專利名稱：閥芯式高壓共軌電控噴油器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為閥芯式高壓共軌電控噴油器，應(yīng)用于柴油機(jī)高壓共軌電控 噴油系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
德國Bosch公司的CR系列高壓共軌電控噴油系統(tǒng)是當(dāng)前最先進(jìn)的 柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)，其中包括電控噴油器，高壓共軌，高壓油泵， 調(diào)壓閥，限壓閥，限流器，各種傳感器以及電控單元等。而高壓共軌電控噴油器是其最核心、最關(guān)鍵的部件，其中包括高速電磁閥部件包括 動(dòng)鐵芯，激磁線圈，復(fù)位彈簧，靜鐵芯，回油管，大螺母，復(fù)位彈簧， 動(dòng)鐵芯導(dǎo)向桿，大調(diào)整墊圈，導(dǎo)向桿座，小調(diào)整墊圈，鋼球。液壓挺桿 及閥套部件包括出油阻尼孔，進(jìn)油阻尼孔，液壓挺桿，閥套，密封 圈。噴油嘴部件包括噴油嘴彈簧，連接柱，針閥以及噴油器體等。高速電磁閥的功能是實(shí)現(xiàn)噴油嘴針閥的開啟與關(guān)閉，當(dāng)電磁閥未激 勵(lì)時(shí)，由于電磁閥靜鐵芯內(nèi)復(fù)位彈簧的作用，鋼球使閥套上的出油節(jié)流 孔關(guān)閉，此時(shí)，噴油器體中閥套中控制腔和針閥中的蓄壓腔的壓力都等 于共軌壓力，由于液壓挺桿上部閥套中的控制腔作用面積大于挺桿下部 針閥中蓄壓腔的作用面積，作用于挺桿上部的控制腔的壓力與噴油嘴彈 簧力一起使噴油嘴關(guān)閉，噴油器處于不噴油狀態(tài)。當(dāng)電控單元給電磁閥激勵(lì)時(shí)，由于電磁鐵的吸力作用，動(dòng)鐵芯向上 運(yùn)動(dòng)，鋼球在閥套中控制腔液壓作用下離開球座，被鋼球密封的出油節(jié) 流孔開啟泄油，控制腔油液壓力下降到一定數(shù)值，此數(shù)值決定于出油節(jié) 流孔和進(jìn)油節(jié)流孔的流量比。此時(shí)來自共軌的高壓油作用于噴油嘴針閥 底部，使噴油嘴針閥升起打開，開始噴油。噴油量決定于噴油嘴的開啟 持續(xù)期(決定于電控單元輸出的脈寬)、噴油嘴流量特性、噴油壓力及針 閥升程。當(dāng)電磁閥斷電，電磁閥的動(dòng)鐵芯在復(fù)位彈簧的作用下，向下運(yùn) 動(dòng)推動(dòng)鋼球落座封閉出油節(jié)流孔，控制腔內(nèi)的油壓上升，推動(dòng)液壓挺桿 使針閥落座噴油嘴停止噴油。高壓共軌電控噴油器要實(shí)現(xiàn)高壓噴射，各環(huán)節(jié)的密封至關(guān)重要。其中包括許多高壓靜密封和動(dòng)密封。其中，閥套與噴油器體利用閥套外圓 與噴油器體內(nèi)階梯孔實(shí)現(xiàn)靜配合，并以此實(shí)現(xiàn)閥套在噴油器體中的徑向 定位，閥套的肩胛面和噴油器體的中空平面貼合實(shí)現(xiàn)閥套在噴油器體中 的軸向定位。但閥套與噴油體之間還有一個(gè)環(huán)形槽，此槽內(nèi)充滿超高壓 燃油。高壓燃油在工作時(shí)，要經(jīng)過閥套徑向的一個(gè)阻尼孔，即進(jìn)油節(jié)流 孔進(jìn)入閥套內(nèi)，然后作用在液壓挺桿上，控制針閥實(shí)現(xiàn)噴油。此環(huán)形槽 內(nèi)的燃油還會(huì)利用閥套肩鉀平面與噴油器體中空平面之間的徑向間隙 泄漏，而且還會(huì)利用閥套的最小外圓與噴油器體內(nèi)孔之間的軸向間隙泄 漏。這兩處的泄漏如果不能得到有效的控制，則高壓共軌噴油器中的超 高壓噴射是不可能實(shí)現(xiàn)的。其中閥套外圓肩鉀面與噴油器體中空平面之 間的徑向縫隙，可以通過柴油機(jī)傳統(tǒng)噴油系統(tǒng)的成熟技術(shù)減少縫隙，以 實(shí)現(xiàn)可靠的靜密封。而閥套外圓與噴油器體內(nèi)孔之間的軸向間隙形成的 泄漏，Bosch公司是在閥套與噴油器體內(nèi)孔之間的環(huán)形槽內(nèi)裝了一個(gè)矩 形截面的復(fù)合材料的固體密封圈，以實(shí)現(xiàn)可靠的密封。但液壓挺桿與閥套內(nèi)孔之間要實(shí)現(xiàn)相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)，此處為滑動(dòng)配 合，也即為動(dòng)密封或間隙密封。針閥和針閥體內(nèi)孔之間也要有相對(duì)軸向 運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)噴油，這也是滑動(dòng)配合、動(dòng)密封。這些部位由于是滑動(dòng)配合， 其必然存在間隙，這種間隙不能太小了，否則無法保證可靠的往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 而太大了，必然燃油泄漏嚴(yán)重，無法建立起高壓，不能實(shí)現(xiàn)高壓噴射。 顯然這是一個(gè)無法克服的矛盾，而且隨著柴油機(jī)排放法規(guī)的不斷升級(jí)， 排放法規(guī)日益嚴(yán)格，柴油機(jī)必須進(jìn)一步提高噴油壓力，這樣使得這些部 位的間隙密封的問題更為突出，實(shí)際上由于這些部位的間隙，這種結(jié)構(gòu) 的高壓共軌噴油器要實(shí)現(xiàn)噴油壓力的進(jìn)一歩提高已很困難。另外，閥套 肩鉀平面與噴油器體中空平面之間的徑向間隙泄漏，閥套的最小外圓與 噴油器體內(nèi)孔之間的軸向間隙泄漏。這兩處盡管是靜密封，但隨著噴射 壓力的進(jìn)一步的提高，保證可靠的密封同樣也很困難。同樣這些部位的 泄漏如果不能得到有效的控制，則高壓共軌噴油器中的超高壓噴射也是 不可能實(shí)現(xiàn)的。另外，這種噴油器是通過控制液壓挺桿的上、下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而控制針 閥上、下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)噴油。此液壓挺桿在噴油器不噴油時(shí)，兩端受很大 的壓力作用 一端為控制室中的高壓燃油作用在液壓挺桿上端平面上的壓力，另一端為高壓燃油作用在針閥小頭錐面上的壓力和針閥體作用在 針閥小頭錐面上的反作用力，針閥兩端此時(shí)所受的力大小相等方向相 反，而液壓挺桿為典型的細(xì)長桿，在此情況下必然會(huì)產(chǎn)生彎曲，盡管這 種彎曲可能很小，但相對(duì)針閥噴油時(shí)的有效升程，此彎曲就不小了。而 當(dāng)噴油器開始噴油時(shí)，液壓挺桿上端控制室的燃油壓力大幅降低，液壓 挺桿在不噴油時(shí)產(chǎn)生的彎曲消失，這樣使噴油器針閥的有效升程發(fā)生變 化，結(jié)果使噴油量發(fā)生變化，尤其在比較小的噴油量狀態(tài)下，對(duì)實(shí)際噴 油量的影響是不容忽視的。本發(fā)明的目的就是，試圖解決這些問題，實(shí) 現(xiàn)高壓共軌噴油器噴油壓力的進(jìn)一步提高，噴油特性改善，滿足不斷嚴(yán) 酷的排放法規(guī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要克服前述高壓共軌噴油器的問題，使其密封性 能明顯改善，噴射壓力大幅度提高而提出的這種閥芯式高壓共軌電控噴 油器。閥芯式高壓共軌電控噴油器主要由噴油器體，高速電磁鐵，兩位兩 通球閥，針閥組件，中間墊塊組件等組成。其中的高速電磁鐵為高速開關(guān)電磁鐵。由動(dòng)鐵芯、靜鐵芯和復(fù)位彈 簧組成。靜鐵芯中有激磁線圈。其中動(dòng)鐵芯安裝在一個(gè)圓柱形的閥芯的 一端，此閥芯遠(yuǎn)離動(dòng)鐵芯的一端有一個(gè)凸緣，閥芯安裝在一個(gè)導(dǎo)向體內(nèi)， 此導(dǎo)向套的一端也有一個(gè)凸緣，導(dǎo)向體由一個(gè)空心螺母利用噴油器體內(nèi) 的螺紋壓在一個(gè)平面墊圈上，平面墊圈壓在一個(gè)圓柱形的平面墊塊上， 此墊塊壓在噴油器體的中空肩胛面上，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向體和墊塊的軸向定 位。閥芯的凸緣用于動(dòng)鐵芯吸和時(shí)的限位，而凸緣的軸向的端面與一個(gè) 鋼球接觸。而此鋼球與一個(gè)錐形孔和一個(gè)圓柱形孔組成了一個(gè)兩位兩通常閉 式的開關(guān)球閥，錐形孔與圓柱形孔同心，并且錐形孔的小端孔口與圓柱 形孔的一端孔口連接在一起。此圓柱形孔的另一端孔口與噴油器體中心 的一個(gè)細(xì)長圓形通孔孔口接觸。此兩位兩通常閉式的開關(guān)球閥，除鋼球 外，均集成在前述的、定位在噴油器體中空肩胛面上的圓柱形的平面墊 塊上，即此圓柱形的平面墊塊和鋼球組成了這個(gè)兩位兩通常閉式的開關(guān)6球閥。噴油器體上有高壓燃油的進(jìn)油口，低壓燃油的回油口。噴油器體中 心為一個(gè)小直徑的垂直通孔。上端與組成開關(guān)球閥的墊塊中心軸向圓柱 形油孔連通，下接另一個(gè)圓柱形平面墊塊上的一個(gè)軸向斜油孔，此油孔 再接一個(gè)圓柱形平面墊塊上的一個(gè)軸向油孔，此油孔再經(jīng)過一個(gè)出油阻 尼孔，與所謂的控制腔連通。即噴油器體下端連接兩個(gè)圓柱形平面墊塊， 最下面的這個(gè)墊塊連接針閥體，這樣此墊塊的下平面和針閥的最大直徑 圓柱體的端面、 一個(gè)與此針閥的最大直徑圓柱體的外圓配合的針閥套共 同組成了一個(gè)密閉的空間，此即控制腔。由高壓共軌來的燃油由進(jìn)油接 口進(jìn)入噴油器體，然后經(jīng)由一個(gè)軸向的細(xì)長油孔與噴油器體下端的兩個(gè) 墊塊上的連接在一起的兩個(gè)軸向油孔相通，最后與針閥體的一個(gè)軸向油 孔相通進(jìn)入針閥蓄壓腔。同時(shí)高壓燃油經(jīng)由與噴油器體下端面連接的第 一個(gè)墊塊上的一個(gè)徑向油道、第二個(gè)墊塊上的一個(gè)軸向油孔以及進(jìn)油阻 尼孔將高壓燃油作用到針閥端面上。第二個(gè)墊塊上的出油阻尼孔和與之 相連的軸向油孔，再經(jīng)第一個(gè)墊塊上的軸向斜油孔與噴油器體上的中心 通孔相通，最后又和組成開關(guān)球閥的墊塊的中心油孔相通，結(jié)果使高壓 燃油作用到鋼球上。當(dāng)高速電磁鐵通電時(shí)，動(dòng)鐵芯被靜鐵芯吸合，閥芯在動(dòng)鐵芯的帶動(dòng) 下向上運(yùn)動(dòng)，消除了閥芯對(duì)鋼球的作用壓力，而原先作用在鋼球下的高 壓燃油使鋼球離開錐形孔的內(nèi)錐面，即實(shí)現(xiàn)了此開關(guān)球閥的開啟。而當(dāng) 電磁鐵斷電時(shí)，高速電磁鐵的動(dòng)鐵芯在其復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位時(shí)，閥 芯被壓下，推動(dòng)與此閥芯接觸的鋼球和錐形孔的內(nèi)錐面接觸，即鋼球落 座，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)閥的閉合。按本發(fā)明，由鋼球、錐形孔、圓柱形孔組成的兩位兩通常閉式的開 關(guān)閥，其內(nèi)部油液流道， 一端經(jīng)由錐形孔的大端與噴油器體的回油孔連 通，最后與油箱連通。另一端與一個(gè)控制腔經(jīng)過噴油器體中心的細(xì)長通 孔、兩個(gè)與噴油器體連接在一起的平面墊塊上軸向油孔連通。按本發(fā)明，控制腔由一個(gè)針閥圓柱形的上端面、限制針閥升程的圓 柱形平面墊塊(此墊塊即為上述與噴油器體連接的第二個(gè)平面墊塊)的 下平面和與針閥外圓柱面配合的一個(gè)圓柱形的套筒組成的?？刂魄焕锏?油液通過此圓柱形平面墊塊下平面的一個(gè)出油阻尼孔與上述兩位兩通開關(guān)閥的進(jìn)油孔連通。同時(shí)在這個(gè)圓柱形墊塊下平面還有一個(gè)進(jìn)油阻尼 孔，此阻尼孔與噴油器體上的高壓燃油主油道連通。當(dāng)兩位兩通開關(guān)閥 關(guān)閉時(shí)，經(jīng)由高壓燃油主油道來的高壓燃油經(jīng)過進(jìn)油阻尼孔，進(jìn)入控制 腔，然后又經(jīng)過出油阻尼孔、墊塊組的垂直油道、噴油器體的中心通油 孔、和兩位兩通開關(guān)閥的進(jìn)油孔，進(jìn)入開關(guān)閥。由于此時(shí)開關(guān)閥關(guān)閉， 即鋼球落座，則高壓燃油的流動(dòng)被截止，這使控制腔內(nèi)的油壓上升，推 動(dòng)針閥落座，關(guān)閉針閥體下端的噴油孔，結(jié)束噴油。當(dāng)兩位兩通開關(guān)閥 開啟時(shí)，控制腔內(nèi)的高壓燃油經(jīng)由出油阻尼孔、噴油器體中心細(xì)長通孔、 兩位兩通開關(guān)球閥，噴油器體的回油孔回到油箱，使控制腔的油壓下降， 當(dāng)此壓力下降到一定程度，針閥下端作用的高壓燃油足以克服控制腔的 油壓作用在針閥上端的壓力時(shí)，針閥抬起，針閥體內(nèi)盛油槽的燃油經(jīng)過 針閥體上噴油孔向燃燒室噴出。在噴油器實(shí)現(xiàn)噴油時(shí)，與控制腔連通的 進(jìn)油阻尼孔始終與噴油器體上高壓主油道連通，因此噴油壓力要下降， 為此進(jìn)油阻尼孔和出油阻尼孔的孔徑要足夠的差異，并且進(jìn)油阻尼孔孔 徑要足夠小，使其形成明顯的阻尼，即形成足夠的壓力差，使噴油壓力 基本保持不變。按本發(fā)明，針閥組件與目前柴油機(jī)噴油系統(tǒng)中廣泛使用的P、 S系 列的噴油嘴不同，針閥組件由針閥、針閥套、針閥體、圓柱形壓縮彈簧 等組成。針閥(13)為三段軸徑不同的圓柱體構(gòu)成，針閥套是一個(gè)圓柱 形的空心套筒，內(nèi)孔與針閥的上端大圓柱形外圓動(dòng)配合，形成間隙密封， 針閥套的外圓與針閥體的內(nèi)孔配合，形成靜密封。針閥套的上端面緊貼 一個(gè)圓柱形的平面墊塊(此平面墊塊即為與噴油器體連接的第二個(gè)墊 塊)。下端面受一個(gè)圓柱形壓縮彈簧作用，使其緊緊地貼在圓柱形的平 面墊塊，確保由針閥、針閥套、圓柱形平面墊塊組成的控制腔能正常工 作。而針閥的結(jié)構(gòu)基本與P、 S系列的針閥相同，只是在其最大直徑的 外圓上有一個(gè)凸緣，此凸緣用于作用于針閥套下端面圓柱形彈簧定位。按本發(fā)明，針閥在噴油器不噴油時(shí)，針閥套內(nèi)孔與針閥外圓形成徑 向間隙，其上下兩端油液壓力相同，不存在燃油泄漏，而僅在噴油器噴 油時(shí)，由于控制腔燃油壓力下降，此徑向間隙的上下兩端油液壓力不相 同，這時(shí)才存在燃油泄漏。按本發(fā)明，整個(gè)噴油器的高壓區(qū)域僅僅局限在噴油器體中心、鋼球以及與之配合的平面墊塊一下的區(qū)域、針閥組件和中間的圓柱形墊塊上。原先存在于BOSCH噴油器中的液壓挺桿與閥套內(nèi)孔之間間隙內(nèi)的燃油泄漏，由于在本發(fā)明中，已不用液壓挺桿和閥套，因此該泄漏也已不 存在。所以按本發(fā)明，整個(gè)噴油器的內(nèi)泄漏大大減少，很容易形成高壓或 超壓噴射，而且系統(tǒng)能量利用率改善，系統(tǒng)效率提高。有益效果本發(fā)明提出的高壓共軌噴油器，取消了細(xì)長的液壓挺桿，消除了該 液壓挺桿的彎曲變形對(duì)噴油特性的影響。另外，由于高壓區(qū)域僅僅局限 噴油器體的相關(guān)高壓油孔、針閥組件和中間的墊塊組件，噴油器體的加 工難度大幅下降，精密加工的零件主要是針閥組件和墊塊組件。而墊塊 主要是平面密封，工藝比較成熟，加工難度也不大。針閥組件與目前廣 泛使用的P、 S系列針閥的主要差別是針閥，針閥體差別不大，另外增 加了一個(gè)結(jié)構(gòu)很簡單針閥套。本發(fā)明提出的高壓共軌噴油器結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)大大減少。原先在B0SCH的噴油器中存在的許多間隙密封都不存在，因此高壓燃油的泄漏大大減少，很容易在噴油器中建立起高壓。實(shí) 現(xiàn)高壓或超高壓燃油噴射，以滿足日益嚴(yán)格的柴油機(jī)排放法規(guī)的要求。


圖1為閥芯式高壓共軌噴油器的結(jié)構(gòu)中l(wèi)一噴油器體，2 —靜鐵芯，3 —?jiǎng)予F芯，4一復(fù)位彈簧，5 — 閥芯，6 —導(dǎo)向體，7 —螺母，8 —調(diào)整墊圈，9一墊塊(9)， 10—鋼球， ll一墊塊(ll)， 12-墊塊(12)， 13 —針閥，14-針閥體，15 —針閥套， 16 —彈簧，17 —線圈，18 —密封圈，19一輔助彈簧，20-卡圈，21 —密 封圈，22 —連接螺母，23 —大螺母，24 —壓蓋，25-墊圈，Y1-垂直油 孔，Y2-垂直油孔，Y3-垂直油孔，Y-高壓油孔，Y11-垂直斜油孔，Y12-徑向油孔，Y21-垂直油孔，Y22-垂直油孔，H-回油口， Hl-通孔，W-高 壓進(jìn)油口， i-進(jìn)油阻尼孔，0-出油阻尼孔，k-控制腔。具體實(shí)施方案下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明閥芯式新型高壓共軌電控噴油器的具體結(jié)構(gòu)可以如圖(1)所示。 其中包括噴油器體(l)，高速電磁閥(高速電磁鐵+兩位兩通開關(guān)球閥)， 閥芯(5)，針閥組件，中間墊塊組件等。噴油器體(1)上有高壓燃油的進(jìn)油口 (W)，低壓燃油的回油口 (H),高壓油孔(y)，其中心為一個(gè)小直徑的通孔(H1)。上端與墊塊(9)中 心小孔連通，下端與墊塊(11)的油孔(yll)連通。由高壓共軌來的 燃油由進(jìn)油口 (W)進(jìn)入噴油器體，然后經(jīng)由軸向的細(xì)長高壓油孔(y) 與噴油器體下端的墊塊(11)、墊塊(12)上的軸向垂直油孔(yl) (y2) 相通，最后與針閥體(14)的軸向垂直油孔(y3)相通進(jìn)入針閥蓄壓腔。 同時(shí)經(jīng)由墊塊(11)的徑向油孔(yl2)、墊塊(12)上的軸向垂直油孔 (y22)以及進(jìn)油阻尼孔(i)將高壓燃油作用到針閥(13)上端。墊塊 (12)上的出油阻尼孔(o)和軸向垂直油孔(y21)、墊塊(11)上的 軸向垂直油孔(yll)與噴油器體(1)上的中心通孔(Hl)相通，最后 又和墊塊(9)的中心油孔相通，結(jié)果使高壓燃油作用到鋼球(10)上。 高速電磁閥部件，用于控制噴油器的噴油量與噴油正時(shí)，它包括 一個(gè) 靜鐵芯(2)， 一個(gè)動(dòng)鐵芯(3)， 一個(gè)復(fù)位彈簧(4)，動(dòng)鐵芯安裝在一個(gè) 閥芯(5)上，閥芯(5)安裝在導(dǎo)向體(6)內(nèi)，導(dǎo)向體(6)由螺母(7) 壓在一個(gè)調(diào)整墊圈(8)上，調(diào)整墊圈(8)壓在墊塊(9)上，墊塊(9) 壓在噴油器體(1)的中空肩胛面上，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向體(6)的軸向定位。 墊塊(9)的中心有一個(gè)小直徑的通孔，通孔的一端是一個(gè)錐面，在此 小孔的孔口有一個(gè)鋼球(10)，鋼球(10)由閥芯(5)控制。電磁鐵斷 電時(shí)，復(fù)位彈簧(4)作用將鋼球(10)壓在墊塊(9)的小直徑的通孔 口，將此孔口封死。針閥組件包括 一個(gè)針閥(13)、針閥套(15)、針 閥體(14)和一個(gè)彈簧(16)。針閥(13)的上端面和針閥套(15)的 內(nèi)孔、墊塊(12)組成了一個(gè)控制腔(k)。墊塊(12)上的進(jìn)油阻尼孔 (i)、出油阻尼孔(o)均與該控制腔(k)連通。在噴油器體(1)和 針閥組件之間是墊塊組件，包括墊塊(11)、墊塊(12)。這兩個(gè)墊塊 都是圓柱形的平面墊塊，承擔(dān)各種油道的連接與溝通。當(dāng)高速電磁鐵通電，動(dòng)鐵芯(3)吸合，帶動(dòng)閥芯(5)向上運(yùn)動(dòng)， 釋放了電磁鐵的復(fù)位彈簧(4)通過閥芯(5)對(duì)鋼球(10)的作用力， 這時(shí)原先作用在鋼球(10)下的高壓燃油將鋼球(10)抬起，這樣作用在針閥(13)上端面的高壓燃油經(jīng)過墊塊(12)上的出油阻尼孔(O)和軸向油孔(y21)，墊塊(11)上的軸向斜油孔(yll)與噴油器體(1) 上的中心通孔(Hl)，最后經(jīng)過墊塊(9)的中心油孔泄走，使針閥(13) 上端的燃油壓力下降，與此同時(shí)，作用在針閥(13)下端錐面上的燃油壓 力卻基本保持不變。因?yàn)?，盡管此時(shí)會(huì)有部分高壓燃油經(jīng)過墊塊(12) 上的進(jìn)油阻尼孔(i)、出油阻尼孔(o)泄走。但由于進(jìn)油阻尼孔(i) 和出油阻尼孔(o)之間的明顯的流量差，并且進(jìn)油阻尼孔(i)的孔徑 足夠小，致使進(jìn)油阻尼孔(i)會(huì)形成明顯的阻尼，即形成明顯的壓力 差，這樣基本上可保證作用在針閥(13)下端錐面上的高壓燃油壓力不 變，當(dāng)此燃油壓力乘上針閥(13)下端錐面在針閥(13)軸向的投影面 積所產(chǎn)生的總油壓大于針閥(13)上端面的總油壓時(shí)，針閥(13)抬起， 針閥體(14)內(nèi)蓄壓腔的高壓燃油經(jīng)過針閥體(14)下端的噴孔向發(fā)動(dòng) 機(jī)燃燒室噴油。當(dāng)電磁鐵斷電，動(dòng)鐵芯(3)在復(fù)位彈簧(4)的作用下 下降，并推動(dòng)閥芯(5)下降，將鋼球(10)壓在墊塊(9)的小直徑的 通孔口，將此孔口封死。針閥(13)上端控制腔的油壓上升，當(dāng)此壓力 大于針閥(18)下端錐面上的油壓時(shí)，針閥(13)落座，關(guān)閉針閥體(14) 上的噴油孔，噴油結(jié)束。顯然控制高速電磁鐵的通電與斷電即可實(shí)現(xiàn)此高壓共軌噴油器的 噴油，控制高速電磁鐵的通電時(shí)刻即可實(shí)現(xiàn)噴油定時(shí)的控制，控制高速 電磁鐵的通電時(shí)間長短即可實(shí)現(xiàn)噴油持續(xù)期的控制。整個(gè)噴油器的高壓 部分僅局限在鋼球(10)以下的區(qū)域，包括噴油器體(1)的中心細(xì) 長通孔、針閥組件和墊塊組件內(nèi)。在這些部分只有針閥(13)和針閥套 (15)內(nèi)孔之間有環(huán)形間隙密封，即有一個(gè)滑動(dòng)配合，因?yàn)獒橀y要在針 閥套內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。但此間隙在噴油器不噴油時(shí)，其上下兩端作用油壓相 等，因此不會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)，而僅僅在噴油時(shí)，由于針閥上端控制腔(k) 壓力下降，而針閥套(15)下端仍為高壓，致使針閥套(15)上下端產(chǎn) 生了壓力差，這樣就會(huì)產(chǎn)生油液流經(jīng)此間隙的縫隙流動(dòng)，即泄漏。而 B0SCH的噴油器，針閥和針閥體之間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)間隙，由于針閥上端與 低壓區(qū)始終相通，而下端與高壓區(qū)始終相通，因此針閥與針閥體內(nèi)孔之 間的徑向間隙在軸向始終存在壓力差，因此必然存在縫隙流動(dòng)，這樣在 此間隙內(nèi)始終有油液泄漏。另外，B0SCH的噴油器內(nèi)還有一個(gè)液壓挺桿和與之配合的閥套。閥套內(nèi)孔與液壓挺桿的配合為滑動(dòng)配合，因此也存 在間隙。此間隙的上端為高壓燃油，下端為低壓燃油，所以也始終存在 壓力差，此壓力差導(dǎo)致在此間隙內(nèi)始終存在縫隙流動(dòng)，即始終存在泄漏， 而且無論噴油與否。但本發(fā)明中沒有液壓挺桿和閥套，噴油器體中心細(xì) 長通孔是一個(gè)油孔，此孔通過鋼球(10)與墊塊(9)上的錐形孔組成 的電磁閥的閥口與回油孔相通，因此噴油器噴油時(shí)，即電磁閥開啟時(shí)， 為低壓區(qū)，不存在高壓油的泄漏。而噴油器不噴油時(shí)，即電磁閥關(guān)閉時(shí)為高壓區(qū)，此時(shí)僅有鋼球(10)與錐形閥口之間、墊塊(9)與噴油器 中空肩胛面之間的靜密封。由以上所介紹可知，本發(fā)明提出的高壓共軌噴油器件構(gòu)簡單，零件 數(shù)大大減少。原先在B0SCH的高壓共軌噴油器中存在的許多間隙密封都 不存在，因此高壓燃油的泄漏大大減少，很容易在噴油器中建立起高壓， 實(shí)現(xiàn)高壓或超高壓燃油噴射。另外，取消了細(xì)長的液壓挺桿，消除了此 挺桿的彎曲變形對(duì)噴油特性的影響，改善噴油器的噴油特性，以滿足日 益嚴(yán)格的柴油機(jī)排放法規(guī)的要求。
權(quán)利要求
1、一種閥芯式高壓共軌電控噴油器，包括噴油器體(1)，高速電磁鐵，兩位兩通常閉式開關(guān)球閥，針閥組件，中間墊塊組件等，其特征在于噴油器體(1)的中心細(xì)長通孔僅為油液通道，此孔上端為中空肩胛面，一個(gè)平面墊塊安裝在此肩胛面上；高速電磁鐵為高速開關(guān)電磁鐵，包括靜鐵芯(2)，動(dòng)鐵芯(3)，復(fù)位彈簧(4)，動(dòng)鐵芯安裝在圓柱形的閥芯(5)上，閥芯(5)的一端有凸緣，閥芯(5)安裝在導(dǎo)向體(6)內(nèi)，其一端有凸緣，閥芯(5)的凸緣軸向端面與鋼球接觸；鋼球(10)和墊塊(9)上的錐形孔的內(nèi)錐面、圓柱形孔組成兩位兩通常閉式開關(guān)閥；針閥組件由針閥(13)、針閥套(15)、針閥體(14)和圓柱形壓縮彈簧(16)組成，針閥(13)為三段軸徑不同的圓柱體構(gòu)成；中間墊塊組件包括墊塊(11)、(12)，墊塊(11)有垂直通油孔(y1)，墊塊(11)還有徑向油孔(y12)，一端與垂直通油孔(y1)相通，另一端與墊塊(12)的垂直油孔(y22)相通，墊塊(11)有垂直斜通油孔(y11)，上與噴油器體(1)的中心通孔(H1)相通，下與墊塊(12)的垂直通油孔(y21)相通。
2、 按照權(quán)利要求1所述的閥芯式高壓共軌電控噴油器，其特征 在于，導(dǎo)向體(6)的一端凸緣由空心螺母(7)利用噴油器體中空肩 胛面上部的內(nèi)螺紋壓在一個(gè)調(diào)整墊圈(8)上，調(diào)整墊圈(8)壓在圓 柱形的平面墊塊(9)上，墊塊(9)壓在噴油器體(1)的中空肩胛 面上。
3、 按照權(quán)利要求1所述的閥芯式高壓共軌電控噴油器，其特征 在于，鋼球(10)和墊塊(9)上的錐形孔和圓柱形孔同心，錐形孔 的小頭與圓柱形孔連接，鋼球(10)的球面與錐形孔的內(nèi)錐面貼合形 成密封面。
4、 按照權(quán)利要求1所述的閥芯式高壓共軌電控噴油器，其特征 在于，針閥(13)的中部加工有凸緣，凸緣下為另一圓柱體，此圓柱 體直徑小于凸緣上面圓柱體直徑，針閥下段是更小直徑的圓柱體，在 這個(gè)最小圓柱體的末端是圓錐體，針閥套(15)是空心圓柱體，內(nèi)孔 與針閥(13)上端最大直徑圓柱體外圓配合，并且為精密的滑動(dòng)配合，外圓柱面與針閥體(14)大直徑內(nèi)孔緊配合，以形成可靠的靜密封， 針閥套(15)的上端面必須緊貼在墊塊(12)的下端面上，針閥套(15) 的下端面與針閥(13)的凸緣之間安裝有圓柱形的壓縮彈簧(16)， 將針閥(13)的小端錐面壓向針閥體(14)內(nèi)孔底部的錐面。
5、 按照權(quán)利要求4所述的閥芯式高壓共軌電控噴油器，其特征 在于，針閥體(14)的高壓燃油油道，即垂直油孔(y3)是在偏離針 閥體軸向中心處加工一個(gè)與針閥體軸向中心線平行的軸向油孔，在針閥體的中心大孔中加工有徑向油孔(yl2)與此油孔相通。
6、 按照權(quán)利要求1所述的閥芯式高壓共軌電控噴油器，其特征 在于，針閥(13)的最大直徑圓柱體的端面和針閥套(15)的內(nèi)孔、 墊塊(12)下端平面封閉的空間組成了一個(gè)控制腔(k)，墊塊(12) 下端面有進(jìn)油阻尼孔(i)和出油阻尼孔(o)與控制腔(k)相通。
7、 按照權(quán)利要求6所述的閥芯式高壓共軌電控噴油器，其特征 在于，與控制腔(k)與控制腔(k)相通的進(jìn)油阻尼孔(i)的孔徑小于出 油阻尼孔(o)的孔徑。
8、 按照權(quán)利要求1所述的閥芯式高壓共軌電控噴油器，其特征 在于墊塊(11)有一個(gè)垂直通油孔(yl)，上與噴油器體(1)的高壓 油孔(y)相通，下與墊塊(12)的垂直通油孔(y2)相通；墊塊(11) 還有徑向一個(gè)徑向油槽(yl2)， 一端與垂直通油孔(yl)相通，另一 端與墊塊(12)的垂直油孔(y22)相通，墊塊(11)有一個(gè)垂直斜 通油孔(yll)，上與噴油器體(1)的中心通孔(Hl)相通，下與墊 塊(12)的垂直通油孔(y21)相通。
9、 按照權(quán)利要求1所述的閥芯式高壓共軌電控噴油器，其特征 在于，墊塊(12)有垂直油孔(y2)，上與垂直油孔(yl)相通，下 與針閥體(14)的垂直油孔(y3)相通，墊塊(12)還有垂直油孔(y22)， 上與墊塊(11)經(jīng)向油槽(yl2)相通，下與控制腔(k)通過進(jìn)油阻 尼孔(i)相通，墊塊(12)還有另一個(gè)垂直通油孔(y21)，上與墊 塊(11)垂直斜油孔(yll)相通，下與控制腔(k)通過出油阻尼孔(o)相通。
10、按照權(quán)利要求1所述的閥芯式高壓共軌電控噴油器，其特征在于， 噴油器的噴射壓力可達(dá)180MPa。
全文摘要
本發(fā)明為閥芯式高壓共軌噴油器，主要包括噴油器體，高速電磁鐵，兩位兩通開關(guān)球閥，針閥組件，中間墊塊組件等。本發(fā)明提出的閥芯式高壓共軌噴油器結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)大大減少。由于取消了液壓挺桿及其閥套，消除了液壓挺桿的彎曲變形對(duì)噴油特性的影響。原先在BOSCH的噴油器中存在的許多間隙密封都不存在，因此高壓燃油的泄漏大大減少，很容易在噴油器中建立起高壓。實(shí)現(xiàn)高壓或超高壓燃油噴射，以滿足日益嚴(yán)格的柴油機(jī)排放法規(guī)的要求。
文檔編號(hào)F02M61/00GK101251068SQ200810102509
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月21日
發(fā)明者萬德宙, 王尚勇 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)