一種帶液力反饋的電控噴油器的製作方法

2023-12-06 20:25:46 2

本實用新型涉及的是一種發動機噴油裝置，具體地說是高壓共軌噴油裝置。

背景技術：

隨著對發動機的燃油經濟性和排放特性要求越來越高，排放的限制主要在於氮氧化物和顆粒物兩個方面。為了減少氮氧化物的排放，要求對噴油過程的瞬時噴油速率進行控制，降低噴射初期的噴油速率。噴射過程結束時，噴油器必須迅速斷油，即針閥落座響應要快，以降低顆粒物的形成量。故柴油機排放對噴油器的要求在於其噴油過程能形成初期開啟慢且結束關閉快的噴油速率形態。

此外，為了提高燃油經濟性，對共軌燃油系統噴射壓力提出了更高的要求。軌壓的增加會導致共軌噴油器偶件間的燃油靜態洩漏問題，尤其是當軌壓超過200MPa後，靜態洩漏問題明顯，不但損失大部分能量，所產生的熱也大幅增加。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供建壓迅速、針閥響應快、無靜態洩漏並且工作穩定的一種帶液力反饋的電控噴油器。

本實用新型的目的是這樣實現的：

本實用新型一種帶液力反饋的電控噴油器，其特徵是：包括噴油器頭、噴油器體、限流閥組件、電磁閥組件、針閥組件、下行高壓油路，噴油器頭安裝在噴油器體上方，噴油器頭內部設置主進油孔，噴油器體內部設置蓄壓腔，主進油孔與蓄壓腔相通，限流閥組件設置在蓄壓腔裡，噴油器體下端依次安裝電磁閥組件、針閥組件，緊帽位於電磁閥組件、針閥組件外部，緊帽的上端通過螺紋連接的方式與噴油器體下端部相連；

所述限流閥組件包括限位彈簧座、限流活塞、球閥復位彈簧座、支撐控制滑塊，限位彈簧座、限流活塞、球閥復位彈簧座自上而下布置，限位彈簧座與限流活塞之間安裝阻尼彈簧，支撐控制滑塊安裝在球閥復位彈簧座裡，支撐控制滑塊的上端與限流活塞之間設置球閥，支撐控制滑塊的下端與其下方的球閥復位彈簧座之間安裝球閥復位彈簧，限流活塞裡設置活塞盲孔和限流孔，支撐控制滑塊裡設置軸向中心通孔，球閥復位彈簧座與其下方的噴油器體之間設置過渡油腔，活塞盲孔連通蓄壓腔和限流孔，限流孔與軸向中心通孔在球閥的控制下連通或斷開，軸向中心通孔與過渡油腔連通；

所述電磁閥組件包括電磁鐵、線圈、銜鐵、平衡閥杆、閥座、中間塊，電磁鐵上纏繞線圈，電磁鐵上方設置電磁閥復位彈簧座，電磁鐵下方設置銜鐵，銜鐵與電磁閥復位彈簧座之間設置電磁閥復位彈簧，平衡閥杆位於閥座裡，平衡閥杆上端部與銜鐵固連，中間塊設置在閥座下方，平衡閥杆的下端部、閥座以及中間塊之間形成平衡閥杆腔，中間塊裡設置回油孔、中間油路、下形進油孔、反饋油路，中間油路、反饋油路分別連通平衡閥杆腔，回油孔在平衡閥杆的控制下與中間油路和油箱連通或斷開；

所述針閥組件包括針閥限位套、噴嘴、針閥體，針閥限位套位於噴嘴裡，針閥體的上部分位於針閥限位套裡，針閥體的下部分位於噴嘴裡，針閥體上方與針閥限位套之間形成控制腔，針閥限位套上設置凸起，凸起位於控制腔處，針閥體與凸起之間設置針閥復位彈簧，控制腔分別與中間油路和下形進油孔相通，針閥體與噴嘴之間形成盛油槽，噴嘴端部設置噴孔；

下行高壓油路的上端連通過渡油腔，經噴油器體、閥座、中間塊、噴嘴連通盛油槽，反饋油路和下行進油孔分別連通下行高壓油路。

本實用新型還可以包括：

1、噴孔噴油時，過渡油腔的燃油壓力下降，限流活塞、球閥、支撐控制滑塊整體向下位移，且球閥未落座在球閥復位彈簧座上，限流孔與軸向中心通孔相通；當噴孔流出的燃油質量超過閾值時，限流活塞壓緊球閥並使其落座於球閥復位彈簧座，限流孔與軸向中心通孔斷開；噴孔停止噴油時，在球閥復位彈簧的作用下，限流活塞、球閥和支撐控制滑塊整體恢復到初始位置。

2、線圈通電時，平衡閥杆向上運動，回油孔與油箱為連通狀態，控制腔內的燃油通過中間油路、中間節流孔和回油孔回油至油箱，針閥體向上抬起，噴孔開啟噴油；線圈斷電後，平衡閥杆在電磁閥復位彈簧的作用向下運動，被壓在中間塊上端面上，回油孔與油箱斷開，同時下行高壓油路裡的燃油一方面經反饋油路、平衡閥杆腔、中間油路進入控制腔，另一方面經下行進油孔進入控制腔。

本實用新型的優勢在於：本實用新型採用了蓄壓腔結構，可以大大改善整個噴油系統的壓力波動，特別是可以減小各個噴油器噴油時的互相干擾。本實用新型結構上採用了限流閥組件，有效避免了異常噴油等不正常情況的發生，保證正常穩定的噴油過程的同時提高了燃油經濟性和噴油器工作的可靠性。本實用新型採用了電磁閥控制平衡閥杆來調節回油油路的開關，有利於提高針閥的響應速度和控制精度，提供了靈活的噴油規律，有效的改善了柴油機的排放穩定性與經濟性。電磁閥組件的中間塊部分加入了液力反饋油路，它連通了高壓油路和中間油路，使得針閥開啟緩慢的同時還可以令系統建壓迅速，提高了針閥的落座速度，控制噴油器能夠快速結束噴油。噴嘴部分內部液壓平衡、無靜態壓力差，實現了噴油器無靜態洩漏的功能。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為限流閥組件示意圖；

圖3為電磁閥組件示意圖；

圖4為A-A視圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述：

結合圖1-4，本實用新型包括噴油器頭1、限流閥組件3、電磁閥組件5、噴嘴7、針閥體8、針閥限位套11、緊帽14、噴油器體15。噴油器頭1通過螺紋進行配合連接安裝在噴油器體15上，並通過放置在噴油器體15上的密封圈2進行密封。噴油器頭1內設置主進油孔17，並與噴油器體15內的蓄壓腔16連通。蓄壓腔16下方設有限流閥組件3。限流閥組件3安裝在噴油器體15內部，其主要結構包括有擋圈18、阻尼彈簧19、球閥21、支撐控制滑塊22、球閥復位彈簧25、球閥復位彈簧座26、限流活塞27、限位彈簧座29。其中，限流孔20以及活塞盲孔28加工在限流活塞27上，軸向中心通孔23加工在支撐控制滑塊22上，這樣保證了燃油可以順利流向下方油路。噴油器體15下方依次設有電磁閥組件5、噴嘴7和針閥體8，三者通過緊帽14進行裝配連接。電磁閥組件5主要結構包括有電磁閥復位彈簧座30、線圈31、銜鐵32、閥座33、中間塊38、平衡閥杆39、電磁鐵40、電磁閥復位彈簧41。銜鐵32和平衡閥杆39組合安裝在閥座33內部。反饋油路34、回油孔35、下行進油孔36、中間油路37等加工在中間塊38內部，中間塊38同針閥限位套11和針閥體8形成控制腔13。針閥限位套11與噴嘴7之間形成針閥腔12。針閥體8安裝在噴嘴7內，套有針閥復位彈簧6的針閥體8上端部設置在針閥腔12裡，針閥體8與噴嘴7之間設置盛油槽10。

圖1為本實用新型一種帶液力反饋的電控噴油器的整體結構示意圖，噴油器體15上開有蓄壓腔16，蓄壓腔16與噴油器頭1上的主進油孔17相連通。限流活塞29內油腔依次通過活塞盲孔30和開在其上的限流孔20與蓄壓腔16相連通。噴油器頭1與噴油器體15通過螺紋線進行裝配，密封圈2將二者進行密封。當輸送進來的高壓燃油通過主進油孔17進入噴油器內部時，通過蓄壓腔16中的燃油會向下經過限流閥組件3。燃油從限流閥組件3流出後流經下行高壓油路4進入控制腔13和盛油槽10。限流閥組件3下方和噴嘴7上方之間裝配有電磁閥組件5。在電磁閥組件5內，通過電磁力控制著銜鐵32和平衡閥杆39的抬起和落座。當線圈31通電時，平衡閥杆39向上抬起，回油孔35開啟，控制腔13中燃油流經中間油路37，通過回油孔35洩油。故控制腔13內燃油壓力下降，與盛油槽10形成燃油壓差，使得針閥體8克服針閥復位彈簧6的彈簧預緊力抬起，噴油開始。該過程中，針閥限位套11起到限制針閥體8的位移的作用。線圈31斷電時，平衡閥杆39向下落座時，回油孔35關閉，部分燃油直接通過下行進油孔36進入到控制腔13，也有部分燃油通過反饋油路34流經平衡閥杆39、中間油路37再進入控制腔6，控制腔建壓，針閥體8在針閥復位彈簧6作用下落座，噴油過程結束。針閥體8安裝在噴嘴7內部，並被針閥復位彈簧6壓緊。噴嘴7和電磁閥組件5都安裝在緊帽14內部，並由噴油器體15以及螺紋線緊固。噴嘴7內部液壓平衡、無靜態壓力差，實現了噴油器無靜態洩漏的功能。

圖2為本實用新型限流閥組件部分結構示意圖。它由擋圈18、阻尼彈簧19、球閥21、支撐控制滑塊22、球閥復位彈簧座26、限流活塞27、限位彈簧座29等構成。限流閥組件3通過蓄壓腔16設置在噴油器體15內部。擋圈18不僅對整體限流閥組件3起到了限位作用，而且與限位彈簧座29進行配合，一方面作為阻尼彈簧19的彈簧座，另一方面限制了限流活塞27的最大位移。在阻尼彈簧19和球閥復位彈簧25的彈簧預緊力作用下，球閥21同限流活塞27的下端面和支撐控制滑塊22的上端面配合。球閥復位彈簧座26在球閥復位彈簧25的彈簧力作用下，被壓緊在底部，其上部變截面處形成球閥21的落座面。高壓燃油通過蓄壓腔16進入限流活塞27內的活塞盲孔28，流經限流孔20進入到支撐控制滑塊22上的軸向中心通孔23。從過渡油腔24流出的燃油經過下行高壓油路4通向下方油路。當噴油器正常工作時，噴孔9噴出燃油，使得過渡油腔24內的燃油壓力下降。由於限流孔20對燃油的節流作用，使得限流活塞27內的活塞盲孔28和蓄壓腔16內的燃油壓力升高，與過渡油腔24內燃油壓力形成壓差，故限流活塞27、球閥21和支撐控制滑塊22三者整體向下位移，這就對噴油器噴射的燃油進行了一定的補償，但不會使得球閥21落座在球閥復位彈簧座26上。當噴油停止工作時，隨著燃油流過限流孔20，限流活塞27上下表面的壓差會逐漸減小，在球閥復位彈簧25的作用下，限流活塞27、球閥21和支撐控制滑塊22三者又恢復到初始位置。當噴孔9持續不斷的噴射燃油，流出的燃油質量超過閾值，使得噴油器出現異常工作狀態時，此時噴孔9噴射的燃油量大且流速快，引起限流活塞27的下方過渡油腔24內油壓迅速下降，形成上下壓差，導致限流活塞27壓緊球閥21落座在球閥復位彈簧座26上，阻止了燃油繼續流通。由於切斷了燃油供給，噴油器停止工作，這就一定程度上降低了異常噴油情況的發生，提高了燃油經濟性和噴油器工作的穩定性。

圖3為本實用新型電磁閥組件部分結構示意圖。它由電磁閥復位彈簧座30、線圈31、銜鐵32、閥座33、中間塊38、平衡閥杆39、電磁鐵40、電磁閥復位彈簧41等構成。電磁閥復位彈簧座30、線圈31、電磁鐵40和電磁閥復位彈簧41內置在噴油器體15內，其中電磁閥復位彈簧座30通過螺紋緊固在電磁閥最頂端。電磁閥復位彈簧41在電磁閥復位彈簧座30和銜鐵32二者之間，銜鐵32和平衡閥杆39設置在噴油器體15下方的閥座33內部。中間塊38處於閥座33下方。當噴油器開始噴油時，線圈31通電，與銜鐵32和電磁鐵40形成磁迴路，產生電磁力，吸引平衡閥杆39上移，處於中間塊38中的回油孔35打開。這時，控制腔13內的燃油依次通過中間油路37和回油孔35回油至油箱，控制腔13內燃油壓力下降，針閥體8上表面受壓減小，與盛油槽10內的燃油壓力形成壓差。在壓差作用下，針閥體8向上緩慢抬起，噴孔9開啟噴油。當噴油器停止噴油時，線圈31斷電，由於銜鐵32和平衡閥杆39緊密結合為一體，故它們共同受到電磁閥復位彈簧41的彈簧預緊力作用向下運動，而被壓緊在中間塊38上端面上，並堵住了回油孔35。與此同時，中間塊38內有兩路進油，一路是通過反饋油路34流經中間油路37進入控制腔13；另一路是通過下行進油孔36直接進入控制腔13。整個噴油過程中，一直有高壓燃油通過反饋油路34進入上方油腔，減緩了控制腔13油壓下降速率，使得控制腔13的在噴油初期的壓降變小變緩，減少了氮氧化物的產生；而在噴油結束時，提高了正常單個進油孔對控制腔13的建壓速度，提高了針閥的落座速度，並優化了針閥響應速度。

圖4為針閥體8的截面A-A放大圖。其弧形面可以很好的起到導向作用。

由上述工作過程可知，本實用新型一種帶液力反饋的電控噴油器的噴油過程中，

在電磁閥組件5部分中加入了反饋油路34，不僅使得針閥開啟緩慢；而且通過反饋油路34和下行進油孔36兩路進油，使得系統建壓迅速，提高了針閥落座速度，從而控制噴油器快速結束噴油。通過電磁閥控制整個噴油過程，實現了對噴油過程響應速度快，控制精度高，噴油規律可控的要求。噴油器體15內裝有的限流閥組件3，有效的阻止了異常噴油狀態的持續進行，保證了工作過程的穩定性與燃油經濟性。本實用新型應用於共軌系統上時，在大油量噴射狀態下，採用蓄壓腔16結構能有效減小共軌壓力波動，從而減少了各缸噴油過程的均勻性和穩定性下降現象的發生。