此排斥，磁性部件和阀芯保持不动，此时电磁线圈通过发热加热燃油。由于在喷油和加热过程中，电磁线圈产生的磁力方向相反，不会导致阀芯误开启，因此在加热时可以通入较大的电流，从而有效提高喷油器的加热功率。

本实用新型提供的发动机设有所述喷油器，由于所述喷油器具有上述技术效果，则设有该喷油器的发动机也应具有相应的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例公开的一种喷油器的结构示意图。

图中：

1.进油口 2.电磁线圈接插件 3.温度传感器接插件 4.电磁线圈 5.温度传感器6.喷孔 7.第二密封圈 8.阀芯 9.磁性部件 10.弹性部件 11.壳体 12.第一密封圈

具体实施方式

下述实施例提供了多种具有燃油加热功能的喷油器和相应的发动机，用于解决发动机在低温情况下由于喷油器加热功率小导致冷启动困难、机油稀释以及排放过高的问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、左、右”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图1，图1为本实用新型实施例公开的一种喷油器的结构示意图。

如图所示，在一种具体实施例中，本实用新型所提供的喷油器，主要由壳体11、阀芯8、磁性部件9、弹性部件10和电磁线圈4等部件构成。

其中，壳体11为轴向延伸的柱状部件，其上端设有一进油口1，下端设有一喷孔6，内部沿中心轴线设有纵向贯通的直线型油道，此油道用于连通进油口1和喷孔6，燃油从进油口1进入喷油器后，能够沿油道向下流至喷孔6，并在喷孔6开启时，向外喷出，进入发动机气缸进行燃烧作业，实现动力输出。

阀芯8可轴向移动地安装在油道的下半段中，其下端设有一球状体，喷孔6的内侧端口设有呈倒锥形的开口，阀芯8通过其下端的球状体与倒锥形开口的配合实现对喷孔6的封闭或开启，形成类似针阀的结构。当阀芯8处于第一位置时，其球状体与倒锥形开口结合，喷孔6处于封闭状态，当阀芯处于第二位置时，其球状体与倒锥形开口分离，喷孔6处于开启状态。

磁性部件9位于阀芯8的上方，并与阀芯8相连接，能够与阀芯8一起在轴向方向上移动。

弹性部件10设置在油道中，用于提供能够使阀芯8复位的弹性作用力，其能够向阀芯8和/或磁性部件9施加弹力，以使阀芯8处于封闭喷孔6的第一位置或在开启后能够从第二位置向封闭喷孔6的第一位置复位。

电磁线圈4设于壳体11内部，并位于油道中间部分的外周部，当其通入正向电流时，电磁线圈4产生的磁力极性与磁性部件9相异，磁性部件9在电磁吸引力下克服弹性部件10的弹力带动阀芯8向上移动，处于第二位置，开启喷孔6，喷油器喷油；当电磁线圈4通入反向电流时，电磁线圈4产生的电磁极性与磁性部件9相同而彼此排斥，磁性部件9和阀芯8保持不动，处于第一位置，此时电磁线圈4通过发热加热燃油。

通过调整反向电流的大小可以调整电磁线圈4的加热功率，从而控制喷油器中燃油的温度。

由于在喷油和加热过程中，电磁线圈4产生的磁力方向相反，且在加热过程中，电磁线圈4吸引磁性部件9的磁力方向，与弹性部件10使阀芯8关闭的弹力方向相一致，不会导致阀芯误开启，因此在加热时可以通入较大的反向电流，从而有效提高喷油器的加热功率，以解决发动机在低温情况下，由于喷油器加热功率过小导致冷启动困难、机油稀释以及排放过高等问题。

而且，此种喷油器结构紧凑，基本不增加喷油器外形尺寸，加热电热丝与电磁线圈4为同一套线圈，喷油器成本低。

上述阀芯8和磁性部件9的形状和连接方式可以有各种不同的形式。

在一些实施方式中，阀芯8设计为图1所示的针状阀芯，其直径略小于油道下半段的内径，长度大约是油道长度的一半，磁性部件9为永磁材料的衔铁，呈圆盘形或圆柱形，其直径大于阀芯8的直径，阀芯8的上端连接于磁性部件9的下部。

采用针状阀芯8能够很好的适应喷油器的油道的长度和形状，在工作时能够稳定的上下移动，从而开启或封闭喷孔6，位于阀芯8上端的衔铁采用永磁材料，且直径较大，能够在喷油器使用寿命之内始终提供稳定、可靠的磁力，并保证所产生的磁力足够大，以便与电磁线圈4产生的电磁力产生相排斥或相吸引的作用，进而具有足够的动力带动阀芯8移动。

图1所示的阀芯8上端虽然与磁性部件9固定连接，但是，两者并不局限于这一种连接方式，两者既可以直接连接，也可以在两者之间形成附加特征，从而使阀芯8与磁性部件9不直接连接，例如采用一个或多个其他介入元素使阀芯8和磁性部件9间接地相连或彼此结合。

在此，提供另一种阀芯8与磁性部件9的连接方式，即磁性部件9的中部开设有通孔，阀芯8的上端穿过磁性部件9的通孔，并设有径向凸缘，通过凸缘与磁性部件9的上表面相配合，阀芯8与磁性部件9相互套合，可以相对固定或不相对固定。这样，由于凸缘的存在，弹性部件10的作用力可施加在凸缘上，通过凸缘将阀芯8和磁性部件9一起压紧在封闭喷孔6的第一位置，当电磁线圈4通入反向电流时，磁性部件9在向上移动时，也可通过凸缘带动阀芯8一起向上移动，从而使阀芯8处于开启喷孔6的第二位置。

而且，磁性部件9不仅可以位于弹性部件10的下方，也可以位于弹性部件10的上方，阀芯8向上穿过弹性部件10与磁性部件9连接。若磁性部件9设置在弹性部件10的上方，则阀芯8下端用于封闭喷孔6的部位，可以在外部与喷孔6相配合。以上述实施方式为例，阀芯8下端的球状体可向下伸出至喷孔6的外部，同时，喷孔6的外侧设置于该球状体相配合的锥形开口。这样，当磁性部件9在弹性部件10的弹力作用下，处于上位时，可同时带动阀芯8的球状体封闭喷孔6，当磁性部件9在电磁线圈4的电磁力吸引下，处于下位时，也可以同时带动阀芯8的球状体脱离喷孔6，使喷孔6开启，即阀芯的球状体位于喷孔6内侧的话，可以是向下移动封闭喷孔6，阀芯在球状体位于喷孔6外则的话，可以是向上移动封闭喷孔6。

当然，阀芯8下端用于封闭喷口6的部位并不局限于球状体这一种形式，还可以是倒锥形等其他形状，也可以连接其他构件来封闭喷口6。

电磁线圈4除了通过吸引磁性部件9的磁力，使阀芯8处于开启状态，在至少一个实施例中，电磁线圈4也可以通过排斥磁性部件9的磁力，使阀芯8处于开启状态。例如，在图1的基础上，将电磁线圈4沿轴向方向下移至磁性部件9的下方。如此设置，当电磁线圈4通入一个方向的电流时，与磁性部件9之间产生相互排斥的力，从而驱动磁性部件9向上移动，带动阀芯8脱离喷口，处于开启状态，当电磁线圈4通入另一方向的电流时，与磁性部件9之间产生相互吸引的力，此吸引力与弹性部件10的弹力方向一致，能够使磁性部件9和阀芯8保持不动，处于关闭状态。

在使用过程中，磁性部件9通过周缘部位与油道内壁形成的环形间隙供燃油通过，作为一种可行的改进，在不影响磁力和结构强度的情况下，磁性部件9上还可以开设燃油能够通过的孔道，其孔道可以有各种各样的形式。

在另一些实施方式中，弹性部件10具体采用复位弹簧，其沿轴向方向布置于磁性部件9的上方；此弹性部件10的上端直接支撑于油道的台阶部位，下端直接支撑于在磁性部件9的上表面。

油道中设有用于容纳弹性部件10的第一扩径部和用于容纳磁性部件9的第二扩径部，第二扩径部的直径大于第一扩径部，电磁线圈4设于第一扩径部的外周部。也就是说，弹性部件10和电磁线圈4大体位于油道的中段，两者的位置相对应，这样，第一扩径部既用于容纳弹性部件10，又形成电磁线圈4对燃油进行加热的热交换腔体，其具有较大的内径，加热面积较大，能够使燃油在较短的之间内迅速吸收电磁线圈4产生的热量，具有更高的加热效率。

在此基础上，弹性部件10的上端也可以间接地支撑在油道的台阶部位，弹性部件10的下端也可以间接支撑在磁性部件9上。例如，为了防止弹簧下端与磁性部件9直接接触而磨损磁性部件9，可以在两者之间垫设至少一层垫片，同时，为了保证弹性部件10、磁性部件9和阀芯8的同轴度，磁性部件9的上端的中心处可形成一向上凸起并伸入弹性部件10内部的凸起部位。

在至少一个实施例中，为了进一步提高喷油器对燃油加热的控制精度，可以在喷油器上进一步安装温度传感器5。

此温度传感器5配置为用于检测电磁线圈4下游油道中的燃油温度，其检测端位于电磁线圈4下游油道的侧壁上，以实时检测被喷油器加热后的燃油温度，并将温度信息向外传输至比如发动机控制器等上一级控制单元。

由于温度传感器5主要用于检测从喷油器的喷孔向气缸内喷入的燃油的温度，因此，温度传感器5可尽量设置在向下靠近喷孔6的位置，以提高检测的准确性，同时，为了避免气缸内高温对温度传感器5的不利影响，甚至损坏温度传感器5，可以将温度传感器5设置在阀芯8的下四分之一至下三分之一之间。

壳体11的中部外径大于两端的外径，并在大径部位左侧的侧壁上设有从肩部向斜上方延伸的连接部；此连接部以内嵌的方式设有与电磁线圈4相连接的电磁线圈接插件2，如果喷油器设有温度传感器5，则可以在连接部中设置与温度传感器5连接的温度传感器接插件3，以便于通过带有插接头的导线向电磁线圈4加载电流，并将温度传感器5的检测信号向外传输至控制单元。

在另外一些实施例中，喷油器的上端的外壁上设有第一环形槽，并在第一环形槽内设有第一密封圈12，此密封圈为O型密封圈，同时，在靠近下端的外壁上设有第二环形槽，并在第二环形槽内设有第二密封圈7，第二环形槽的深度浅于第一环形槽，第二环形槽的宽度大于第一环形槽，第二密封圈7在截面上呈较为扁平的形状，通过第一密封圈12和第二密封圈7可以使喷油器在安装后具有良好的密封性能。

这里需要说明的是，如果电磁线圈4具有足够稳定的密封性能和绝缘性能，则电磁线圈4也可以直接设于油道中对燃油进行加热，从而省去中间的热传递环节，由电磁线圈4直接将热量传递给流经电磁线圈4的燃油，进一步提高加热效率。

上述实施例仅是本实用新型的一些实施例，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到更多的实施方式。例如，为了提高喷油精度，可以将喷孔6设计为多个微孔；或者，为了防止磁性部件9在移动过程中因碰撞而产生冲击，可以在磁性部件9与油道相接触的部位设置柔性缓冲层或缓冲件，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

除了上述喷油器，本实用新型还提供一种发动机，包括设有活塞的缸体、进气系统和曲柄连杆机构，其缸体上设有用于向缸内喷入燃油的喷油器，且喷油器为上述实施例中任一项所述的喷油器，关于发动机的其他结构，请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本实用新型所提供的喷油器及发动机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.喷油器，包括：

壳体，所述壳体设有进油口、喷孔以及用于连通所述进油口和喷孔的油道；

其特征在于，还包括：

阀芯，可轴向移动地设于所述油道中，以封闭或开启所述壳体的喷孔；

磁性部件，为永磁材料的衔铁；所述磁性部件连接于所述阀芯，能够与所述阀芯一起轴向移动；

弹性部件，设于所述油道中并配置为能够向所述阀芯和/或磁性部件施加弹力，以使所述阀芯封闭所述喷孔或向封闭所述喷孔的方向复位；

电磁线圈，设于所述壳体并位于所述油道的至少一部分的外周部。

2.根据权利要求1所述的喷油器，其特征在于，所述阀芯为针状阀芯，其下端用于封闭或开启所述喷孔，上端连接于所述磁性部件。

3.根据权利要求2所述的喷油器，其特征在于，所述弹性部件为复位弹簧，其沿轴向方向布置于所述磁性部件的上方；所述复位弹簧的上端直接或间接支撑于所述油道的台阶部位，所述复位弹簧的下端直接或间接支撑于所述磁性部件。

4.根据权利要求1所述的喷油器，其特征在于，所述油道设有用于容纳所述弹性部件的第一扩径部和用于容纳所述磁性部件的第二扩径部，所述第二扩径部的直径大于所述第一扩径部，所述电磁线圈设于所述第一扩径部的外周部。

5.根据权利要求1至4任一项所述的喷油器，其特征在于，进一步包括温度传感器，所述温度传感器配置为用于检测所述电磁线圈下游油道中的燃油温度。

6.根据权利要求5所述的喷油器，其特征在于，所述壳体中部的直径大于两端的直径，并在大径部位一侧的侧壁上设有向斜上方延伸的连接部；所述连接部内设有与所述电磁线圈相连接的电磁线圈接插件和与所述温度传感器连接的温度传感器接插件。

7.发动机，包括设有活塞的缸体、进气系统和曲柄连杆机构，所述缸体上设有用于向缸内喷入燃油的喷油器，其特征在于，所述喷油器为上述权利要求1至6中任一项所述的喷油器。

Images