大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥的製作方法

2023-09-19 08:07:25

專利名稱：大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種高壓供油系統。特別是涉及一種能夠實現對增壓式柴油機高壓燃油 噴射壓力發生系統高速、大流量控制的大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥。
背景技術：
眾所周知，電控高壓共軌技術是當前發動機先進技術之一，由於其共軌壓力與發動 機轉速無關、共軌壓力值和噴油器噴油定時、噴油量可以靈活調整以及較高的燃油噴射 壓力等優點，已經引起柴油機行業的密切關注。國際上高壓共軌技術正朝著噴射壓力大 於2000bar的超高壓方向發展，目前國外高壓共軌系統的噴射壓力已經能夠達到 1600bar，個別達到1850bar，但要實現超過2000bar的超高壓力，存在很大的難度。那 是因為，高壓共軌的壓力決定了從泵到軌、噴油器必須具有很好的材料力學性能和很高 的加工精度。要共軌壓力達到2000bar以上的超高壓力，就對柱塞泵的泵油能力提出了 更高的要求。因為柱塞泵中的出油單向閥有一個開啟壓力，只有高壓柱塞腔的壓力大於 該開啟壓力時，高壓柱塞泵才能向共軌管供油。這意味著共軌管的壓力為2000bar時柱 塞腔的壓力要更高，這對柱塞及柱塞套偶件的加工精度及材料力學性能提出了更高要求。 由於國內柱塞及柱塞套的材料及加工設備的限制，短期內研發超高壓共軌技術不太現實， 因此我們考慮採用更加現實的方法實現高壓共軌技術。
基於以上問題，專利號為ZL200620026385. X的專利公開了一種用於柴油機的可調整 的高壓燃油噴射系統。該系統由高壓燃油噴射迴路和低壓壓力閉環控制迴路構成。高壓 燃油噴射迴路主要包括電液兩級控制閥、增壓器及噴油器，低壓迴路由中壓柱塞泵、蓄 壓器、溢流閥、壓力傳感器及電控單元構成。該系統可以在中壓柱塞泵的基礎上實現高 壓燃油噴射，對柱幾偶件的加工精度和材料沒有太高要求，易於在當前的條件下實現產 業化。
增壓供油系統的控制閥是系統正常工作的決定性部分，必須具有高的開關響應同時 打開時具有較大的流通面積。普通的球閥能夠滿足快速響應的要求，但由於系統油壓較 大，則需要很大的開啟電磁力，難以實現；普通的滑閥受工作油壓的影響較小但開關響 應難以滿足要求。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種可以在電磁力的作用下實現大流通量閥門 的快速丌關控制，能夠滿足增壓供油系統的特殊要求的大流量供油、回油快速切換的電 液伺服閥。本發明所採用的技術方案是 一種大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥，包括 形成有工作油口和進油口的工作閥體，還設置有具有軸向貫通孔的節流塊以及具有回 油口的回油閥體，所述的節流塊、工作閥體和回油閥體依次連接整體沿軸向形成有與所 述的工作油口和進油口、貫通孔及回油口相連通的回油通道，並通過設置於節流塊另一 側的用於控制貫通孔導通與關閉的電磁閥和設置於所述回油通道內的球閥來控制整體油 .路的開關。
所述的球閥包括有設置在回油閥體的回油通道內的回油球閥、設置在工作閥體的回 油通道內的進油球閥。
所述的電磁閥是通過設置在節流塊的貫通孔埠的開關球閥來控制貫通孔的導通與 關閉。
所述的形成在回油閥體內的回油通道內設置有位於回油口一側的彈簧，以及與彈簧 銜接且位於工作閥體一側的通過第二擋塊支撐的回油球閥。
所述的形成在工作閥體上的回油通道內在位於所述回油閥體一側設置有球閥座， 所述的球閥座的軸向形成有分別與回油閥體的回油通道、工作閥體的回油通道、以及所 述的工作油口連通的貫通孔，所述的貫通孔內設置有推桿，所述的推桿的一端銜接回油 球閥，在球閥座的另一側設置有通過第一擋塊支撐的進油球閥，所述推桿的另一端銜接 進油球閥，所述的位於第一擋塊另一側的回油通道與進油口連通；在工作閥體與節流塊 銜接的一端軸向形成有與所述的回油通道以及節流塊上的貫通孔相連通的壓力室，所述 的壓力室內設置有柱塞，所述的柱塞上還連接有與進油球閥銜接的柱塞推桿。
所述的工作閥體上還形成有使壓力室分別與進油口連通的進油通路和與回油口連通 的回油通路。
所述的球閥座兩端分別對應回油球閥和進油球閥形成有密封錐面，並通過推桿和兩 個密封錐面使油路的一端打開而另一端關閉。
所述的電磁閥採用由開關控制電路控制的電磁閥，或是由線圈和銜鐵構成的閥裝置。 本發明的大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥，克服了現有技術的不足，解決 了現有技術難以實現的增壓式柴油機高壓燃油噴射壓力發生系統高速、大流量控制問題。 本設計構思巧妙，結構簡單，是一種電磁控制的電液兩級的兩位三通閥，能迅速抬起球 閥，打開控制迴路，控制迴路又控制柱塞進一歩控制一個較大閥門的開啟和關閉。既能 滿足控制速度響應又能滿足流量要求。本發明可在較大壓力下工作而與電磁閥相連的球 閥受壓力的影響很小。電磁閥採用常用的線圈及銜鐵結構，不僅使系統工作可靠而且節 約成本，易於產業化製造。


圖1是本發明的大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥的結構示意圖。 g巾-1:回油口2:彈簧
3:回油球閥4:工作油口
5:推桿6:進油球閥
7:進油口8:柱塞
9:開關球閥10:電磁閥
11:節流塊12:工作閥體
13:第一擋塊14:球閥座
15:第二擋塊16:回油閥體
17:壓力室18:貫通孔
19:電磁閥銜鐵20:柱塞推桿
21:進油通路22:回油通路
23、24:密封錐面25:接線柱
26:電磁線圈27:彈簧
具體實施例方式
下面結合實施例和附圖對本發明的大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥做出詳 細說明。
如圖1所示，本發明的大流量供油、.回油快速切換的電液伺服閥，包括形成有工作
油口 4和進油口 7的工作閥體12，具有軸向貫通孔18的節流塊11以及具有回油口 1的 回油閥體16，所述的節流塊11、工作閥體12和回油閥體16依次連接整體沿軸向形成有 與所述的工作油口 4和進油口 7、貫通孔18及回油口 l相連通的回油通道，並通過設置 於節流塊11另一側的用於控制貫通孔18導通與關閉的電磁閥IO和設置於所述回油通道 內的球閥來控制整體油路的開關。所述的電磁閥IO是通過設置在節流塊11的貫通孔18 埠的開關球閥9來控制貫通孔18的導通與關閉。所述的電磁閥10採用由由任何一種 開關控制電路進行通、斷電控制的電磁閥，或其他類似的線圈和銜鐵構成的閥裝置。
所述的球閥包括有設置在回油閥體16的回油通道內的回油球閥3、設置在工作閥體 12的回油通道內的進油球閥6。
所述的形成在回油閥體16內的回油通道內設置有位於回油口 l一側的彈簧2，以及 與彈簧2銜接且位於工作閥體12 —側的通過第二擋塊15支撐的回油球閥3。
所誶的形成在工作閥體12上的回油通道內在位於所述回油閥體16 —側設置有球 閥座14,所述的球閥座14的軸向形成有分別與回油閥體16的回油通道、工作閥體12 的回油通道、以及所述的工作油口 4連通的貫通孔，所述的球閥座14兩端分別對應回油 球閥3和進油球閥6形成有可嵌入部分回油球閥3和部分進油球閥6的密封錐面23、24。 所述的貫通孔內設置有推桿5，所述的推桿5的一端銜接回油球閥3，在球閥座14的另 一側設置有通過第一擋塊13支撐的進油球閥6，所述推桿5的另一端銜接進油球閥6，所述的位於第一擋塊13另一側的回油通道與進油口 7連通。通過推桿5和兩個密封錐面 23、 24使油路的一端打開而另一端關閉。在工作閥體12與節流塊11銜接的一端軸向形 成有與所述的回油通道以及節流塊11上的貫通孔18相連通的壓力室17，所述的壓力室 17內設置有柱塞8，所述的柱塞8上還連接有與進油球閥6銜接的柱塞推桿20。所述的 工作閥體12上還形成有使壓力室17分別與進油口 7連通的進油通路21和與回油口 1連 通的回油通路22。
本發明的大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥，通過對電磁閥通電和斷電，電 磁閥處於開和關兩種狀態，進而控制球閥9的打開和關閉，最終實現了進油狀態和回油 狀態的控制。
電磁閥10通電時，大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥處於供油模式。 具體工作過程為，電磁閥通電後將開關球閥9在電磁力的作用下，克服彈簧27的作 用力抬起，節流塊11上的貫通孔18打開，位於柱塞8右側的壓力控制室17與回油通路 22接通，油壓下降，回油球閥3、推桿5、進油球閥6以及柱塞8在彈簧2的作用下向右 運動。回油球閥3壓在球閥座14的密封錐面23上，關閉回油通路22。同時由於進油球 閥6向右運動，使進油口7和工作油口4接通，此時高壓供油系統處於供油模式。 電磁閥10斷電時，大流量供油、回油快速切換的電液伺服闊處於回油模式。 具體工作過程為，電磁閥斷電後將開關球閥9在彈簧27的作用下落座，節流塊ll 上的貫通孔18關閉，位於柱塞8右端的壓力控制室17與進油通路21接通，而與回油通 路22斷開，油壓上升。回油球閥3、推桿5、進油球闊6及柱塞8在壓力控制室17內液 壓壓力的作用下，克服彈簧2的作用力向左運動。此時，進油球閥6壓在球閥座14的密 封錐面24上，將進油通路21切斷。同時由於回油球閥3向左運動，使得回油口 1和工 作油口 4接通。此時高壓供油系統處於回油模式，系統在有油壓而未工作時將一直處於 這種模式。
本發明的大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥，主要是利用電磁鐵驅動球閥9， 從而改變柱塞壓力控制室的壓力，通電時其壓強接近回油壓力，斷電時其壓強等於供油 壓力，使其快速克服彈簧2的作用力和球閥3、 6上的液壓力進行回油。而在通電時球閥 9打開，壓力控制室壓力下降，彈簧2的彈簧力則足夠強大，能夠快速將回油球閥關閉， 同時打開進油球閥。因此本發明的電磁閥可以實現大油量供油和回油的快速切換，是電 磁控制的液力伺服放大的二位三通電磁閥。採用兩級的設計思路，電磁閥帶動的球閥控 制液力控制迴路，液力控制迴路又控制柱塞進一步控制一個機械閥門的開啟和關閉，實 現了大流通量閥門的快速開關控制，充分滿足增壓供油系統的要求。
權利要求
1. 一種大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥，包括形成有工作油口(4)和進油口(7)的工作閥體(12)，其特徵在於，還設置有具有軸向貫通孔(18)的節流塊(11)以及具有回油口(1)的回油閥體(16)，所述的節流塊(11)、工作閥體(12)和回油閥體(16)依次連接整體沿軸向形成有與所述的工作油口(4)和進油口(7)、貫通孔(18)及回油口(1)相連通的回油通道，並通過設置於節流塊(11)另一側的用於控制貫通孔(18)導通與關閉的電磁閥(10)和設置於所述回油通道內的球閥來控制整體油路的開關。
2. 根據權利要求l所述的大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥，其特徵在於， 所述的球閥包括有設置在回油閥體(16)的回油通道內的回油球閥(3)、設置在工作閥 體(12)的回油通道內的進油球閥(6)。
3. 根據權利要求l所述的大流量供油、回油快速切換的電液伺服闊，其特徵在於， 所述的電磁閥(10)是通過設置在節流塊(11)的貫通孔(18)埠的開關球閥(9)來 控制貫通孔(18)的導通與關閉。
4. 根據權利要求l所述的大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥，其特徵在於， 所述的形成在回油閥體(16)內的回油通道內設置有位於回油口 (1) 一側的彈簧(2)， 以及與彈簧(2)銜接且位於工作閥體(12) —側通過第二擋塊(15)支撐的回油球閥(3)。
5. 根據權利要求l所述的大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥，其特徵在於， 所述的形成在工作閥體(12)上的回油通道內在位於所述回油閥體(16) —側設置有 球閥座(14)，所述的球閥座(14)的軸向形成有分別與回油閥體(16)的回油通道、 工作閥體(12)的回油通道、以及所述的工作油口 (4)連通的貫通孔，所述的貫通孔內 設置有推桿(5)，所述的推桿(5)的一端銜接回油球閥(3)，在球閥座(14)的另一 側設置有通過第一擋塊(13)支撐的進油球閥(6)，所述推桿(5)的另一端銜接進油 球閥(6)，所述的位於第一擋塊(13)另一側的回油通道與進油口 (7)連通；在工作 閥體(12)與節流塊(11)銜接的一端軸向形成有與所述的回油通道以及節流塊(11) 上的貫通孔(18)相連通的壓力室(17)，所述的壓力室(17)內設置有柱塞(8)，所 述的柱塞(8)上還連接有與進油球閥(6)銜接的柱塞推桿(20)。
6. 根據權利要求4所述的大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥，其特徵在於， 所述的工作閥體(12)上還形成有使壓力室(17)分別與進油口 (7)連通的進油通路(21) 和與回油口 (1)連通的回油通路(22)。
7. 根據權利要求5所述的大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥，其特徵在於， 所述的球閥座(14)兩端分別對應回油球閥(3)和進油球閥(6)形成有密封錐面(23、 24)，並通過推桿(5)和兩個密封錐面(23、 24)使油路的一端打開而另一端關閉。
8. 根據權利要求l所述的大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥，其特徵在於， 所述的電磁閥(10)採用由丌關控制電路控制的電磁閥，或是由線圈和銜鐵構成的閥裝 置。
全文摘要
一種大流量供油、回油快速切換的電液伺服閥，包括形成有工作油口和進油口的工作閥體，具有軸向貫通孔的節流塊，具有回油口的回油閥體，節流塊、工作閥體和回油閥體依次連接整體沿軸向形成與工作油口和進油口、貫通孔及回油口相連通的回油通道，通過設置於節流塊另一側的用於控制貫通孔導通與關閉的電磁閥和設置於回油通道內的球閥來控制整體油路的開關。球閥有設置在回油閥體的回油通道內的回油球閥、和工作閥體的回油通道內的進油球閥。電磁閥通過設置在節流塊埠的開關球閥來控制貫通孔的導通與關閉。本發明能迅速抬起球閥，打開控制迴路，控制迴路又控制柱塞進一步控制一個較大閥門的開啟和關閉。可在大壓力下工作，與電磁閥相連的球閥受壓力的影響很小。
文檔編號F02M47/00GK101435397SQ20081015429
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月19日 優先權日2008年12月19日
發明者劉學龍, 強 戰, 蘇萬華, 裴毅強 申請人:天津大學