專利名稱：一種伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電控柴油發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)使用的噴油器，特別是使 用共軌式電子控制噴油技術的一種由伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器。
背景技術：
目前，共軌式電控柴油機的燃油供給系統(tǒng)采用電磁式噴油器將高壓柴油 噴入汽缸，由于電磁噴油器的電磁線圈工作時有一定程度的感抗，難以響應 更高噴射頻率的要求，限制了柴油機向更低油耗、排放更清潔、更低噪聲的 方向發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種由伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器，該噴油器 能使柴油機在十分短暫的噴油時間里實現(xiàn)數(shù)次預噴加主噴的噴油，使柴油機 的噪聲、油耗、排放、輸出功率的各項技術指標得以改善，以解決現(xiàn)有電磁 式噴油器存在的上述問題。
解決其上述技術問題采用的技術方案是 一種伸縮元件驅(qū)動的電控柴油 噴油器，包括帶進油通道及回油通道的噴油器殼體、螺母套、安裝在噴油器 殼體內(nèi)噴油嘴針閥軸向移動的機構，其特征在于所述的噴油嘴針閥軸向移 動的機構是由伸縮元件微小軸向伸縮控制的噴油嘴針閥軸向移動的機構，在 噴油器殼體內(nèi)沿軸向依次順序安裝推桿彈簧、推桿、推桿座、伸縮元件組件、 墊片、上端蓋、軸向定位軸，在噴油器殼體的下端安裝球閥座，在螺母套內(nèi) 依次順序安裝噴油嘴偶件、指令柱塞和指令柱塞閥體、指令油腔閥體、彈簧、 焊接成一體的鋼球座和鋼球，噴油器殼體的下端面、指令油腔閥體和指令柱 塞閥體的兩端面、噴油嘴偶件的上端面均是高平面度平面，各零件端面緊密 相接，形成密封，構成了在高壓柴油狀態(tài)下由伸縮元件微小軸向伸縮控制的 噴油嘴針閥軸向移動的機構。
作為本發(fā)明的一種結構形式是所述的伸縮元件組件是由電致伸縮元件 以及包覆在電致伸縮元件外下部的塑料隔套和包覆在電致伸縮元件外上部
的絕緣筒組成的電致伸縮元件組件。
作為本發(fā)明的另一種結構形式是所述的伸縮元件組件是由導磁套、繞 有電磁線的線架、置于線架內(nèi)部、位于推桿座、墊片之間的磁致伸縮元件組 成的磁致伸縮元件組件。
由于采用上述技術方案，本發(fā)明具有以下有益效果
一、 可以實現(xiàn)更精確、更高頻率的高壓柴油噴射，使多次噴射更加容易 實現(xiàn)，從而使柴油機的噪聲、油耗、排放、輸出功率的各項技術指標得以改善。
本發(fā)明采用電致伸縮或磁致伸縮元件作為驅(qū)動元件，在高壓柴油狀態(tài)下 通過驅(qū)動元件微小伸縮量控制指令柱塞軸向位移，達到使用計算機控制系統(tǒng) 的弱電信號控制高壓柴油精確噴射的目的，由于電致伸縮或磁致伸縮元件得 電或得磁伸長、去電或去磁恢復自然常態(tài)尺寸的過程可以不受外界干擾，可 以響應更高噴射頻率的要求，因而可以實現(xiàn)更精確、更高頻率的高壓柴油噴 射。
二、 結構科學、簡單、可靠，加工制作方便，成本低。 本發(fā)明采用在噴油器殼體內(nèi)沿軸向依次順序安裝推桿彈簧、推桿、推桿
座、伸縮元件組件、墊片、上端蓋、軸向定位軸，在噴油器殼體的下端安裝 球閥座，在螺母套內(nèi)依次順序安裝噴油嘴偶件、指令柱塞和指令柱塞閥體、 指令油腔閥體、彈簧、鋼球座和鋼球，各零件端面緊密相接，形成密封，構 成在高壓柴油狀態(tài)下由伸縮元件微小軸向伸縮控制的噴油嘴針閥軸向移動 的機構，其結構簡單，只用指令柱塞一套控制偶件，在電致伸縮或磁致伸縮 元件的驅(qū)動下，就可以實現(xiàn)精確的高頻率高壓柴油噴射，降低了柴油電控系 統(tǒng)關鍵部件電控噴油器的成本和制造難度。
下面，結合附圖對本發(fā)明一種伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器的技術特 征作進一步說明。
圖1:實施例一所述電致伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器結構示意圖-
圖1—1:圖1一2的A-A剖視圖，圖1一2:主視圖2:實施例二所述磁致伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器結構示意圖-
圖2—1:圖2—2的B-B剖視圖，圖2—2:主視圖3:指令柱塞結構示意圖(剖面圖)； 圖4:推桿結構示意圖(剖面圖)；
圖5:球閥座結構示意圖6:鋼球座結構示意圖7:指令柱塞閥體結構示意圖8:是指令油腔閥體結構示意圖9:本發(fā)明一種伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器殼體結構示意圖 圖9-l:主視圖，圖9-2:俯視圖，圖9-3:圖9-1的C-C剖視圖之一； 圖9-4:圖9-l的C-C剖視圖之二。 圖中
1、 3—噴油嘴偶件，2—壓力室，4~指令柱塞閥體的回油孔，5—指令柱 塞閥體，6—螺母套，7—油腔閥體、8—球閥座，9一推桿，10—推桿上的中 心孔(盲孔)，ll一推桿上的回油孔，12—推桿座，13—噴油器殼體，14一電 致伸縮元件，15—塑料隔套，16~上端螺母，17~0形密封圈，18—電源引 出線，19—塑料外殼接線座，20—上端蓋，21—高壓柴油進油口， 22—推桿 上的斜孔，23—鋼球，24~指令彈簧，25—指令油腔閥體的進油孔，26—量 孔，27—指令柱塞，28—升程間隙，29—噴油嘴針閥閥座，30—指令油腔閥 體的中心孔，31—球閥座與推桿間的間隙，32—指令油腔閥體的回油孔，33— 指令柱塞閥體的進油孔，34—殼體上的進油孔，35、 36~噴油器殼體上的回 油孔，37—鋼球座，38—噴油嘴偶件的進油孔，39—指令柱塞閥體上的回油 槽，40—推桿彈簧，41，絕緣筒，42—墊片，43—定位軸，44~-導磁套，45— 電磁線，46~線架，47—磁致伸縮元件，48—密封圈，49一鋼球與球閥座之 間的間隙。
其余標號見文中所述。
具體實施例方式
實施例一
一種由電致伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器，在噴油器殼體(13)內(nèi) 沿軸向依次順序安裝推桿彈簧(40)、推桿(9)、推桿座(12)、由電致伸縮 元件(14)以及包覆在電致伸縮元件(14)外下部的塑料隔套(15)和包覆 在電致伸縮元件(14)外上部的絕緣筒(41)組成的電致伸縮元件組件，墊 片(42)、上端蓋(20)、軸向定位軸(43)，然后將上端螺母(16)擰緊， 在噴油器殼體(13)的下端安裝球閥座(8),在螺母套(6)內(nèi)依次順序安
裝噴油嘴偶件(1)和(3)、指令柱塞(27)和指令柱塞閥體(5)、指令油 腔閥體(7)、彈簧(24)、鋼球座(37)和鋼球(23)，其中鋼球(23)與鋼 球座(37)焊接成一體，噴油器殼體的下端面、指令油腔閥體和指令柱塞閥 體的兩端面、噴油嘴偶件的上端面均加工成高平面度平面，零件裝入后將噴 油器殼體(13)與螺母套(6)擰緊，使各零件端面緊密相接，形成密封， 安裝后構成了在高壓柴油狀態(tài)下電致伸縮元件(14)微小軸向伸縮控制的噴 油嘴針閥軸向移動的機構(參見圖l)。
所述的指令柱塞(27)是一個二級階梯軸狀零件，軸徑大的一端端面有 一個凸出的圓臺，在圓臺的端面有一個沿軸線延伸的盲孔，在小軸徑的端面 有一個凸出的圓臺，大軸徑與小軸徑相接處有一個沉割槽(參見圖3)。
所述的指令柱塞閥體(5)是一個軸狀零件，其中心孔(51)是一個二 級階梯孔，孔(4)與指令柱塞闊體(5)的軸線平行，且沿軸線方向延伸并 貫穿指令柱塞閥體(5)， ？L (33)連通指令柱塞闊體(5)的兩個端面，在 孔(33)軸線與指令柱塞閥體(5)的軸線的平面內(nèi)，？L (33)與指令柱塞 閥體(5)的軸線不平行(參見圖7)。
所述的指令油腔閥體(7)是一個軸狀零件，貫穿閥體的中心孔(30) 作為指令油腔的腔體，其上有與指令油腔閥體(7)的軸線平行且沿軸線方 向延伸并貫穿指令油腔閥體(7)的進油孔(25)、回油孔(32)，量孔(26) 或指令油腔閥體(7)兩端面的槽連通指令油腔與進油孔(25)(參見圖8)。
所述的鋼球座(37)外圓是二級階梯軸狀，沿其軸線開有中心孔(371)， 中心孔的兩端直徑大中間小，軸徑小的一端的中心孔用于嵌入鋼球，在與大 軸徑相接的小軸徑一端外圓上沿圓周對稱的開有2至4個斜孔(372),斜孔 的軸線在其面內(nèi)向嵌入鋼球的軸端傾斜，各斜孔均與中心孔連通(參見圖6)。
所述的球閥座(8)是帶有二級階梯孔的中空圓柱體，小孔徑的端面有 圓錐倒角(81)用于與鋼球(23)的密封(參見圖5)。
所述的推桿(9)是三級階梯軸，不同軸徑之間為圓錐過渡，最大軸徑 與最小軸徑分別分布在軸的兩端，在最大軸徑的一端的端面上有一盲孔(10) 沿軸線向小軸徑延伸，止于大軸徑的長度內(nèi)，在軸的中部中等軸徑與最大軸 徑過渡的錐面上均勻分布的開有2 4個斜孔(22)，斜孔(22)與孔(10) 連通，孔的中心線在其面內(nèi)向小軸徑的一端傾斜，在靠近大軸徑端面附近有 一沉割槽(91)，在沉割槽的中間沿徑向開有2個孔(11)，孔(11)與孔(10)
連通(參見圖4)。
所述的噴油器殼體(13)是一不等徑的圓柱體，上部大、下部小，其中 心有貫穿圓柱體的4級階梯孔(131),上面3級從上到下依次減小，中心孔 的兩側分別有與中心階梯孔平行的高壓進油孔(34)以及低壓回油孔(35)， 圓柱體上下端分別帶外螺紋(132)、 (136)，圓柱體的上部有兩個沉割槽 (133)、 (134)，中部后側有一斜向上、上小下大的凸臺，其中心有一與高 壓進油孔(34)連通的高壓進油通道(21)，中部前側有一與中心孔軸線垂 直的階梯孔(36)，該階梯孔(36)的小孔端與低壓回油孔(35)以及階梯 孔(131)相連通(參見圖9一1、圖9一2、圖9一3)。
進油通道由噴油器殼體的進油孔(34)、指令油腔閥體的迸油孔(25)、 指令柱塞閥體的進油孔(33)、噴油嘴偶件的進油孔(38)組成。
回油通道由噴油器殼體的回油孔(35)、推桿(9)上的回油孔(11)、指 令油腔閥體的回油孔(32)、指令柱塞閥體的回油孔(4)以及指令柱塞閥體 的沉割槽(39)組成。
本實施例中，所述的電致伸縮元件是壓電陶瓷元件或其他得電伸縮的 電致伸縮元件。 實施例二
一種由磁致伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器，其基本結構同實施例一， 所不同之處在于在噴油器殼體(13)內(nèi)推桿座(12)、墊片(42)之間沒 有電致伸縮元件組件，而是安裝有由導磁套(44)、繞有電磁線(45)的線 架(46)、置于線架(46)內(nèi)部、位于推桿座(12)、墊片(42)之間的磁致 伸縮元件(47)組成的磁致伸縮元件組件,在噴油器殼體(13)內(nèi)沿軸向依次 順序安裝推桿彈簧(40)、推桿(9)、推桿座(12)、以及由導磁套(44)、 繞有電磁線(45)的線架(46)、位于線架(46)上的磁致伸縮元件(47) 構成的磁致伸縮元件組件(參見圖2)。
所述的噴油器殼體(13)與實施例一的殼體(13) —樣也是一不等徑的 圓柱體,上部大、下部小,所不同之處在于:其中心貫穿圓柱體的階梯孔(131) 是5級，上面4級從上到下依次減小(參見圖9一1、圖9—2、圖94)。 工作過程如下
接通高壓柴油后，高壓柴油從高壓油管通道(21)進入電控噴油器由進 油孔(34)、 (25)、 (33)、 (38)組成的進油通道，其中一路到達噴油嘴偶件殼體(3)中部的壓力室(2)和噴油嘴的針閥閥座(29)，另一路經(jīng)過指令 油腔閥體的量孔(26)進入指令油腔(30)，由于電致伸縮元件(14)或磁 致伸縮元件(47)處于無電激勵(電致伸縮元件)或無磁激勵(磁致伸縮元 件)狀態(tài)時，電致伸縮元件或磁致伸縮元件保持自然狀態(tài)下的長度，指令油 腔(30)中的鋼球(23)在彈簧(24)與高壓柴油的共同作用下與球閥座(8) 處于緊密接觸狀態(tài)形成密封，指令油腔(30)內(nèi)的高壓柴油無法通過推桿(9) 和球閥座(8)之間的間隙(31)、推桿(9)的孔(22)、 ？L (10)、孔(11) 到達回油孔(36)，指令油腔(30)內(nèi)保持與進油通道相同的壓力，由于指 令柱塞(27)的直徑比噴油嘴偶件針閥(1)的直徑大，噴油嘴偶件中部壓 力室(2)中針閥(1)向上的軸向推力小于指令柱塞(27)向下的壓力，指 令柱塞強迫噴油嘴針閥(1)下行落座，噴油器處于不噴油狀態(tài)。
當電致伸縮元件(14)或磁致伸縮元件(47)受激勵時，伸縮元件軸向 伸長，通過推桿(9)將鋼球(23)壓下，鋼球(23)與閥座(8)分離，指 令油腔(30)內(nèi)的壓力油經(jīng)鋼球(23)與閥座(8)之間的間隙(49),進入 閥座與推桿間的間隙(31)、推桿(9)的斜孔(22)和中心孔(10)及回油 孔(11)，到達回油通道(36),此時高壓柴油雖然仍然繼續(xù)通過量孔(26) 進入指令油腔(30)，但鋼球(23)與閥座(8)之間的間隙通道面積大于量 孔(26)的截面積，鋼球(23)的下行導致指令油腔(30)的壓力迅速下降。 而噴油嘴壓力室(2)仍保持與進油通道(25)相同的壓力，噴油嘴針閥(1) 的軸向受力大于指令柱塞(27)頂部的壓力且方向相反，指令柱塞(27)和 噴油嘴針閥(1)被高壓柴油頂起，高壓柴油從噴油嘴針閥(1)與噴油嘴閥 座(29)之間噴出，實現(xiàn)噴油。
當電致伸縮元件(14)或磁致伸縮元件(47)失去激勵時，伸縮元件軸 向縮短恢復常態(tài)，鋼球(23)在高壓柴油壓力和彈簧力的作用下落座，鋼球 (23)與閥座(8)之間的間隙通道(49)被關閉，指令油腔(30)的壓力 迅速上升，指令柱塞(23)下行強迫噴油嘴針閥(1)落座，噴油停止。
權利要求
1、一種伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器，包括帶進油通道及回油通道的噴油器殼體、螺母套、安裝在噴油器殼體內(nèi)噴油嘴針閥軸向移動的機構，其特征在于所述的噴油嘴針閥軸向移動的機構是由伸縮元件微小軸向伸縮控制的噴油嘴針閥軸向移動的機構，在噴油器殼體(13)內(nèi)沿軸向依次順序安裝推桿彈簧(40)、推桿(9)、推桿座(12)、伸縮驅(qū)動元件組件、墊片(42)、上端蓋(20)、軸向定位軸(43)，在噴油器殼體(13)的下端安裝球閥座(8)，在螺母套(6)內(nèi)依次順序安裝噴油嘴偶件(1)和(3)、指令柱塞(27)和指令柱塞閥體(5)、指令油腔閥體(7)、彈簧(24)、焊接成一體的鋼球座(37)和鋼球(23)，噴油器殼體的下端面、指令油腔閥體和指令柱塞閥體的兩端面、噴油嘴偶件的上端面均是高平面度平面，各零件端面緊密相接，形成密封，構成了在高壓柴油狀態(tài)下由伸縮元件微小軸向伸縮控制的噴油嘴針閥軸向移動的機構。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器，其特 征在于所述的伸縮元件組件是由電致伸縮元件(14)以及包覆在電致伸縮 元件(14)外下部的塑料隔套(15)和包覆在電致伸縮元件(14)外上部的 絕緣筒(41)組成的電致伸縮元件組件。
3、 根據(jù)權利要求1所述的一種電控柴油噴油器，其特征在于所述的 伸縮元件組件是由導磁套(44)、繞有電磁線(45)的線架(46)、置于線架(46)內(nèi)部、位于推桿座(12)、墊片(42)之間的磁致伸縮元件(47)組 成的磁致伸縮元件組件。
4、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油 器，其特征是所述的指令柱塞(27)是一個二級階梯軸狀零件，軸徑大的 一端端面有一個凸出的圓臺，在圓臺的端面有一個沿軸線延伸的盲孔，在小 軸徑的端面有一個凸出的圓臺，大軸徑與小軸徑相接處有一個沉割槽。
5、 據(jù)權利要求4所述的一種伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器，其特征 是所述的指令柱塞閥體(5)是一個軸狀零件，其中心孔是一個二級階梯 孔，孔(4)與指令柱塞閥體(5)的軸線平行，且沿軸線方向延伸并貫穿指 令柱塞閥體(5)，孔(33)連通指令柱塞閥體(5)的兩個端面，在孔(33) 軸線與指令柱塞閥體(5)的軸線的平面內(nèi)，孔(33)與指令柱塞閥體(5) 的軸線不平行。
6、 根據(jù)權利要求5所述的一種伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器，其特 征是所述的指令油腔閥體(7)是一個軸狀零件，貫穿閥體的中心孔(30) 作為指令油腔的腔體，其上有與指令油腔閥體(7)的軸線平行且沿軸線方 向延伸并貫穿指令油腔閥體(7)的進油孔(25)、回油孔(32)，量孔(26) 或指令油腔閥體(7)兩端面的槽連通指令油腔與進油孔(25)。
7、 根據(jù)權利要求6所述的一種伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器，其特 征是所述的鋼球座(37)外圓是二級階梯軸狀，沿其軸線開有中心孔，中 心孔的兩端直徑大中間小，軸徑小的一端的中心孔用于嵌入鋼球，在與大軸 徑相接的小軸徑一端外圓上沿圓周對稱的開有2至4個斜孔，斜孔的軸線在 其面內(nèi)向嵌入鋼球的軸端傾斜，各斜孔均與中心孔連通。
8、 根據(jù)權利要求7所述的一種伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器，其特 征是所述的球閥座(8)是帶有二級階梯孔的中空圓柱體，小孔徑的端面 有圓錐倒角(81)。
9、 根據(jù)權利要求8所述的一種伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器，其特 征是所述的推桿(9)是三級階梯軸，不同軸徑之間為圓錐過渡，最大軸 徑與最小軸徑分別分布在軸的兩端，在最大軸徑的一端的端面上有一盲孔(10)沿軸線向小軸徑延伸，止于大軸徑的長度內(nèi)，在軸的中部中等軸徑與 最大軸徑過渡的錐面上均勻分布的開有2 4個斜孔(22)，斜孔(22)與孔(10)連通，孔的中心線在其面內(nèi)向小軸徑的一端傾斜，在靠近大軸徑端面 附近有一沉割槽(91),在沉割槽的中間沿徑向開有2個孔(11)，孔(11) 與孔(10)連通。
10、 根據(jù)權利要求9所述的一種伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器，其特 征是所述的噴油器殼體(13)是一不等徑的圓柱體，上部大、下部小，其 中心有貫穿圓柱體的4 5級階梯孔(131)，上面3 4級從上到下依次減小， 中心孔的兩側分別有與中心階梯孔平行的高壓進油孔(34)以及低壓回油孔(35)，圓柱體上、下端分別帶外螺紋(132)、 (136)，圓柱體的上部有兩個 沉割槽(133)、 (134)，中部后側有一斜向上、上小下大的凸臺，其中心有 一與高壓進油孔(34)連通的高壓進油通道(21)，中部前側有一與中心孔 軸線垂直的階梯孔(36)，該階梯孔(36)的小孔端與低壓回油孔(35)以 及階梯孔(131)相連通。
全文摘要
一種伸縮元件驅(qū)動的電控柴油噴油器，包括帶進、回油通道的噴油器殼體、螺母套，在噴油器殼體內(nèi)沿軸向依次順序安裝推桿彈簧、推桿、推桿座、伸縮元件組件、墊片、上端蓋、軸向定位軸，在噴油器殼體的下端安裝球閥座，在螺母套內(nèi)依次順序安裝噴油嘴偶件、指令柱塞和指令柱塞閥體、指令油腔閥體、彈簧、焊接成一體的鋼球座和鋼球，零件裝入后噴油器殼體與螺母套擰緊，各零件端面緊密相接，形成密封，構成了在高壓柴油狀態(tài)下由伸縮元件微小軸向伸縮控制的噴油嘴針閥軸向移動的機構。本噴油器只用指令柱塞一套控制偶件，在電致伸縮或磁致伸縮元件的驅(qū)動下，就可以實現(xiàn)精確的高頻率高壓柴油噴射，降低了柴油機電控噴油器的成本和制造難度。
文檔編號F02M51/06GK101096938SQ20061001954
公開日2008年1月2日 申請日期2006年6月30日 優(yōu)先權日2006年6月30日
發(fā)明者千 彭, 林小東 申請人:柳州華威電控技術有限公司