CN210919301U - 一种低速机整体式共轨 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低速机整体式共轨，以实现降低共轨管内的压力波动。本方案包括：共轨管，其具有贯穿两端的进油油道和回油管道；固定设置在所述共轨管一端的进油端盖，所述进油端盖上设置有与所述进油油道连通的进油口；固设置在所述共轨管另一端的端盖，所述端盖上设置有与所述进油油道连通的出油口，且所述端盖上固定有循环阀；所述共轨管上固定有限压阀和至少两组限流阀，所述限压阀和至少两组所述限流阀分别和所述进油油道连通，所述限压阀和至少两个所述限流阀分别和所述回油油道连通，各组所述限流阀分别用于连接一组电控喷油器。

Description

一种低速机整体式共轨

技术领域

本实用新型涉及船用共轨领域，具体是一种低速机整体式共轨。

背景技术

日趋严重的能源危机，成为全世界内燃机行业关注的焦点，也使柴油机越来越受到用户的青睐，共轨喷射系统指高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统，将喷射压力和喷射系统完全分开的一种供油方式，由高压油泵把高压燃油输送到共轨上，通过对共轨的油压实现精确的控制，使轨内的燃油压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速变化的现象，能更好的保证喷油一致性。

但现有技术的问题在于，现有技术中将共轨管设置为分体式的，分体式的多根共轨管之间分别加工连接，各根共轨分别和电控喷油器之间连接，分体式共轨在连接后，导致共轨管内的压力波动较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种低速机整体式共轨，以实现降低共轨管内的压力波动。

本实用新型的技术方案为：

本实用新型提供了一种低速机整体式共轨，包括：

共轨管，其具有贯穿两端的进油油道和回油油道；

固定设置在所述共轨管一端的进油端盖，所述进油端盖上设置有与所述进油油道连通的进油口；

固设置在所述共轨管另一端的端盖，所述端盖上设置有与所述进油油道连通的出油口，且所述端盖上固定有循环阀；

所述共轨管上固定有限压阀和至少两组限流阀，所述限压阀和至少两组所述限流阀分别和所述进油油道连通，所述限压阀和至少两个所述限流阀分别和所述回油油道连通，各组所述限流阀分别用于连接一组电控喷油器。

优选地，所述循环阀包括：

固定在所述端盖上的第一阀体，其下端面开设有与所述出油口连通的第一中孔，上端面开设有第二中孔，所述第一中孔连通所述第二中孔；

第一阀芯，其可滑动地从所述第一阀体的下端面插入所述第一中孔并部分位于所述第二中孔内；

下弹簧座，其套设在所述第一阀芯位于所述第二中孔内的部分上，且与所述第一阀芯固定连接；所述下弹簧座和所述第二中孔的孔底之间形成有第一空腔；

压盖，其固定在所述第一阀体的上端面上，所述压盖的上端面开设有螺纹孔；

回油接头，其部分固定在所述螺纹孔内；

第一调压弹簧，其被限位在所述下弹簧座和所述压盖之间；

所述第一阀体上设置有连通所述第一中孔的第一回油道，所述压盖上设置有连通所述第一回油道的第二回油道，所述回油接头上设置有连通所述第二回油道的第三回油道，所述第一回油道、所述第二回油道和所述第三回油道形成循环油道；

所述第一阀体上设置有连通所述第一空腔的第一进气道，所述压盖上设置有连通所述第一进气道的第二进气道以及连通所述第二进气道的进气口；

在所述第一调压弹簧的弹簧力小于所述第一空腔内通入的气体压力或所述第一中孔的进油端的进油压力时，所述第一阀芯和所述第一中孔之间形成锥面密封，且形成锥面密封的位置位于所述第一回油道和所述第一中孔的连接位置处的下方。

优选地，所述第一阀芯位于所述第二中孔内的部分的顶部设置有第一密封锥面和外螺纹，所述外螺纹位于所述第一密封锥面的上端；

所述下弹簧座穿过所述外螺纹后套设于所述第一密封锥面上，所述下弹簧座具有和所述第一密封锥面形成锥面密封的第二密封锥面；

通过套设于所述外螺纹外围的螺母将所述下弹簧座进行压紧；

所述第一调压弹簧套设于所述螺母上，并固定在所述下弹簧座上。

优选地，所述回油接头螺接固定在所述螺纹孔内；

所述压盖的上端面上在所述螺纹孔的开口处设置有第一密封平面；

所述回油接头上设置有与所述第一密封平面形成锥面密封的第二密封平面。

优选地，所述第一阀体上还设置有与所述第二中孔连通的出气道，所述出气道连通至所述第一阀体的外表面。

优选地，所述回油接头的下端面和所述螺纹孔的孔底之间形成第三空腔，所述第三空腔分别连通所述第二回油道和所述第三回油道，所述第三空腔的最大流通面积大于所述第二回油道的最大流通面积。

优选地，当所述第一阀芯在所述第一阀体内向上运动至上止点位置时，所述第一阀体和所述第一阀芯的下端面之间的距离H2小于所述下弹簧座的下端面和所述第二中孔的孔底之间的距离H1。

优选地，所述下弹簧座包括：用于对所述第一调压弹簧限位的第三中孔和用于与所述第一阀芯配合的第四中孔，所述第四中孔的孔径大于所述外螺纹的直径；

所述下弹簧座的外径和所述第二中孔的孔径相同。

优选地，所述第二中孔在所述第一阀体的上端面开口处设置有导向部。

优选地，所述第一阀体的上端面上设置有第一密封圈槽，所述第一密封圈槽位于所述第一回油道的外侧，所述第一密封圈槽内安装有第一密封圈；

所述第一阀体的上端面上设置有第二密封圈槽，所述第二密封圈槽位于所述第一进气道的外侧，所述第二密封圈槽内安装有第二密封圈；

所述第一中孔朝向所述第一阀芯的孔壁上设置有第三密封圈槽，所述第三密封圈内安装有第三密封圈；

所述第二中孔朝向所述下弹簧座的孔壁上设置有第四密封圈槽，所述第四密封圈槽内安装有第四密封圈。

优选地，所述压盖通过螺钉装配在所述第一阀体上。

优选地，所述限流阀包括：用于与高压共轨连接的阀座、第二阀体、第二阀芯和第二调压弹簧，

所述阀座具有和高压共轨连通的进油孔；

所述第二阀体具有贯穿其上下两个端面的轴向通孔，所述阀座从所述第二阀体的下端面部分压装至所述轴向通孔中；

所述第二阀芯安装在所述轴向通孔内，并设置在所述阀座上方；

所述第二阀芯具有与所述进油孔连通的轴向盲孔，且所述第二阀芯的上端和所述轴向通孔之间形成第二空腔；

所述第二阀芯内设置有连通所述轴向盲孔和所述第二空腔的横向节流孔；

所述第二调压弹簧套设在所述第二阀芯上，并被限位在所述第二空腔内；

所述第二阀芯上端的头部具有相连的第三密封锥面和第四密封锥面；

所述轴向通孔的孔壁形成有可与所述第三密封锥面形成锥面密封的第一密封座面，所述第一密封座面可与所述第四密封锥面形成间隙。

优选地，所述阀座与所述第二阀体之间形成过渡配合。

优选地，所述轴向通孔包括由上至下依次相连的第一孔、第二孔、第三孔、第四孔、第五孔和第六孔；

所述阀座部分压装至所述第一孔内；

所述第二阀芯装配于所述第二孔内，且所述第二阀芯的上部与所述第二孔的上部形成第二空腔；

所述第三孔的孔壁形成所述第一密封座面；

所述第五孔的孔壁形成有用于与喷油器油管的进油端形成锥面密封的第二密封座面；

所述第六孔的孔径大于所述第一孔、所述第二孔、所述第三孔、所述第四孔和所述第五孔的孔径。

优选地，所述第二阀体上还设置有第四回油道，所述第四回油道的一端连通所述第六孔，另一端连通至所述第二阀体的下端面；

所述第四回油道的最大截面流通面积小于所述第四密封锥面和所述第一密封座面之间所形成的间隙的最大截面流通面积；

所述第四回油道的最大截面流通面积小于所述轴向通孔的最大截面流通面积和所述第四孔的最大截面流通面积。

优选地，所述阀座下端的头部形成有用于与高压共轨形成锥面密封的第五密封锥面；

所述阀座下端的大外圆铣有第一扁，所述第一扁连通所述第四回油道。

优选地，所述阀座下端的大端面和第一小外圆的相交处设置沉槽。

优选地，所述第二阀体下端的小端面与所述沉槽相对的位置处设置有大斜角。

优选地，所述第二阀体的外圆上设置有密封圈槽，所述密封圈槽内安装有第一O形密封圈。

优选地，所述第二阀芯采用高速工具钢制成；所述第二阀体采用高强度结构钢制成。

优选地，所述限压阀包括：第三阀体、第三阀芯、第三调压弹簧和油管接头，

所述第三阀体内从下至上设置有依次连通的第一级孔、第二级孔、第三级孔和第四级孔；

所述第三阀芯的头部可滑动地从所述第四级孔插入在穿过所述第三级孔后部分位于所述第二级孔内，所述第三阀芯可与所述第二级孔之间形成锥面密封；

所述第三阀芯与所述第三级孔之间形成有供燃油通过的第一间隙，所述第三阀芯和所述第四级孔之间形成有供燃油通过的第二间隙；

所述油管接头固定在所述第三阀体的上端，所述油管接头内从下至上设置有依次连通的第一沉孔、第二沉孔和出油孔，所述第三调压弹簧被限位在所述第三阀芯和所述第二沉孔之间。

优选地，所述第一级孔的孔径大于所述第二级孔的孔径，所述第三级孔的孔径大于所述第二级孔和所述第四级孔的孔径。

优选地，所述第三阀芯的头部设置成依次连接的第一锥角和第二锥角，所述第一锥角的角度为120°，所述第二锥角的角度为60°；

所述第三阀芯中部的外圆上铣有对称设置的第二扁，所述第二扁和第三阀体的第四级孔的孔壁之间形成供燃油通过的第二间隙，所述第二间隙内可流通的最大燃油面积大于所述第二级孔内可流通的最大燃油面积；

所述第三阀芯中上部的外圆开设有间隔设置的多个凹槽，所述凹槽和所述第一沉孔之间形成第三间隙；

所述第三调压弹簧套设在所述第三阀芯上部的第二小外圆上。

优选地，所述第二级孔和所述第三级孔连接的部位形成有用于与所述第二锥角形成锥面密封的密封座面，所述密封座面与所述第三阀芯的第二锥角之间的角度偏差小于1°；

所述第三阀体的第四级孔的孔径为φ5mm。

优选地，所述第三阀体和所述油管接头之间通过螺栓连接。

优选地，所述第三阀芯与所述油管接头的第一沉孔的孔底之间具有供所述第三阀芯可运动的限程h1。

优选地，所述第三阀芯与所述第三阀体之间设置重叠区h。

优选地，所述油管接头朝向所述第三阀体的端面设置密封圈槽，所述密封圈槽中安装有第二O形密封圈。

优选地，所述第三阀芯采用高速工具钢材料制成，所述第三阀芯中部的外圆上镀有DLC层；

所述第三阀体采用高强度结构钢材料制成。

本实用新型是有益效果为：

1、采用整体式共轨管，便于在共轨管内设置贯通两端的进油油道，便于共轨管内的油道的加工，可以有效降低轨压压力波动，便于安装。

2、采用气控式的循环阀，在发动机工作时，通入压缩空气，使循环阀关闭便于共轨管内进行快速建压；在发动机关闭时，循环阀开启低压自动循环，防止燃油凝固。

3、采用机械式式的限压阀，在共轨管内的轨压超过限压阀的限制压力时，限压阀自动打开，进行自调节模式，限压阀一方面有限制压力的作用，一方面还有跛行功能。

4、整体式共轨管上设置泄漏回油的回油油道收集静密封泄漏回油，防止环境污染。

附图说明

图1为本实用新型的共轨的结构示意图；

图2为本实用新型的共轨的结构示意图；

图3为本实用新型的共轨的结构示意图；

图4为本实用新型的限流阀的结构示意图；

图5为本实用新型的限流阀的结构示意图；

图6为本实用新型的限流阀的结构示意图；

图7为本实用新型的限压阀的结构示意图；

图8为本实用新型的限压阀的结构示意图；

图9为本实用新型的循环阀的结构示意图；

图10为本实用新型的循环阀的结构示意图；

附图标记说明：1--共轨管；101--进油油道；102--回油油道；103--第一切口；104--第二切口；2--进油端盖；3--端盖；4--循环阀；5--限压阀；6--限流阀；7--限压阀安装座；8--传感器；9-限流阀安装座；10--支架；11--传感器安装座；12--螺栓；13--螺钉；

41--第一阀体；4101--第一中孔；4102--第一回油道；4103--第三密封圈槽；4104--第二中孔；4105--导向部；4106--第一密封圈槽；4107--第二密封圈槽；4108--第一进气道；4109--出气道；42--第一阀芯；4205--第一密封锥面；4206--外螺纹；43--第三密封圈；44--下弹簧座；4401--第三中孔；4402--第四中孔；4403--第二密封锥面；4404--第四密封圈槽；4405--第一配合部；45--第四密封圈；46--第一密封圈；47--压盖；4701--第二回油道；4702--螺纹孔；4703--第二进气道；4704--进气口；4705--一密封平面；48--回油接头；4801--第二密封平面；4802--第三回油道；49--第一调压弹簧；410--螺母；411--第二密封圈；412--螺钉；

51—第三阀体；52—第三阀芯；53—第二O形密封圈；54—螺栓；55—第三调压弹簧；56—油管接头；57—调压垫片；5101—第一级孔；5102—第二级孔；5103—密封座面；5104—第三级孔；5105—第四级孔；5601—第一沉孔；5602—第二沉孔；5603—出油孔；5201—第一锥角；5202—第二锥角；5203—第二扁；5204—外圆；5205—凹槽；5206—第二小外圆；h—重叠区；h1—限程；

61--阀座；62—第二阀体；63--第二阀芯；64--第一O形密封圈；65--第二调压弹簧；6101—进油孔；6102—第五密封锥面；6103—沉槽；6104—第一扁；6105—大端面；6106—第一小外圆；6201—小端面；6202—大斜角；6203—第一配合部；6204—第二配合部；6205—第三孔；6206--第一密封座面；6207—第四孔；6208--第二密封座面；6209—轴向通孔；6210—第四回油道；6211—螺钉安装孔；6301—第一外圆；6302—轴向盲孔；6303—第二外圆；6304—横向节流孔；6305—第三密封锥面；6306—第四密封锥面。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参照图1至图3，本实用新型低速机整体式共轨适用于温度200°C、压力150MPa下工作，具有低压循环功能以及限压、保压功能。该共轨是应用于船用低速机上的。其主要包括共轨管1、至少两组限流阀6、进油端盖2、端盖3、循环阀4、限压阀5、传感器安装座7、传感器8、传感器体9、支架10等零部件。共轨管1采用圆柱形结构，在共轨管1的外圆一侧设置有多个第一切口103，多个第一切口103分别用于安装有限流阀6、传感器安装座7、限压阀5，限流阀6的出口和电控喷油器连接。在该共轨管1上，与所述第一切口103相对的另一侧上设置有第二切口104，其该第二切口104用于安装支架10。同时，在所述共轨管1两侧安装端盖3以及进油端盖2。

本申请的整体式共轨，利用在支架10上设置的两个腰形孔来进行螺钉安装，螺栓12通过穿过该腰形孔后螺接固定在低速机上，实现整体式共轨在低速机上的安装。另外，考虑到低速柴油机的发动机缸数多，对应的支架10数量多，在各个支架10上设置腰形孔，便于支架10之间的安装调节，防止各个支架10之间发生相互干涉。

同时，支架10与共轨管1之间采用四个螺钉13进行固定，在支架10上还可以设置上安装圆柱销以进行与共轨管1之间的定位。

本实施例中的共轨管1采用整体式结构，其内部设置有贯穿两端的进油油道101，便于在共轨管1两侧进行加工，可以减少加工难度，两侧安装有实现共轨管1的密封效果的端盖3和进油端盖2。同时，端盖3和进油端盖2分别与共轨管1采用锥面的形式密封，采用螺栓实现端盖3和共轨管1的固定以及进油端盖2和共轨管1的固定，可以提高密封性能。

本实用新型的低速机整体式共轨，具有限压和保压功能，通过在共轨管1设置的第一切口101上安装有限压阀安装座7，限压阀5安装在限压阀安装座7上，具体来说，限压阀安装座7和共轨管1上设置多组对应的安装孔，通过螺钉螺接至安装孔中实现限压阀安装座7和共轨管1之间的固定；同理，限压阀5通过螺钉的方式固定在限压阀安装座7上。在共轨管1的进油油道101内的压力超过限压阀5的限制压力时，限压阀5克服内部的第三调压弹簧55的预紧力打开，通过自调节功能，当限压阀5稳定时，使共轨管1的进油油道101中轨压保持在一定的压力值。能保证柴油机在低速低扭状态下运行。

进一步地，考虑到本实用新型低速机整体式共轨的燃用介质为劣质燃油（即重油），在柴油机停机后，为了防止低速机共轨内的燃油凝固，在所述端盖3上安装有气控式的循环阀4，本循环阀4包括第一阀芯42、第一阀体41、压盖47以及第一调压弹簧49等零件，在发动机停机后，共轨管1的进油油道101内的轨压降低至低于第一调压弹簧49的弹簧力，依靠第一调压弹簧49的弹簧力推动第一阀芯42向下运动，当第一阀芯42运动到下止点处时，循环阀4内的第一阀芯42和第一阀体41之间的锥面密封解除，共轨管1的进油油道101内的重油则可以通过第一回油道4102、第二回油道4701和第三回油道4802流回至油箱中，实现燃油循环。当发动机刚启动时，循环阀4上的进气口4704通入压缩空气，压缩空气进入第一空腔中后，在压缩空气的作用下，第一阀芯42被推动向上止点的方向运动，当第一阀芯42向上运动到上止点时，第一阀芯42和第一阀体41之间则形成锥面密封，使共轨管1内的轨压得以建立。

本实用新型的低速机整体式共轨用于柴油机高压共轨系统中，在工作过程中，该共轨管1内一直处于高压状态，为了保证人员以及柴油机安全，在共轨管1上安装有对共轨管1内的进油油道101中的压力进行检测的传感器8，实时进行监控，为了保证其准确性，设置两个传感器8，互为备份。

另外，在共轨管1与电控喷油器之间设置限流阀6，限流阀6主要包括第二阀芯63、阀座61、第二阀体62、第二调压弹簧65等零件，当限流阀6与电控喷油器之间的高压油管破裂或者电控喷油器喷油过量时，限流阀6中的第二阀芯63通过压差克服第二调压弹簧65的弹簧力以贴合第二阀体62，阻断共轨管1的进油油道101中的高压燃油流入电控喷油器。

另外，由于本申请的共轨是在高温、高压、劣质燃油状态下工作，考虑共轨管1和各个部件的高压密封面可能出现高压燃油泄露，导致污染环境和危害工作人员人身安全，因此在各个高压密封处设置有回油孔用于收集回油。具体地，共轨管1内设置有与回油油道102，该回油油道102与第一切口103接通，用于收集共轨管1和限流阀6以及限压阀5的高压密封泄漏回油。

进一步地，在限流阀6通过限流阀安装座9安装在其中一个第一切口103处、限压阀5通过限压阀安装座7安装在其中一个的第一切口103处、传感器8通过传感器安装座11安装在其中一个第一切口103处，在限流阀安装座9、限压阀安装座7和传感器安装座11上各设置有密封圈，防止燃油泄露。同限压阀5的安装原理类似，传感器安装座11和限流阀安装座9通过螺钉固定的方式先固定在共轨管1上，然后通过螺钉的方式实现传感器8和限流阀6的安装。

具体来说，参照图3、图4和图5，该循环阀4包括：固定在端盖3上的第一阀体41、第一阀芯42、螺母410、下弹簧座44、密封圈、压盖47以及回油接头48。第一阀体41设置有轴向中孔以及两个第一回油道4102，该轴向中孔和共轨管1内的进油油道101连通，共轨管1内的进油油道101内的高压燃油可进入至循环阀4的轴向通孔中，在第一阀体41的顶部设置有两个第一回油道4102的位置处设置有两个第一密封圈槽4106，且第一阀体41上还设置有与所述轴向中孔连通的第一进气道4108，在第一进气道4108的周向设置第二密封圈槽4107。第一阀芯42设置于第一阀体41的轴向中孔内，第一阀芯42顶部设置有第一密封锥面4205，在所述第一密封锥面4205上部还设置有外螺纹4206；下弹簧座44穿过所述外螺纹4206后套设于所述第一密封锥面4205上，下弹簧座44的下部设置有与所述第一密封锥面4205相配合第二密封锥面4403。螺母410套设于所述外螺纹4206后压紧下弹簧座44。第一调压弹簧49套设于所述螺母410上并固定在所述下弹簧座44上。压盖47通过螺钉412固定设置于所述第一阀体41的顶部，其上设置有与两个第一回油道4102接通的两个第二回油道4701，且其中部还设置有用于安装回油接头48的螺纹孔4702，在所述螺纹孔4702的孔口处设置有第一密封平面4705，所述压盖47的底面设置有与所述第一进气道4108接通的第二进气道4703，其周向设置一进气口4704，该进气口4704与所述第二进气道4703接通。回油接头48设置于所述螺纹孔4702内，其上设置有与所述第一密封平面4705相配合的第二密封平面4801。

如图5至图6所示，初始在所述进气口4704通入压缩空气时，所述第一阀芯42向上移动，所述第一阀体41的底端面与所述第一阀芯42的底端面的升程 H2处于最大升程，此时所述第一回油道4102中没有回油，当第一阀芯42的底部的进油压力低于第一调压弹簧49的开启压力时，第一阀芯42在第一调压弹簧49的弹簧力作用下向下移动，此时第一阀体41的底端面与所述第一阀芯42的底端面的升程H2为0，第一回油道4102开始回油，实现低压燃油循环流动，共轨管1中的高压重油通过第一回油道4102、第二回油道4701和第三回油道4802回流至油箱中。

具体地，所述第一阀体41的轴向中孔包括：与第一阀芯42外圆相配合第一中孔4101，在所述第一中孔4101的孔壁上设置有第三密封圈槽4103，用于安装第三密封圈43。在本申请中，基于上述原理可确定，循环阀4在未通入空气前，第一阀芯42在第一调压弹簧49的作用下向下运动至下止点位置，此时，第一阀芯42和第一阀体41之间未建立密封关系；发动机刚启动的初始时刻，高压油泵的转速较低，此时高压油泵泵出至共轨管1内的高压燃油的流量较小，第一阀芯42和第一阀体41之间未形成锥面密封的原因会使共轨管1的进油油道101内的压力不能很快建立。因此，为了使共轨管1内的压力快速建立，需要使第一阀芯42和第一阀体41之间形成锥面密封，也就需要实现第一阀芯42正向（向上）移动，此时，第一阀芯42需要受到一个外来正向力，本实例中，采用压缩空气作为外来正向力的动力源，具体是在在第一阀体41上需要设计一个密闭容积腔（第一空腔）用于承载压缩空气，如图6所示，在第一阀芯42上设置有第一密封锥面4205以及外螺纹4206，其上依次安装下弹簧座44、螺母410、第一调压弹簧49。下弹簧座44与第一阀体41的第一中孔4101形成第一空腔用于承载压缩空气，当压缩空气压力足够大于调压弹簧49预紧力时，第一阀芯42向上移动，此时第一阀体41的底端面与所述第一阀芯42的底端面的升程H2处于最大值，第一回油道4102没有回油，当第一阀芯42下部的燃油压力足够大时，停止通入压缩空气，此时第一阀芯42的升程H2主要靠进油压力维持。

其中为了使第一空腔能形成密闭容积腔，在与所述第一阀芯42的外圆相配合的第一中孔4101上设置的第三密封圈槽4103上安装有第三密封圈43，防止压缩空气泄露至第一回油道4102。同理，在下弹簧座44和轴向中孔配合壁上设置有安装第四密封圈45的第四密封圈槽4404。此外在下弹簧座44下部设置有第二密封锥面4403，与所述第一密封锥面4205相配合，防止压缩空气泄漏。

在本申请中，压缩空气通过所述进气口4704、第二进气道4703、第一进气道4108后进入第一空腔，为了防止空气泄露，在第一进气道4108与第二进气道4703相接处设置第二密封圈411。

如图5和6，在第一空腔通入压缩空气后，下弹簧座44正向运动，为了保证下弹簧座44与第一阀芯42一起正向运动，下弹簧座44通过螺母410压紧在第一阀芯42上，使之形成一体，另外，在下弹簧座44穿过第一阀芯42的外螺纹4206时，防止下弹簧座44上的第二密封锥面4403与外螺纹4206碰伤，下弹簧座44上的第四中孔4402直径必须大于外螺纹4206外径。

第一阀芯42在正向运动的过程中减小运动阻力，所述出气道4109和在下弹簧座44上的第三中孔4401与第一阀体41上的第二中孔4104所形成的第四空腔相接通，用于第四空腔内的空气排出。

此外考虑到下弹簧座44的第一配合部4405安装有第四密封圈45，在下弹簧座44安装进阀体1的第二中孔4104时安装方便，不损坏第四密封圈45，在第二中孔4401的孔口处设置导向部4105，导向部4105的全角一般设置成30°~40°。

如图2所示，在第一回油道4102与第二回油道4701相接处设置第一密封圈槽4106用于安装第一密封圈46，防止低压燃油泄漏，同理，为了防止回油接头48与压盖47之间的燃油泄漏，在回油接头48上设置有第二密封平面4801与压盖47上第一密封平面4705相配合。

压盖47上设置的螺纹孔4702与回油接头48底面形成第三空腔，第三空腔与回油接头48上设置的第三回油道4802（第三回油道4802通过管路连通至油箱中）、第二回油道4701相互连通，第三空腔的流通面积大于第二回回油道4701的流通面积，以便燃油及时排出。

当发动机停机时，第一阀芯42的底部燃油压力（即共轨管1的进油油道101内的燃油压力）降低至第一调压弹簧49的开启压力时，第一阀芯42反向运动，此时H2为0，由于H1设置大于H2，下弹簧座44不会与第二中孔4104相碰，此时第一空腔有一定的容积，便于在发动机启动时候第一空腔通入压缩空气时，第一阀芯2能快速正向运动，第一阀芯42底部的燃油压力能快速建压。

其中，该循环阀4使用于低速柴油机高压共轨系统中，其燃用介质是劣质燃油。为了保证限流阀的寿命以及功能可靠性，第一阀芯42采用高速工具钢材料，配合段镀DLC，第一阀体41采用高强度结构钢，氮化处理，采用此种材料以及热处理方法，保证该循环阀能耐高温、耐腐蚀。

上述共轨管用的循环阀4，安装在高压的共轨管1上，其原理主要利用压缩空气和第一调压弹簧49的弹力，实现对第一阀芯42的向上推动以及向下推动，当进气口4704通入压缩空气时，在空气压力作用下第一阀芯42与下弹簧座44通过螺母410连成一体向上移动，此时H2处于最大值，第一回油道4102没有回油，第一阀芯42底部燃油在高压油泵运动过程中建压，当燃油压力达到一定时，切断压缩空气，此时H2处于最大值主要靠共轨管上的压力维持。当发动机停机时，共轨管1内的压力降低至低于第一调压弹簧49的弹簧力时，第一阀芯42被反向推动，此时，低压燃油进入第一回油道4102，再从第二回油道4701和第三回油道4802依次流入至油箱中，实现了燃油的循环效果，避免了燃油凝固，可防止零部件被腐蚀。

具体来说，参照图9和图10，针对于本实施例中的限压阀5来说，其包括：第三阀体51，第三阀芯52，第二O形密封圈53，螺栓54，第三调压弹簧55，油管接头56，调压垫片57零件。第三阀体51内的第四级孔105安装第三阀芯52，第三阀芯52的第二锥角202压紧在第三阀体51的密封座面5103（指第二级孔5102的孔壁），第三阀芯52通过油管接头56、第三调压弹簧55进行压紧。油管接头56下部设置密封圈槽，密封圈槽中安装有第二O形密封圈53，提高密封效果，达到防止燃油泄漏的效果。油管接头56中部设置多级沉孔5601（第一沉孔）和5602（第二沉孔）以及出油孔5603，上部外圆设置螺纹，油管接头56通过螺栓54安装在第三阀体51上。油管接头56中部的第二沉孔内5602安装调压垫片57、第三调压弹簧55。

进一步，所述第三阀体51中孔设计多级孔5101（第一级孔）、5102（第二级孔）、5104（第三级孔）和5105（第四级孔），其中第二级孔5102为节流小孔，第一级孔5101比第二级孔5102大，减小节流孔深度，降低加工难度。

第三阀体51的第二级孔5102和第一级孔5101（或第三级孔5104）之间的角度设置为59°（相当于第三阀体的密封座面5103设置为59°），保证其与第三阀芯52的第二锥角5202在1°偏差内线密封，密封性能好。

第三阀体51的第三级孔5104的孔径设置的比第二级孔5102和第四级孔5105的孔径大，用于储存燃油压力。

第三阀体51的第四级孔5105的孔径设置为φ5mm，如果第四级孔5105的孔径过小，加工难度大，不能保证使用精度；如果第四级孔5105的孔径过大，由于与第三阀芯52相互配合的长度需要，会导致第四级孔5105的深度加大，增加密封座面5103的加工难度，使其精度不能保证，另外还会造成测量困难的问题。

第三阀体51采用高强度结构钢材料，进行氮化处理，通过选择高强度的材料保证第三阀体51耐高压，通过氮化处理，保证第三阀体51能在低速机重油环境下工作，耐腐蚀。

进一步地，参照图10，第三阀芯52的头部设置成两锥角（具体为第一锥角5201和第二锥角5202），第一锥角5201设置成120°钝角，一方面增加第三阀芯52的可靠性，另一方面能增加第三阀芯52的头部的流通面积，减少穴蚀的产生。第三阀芯52的第二锥角5202设置成60°锐角，为了保证密封性能良好，第三阀芯52的锥角一般设置成60°与90°两种情况，考虑到相同的流通面积下，针阀在60°的升程比90°时更小，减小第三调压弹簧55的设计难度。

参照图10，第三阀芯52中部的外圆5204上铣了两对称第二扁5203，第二扁5203的流通面积比第三阀体51上的第二级孔5102的流通面积大一点，第三阀芯52的第二扁5203和第四级孔5105之间形成了供燃油通过的第二间隙，该第二间隙中可流通的燃油面积大于第二级孔5102内的燃油流通面积。

如图10，第三阀芯52上部的第二小外圆5206，用于第三调压弹簧55定位，第三调压弹簧55套设在该小第二外圆5206上。

第三阀芯52采用高速工具钢材料，第三阀芯52上与第三阀体1的第四级孔5105相配合的外圆5204配合镀有DLC层，保证第三阀芯52的强度要求，以及在重油环境下耐腐蚀，镀层还能使第三阀芯52更耐磨。

进一步地，参照图9，第三阀芯52与第三阀体51设置限程h1，保证第三阀芯52在一定的范围内运动，否则会导致第三调压弹簧55压并，使第三调压弹簧55不能复位。

进一步地，参照图9，第三阀芯52与第三阀体51之间设置重叠区h，在第三阀芯52打开到关闭的过程中，第三阀芯52与第三阀体51产生重叠区h的瞬间，燃油不能通过第二扁5203流出，在第四级孔5104内形成压力，对第三阀芯52产生与运动方向相反的力，减少第三阀芯52对第三阀体51的密封座面5103冲击力，保证第三阀体51与第三阀芯52的使用寿命。

对于限压阀5来说，其工作原理为：

该限压阀5运用于船用低速柴油机高压共轨燃油喷射系统上，能在150MPa高压、200°C高温下工作。

限压阀5作为共轨系统的安保部件，通常处于不工作状态，因此又称压力安全阀。当共轨管1的进油油道101的轨压控制出现异常导致压力超过限压阀5开启压力P_L时，限压阀5打开泄压。具体来说，第三阀芯52在共轨管1的进油油道101中提供的高压燃油的油压作用下进入至第一级孔5101中，然后进入至第二级孔5102中，进一步地推动第三阀芯52向上运动，以解除第三阀芯52和第三阀体51之间的密封。第三阀芯52在油压的作用下向上运动，直至第二锥角5202和密封锥面5103之间的锥面密封解除，在共轨管1的进油油道101内的高压燃油部分经过第一级孔5101、第二级孔5102、第三级孔5104、第四级孔5105、凹槽5205、第一沉孔5601和第二沉孔5602，最后从出油孔5603进入回油管，最终回到油箱，使共轨管1的进油油道101内的压力降低。第三阀芯52打开后，共轨管1的进油油道101内的压力降低，使燃油系统的进油量（高压油泵泵入至共轨管1内的油量）与经过限压阀5的出油量逐渐达到稳定状态，系统压力逐步趋近于稳定压力Ps，保证柴油机在该稳定压力Ps下以故障模式跛行回港。只有当共轨压力降至一定程度时，限压阀5才关闭（比开启压力低）。

在本实施例中，对于该限流阀6来说，其安装在共轨管1与电控喷油器之间，当高压油管泄漏或电控喷油器泄漏及异常喷射时，其可以切断电控喷油器燃油供给，防止起火爆炸以及人员安全等问题。

如图7和8，该限流阀6具体包括：阀座61，其大外圆上设置用于回油的第一扁6104，中部设置有进油孔6101，进油孔6101与共轨管1的进油油道101连通，底部设置有第五密封锥面6102；第二阀体62，其小端面6201固定于所述阀座61的大端面6105，其沿轴向方向上设置有轴向通孔6209，轴向通孔6209贯穿其上下两个端面，阀座61通过压装的方式部分压装在轴向通孔6209内；第二阀芯63，其穿过所述轴向通孔6209固定在阀座61的第一小外圆6106的上端面，第二阀芯63上设置有和进油孔6101连通的轴向盲孔6302及与轴向盲孔6302相连通的四个横向节流孔6304，第二阀芯63的上部设置第三密封锥面6305与第四密封锥面6306；所述第二阀体62具有与所述第一扁6104相连通的四个第四回油道6210，所述第二阀体62上设有与第三密封锥面6305相配合的第一密封座面6206，靠近第一密封座面6206的位置依次设置有出油孔6207与第二密封座面6208；所述第二阀体62具有与阀座61的第一小外圆6106相配合的第一配合部6203以及与所述第二阀芯63的第一外圆6301相配合的第二配合部6204；所述第二配合部6204与所述第二阀芯63之间形成第二空腔，所述第二空腔将所述横向节流孔6304与所述轴向盲孔6302连通；第二调压弹簧65，其插设于所述第二空腔内，并固定于第二阀芯63的第一外圆6301的上端面。

本实施例中，将该轴向通孔6209包括由上至下依次相连的第一孔、第二孔、第三孔6205、第四孔6207、第五孔和第六孔；

所述阀座61部分压装至所述第一孔内；

所述第二阀芯63装配于所述第二孔内，且所述第二阀芯63的上部与所述第二孔的上部形成第二空腔；

所述第三孔6205的孔壁形成所述第一密封座面6206；

所述第五孔的孔壁形成有用于与电控喷油器油管的进油端形成锥面密封的第二密封座面6208；

所述第六孔的孔径大于所述第一孔、所述第二孔、所述第三孔6205、所述第四孔6207和所述第五孔的孔径。

第四孔6207作为出油孔，在第一密封座面6206和第三密封锥面6305解除密封时，进油孔6101中的燃油流出至第四孔6207中，进一步的流出。

当所述横向节流孔6304在轴向盲孔6302一侧的进油压力超过所述空腔压力的一定值时，所述第二阀芯63在进油压力的作用下向上移动，所述第三密封锥面6305与所述第一密封座面6206接触形成锥面密封，阻断燃油进入所述出油孔6207。

具体的，如图7，第二阀芯63具有第三密封锥面6305，第二阀体62具有可与第三密封锥面6305形成锥面密封的第一密封座面6206，当横向节流孔6304在轴向盲孔6302一侧的进油压力超过空腔压力的一定值时，第三密封锥面6305与第一密封座面6206形成锥面密封关系，阻断燃油进入出油孔6207；反之，当横向节流孔6304在轴向盲孔6302一侧的进油压力未超过空腔压力的一定值时，第三密封锥面6305和第一密封座面6206解除锥面密封。对于第四密封锥面6306来说，第二阀芯63在被进油压力的油压下向上移动的过程中，第四密封锥面6306先与第一密封座面6206接触，但第三密封座面6305与第一密封座面6206之间具有间隙，该间隙中可以填充一定的燃油，对第二阀芯63的快速移动形成移动的缓冲，防止第二阀芯63移动过快而与第二阀体62之间发生较大冲击。

如图2所示，该限流阀6通过限流阀安装座9安装在共轨管1上，限流阀安装座9通过螺钉固定在共轨管1上；在第二阀体62上设计有螺钉安装孔6211，限流阀6的第二阀体62通过螺钉穿过螺钉安装孔6211固定在限流阀安装座9上，在限流阀安装座9上设置有和该进油孔6101连通的油孔，使高压共轨管1的进油油道101中的高压燃油能够进入至进油孔6101中。阀座61上设计有第五密封锥面6102，用于限流阀6与高压共轨管1之间高压燃油密封。第二阀体62上设计有第二密封座面6208，用于限流阀6与电控喷油器油管之间的锥面密封连接。

如图7所示，所述第二阀体62的外表面上设有密封圈槽，用于安装第一O形密封圈64，其中，在第二阀体62外表面设置的第一O形密封圈64的是为了第二阀体62装配至外部部件中时，增强第二阀体62与外部部件间的密封性能。

如图7所示，所述阀座61上设置有第一扁6104，第一扁6104与四个第四回油道6210相连通，用于收集第五密封锥面6102处、阀座61的大端面6105与小端面6201处、第二阀体62的第二密封座面6208处泄露出的燃油。

如图7所示，为了保证第二阀体62的小端面6201与阀座61的大端面6105之间的密封，设置大斜角6202，减小大端面6105与小端面6201之间的接触面积，增强密封性。

为便于限流阀6整体安装在高压共轨管上，阀座61的第一小外圆6106直径与第二阀体62的第一配合部6203直径相同，采用过渡方式配合。

如图7所示，为了实现限流阀功能，第二阀芯63的横向节流孔6304设置了4个，4个节流孔的面积比轴向盲孔6302的面积、第四孔（出油孔）6207的面积以及第四密封锥面6306与第一密封座面6206形成的流通面积小。

如图7所示，第二阀芯63的第四密封锥面6306设置在第二阀芯63的尾部，紧邻第三密封锥面6305，第四密封锥面6306的角度大于第三密封锥面6305角度，增大第四密封锥面6306与第一密封座面6206之间的流通面积。

为了防止第二阀芯63与第二配合部6204之间形成的空腔处燃油泄露至第一配合部6203，第一外圆6301与第二配合部6204间隙尽可能小，但不能过小，导致第二阀芯63运行受阻，限流阀功能失效。

该限流阀6使用于低速柴油机高压共轨系统中，其燃用介质是劣质燃油。为了保证限流阀的寿命以及功能可靠性，第二阀芯63采用高速工具钢材料，与第二阀体62的配合段（第一外圆6301、第二外圆6303、第三密封锥面6305和第四密封锥面6306）镀有DLC，第二阀体62采用高强度结构钢，氮化处理，采用此种材料以及热处理方法，保证该限流阀能耐高温、耐腐蚀。

通过该限流阀6，利用燃油的进油压力和第二调压弹簧65的弹力，实现对第二阀芯63的正向推动，在第二阀芯63被正向推动时，第二阀芯63将作为出油孔的第四孔6207密封住，阻断燃油的进入；实现了燃油切断，避免电控喷油器过喷，或者高压油管泄露，防止柴油机或人员受伤，另外防止污染环境。

上述实施例只对其中一些本实用新型的一个或多个实施例进行了描述， 但是本领域普通技术人员应当了解，本实用新型可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本实用新型精神及范围的情况下，本实用新型可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (10)

1.一种低速机整体式共轨，其特征在于，包括：

共轨管（1），其具有贯穿两端的进油油道（101）和回油油道（102）；

固定设置在所述共轨管（1）一端的进油端盖（2），所述进油端盖（2）上设置有与所述进油油道（101）连通的进油口；

固设置在所述共轨管（1）另一端的端盖（3），所述端盖（3）上设置有与所述进油油道（101）连通的出油口，且所述端盖（3）上固定有循环阀（4）；

所述共轨管（1）上固定有限压阀（5）和至少两组限流阀（6），所述限压阀（5）和至少两组所述限流阀（6）分别和所述进油油道（101）连通，所述限压阀（5）和至少两个所述限流阀（6）分别和所述回油油道（102）连通，各组所述限流阀（6）分别用于连接一组电控喷油器。

2.根据权利要求1所述的共轨，其特征在于，所述循环阀（4）包括：

固定在所述端盖（3）上的第一阀体（41），其下端面开设有与所述出油口连通的第一中孔（4101），上端面开设有第二中孔（4104），所述第一中孔（4101）连通所述第二中孔（4104）；

第一阀芯（42），其可滑动地从所述第一阀体（41）的下端面插入所述第一中孔（4101）并部分位于所述第二中孔（4104）内；

下弹簧座（44），其套设在所述第一阀芯（42）位于所述第二中孔（4104）内的部分上，且与所述第一阀芯（42）固定连接；所述下弹簧座（44）和所述第二中孔（4104）的孔底之间形成有第一空腔；

压盖（47），其固定在所述第一阀体（41）的上端面上，所述压盖（47）的上端面开设有螺纹孔（4702）；

回油接头（48），其部分固定在所述螺纹孔（4702）内；

第一调压弹簧（49），其被限位在所述下弹簧座（44）和所述压盖（47）之间；

所述第一阀体（41）上设置有连通所述第一中孔（4101）的第一回油道（4102），所述压盖（47）上设置有连通所述第一回油道（4102）的第二回油道（4701），所述回油接头（48）上设置有连通所述第二回油道（4701）的第三回油道（4802），所述第一回油道（4102）、所述第二回油道（4701）和所述第三回油道（4802）形成循环油道；

所述第一阀体（41）上设置有连通所述第一空腔的第一进气道（4108），所述压盖（47）上设置有连通所述第一进气道（4108）的第二进气道（4703）以及连通所述第二进气道（4703）的进气口（4704）；

在所述第一调压弹簧（49）的弹簧力小于所述第一空腔内通入的气体压力和所述第一中孔（4101）的进油端的进油压力时，所述第一阀芯（42）和所述第一中孔（4101）之间形成锥面密封，且形成锥面密封的位置位于所述第一回油道（4102）和所述第一中孔（4101）的连接位置处的下方。

3.根据权利要求2所述的共轨，其特征在于，所述第一阀芯（42）位于所述第二中孔（4104）内的部分的顶部设置有第一密封锥面（4205）和外螺纹（4206），所述外螺纹（4206）位于所述第一密封锥面（4205）的上端；

所述下弹簧座（44）穿过所述外螺纹（4206）后套设于所述第一密封锥面（4205）上，所述下弹簧座（44）具有和所述第一密封锥面（4205）形成锥面密封的第二密封锥面（4403）；

通过套设于所述外螺纹（4206）外围的螺母（410）将所述下弹簧座（44）进行压紧；

所述第一调压弹簧（49）套设于所述螺母（410）上，并固定在所述下弹簧座（44）上。

4.根据权利要求2所述的共轨，其特征在于，

所述回油接头（48）螺接固定在所述螺纹孔（4702）内；

所述压盖（47）的上端面上在所述螺纹孔（4702）的开口处设置有第一密封平面（4705）；

所述回油接头（48）上设置有与所述第一密封平面（4705）形成平面密封的第二密封平面（4801）。

5.根据权利要求1所述的共轨，其特征在于，所述限流阀（6）包括：用于与高压共轨连接的阀座（61）、第二阀体（62）、第二阀芯（63）和第二调压弹簧（65），

所述阀座（61）具有和高压共轨连通的进油孔（6101）；

所述第二阀体（62）具有贯穿其上下两个端面的轴向通孔（6209），所述阀座（61）从所述第二阀体（62）的下端面部分压装至所述轴向通孔（6209）中；

所述第二阀芯（63）安装在所述轴向通孔（6209）内，并设置在所述阀座（61）上方；

所述第二阀芯（63）具有与所述进油孔（6101）连通的轴向盲孔（6302），且所述第二阀芯（63）的上端和所述轴向通孔（6209）之间形成第二空腔；

所述第二阀芯（63）内设置有连通所述轴向盲孔（6302）和所述第二空腔的横向节流孔（6304）；

所述第二调压弹簧（65）套设在所述第二阀芯（63）上，并被限位在所述第二空腔内；

所述第二阀芯（63）上端的头部具有相连的第三密封锥面（6305）和第四密封锥面（6306）；

所述轴向通孔（6209）的孔壁形成有可与所述第三密封锥面（6305）形成锥面密封的第一密封座面（6206），所述第一密封座面（6206）可与所述第四密封锥面（6306）形成间隙。

6.根据权利要求5所述的共轨，其特征在于，所述轴向通孔（6209）包括由上至下依次相连的第一孔、第二孔、第三孔（6205）、第四孔（6207）、第五孔和第六孔；

所述阀座（61）部分压装至所述第一孔内；

所述第二阀芯（63）装配于所述第二孔内，且所述第二阀芯（63）的上部与所述第二孔的上部形成第二空腔；

所述第三孔（6205）的孔壁形成所述第一密封座面（6206）；

所述第五孔的孔壁形成有用于与喷油器油管的进油端形成锥面密封的第二密封座面（6208）；

所述第六孔的孔径大于所述第一孔、所述第二孔、所述第三孔（6205）、所述第四孔（6207）和所述第五孔的孔径。

7.根据权利要求6所述的共轨，其特征在于，所述第二阀体（62）上还设置有第四回油道（6210），所述第四回油道（6210）的一端连通所述第六孔，另一端连通至所述第二阀体（62）的下端面；

所述第四回油道（6210）的最大截面流通面积小于所述第四密封锥面（6306）和所述第一密封座面（6206）之间所形成的间隙的最大截面流通面积；

所述第四回油道（6210）的最大截面流通面积小于所述轴向通孔（6209）的最大截面流通面积和所述第四孔（6207）的最大截面流通面积。

8.根据权利要求1所述的共轨，其特征在于，所述限压阀（5）包括：第三阀体（51）、第三阀芯（52）、第三调压弹簧（55）和油管接头（56），

所述第三阀体（51）内从下至上设置有依次连通的第一级孔（5101）、第二级孔（5102）、第三级孔（5104）和第四级孔（5105）；

所述第三阀芯（52）的头部可滑动地从所述第四级孔（5105）插入在穿过所述第三级孔（5104）后部分位于所述第二级孔（5102）内，所述第三阀芯（52）可与所述第二级孔（5102）之间形成锥面密封；

所述第三阀芯（52）与所述第三级孔（5104）之间形成有供燃油通过的第一间隙，所述第三阀芯（52）和所述第四级孔（5105）之间形成有供燃油通过的第二间隙；

所述油管接头（56）固定在所述第三阀体（51）的上端，所述油管接头（56）内从下至上设置有依次连通的第一沉孔（5601）、第二沉孔（5602）和出油孔（5603），所述第三调压弹簧（55）被限位在所述第三阀芯（52）和所述第二沉孔（5602）之间。

9.根据权利要求8所述的共轨，其特征在于，所述第一级孔（5101）的孔径大于所述第二级孔（5102）的孔径，所述第三级孔（5104）的孔径大于所述第二级孔（5102）和所述第四级孔（5105）的孔径。

10.根据权利要求8所述的共轨，其特征在于，

所述第三阀芯（52）的头部设置成依次连接的第一锥角（5201）和第二锥角（5202），所述第一锥角（5201）的角度为120°，所述第二锥角（5202）的角度为60°；

所述第三阀芯（52）中部的外圆（5204）上铣有对称设置的第二扁（5203），所述第二扁（5203）和第三阀体（51）的第四级孔（5105）的孔壁之间形成供燃油通过的第二间隙，所述第二间隙内可流通的最大燃油面积大于所述第二级孔（5102）内可流通的最大燃油面积；

所述第三阀芯（52）中上部的外圆开设有间隔设置的多个凹槽（5205），所述凹槽（5205）和所述第一沉孔（5601）之间形成第三间隙；

所述第三调压弹簧（55）套设在所述第三阀芯（52）上部的第二小外圆（5206）上。

Images