一種高壓共軌電控噴油器的控制閥的制作方法
【專利摘要】一種高壓共軌電控噴油器的控制閥，其包括閥套、高速電磁閥、銜鐵、調(diào)整圈、導(dǎo)向座、卡圈、回位彈簧、彈簧下座、鋼球以及控制活塞。閥套裝在電控噴油器下體中，控制活塞安裝在閥套的下部中孔，閥套采用三通道設(shè)計(jì)，一個(gè)進(jìn)油節(jié)流孔將噴油器高壓腔和控制腔連通，另一個(gè)進(jìn)油節(jié)流孔將噴油器高壓腔和出油節(jié)流孔中部連通，出油節(jié)流孔將控制腔和低壓回油腔連通?；匚粡椈刹捎孟轮檬桨惭b，銜鐵采用一體式，其下端與彈簧下座通過(guò)螺紋連接，上端與電磁線圈相對(duì)。本控制閥尺寸緊湊，能產(chǎn)生更大的電磁力和壓力，加快了電控噴油器的響應(yīng)速度，在提高高壓共軌系統(tǒng)噴射壓力的同時(shí)滿足柴油機(jī)高緊湊性的要求。
【專利說(shuō)明】—種高壓共軌電控噴油器的控制閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于內(nèi)燃機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，主要用于各種高壓共軌系統(tǒng)電控噴油器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格和能源危機(jī)的日益加劇，內(nèi)燃機(jī)對(duì)燃油系統(tǒng)的要求日益 提高。為滿足內(nèi)燃機(jī)的排放性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性等性能指標(biāo)，其燃油系統(tǒng)越來(lái)越普遍采用電 控高壓共軌燃油系統(tǒng)。電控噴油器作為共軌系統(tǒng)最核心部件之一，其性能直接決定了柴油 機(jī)的排放、油耗、振動(dòng)、噪聲等各項(xiàng)性能指標(biāo)。
[0003]目前，現(xiàn)有的高壓共軌電控噴油器的控制閥，其回位彈簧均采用上置式結(jié)構(gòu)。回位 彈簧的上置，導(dǎo)致高速電磁閥必須在其中部打孔，以便于安裝彈簧。彈簧越大，其安裝孔越 大，高速電磁閥的有效磁極面積就越小。高速電磁閥的有效磁極面積減小，將導(dǎo)致電磁力的 下降和電控噴油器的響應(yīng)速度下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明從分析高壓共軌電控噴油器的功能需求、結(jié)構(gòu)及安裝需求出發(fā)，設(shè)計(jì)一種 高壓共軌電控噴油器的控制閥，采用回位彈簧下置式結(jié)構(gòu)，可提高高速電磁閥的有效磁極 面積，從而提高電控噴油器的響應(yīng)速度，有利于多次噴射，降低柴油機(jī)的油耗和改善柴油機(jī) 的排放。另一方面，采用回位彈簧下置式設(shè)計(jì)，可在電磁力不變的情況下，減小高速電磁閥 的外徑尺寸，有利于電控噴油器的小型化，特別適用于結(jié)構(gòu)經(jīng)湊的高集成度柴油機(jī)使用。另 外，通過(guò)創(chuàng)新的三通道節(jié)流孔設(shè)計(jì)，該控制閥可以使電控噴油器實(shí)現(xiàn)理想的先緩后急噴油 規(guī)律，改善柴油機(jī)的燃燒。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種高壓共軌電控噴油器的控制閥，所述控制閥裝在電控噴油器上體和下體之間，包 括高速電磁閥、銜鐵、調(diào)整圈、導(dǎo)向座、卡圈、回位彈簧、彈簧下座、鋼球、閥套、控制活塞。
[0006]所述閥套裝在電控噴油器下體中，采用中部外圓定位，端面密封結(jié)構(gòu)，閥套下部的 外圓面與電控噴油器下體的內(nèi)壁之間圍成噴油器高壓腔。
[0007]所述控制活塞安裝在閥套的下部中孔，控制活塞頂面與閥套之間形成控制腔。閥 套上設(shè)有兩個(gè)進(jìn)油節(jié)流孔和一個(gè)出油節(jié)流孔。其中，進(jìn)油節(jié)流孔將噴油器高壓腔和控制腔 連通；進(jìn)油節(jié)流孔將噴油器高壓腔和出油節(jié)流孔中部連通；出油節(jié)流孔將控制腔和閥套上 的回油腔相連通。閥套的大端外圓開(kāi)有徑向回油孔。該控制閥采用三通道設(shè)計(jì)，可通過(guò)匹 配通道參數(shù)優(yōu)化噴油器的噴油特性，實(shí)現(xiàn)理想的先緩后急噴油規(guī)律。
[0008]所述回位彈簧采用下置式安裝，安裝在銜鐵下端，彈簧下座與卡圈之間。彈簧下座 安裝在閥套上部中孔，彈簧下座下端面與閥套的上部中孔的底面之間形成所述回油腔，彈 簧下座的下端面有沉孔，沉孔孔徑比鋼球略大，用以補(bǔ)償零件加工誤差。沉孔內(nèi)裝鋼球，鋼 球下部與閥套中出油節(jié)流孔的孔口錐面配合，開(kāi)啟或切斷控制腔至回油腔的油路通道。卡 圈作為回位彈簧的上座，其小端伸進(jìn)閥套上部中孔，并以此作為安裝定位，其大端壓在閥套的上端面，采用平面密封。所述導(dǎo)向座從上端旋進(jìn)電控噴油器下體，并將卡圈及閥套壓緊。 該控制閥所采用的回位彈簧下置式設(shè)計(jì)，可大幅提高高速電磁閥的有效磁極面積，進(jìn)而提 高電控噴油器的電磁力，加快電控噴油器的響應(yīng)速度，有利于多次噴射；也可用于更高壓力 的高壓共軌系統(tǒng)；還可在保證電磁力不變的情況下有效減小電磁閥的外徑，從而使噴油器 的外徑得以減小，提高噴油器的緊湊性。因此，該控制閥特別適用于結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)壓力高 及電磁力需求大的緊湊型高壓共軌電控噴油器。該控制閥采用端面密封，密封效果好，且便 于加工制造。
[0009]所述銜鐵采用一體式，從導(dǎo)向座中孔裝入，穿過(guò)卡圈與彈簧下座通過(guò)螺紋相連接。 銜鐵的上端的大圓面與高速電磁閥相對(duì)，在高速電磁閥的下端面與螺套上端面之間裝有調(diào) 整圈，調(diào)節(jié)銜鐵的氣隙。銜鐵行程由卡圈控制，以有效減小銜鐵運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的沖擊力對(duì)螺紋 連接的影響，提高系統(tǒng)的可靠性。
[0010]所述回油孔采用雙通道、大直徑回油孔，直徑為3?4mm。這種結(jié)構(gòu)回油流通面積 大，可有效降低電控噴油器工作時(shí)回油背壓對(duì)銜鐵快速落座的影響。
[0011]所述卡圈與銜鐵的相互配合部位設(shè)置有限制銜鐵行程的限位結(jié)構(gòu)。
[0012]可見(jiàn)，通過(guò)采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)的下置式彈簧設(shè)計(jì)可有效增加電控噴油器的電磁力，使 其在相同條件下獲得更大的電磁力，加快電控噴油器的響應(yīng)速度，有利于實(shí)現(xiàn)多次噴射，在 提高高壓共軌系統(tǒng)噴射壓力的同時(shí)滿足了柴油機(jī)高緊湊性的要求。
[0013]通過(guò)創(chuàng)新的三通道節(jié)流孔設(shè)計(jì)，該控制閥可以使電控噴油器實(shí)現(xiàn)理想的先緩后急 噴油規(guī)律，改善柴油機(jī)的燃燒。
[0014]另外，該控制閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工、調(diào)試方便，可有效降低高壓共軌系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本， 可用于各種高壓共軌系統(tǒng)電控噴油器，特別是尺寸小、壓力高(可達(dá)220MPa以上)及電磁力 要求大的電控噴油器，調(diào)節(jié)共軌電控噴油器的噴油特性，優(yōu)化柴油機(jī)的燃耗，降低油耗和排 放。
[0015]該控制閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，可產(chǎn)生更大的電磁力，用以加快電控噴油器的響應(yīng) 速度，有利于實(shí)現(xiàn)多次噴射，或用于壓力更高的高壓共軌系統(tǒng)，在提高高壓共軌系統(tǒng)噴射壓 力的同時(shí)滿足柴油機(jī)高緊湊性的要求。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為控制閥的剖面圖。
[0017]圖2A為控制閥在工作初始狀態(tài)的示意圖；
圖2B為控制閥在工作開(kāi)啟狀態(tài)的示意圖；
圖2C為控制閥在工作關(guān)閉狀態(tài)的示意圖。
[0018]圖中:1高速電磁閥，2電控噴油器上體，3銜鐵，4調(diào)整圈，5導(dǎo)向座，6卡圈，7回位 彈簧，8彈簧下座，9鋼球，10閥套，101徑向定位，102端面密封，11高壓燃油入口，12電控噴 油器下體，13控制活塞，14噴油器高壓腔，15進(jìn)油節(jié)流孔，16控制腔，17進(jìn)油節(jié)流孔，18出 油節(jié)流孔，19低壓回油腔，20回油孔，21限位結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本技術(shù)。[0020]如圖1所示，控制閥安裝在電控噴油器上體2和電控噴油器下體12中。
[0021]閥套10采用中部外圓101定位，端面密封102結(jié)構(gòu)，便于加工制造。閥套10裝在 電控噴油器下體12中，閥套10下部的外圓面與電控噴油器下體12的內(nèi)壁之間圍成噴油器 高壓腔14。
[0022]控制活塞13安裝在閥套10的下部中孔，控制活塞13頂面與閥套10之間形成控 制腔16?？刂魄?6采用小容積設(shè)計(jì)，其容積為15?20_3，可加快電控噴油器的工作響應(yīng)速度。
[0023]閥套10采用三通道設(shè)計(jì)，即兩個(gè)進(jìn)油節(jié)流孔15和17，一個(gè)出油節(jié)流孔18，可通過(guò) 匹配通道參數(shù)優(yōu)化噴油器的噴油特性，實(shí)現(xiàn)理想的先緩后急噴油規(guī)律。其中，進(jìn)油節(jié)流孔15 將噴油器高壓腔14和控制腔16連通，進(jìn)油節(jié)流孔17將噴油器高壓腔14和出油節(jié)流孔18 的中部連通，出油節(jié)流孔18將控制腔16和低壓回油腔19連通(鋼球9打開(kāi)時(shí))。閥套10 大端徑向開(kāi)有回油孔20，回油孔采用雙通道、大直徑設(shè)計(jì)，直徑為3?4_，以降低噴油器工 作時(shí)回油壓力對(duì)銜鐵快速關(guān)閉的影響。
[0024]銜鐵3采用一體式設(shè)計(jì)，銜鐵3插入導(dǎo)向座5的中孔，并與之配合，用于運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。 其上端的大圓面與高速電磁閥I相對(duì)，在高速電磁閥I下端面與導(dǎo)向座5上端面之間裝有 調(diào)整圈4，以調(diào)節(jié)銜鐵3的氣隙。卡圈6從徑向裝入銜鐵3的中部，用以調(diào)節(jié)銜鐵3的行程。 銜鐵3的下端通過(guò)螺紋與彈簧下座8相連接?；匚粡椈?則安裝于卡圈6和下彈簧座8之 間，并以下彈簧座8的外圓定位。
[0025]彈簧下座8安裝于閥套10的上部中孔，彈簧下座8下端面與閥套10的上部中孔 的底面之間形成所述低壓回油腔19，下端面采用沉孔設(shè)計(jì)，沉孔中安裝鋼球9。沉孔直徑比 鋼球9直徑略大，用于鋼球9在控制閥的徑向限位以及降低對(duì)彈簧下座的同軸度要求。鋼 球9在彈簧下座8的作用下壓緊閥套10的出油節(jié)流孔18的孔口錐面，以密封高壓燃油。
[0026]回位彈簧7主要用于非開(kāi)啟狀態(tài)鋼球的密封及鋼球在關(guān)閉過(guò)程中的快速回位。
[0027]卡圈6作為彈簧上座使用，其小端插入閥套10的上部中孔，并以之定位，上端則通 過(guò)導(dǎo)向座5壓在閥套10的上端面?？ㄈ?與銜鐵3的相互配合部位設(shè)置有限位結(jié)構(gòu)21，具 體是在卡圈6徑向上設(shè)置限位卡槽，在銜鐵3軸向上設(shè)限位槽，其中銜鐵3限位槽的高度大 于卡圈6限位卡槽的厚度，限制銜鐵行程。
[0028]導(dǎo)向座5主要用于壓緊卡圈3及閥套10，其大端采用螺紋和六方結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，便于擰 緊，其中孔主要用于銜鐵3的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。
[0029]以下是本控制閥的功能及工作原理說(shuō)明:
1、先緩后急的噴油規(guī)律功能:
該控制閥的閥套10為三通道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中進(jìn)油節(jié)流孔15將噴油器高壓腔14和控制 腔16連通，進(jìn)油節(jié)流孔17將噴油器高壓腔14和出油節(jié)流孔18的中部連通，出油節(jié)流孔18 將控制腔16和低壓回油腔19連通(鋼球9打開(kāi)時(shí))。
[0030](I)初始狀態(tài)如圖2A所示:噴油器高速電磁閥I處于斷電狀態(tài)，鋼球9在回位彈 簧7的作用下關(guān)閉出油節(jié)流孔18。控制腔16通過(guò)進(jìn)油節(jié)流孔15和進(jìn)油節(jié)流孔17保持腔 內(nèi)壓力與噴油器高壓腔14壓力一致?？刂苹钊?3位于下止點(diǎn)。
[0031](2)開(kāi)啟狀態(tài)如圖2B所示:噴油器高速電磁閥I通電產(chǎn)生電磁力，銜鐵3帶動(dòng)彈 簧下座8上行，鋼球9打開(kāi)出油節(jié)流孔18開(kāi)始泄壓，控制活塞13上行，開(kāi)始噴油。由于進(jìn)油節(jié)流孔17位于出油節(jié)流孔18與控制腔16之間，因此噴油器開(kāi)啟過(guò)程的回油量由進(jìn)油節(jié) 流孔17的回油量和控制腔16的回油量?jī)刹糠謽?gòu)成。
[0032](3)關(guān)閉狀態(tài)如圖2C所示:噴油器高速電磁閥I斷電，鋼球9在回位彈簧7的作 用下關(guān)閉出油節(jié)流孔18。燃油從進(jìn)油節(jié)流孔15和進(jìn)油節(jié)流孔17進(jìn)入控制腔14，控制腔壓 力升高，控制活塞13下行，關(guān)閉針閥，噴油結(jié)束。
[0033]可見(jiàn)，對(duì)控制腔16而言，進(jìn)油節(jié)流孔17在電控噴油器開(kāi)啟過(guò)程中起減緩控制腔16 壓力降低的負(fù)向作用；而電控噴油器關(guān)閉過(guò)程中則主要起加快控制腔16壓力升高的正向 作用。因此，該電控噴油器所采用的三通道設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)電控噴油器理想的先緩后急噴油規(guī)律。
[0034]2、提升電磁力作用
該控制閥的回位彈簧7采用下置式設(shè)計(jì)，可大幅提高電磁閥I磁極的有效使用面積，進(jìn) 而提高電控噴油器的電磁力，加快電控噴油器的響應(yīng)速度，有利于多次噴射；也可在保證電 磁力不變的情況下有效減小電磁閥的外徑，從而使噴油器的外徑得以減小，提高噴油器的 緊湊性。因此，該控制閥特別適用于結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)壓力高及電磁力需求大的緊湊型高壓共 軌電控噴油器。
[0035]主要優(yōu)點(diǎn):
I該控制閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工制造方便，可有效降低成本。
[0036]2該控制閥三通道設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)理想的先緩后急噴油規(guī)律。
[0037]3該控制閥彈簧下置式設(shè)計(jì)可有效增加電磁閥磁極面積，提升噴油器電磁力或在 保證電磁力不變的情況下減小電磁閥外徑，適用于緊湊型電控噴油器。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓共軌電控噴油器的控制閥，所述控制閥裝在高壓共軌電控噴油器的上體(2)和下體(12)之間，其包括高速電磁閥(1)、銜鐵(3)、調(diào)整圈(4)、導(dǎo)向座(5)、卡圈(6)、 回位彈簧(7)、彈簧下座(8)、鋼球(9)、閥套(10)和控制活塞(13)；其特征在于:所述閥套(10)裝在電控噴油器下體(12)中，采用中部外圓(101)定位，端面密封(102)結(jié)構(gòu)，閥套(10)下部的外圓面與電控噴油器下體的內(nèi)壁之間圍成噴油器高壓腔(14);所述控制活塞(13)安裝在閥套(10)的下部中孔，控制活塞(13)頂面與閥套(10)下部中孔的頂面之間形成控制腔(16)，閥套(10)上設(shè)有兩個(gè)進(jìn)油節(jié)流孔(15)和(17)，一個(gè)出油節(jié)流孔(18);其中，進(jìn)油節(jié)流孔(15)將噴油器高壓腔(14)和控制腔(16)連通，進(jìn)油節(jié)流孔(17)將噴油器高壓腔(14)和出油節(jié)流孔(18)中部連通，出油節(jié)流孔(18)將控制腔(16)和閥套(10)的低壓回油腔(19)連通，閥套(10)大端外圓開(kāi)有回油孔(20)；所述回位彈簧(7)采用下置式安裝，安裝在銜鐵(3)的下端、彈簧下座(8)與卡圈(6)之間；彈簧下座(8)安裝在閥套(10)上部中孔，彈簧下座(8)下端面與閥套(10)的上部中孔的底面之間形成所述低壓回油腔(19)，彈簧下座(8)的下端面有沉孔，沉孔內(nèi)裝鋼球(9)， 鋼球(9)下部與閥套(10)上的出油節(jié)流孔(18)的孔口錐面配合，開(kāi)啟或切斷控制腔(16) 至回油腔(19)的油路通道；卡圈(6)作為回位彈簧(7)的上座，其小端伸進(jìn)閥套(10)中，并以此定位，其大端通過(guò)導(dǎo)向座(5)壓緊于閥套(10)上端面；所述導(dǎo)向座(5)旋進(jìn)電控噴油器下體(12)，以壓緊卡圈(6)及閥套(10)；所述銜鐵(3)采用一體式，其下端穿過(guò)卡圈(6)與彈簧下座(8)相連，其中部穿過(guò)導(dǎo)向座(5)的中孔，為導(dǎo)向配合段，其上端為與高速電磁閥⑴相對(duì)的大圓面，在高速電磁閥⑴ 下端面與導(dǎo)向座(5)上端面之間裝有調(diào)整圈(4)，調(diào)節(jié)銜鐵(3)的氣隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓共軌電控噴油器的控制閥，其特征在于:所述回油孔(20)采用雙通道、大直徑回油孔，直徑為3~4mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓共軌電控噴油器的控制閥，其特征在于:所述卡圈(6)與銜鐵(3)的相互配合部位設(shè)置有限制銜鐵行程的限位結(jié)構(gòu)(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓共軌電控噴油器的控制閥，其特征在于:所述限位結(jié)構(gòu)(21)是在卡圈(6)徑向上設(shè)置限位卡槽，在銜鐵(3)軸向上設(shè)限位槽，其中銜鐵(3)的限位槽的高度大于卡圈(6)的限位卡槽的厚度，限制銜鐵行程。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓共軌電控噴油器的控制閥，其特征在于:所述銜鐵(3) 下端通過(guò)螺紋與彈簧下座(8)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓共軌電控噴油器的控制閥，其特征在于:所述導(dǎo)向座(5) 的大端采用螺紋及外六方結(jié)構(gòu)，便于擰緊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的高壓共軌電控噴油器的控制閥，其特征在于:所述控制腔(16)采用小容積設(shè)計(jì)，其容積為15~20mm3。
【文檔編號(hào)】F02M51/06GK103498743SQ201310502184
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】涂天華, 謝遠(yuǎn)文, 肖朝南, 劉惠娥 申請(qǐng)人:重慶紅江機(jī)械有限責(zé)任公司