本實(shí)用新型涉及的是一種發(fā)動機(jī)噴油裝置,具體地說是高壓共軌噴油裝置。
背景技術(shù):
隨著對發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放特性要求越來越高,排放的限制主要在于氮氧化物和顆粒物兩個方面。為了減少氮氧化物的排放,要求在噴油開始時(shí)可以控制針閥開啟,使得在著火滯燃期內(nèi)有低的噴油率和平緩上升的噴油率形態(tài),這有利于保證噴油過程和噴油率形狀的一致性;在噴油結(jié)束時(shí)針閥關(guān)閉速度要求迅速,利于系統(tǒng)快速建壓。即能夠?qū)崿F(xiàn)先緩后急的噴油特性曲線,使碳煙排放和油耗最低。此外控制柱塞的存在,導(dǎo)致噴油器存在靜態(tài)壓力差,造成燃油靜態(tài)泄漏。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提供針閥響應(yīng)特性快,能實(shí)現(xiàn)先緩后急的噴油速率時(shí)間歷程曲線和無靜態(tài)泄漏功能的一種帶液力反饋的旁通式電控噴油器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
本實(shí)用新型一種帶液力反饋的旁通式電控噴油器,其特征是:包括噴油器頭、噴油器體、限流閥組件、電磁閥組件、針閥組件、噴嘴、下行高壓油路,噴油器頭安裝在噴油器體上方,噴油器頭內(nèi)部設(shè)置主進(jìn)油孔,噴油器體內(nèi)部設(shè)置蓄壓腔,主進(jìn)油孔與蓄壓腔相通,限流閥組件設(shè)置在蓄壓腔里,噴油器體下端依次安裝電磁閥組件、針閥組件、噴嘴,緊帽位于電磁閥組件、針閥組件、噴嘴外部,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(fù)位彈簧座、支撐控制滑塊,限位彈簧座、限流活塞、球閥復(fù)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(fù)位彈簧座里,支撐控制滑塊的上端與限流活塞之間設(shè)置球閥,支撐控制滑塊的下端與其下方的球閥復(fù)位彈簧座之間安裝球閥復(fù)位彈簧,限流活塞里設(shè)置活塞盲孔和限流孔,支撐控制滑塊里設(shè)置軸向中心通孔,球閥復(fù)位彈簧座與其下方的噴油器體之間設(shè)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、平衡閥桿、閥座、中間塊,電磁鐵上纏繞線圈,電磁鐵上方設(shè)置電磁閥復(fù)位彈簧座,電磁鐵下方設(shè)置銜鐵,銜鐵與電磁閥復(fù)位彈簧座之間設(shè)置電磁閥復(fù)位彈簧,平衡閥桿位于閥座里,平衡閥桿上端部與銜鐵固連,中間塊設(shè)置在閥座下方,平衡閥桿的下端部、閥座以及中間塊之間形成平衡閥桿腔,中間塊里設(shè)置回油孔、中間節(jié)流孔、中間油路以及反饋油路,中間節(jié)流孔分別連通中間油路和平衡閥桿腔,反饋油路連通平衡閥桿腔,回油孔在平衡閥桿的控制下與中間節(jié)流孔和油箱連通或斷開;
所述針閥組件包括針閥限位套、控制滑塊、針閥體,控制滑塊位于針閥限位套里,針閥體的上部分位于針閥限位套里,針閥體的下部分位于噴嘴里,控制滑塊與針閥體之間形成控制腔,控制腔里設(shè)置控制滑塊復(fù)位彈簧,針閥體中部設(shè)置凸起部分,凸起部分與其上方的針閥限位套之間設(shè)置針閥復(fù)位彈簧,控制滑塊的上端面設(shè)置中間腔,控制滑塊里設(shè)置進(jìn)油孔、控制滑塊通孔、旁通油路,進(jìn)油孔通過進(jìn)油節(jié)流孔連通中間腔,控制滑塊通孔分別連通中間腔和控制腔,旁通油路連通控制腔,針閥體與噴嘴之間形成盛油槽,噴嘴端部設(shè)置噴孔;
中間油路連通中間腔,下行高壓油路的上端連通過渡油腔,經(jīng)噴油器體、閥座、中間塊、針閥限位套、噴嘴連通盛油槽,進(jìn)油孔、反饋油路分別連通下行高壓油路。
本實(shí)用新型還可以包括:
1、噴孔噴油時(shí),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(fù)位彈簧座上,限流孔與軸向中心通孔相通;當(dāng)噴孔流出的燃油質(zhì)量超過閾值時(shí),限流活塞壓緊球閥并使其落座于球閥復(fù)位彈簧座,限流孔與軸向中心通孔斷開;噴孔停止噴油時(shí),在球閥復(fù)位彈簧的作用下,限流活塞、球閥和支撐控制滑塊整體恢復(fù)到初始位置。
2、線圈通電時(shí),平衡閥桿向上運(yùn)動,回油孔與油箱為連通狀態(tài),控制腔內(nèi)的燃油通過中間油路、中間節(jié)流孔和回油孔回油至油箱,針閥體向上抬起,噴孔開啟噴油;線圈斷電后,平衡閥桿在電磁閥復(fù)位彈簧的作用向下運(yùn)動,被壓在中間塊上端面上,回油孔與油箱斷開,同時(shí)下行高壓油路里的燃油一方面經(jīng)反饋油路、平衡閥桿腔、中間油路進(jìn)入控制腔,另一方面經(jīng)進(jìn)油孔進(jìn)入控制腔。
3、噴孔停止噴油時(shí),控制滑塊上端面燃油壓力高于其下端面,控制滑塊克服控制滑塊復(fù)位彈簧的彈簧預(yù)緊力向下位移,旁通油路打開,隨著燃油進(jìn)入控制腔,控制滑塊在控制滑塊復(fù)位彈簧的作用力下,回到初始位置。
本實(shí)用新型的優(yōu)勢在于:本實(shí)用新型采用了蓄壓腔結(jié)構(gòu),可以大大改善整個噴油系統(tǒng)的壓力波動,特別是可以減小各個噴油器噴油時(shí)的互相干擾。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)上采用了限流閥組件,有效避免了異常噴油等不正常情況的發(fā)生,保證正常穩(wěn)定的噴油過程的同時(shí)提高了燃油經(jīng)濟(jì)性和噴油器工作的可靠性。本實(shí)用新型采用了電磁閥控制平衡閥桿來調(diào)節(jié)回油油路的開關(guān),有利于提高針閥的響應(yīng)速度和控制精度,提供了靈活的噴油規(guī)律,有效的改善了柴油機(jī)的排放穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性。電磁閥組件的中間塊內(nèi)部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(shí)還可以令系統(tǒng)建壓迅速,提高了針閥的落座速度,控制噴油器能夠快速結(jié)束噴油??刂魄粌?nèi)控制滑塊的旁通油路能使得控制腔更加快速地建壓,提高了針閥響應(yīng)特性??刂苹瑝K節(jié)流孔和中間節(jié)流孔的設(shè)計(jì)保證了噴油器在初期能緩慢噴油,減少氮氧化物的形成。噴嘴部分內(nèi)部液壓平衡、無靜態(tài)壓力差,實(shí)現(xiàn)了噴油器無靜態(tài)泄漏的功能。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)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為針閥組件示意圖;
圖5為A-A視圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖舉例對本實(shí)用新型做更詳細(xì)地描述:
結(jié)合圖1-5,本實(shí)用新型包括噴油器頭1、限流閥組件3、電磁閥組件5、針閥組件6、噴嘴9、緊帽10、噴油器體11。噴油器頭1通過螺紋進(jìn)行配合連接安裝在噴油器體11上,并通過放置在噴油器體11上的密封圈2進(jìn)行密封。噴油器頭1內(nèi)設(shè)置主進(jìn)油孔13,并與噴油器體11內(nèi)的蓄壓腔12連通。蓄壓腔 12下方設(shè)有限流閥組件3。限流閥組件3安裝在噴油器體11內(nèi)部,其主要結(jié)構(gòu)包括有擋圈14、阻尼彈簧15、球閥17、支撐控制滑塊18、球閥復(fù)位彈簧21、球閥復(fù)位彈簧座22、限流活塞23、限位彈簧座25。其中,限流孔16以及活塞盲孔24加工在限流活塞23上,軸向中心通孔19加工在支撐控制滑塊18上,這樣保證了燃油可以順利流向下方油路。噴油器體11下方依次設(shè)有電磁閥組件 5、針閥組件6,通過緊帽10進(jìn)行裝配連接。電磁閥組件5主要結(jié)構(gòu)包括有電磁閥復(fù)位彈簧座26、線圈27、銜鐵28、閥座29、中間塊33、平衡閥桿35、電磁鐵36、電磁閥復(fù)位彈簧37。銜鐵28和平衡閥桿35組合安裝在閥座29內(nèi)部。反饋油路30、回油孔31、中間油路32、中間節(jié)流孔34加工在中間塊33內(nèi)部,中間塊33同針閥限位套43和針閥體41形成控制腔44。電磁閥組件5下方是針閥組件6,主要結(jié)構(gòu)包括控制滑塊復(fù)位彈簧40、針閥體41、針閥復(fù)位彈簧42、針閥限位套43、控制滑塊45。控制滑塊45置于控制腔44內(nèi),加工有旁通油路 38、控制滑塊通孔39、進(jìn)油節(jié)流孔47。進(jìn)油節(jié)流孔47和針閥限位套43上的進(jìn)油孔46相連通。針閥體41安裝在噴嘴9內(nèi),噴嘴9和針閥體41之間設(shè)置盛油槽8。
圖1為本實(shí)用新型一種帶液力反饋的旁通式電控噴油器的整體結(jié)構(gòu)示意圖,在噴油器頭1上有主進(jìn)油孔13。噴油器體11上開有蓄壓腔12,蓄壓腔12 與主進(jìn)油孔13相連通。噴油器頭1與噴油器體11通過螺紋線進(jìn)行裝配,密封圈2將二者進(jìn)行密封。當(dāng)輸送進(jìn)來的高壓燃油通過主進(jìn)油孔13進(jìn)入噴油器內(nèi)部時(shí),流經(jīng)蓄壓腔12中的燃油會向下經(jīng)過限流閥組件3。燃油從限流閥組件3流出后流經(jīng)下行高壓油路4進(jìn)入控制腔44和盛油槽8。限流閥組件3下方和噴嘴 9上方之間依次裝配有電磁閥組件5和針閥組件6。在電磁閥組件5內(nèi),通過電磁力控制著銜鐵28和平衡閥桿35的抬起和落座。當(dāng)線圈27通電時(shí),平衡閥桿 35向上抬起,回油孔31開啟,控制腔44中燃油流經(jīng)控制滑塊通孔39、中間油路32和中間節(jié)流孔34,通過回油孔31泄油。故控制腔44內(nèi)燃油壓力下降,與盛油槽8形成燃油壓差,使得針閥體41抬起,噴油開始。該過程中,針閥限位套43起到限制針閥體41的位移的作用??刂苹瑝K通孔39和中間節(jié)流孔34 的兩段節(jié)流的存在,保證了中間油路32內(nèi)燃油壓力不會迅速下降,這就減緩了控制腔44內(nèi)燃油壓力的下降速度。當(dāng)線圈27斷電時(shí),當(dāng)平衡閥桿35向下落座時(shí),回油孔31關(guān)閉,燃油會通過進(jìn)油孔46和進(jìn)油節(jié)流孔47直接進(jìn)入控制腔44,使得控制腔44建壓,針閥體41落座,噴油過程結(jié)束。針閥體41安裝在噴嘴9內(nèi)部,并被針閥復(fù)位彈簧42壓緊。噴嘴9和電磁閥組件5都安裝在緊帽 10內(nèi)部,并由噴油器體11以及螺紋線緊固。噴嘴9部分內(nèi)部液壓平衡、無靜態(tài)壓力差,實(shí)現(xiàn)了噴油器無靜態(tài)泄漏的功能。
圖2為本實(shí)用新型限流閥組件部分結(jié)構(gòu)示意圖。它由擋圈14、阻尼彈簧15、球閥17、支撐控制滑塊18、球閥復(fù)位彈簧21、球閥復(fù)位彈簧座22、限流活塞 23、限位彈簧座25等構(gòu)成。限流閥組件3通過蓄壓腔12設(shè)置在噴油器體11內(nèi)部。擋圈14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25 進(jìn)行配合,一方面作為阻尼彈簧15的彈簧座,另一方面限制了限流活塞23的最大位移。在阻尼彈簧15和球閥復(fù)位彈簧21的彈簧預(yù)緊力作用下,球閥17同限流活塞23的下端面和支撐控制滑塊18的上端面配合。球閥復(fù)位彈簧座22在球閥復(fù)位彈簧21的彈簧力作用下,被壓緊在底部,其上部變截面處形成球閥 17的落座面。高壓燃油通過蓄壓腔12進(jìn)入限流活塞23內(nèi)的活塞盲孔24,流經(jīng)限流孔16進(jìn)入到支撐控制滑塊18的軸向中心通孔19。流出的燃油經(jīng)過下行高壓油路4通向下方油路。當(dāng)噴油器正常工作時(shí),噴孔7噴出燃油,使得過渡油腔20內(nèi)的燃油壓力下降。由于限流孔16對燃油的節(jié)流作用,使得限流活塞23 內(nèi)的活塞盲孔24和蓄壓腔12內(nèi)的燃油壓力升高,與過渡油腔20內(nèi)燃油壓力形成壓差,故限流活塞23、球閥17和支撐控制滑塊18三者整體向下位移,這就對噴油器噴射的燃油進(jìn)行了一定的補(bǔ)償,但不會使得球閥17落座在球閥復(fù)位彈簧座22上。當(dāng)噴油停止工作時(shí),隨著燃油流過限流孔16,限流活塞23上下表面的壓差會逐漸減小,在球閥復(fù)位彈簧21的作用下,限流活塞23、球閥17和支撐控制滑塊18三者又恢復(fù)到初始位置。當(dāng)噴孔7持續(xù)不斷的噴射燃油,流出的燃油質(zhì)量超過閾值,使得噴油器出現(xiàn)異常工作狀態(tài)時(shí),限流活塞23的下方過渡油腔20的油壓迅速下降,形成上下壓差,導(dǎo)致限流活塞23壓緊球閥17落座在球閥復(fù)位彈簧座22上,阻止了燃油繼續(xù)流通。由于切斷了燃油供給,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(fā)生,提高了燃油經(jīng)濟(jì)性和噴油器工作的穩(wěn)定性。
圖3為本實(shí)用新型電磁閥組件部分結(jié)構(gòu)示意圖。它由電磁閥復(fù)位彈簧座26、線圈27、銜鐵28、閥座29、中間塊33、平衡閥桿35、電磁鐵36、電磁閥復(fù)位彈簧37等構(gòu)成。電磁閥復(fù)位彈簧座26、線圈27、電磁鐵36和電磁閥復(fù)位彈簧 37內(nèi)置在噴油器體11內(nèi),其中電磁閥復(fù)位彈簧座26通過螺紋緊固在電磁閥最頂端。電磁閥復(fù)位彈簧37在電磁閥復(fù)位彈簧座26和銜鐵28二者之間,銜鐵 28和平衡閥桿35設(shè)置在噴油器體11下方的閥座29內(nèi)部。中間塊33處于閥座 29下方。當(dāng)噴油器開始噴油時(shí),線圈27通電,與銜鐵28和電磁鐵36形成磁回路,產(chǎn)生電磁力,吸引平衡閥桿35上移,處于中間塊33中的回油孔31打開。這時(shí),控制腔44內(nèi)的燃油依次通過中間油路32、中間節(jié)流孔34和回油孔31 回油至油箱,控制腔44內(nèi)燃油壓力下降,針閥體41上表面受壓減小,與盛油槽8內(nèi)的燃油壓力形成壓差。在壓差作用下,針閥體41向上緩慢抬起,噴孔7 開啟噴油。當(dāng)噴油器停止噴油時(shí),線圈27斷電,由于銜鐵28和平衡閥桿35緊密結(jié)合為一體,故它們共同受到電磁閥復(fù)位彈簧37的彈簧預(yù)緊力作用向下運(yùn)動,而被壓緊在中間塊33上端面上,并堵住了回油孔31。與此同時(shí),有兩路進(jìn)油,一路是通過反饋油路30流經(jīng)中間油路32進(jìn)入下方針閥組件;另一路是通過下方控制滑塊45內(nèi)油路再進(jìn)入控制腔44。整個噴油過程中,一直有高壓燃油通過反饋油路30進(jìn)入上方油腔,減小了控制腔44油壓下降速率,使得控制腔44的在噴油初期的壓降變小變緩,減少了氮氧化物的產(chǎn)生;而在噴油結(jié)束時(shí),提高了正常單個進(jìn)油孔對控制腔44的建壓速度,提高了針閥的落座速度,并優(yōu)化了針閥響應(yīng)速度。
圖4為本實(shí)用新型針閥組件部分結(jié)構(gòu)示意圖。它由控制滑塊復(fù)位彈簧40、針閥體41、針閥復(fù)位彈簧42、針閥限位套43和控制滑塊45等構(gòu)成。控制腔 44內(nèi)放置有控制滑塊45,控制滑塊復(fù)位彈簧40將控制滑塊45頂起并緊靠在中間塊33的下端面??刂苹瑝K45上加工有旁通油路38、控制滑塊通孔39和進(jìn)油節(jié)流孔47。當(dāng)噴油開始時(shí),在中間塊33上的中間節(jié)流孔34和控制滑塊通孔 39的兩段節(jié)流作用下,控制腔44內(nèi)的燃油壓力下降較正常噴油器更加緩慢,減少了氮氧化物的排放。當(dāng)噴油結(jié)束時(shí),由于控制滑塊45上端面燃油壓力高于下端面,控制滑塊45克服控制滑塊復(fù)位彈簧40的彈簧預(yù)緊力向下位移,旁通油路38打開,控制腔44內(nèi)的燃油壓力的迅速建立,提高了針閥落座響應(yīng)。隨著燃油進(jìn)入控制腔44,控制滑塊45上下端面的壓差會越來越小。控制滑塊45 受到控制滑塊復(fù)位彈簧40的作用力,回到初始位置。
圖5為針閥體41的截面A-A放大圖。其弧形面可以很好的起到導(dǎo)向作用。
由上述工作過程可知,本實(shí)用新型一種帶液力反饋的旁通式電控噴油器的噴油過程中,在控制腔44中的加工的控制滑塊通孔39和旁通油路38,實(shí)現(xiàn)了噴射初期噴油速率較低和噴油結(jié)束能快速斷油的的特點(diǎn)。噴油器體11內(nèi)裝有的限流閥組件3,有效的阻止了異常噴油狀態(tài)的持續(xù)進(jìn)行,保證了工作過程的穩(wěn)定性與燃油經(jīng)濟(jì)性。在電磁閥組件5部分中加入了反饋油路30,不僅使得針閥開啟緩慢還可以使系統(tǒng)建壓迅速,提高了針閥落座速度,從而控制噴油器快速結(jié)束噴油。整個噴油過程采用電磁閥控制,利用電磁力帶動平衡閥桿的運(yùn)動,實(shí)現(xiàn)了對噴油過程響應(yīng)速度快,控制精度高,可變噴油規(guī)律的要求。本實(shí)用新型應(yīng)用于共軌系統(tǒng)上時(shí),在大油量噴射狀態(tài)下,采用蓄壓腔12的結(jié)構(gòu)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(wěn)定性下降現(xiàn)象的發(fā)生。