本發(fā)明涉及內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射系統(tǒng)領(lǐng)域,特別是涉及一種電控噴油器的控制閥結(jié)構(gòu)及電控噴油器。
背景技術(shù):
電控噴油器根據(jù)驅(qū)動(dòng)形式分為電磁閥式和壓電晶體式,對(duì)于電磁閥式噴油器,當(dāng)對(duì)電磁閥施加控制電流,產(chǎn)生電磁力,電磁力驅(qū)動(dòng)銜鐵運(yùn)動(dòng);對(duì)于壓電式噴油器,壓電晶體施加控制電流產(chǎn)生位移。無(wú)論是電磁閥式還是壓電晶體式噴油器,控制電流所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)能量小,很少直接用于驅(qū)動(dòng)噴油器的針閥來(lái)控制噴油,而需要通過(guò)液壓伺服機(jī)構(gòu)將電磁閥式銜鐵的運(yùn)動(dòng)信號(hào)或壓電晶體式所產(chǎn)生的位移信號(hào)放大,該機(jī)構(gòu)又稱控制閥結(jié)構(gòu)。
傳統(tǒng)的電磁閥式噴油器及其控制閥如圖1、圖2所示,由電控啟閉件(銜鐵1、陶瓷球壓塊2)、控制閥座50、控制柱塞52、油針及針閥體12等組成,控制閥座50開(kāi)有進(jìn)油量孔50a和出油量孔50b。其工作原理如下:當(dāng)噴油器電磁閥加電,產(chǎn)生電磁力,驅(qū)動(dòng)銜鐵1抬起,陶瓷球壓塊2提升,陶瓷球壓塊2與控制閥座50間產(chǎn)生縫隙,高壓燃油經(jīng)控制閥座出油量孔50b流出控制腔13,控制腔內(nèi)13壓力降低,控制柱塞52頂部承受的燃油壓力減小,當(dāng)其小于底部所受彈簧力及燃油壓力,控制柱塞52帶動(dòng)油針抬起,油針與針閥體12間形成縫隙,高壓燃油流經(jīng)該縫隙并從噴孔噴出。當(dāng)噴油器電磁閥斷電,電磁閥電磁力逐漸減小,銜鐵彈簧驅(qū)動(dòng)銜鐵1及陶瓷球壓塊2向下運(yùn)動(dòng),陶瓷球壓塊2與控制閥座50頂面的密封。因控制閥座進(jìn)油量孔50a一直連通高壓燃油,燃油在壓力驅(qū)動(dòng)下持續(xù)流入控制腔13蓄壓,隨控制腔13的壓力升高,控制柱塞52頂部承受燃油壓力增加,當(dāng)控制柱塞52頂部受力大于底部所受的彈簧力及燃油壓力后,控制柱塞52帶動(dòng)油針關(guān)閉,油針與針閥體12間密封,噴油結(jié)束。
控制閥結(jié)構(gòu)屬噴油器中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu),上述傳統(tǒng)的控制閥結(jié)構(gòu)在電控噴油器中廣泛應(yīng)用。隨著對(duì)燃油噴射系統(tǒng)的要求日益提高,傳統(tǒng)電控噴油器控制閥結(jié)構(gòu)的不足逐漸顯現(xiàn),其具體體現(xiàn)兩個(gè)方面:
1、電控噴油器的控制閥結(jié)構(gòu),當(dāng)噴油器電磁閥加電,銜鐵1與陶瓷球壓塊2抬起過(guò)程中,高壓燃油經(jīng)控制閥座出油量孔50b流出控制腔13實(shí)現(xiàn)泄壓。但此時(shí)控制閥進(jìn)油量孔50a始終與高壓燃油連通,部分高壓燃油經(jīng)進(jìn)油量孔50a流入控制腔,隨后又經(jīng)出油量孔50b流出,由此造成不必要的動(dòng)態(tài)泄露損失。尤其在噴油器高壓高脈寬的情況下,此泄露損失更明顯。
2、根據(jù)噴油器控制閥結(jié)構(gòu)的工作原理,噴油器針閥開(kāi)啟速度主要由出油量孔(A孔)、控制腔容積、出油量孔/進(jìn)油量孔流量比(A/Z比)決定;噴油器針閥關(guān)閉速度主要由進(jìn)油量孔(Z孔)、控制腔容積等決定。由此可見(jiàn),進(jìn)油量孔(Z孔)的流量特性與噴油器的開(kāi)啟和關(guān)閉同時(shí)相關(guān),并且變化方向間互相沖突(比如為提高針閥關(guān)閉速度,需進(jìn)油量孔(Z孔)的流量增大,但隨之帶來(lái)針閥開(kāi)啟變慢),因此出油量孔(A孔)與進(jìn)油量孔(Z孔)的參數(shù)選擇與優(yōu)化范圍受到限制。
由此可見(jiàn),上述現(xiàn)有的電控噴油器的控制閥結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)與使用上,顯然仍存在有不便與缺陷,而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種動(dòng)態(tài)泄露損失小、控制閥參數(shù)調(diào)整靈活性高的新的電控噴油器的控制閥結(jié)構(gòu),成為當(dāng)前急需改進(jìn)的目標(biāo)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種動(dòng)態(tài)泄露損失小、控制閥參數(shù)調(diào)整靈活性高的電控噴油器的控制閥結(jié)構(gòu)及電控噴油器。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種電控噴油器的控制閥結(jié)構(gòu),包括控制閥上座、控制閥下座、控制閥片和控制閥片彈簧;所述控制閥上座,其內(nèi)設(shè)置有上下貫通的中孔,其底面開(kāi)設(shè)有槽體,其側(cè)面開(kāi)通進(jìn)油量孔,所述進(jìn)油量孔與槽體相通;所述控制閥下座,其內(nèi)設(shè)置有上下貫通的腔體,其頂面用于與控制閥上座底面緊密接觸配合;所述控制閥片,其內(nèi)設(shè)置有上下貫通的出油量孔,其用于置于控制閥上座底面以下、控制閥下座的腔體上部,其頂面用于與控制閥上座底面壓緊或分離,當(dāng)壓緊時(shí),其頂面覆蓋住所述槽體,其內(nèi)的出油量孔與控制閥上座的中孔連通;其底面用于安裝所述控制閥片彈簧;其側(cè)面用于與控制閥下座的腔體形成滑動(dòng)配合面。
進(jìn)一步地,所述槽體采用以控制閥上座底面中心為圓心的圓環(huán)槽。
進(jìn)一步地,所述控制閥下座內(nèi)的腔體為上粗下細(xì)的階梯腔體,所述控制閥片用于置于控制閥上座底面以下、控制閥下座的上段粗階梯腔體內(nèi)。
進(jìn)一步地,所述控制閥下座底面設(shè)置臺(tái)階圓環(huán)柱。
進(jìn)一步地,所述控制閥片呈圓柱型,其圓柱側(cè)面設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)扁位,所述圓柱側(cè)面用于與控制閥下座腔體形成滑動(dòng)配合面。
進(jìn)一步地,所述控制閥片底面設(shè)有溝槽,所述溝槽邊界與扁位邊界相連接。
進(jìn)一步地,所述控制閥片的出油量孔分為上、中、下三段,內(nèi)徑分別為上段大于下段大于中段,所述中段為出油節(jié)流孔。
進(jìn)一步地,所述控制閥片底面開(kāi)設(shè)有回位彈簧孔或回位彈簧凸臺(tái),用于安裝所述控制閥片彈簧。
一種電控噴油器,包括噴油器體、電控啟閉件、針閥,還包括上述的控制閥結(jié)構(gòu),所述控制閥結(jié)構(gòu)置于噴油器體的腔體內(nèi),所述電控啟閉件底面與控制閥上座頂面的中孔配合;所述針閥上部滑動(dòng)設(shè)置于控制閥下座腔體內(nèi),針閥頂面與控制閥片彈簧底面接觸,所述控制閥片與針閥頂面之間形成控制腔;所述針閥采用上下分體式的控制柱塞與油針配合形式,或采用一體式結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步地,所述針閥中部設(shè)有凸臺(tái)或卡簧結(jié)構(gòu),所述凸臺(tái)或卡簧結(jié)構(gòu)上表面安裝針閥彈簧調(diào)壓墊片,所述針閥彈簧調(diào)壓墊片上部安裝有針閥彈簧,所述針閥彈簧頂面與控制閥下座底面接觸。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明采用三通路電控噴油器控制閥結(jié)構(gòu),在噴油器控制閥工作過(guò)程中,控制閥的出油量孔與進(jìn)油量孔不同時(shí)與控制腔連通;出油量孔控制針閥開(kāi)啟速度、進(jìn)油量孔控制針閥關(guān)閉速度,采用該控制閥結(jié)構(gòu)的電控噴油器具有動(dòng)態(tài)泄露損失小、控制閥參數(shù)調(diào)整靈活性高、生產(chǎn)工藝性好的優(yōu)點(diǎn)。
2、控制閥上座底面的槽體采用圓環(huán)槽,可使控制閥片受壓更加均勻穩(wěn)定,進(jìn)一步提高了針閥關(guān)閉速度。
3、控制閥片置于控制閥下座的上段粗階梯腔體內(nèi),使控制閥片安裝結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,提高了控制閥片彈簧的使用壽命。
4、控制閥片圓柱側(cè)面設(shè)置扁位,以及在控制閥片底面設(shè)置與扁位連通的溝槽,可為進(jìn)油量孔與控制腔之間連通增加一條通路,進(jìn)一步提高了針閥的關(guān)閉速度。
5、控制閥片的出油量孔上段內(nèi)徑較大,形成一個(gè)壓力腔,可進(jìn)一步提高針閥的關(guān)閉速度。
附圖說(shuō)明
上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述,為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段,以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是傳統(tǒng)電控噴油器剖切結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是圖1中的A部放大圖;
圖3是本發(fā)明的電控噴油器剖切結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是圖3中的B部放大圖;
圖5a是控制閥上座剖面圖;
圖5b是控制閥上座立體圖;
圖6是控制閥下座剖面圖;
圖7a、7b分別是兩種不同形式的控制閥下座底面視圖;
圖7c、7d分別是兩種不同形式的控制閥下座剖面圖;
圖中部分標(biāo)號(hào)如下:1銜鐵、2陶瓷球壓塊、3控制閥上座、4控制閥片、5控制閥片彈簧、6控制閥下座、7針閥彈簧、8針閥、9噴油器體、10針閥彈簧調(diào)壓墊片、11卡簧、12針閥體、13控制腔、14穩(wěn)壓腔、50控制閥座、51密封圈、52控制柱塞,50a進(jìn)油量孔,50b出油量孔。
具體實(shí)施方式
如圖3、4所示,本發(fā)明的一種電控噴油器,包括電控啟閉件(銜鐵1、陶瓷球壓塊2)、控制閥結(jié)構(gòu)、針閥8、噴油器體9、針閥體12。其中,控制閥結(jié)構(gòu)置于噴油器體9內(nèi),控制閥結(jié)構(gòu)頂面與陶瓷球壓塊2配合,針閥8位于控制閥結(jié)構(gòu)下面,與控制閥結(jié)構(gòu)的下部?jī)?nèi)腔滑動(dòng)配合,針閥8頂面與控制閥結(jié)構(gòu)之間形成控制腔13。
本發(fā)明的主要技術(shù)構(gòu)思是采用三通路電控噴油器控制閥結(jié)構(gòu),在工作過(guò)程中,使控制閥結(jié)構(gòu)的出油量孔與進(jìn)油量孔不同時(shí)與控制腔連通;使出油量孔控制針閥開(kāi)啟速度、進(jìn)油量孔控制針閥關(guān)閉速度;具體通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn):
配合3、4所示,控制閥結(jié)構(gòu)主要包括控制閥上座3、控制閥片4、控制閥片彈簧5、控制閥下座6。
配合圖5a、5b所示,控制閥上座頂面3a用于與陶瓷球壓塊2底面接觸配合(配合圖3所示);控制閥上座內(nèi)設(shè)置有上下貫通的中孔3e、3f,控制閥上座底面3d開(kāi)設(shè)有槽體3i,槽體3i優(yōu)選采用以控制閥上座底面3d中心為圓心的圓環(huán)槽。控制閥上座側(cè)面開(kāi)通進(jìn)油量孔3j,進(jìn)油量孔3j與槽體3i相通。
配合圖6所示,控制閥下座頂面6a用于與控制閥上座底面3d緊密接觸配合??刂崎y下座6內(nèi)設(shè)置有上下貫通的腔體,該腔體優(yōu)選為上粗下細(xì)的階梯腔體(上段粗階梯腔體6c、下段細(xì)階梯腔體6e),控制閥片4用于置于控制閥上座底面3d以下、控制閥下座的上段粗階梯腔體6c內(nèi)。
配合圖7c、7d所示,控制閥片4內(nèi)設(shè)置有上下貫通的出油量孔,優(yōu)選地,出油量孔分為上、中、下三段,內(nèi)徑分別為上段4d大于下段4g大于中段,中段為出油節(jié)流孔4f??刂崎y片頂面4e用于與控制閥上座底面3d壓緊或分離,當(dāng)壓緊時(shí),控制閥片頂面4e覆蓋住槽體3i,控制閥片內(nèi)的出油量孔與控制閥上座的中孔3e、3f連通;控制閥片底面4h用于安裝控制閥片彈簧5;優(yōu)選地,可在控制閥片底面4h開(kāi)設(shè)有回位彈簧孔或回位彈簧凸臺(tái)4j,用于安裝控制閥片彈簧5。
本發(fā)明的電控噴油器及其控制閥結(jié)構(gòu)的工作原理如下:
在噴油器不工作的情況下,控制閥片4的各面所受燃油壓力大小相同,控制閥片彈簧5壓緊控制閥片4,實(shí)現(xiàn)控制閥片頂面4e與控制閥上座底面3d間的壓緊與密封。
在噴油器加電開(kāi)啟過(guò)程中,電磁力驅(qū)動(dòng)銜鐵1的抬高,陶瓷球壓塊2的底面提升并與控制閥上座頂面3a間形成燃油流通通道,高壓燃油流經(jīng)出油節(jié)流孔4f從燃油通道流出,控制閥片4的上段4d(相當(dāng)于上表面內(nèi)腔)內(nèi)的壓力降低,在控制閥片彈簧5及控制閥片4上下表面壓差的共同作用下,控制閥片頂面4e壓緊控制閥上座底面3d,實(shí)現(xiàn)控制閥進(jìn)油量孔3j與控制腔13隔離,隨控制腔13持續(xù)泄壓,針閥8開(kāi)啟。
在噴油器斷電關(guān)閉過(guò)程中,隨電磁力減小,銜鐵彈簧驅(qū)動(dòng)銜鐵1壓緊陶瓷球壓塊2,封閉陶瓷球壓塊2底面與控制閥上座頂面3a間的泄油通道,控制閥片4的上段4d(相當(dāng)于上表面內(nèi)腔)內(nèi)壓力首先升高,當(dāng)控制閥片頂面所承受的上段4d內(nèi)壓力與進(jìn)油量孔3j連通的圓環(huán)槽3i的壓力高于控制閥片彈簧5預(yù)緊力與控制閥片下面液壓力的合力的情況下,控制閥片4向下運(yùn)動(dòng),控制閥片頂面4e與控制閥上座底面3d分離,實(shí)現(xiàn)控制閥進(jìn)油量孔3j與控制腔13連通,高壓燃油通過(guò)進(jìn)油量孔3j流入控制腔13蓄壓,隨控制腔13內(nèi)的壓力升高,噴油器針閥8關(guān)閉。
再配合圖7a、7b所示,控制閥片4優(yōu)選呈圓柱型,其圓柱側(cè)面4a設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)扁位4b,優(yōu)選為4個(gè)扁位,圓柱側(cè)面4a用于與控制閥下座腔體形成滑動(dòng)配合面。控制閥片底面設(shè)有溝槽4c,優(yōu)選一字型或十字型溝槽,溝槽4c邊界與扁位4b邊界相連接。通過(guò)上述設(shè)置,可為進(jìn)油量孔3j與控制腔13之間連通增加一條通路,進(jìn)一步提高了針閥的關(guān)閉速度。
本發(fā)明的電控噴油器,再配合圖3、圖4所示,其中的針閥是采用一體式結(jié)構(gòu),針閥8中部設(shè)有凸臺(tái)或卡簧結(jié)構(gòu)11,凸臺(tái)或卡簧結(jié)構(gòu)11上表面安裝針閥彈簧調(diào)壓墊片10,針閥彈簧調(diào)壓墊片10上部安裝有針閥彈簧7,針閥彈簧7頂面與控制閥下座底面接觸,優(yōu)選地,配合圖6所示,控制閥下座底面6f上還可設(shè)置臺(tái)階圓環(huán)柱6g。臺(tái)階圓環(huán)柱6g主要用于套接針簧彈簧7。上述控制閥下座頂面6a與控制閥上座底面3d接觸可通過(guò)針閥彈簧7的預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)壓緊密封。
另外,與現(xiàn)有技術(shù)類似,本發(fā)明的針閥也可采用上下分體式的控制柱塞與油針配合形式。
綜上所述,本發(fā)明的電控噴油器及控制閥結(jié)構(gòu),通過(guò)參數(shù)優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)噴油器控制閥片在不同噴油器工作狀態(tài)下在控制閥下座腔體內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)。在噴油器開(kāi)啟過(guò)程中,因控制閥片頂面壓緊控制閥上座底面,控制閥進(jìn)油量孔與控制腔分割,實(shí)現(xiàn)控制閥出油量孔控制針閥的開(kāi)啟過(guò)程的效果;在噴油器關(guān)閉過(guò)程中,控制閥出油量孔的出口封閉,控制閥片向下運(yùn)動(dòng),與控制閥上座產(chǎn)生縫隙,控制閥進(jìn)油量孔與控制腔連通,實(shí)現(xiàn)控制閥進(jìn)油量孔控制針閥關(guān)閉過(guò)程的效果。通過(guò)進(jìn)油量孔、出油量孔分別控制針閥的關(guān)閉及開(kāi)啟,具有動(dòng)態(tài)泄露損失小,控制閥參數(shù)調(diào)整靈活性高、生產(chǎn)工藝性好的優(yōu)點(diǎn),適于推廣應(yīng)用。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡(jiǎn)單修改、等同變化或修飾,均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。