一種帶溢流閥的重油共軌系統的製作方法

2023-05-05 12:38:21 1

一種帶溢流閥的重油共軌系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種帶溢流閥的重油共軌系統包括：輕柴油日用油箱、重油日用油箱、輕/重油切換閥、高壓油泵、共軌管、軌壓傳感器、噴油器、溢流閥和電子控制單元，其中所述溢流閥集成了安全閥和衝洗閥的功能，可同時滿足重油共軌系統超壓保護、輕重油切換衝洗、緊急停車三項功能需求。本發明將原安全閥、衝洗閥兩個安裝接口減少為一個，從而減少共軌系統的高壓密封面，降低了洩漏風險。本發明可應用於各種使用重油共軌系統的柴油機，特別是中型船用柴油機上。
【專利說明】一種帶溢流閥的重油共軌系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種重油共軌系統，尤其涉及一種帶溢流閥的重油共軌系統。

【背景技術】
[0002]高壓共軌燃油系統最主要的作用就是為噴油器儲存和輸送壓力穩定的高壓燃油。為防止共軌系統超壓，通常共軌上要設置安全閥；安全閥作為共軌系統最重要的安保部件，當軌壓超過最大工作壓力時，直接釋放共軌壓力，保護共軌系統及各零部件的安全。
[0003]重油由於其價格優勢廣泛應用於中速柴油機。高壓共軌系統能夠使用重油已經成為一種趨勢。但是重油存在固有的特點，比如重油的雜質多，粘度高，容易凝結堵塞高壓油管、共軌管及限流閥、安全閥、噴油器等精密零部件，造成柴油機無法正常啟動，因此，對於重油共軌系統必須設置衝洗閥用於油品切換過程，衝洗管路和閥件中殘留的重油。
[0004]現有的共軌系統緊急停車時會將高壓油泵處的低壓進油關閉，無法將共軌管內的高壓燃油快速釋放，高壓燃油只能從噴油器的針閥偶件間隙或高壓油泵柱塞間隙洩壓。為確保緊急停車模式下可靠停車，應有必要的裝置用於釋放共軌系統內的高壓。
[0005]傳統重油共軌系統如圖1所示，一般單獨設置一個衝洗閥6和一個安全閥7，衝洗閥用於滿足輕重油切換過程清洗的要求，安全閥用於在軌壓超過最大工作壓力時釋放壓力。
[0006]因此，功能完整的重油共軌系統應包含2?3個不同功能的閥，這些閥獨立安裝在共軌系統中，使得共軌上高壓密封面安裝接口多，共軌系統易洩漏。因此，本領域技術人員致力於開發一種接口較少，同時又具有超壓保護、輕重油切換衝洗、緊急停車洩壓三項功能的重油共軌系統。


【發明內容】

[0007]有鑑於現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是設計一種重油共軌系統既能滿足共軌系統使用過程中的超壓保護要求，又能實現輕重油切換的功能，同時還可避免多接口、易洩漏的問題。
[0008]為實現上述目的，本發明提供了一種帶溢流閥的重油共軌系統，其中的溢流閥集成了共軌系統的安全閥和重油系統的衝洗閥的功能，並增加了緊急停車模式下釋放共軌系統壓力的功能，可同時滿足重油共軌系統超壓保護、輕重油切換衝洗、緊急停車三項功能需求。
[0009]本發明所述重油共軌系統包括:輕柴油日用油箱、重油日用油箱、輕/重油切換閥、高壓油泵、共軌管、軌壓傳感器、噴油器、溢流閥和電子控制單元(ECU)，其中所述輕/重油切換閥用於切換用油模式，所述高壓油泵用於給燃油加壓，加壓後的燃油流入所述共軌管和所述噴油器，所述軌壓傳感器用於檢測共軌管中的油壓並將結果傳輸至所述電子控制單元，所述溢流閥被設置在燃油回流的管道中，且所述溢流閥集成了共軌系統的安全閥和重油系統的衝洗閥的功能。
[0010]柴油機採用輕柴油啟動時，輕/重油切換閥切換至輕柴油模式，經過機外燃油系統進入高壓油泵，柴油經高壓油泵加壓後進入共軌管和噴油器。當柴油機燃用重油時，輕/重油切換閥切換至重油模式，重油經機外燃油系統進入高壓油泵，經高壓油泵加壓後進入共軌管和噴油器。共軌管處安裝有軌壓傳感器，用於檢測共軌管中的油壓並將檢測結果輸送至電子控制單元。噴油後多餘的燃油經回流管道流入重油日用油箱中，在回流管道中設有溢流閥，溢流閥與高壓回流管道連接的接口為高壓燃油接口，另設有低壓燃油接口。高壓燃油接口與低壓燃油接口不連通時，溢流閥處於關閉狀態；高壓燃油接口與低壓燃油接口連通時，溢流閥處於開啟狀態，此時共軌系統內的高壓被釋放。
[0011]開機狀態下溢流閥處於常閉狀態。無論共軌系統處於輕柴油或重油模式運行，一旦共軌管壓力波動超過溢流閥的開啟限值，溢流閥將被打開洩壓，保護共軌系統及各零部件不被損壞。
[0012]柴油機使用重油運行後，當柴油機停機時，若共軌系統內仍殘留有大量重油，可能會由於重油凝結而導致系統各零部件的堵塞，此時需要使用輕柴油清洗殘留的重油。
[0013]因而進一步地，所述溢流閥還包括一個電磁閥，用於控制溢流閥的開閉。柴油機使用重油運行後要停機時，輕/重油切換閥將燃油切換為輕油，電子控制單元控制電磁閥將溢流閥打開，高壓燃油接口和低壓燃油接口相通實現輕/重油切換功能，同時清洗共軌系統內殘留的重油。
[0014]當柴油機在運行中，需要緊急停車時，電子控制單元控制電磁閥打開溢流閥，高壓燃油接口和低壓燃油接口相通，快速釋放共軌壓力，從而實現緊急停車功能。由於其它原因，需要快速釋放共軌壓力時，也可以通過該溢流閥實現。
[0015]進一步地，本發明還提供了一種用於重油共軌系統的溢流閥，所述溢流閥包括以下主要零部件:閥體、閥座、閥芯、閥盤、彈簧和電磁閥。
[0016]所述閥體內有空腔，腔內設有閥座，所述閥座內有中孔，中孔上部孔徑較大，其內設置有閥芯，所述閥芯可在中孔內沿孔壁上下移動，中孔下部孔徑較小，小於閥芯的直徑，所述閥體上設有高壓燃油接口與所述中孔下部相通，來自於共軌管的高壓燃油通過中孔對閥芯產生向上的壓力，閥芯的上端與閥盤相連，閥盤上設置有彈簧，所述閥盤與閥芯受到彈簧向下的壓力，所述閥座上還設置有低壓燃油接口 ；當所述閥芯受到的向下的壓力與自身的重力之和大於向上的壓力時，所述閥芯與所述閥座密封，高壓燃油接口與低壓燃油接口不相通；當所述閥芯受到的向上的壓力大於向下的壓力與自身重力之和時，所述閥芯向上移動，高壓燃油接口與低壓燃油接口相連通。
[0017]所述閥座內還設置有壓縮空氣通路通至閥盤，所述壓縮空氣通路由所述電磁閥控制，當壓縮空氣通路開啟時，其中的壓縮空氣作用於閥盤，對閥盤產生向上的力，帶動閥芯克服彈簧彈力向上移動，使高壓燃油接口與低壓燃油接口相連通。
[0018]優選地，所述閥芯包括主閥芯和連接杆，所述主閥芯底部與所述中孔相應位置處的形狀相密合，所述連接杆連接主閥芯和閥盤。
[0019]優選地，所述主閥芯的底部為密封錐面，所述閥座在中孔下部的上表面為與所述閥芯的密封錐面相密合的錐面，使所述主閥芯與所述閥座可以密封。
[0020]優選地，所述主閥芯上套有閥套，所述閥套外圈的螺紋與所述閥座中孔內的加工螺紋相對應，所述閥套為主閥芯提供導向。
[0021]優選地，所述連接杆上設有連接套為連接杆提供導向，同時也便於將閥座、閥套、主閥芯從閥體中取出。
[0022]優選地，所述彈簧的預緊力通過一個調壓螺釘調節，從而調節溢流閥超壓保護的設定值。
[0023]本發明的有益效果為:
[0024]1.本發明在典型高壓共軌燃油系統的基礎上，將原安全閥、衝洗閥兩個閥的功能集成在一起，同時滿足重油共軌系統使用過程中的超壓保護和輕重油切換的功能。
[0025]2.本發明還可以在緊急停車時提供洩壓，迅速將共軌壓力從工作壓力(1500?2000bar)降至安全壓力(lOObar左右)。
[0026]3.本發明將原安全閥、衝洗閥兩個安裝接口減少為一個，從而減少共軌系統的高壓密封面，降低洩漏風險。
[0027]4.本發明提供的適用於重油共軌系統的溢流閥，可通過高壓油管與共軌管連接，在缸蓋上可以實現自由布置，便於共軌系統在發動機上的布置。
[0028]5.本發明可應用於各種使用重油共軌系統的柴油機，特別是大型船用柴油機上。
[0029]以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特徵和效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是傳統重油共軌系統示意圖；
[0031]圖2是本發明帶溢流閥的重油共軌系統示意圖；
[0032]圖3是本發明的溢流閥關閉時的結構示意圖；
[0033]圖4是本發明的溢流閥閥座處的局部放大圖；
[0034]圖5是本發明的溢流閥開啟時的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0035]如圖2所示，本發明的帶溢流閥的重油共軌系統包括:輕柴油日用油箱A、重油日用油箱B、輕/重油切換閥1、高壓油泵2、共軌管3、軌壓傳感器4、噴油器5、溢流閥6和電子控制單元(E⑶)。
[0036]柴油機採用輕柴油啟動時，輕/重油切換閥1切換至輕柴油模式，經過機外燃油系統(圖中未示出)進入高壓油泵2，柴油經高壓油泵2加壓後進入共軌管3和噴油器5。當柴油機燃用重油時，輕/重油切換閥1切換至重油模式，重油經機外燃油系統進入高壓油泵2，經高壓油泵2加壓後進入共軌管3和噴油器5。共軌管處安裝有軌壓傳感器4，用於檢測共軌管中的油壓並將檢測結果輸送至電子控制單元。噴油後多餘的燃油經回流管道流入重油日用油箱B中，在回流管道中設有溢流閥6，溢流閥6與高壓回流管道連接的接口為高壓燃油接口，另設有低壓燃油接口。
[0037]本發明的溢流閥如圖3所示，閥體60下部設有高壓燃油接口 20，閥體60內有空腔，腔內設有閥座61，其底部通過錐面與閥體60連接，其內部有中孔，中孔上部孔徑較大，其中設有主閥芯62，該主閥芯62底部為密封錐面，中孔的下部孔徑較小，所述主閥芯62可抵靠在中孔下部之上，且可與閥座61密封，另外中孔下部與高壓燃油接口 20相連通，可將高壓燃油從閥體引入孔內，並最終作用在主閥芯62上，同時閥座61的側壁上設置有洩漏通道611 (如圖4所示)，側壁的外表面還設置有環形凹槽612，高壓燃油可通過所述洩漏通道611和環形凹槽612流入低壓燃油接口 70，主閥芯62上套有閥套63，閥座中孔內加工螺紋與閥套63外圈的螺紋相對應，閥套63為主閥芯62提供導向。主閥芯62的上部與連接杆64相連，連接杆64是連接主閥芯62、閥盤65和彈簧66的橋梁，傳遞向上或向下作用力。當主閥芯62向上抬起後，高壓燃油可以從閥座61流向閥體的低壓燃油接口 70。連接杆64上設有連接套69為連接杆64提供導向，同時也便於將閥座61、閥套63、主閥芯62從閥體60中取出。
[0038]閥盤65與殼體67和蓋板68形成壓縮空氣腔，閥體60和殼體67通過8個螺栓連接，將蓋板68壓在閥體和殼體之間。同時，蓋板68上開有壓縮空氣通路和閥體60的壓縮空氣通路連接，可以將壓縮空氣引入壓縮空氣腔。閥體的壓縮空氣通路與電磁閥71的壓縮空氣出口相連，電磁閥71上還設有一個壓縮空氣入口 80。
[0039]彈簧上蓋72與殼體67通過螺紋固定，調壓螺釘73安裝在彈簧上蓋處，下端與彈簧座74接觸，可以通過調節調壓螺釘73改變彈簧的預緊力，從而調節溢流閥超壓保護的設定值。
[0040]在正常工作時，彈簧66通過閥盤65將連接杆64和主閥芯62的密封錐面壓在閥座的密封錐面上。高壓燃油流經閥座61的中孔，產生液壓力作用在主閥芯62上。一般情況下，彈簧66的作用力與整個閥芯組件的重力之和大於高壓燃油所產生的力，實現有效密封。
[0041]當共軌壓力超過系統最大壓力時，作用在主閥芯62上向上的液壓力大於彈簧66的力與整個閥芯組件的重力之和，閥盤65、連接杆64和主閥芯62上移，溢流閥的高壓和低壓通道接通，共軌內高壓燃油從低壓通道流出，實現釋放共軌壓力的功能。圖5為溢流閥開啟狀態示意圖。
[0042]當柴油機使用重油運行時，在正常停機前，需要切換至輕油模式以衝洗系統管路殘留的重油。此時通過電磁閥71打開壓縮空氣通路，壓縮空氣推動閥盤65、連接杆64和主閥芯62克服彈簧66作用力一起向上運動，高壓燃油接口和低壓燃油接口相通，實現輕/重油切換功能。
[0043]當柴油機在運行中，需要緊急停車時，控制指令控制電磁閥71打開壓縮空氣通路，壓縮空氣推動閥盤65、連接杆64和主閥芯62克服彈簧作用力一起向上運動，高壓燃油接口 20和低壓燃油接口 70相通，快速釋放共軌壓力，從而實現緊急停車功能。由於其他原因，需要快速釋放共軌壓力時，也可以通過該閥實現。
[0044]以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本【技術領域】中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種帶溢流閥的重油共軌系統，其特徵在於，所述重油共軌系統包括:輕柴油日用油箱、重油日用油箱、輕/重油切換閥、高壓油泵、共軌管、軌壓傳感器、噴油器、溢流閥和電子控制單元，其中所述輕/重油切換閥用於切換用油模式，所述高壓油泵用於給燃油加壓，加壓後的燃油流入所述共軌管和所述噴油器，所述軌壓傳感器用於檢測共軌管中的油壓並將結果傳輸至所述電子控制單元，所述溢流閥被設置在燃油回流的管道中，且所述溢流閥集成了共軌系統的安全閥和重油系統的衝洗閥的功能。
2.如權利要求1所述的帶溢流閥的重油共軌系統，其特徵在於，所述溢流閥被設置為:開機狀態下處於常閉狀態；當所述共軌管的壓力大於設定值時開啟，以釋放壓力；或當系統使用重油運行時，停機前換為輕油模式後開啟，以衝洗所述共軌系統中殘留的重油；或當系統緊急停車前開啟，以釋放壓力；或其它原因需要釋放所述共軌系統中的壓力時開啟。
3.如權利要求1或2所述的帶溢流閥的重油共軌系統，其特徵在於，所述溢流閥包括以下主要零部件:閥體、閥座、閥芯、閥盤、彈簧和電磁閥； 所述閥體內有空腔，腔內設有閥座，所述閥座內有中孔，中孔上部孔徑較大，其內設置有閥芯，所述閥芯可在中孔內沿孔壁上下移動，中孔下部孔徑較小，小於所述閥芯的直徑，所述閥體上設有高壓燃油接口與所述中孔下部相通，來自於所述共軌管的高壓燃油通過中孔對閥芯產生向上的壓力，所述閥芯的上端與所述閥盤相連，閥盤上設置有所述彈簧，所述閥盤與所述閥芯受到所述彈簧向下的壓力，所述閥座上還設置有低壓燃油接口 ；當所述閥芯受到的向下的壓力與自身的重力之和大於向上的壓力時，所述閥芯與所述閥座密封，高壓燃油接口與低壓燃油接口不相通；當所述閥芯受到的向上的壓力大於向下的壓力與自身重力之和時，所述閥芯向上移動，高壓燃油接口與低壓燃油接口相連通； 所述閥座內還設置有壓縮空氣通路通至閥盤，所述壓縮空氣通路由所述電磁閥控制，當壓縮空氣通路開啟時，其中的壓縮空氣作用於所述閥盤，對閥盤產生向上的力，帶動所述閥芯克服所述彈簧的彈力向上移動，使高壓燃油接口與低壓燃油接口相連通。
4.如權利要求3所述的帶溢流閥的重油共軌系統，其特徵在於，所述閥芯包括主閥芯和連接杆，所述主閥芯底部與所述中孔相應位置處的形狀相密合，所述連接杆連接所述主閥芯和所述閥盤。
5.如權利要求4所述的帶溢流閥的重油共軌系統，其特徵在於，所述主閥芯的底部為密封錐面，所述閥座在中孔下部的上表面為與所述閥芯的密封錐面相密合的錐面。
6.如權利要求5所述的帶溢流閥的重油共軌系統，其特徵在於，所述主閥芯上套有閥套，所述閥套外圈的螺紋與所述閥座中孔內的加工螺紋相對應。
7.如權利要求6所述的帶溢流閥的重油共軌系統，其特徵在於，所述連接杆上設有連接套為連接杆提供導向。
8.如權利要求3-6任一項所述的帶溢流閥的重油共軌系統，其特徵在於，所述彈簧的預緊力通過一個調壓螺釘調節，從而調節溢流閥超壓保護的設定值。
9.一種溢流閥，其特徵在於，包括以下主要零部件:閥體、閥座、閥芯、閥盤、彈簧和電磁閥； 所述閥體內有空腔，腔內設有閥座，所述閥座內有中孔，中孔上部孔徑較大，其內設置有閥芯，所述閥芯可在中孔內沿孔壁上下移動，中孔下部孔徑較小，小於所述閥芯的直徑，所述閥體上設有高壓燃油接口與所述中孔下部相通，來自於所述共軌管的高壓燃油通過中孔對閥芯產生向上的壓力，所述閥芯的上端與所述閥盤相連，閥盤上設置有所述彈簧，所述閥盤與所述閥芯受到所述彈簧向下的壓力，所述閥座上還設置有低壓燃油接口 ；當所述閥芯受到的向下的壓力與自身的重力之和大於向上的壓力時，所述閥芯與所述閥座密封，高壓燃油接口與低壓燃油接口不相通；當所述閥芯受到的向上的壓力大於向下的壓力與自身重力之和時，所述閥芯向上移動，高壓燃油接口與低壓燃油接口相連通； 所述閥座內還設置有壓縮空氣通路通至閥盤，所述壓縮空氣通路由所述電磁閥控制，當壓縮空氣通路開啟時，其中的壓縮空氣作用於所述閥盤，對閥盤產生向上的力，帶動所述閥芯克服所述彈簧的彈力向上移動，使高壓燃油接口與低壓燃油接口相連通。
10.如權利要求1或2所述的帶溢流閥的重油共軌系統在中型船用柴油機中的應用。
【文檔編號】F02M43/00GK104481764SQ201410692066
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月25日 優先權日:2014年11月25日
【發明者】浦衛華, 平濤, 徐建新, 郭立君, 張勇, 趙偉 申請人:中國船舶重工集團公司第七一一研究所