CN212337508U - 一种高效率的电控共轨喷油器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效率的电控共轨喷油器，其特征在于：在阀座（11）的下平面与活塞套（12）之间设置活塞套座（26），所述的活塞套座（26）是圆柱形状，底部制出锥孔，在所述锥孔上面制出台阶孔，在所述台阶孔的上面制出小圆孔，活塞套座（26）的上平面与阀座（11）的下平面抵靠在一起；活塞套（12）上端制出球缺形状的球面与所述活塞套座（26）底部的锥孔相配合形成铰接的线密封结构。通过所述活塞套（12）绕自身的球心自由的转动可以对喷油器本体13、针阀体25、活塞针阀27的形位误差进行补偿，消除阀座（11）与活塞套座（26）间的泄漏缝隙，从而获得精准喷射，且效率高，同时降低了制造成本。

Description

一种高效率的电控共轨喷油器

技术领域

本实用新型涉及一种电控共轨喷油器，尤其涉及一种主要用于高压共轨供油系统的一种高效率的电控共轨喷油器。

背景技术

以往柴油机所采用的电控供油系统,如电控单体泵、电控泵喷嘴、电控分配泵等系统都是通过控制油泵来实现对喷油正时和喷油量参数的控制。所述这些系统的喷油压力因受到发动机转速的影响而难以调节。电控高压共轨供油系统是当今最先进的柴油机供油系统。与以往的电控系统相比，电控高压共轨供油系统有三个最主要的特点。首先该系统不仅能够对高压油泵实现控制,也能够对喷油器实现控制，可以根据燃烧效率、污染物排放和舒适性等的要求在一个工作循环中实现多次喷射；其次电控高压共轨供油系统有一个共同的储油容积，即所谓共同的高压油轨 ，简称“共轨”，高压油泵将燃油压缩后送入这个共同的高压油轨的容积中，再由这个共同的高压油轨将高压燃油输送至各个相应汽缸的电控燃油喷射装置，使各个汽缸的电控燃油喷射装置在相同的喷射压力下进行喷射,从而保证了各缸燃油喷射量和喷射压力的精准性和一致性；同时由于基于高压油泵进油量控制的技术,使得系统的喷射压力能够与发动机转速解耦，因此能够做到系统的喷射压力与发动机转速无关，使不论发动机工作在何种工况，电控高压共轨供油系统都可以提供最佳的喷射压力而不再受发动机转速的影响。电控高压共轨供油系统的这些特点是以往在柴油机上所采用的任何供油系统所不具备的，因此电控高压共轨供油系统成为目前柴油机供油系统的首选。电控高压共轨供油系统主要由电控高压油泵、高压油轨（即所谓“共轨”）、电控共轨喷油器、控制器（即电控单元ECU）、传感器和控制软件等组成，在ECU中存储根据发动机工况的需要编写的控制软件，发动机工作时将驾驶员的意愿以及传感器检测到的发动机的实时工况参数如：转速、负荷、温度、压力等信息输入ECU，再根据ECU的运算结果发送指令到电控高压油泵、电控共轨喷油器，用以控制电控高压油泵输出的油量、压力、以及电控共轨喷油器开始喷射的时刻、喷射的持续时间、一个循环中喷射的次数等。此外，ECU还可以参与汽车的运行管理。

电控共轨喷油器是电控高压共轨供油系统的执行器，是电控高压共轨供油系统中最重要的、最复杂的、技术难度最高的组成部分，包括：由电磁铁和控制阀组件等构成的前置控制部件、由活塞套和活塞等构成的液力放大部件、由针阀和针阀体等构成的燃油喷射部件、为电控燃油喷射装置提供高低压燃油的流道、燃油的过滤、密封以及固联等功能的喷油器本体、以及进油组件等零部件。图3示出了现有技术的一种电控共轨喷油器，包括喷油器本体13，所述的喷油器本体13制有多级直径的中心容腔，所述容腔上部台阶平面上依次叠装阀座11、阀杆行程调节垫8，由紧固螺套7固联在喷油器本体13上，阀座11的上部制有锥孔，在锥孔下端一个出油计量孔111与之链接，出油计量孔111下端贯穿至阀座11的底面，阀座11的上部的锥孔与密封球10配合组成线密封结构，密封球10上面依次叠装密封球座9、阀杆3，紧固螺套28将电磁铁1与喷油器本体13固联在一起，电磁铁弹簧2支撑在阀杆3的肩部与电磁铁1容腔台阶平面之间，阀杆3的上部制有环形凹槽，开口垫圈4卡装在所述环形凹槽中，衔铁5同心套装在阀杆3上，阻尼弹簧6支撑在衔铁5与紧固螺套7之间使衔铁5的上端面抵靠在开口垫圈4的底平面上；油嘴紧固螺套24将针阀体25固联在喷油器本体13的下端平面上。针阀体25同心制出中孔，在所述中孔下端制有锥孔与之相连，在所述锥孔的下端制有一个囊形中心孔的压力室251，放射状分布的喷油孔252一端与所述压力室251相通，另一端通向针阀体25外部；活塞17插装在活塞套12的中孔内，针阀19插装在针阀体25的中孔内，接杆套管18将活塞17与针阀19固联在一起，针阀19下端的锥体与针阀体25下端的锥孔形成一个可开关的密封带, 在针阀17的直径制出的用以将高压盛油腔132内的高压燃油输送到密封带处的直槽，当针阀19开启后高压燃油能够穿过针阀19与针阀体25的密封带，流入压力室251并经喷油孔252喷出。

现有技术的电控共轨喷油器的不足在于：使系统的效率降低。由于零件在制造过程中产生形状、位置误差是不可避免的,这些误差主要包括:针阀体25的中心孔与其上端平面不可能绝对垂直，喷油器本体13的下端平面与其上端中心容腔平面不可能绝对平行，活塞套12的中孔与上端平面不可能绝对垂直。因为以上述误差是必然存在的，所以活塞套12的上平面也就必然不可能与阀座11的台阶平面完全贴合，也就是说，在活塞套12的上平面与阀座11的台阶平面之间必然存在缝隙，在喷射装置喷油时首先给电磁铁1通电，电磁铁1受到激励后通过驱动衔铁5使阀杆3上升，此时控制室113内的高压燃油将密封球10冲起，控制室113内的燃油经由出油计量孔111、阀座11的锥孔与密封球10之间的间隙流向低压区。由于进油计量孔112的直径比出油计量孔111小，所以导致控制室内的压力下降，又因为活塞套12的外部均浸没在喷油器本体13中心的高压盛油腔132之中，此时高压盛油腔132中仍为高压，因此控制室113与高压盛油腔132之间就会有压差存在，在所述该压差的驱动下高压盛油腔132内高压燃油就会通过活塞套12的上平面与阀座11的台阶平面之间的缝隙泄漏到控制室113中，结果使控制室113内的燃油压力上升。控制室113内的燃油压力是决定活塞17上升还是下降的，以便用来开启或者关闭喷射。由于所述动态泄漏的存在改变了控制室113的状态，打乱了喷射装置的开关动作规律。为了不影响喷射装置的喷射规律，就必须通过加大出油计量孔直径的方法将动态泄漏进入控制室113内的多余燃油泄放掉。结果导致系统的效率降低。

现有技术的电控共轨喷油器的不足在于：影响发动机“喷油正时”和喷油量的准确性。本来控制室113内的燃油压力大小是由进油计量孔112与出油计量孔111决定的，但由于所述活塞套12的上平面与阀座11的台阶平面之间的缝隙泄漏的存在，等于又增加了一个进入控制室113的通道，使控制室113内的燃油压力下降缓慢，结果导致在开启喷射的过渡过程的开启延迟时间增加。当所述缝隙过大时甚至会导致喷射装置不能开启。喷射开始的时刻的相位与发动机的“喷油正时”相对应，如果开启延迟时间增加就意味着喷射开始的时刻被延迟。在喷射关闭的过渡过程中由于所述活塞套12的上平面与阀座11的台阶平面之间的缝隙泄漏的存在，高压盛油腔132内高压燃油也会从缝隙进入控制室113内使控制室113内的压力上升加快，导致关闭喷射的过渡过程的关闭延迟时间减少。又上分析可知，由于所述活塞套12的上平面与阀座11的台阶平面之间的缝隙泄漏的存在，可使喷射装置开启延迟时间加长、关闭延迟时间缩短，那么晚开早关的结果意味着从开启到关闭的喷油持续期变短，而喷油持续期变短就意味着喷油量变少。因此，喷射装置的喷油量的精准性也会受到影响。

现有技术的电控共轨喷油器的不足还在于：影响喷射装置的性能的一致性。所述缝隙泄漏的影响还不仅如上所述，实际上由于加工误差所具有的不可控性将导致“喷油正时”以及喷油量的不可控性，还将严重的影响发动机性能的一致性，如果一台发动机中的各个气缸的喷射装置因为泄漏量不同而使得“喷油正时”和喷油量的差别超出标准要求，将影响发动机的油耗、噪声、振动、排放等方面性能，这是不能接受的。在极端的情况下，如果有大量的高压燃油从活塞套12的上端平面与阀座11台阶平面之间的缝隙泄漏到控制室113内，将有可能使控制室113内燃油的压力不能降低到能使针阀19抬起所需要的临界压力，此时，针阀19将不能抬起，电控共轨喷油器将失去喷射的功能，这是绝对不能容许的。

现有技术的电控共轨喷油器的不足还在于：精度要求高，提高了加工成本。由于零件在制造过程中产生形状、位置误差是不可避免的,因此由针阀体25的中心孔与其上端平面的垂直度、喷油器本体13的下端平面与其上端中心容腔平面的平行度、活塞套12的中孔与上端平面的垂直度的误差是必然存在的，所以活塞套12的上平面也就必然不可能与阀座11的台阶平面完全贴合。为了使活塞套12的上平面与阀座11的台阶平面接近贴合的状态，只有通过提高上述零件的加工精度的措施达到减少动态泄漏的目的，提高零件的加工精度就意味着提高成本。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的电控共轨喷油器存在的动态泄漏的不足之处，旨在提供一种能够消除因零件加工造成的形状和位置误差对泄漏的影响的一种高效率的电控共轨喷油器。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是，一种高效率的电控共轨喷油器，其特征在于：在阀座11的下平面与活塞套12之间设置活塞套座26，所述的活塞套座26是圆柱形状，底部制出锥孔，在所述锥孔上面制出台阶孔，在所述台阶孔的上面制出小圆孔，活塞套座26的上平面与阀座11的下平面抵靠在一起；活塞套12上端制出球缺形状的球面与所述活塞套座26底部的锥孔相配合形成铰接的线密封结构。

进一步，所述的活塞套12内插装活塞和针阀一体制造的活塞针阀27。

进一步，在活塞针阀27上端中心制出一个竖孔272，并在竖孔272下端制出一个横孔271与竖孔272相通，所述的横孔271两端制出使横孔271与控制室113相通,以便在活塞针阀27顶部运动到与活塞套座26的下平面接触封住阀座11的中心孔时控制室113的燃油仍可通过所述横孔271与竖孔272流出控制室113流到低压区的平面。

本实用新型的电控共轨喷油器相比于现有技术具还有如下有益效果：由于采用了活塞套12与活塞套座26的球形铰接形式的线密封结构，使活塞套12可以绕自身的球心自由转动，通过所述活塞套12绕自身的球心自由的转动可以对喷油器本体13中孔台阶平面与喷油器本体13底平面的平行度、针阀体25中孔与其上平面的垂直度、活塞针阀27的直线度等误差进行补偿，使在开启和关闭的动态过程中,可能导致的阀座11的下平面与活塞套座26的上平面之间可能出现的泄漏缝隙得以消除，从而可以避免在喷射期间高压燃油流入控制室113内，使控制室113内的压力可控性大大提高，从而可以获得精准的喷射开启延迟和关闭延迟时间以及精准的喷油量。进一步的，也是由于采用了活塞套12与活塞套座26的球形铰接形式的线密封结构简化了组成所述该球形铰接形式的线密封结构的零件的工艺难度，从而大大的降低了电控喷射装置的成本。

附图说明

图1是本实用新型一种高效率的电控共轨喷油器的结构示意图。

图2是图1的局部放大示意图。

图3是现有技术的高压燃油喷射装置结构示意图。

图中：1电磁铁，2电磁铁弹簧，3阀杆，4开口垫圈, 5衔铁，6阻尼弹簧，7紧固螺套，8阀杆行程调节垫，9密封球座,10密封球，11阀座，12活塞套，13喷油器本体，14针阀弹簧，15调整垫，16开口挡圈，17活塞，18接杆套管，19针阀，20电磁铁密封圈，21进油螺栓密封垫，22进油滤芯,23进油螺栓, 24油嘴紧固螺套，25针阀体，26活塞套座，27活塞针阀，28紧固螺套，101低压出油孔，701低压通油孔，111出油计量孔，112进油计量孔，113控制室，114横槽，131高压进油孔，132高压盛油腔，251压力室，252喷油孔，271横孔，272竖孔。

具体实施方式

为进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

图1和图2示出了本实用新型的一种高效率的电控共轨喷油器的实施例，其特征在于：在阀座11的下平面与活塞套12之间设置活塞套座26，所述的活塞套座26是圆柱形状，底部制出锥孔，在所述锥孔上面制出台阶孔，在所述台阶孔的上面制出小圆孔，活塞套座26的上平面与阀座11的下平面抵靠在一起；活塞套12上端制出球缺形状的球面与所述活塞套座26底部的锥孔相配合形成铰接的线密封结构。

进一步，所述的活塞套12内插装活塞和针阀一体制造的活塞针阀27。

进一步，在活塞针阀27上端中心制出一个竖孔272，并在竖孔272下端制出一个横孔271与竖孔272相通，所述的横孔271两端制出使横孔271与控制室113相通,以便在活塞针阀27顶部运动到与活塞套座26的下平面接触封住阀座11的中心孔时控制室113的燃油仍可通过所述横孔271与竖孔272流出控制室113流到低压区的平面。

进一步，具有上粗下细的两级同心圆柱体的阀座11同心安装在喷油器本体13的中心容腔平面之上,紧固螺套将阀座11、阀杆行程调节垫8固联在喷油器本体13中心容腔的台阶平面上，阀座11同心制有中心孔，在阀座11细长直径圆柱的左侧中上部制有一个横向锥孔，在所述锥孔底部制有一个横向的进油计量孔112与阀座11中心孔相通，阀座11中心孔的上部制有一个出油计量孔111,出油计量孔111上端与锥形孔相连，所述该锥形孔上依次同心安装密封球10、密封球座9、阀杆3，在阀杆3的上肩部同心套装一个电磁铁弹簧2，电磁铁弹簧2的上平面抵靠在电磁铁1的中孔容腔平面，电磁铁弹簧2的下平面，支撑在阀杆3的上肩部平面上，由电磁铁1上的紧固螺套28同心将电磁铁1固联在喷油器本体13上部，电磁铁密封圈20安装在电磁铁1与喷油器本体13之间起密封低压燃油防止渗漏的作用。在阀杆3的中上部制有同心环形凹槽，开口垫圈4卡装在所述阀杆3的凹槽中，衔铁5同心套装在阀杆上，阻尼弹簧6同心支撑在紧固螺套7与衔铁5之间以便保证所述衔铁5在静态时其上平面始终抵靠在开口垫圈4的下平面上。活塞针阀27是一个集成了活塞和针阀两种功能的零件，活塞针阀27上端的活塞直径部分同心装入活塞套12的内孔中，活塞套座26的下端、以及活塞针阀27上端为界所辖的活塞套12中心容腔部分的容积被称为控制室113，活塞套座26、活塞套12的外部均浸没在喷油器本体13中心部位的高压盛油腔132当中，在活塞针阀27中部制有一个同心环形凹槽，开口挡圈16卡装在凹槽内，开口挡圈16的上平面同心装有调整垫15，用以调整针阀弹簧14预压缩量，针阀弹簧14支撑在调整垫15的上平面与活塞套12的下平面之间。针阀体25由油嘴紧固螺套24同心固联在喷油器本体的下平面上，在活塞针阀27的下部针阀部分的下端制出一个圆锥体，所述圆锥体与针阀体25下部中心容腔的锥孔配合，形成一个可开关的密封带,针阀体25锥孔的下部制有一个称为压力室251的囊形中心孔，放射状分布的喷油孔252一端与所述压力室251相通，另一端通向针阀体25外部, 活塞针阀27与针阀体25配合部分的直径制出轴向凹陷的直槽，使活塞针阀27与针阀体25的所述该直径既可以对针阀的上下运动起导向作用，又能在喷射时为高压盛油腔132的高压燃油流入压力室提供流道，只要活塞针阀27抬起，高压燃油即可流入压力室251然后经由喷油孔252喷出。

喷射时，首先给电磁铁1通电，衔铁5产生一个向上的电磁力，所述该电磁力克服电磁铁弹簧2的弹簧力并带动阀杆3向上运动，与此同时，控制室113内燃油压力直接冲向密封球10，并带动密封球座9一起离开阀座11的密封锥面，控制室内的燃油开始经由出油计量孔111、低压通油孔701、低压出油孔101流低压回油箱，使得控制室113内的燃油压力持续下降，导致活塞针阀27向下的作用力持续减小，另一方面，高压盛油腔132内燃油对活塞针阀27向上的作用力没有变化，当活塞针阀27和针阀弹簧14的弹簧力向下的合力小于高压盛油腔132内燃油对活塞针阀27向上的作用力时，活塞针阀27向上抬起，使高压盛油腔132与压力室251相通，来自高压盛油腔132的高压燃油进入压力室251并经由与压力室251相连通的喷油孔252向外喷射。

电磁铁1断电后，电磁力消失，在电磁铁弹簧2的作用下使阀杆3向下运动驱动密封球座9、密封球10落座，将阀座11的锥孔密封，出油计量孔111向外流的路径被切断，但此时高压燃油仍然通过进油计量孔112流入控制室113，使得控制室113内的压力迅速升高，推动活塞针阀27向下运动直至关闭，喷油结束。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。

Claims (3)

1.一种高效率的电控共轨喷油器，其特征在于：在阀座（11）的下平面与活塞套（12）之间设置活塞套座（26），所述的活塞套座（26）是圆柱形状，底部制出锥孔，在所述锥孔上面制出台阶孔，在所述台阶孔的上面制出小圆孔，活塞套座（26）的上平面与阀座（11）的下平面抵靠在一起；活塞套（12）上端制出球缺形状的球面与所述活塞套座（26）底部的锥孔相配合形成铰接的线密封结构。

2.根据权利要求1所述的一种高效率的电控共轨喷油器，其特征在于：所述的活塞套（12）内插装活塞和针阀一体制造的活塞针阀（27）。

3.根据权利要求2所述的一种高效率的电控共轨喷油器，其特征在于：在活塞针阀（27）上端中心制出一个竖孔（272），并在竖孔（272）下端制出一个横孔（271）与竖孔（272）相通，所述的横孔（271）两端制出使横孔（271）与控制室（113）相通,以便在活塞针阀（27）顶部运动到与活塞套座（26）的下平面接触封住阀座（11）的中心孔时控制室（113）的燃油仍可通过所述横孔（271）与竖孔（272）流出控制室（113）流到低压区的平面。

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