專利名稱：靜態(tài)無泄漏的高壓共軌噴油器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油機高壓共軌噴油器，特別是一種靜態(tài)無泄漏的高壓共軌噴油器， 屬于柴油機燃油系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高壓共軌系統(tǒng)是上世紀90年代出現(xiàn)的新一代柴油機電控燃油系統(tǒng)。高壓噴射壓力高達140MPa-200MPa ；控制方式靈活，特別適合低排放、低油耗的柴油機使用。是我國柴油機達到國IV以上排放要求的首選燃油系統(tǒng)。目前國外大多數(shù)高性能車用柴油機都采用了高壓共軌系統(tǒng)，鑒于我國即將實施國IV排放標準，所以也正在推廣使用。高壓共軌燃油系統(tǒng)中供油壓力在140MPa以上，特別是噴油器要求的機械加工精度特別高，配合特別精密，一般我國傳統(tǒng)油泵油嘴行業(yè)的工藝和機械加工設(shè)備均滿足不了要求，所以到今天國內(nèi)仍主要采用國外獨資或控股的企業(yè)生產(chǎn)共軌噴油器產(chǎn)品，這嚴重制約了我國汽車工業(yè)的發(fā)展。目前我國大量使用的德國BOSCH公司生產(chǎn)的高壓共軌噴油器結(jié)構(gòu)如圖6所示。參看黃靖雄《電控柴油機結(jié)構(gòu)與原理M》人民交通出版社2008。高壓共軌管出來的高壓燃油從噴油器體13的油道bl302進入，經(jīng)設(shè)在控制閥座7 中的進油節(jié)流孔711進入控制柱塞12與控制閥座7形成的控制室901內(nèi)。由于燃油壓力高達140-180MPa，靜態(tài)不噴油時高壓燃油很容易從控制室901經(jīng)過控制閥座7和控制柱塞12 之間的間隙1201泄漏到低壓腔22中，通過油道C1303經(jīng)回油孔3流回油箱。(缺點部分， 控制閥座7中的進油節(jié)流孔711進入控制柱塞12與控制閥座7形成的控制室901內(nèi)。)而我們的共軌噴油器結(jié)構(gòu)控制柱塞12，控制閥座7，控制套9以及半球座8形成的控制室901 與器體中間空腔18均為高壓腔，兩者之間在噴油器不噴油時沒有壓力差，所以在偶件縫隙兩端沒有高的壓力差，不存在燃油泄漏。另一路高壓燃油經(jīng)噴油器體13中的細長孔1304，經(jīng)噴油嘴針閥座15中的油孔 1501進入盛油槽16，高壓燃油也很容易從油嘴針閥座15和油嘴針閥14中的針閥間隙1401 泄漏到低壓室中去，這部分泄漏的高壓燃油大致占到回油量1/4-1/3，高壓燃油從高壓泄漏到低壓室不僅造成能量損失，同時也使共軌系統(tǒng)過熱，回油溫度高達100°C以上，導(dǎo)致偶件卡死，電磁線圈過熱，電磁力下降等故障。而我們的共軌噴油器結(jié)構(gòu)盛油槽16與器體中間空腔18是相通的，均為高壓腔，之間沒有壓力差，油嘴針閥座15和油嘴針閥14之間偶件間隙也不會產(chǎn)生高壓泄露。如何減少高壓共軌噴油器中的高壓燃油泄漏，一般措施均是提高加工精度、減少偶件間隙。這不僅提高制造成本，同時也會造成偶件卡滯等毛病，降低使用壽命。瑞士 Ganser Marco博士提出一種無泄漏噴油器專利(US200100i;3556、 US20030052198AU us20050072856Al)但結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。美國專利US6928585 (中國專利 CN101501323A)、EP1990532A1也采用類似結(jié)構(gòu)。這一類結(jié)構(gòu)控制柱塞與針閥合成一體，靠套在柱塞上的控制套頂面與控制閥底面構(gòu)成密封面。從共軌管中出來的高壓燃油經(jīng)噴油器體中的油道直接通入蓄壓室。控制閥和針閥均為高壓燃油包圍，在偶件縫隙兩端沒有高的壓力差，不存在燃油泄漏。但是這種結(jié)構(gòu)對控制柱塞與控制閥座平面的垂直度以及中心線偏移量要求極高，因為油嘴針閥的導(dǎo)向孔離開控制閥座的下端平面較遠，噴油嘴裝到噴油器體上后，由于涉及幾個零件的加工誤差，與針閥一體的控制柱塞，與控制閥座的下端平面會不垂直，在彈簧作用下，控制套頂面與控制閥座平面會傾斜，中心線會偏移，形成間隙，不密封高壓燃油。當控制閥打開時，高壓油腔中的高壓燃油不僅會從進油節(jié)流孔流入控制室，也會從此間隙中流入控制室，從而改變了進出油孔之間的節(jié)流比，嚴重的影響噴油器的工作。 所以迄今為止，這類噴油器在國內(nèi)外中小型柴油機的高壓共軌系統(tǒng)中還沒有大批量應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種避免靜態(tài)時高壓燃油泄漏且加工容易的靜態(tài)無泄漏的高壓共軌噴油器。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的其主體為高壓共軌噴油器，其特征在于在高壓共軌噴油器的控制閥座7和控制套9之間設(shè)有一只半球座8，控制套的上面加工有錐面且該錐面與半球座的球面密封接觸；半球座的上端平面與控制閥座下端面接觸密封，在半球座上設(shè)有貫穿半球座中軸的半球座進油節(jié)油孔a801，所述的半球座進油節(jié)油孔a801的上開口與控制閥座7的通油道703聯(lián)通，半球座進油節(jié)油孔a801的下開口與控制套的高精度錐孔 902相通，控制柱塞12和控制套9以及半球座8之間形成密封空間為控制室901。本發(fā)明的優(yōu)點在于通過球面來補償加工誤差，不影響高壓密封，加工制造質(zhì)量容易保證，工藝傳承性好，即可避免高壓燃油泄漏又不影響噴油器工作。


圖1為本發(fā)明高壓共軌噴油器第一實施例的示意圖，圖2為控制閥座結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為半球座結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為控制套結(jié)構(gòu)示意圖，圖5本發(fā)明高壓共軌噴油器第二實施例，圖6為Bosch公司共軌噴油器結(jié)構(gòu)示意圖。標號說明1電磁鐵、2螺帽、3回油孔、4銜鐵、5導(dǎo)向螺套、501泄油槽、6噴油器進油節(jié)頭、7控制閥座、701高精度下端面、702出油節(jié)流孔、703通油道、705高精度上端面、706低壓環(huán)槽、 707為卸載環(huán)槽、708泄油槽，709密封環(huán)面、710高精度錐面、711進油節(jié)流孔、712油孔a、 713油孔b、8半球座、801半球座進油節(jié)油孔a、802半球座進油節(jié)油孔b、803高精度平面、 804圓球面、9控制套、901控制室、902高精度錐孔、903內(nèi)孔、904控制套頂面、10壓緊彈簧、 11墊片、12控制柱塞、1201間隙、13噴油器體、1301油道a、1302油道b、1303油道c、1304 細長孔、1305內(nèi)平面、14油嘴針閥、15油嘴針閥座、1501油孔、16盛油槽、17聯(lián)接套、18蓄壓室、19噴油器緊帽、20控制閥、21套環(huán)、22低壓腔、23靠鋼球、25環(huán)槽、26彈簧座、27卡圈。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實例來進一步說明本發(fā)明共軌噴油器的結(jié)構(gòu)和工作原理。所有在附圖、說明書和權(quán)利要求書中所描述的特征不僅可以單個的對于發(fā)明有實質(zhì)意義，而且可以任意相互組合，對于發(fā)明有實質(zhì)意義。如圖1所示其主體為高壓共軌噴油器，與現(xiàn)有的高壓共軌噴油器結(jié)構(gòu)無太大區(qū)別，主要部件包括電磁鐵1、銜鐵4、控制閥20、控制閥座7、控制套9、壓緊彈簧10、控制柱塞12、噴油器體13、油嘴針閥14、油嘴針閥座15等現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)部件組成，在高壓共軌噴油器的控制閥座7和控制套9之間設(shè)有一只半球座8，控制套的上面加工有錐面且該錐面與半球座的球面密封接觸；半球座的上端平面與控制閥座下端面接觸密封，在半球座上設(shè)有貫穿半球座中軸的半球座進油節(jié)油孔a801，所述的半球座進油節(jié)油孔a801的上開口與控制閥座7的通油道703聯(lián)通，半球座進油節(jié)油孔a801的下開口與控制套的高精度錐孔902 相通，控制柱塞12和控制套9以及半球座8之間形成密封空間為控制室901。高壓共軌噴油器各個組件的連接關(guān)系如下高壓共軌噴油器下方設(shè)有的噴油器緊帽19將油嘴針閥座15緊壓在噴油器體13 的下端面，控制柱塞12上端面套有壓緊彈簧10和控制套9，控制柱塞12下端通過聯(lián)接套17 與油嘴針閥14緊緊聯(lián)接。壓緊彈簧10下端將控制柱塞12和油嘴針閥14緊壓在油嘴針閥座15上，另一端將控制套9上的高精度錐孔902壓在半球座8的圓球面804上，并將半球座8上的高精度平面803壓在控制閥座7的高精度下端面701上，形成高壓密封面。而導(dǎo)向螺套5將控制閥座7緊壓在噴油器體13的內(nèi)平面1305上。導(dǎo)向螺套5上的中孔為銜鐵 4的導(dǎo)向孔，導(dǎo)向螺套5下端面上開有2-4條經(jīng)向泄油槽501，銜鐵4將控制閥20的平面壓在控制閥座7的高精度上端面705上，關(guān)閉出油節(jié)流孔702。銜鐵4與電磁鐵1之間設(shè)有的套環(huán)21用來調(diào)整銜鐵4與電磁鐵1端面之間的間隙，安裝在導(dǎo)向螺套5上面，電磁鐵壓緊螺帽2將電磁鐵1緊壓在套環(huán)21上。如圖1所示半球座8的半球座進油節(jié)油孔a801上還設(shè)有分支的半球座進油節(jié)油孔b 802，所述的半球座進油節(jié)油孔b 802的出口位于半球座8的弧面上。如圖5所示所述的半球座8的半球座進油節(jié)油孔a801上還設(shè)有分支的半球座進油節(jié)油孔b 802，所述的半球座進油節(jié)油孔b 802的出口位于半球座8的弧面上。如圖2所示控制閥座7的具體結(jié)構(gòu)如下，控制閥座的高精度上端面705和高精度下端面701都是高精度平面，702為出油節(jié)流孔，703為通油道，706為低壓環(huán)槽，707為卸載環(huán)槽，708為3-4條徑向均布的泄油槽，709為密封環(huán)面。如圖2所示所述的半球座8內(nèi)的結(jié)構(gòu)如下，半球座8的中心為半球座進油節(jié)油孔a801，為半球座進油節(jié)油孔a801分支出來的半球座進油節(jié)油孔b802，803為高精度平面， 804為圓球面(用高精度鋼球改制的高精度圓球面)。如圖4所示控制套9的結(jié)構(gòu)如下902為與內(nèi)孔903同心的高精度錐孔。904為
控制套頂面。參看圖1、圖2、圖3、圖4。本發(fā)明的無泄漏高壓共軌噴油器的工作原理如下圖1為本發(fā)明的第一實施例，采用平面控制閥來控制噴油器的供油。及所述的半球座8的半球座進油節(jié)油孔a801上還設(shè)有分支的半球座進油節(jié)油孔b 802，所述的半球座進油節(jié)油孔b 802的出口位于半球座8的弧面上。工作時，當從共軌管中出來的高壓燃油從噴油器進油節(jié)頭6進來，通過噴油器體13上的油道bl302，進入噴油器體13中的蓄壓室18，部分燃油經(jīng)油道a 1301和油嘴針閥座15上的油孔1501到盛油槽16，當控制閥20關(guān)閉時，控制室901中的高壓燃油將控制柱塞12和油嘴針閥14緊壓在油嘴針閥座15的座面上，這時噴油器不噴油。因為油嘴針閥的導(dǎo)向孔離開控制閥座7的高精度下端面701較遠，油嘴針閥座15 裝到噴油器體13上后，由于加工誤差，與油嘴針閥14緊配密連接的控制柱塞12，與高精度下端面701會不垂直，與噴油器體13的中心也會偏移?？刂浦?2同心的控制套9的控制套頂面904與控制閥座7的高精度下端面701傾斜，在壓緊彈簧10作用下，不會緊貼，不可能密封高壓燃油。本發(fā)明設(shè)置半球座8，控制套9上設(shè)置高精度錐孔902用來自動補償加工誤差，保證高壓密封。進入蓄壓室18的高壓燃油也通過半球座8上的半球座進油節(jié)油孔a801，半球座進油節(jié)油孔b 802進入控制室901中，當電磁鐵不通電時，控制閥20關(guān)閉出油節(jié)流孔702， 控制套9上的的高精度錐孔902與半球座8的圓球面804形成密封面，高精度平面803與控制閥座7的高精度下端面701構(gòu)成密封面。高壓燃油停在控制室901中不流動?？刂剖?901中的高壓燃油將控制柱塞12和油嘴針閥14緊壓在油嘴針閥座15的座面上，此時噴油器不噴油。由于蓄壓室18和控制室901的高壓燃油壓力相同，所以控制室901中的高壓燃油不會經(jīng)過控制套9和控制柱塞12之間的間隙流到蓄壓室18中。同樣，盛油槽16中的高壓燃油也不會經(jīng)油嘴針閥14與針閥座之間的內(nèi)孔903流到蓄壓室18中，所以即使高壓共軌燃油壓力高達160-180MPa，在噴油器體13內(nèi)部不會產(chǎn)生高壓燃油泄漏。大大減少高壓共軌噴油器總的泄流量。當電磁鐵1通電，吸動銜鐵4，控制閥20 —離開控制閥座7的高精度上端面705， 控制室901中的高壓燃油經(jīng)半球座8的半球座進油節(jié)油孔a801、控制閥座7的通油道703 和出油節(jié)流孔702(參看圖幻，越過密封環(huán)面709，進入卸載環(huán)槽707中，再經(jīng)過泄油槽708 流入低壓環(huán)槽706，經(jīng)導(dǎo)向螺套5上的泄油槽501流到環(huán)槽25中，燃油壓力大大降低，再經(jīng)噴油器體13中的油道C1303流回燃油箱。盛油槽16中的高壓燃油推動油嘴針閥14向上升起，克服壓緊彈簧10的壓力，使油嘴針閥14脫離油嘴針閥座15，噴油器噴油。蓄壓室18中的高壓燃油可以起到穩(wěn)壓的作用，改善噴油器的噴油特性。控制柱塞 12臺肩和壓緊彈簧10之間設(shè)有墊片11，用來調(diào)整噴油嘴的開啟壓力。圖5為本發(fā)明的第二實施例。它是采用球閥來控制噴油器供油。即半球座8的半球座進油節(jié)油孔a801上還設(shè)有分支的半球座進油節(jié)油孔b 802，所述的半球座進油節(jié)油孔 b 802的出口位于半球座8弧面上?？刂浦?2與針閥合并在一起，噴油器內(nèi)蓄壓室18中的高壓燃油經(jīng)油道a 1301 和油嘴針閥座15上的油孔1501到盛油槽16中。控制柱塞12上加工槽，槽中按放卡圈27， 再套上彈簧座沈，彈簧座沈上按放壓緊彈簧10，壓緊彈簧10將控制套9、高精度半球座8 緊壓在控制閥座7的高精度下端面701上，因控制閥是球閥，靠鋼球23和加工在控制閥座 7上的高精度錐面710來密封出油節(jié)流孔702中的高壓燃油，與蓄壓室18相通的進油節(jié)流孔711也可設(shè)在控制閥座7中。當從共軌管中出來的高壓燃油從噴油器進油節(jié)頭6進來，通過噴油器體13上的油道bl302，進入噴油器體13中的蓄壓室18，部分燃油經(jīng)控制柱塞12和油嘴針閥座15上的1201到盛油槽16，當靠鋼球23關(guān)閉時，控制室901中的高壓燃油將兼作針閥的控制柱塞12緊壓在油嘴針閥座15的座面上。另一方面，進入蓄壓室18的高壓燃油也通過控制閥座7上的進油節(jié)流孔711，油孔a712、油孔b 713，半球座上的半球座進油節(jié)油孔a801進入控制室901中，當電磁鐵1不通電時，靠鋼球23關(guān)閉出油節(jié)流孔702，控制套9上的的高精度錐孔902與半球座8的圓球面804形成密封面，高精度平面803與控制閥座7的高精度下端面701構(gòu)成密封面。高壓燃油停在控制室901中不流動。控制室901中的高壓燃油將控制柱塞12和油嘴針閥14緊壓在油嘴針閥座15的座面上，此時噴油器不噴油。當電磁鐵1通電，吸動銜鐵4，控制閥的靠鋼球23 —離開控制閥座7的高精度錐面 710，控制室901中的高壓燃油經(jīng)半球座進油節(jié)油孔a801、油孔a 712和出油節(jié)流孔702，經(jīng)導(dǎo)向螺套5上的泄油槽501流到環(huán)槽25中，燃油壓力大大降低，再經(jīng)噴油器體13中的油道 cl303流回燃油箱。盛油槽16中的高壓燃油推動油嘴針閥14向上升起，克服壓緊彈簧10 的壓力，使油嘴針閥14脫離油嘴針閥座15，噴油器噴油。蓄壓室18中的高壓燃油可以起到穩(wěn)壓的作用，改善噴油器的噴油特性。
權(quán)利要求
1.一種靜態(tài)無泄漏的高壓共軌噴油器，其主體為高壓共軌噴油器，其特征在于在高壓共軌噴油器的控制閥座(7)和控制套(9)之間設(shè)有一只半球座(8)，控制套的上面加工有錐面且該錐面與半球座的球面密封接觸；半球座的上端平面與控制閥座下端面接觸密封， 在半球座上設(shè)有貫穿半球座中軸的半球座進油節(jié)油孔a(801)，所述的半球座進油節(jié)油孔 a(801)的上開口與控制閥座(7)的通油道(703)聯(lián)通，半球座進油節(jié)油孔a(801)的下開口與控制套的高精度錐孔(902)相通，控制柱塞(12)和控制套(9)以及半球座⑶之間形成密封空間為控制室(901)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)無泄漏的高壓共軌噴油器，其特征在于所述的半球座 (8)的半球座進油節(jié)油孔a (801)上還設(shè)有分支的半球座進油節(jié)油孔b (802)，所述的半球座進油節(jié)油孔b (802)的出口位于半球座(8)的弧面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)無泄漏的高壓共軌噴油器，其特征在于所述的半球座 (8的半球座進油節(jié)油孔a (801)上還設(shè)有分支的半球座進油節(jié)油孔b (802)，所述的半球座進油節(jié)油孔b (802)的出口位于半球座(8)弧面上。
全文摘要
本發(fā)明為一種避免靜態(tài)時高壓燃油泄漏且加工容易的靜態(tài)無泄漏的高壓共軌噴油器。本發(fā)明的主體為高壓共軌噴油器，在高壓共軌噴油器的控制閥座和控制套之間設(shè)有一只半球座，控制套的上面加工有錐面且該錐面與半球座的球面密封接觸；半球座的上端平面與控制閥座下端面接觸密封，在半球座上設(shè)有貫穿半球座中軸的半球座進油節(jié)油孔，所述的半球座進油節(jié)油孔的上開口與控制閥座的通油道聯(lián)通，半球座進油節(jié)油孔的下開口與控制套的高精度錐孔相通，控制柱塞和控制套以及半球座之間形成密封空間為控制室。本發(fā)明通過球面來補償加工誤差，不影響高壓密封，加工制造質(zhì)量容易保證，工藝傳承性好，即可避免高壓燃油泄漏又不影響噴油器工作。
文檔編號F02M47/00GK102374084SQ20111028147
公開日2012年3月14日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者宇學(xué)禮, 張偉, 王九如, 肖裕善, 趙承躍, 陳忠 申請人:福建省莆田市中涵機動力有限公司