高壓共軌噴油器的製作方法

2023-12-10 15:29:27 2

專利名稱：高壓共軌噴油器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種柴油機用高壓共軌噴油器。
背景技術：
目前公知的柴油機用高壓共軌噴油器，有著以下特徵。
1、油嘴針閥導向柱面與油嘴體之間的間隙非常微小，力求最大限度的密封性能； 控制油嘴針閥動作的液壓控制室，進油是通過專門設置的進油節流孔實現的。油嘴針閥導 向柱面與油嘴體之間的間隙與液壓控制室的進油節流孔互不相干。
這一特徵要求極高的油嘴針閥製造精度，極小的間隙容易導致發卡失效。同時，進 油節流孔尺寸非常細小但精度要求很高。
2、控制液壓控制室壓力的閥門有兩種形式，一種為壓力平衡式，其閥芯通過圓柱 面的精密間隙配合實現密封；另一種為封堵式，依靠一個鋼球或錐體直接封堵住一個細小 的出油口。壓力平衡式閥門在啟閉的這一端洩露量大，而封堵式閥門壓力不平衡，封口面積 上直接承受高壓，面積必須減到極小。為保證足夠的密封行程(壓力平衡式)和足夠的開啟 流通截面積(封堵式)，這兩種方式的閥芯開啟行程往往都比較長(O. 4_左右甚至更長)。
這一特徵要求復位彈簧力量必須足夠大，驅動閥門的電磁閥電流必須足夠強，以 保證在極短的時間內實現快速開啟和關閉。這樣的高速電磁閥，製造難度大、成本高且可靠 性難以保證。發明內容
本發明提供一種柴油機用高壓共軌噴油器，該裝置採用巧妙的結構，大幅降低了 製造精度和難度，同時性能也可得到提升。
本發明實現上述目的的技術方案是。
與傳統柴油機高壓共軌噴油器一樣，設有噴油器體、油嘴體、油嘴針閥、壓力彈簧、 油嘴緊帽和嘴體頭部的油嘴噴孔。針對以上背景技術描述的兩個特徵的不足，分別採取以 下技術措施。
1、擴大油嘴針閥導向柱面與油嘴體之間的間隙，間隙本身起到液壓控制室的進油 節流作用，不需要另設專門的進油節流孔。油嘴針閥導向柱面與油嘴體之間的間隙不是越 小越好，而是按照節流功能、保證一定的洩漏速率來設計間隙的大小。
2、控制液壓控制室壓力的閥門採用壓力平衡與封堵的組合式，閥芯負責壓力平衡 的這一端通過圓柱面的精密間隙配合實現密封，負責閥門啟閉的另一端，在閥體內孔圓柱 面盡頭的埠邊緣處形成直接封堵，封口直徑等於閥芯直徑。這種組合式閥門即能實現壓 力平衡，又能直接封堵，減小洩露；閥門封口直徑相對較大，很小的閥芯行程(低至O.1mm左 右甚至更低)即可獲得足夠大的開啟流通截面積。
綜上所述，本專利提供了一種結構更加簡單、製造更加容易、成本更加低廉的解決 方案。加大的間隙降低了油嘴針閥製造精度，不易發卡，可靠性更高；電磁閥閥芯行程的大幅降低，為電磁閥的高速化、小型化和低電流創造了有利條件，降低了電磁閥製造難度和成本。


。下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。圖1是高壓共軌噴油器總體構造圖。圖2是圖1中局部A放大示意圖。
具體實施方式
。圖1總體構造圖所示，噴油器由噴油器體(I)、控制閥體(2)、油嘴體(3)、油嘴針閥
(4)和油嘴緊帽(5)組成。油嘴緊帽(5)旋裝在噴油器體(I)上，將控制閥體(2)和油嘴體
(3)緊固於噴油器體(I)內。油嘴體(3 )頭部設有油嘴噴孔(3a)、中部設有油嘴承壓室(3b );油嘴針閥(4)頂部設有液壓控制室(6)，液壓控制室(6)內設有油嘴彈簧(7)，油嘴彈簧(7)推動油嘴針閥(4)使其保持油嘴噴孔(3a)關閉(即油嘴針閥(4)落座)的趨勢。常態下，油嘴噴孔(3a)關閉，噴油器不噴油，而油嘴針閥(4)推開油嘴彈簧(7)並升起時，油嘴噴孔(3a)開啟，噴油器向外噴油。控制閥體(2 )內裝有閥芯(8 )，閥芯(8 )上方設置有電磁閥(11)，電磁閥(11)與閥芯(8)之間設置有銜鐵(9)，銜鐵(9)與閥芯(8)的一端合為一體，電磁閥(11)中心孔內設置有控制彈簧(10)，控制彈簧(10)—端牴觸銜鐵(9)，使銜鐵(9)保持離開電磁閥(11)的趨勢。電磁閥(11)通過接線柱(12)與外部控制電連通；高壓柴油從進油口(14)、高壓進油通道(Ia)進入噴油器體(I)內；電磁閥(11)不通電時噴油器不噴油；電磁閥(11)通電時，高壓柴油從油嘴噴孔(3a)中噴出；閥芯(8)洩漏的柴油和液壓控制的回油一起通過低壓回油通道(lb)、回油口(13)流出噴油器。具體噴油器噴油控制方法和原理，結合附圖2進行說明。圖2是圖1中局部A的放大示意圖。高壓柴油從高壓進油通道(Ia)進入油嘴承壓室(3b)，油嘴針閥(4)導向柱面(4a)中部沉浸於油嘴承壓室(3b)中，該導向柱面(4a)與油嘴體(3)之間的間隙(Ai)為某一設定的細小尺寸，具備節流特徵，該節流間隙(Ai)作為液壓控制室(6)的進油節流通道，連通油嘴承壓室(3b)和液壓控制室(6);除節流間隙(Ai)之外，不設專門的進油節流通道。油嘴針閥(4)頂部的液壓控制室(6)內設有節流套筒(15)，同處於液壓控制室(6)內的油嘴彈簧(7)將節流套筒(15)的底面壓緊於控制閥體(2)下平面上，並密封；節流套筒
(15)的頂面朝向油嘴針閥(4)頂部，該頂面與油嘴針閥(4)頂部之間常態下存在一段間隙(Ln)，該間隙(Ln)為油嘴針閥(4)可以達到的最大升程。節流套筒(15)中部設有洩壓通道(15a)，洩壓通道(15a)出口在節流套筒(15)的底面上，與控制閥體(2)進油道(2c)相通，入口( 15c)在節流套筒(15)的頂面上，常態下與液壓控制室(6)相通，當油嘴針閥(4)升起並牴觸節流套筒(15)頂面時，入口(15c)被油嘴針閥(4)關閉。節流套筒(15)沿其徑向設有一個細小的旁通節流孔(15b)，該旁通節流孔(15b)流通面積比洩壓通道(15a)的流通面積小許多，其一端連通液壓控制室(6)，另一端連通洩壓通道(15a)。
控制閥體(2)上設有圓柱形閥孔(2a)，該閥孔(2a) 一端直接連通洩壓腔(16)，另一端通過內油道(2b)與洩壓腔(16)連通；洩壓腔(16)通過低壓回油通道(Ib)與噴油器回油口(13，見圖1)連通；閥孔(2a)中裝配有圓柱形閥芯(8)，閥芯(8)可沿閥孔(2a)軸線滑動，閥芯(8)的一端外圓柱面與閥孔(2a)內圓柱面形成精密間隙配合密封，另一端與閥孔 (2a)內圓柱面盡頭的密封邊緣(2d)形成接觸式密封；控制閥體(2)上設有進油道(2c)，進油道(2c) —端連通液壓控制室(6)，另一端連通閥孔(2a)與閥芯(8)形成的兩段密封之間的部位；閥芯(8 )露出控制閥體(2 )的一端設有銜鐵(9 )，銜鐵(9 )與閥芯(8 )同為一體地動作，銜鐵(9)與電磁閥(11)之間的間隙即為閥芯(8)的升程(La)。
油嘴承壓室(3b )內的高壓柴油，通過油嘴針閥(4 )導向柱面(4a)與油嘴體(3 )之間的節流間隙(Δ )，洩入液壓控制室(6)。控制閥關閉時，液壓控制室(6)內柴油沒有洩漏， 當通過節流間隙(Ai)洩入的柴油充滿液壓控制室(6)後，液壓控制室(6)內的壓力與油嘴承壓室(3b)相等。此時油嘴針閥(4)在油嘴彈簧(7)的作用力下，油嘴針閥(4)落座，噴油器處於關閉狀態。
當電磁閥(11)加電後，電磁閥(11)產生磁力克服控制彈簧(10 )力，使銜鐵(9 )與閥芯(8) —同動作，閥芯(8)離開閥孔(2a)密封邊緣(2d)，控制閥開啟，液壓控制室(6)的高壓柴油通過節流套筒(15)洩壓通道(15a)、控制閥體(2)進油道(2c)，流入洩壓腔(16)。 此時，由於節流間隙(Ai)的節流作用，洩入液壓控制室(6)的流速遠低於節流套筒(15)洩壓通道(15a)的流通能力，液壓控制室(6)壓力驟降至洩壓腔(16)的壓力，油嘴承壓室(3b) 壓力高於液壓控制室(6)，並克服油嘴彈簧(7)力，油嘴針閥(4)升起，噴油器開始噴油。
油嘴針閥(4)升起並抵達節流套筒(15)頂面時，將節流套筒(15)的洩壓通道 (15a)入口( 15c)關閉，液壓控制室(6)與洩壓通道(15a)通過細小的旁通節流孔(15b)保持連通，但由於旁通節流孔(15b)的流通能力相對較小，節流間隙(Ai)的流通能力與旁通節流孔(15b)的流通能力達到某種動態平衡，使液壓控制室(6)壓力處於低於油嘴承壓室 (3b)但高於洩壓腔(16)的某個中間壓力上。此時，油嘴彈簧(7)力仍不足以克服液壓控制室(6)與油嘴承壓室(3b)之間的壓力差，油嘴針閥(4)仍處於開啟狀態，但節流間隙(Ai) 兩側的壓差比油嘴針閥(4)剛開啟時小了許多，通過節流間隙(Ai)洩漏的高壓柴油大幅減少，損耗得以減少，同時還可以加快後續關閉噴油的響應速度。壓差越小，洩漏損耗越少，關閉噴油響應越快。
當電磁閥(11)失電後，電磁閥(11)磁力消失，控制彈簧(10)力推動銜鐵(9)與閥芯(8)，關閉控制閥。此時，液壓控制室(6)沒有了洩漏，通過節流間隙(Ai)洩入的柴油使液壓控制室(6)壓力迅速升高至油嘴承壓室(3b)壓力，油嘴針閥(4)在控制彈簧(10)力的作用下落座，關閉噴油孔，噴油器噴油結束。
控制閥的洩壓流通截面積近似為閥芯(8)周長與閥芯(8)升程(La)的乘積，閥芯(8)周長比傳統封堵式閥門密封周長要大許多，又不存在傳統 平衡式閥門必須的密封行程， 因此非常小的升程(La)即能達到足夠的流通面積。升程(La)越小，響應越迅速，對電磁閥(11)的製造要求也就越低。
權利要求
1.一種噴油器，包括油器體(I)、控制閥體(2)、油嘴體(3)、油嘴針閥(4)和油嘴緊帽(5)，油嘴體(3)頭部設有油嘴噴孔(3a)、中部設有油嘴承壓室(3b)，油嘴針閥(4)頂部設有液壓控制室(6)，液壓控制室(6)內設有油嘴彈簧(7)，油嘴彈簧(7)推動油嘴針閥(4)使其保持油嘴噴孔(3a)關閉的趨勢，其特徵是所述油嘴針閥(4)導向柱面(4a)與所述油嘴體(3)之間的間隙(Ai)為某一設定的細小尺寸，具備節流特徵，該節流間隙(Ai)作為所述液壓控制室(6)的進油節流通道，連通所述油嘴承壓室(3b)和液壓控制室(6);除節流間隙(Ai )之外，不設專門的進油節流通道。
2.根據權利要求1所述的噴油器，其特徵是所述控制閥體(2)上設有圓柱形閥孔(2a)，閥孔(2a)中裝配有圓柱形閥芯(8)，閥芯(8)可沿閥孔(2a)軸線滑動，閥芯(8)的一端外圓柱面與閥孔(2a)內圓柱面形成精密間隙配合密封，另一端與閥孔(2a)內圓柱面盡頭的密封邊緣(2d)形成接觸式密封；控制閥體(2)上設有進油道(2c)，進油道(2c)—端連通液壓控制室(6)，另一端連通閥孔(2a)與閥芯(8)形成的兩段密封之間的部位。
3.根據權利要求1和2所述的噴油器，其特徵是所述液壓控制室(6)內設有節流套筒(15)，同處於液壓控制室(6)內的所述油嘴彈簧(7)將節流套筒(15)的底面壓緊於控制閥體(2)下平面上，並密封；節流套筒(15)的頂面朝向所述油嘴針閥(4)頂部，該頂面與油嘴針閥(4)頂部之間常態下存在一段間隙(Ln)，該間隙(Ln)為油嘴針閥(4)可以達到的最大升程；節流套筒(15)中部設有洩壓通道(15a)，洩壓通道(15a)出口在節流套筒(15)的底面上，與所述控制閥體(2)進油道(2c)相通，入口( 15c)在節流套筒(15)的頂面上，常態下與液壓控制室(6)相通。
4.根據權利要求3所述的噴油器，其特徵是所述節流套筒(15)沿其徑向設有一個細小的旁通節流孔(15b)，該旁通節流孔(15b)流通面積比所述洩壓通道(15a)的流通面積小許多，其一端連通所述液壓控制室(6 )，另一端連通洩壓通道(15a )。
全文摘要
本發明提供一種柴油機用高壓共軌噴油器。油嘴針閥導向柱面與油嘴體之間的間隙，起到液壓控制室的進油節流作用，不需要另設專門的進油節流孔。控制液壓控制室壓力的閥門採用壓力平衡與封堵的組合式，閥芯的一端通過圓柱面的精密間隙配合實現密封，另一端在閥體內孔圓柱面盡頭的埠邊緣處形成直接封堵。液壓控制室內設有節流套筒，節流套筒中部設有洩壓通道，洩壓通道入口常態下與液壓控制室相通，當油嘴針閥升起時關閉。節流套筒沿其徑向設有一個細小的旁通節流孔。本發明提供了一種結構更加簡單、製造更加容易、成本更加低廉的解決方案，同時性能更好。
文檔編號F02M61/10GK102996309SQ201210513608
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月4日 優先權日2012年12月4日
發明者袁輝 申請人:袁輝