船用重油柴油機電控共軌噴油器的製造方法
2023-05-06 07:48:31 1
船用重油柴油機電控共軌噴油器的製造方法
【專利摘要】本實用新型的目的在於提供船用重油柴油機電控共軌噴油器，包括噴油器體、電磁閥部分、液力平衡閥部分、控制腔體、噴油嘴體，電磁閥部分包括鐵芯、電磁線圈、銜鐵、閥杆和閥杆套；線圈纏繞在鐵芯上面，鐵芯的下面為銜鐵，銜鐵和閥杆通過螺母相連，閥杆外面是閥杆套，在閥杆套上布置有回油孔，閥杆和位於其下面的液力平衡閥相連，液力平衡閥在銜鐵復位彈簧的作用下落座在平衡閥閥座體的閥座上，閥座體下面是控制腔體，控制腔體和針閥形成控制腔，控制腔連通重油進油、洩油油路，液力平衡閥內部中空，平衡閥體上有兩道儲油槽。本實用新型能改善動態響應特性，實現對噴油定時、噴油規律和循環噴油量的精確柔性控制，特別是多次噴射技術的實現。
【專利說明】船用重油柴油機電控共軌噴油器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及的是一種船用柴油機，具體地說是船用柴油機的噴油器。
【背景技術】
[0002]機械式噴油器具有結構簡單和工作可靠性高等優點，在傳統的船用重油柴油機上得到了廣泛地使用，但機械式噴油器也存在一定的不足，在發動機全工況上，無法實現噴油定時、噴油規律和循環噴油量的精確柔性控制，由於是脈動供油，低速、小負荷工況時噴射壓力較低，這嚴重影響燃油霧化質量，造成經濟性和排放性變差，因此船用機械式噴油器已無法滿足當今對燃油經濟性和日益嚴格的排放法規的要求。在電控共軌噴油器上使用高速電磁閥，通過控制高速電磁閥的通電時刻、通電時間實現對噴油定時、循環噴油量的精確柔性控制，這是實現船用重油柴油機高燃油經濟性、低有害物排放的有效手段。
[0003]在文獻《船用重油電磁控制噴油器》上提出了使用隔離塊來防止重油進入電磁閥區域油腔的方法，利用控制活塞和控制腔體形成控制腔。由於控制活塞的存在會使得噴油器運動件的質量增加，運動慣性增大，會造成噴油器工作的動態響應變慢。此外，控制腔在噴油器的上部，且遠離針閥，這會增大噴油器工作時燃油液力的滯後，降低噴油器的動態響應特性。噴油器動態響應特性的變差直接降低電控噴油器控制單元對噴油定時、噴油規律和循環噴油量的控制精度，這將增加柴油機的燃油消耗率和惡化排放。
[0004]船用重油柴油機的工作燃油為重油，粘度較大，需要對其進行預加熱使之具有流動性才能正常使用，但是高溫重油具有很強的腐蝕性，因此在以重油為工作燃油的電控共軌噴油器中，應防止重油在洩油過程中進入到電磁閥所處的油腔內，以保證電磁閥正常工作，同時還需要對電磁閥進行冷卻。車用共軌噴油器則以柴油為燃油，不存在燃油對電磁閥的腐蝕作用，同時也沒有對電磁閥冷卻的必要性，因此車用大流量共軌噴油器無法直接應用於船用重油柴油機，需要對噴油器重新進行結構設計以適應重油燃料的需要。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的在於提供可靠性高、燃油噴射量精確的船用重油柴油機電控共軌噴油器。
[0006]本實用新型的目的是這樣實現的:
[0007]本實用新型船用重油柴油機電控共軌噴油器，其特徵是:包括噴油器體、電磁閥部分、液力平衡閥部分、控制腔體、噴油嘴部分，電磁閥部分設置在噴油器體裡，噴油器體、液力平衡閥部分、控制腔體、噴油嘴部分自上而下依次設置，電磁閥部分包括鐵芯、銜鐵、銜鐵回位彈簧、閥杆、閥杆套，鐵芯設置在噴油器體裡，銜鐵位於鐵芯下方，閥杆與銜鐵相連，閥杆套設置在閥杆外，閥杆套上布置有回油孔，閥杆上端穿過銜鐵，鐵芯裡安裝銜鐵回位彈簧，閥杆上端頂在銜鐵回位彈簧上，液力平衡閥部分包括平衡閥閥芯、平衡閥閥座體，平衡閥閥座體位於噴油器體和控制腔體之間，平衡閥閥芯設置在平衡閥閥座體裡，閥杆與平衡閥閥芯固連，平衡閥閥芯內部設置有閥芯空腔，噴油器體上分別設置潤滑油進油油路、潤滑油回油油路、第一回油油路，潤滑油進油油路與銜鐵和鐵芯之間的腔相通，潤滑油回油油路與銜鐵下端面和噴油器體之間的腔相通，回油油路與回油孔相通，平衡閥閥座體裡設置洩油油腔、重油洩油油路、第二回油油路，平衡閥閥座體裡的平衡閥閥芯上端處存在空腔，該空腔與洩油油腔相通，重油洩油油路與洩油油腔相通，閥芯空腔與第二回油油路相通。
[0008]本實用新型還可以包括:
[0009]1、噴油嘴部分包括針閥、針閥復位彈簧、針閥座、噴油嘴、噴油嘴體、套筒，控制腔體裡與噴油嘴體相鄰處設置控制腔，套有針閥復位彈簧的針閥上端部位於控制腔裡，針閥座安裝在噴油嘴體裡，針閥下端部在針閥復位彈簧作用下貼合在針閥座上，針閥和噴油嘴體之間形成盛油槽，噴油器體裡設置進油主油路，進油主油路經過液力平衡閥部分、控制腔體和噴油嘴體並與盛油槽相通，控制腔通過進油節流孔與進油主油路相通，控制腔通過洩油節流孔與重油洩油油路相通，噴油嘴設置在噴油嘴體的下方，套筒套在噴油嘴體和噴油嘴的外部。
[0010]2、銜鐵上沿其圓周布置有四個阻尼孔。
[0011]3、閥杆套上布置有密封圈，閥杆套通過密封圈與噴油器體固定連接，閥杆和閥杆套採用偶件間隙密封。
[0012]本實用新型的優勢在於:
[0013]1、本實用新型的船用重油柴油機電控共軌噴油器的噴油過程是通過對高速電磁閥的精確控制實現對噴油定時、噴油規律和循環噴油量的精確柔性控制，特別是多次噴射技術的實現，允許船用大功率柴油機在提高燃油經濟性的前提下滿足日益嚴格的排放法規的要求；2、電磁閥閥杆和閥杆套為一對精密偶件，可有效防止重油進入到電磁閥所處的油腔內，避免電磁鐵和銜鐵受到重油的腐蝕，保證電磁閥安全可靠的工作。閥杆套上設置回油孔，可及時將重油和潤滑油的混合油通過該回油孔和噴油器體上相應的油路排出；3、帶有錐形密封面的液力平衡閥的使用使得電磁閥所需要的電磁力不受軌壓變化的影響，僅需較小的電磁力就克服彈簧力的作用而開啟平衡閥，這對減小電磁閥的外形尺寸具有重要意義；4、控制腔由控制腔體和針閥形成，並接近於針閥，可有效減小燃油液力的滯後，提高對噴油器針閥運動的控制精度，改善噴油器工作的動態響應特性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0015]圖2為本實用新型的電磁閥部分和液力平衡閥部分的結構示意圖；
[0016]圖3為本實用新型的噴油嘴部分的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述:
[0018]結合圖1?3，本實用新型的船用重油柴油機電控共軌噴油器由噴油器體1、電磁閥部分2、液力平衡閥部分3、控制腔體4和噴油嘴5和組成。
[0019]電磁閥部分2包括鐵芯6、銜鐵7、線圈8、閥杆9、閥杆套10、銜鐵回位彈簧11，在噴油器體上布置有潤滑油進油油路12和回油油路13，作用是在電磁鐵和銜鐵間形成薄的油膜，減小閥杆在運動過程中的振動，在銜鐵7上布置有圓周分布的四個阻尼孔14，作用是減小閥杆上升過程中電磁鐵與銜鐵間的液動力，提高電磁閥動態響應速度。銜鐵7位於鐵芯6的下面，銜鐵7和閥杆9通過螺母相連，在電磁力的作用下銜鐵7和閥杆9共同運動。閥杆9和閥杆套10為一對精密偶件，閥杆套10和噴油器體I通過兩道密封圈固定相連，在閥杆套上開有回油孔，該回油孔和噴油器體上的回油油路15相連通，作用是將重油和潤滑油的混合油排出。液力平衡閥部分3包括帶有錐形密封面的平衡閥閥芯16、平衡閥閥座體17，閥芯16位於閥杆9的下面，和閥杆9是固定相連，閥座體17和噴油器體I通過兩道密封圈固定，平衡閥閥座體17上有重油洩油油路18，該重油洩油油路18和平衡閥閥芯16上部形成的洩油油腔19相連通。液力平衡閥內部有一空腔20，該空腔和一回油油路21相連通，作為液力平衡閥的液力平衡油路。
[0020]噴油器的主體部分由噴油器體1、控制腔體4和噴油嘴部分5組成。控制腔體4包括進油節流孔22、洩油節流孔23。噴油嘴部分5包括針閥24、針閥復位彈簧25、針閥座26、噴油嘴27和套筒28。控制腔29由針閥24和控制腔體4組成。針閥復位彈簧25將針閥24緊密地貼合在針閥座26上。針閥24和噴油嘴體30形成盛油槽31，盛油槽31和重油進油主油路32相連通。
[0021]船用重油共軌噴油器工作時，控制單元採集各傳感器輸入信號，向電磁閥部分2發出指令信號，通過控制電磁閥的開閉來控制控制腔29內的燃油洩油過程，進而實現針閥的打開和落座。重油進入噴油器時，一部分重油通過噴油嘴的進油主油路32進入到噴油嘴的盛油槽31內，另一部分通過控制腔體4上的進油節流孔22進入到控制腔29內。控制腔29和盛油槽31內的壓力相等，在針閥復位彈簧25的作用下，針閥24和針閥座26緊密貼合，噴油器不噴油；當給電磁閥部分2通電後，在電磁力的作用下，銜鐵7帶動閥杆9向上運動，閥杆9帶動液力平衡閥的閥芯16向上運動，使得閥芯16離開閥座體17，此時控制腔29內的重油通過洩油節流孔23和重油洩油油路18洩出，盛油槽31內的壓力降低，當盛油槽31內與控制腔29內的壓差大於針閥復位彈簧25的預緊力時，針閥24離開針閥座26，噴油器開始噴油。
[0022]根據上述工作過程的描述可知，船用重油柴油機電控共軌噴油器受電磁閥控制，通過電磁閥的通、斷電過程實現對循環噴油量、噴油定時和噴油規律的精確柔性控制，特別是，控制腔靠近針閥部分，系統的液力滯後的影響顯著降低，燃油噴射量的控制精度得到大幅度提高。因此，本實用新型在有效提高船用重油柴油機燃油經濟性的前提下，能滿足當前大功率船用柴油機更為嚴格的排放法規的要求。
[0023]本實用新型一種船用重油柴油機電控共軌噴油器，包括噴油器體、電磁閥部分、液力平衡閥部分、噴油嘴、噴油器體上的重油進油、洩油油路、電磁閥的潤滑油進油、回油油路、重油和潤滑油的混合油回油油路，電磁閥部分包括鐵芯、電磁線圈、銜鐵、閥杆和閥杆套；液力平衡閥部分包括帶有錐形密封面的液力平衡閥的閥芯、平衡閥閥座和閥座體。線圈纏繞在鐵芯上面，鐵芯的下面為銜鐵，銜鐵和閥杆通過螺母相連，閥杆外面是閥杆套，在閥杆套上布置有回油孔，閥杆和位於其下面的液力平衡閥相連，液力平衡閥在銜鐵復位彈簧的作用下落座在平衡閥閥座體的閥座上，閥座體下面是控制腔體，控制腔體和針閥形成控制腔，控制腔連通重油進油、洩油油路，液力平衡閥內部中空，平衡閥體上布置有兩道儲油槽。
[0024]電磁閥閥杆和閥杆套同軸，位於噴油器體內，是一對精密偶件，閥杆套上布置有兩道密封圈，通過密封圈把閥杆套和噴油器體固定連接，閥杆套上設置有重油和潤滑油的混合油回油孔，該回油孔和噴油器體上相應的回油油路相連通。從混合油回油孔中流出的潤滑油是用來對閥杆和閥杆套間的間隙摩擦進行潤滑，減小閥杆運動過程中的摩擦，保證閥杆正常運動。
[0025]潤滑油通過噴油器體上布置的潤滑油進油油路進入到銜鐵所處的腔體內，通過噴油器體上的潤滑油回油油路流出。潤滑油一方面在銜鐵與電磁鐵之間形成滑油油膜，以減小電磁閥閥杆向上運動過程中的振蕩，另一方面對電磁閥進行冷卻，保證電磁閥正常工作。
[0026]控制腔由控制腔體和針閥直接形成，控制腔體上設置有重油進油、洩油油路。
[0027]本實用新型電磁閥閥杆和閥杆套為一對精密偶件，可有效防止重油進入到電磁閥所處的油腔內，避免電磁鐵和銜鐵受到重油的腐蝕，保證電磁閥安全可靠的工作，另外閥杆套上設置回油孔，可及時將重油和潤滑油的混合油通過該回油孔和噴油器體上相應的油路排出；採用帶有錐形密封面的液力平衡閥，使得電磁閥所需要的電磁力不受軌壓變化的影響，僅需較小的電磁力就可克服彈簧力的作用而開啟平衡閥，有利於減小電磁閥的外形尺寸；控制腔由控制腔體和針閥形成，並接近於針閥，可有效減小燃油液力的滯後，提高對噴油器針閥運動的控制精度，改善噴油器工作的動態響應特性，實現對噴油定時、噴油規律和循環噴油量的精確柔性控制，特別是多次噴射技術的實現，允許船用大功率柴油機在提高燃油經濟性的前提下滿足日益嚴格的排放法規的要求。
【權利要求】
1.船用重油柴油機電控共軌噴油器，其特徵是:包括噴油器體、電磁閥部分、液力平衡閥部分、控制腔體、噴油嘴部分，電磁閥部分設置在噴油器體裡，噴油器體、液力平衡閥部分、控制腔體、噴油嘴部分自上而下依次設置，電磁閥部分包括鐵芯、銜鐵、銜鐵回位彈簧、閥杆、閥杆套，鐵芯設置在噴油器體裡，銜鐵位於鐵芯下方，閥杆與銜鐵相連，閥杆套設置在閥杆外，閥杆套上布置有回油孔，閥杆上端穿過銜鐵，鐵芯裡安裝銜鐵回位彈簧，閥杆上端頂在銜鐵回位彈簧上，液力平衡閥部分包括平衡閥閥芯、平衡閥閥座體，平衡閥閥座體位於噴油器體和控制腔體之間，平衡閥閥芯設置在平衡閥閥座體裡，閥杆與平衡閥閥芯固連，平衡閥閥芯內部設置有閥芯空腔，噴油器體上分別設置潤滑油進油油路、潤滑油回油油路、第一回油油路，潤滑油進油油路與銜鐵和鐵芯之間的腔相通，潤滑油回油油路與銜鐵下端面和噴油器體之間的腔相通，回油油路與回油孔相通，平衡閥閥座體裡設置洩油油腔、重油洩油油路、第二回油油路，平衡閥閥座體裡的平衡閥閥芯上端處存在空腔，該空腔與洩油油腔相通，重油洩油油路與洩油油腔相通，閥芯空腔與第二回油油路相通。
2.根據權利要求1所述的船用重油柴油機電控共軌噴油器，其特徵是:噴油嘴部分包括針閥、針閥復位彈簧、針閥座、噴油嘴、噴油嘴體、套筒，控制腔體裡與噴油嘴體相鄰處設置控制腔，套有針閥復位彈簧的針閥上端部位於控制腔裡，針閥座安裝在噴油嘴體裡，針閥下端部在針閥復位彈簧作用下貼合在針閥座上，針閥和噴油嘴體之間形成盛油槽，噴油器體裡設置進油主油路，進油主油路經過液力平衡閥部分、控制腔體和噴油嘴體並與盛油槽相通，控制腔通過進油節流孔與進油主油路相通，控制腔通過洩油節流孔與重油洩油油路相通，噴油嘴設置在噴油嘴體的下方，套筒套在噴油嘴體和噴油嘴的外部。
3.根據權利要求1或2所述的船用重油柴油機電控共軌噴油器，其特徵是:銜鐵上沿其圓周布置有四個阻尼孔。
4.根據權利要求1或2所述的船用重油柴油機電控共軌噴油器，其特徵是:閥杆套上布置有密封圈，閥杆套通過密封圈與噴油器體固定連接，閥杆和閥杆套採用偶件間隙密封。
5.根據權利要求3所述的船用重油柴油機電控共軌噴油器，其特徵是:閥杆套上布置有密封圈，閥杆套通過密封圈與噴油器體固定連接，閥杆和閥杆套採用偶件間隙密封。
【文檔編號】F02M51/06GK203978685SQ201420409201
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月23日 優先權日:2014年7月23日
【發明者】趙建輝, 劉鵬, 馬修真 申請人:哈爾濱工程大學