實現靴型噴射的柱塞偶件的製作方法

2023-06-15 03:58:26

專利名稱：實現靴型噴射的柱塞偶件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種實現靴型噴射的柱塞偶件，其屬於柴油機燃油噴射裝置領域。
背景技術：
對於採用機械供油泵的柴油機來說，為了改善燃燒，降低炭煙排放， 一般 採用提高噴射壓力的辦法。但是，柴油機在怠速和小負荷工況下，如果初期噴 油速率過高，將產生強烈的振動和噪聲，為此需要在保持較高的總噴油量的前 提下降低初期噴油速率，即控制柴油機怠速和小負荷工況下的噴油速率。國內 外的試驗研究己證明，柴油機採用靴型噴射方式可有效地降低燃燒噪聲與振動，
並結合高壓噴射，可改善柴油機燃'燒，降低PM排放。先緩後急的靴型噴射可 通過改變供油泵的供油壓力來實現。

發明內容
本發明提供一種實現靴型噴射的柱塞偶件，該柱塞偶件應使柴油機在初期 的噴油速率相對較低，而在後期則仍保持較高的噴油速率，同時整個噴射過程 連續不間斷，可有效地降低柴油機的排放、振動和噪音。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是 一種實現靴型噴射的柱塞偶 件，它主要由柱塞套和柱塞組成，在柱塞套上設有一個對柱塞腔起進回油作用 的油孔；在所述油孔的上部位置設有貫通柱塞腔的調壓孔，調壓孔的面積與柱 塞的頂面面積比小於5%。
所述調壓孔設置在位於油孔上部的圓形凹坑內。所述的調壓孔採用至少一 個孔。所述的調壓孔可採用圓形調壓孔或橢圓形調壓孔、長形調壓孔、三角形 調壓孔、梯形調壓孔或凸字形調壓孔。
上述技術方案的指導思想是在供油凸輪驅動柱塞上行時，在柱塞頂部關 閉進回油孔後，此時調壓孔仍然保持開啟，使部分燃油在出油閥開啟後，供油 開始的一段時間內經調壓孔流回至低壓油腔，同時設定調壓孔的不同形狀可以
獲得不同規律的調壓孔流通面積的連續變化率，從而來控制供油初期泵室內的 壓力變化情況，使得供油初期的噴油壓力滿足所要求的燃油噴射壓力而不致於 過高，實現初期階段的相對低緩噴油速率。隨著柱塞關閉調壓孔繼續上行，泵 室內的壓力將急劇升高，實現後期較高的噴油速率。初期的低壓供油可實現較 低的噴油速率，隨後的高壓供油則形成具有高噴油速率的主噴射過程，從而得 到理想的靴型噴射率曲線，達到改進燃燒、降低排放和減小振動的目的。
本發明的有益效果是這種實現靴型噴射的柱塞偶件，由於在柱塞套側壁 上增設了調壓孔，使得部分燃油在柱塞開始泵油的一段時間內仍可以經調壓孔 流回至低壓油腔，使在供油初期泵室內的壓力得到有效地控制，當調壓孔關閉 後，泵室內的燃油壓力又快速升高，實現較高的噴油速率，這樣就實現了先緩 後急的供油規律；同時對於調壓孔的面積大小有嚴格的限制，因此不會發生因 調壓孔的面積過大而在供油的過程中出現泵室內壓力降低到零的情況。本設計 所實現的靴型噴射是連續的，因此與帶有預噴射的噴射模式相比，避免了在一 個噴射過程中針閥落座兩次所帶來的壓力波動和由此而產生的對燃燒過程的影 響。應用實現靴型噴射的柱塞偶件，可顯著改善柴油機燃燒，降低NOx和PM
的排放、減小振動。


下面結合附圖和實施實例對本發明做進一步說明。 圖1是一種實現靴型噴射的柱塞偶件結構剖面圖。
圖2是圖1中A部柱塞2開啟油孔la時的放大圖。 圖3是圖1中A部柱塞2關閉油孔la時的放大圖。 圖4是調壓孔採用二個非等直徑圓形調壓孔。 圖5是調壓孔採用一個長形調壓孔。 圖6是調壓孔採用一個三角形調壓孔。 圖7是調壓孔採用一個梯形調壓孔。
圖中1、柱塞套，la、油孔，lb、圓形凹坑，lc、圓形調壓孔，ld、大圓
形調壓孔，le、小圓形調壓孔，lf、長形調壓孔，lg、三角形調壓孔，lh、梯形 調壓孔，2、柱塞，3、出油閥總成，4、出油閥彈簧，5、高壓油管接頭。
具體實施例方式
圖1、 2、 3所示的實施例中，實現靴型噴射的柱塞偶件由柱塞套1和柱塞2 組成，在柱塞套1的上部設有出油閥腔，出油閥總成3和出油閥彈簧4依次置 於該出油閥腔內，然後用高壓油管接頭5擰緊。在柱塞套1上開有一個對柱塞 腔起進回油作用的油孔la，在油孔la的上部位置，柱塞套1的外壁上設有一個 圓形凹坑lb，貫通柱塞腔的二個等直徑的圓形調壓孔lc就設在圓形凹坑lb的 內部。在柱塞2上行過程中，油孔la首先被柱塞2關閉，出油閥開啟，供油過 程開始，此時二個等直徑的圓形調壓孔lc仍將泵腔內的少部分燃油洩至低壓油 腔，從而使在供油過程的初期階段，燃油壓力能夠得到很好的控制；當柱塞2 繼續上行先後關閉二個等直徑的圓形調壓孔lc後，泵腔內的壓力急劇升高，供 油過程進入高壓主噴射階段，從整體上看，整個噴射過程分成了 2個連續不間 斷的過程，初期的低壓供油階段與後期的高壓主噴油階段相配合形成了理想的 靴型噴油規律。
在調壓孔的加工過程中，首先在柱塞套1的外壁面上開設一個圓形凹坑lb， 開始時該圓形凹坑lb為一個直徑較大的盲孔，然後再加工調壓孔。因為在實際 生產中在較厚的柱塞套1的壁面的某個精確位置上開設孔徑較小的調壓孔是困 難的，而通過首先加工一個較大的盲孔，然後再在盲孔的基礎上開設調壓孔的 方法可以大大降低加工的難度。
圖4示出了在圓形凹坑lb中，油孔la、大圓形調壓孔ld和小圓形調壓孔 le的相對位置關係。
圖5示出了在圓形凹坑lb中，油孔la和長形調壓孔lf的相對位置關係。 圖6示出了在圓形凹坑lb中，油孔la和三角形調壓孔lg的相對位置關係。 圖7示出了在圓形凹坑lb中，油孔la和梯形調壓孔lh的相對位置關係。 綜上所述，為了獲得高壓油泵先緩後急的供油規律，實現靴型噴油規律，
調壓孔的位置和大小十分重要。實驗表明調壓孔應在進回油孔關閉時或稍後 開啟，調壓孔的長度決定了調壓孔的實際工作時間，不同的調壓孔工作時長及 調壓孔面積會實現不同形狀的靴形噴油規律，調壓孔面積小於柱塞頂面面積的 5%效果最佳。
權利要求
1、一種實現靴型噴射的柱塞偶件，它主要由柱塞套(1)和柱塞(2)組成，在柱塞套(1)上設有一個對柱塞腔起進回油作用的油孔(1a)；其特徵在於在所述油孔(1a)的上部位置設有貫通柱塞腔的調壓孔，調壓孔的面積與柱塞(2)的頂面面積比小於5％。
2、 據權利要求1所述的實現靴型噴射的柱塞偶件，其特徵是所述調壓孔設置在位於油孔(la)上部的圓形凹坑(lb)內。
3、 據權利要求1所述的實現靴型噴射的柱塞偶件，其特徵是所述的調壓孔採用至少一個孔。
4、 據權利要求1所述的實現靴型噴射的柱塞偶件，其特徵是所述的調壓 孔可採用圓形調壓孔(lc)或橢圓形調壓孔、長形調壓孔(lf)、三角形調壓孔(lg)、梯形調壓孔(lh)或凸字形調壓孔。
全文摘要
一種實現靴型噴射的柱塞偶件，屬於柴油機燃油噴射裝置領域。這種實現靴型噴射的柱塞偶件是在柱塞套側壁上增設了調壓孔。當柱塞處於上升階段並關閉進回油孔時，可以使部分燃油經調壓孔回流至低壓油腔，從而使得供油初期的燃油噴射壓力不致於過高，實現初期階段相對低緩的噴油速率；柱塞繼續上行，當調壓孔被關閉後，泵室內的燃油壓力將急劇升高，實現較高的噴油速率。這樣就實現了先緩後急的供油規律，從而得到靴型噴油規律。應用這種柱塞偶件實現的靴型噴射方式可顯著改善柴油機燃燒過程，降低NOx和PM排放，同時還可減小柴油機的振動和噪聲。該設計結構簡單、實施方便，對原有噴油泵改動很小，可以廣泛地應用於直列泵或單體泵，市場前景廣闊。
文檔編號F02M59/44GK101387253SQ20081022829
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月24日 優先權日2008年10月24日
發明者馮文奇, 馮立巖, 冷先銀, 杜寶國, 全 董, 隆武強, 魏勝利 申請人:大連理工大學