船用重油柴油機電控共軌噴油器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供船用重油柴油機電控共軌噴油器，包括噴油器體、電磁閥部分、液力平衡閥部分、控制腔體、噴油嘴體，電磁閥部分包括鐵芯、電磁線圈、銜鐵、閥桿和閥桿套；線圈纏繞在鐵芯上面，鐵芯的下面為銜鐵，銜鐵和閥桿通過螺母相連，閥桿外面是閥桿套，在閥桿套上布置有回油孔，閥桿和位于其下面的液力平衡閥相連，液力平衡閥在銜鐵復(fù)位彈簧的作用下落座在平衡閥閥座體的閥座上，閥座體下面是控制腔體，控制腔體和針閥形成控制腔，控制腔連通重油進油、泄油油路，液力平衡閥內(nèi)部中空，平衡閥體上有兩道儲油槽。本發(fā)明能改善動態(tài)響應(yīng)特性，實現(xiàn)對噴油定時、噴油規(guī)律和循環(huán)噴油量的精確柔性控制，特別是多次噴射技術(shù)的實現(xiàn)。
【專利說明】船用重油柴油機電控共軌噴油器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種船用柴油機，具體地說是船用柴油機的噴油器。

【背景技術(shù)】
[0002] 機械式噴油器具有結(jié)構(gòu)簡單和工作可靠性高等優(yōu)點，在傳統(tǒng)的船用重油柴油機上 得到了廣泛地使用，但機械式噴油器也存在一定的不足，在發(fā)動機全工況上，無法實現(xiàn)噴油 定時、噴油規(guī)律和循環(huán)噴油量的精確柔性控制，由于是脈動供油，低速、小負(fù)荷工況時噴射 壓力較低，這嚴(yán)重影響燃油霧化質(zhì)量，造成經(jīng)濟性和排放性變差，因此船用機械式噴油器已 無法滿足當(dāng)今對燃油經(jīng)濟性和日益嚴(yán)格的排放法規(guī)的要求。在電控共軌噴油器上使用高速 電磁閥，通過控制高速電磁閥的通電時刻、通電時間實現(xiàn)對噴油定時、循環(huán)噴油量的精確柔 性控制，這是實現(xiàn)船用重油柴油機高燃油經(jīng)濟性、低有害物排放的有效手段。
[0003] 在文獻《船用重油電磁控制噴油器》上提出了使用隔離塊來防止重油進入電磁閥 區(qū)域油腔的方法，利用控制活塞和控制腔體形成控制腔。由于控制活塞的存在會使得噴油 器運動件的質(zhì)量增加，運動慣性增大，會造成噴油器工作的動態(tài)響應(yīng)變慢。此外，控制腔在 噴油器的上部，且遠(yuǎn)離針閥，這會增大噴油器工作時燃油液力的滯后，降低噴油器的動態(tài)響 應(yīng)特性。噴油器動態(tài)響應(yīng)特性的變差直接降低電控噴油器控制單元對噴油定時、噴油規(guī)律 和循環(huán)噴油量的控制精度，這將增加柴油機的燃油消耗率和惡化排放。
[0004] 船用重油柴油機的工作燃油為重油，粘度較大，需要對其進行預(yù)加熱使之具有流 動性才能正常使用，但是高溫重油具有很強的腐蝕性，因此在以重油為工作燃油的電控共 軌噴油器中，應(yīng)防止重油在泄油過程中進入到電磁閥所處的油腔內(nèi)，以保證電磁閥正常工 作，同時還需要對電磁閥進行冷卻。車用共軌噴油器則以柴油為燃油，不存在燃油對電磁閥 的腐蝕作用，同時也沒有對電磁閥冷卻的必要性，因此車用大流量共軌噴油器無法直接應(yīng) 用于船用重油柴油機，需要對噴油器重新進行結(jié)構(gòu)設(shè)計以適應(yīng)重油燃料的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供可靠性高、燃油噴射量精確的船用重油柴油機電控共軌噴 油器。
[0006] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：
[0007] 本發(fā)明船用重油柴油機電控共軌噴油器，其特征是：包括噴油器體、電磁閥部分、 液力平衡閥部分、控制腔體、噴油嘴部分，電磁閥部分設(shè)置在噴油器體里，噴油器體、液力平 衡閥部分、控制腔體、噴油嘴部分自上而下依次設(shè)置，電磁閥部分包括鐵芯、銜鐵、銜鐵回位 彈簧、閥桿、閥桿套，鐵芯設(shè)置在噴油器體里，銜鐵位于鐵芯下方，閥桿與銜鐵相連，閥桿套 設(shè)置在閥桿外，閥桿套上布置有回油孔，閥桿上端穿過銜鐵，鐵芯里安裝銜鐵回位彈簧，閥 桿上端頂在銜鐵回位彈簧上，液力平衡閥部分包括平衡閥閥芯、平衡閥閥座體，平衡閥閥座 體位于噴油器體和控制腔體之間，平衡閥閥芯設(shè)置在平衡閥閥座體里，閥桿與平衡閥閥芯 固連，平衡閥閥芯內(nèi)部設(shè)置有閥芯空腔，噴油器體上分別設(shè)置潤滑油進油油路、潤滑油回油 油路、第一回油油路，潤滑油進油油路與銜鐵和鐵芯之間的腔相通，潤滑油回油油路與銜鐵 下端面和噴油器體之間的腔相通，回油油路與回油孔相通，平衡閥閥座體里設(shè)置泄油油腔、 重油泄油油路、第二回油油路，平衡閥閥座體里的平衡閥閥芯上端處存在空腔，該空腔與泄 油油腔相通，重油泄油油路與泄油油腔相通，閥芯空腔與第二回油油路相通。
[0008] 本發(fā)明還可以包括：
[0009] 1、噴油嘴部分包括針閥、針閥復(fù)位彈簧、針閥座、噴油嘴、噴油嘴體、套筒，控制腔 體里與噴油嘴體相鄰處設(shè)置控制腔，套有針閥復(fù)位彈簧的針閥上端部位于控制腔里，針閥 座安裝在噴油嘴體里，針閥下端部在針閥復(fù)位彈簧作用下貼合在針閥座上，針閥和噴油嘴 體之間形成盛油槽，噴油器體里設(shè)置進油主油路，進油主油路經(jīng)過液力平衡閥部分、控制腔 體和噴油嘴體并與盛油槽相通，控制腔通過進油節(jié)流孔與進油主油路相通，控制腔通過泄 油節(jié)流孔與重油泄油油路相通，噴油嘴設(shè)置在噴油嘴體的下方，套筒套在噴油嘴體和噴油 嘴的外部。
[0010] 2、銜鐵上沿其圓周布置有四個阻尼孔。
[0011] 3、閥桿套上布置有密封圈，閥桿套通過密封圈與噴油器體固定連接，閥桿和閥桿 套采用偶件間隙密封。
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)勢在于：
[0013] 1、本發(fā)明的船用重油柴油機電控共軌噴油器的噴油過程是通過對高速電磁閥的 精確控制實現(xiàn)對噴油定時、噴油規(guī)律和循環(huán)噴油量的精確柔性控制，特別是多次噴射技術(shù) 的實現(xiàn)，允許船用大功率柴油機在提高燃油經(jīng)濟性的前提下滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)的要 求；2、電磁閥閥桿和閥桿套為一對精密偶件，可有效防止重油進入到電磁閥所處的油腔內(nèi)， 避免電磁鐵和銜鐵受到重油的腐蝕，保證電磁閥安全可靠的工作。閥桿套上設(shè)置回油孔，可 及時將重油和潤滑油的混合油通過該回油孔和噴油器體上相應(yīng)的油路排出；3、帶有錐形密 封面的液力平衡閥的使用使得電磁閥所需要的電磁力不受軌壓變化的影響，僅需較小的電 磁力就克服彈簧力的作用而開啟平衡閥，這對減小電磁閥的外形尺寸具有重要意義；4、控 制腔由控制腔體和針閥形成，并接近于針閥，可有效減小燃油液力的滯后，提高對噴油器針 閥運動的控制精度，改善噴油器工作的動態(tài)響應(yīng)特性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明的電磁閥部分和液力平衡閥部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明的噴油嘴部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述：
[0018] 結(jié)合圖1?3,本發(fā)明的船用重油柴油機電控共軌噴油器由噴油器體1、電磁閥部 分2、液力平衡閥部分3、控制腔體4和噴油嘴5和組成。
[0019] 電磁閥部分2包括鐵芯6、銜鐵7、線圈8、閥桿9、閥桿套10、銜鐵回位彈簧11，在 噴油器體上布置有潤滑油進油油路12和回油油路13,作用是在電磁鐵和銜鐵間形成薄的 油膜，減小閥桿在運動過程中的振動，在銜鐵7上布置有圓周分布的四個阻尼孔14,作用是 減小閥桿上升過程中電磁鐵與銜鐵間的液動力，提高電磁閥動態(tài)響應(yīng)速度。銜鐵7位于鐵 芯6的下面，銜鐵7和閥桿9通過螺母相連，在電磁力的作用下銜鐵7和閥桿9共同運動。 閥桿9和閥桿套10為一對精密偶件，閥桿套10和噴油器體1通過兩道密封圈固定相連，在 閥桿套上開有回油孔，該回油孔和噴油器體上的回油油路15相連通，作用是將重油和潤滑 油的混合油排出。液力平衡閥部分3包括帶有錐形密封面的平衡閥閥芯16、平衡閥閥座體 17,閥芯16位于閥桿9的下面，和閥桿9是固定相連，閥座體17和噴油器體1通過兩道密 封圈固定，平衡閥閥座體17上有重油泄油油路18,該重油泄油油路18和平衡閥閥芯16上 部形成的泄油油腔19相連通。液力平衡閥內(nèi)部有一空腔20,該空腔和一回油油路21相連 通，作為液力平衡閥的液力平衡油路。
[0020] 噴油器的主體部分由噴油器體1、控制腔體4和噴油嘴部分5組成?？刂魄惑w4包 括進油節(jié)流孔22、泄油節(jié)流孔23。噴油嘴部分5包括針閥24、針閥復(fù)位彈簧25、針閥座26、 噴油嘴27和套筒28?？刂魄?9由針閥24和控制腔體4組成。針閥復(fù)位彈簧25將針閥 24緊密地貼合在針閥座26上。針閥24和噴油嘴體30形成盛油槽31，盛油槽31和重油進 油主油路32相連通。
[0021] 船用重油共軌噴油器工作時，控制單元采集各傳感器輸入信號，向電磁閥部分2 發(fā)出指令信號，通過控制電磁閥的開閉來控制控制腔29內(nèi)的燃油泄油過程，進而實現(xiàn)針閥 的打開和落座。重油進入噴油器時，一部分重油通過噴油嘴的進油主油路32進入到噴油嘴 的盛油槽31內(nèi)，另一部分通過控制腔體4上的進油節(jié)流孔22進入到控制腔29內(nèi)?？刂魄?29和盛油槽31內(nèi)的壓力相等，在針閥復(fù)位彈簧25的作用下，針閥24和針閥座26緊密貼 合，噴油器不噴油；當(dāng)給電磁閥部分2通電后，在電磁力的作用下，銜鐵7帶動閥桿9向上運 動，閥桿9帶動液力平衡閥的閥芯16向上運動，使得閥芯16離開閥座體17,此時控制腔29 內(nèi)的重油通過泄油節(jié)流孔23和重油泄油油路18泄出，盛油槽31內(nèi)的壓力降低，當(dāng)盛油槽 31內(nèi)與控制腔29內(nèi)的壓差大于針閥復(fù)位彈簧25的預(yù)緊力時，針閥24離開針閥座26,噴油 器開始噴油。
[0022] 根據(jù)上述工作過程的描述可知，船用重油柴油機電控共軌噴油器受電磁閥控制， 通過電磁閥的通、斷電過程實現(xiàn)對循環(huán)噴油量、噴油定時和噴油規(guī)律的精確柔性控制，特別 是，控制腔靠近針閥部分，系統(tǒng)的液力滯后的影響顯著降低，燃油噴射量的控制精度得到大 幅度提高。因此，本發(fā)明在有效提高船用重油柴油機燃油經(jīng)濟性的前提下，能滿足當(dāng)前大功 率船用柴油機更為嚴(yán)格的排放法規(guī)的要求。
[0023] 本發(fā)明一種船用重油柴油機電控共軌噴油器，包括噴油器體、電磁閥部分、液力平 衡閥部分、噴油嘴、噴油器體上的重油進油、泄油油路、電磁閥的潤滑油進油、回油油路、重 油和潤滑油的混合油回油油路，電磁閥部分包括鐵芯、電磁線圈、銜鐵、閥桿和閥桿套；液力 平衡閥部分包括帶有錐形密封面的液力平衡閥的閥芯、平衡閥閥座和閥座體。線圈纏繞在 鐵芯上面，鐵芯的下面為銜鐵，銜鐵和閥桿通過螺母相連，閥桿外面是閥桿套，在閥桿套上 布置有回油孔，閥桿和位于其下面的液力平衡閥相連，液力平衡閥在銜鐵復(fù)位彈簧的作用 下落座在平衡閥閥座體的閥座上，閥座體下面是控制腔體，控制腔體和針閥形成控制腔，控 制腔連通重油進油、泄油油路，液力平衡閥內(nèi)部中空，平衡閥體上布置有兩道儲油槽。
[0024] 電磁閥閥桿和閥桿套同軸，位于噴油器體內(nèi)，是一對精密偶件，閥桿套上布置有兩 道密封圈，通過密封圈把閥桿套和噴油器體固定連接，閥桿套上設(shè)置有重油和潤滑油的混 合油回油孔，該回油孔和噴油器體上相應(yīng)的回油油路相連通。從混合油回油孔中流出的潤 滑油是用來對閥桿和閥桿套間的間隙摩擦進行潤滑，減小閥桿運動過程中的摩擦，保證閥 桿正常運動。
[0025] 潤滑油通過噴油器體上布置的潤滑油進油油路進入到銜鐵所處的腔體內(nèi)，通過噴 油器體上的潤滑油回油油路流出。潤滑油一方面在銜鐵與電磁鐵之間形成滑油油膜，以減 小電磁閥閥桿向上運動過程中的振蕩，另一方面對電磁閥進行冷卻，保證電磁閥正常工作。
[0026] 控制腔由控制腔體和針閥直接形成，控制腔體上設(shè)置有重油進油、泄油油路。
[0027] 本發(fā)明電磁閥閥桿和閥桿套為一對精密偶件，可有效防止重油進入到電磁閥所處 的油腔內(nèi)，避免電磁鐵和銜鐵受到重油的腐蝕，保證電磁閥安全可靠的工作，另外閥桿套上 設(shè)置回油孔，可及時將重油和潤滑油的混合油通過該回油孔和噴油器體上相應(yīng)的油路排 出；采用帶有錐形密封面的液力平衡閥，使得電磁閥所需要的電磁力不受軌壓變化的影響， 僅需較小的電磁力就可克服彈簧力的作用而開啟平衡閥，有利于減小電磁閥的外形尺寸； 控制腔由控制腔體和針閥形成，并接近于針閥，可有效減小燃油液力的滯后，提高對噴油器 針閥運動的控制精度，改善噴油器工作的動態(tài)響應(yīng)特性，實現(xiàn)對噴油定時、噴油規(guī)律和循環(huán) 噴油量的精確柔性控制，特別是多次噴射技術(shù)的實現(xiàn)，允許船用大功率柴油機在提高燃油 經(jīng)濟性的前提下滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)的要求。
【權(quán)利要求】
1. 船用重油柴油機電控共軌噴油器，其特征是：包括噴油器體、電磁閥部分、液力平衡 閥部分、控制腔體、噴油嘴部分，電磁閥部分設(shè)置在噴油器體里，噴油器體、液力平衡閥部 分、控制腔體、噴油嘴部分自上而下依次設(shè)置，電磁閥部分包括鐵芯、銜鐵、銜鐵回位彈簧、 閥桿、閥桿套，鐵芯設(shè)置在噴油器體里，銜鐵位于鐵芯下方，閥桿與銜鐵相連，閥桿套設(shè)置在 閥桿外，閥桿套上布置有回油孔，閥桿上端穿過銜鐵，鐵芯里安裝銜鐵回位彈簧，閥桿上端 頂在銜鐵回位彈簧上，液力平衡閥部分包括平衡閥閥芯、平衡閥閥座體，平衡閥閥座體位于 噴油器體和控制腔體之間，平衡閥閥芯設(shè)置在平衡閥閥座體里，閥桿與平衡閥閥芯固連，平 衡閥閥芯內(nèi)部設(shè)置有閥芯空腔，噴油器體上分別設(shè)置潤滑油進油油路、潤滑油回油油路、第 一回油油路，潤滑油進油油路與銜鐵和鐵芯之間的腔相通，潤滑油回油油路與銜鐵下端面 和噴油器體之間的腔相通，回油油路與回油孔相通，平衡閥閥座體里設(shè)置泄油油腔、重油泄 油油路、第二回油油路，平衡閥閥座體里的平衡閥閥芯上端處存在空腔，該空腔與泄油油腔 相通，重油泄油油路與泄油油腔相通，閥芯空腔與第二回油油路相通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用重油柴油機電控共軌噴油器，其特征是：噴油嘴部分包 括針閥、針閥復(fù)位彈簧、針閥座、噴油嘴、噴油嘴體、套筒，控制腔體里與噴油嘴體相鄰處設(shè) 置控制腔，套有針閥復(fù)位彈簧的針閥上端部位于控制腔里，針閥座安裝在噴油嘴體里，針閥 下端部在針閥復(fù)位彈簧作用下貼合在針閥座上，針閥和噴油嘴體之間形成盛油槽，噴油器 體里設(shè)置進油主油路，進油主油路經(jīng)過液力平衡閥部分、控制腔體和噴油嘴體并與盛油槽 相通，控制腔通過進油節(jié)流孔與進油主油路相通，控制腔通過泄油節(jié)流孔與重油泄油油路 相通，噴油嘴設(shè)置在噴油嘴體的下方，套筒套在噴油嘴體和噴油嘴的外部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船用重油柴油機電控共軌噴油器，其特征是：銜鐵上沿 其圓周布置有四個阻尼孔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船用重油柴油機電控共軌噴油器，其特征是：閥桿套上 布置有密封圈，閥桿套通過密封圈與噴油器體固定連接，閥桿和閥桿套采用偶件間隙密封。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的船用重油柴油機電控共軌噴油器，其特征是：閥桿套上布置 有密封圈，閥桿套通過密封圈與噴油器體固定連接，閥桿和閥桿套采用偶件間隙密封。
【文檔編號】F02M51/06GK104100425SQ201410353018
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】趙建輝, 劉鵬, 馬修真, 石勇, 范立云, 李學(xué)民 申請人:哈爾濱工程大學(xué)