非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器，噴油器體里自上而下依次安裝非晶合金電磁鐵組件、先導(dǎo)球閥座、控制活塞體、針閥頂桿，噴嘴通過噴嘴緊固螺母固定在噴油器體下方，針閥安裝在噴嘴里。本發(fā)明相對于傳統(tǒng)的硅鋼片磁極，鐵芯損耗大大降低，另外，在非晶合金電磁鐵組件中的副磁極與線圈之間還存在一銅環(huán)，由于銅自身具有良好的導(dǎo)電性，不斷增強的磁場會在銅環(huán)中產(chǎn)生較大的感生電流以延緩磁通量的增加，結(jié)果大大減小了線圈工作時的有效電感，加快線圈驅(qū)動電流的增加速度，閥桿運動響應(yīng)加快，有利于提高非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器的響應(yīng)速度，同時減小損耗。
【專利說明】
非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及的是一種噴油器，具體地說是柴油機噴油器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展與科技的進步，柴油機行業(yè)面臨能源問題和環(huán)境問題所帶來的壓力越來越大，柴油機必須采用相應(yīng)的解決措施以提高柴油機性能、改善柴油機經(jīng)濟性、排放性等，柴油機電控燃油系統(tǒng)因其自身的高噴射壓力、高控制精度、高控制自由度等良好特點，已然成為提高柴油機性能的必要措施，電控噴油器作為電控燃油系統(tǒng)的重要執(zhí)行部件，其自身的響應(yīng)速度極大程度地影響了電控燃油系統(tǒng)的噴油速率且高速電磁鐵組件是電控噴油器內(nèi)部的重要執(zhí)行部件之一。電控噴油器在長期運行時，其內(nèi)部的高速電磁鐵組件工作過程往往會伴隨著大量的損耗，其中鐵芯損耗最為顯著。這些損耗在形成之后往往會以熱能的形式存在，一方面是對能源的浪費，另一方面會逐漸提高高速電磁鐵組件工作溫度，降低其長期運行壽命，高速電磁鐵組件壽命的縮短會使得整個電控噴油器的壽命縮短。目前針對柴油機行業(yè)面臨的能源問題、環(huán)境問題以及一直以來人們對柴油機性能不斷提高的期望，柴油機仍需進一步地改善自身性能同時節(jié)約能源，以應(yīng)對需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供柴油機全工況下具有高響應(yīng)速度、低損耗特性的非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0005]本發(fā)明非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器，其特征是:包括噴油器體、非晶合金電磁鐵組件、先導(dǎo)球閥座、控制活塞體、針閥推桿、針閥、噴嘴，噴油器體里自上而下依次安裝非晶合金電磁鐵組件、先導(dǎo)球閥座、控制活塞體、針閥頂桿，噴嘴通過噴嘴緊固螺母固定在噴油器體下方，針閥安裝在噴嘴里；
[0006]所述非晶合金電磁鐵組件包括殼體、復(fù)合鐵芯、閥桿、銜鐵，殼體為中空的圓柱體，圓柱體的上方設(shè)置上端面，上端面上設(shè)置通孔，殼體里安裝內(nèi)圓筒，內(nèi)圓筒穿過上端面的通孔，所述復(fù)合鐵芯包括主磁極、副磁極、磁軛，主磁極、副磁極、磁軛均設(shè)置在殼體里，主磁極和磁軛安裝在內(nèi)圓筒的外部，副磁極安裝在主磁極的外部，磁軛位于主磁極和副磁極的上方，副磁極內(nèi)壁安裝銅環(huán)，銅環(huán)與主磁極之間設(shè)置由密封樹脂密封的線圈骨架，線圈骨架里繞制線圈，內(nèi)圓筒內(nèi)壁攻有螺紋，內(nèi)圓筒里設(shè)置復(fù)位彈簧，螺栓通過螺紋安裝在內(nèi)圓筒上端部，螺栓和復(fù)位彈簧之間設(shè)置連接塊，復(fù)位彈簧下方連接閥桿，閥桿的上端部安裝在銜鐵里；
[0007]先導(dǎo)球閥座上方安裝隔板，隔板上方安裝墊塊，隔板里設(shè)置隔板室，墊塊、隔板以及非晶合金電磁鐵組件形成與低壓油道相通的電磁鐵組件室，隔板室與電磁鐵組件室相通，先導(dǎo)球閥座里設(shè)置球閥出油孔、球閥回油孔以及球閥，球閥回油孔與隔板室相通，閥桿穿過隔板并與球閥相連；
[0008]控制活塞體里設(shè)置球閥油道，針閥頂桿的上端部安裝在控制活塞體里，針閥頂桿與控制活塞體之間形成活塞室，活塞室與球閥油道相通，針閥頂桿下端套有針閥復(fù)位彈簧座和針閥復(fù)位彈簧，針閥復(fù)位彈簧位于針閥復(fù)位彈簧座和針閥之間，噴油器體里設(shè)置進油道、主油道，進油道連通高壓燃油道，噴嘴里設(shè)置盛油槽，活塞室通過活塞室進油孔連通進油道，盛油槽通過盛油槽進油道連通主油道，主油道連通進油道，針閥與噴嘴之間形成壓力室，壓力室與盛油槽相通，壓力室的端部為噴口。
[0009]本發(fā)明還可以包括:
[0010]1、所述主磁極和副磁極由非晶合金繞制而成。
[0011]2、活塞室對針閥頂桿向下的壓力作用面積大于盛油槽對針閥向上的壓力作用面積;線圈未通電時，閥桿在復(fù)位彈簧的作用下使球閥壓在球閥出油孔上，球閥出油孔與球閥回油孔相互斷開，線圈通電時，閥桿在磁力作用下帶動球閥抬起，球閥出油孔與球閥回油孔相互連通。
[0012]3、殼體的圓柱體內(nèi)表面與副磁極外壁平齊，殼體上端面的下表面與磁軛上表面平齊。
[0013]4、殼體的圓柱體下端延伸出凸緣，其上表面與副磁極的下表面表面平齊;所述的凸緣為完整的圓環(huán)形凸緣或等分均勻間隔分布的圓弧凸緣。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:本發(fā)明中關(guān)鍵的非晶合金電磁鐵組件，應(yīng)用新型材料非晶合金與傳統(tǒng)的硅鋼片材料共同來制造電磁鐵組件中復(fù)合鐵芯部分，在非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器工作時，非晶合金電磁鐵組件時刻處在變化的電磁場中，在其內(nèi)部的復(fù)合鐵芯處存在一定的鐵芯損耗(磁滯損耗和渦流損耗)，主副磁極由非晶合金繞制而成，具有矯頑力小、剩磁低、厚度低等特點，相對于傳統(tǒng)的硅鋼片磁極，鐵芯損耗大大降低，另外，在非晶合金電磁鐵組件中的副磁極與線圈之間還存在一銅環(huán)，由于銅自身具有良好的導(dǎo)電性，不斷增強的磁場會在銅環(huán)中產(chǎn)生較大的感生電流以延緩磁通量的增加，結(jié)果大大減小了線圈工作時的有效電感，加快線圈驅(qū)動電流的增加速度，閥桿運動響應(yīng)加快，有利于提高非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器的響應(yīng)速度，同時減小損耗，在一定程度上提高了噴油器自身的長期運行壽命。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為非晶合金電磁鐵組件的放大視圖；
[0017]圖3為圖1中的I放大視圖；
[0018]圖4為圖1中的Π放大視圖；
[0019]圖5為圖2中內(nèi)圓筒及其內(nèi)部組件的放大視圖；
[0020]圖6a為主磁極與內(nèi)圓筒結(jié)構(gòu)示意圖；圖6b副磁極與銅環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖7a為殼體下方凸緣為完整圓環(huán)時的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7b為殼體下方凸緣為等分均勻間隔分布的圓弧凸緣時的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述:
[0023]實施方式1:
[0024]結(jié)合圖1-7，本實施方式的組成包括噴油器頭緊固螺母1、非晶合金電磁鐵組件2、噴油器體3、電磁鐵組件室4、先導(dǎo)球閥座5、控制活塞體6、針閥頂桿7、針閥復(fù)位彈簧座8、針閥復(fù)位彈簧9、噴嘴1、噴嘴緊固螺帽11、針閥12、隔板18、止位環(huán)19、墊塊20這些組件。針閥頂桿7、控制活塞體6依次從噴油器體3上部裝入，將非晶合金電磁鐵組件2、電磁先導(dǎo)球閥、隔板18、止位環(huán)19、墊塊20以及先導(dǎo)球閥座5按照合理的順序裝配到一起后最終共同置于控制活塞體6之上，由最上方的噴油器頭緊固螺母I將其固定住，針閥復(fù)位彈簧9與針閥復(fù)位彈簧座8組合到一起，并且將針閥復(fù)位彈簧9由針閥頂桿下端套入針閥頂桿7，上述部件依次從噴油器體3下部裝入，針閥閥桿7下表面與針閥12上表面緊密接觸，位于針閥閥桿7與針閥12之間的針閥復(fù)位彈簧9存在一定預(yù)緊長度，與針閥閥桿7、針閥12之間均存在相互作用力，噴嘴10位于噴油器最下方，利用噴嘴緊固螺帽11將噴油器體3與噴嘴10緊密地連接到一起?？刂苹钊w6與針閥頂桿7為一耦件，其上設(shè)有活塞室32與球閥油道17，兩者相互連通，同時活塞室32通過活塞室進油孔31與噴油器體進油道16相連通;球閥座5上設(shè)有球閥出油孔23及球閥座面;噴嘴10上盛油槽14通過盛油槽進油道15、主油道25與噴油器體進油道16相連通；非晶合金電磁鐵組件2所處的電磁鐵組件室4與低壓油道相連通;通過非晶合金電磁鐵組件2完成對球閥21的運動控制，改變針閥頂桿7上方燃油壓力大小，針閥頂桿7上下方燃油的壓力之差隨之變化，控制針閥12的抬起與回座，使得噴口 13噴油，最終控制噴油器的噴油狀況。
[0025 ]非晶合金電磁鐵組件2由殼體41、磁軛42、螺栓43、連接塊44、銅環(huán)45、閥桿46、線圈骨架47、主磁極48、線圈49、密封樹脂50、副磁極51、復(fù)位彈簧52、內(nèi)圓筒53及銜鐵54組成。非晶合金電磁鐵組件2中的內(nèi)圓筒53為一空心圓柱體，內(nèi)部由上至下分別裝有螺栓43、連接塊44、復(fù)位彈簧52，為便于各個組件的安裝，內(nèi)圓筒53內(nèi)表面處攻有螺紋，螺栓43可沿著螺紋上下移動，復(fù)位彈簧52預(yù)緊長度隨之變化，進而可調(diào)節(jié)彈簧預(yù)緊力大小。主磁極48為一中心開有通孔的圓柱體，沿著內(nèi)圓筒53的外表面，由非晶合金材料繞制而成。磁軛42布置在主磁極48的上方，中心同樣開有通孔，由娃鋼片疊加而成。主磁極48兩端布置有線圈骨架47，一定匝數(shù)的線圈49繞制在線圈骨架47上，由密封樹脂50將其密封，銅環(huán)45布置在密封樹脂50外側(cè)，除銅環(huán)45自身作用之外，還可以作為副磁極51的支撐體，副磁極51正是由非晶合金繞在其上而成的，主磁極48、副磁極51、磁軛42三者共同構(gòu)成復(fù)合鐵芯。在復(fù)合鐵芯下端還布置有銜鐵54及控制閥桿46，控制閥桿46上表面與復(fù)位彈簧52相接觸且控制閥桿46與止位環(huán)19緊密配合，聯(lián)合隔板18，調(diào)節(jié)止位環(huán)19在閥桿46位置可有效地控制閥桿升程大小。殼體41由兩部分構(gòu)成，上方的殼體為一開有通孔的圓柱體，下表面與磁軛42上表面平齊，另一部分殼體為一空心的圓柱體，其內(nèi)表面與副磁極51外表面平齊，下端近線圈側(cè)延伸出完整的圓環(huán)形凸緣且凸緣上表面與復(fù)合鐵芯下表面平齊。
[0026]本發(fā)明的非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器是這樣工作的:當(dāng)非晶合金電磁鐵組件2內(nèi)的線圈49尚未通電時，高壓燃油經(jīng)由噴油器體進油道16開始分散流動，一部分燃油經(jīng)由盛油槽油道15進入針閥附近的盛油槽14內(nèi)，另一部分燃油經(jīng)由活塞室噴油孔31進入活塞室32中，最終使得噴油器體進油道16、主油道25、盛油槽進油道15、盛油槽14、壓力室26、活塞室進油孔31、活塞室32、球閥油道17及球閥出油孔23全部充滿高壓燃油且各個部分燃油相通，活塞室32對針閥頂桿7向下的壓力作用面積大于盛油槽14對針閥12向上的壓力作用面積，二者作用導(dǎo)致針閥12在液力作用不能抬起，噴油器此時不噴油；當(dāng)非晶合金電磁鐵組件2內(nèi)的線圈49通電時，銅環(huán)45內(nèi)部會產(chǎn)生電流，阻礙磁場磁通量增加，最終效果使得線圈49有效電感大大降低，提高驅(qū)動電流上升速度，響應(yīng)速度加快，非晶合金電磁鐵組件2迅速工作，由于電磁鐵組件2內(nèi)主副磁極由非晶合金繞制而成，非晶合金具有矯頑力小、剩磁低、厚度低等特點，工作過程鐵芯損耗大大降低，在電磁控制作用下，閥桿46隨之向上運動，閥桿46升程由止位環(huán)19在閥桿46所處位置所決定，電磁先導(dǎo)球閥伴隨其一起向上運動，球閥出油孔23打開，燃油再通過隔板18上通孔油道進入到電磁鐵組件室4內(nèi)，而電磁鐵組件室4又與低壓油道相連通，使得活塞室32內(nèi)部燃油壓力迅速降低，當(dāng)活塞室32對針閥頂桿7向下的壓力小于盛油槽14對針閥12向上的壓力時，針閥12迅速抬起，噴油器噴孔打開，高壓燃油隨之噴出。當(dāng)電磁鐵組件內(nèi)線圈49再斷電，銜鐵54在復(fù)位彈簧52的作用下復(fù)位，電磁先導(dǎo)球閥被關(guān)閉，活塞室32中壓力再升高至最初高壓狀態(tài)，針閥12落座，噴油結(jié)束；
[0027]實施方式2:
[0028]本實施方式是改變第實施方式I中的非晶合金電磁鐵組件2中殼體41的下方部分沿近線圈側(cè)延伸出的凸緣的結(jié)構(gòu)組合形式，凸緣由完整的圓環(huán)凸緣變?yōu)榈确志鶆蜷g隔分布的圓弧凸緣，對于非晶合金電磁鐵組件同樣起到固定作用，這樣能節(jié)省凸緣材料，且相對地增加非晶合金電磁鐵組件中復(fù)合鐵芯與溫度較低燃油的接觸面積，起到增強散熱的目的。
【主權(quán)項】
1.非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器，其特征是:包括噴油器體、非晶合金電磁鐵組件、先導(dǎo)球閥座、控制活塞體、針閥推桿、針閥、噴嘴，噴油器體里自上而下依次安裝非晶合金電磁鐵組件、先導(dǎo)球閥座、控制活塞體、針閥頂桿，噴嘴通過噴嘴緊固螺母固定在噴油器體下方，針閥安裝在噴嘴里； 所述非晶合金電磁鐵組件包括殼體、復(fù)合鐵芯、閥桿、銜鐵，殼體為中空的圓柱體，圓柱體的上方設(shè)置上端面，上端面上設(shè)置通孔，殼體里安裝內(nèi)圓筒，內(nèi)圓筒穿過上端面的通孔，所述復(fù)合鐵芯包括主磁極、副磁極、磁軛，主磁極、副磁極、磁軛均設(shè)置在殼體里，主磁極和磁軛安裝在內(nèi)圓筒的外部，副磁極安裝在主磁極的外部，磁軛位于主磁極和副磁極的上方，副磁極內(nèi)壁安裝銅環(huán)，銅環(huán)與主磁極之間設(shè)置由密封樹脂密封的線圈骨架，線圈骨架里繞制線圈，內(nèi)圓筒內(nèi)壁攻有螺紋，內(nèi)圓筒里設(shè)置復(fù)位彈簧，螺栓通過螺紋安裝在內(nèi)圓筒上端部，螺栓和復(fù)位彈簧之間設(shè)置連接塊，復(fù)位彈簧下方連接閥桿，閥桿的上端部安裝在銜鐵里； 先導(dǎo)球閥座上方安裝隔板，隔板上方安裝墊塊，隔板里設(shè)置隔板室，墊塊、隔板以及非晶合金電磁鐵組件形成與低壓油道相通的電磁鐵組件室，隔板室與電磁鐵組件室相通，先導(dǎo)球閥座里設(shè)置球閥出油孔、球閥回油孔以及球閥，球閥回油孔與隔板室相通，閥桿穿過隔板并與球閥相連； 控制活塞體里設(shè)置球閥油道，針閥頂桿的上端部安裝在控制活塞體里，針閥頂桿與控制活塞體之間形成活塞室，活塞室與球閥油道相通，針閥頂桿下端套有針閥復(fù)位彈簧座和針閥復(fù)位彈簧，針閥復(fù)位彈簧位于針閥復(fù)位彈簧座和針閥之間，噴油器體里設(shè)置進油道、主油道，進油道連通高壓燃油道，噴嘴里設(shè)置盛油槽，活塞室通過活塞室進油孔連通進油道，盛油槽通過盛油槽進油道連通主油道，主油道連通進油道，針閥與噴嘴之間形成壓力室，壓力室與盛油槽相通，壓力室的端部為噴口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器，其特征是:所述主磁極和副磁極由非晶合金繞制而成。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器，其特征是:活塞室對針閥頂桿向下的壓力作用面積大于盛油槽對針閥向上的壓力作用面積;線圈未通電時，閥桿在復(fù)位彈簧的作用下使球閥壓在球閥出油孔上，球閥出油孔與球閥回油孔相互斷開，線圈通電時，閥桿在磁力作用下帶動球閥抬起，球閥出油孔與球閥回油孔相互連通。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器，其特征是:殼體的圓柱體內(nèi)表面與副磁極外壁平齊，殼體上端面的下表面與磁軛上表面平齊。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器，其特征是:殼體的圓柱體內(nèi)表面與副磁極外壁平齊，殼體上端面的下表面與磁軛上表面平齊。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器，其特征是:殼體的圓柱體下端延伸出凸緣，其上表面與副磁極的下表面表面平齊;所述的凸緣為完整的圓環(huán)形凸緣或等分均勻間隔分布的圓弧凸緣。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器，其特征是:殼體的圓柱體下端延伸出凸緣，其上表面與副磁極的下表面表面平齊;所述的凸緣為完整的圓環(huán)形凸緣或等分均勻間隔分布的圓弧凸緣。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器，其特征是:殼體的圓柱體下端延伸出凸緣，其上表面與副磁極的下表面表面平齊;所述的凸緣為完整的圓環(huán)形凸緣或等分均勻間隔分布的圓弧凸緣。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非晶合金復(fù)合鐵芯電磁控制噴油器，其特征是:殼體的圓柱體下端延伸出凸緣，其上表面與副磁極的下表面表面平齊;所述的凸緣為完整的圓環(huán)形凸緣或等分均勻間隔分布的圓弧凸緣。
【文檔編號】F02M61/10GK105888904SQ201610339394
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】范立云, 劉鵬, 彭文博, 馬修真, 宋恩哲
【申請人】哈爾濱工程大學(xué)