專利名稱：可控供油率的柴油機電控噴油器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于直噴式柴油機電控燃油噴射裝置。
柴油機燃油噴射系統(tǒng)的電子控制是八十年代以后開始發(fā)展起來的一門新技術，它融合了微電子控制技術和柴油機高壓噴射霧化技術的優(yōu)點，用電子控制技術高度的準確性和靈活性克服了傳統(tǒng)的機械控制或液壓控制的弱點，而用高壓噴射來促進柴油和空氣的混合與燃燒，達到了燃燒良好、控制準確的效果，提高了柴油機的熱效率，降低了有害排放產物。因此國內外許多廠商和科研機構投入了大量人力物力研究開發(fā)柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)。電控噴油器是柴油機電子控制燃油噴射系統(tǒng)的一部分，它在控制單元的作用下實現柴油機所需要的理想噴油過程，使噴油時間、噴油量和噴油速率更適應柴油機自身運轉和外界負荷的變化。因此，與控制單元相比，噴油器的好壞更直接地影響著柴油機的功率、熱效率和有害排放產物，一個好的噴油器就成了柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)旺盛的生命力的基礎。如
圖1是美國BKM公司的Servojet系統(tǒng)的電控噴油器，其基本原理是噴油器內有一套液力放大機構，由電磁閥控制的共軌油送到大活塞頂部，大活塞130向下運動，在柱塞140下端產生100MPa以上的高壓，蓄積在噴嘴165附近。當電磁閥30斷電時油泄壓，大活塞頂部壓力降低，針閥190尾部的壓力降低，針閥因為受力不平衡而抬起，開始噴油，直至壓力降低到彈簧210將針閥關閉。該噴油器有如下優(yōu)點1.高壓在噴油器中產生，油泵只需要提供10MPa的穩(wěn)定油壓即可，降低了泵的峰值驅動扭矩，而且系統(tǒng)密封容易，加工制造簡單。
2.由于只需要電磁閥控制噴油開始時刻，針閥靠彈簧關閉，對電磁閥的響應時間要求降低。
但是該噴油器也存在著固有的缺點1.隨著燃油的噴出，蓄壓室中的壓力逐漸降低，使噴油速率先急后緩，呈倒三角形，斷油不干脆，而且無預噴射，不符合理想的先緩后急快速斷油的要求。
2.隨著燃油的噴出，噴油壓力不斷下降，使平均有效噴射壓力偏低，不利于柴油的霧化和混合。
本實用新型的目的，是在現有柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)的基礎上，提供一種新的可控供油率的柴油機電控噴油器，使柴油機燃油供給更為合理。
本實用新型用于共軌蓄壓式電控噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括供油單元、噴射單元、控制單元三部分。供油單元包括軸向柱塞泵、濾清器、溢流閥，其功能是為系統(tǒng)提供壓力穩(wěn)定的燃油。噴射單元包括雙腔式噴油器和快速電磁閥(插裝式)，它接受控制單元的驅動電壓，實現蓄壓和噴射?？刂茊卧▎纹瑱C、傳感器、接口電路和電磁閥驅動電路，其功能是根據柴油機的運行狀態(tài)參數和外部要求確定噴油量和噴油時間，并向電磁閥發(fā)出驅動電壓信號。本實用新型即是用于共軌蓄壓式電控燃油噴射系統(tǒng)中的噴射單元，它包括電磁閥及噴油器部分，它是在噴油器中柱塞下部的增壓腔之下，設有大室和小室，即由延遲閥座及延遲閥芯組成的延遲閥與增壓腔下部的進油閥、延遲閥頂桿之間構成的小室，以及延遲閥下部空間構成的大室。同時在小室和大室中延遲閥的上、下端各有延遲閥彈簧及進油閥彈簧支撐聯結。本實用新型的另一特征是，延遲閥座與延遲閥芯的配合之間，設有可控供油率的延遲段，噴油規(guī)律控制段和切斷段。
圖1為美國BKM公司電控噴油器結構圖。
圖2為可控供油率的柴油機電控噴油器結構圖。
圖3為圖2中的局部圖。
圖4為延遲芯結構示意圖。
圖中1.針閥偶件，2.鎖緊螺母，3.針閥頂桿，4.彈簧座，5.針閥彈簧，6.噴嘴體，7調整墊片，8.大室，9.進油閥彈簧，10A.延遲閥，10B.延遲閥芯，11.小室，12.延遲閥彈簧，13.延遲閥頂桿，13A.進油閥，14.增壓腔，15.鎖緊螺母，16.柱塞，17.大活塞，18.連結螺釘，19.電磁鐵，20.推桿，21.電磁閥套，22.導向套，23.O型圈，24.閥座，25.球，26.噴油器體，27.低壓腔28.單向閥A，29.壓板。
以下結合附圖及實施情況對本實用新型作進一步的說明。本實用新型的實際工作過程可分為進油、蓄壓、噴射及復位三個階段。如圖2和圖3所示進油電磁閥19通電前，大活塞17位于行程的上止點，燃油在共軌壓力的作用下從蓄壓器經過電磁閥入口進入噴油器的油道，充滿柱塞16下端的增壓腔14、大室8、小室11和針閥尾部，直到各處都達到共軌壓力。
蓄壓由控制單元向電磁閥發(fā)出驅動電壓信號，電磁閥的銜鐵吸合，進油口的球閥25打開，泄油口的球閥關閉，共軌油壓力作用在大活塞17的頂部，推動大活塞17和柱塞16向下運動，而增壓腔14內的燃油受到單向閥28的約束不斷增壓，達到針閥關閉壓力時壓縮彈簧9和12，燃油進入小室和大室共同蓄壓，直到電磁閥關閉。
噴射及復位控制單元根據柴油機要求的噴油時刻切斷電磁閥上的電壓信號，球25在液壓力和彈簧片力的作用下退回，低壓腔27內的燃油泄掉，作用在大活塞頂部的壓力降低，大活塞和柱塞向上退回，增壓腔14和針閥尾部的壓力降低，使針閥抬起，開始噴油。當噴油開始后，先噴出的是小室11中的燃油，小室中的壓力隨著下降，延遲閥開始抬起，但由于延遲閥芯10B通過頂桿13頂在柱塞16上，不能迅速抬起，暫時不打開大室向小室的通道(稱為延遲作用)。當小室中的壓力降低到不足以克服針閥彈簧5的壓緊力時，針閥落座，形成預噴射。當延遲閥芯10B抬起一定距離后，大室向小室的通道被打開，大室8中的高壓燃油補充到小室中，使小室的壓力再次升高，針閥再次打開，形成主噴射。當小室11中的壓力再次降低到不足以克服針閥彈簧5的壓緊力時，針閥落座，主噴射停止。
噴射停止后，大活塞和柱塞繼續(xù)回退。當增壓腔的壓力低于共軌壓力時，共軌油頂開單向閥28進入增壓腔，為下一個工作循不補充燃油。
本實用新型與現有技術相比，具有如下的優(yōu)點1.采用兩個蓄壓室(雙腔)同時蓄壓分別噴射，即小室先噴射少量燃油(預噴射)，延遲一定時間大室再噴射主要部分的燃油。改變小室容積好可以改變預噴射量。與Servojet系統(tǒng)相比，在滯燃期間噴入氣缸內的燃油減少，預混合燃燒比例減小，柴油機工作柔和，噪音降低，有害排放產物減少。
2.在兩個蓄壓室之間設置有起延遲作的液壓閥—由10A和10B組成的延遲閥實現了預噴射與主噴射的分開。延遲閥的工作原理如圖4所示LA段為延遲段，其作用是使大、小室之間暫時不連通，使主噴射比預噴射遲后一段時間。改變LA段的長度即可以改變主噴射與預噴射的間隔角度。與雙彈簧噴油器和靴型閥相比，避免了針閥不完全抬起狀態(tài)時噴油節(jié)流造成的霧化不良。
LB段為噴油規(guī)律控制段，靠不同的流通面積變化規(guī)律實現理想的噴油規(guī)律，因此流通面積AWA、AWB需經過嚴格計算。
在延遲閥芯10B尾部有一個切斷段LC，當延遲閥10B達到一定升程后切斷大室向小室的通道，使小室的壓力迅速降低，針閥快速落座，實現快速斷油。與Servojet系統(tǒng)相比，一方面可以在較小的彈簧力下實現快速斷油，使噴油器的最小噴油量滿足柴油機的要求，另一方面可以在較大的噴射壓力下實現快速斷油，提高了噴油有效噴射壓力。
3.采用普通的柴油機噴嘴和標準噴油器外形尺寸，有利于匹配各種機型，減少了柴油機結構尺寸的變動。
4.采用了插裝式電磁閥，電磁閥與噴油器成一體，結構緊湊，安裝方便。獨特的球式閥芯和螺管型電磁鐵使電磁閥加工非常簡單，流通面積大，流動阻力和液動力小。
本實用新型所提供的可控供油率的柴油機電控噴油器，提高了噴油壓力，節(jié)約了燃料，降低了有害排放產物，改善了柴油機的工作性能，運轉更加良好。本實用新型可用于各種直噴式柴油機，具有很高的推廣價值。
權利要求1.可控供油率的柴油機電控噴油器，具有控制共軌油進入噴油器的電磁閥[19]和設在大活塞和柱塞下部的增壓腔[14]，其特征是，在增壓腔的下部設有由延遲閥座[10A]和延遲閥芯[10B]組成的延遲閥分割的雙蓄壓室即小室[11]和大室[8]，在延遲閥的上下端各有延遲彈簧[12]、進油閥彈簧[9]分別與延遲閥頂桿[13]、進油閥[13A]以及噴油器下部支撐聯結。
2.按照權利要求1所說的可控供油率的柴油機電控噴油器，其特征是所說的分割大室和小室中間的延遲閥座[10A]與延遲閥芯[10B]之間具有可控供油率的延遲段LA、噴油規(guī)律控制段LB以及切斷段LC。
專利摘要可控供油率的柴油機電控噴油器，屬于直噴式柴油機電控燃油噴射裝置。它在增壓腔下設有由延遲閥分割的雙蓄壓室即大室和小室，延遲閥座和延遲閥芯組成的延遲閥具有可控供油率的延遲段，噴油規(guī)律控制段以及切斷段。本實用新型噴射壓力高、霧化好，實現快速斷油，并可實現理想的噴油規(guī)律，使柴油機工作柔和、噪音小，有害排放產物少，可廣泛地用于各種直噴式柴油機，具有很高的推廣價值。
文檔編號F02M51/06GK2253401SQ9525005
公開日1997年4月30日 申請日期1995年12月15日 優(yōu)先權日1995年12月15日
發(fā)明者蘇萬華, 史紹熙, 汪洋, 李紹安, 施啟瀛, 鄧勇 申請人:天津大學