控制閥自鎖緊的電控高壓噴油器的制造方法
【專利摘要】一種控制閥自鎖緊的電控高壓噴油器，其包括控制閥體(79)和啟閉元件(9)?？刂崎y體(79)通過自帶外螺紋鎖緊到噴油器體(6)的內(nèi)螺紋，控制閥體(79)的被鎖緊的觸止密封面(4)在鎖緊力方向上比控制閥體(79)的用于與啟閉元件(9)接觸密封的泄壓端密封部(5)低。通過本發(fā)明的方案，可以加大控制閥的密封鎖緊力，提高密封可靠性；在控制閥啟閉元件密封部上端面疊加銜鐵導(dǎo)向裝置及行程調(diào)整墊片時(shí)只需采用極小的鎖緊力，減小對控制閥的啟閉元件密封部的變形影響；控制閥自帶螺紋鎖緊在噴油器體內(nèi)的結(jié)構(gòu)，可以避免因反復(fù)拆卸鎖緊螺紋件、更換行程調(diào)整墊片造成密封檢測失真，提高在線高壓密封檢測的相對真實(shí)性。
【專利說明】
控制閥自鎖緊的電控高壓噴油器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及控制閥自鎖緊的電控高壓噴油器，應(yīng)用于航空重油活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的電控高壓燃油噴射系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]航空重油活塞發(fā)動(dòng)機(jī)是未來航空的重要?jiǎng)恿?，尤其是通用航空和無人機(jī)的主要?jiǎng)恿?，是?dāng)今世界先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，具有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性、安全可靠性和健康特性。
[0003]電控高壓燃油噴射系統(tǒng)是航空重油活塞發(fā)動(dòng)機(jī)用于實(shí)現(xiàn)重油時(shí)間壓力控制式噴射，優(yōu)化燃燒與熱力循環(huán)，獲得良好動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性和排放性指標(biāo)的重要技術(shù)。電控高壓噴油系統(tǒng)的燃油噴射壓力通常大于20MPa，目前較先進(jìn)的技術(shù)水平可達(dá)到ISOMPa?200MPa。其中，用于航空重油活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓燃油噴射系統(tǒng)的燃油噴射壓力通常超過180MPa。燃油噴射壓力越高，對電控高壓燃油噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、部件精度、安裝精度、密封性能、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性與精確性等的要求也越高。電控高壓燃油噴射系統(tǒng)通常包括全權(quán)限發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)字式電子控制器(FADEC)、電控高壓油栗、蓄壓器、電控高壓噴油器這四個(gè)主要部分。
[0004]電控高壓噴油器的功能是接受FADEC的指令，將容納高壓燃料的蓄壓器中的燃料，定時(shí)、定量以給定的噴油規(guī)律，噴射到航空重油活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中。目前，理論與實(shí)踐表明可靠的電磁控制式高壓噴油器，接受FADEC信號并放大，產(chǎn)生的電磁力與彈簧力等耦合，控制高速電磁閥的運(yùn)動(dòng)行程，再經(jīng)液力放大控制針閥行程，控制針閥的開閉時(shí)刻與時(shí)長，實(shí)現(xiàn)給定的噴油規(guī)律。
[0005]電控高壓噴油器主要由三部分構(gòu)成，一是液力控制閥裝置，主要包括設(shè)置有進(jìn)油節(jié)流孔、泄壓節(jié)流孔、帶活動(dòng)端的壓力控制室的控制閥，一端構(gòu)成壓力控制室的活動(dòng)端、另一端與噴射針閥剛性聯(lián)動(dòng)的、可靈活運(yùn)動(dòng)的控制活塞，控制泄壓節(jié)流孔打開與關(guān)閉、并與銜鐵軸聯(lián)動(dòng)的啟閉元件，構(gòu)成控制閥高壓燃油區(qū)密封的密封面及裝置;二是高速電磁閥裝置，包括高速電磁鐵、耦合彈簧和銜鐵裝置;三是噴油針閥偶件。
[0006]當(dāng)FADEC對電磁鐵通電時(shí)，產(chǎn)生的電磁力克服耦合彈簧力吸合上行，銜鐵迫使銜鐵軸帶動(dòng)啟閉元件打開壓力控制室的泄壓節(jié)流孔，泄壓至作用在構(gòu)成壓力控制室的活動(dòng)端的控制活塞頭部的液壓力小于噴射針閥上的燃料背壓時(shí)，控制活塞聯(lián)同噴射針閥上行打開噴射孔噴出燃料;反之，對電磁鐵斷電消磁后，耦合彈簧力推動(dòng)銜鐵軸，強(qiáng)迫啟閉元件關(guān)閉壓力控制室的泄壓節(jié)流孔，壓力控制室的進(jìn)油節(jié)流孔不斷充量至作用在控制活塞頭部的液壓力大于噴射針閥上的燃料背壓時(shí)，控制活塞迫使噴射針閥下行關(guān)閉噴射孔，停止噴射。
[0007]如上所述，控制閥所有高壓燃油與低壓燃油通道的密封可靠性直接關(guān)系噴射壓力的穩(wěn)定性及噴射的一致性，特別是壓力控制室泄壓端的密封尤其重要，如果有密封泄漏，將直接導(dǎo)致液壓控制紊亂、無法實(shí)現(xiàn)有效噴射的致命性故障。因此，需要有足夠大的密封鎖緊力以滿足高壓液力的反沖力，還要防止過大的塑性變形造成密封部件使用壽命減少，同時(shí)，要盡可能減小應(yīng)變造成密封面幾何形狀精度的改變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于:加大密封鎖緊力的同時(shí)，減小密封部件的應(yīng)力和變形，提高控制閥密封的可靠性。
[0009]為此，本發(fā)明可以采用、但不限于下述方案。
[0010]一種電控高壓噴油器，其包括噴油器體和設(shè)置在所述噴油器體中的控制閥體和啟閉元件，其中，所述控制閥體通過自帶外螺紋鎖緊到所述噴油器體的內(nèi)螺紋，所述控制閥體的被鎖緊的觸止密封面在鎖緊力方向上比所述控制閥體的用于與所述啟閉元件接觸密封的泄壓端密封部低。
[0011]優(yōu)選地，所述控制閥體的所述觸止密封面的接觸壓力大于所述控制閥體的所述泄壓端密封部所在側(cè)的端部的接觸壓力。
[0012]優(yōu)選地，所述控制閥體包括主體部和伸出部，所述觸止密封面形成于所述主體部的軸向一端面，所述泄壓端密封部形成于所述主體部的軸向另一端，所述伸出部從所述主體部的所述軸向另一端向所述主體部的所述軸向一端面所在側(cè)的相反側(cè)延伸，所述伸出部形成為圍繞所述泄壓端密封部并且與所述泄壓端密封部在徑向上間隔開。
[0013]優(yōu)選地，所述控制閥體的所述外螺紋僅形成于所述主體部，或者所述控制閥體的所述外螺紋形成于所述主體部和所述伸出部。
[0014]優(yōu)選地，所述電控高壓噴油器還包括位于所述噴油器體內(nèi)的控制活塞和圍繞所述控制活塞設(shè)置的控制活塞套，所述控制閥體的所述觸止密封面與所述控制活塞套壓力密封。
[0015]優(yōu)選地，所述控制活塞套為臺階狀，所述控制活塞套通過其臺階面壓抵到所述噴油器體的肩胛面上。
[0016]優(yōu)選地，所述控制活塞套的軸向一端面與所述控制閥體的所述觸止密封面接觸，所述控制活塞套的另一軸向端面壓抵到所述噴油器體的肩胛面上。
[0017]優(yōu)選地，所述控制閥體的所述觸止密封面直接壓抵到所述噴油器體的肩胛面上并形成壓力密封。
[0018]優(yōu)選地，所述電控高壓噴油器還包括銜鐵行程導(dǎo)向裝置，通過鎖緊螺紋件將所述銜鐵行程導(dǎo)向裝置壓抵到所述控制閥體的位于所述觸止密封面所在側(cè)的相反側(cè)的面。
[0019]優(yōu)選地，所述電控高壓噴油器還包括銜鐵行程導(dǎo)向裝置和行程調(diào)整墊片，通過鎖緊螺紋件將所述銜鐵行程導(dǎo)向裝置和所述行程調(diào)整墊片壓抵到所述控制閥體的位于所述觸止密封面所在側(cè)的相反側(cè)的面。
[0020]通過本發(fā)明提出的方案，可實(shí)現(xiàn)根據(jù)軌壓的提高而加大密封鎖緊力的手段，提高密封可靠性;在控制閥啟閉元件密封部上端面疊加銜鐵導(dǎo)向裝置及行程調(diào)整墊片時(shí)只需采用極小的鎖緊力，減小對控制閥啟閉元件密封部的變形影響;控制閥自帶螺紋鎖緊在噴油器體內(nèi)的結(jié)構(gòu)，可以避免因反復(fù)拆卸鎖緊螺紋件、更換行程調(diào)整墊片造成密封檢測失真，提高在線高壓密封檢測的相對真實(shí)性。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例的電控高壓噴油器的局部剖視示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明的第二實(shí)施例的電控高壓噴油器的局部剖視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步的說明。然而，應(yīng)當(dāng)理解，這些說明僅是示例性的，不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0024]在下面的說明中，將電控高壓噴油器的電磁鐵8側(cè)(圖1和圖2的上側(cè))稱為上側(cè)，將控制活塞71側(cè)(圖1和圖2的下側(cè))稱為下側(cè)，然而，這僅是出于便于說明的目的，不表示本申請的電控高壓噴油器的實(shí)際安裝方向或姿勢。
[0025]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例的電控高壓噴油器的局部剖視示意圖，其主要用于說明根據(jù)本發(fā)明的用于強(qiáng)化控制閥密封的自鎖緊裝置。
[0026]如圖1所示，在電控高壓噴油器的噴油器體6內(nèi)裝有液力控制閥7的控制閥體79及受液力控制閥7的壓力控制室70控制的控制活塞71。通過電磁鐵8及其運(yùn)動(dòng)傳遞裝置81控制啟閉元件9，來實(shí)現(xiàn)啟閉元件9在壓力控制室70的泄壓端密封部5的開啟與密封。壓力控制室70內(nèi)變化的壓力迫使控制活塞71做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，打開或關(guān)閉電控高壓噴油器的噴射孔向壓燃式航空重油活塞發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室噴油或斷油。
[0027]為了便于理解本發(fā)明，進(jìn)一步簡單說明本發(fā)明的電控高壓噴油器的油路及運(yùn)動(dòng)過程。來自未示出的蓄壓器的高壓油通過進(jìn)油通道721和進(jìn)油節(jié)流孔73流入壓力控制室70，使壓力控制室70中的壓力升高。壓縮的耦合彈簧82通過銜鐵軸83使啟密元件9壓抵在控制閥體79的泄壓端密封部5上，從而保持壓力控制室70密封。在電磁鐵8通電對運(yùn)動(dòng)傳遞裝置81(銜鐵)產(chǎn)生吸力時(shí)，帶動(dòng)銜鐵軸83和啟閉元件9上升，使泄壓端密封部5開啟。壓力控制室70中的高壓油通過控制閥體79中的泄油節(jié)流孔74泄出。當(dāng)壓力控制室70中的燃料壓力下降至作用在控制活塞71上的液壓力小于噴射針閥上燃料背壓時(shí)，控制活塞71聯(lián)同噴射針閥上行打開噴射孔，向壓燃式航空重油活塞發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室噴油。
[0028]在電磁鐵8斷電消磁時(shí)，耦合彈簧82通過運(yùn)動(dòng)傳遞裝置81和銜鐵軸83使啟閉元件9密封控制閥體79的泄壓端密封部5。隨著從進(jìn)油通道721和進(jìn)油節(jié)流孔73向壓力控制室70供油，壓力控制室70中的壓力升高，當(dāng)壓力控制室70中的燃料壓力增大至作用在控制活塞71上的液壓力大于噴射針閥上燃料背壓時(shí)，控制活塞71聯(lián)同噴射針閥下行封閉噴射孔，停止燃油噴射。
[0029]控制閥體79的外周上加工有外螺紋，旋入在噴油器體6的內(nèi)周形成的內(nèi)螺紋，從而將控制閥體79的觸止密封面4鎖緊。由于鎖緊力著力點(diǎn)無中間隔離墊，而且密封面硬度較高，消除了塑性變形的發(fā)生，有條件加大擰緊力矩，大幅提高了觸止密封面4防止高壓燃料泄漏的能力。同時(shí)鎖緊力著力點(diǎn)處于遠(yuǎn)離壓力控制室70的泄壓端密封部5的下端，基本消除了擰緊力對密封部5的變形影響。
[0030]被鎖緊的控制閥體79經(jīng)在線密封檢測合格后，在其上端面設(shè)置行程調(diào)整墊片3、銜鐵導(dǎo)向裝置2，通過單獨(dú)的鎖緊螺紋件I鎖緊。也就是，鎖緊螺紋件I將銜鐵導(dǎo)向裝置2和行程調(diào)整墊片3壓緊到控制閥體79的上端面。
[0031]由于此時(shí)的鎖緊僅是維持行程調(diào)整墊片3、銜鐵導(dǎo)向裝置2處于固定位置的手段，因而極小的鎖緊力便可以做到，對密封部5的變形影響大幅降低。也就是，控制閥體79的上端面受到的壓力小于下端面受到的壓力。
[0032]在該第一實(shí)施例中，控制活塞套72的臺階面722壓靠在噴油器體6的肩胛面61上，控制閥體79的下端面(觸止密封面4)壓靠在控制活塞套72的上端面上，因而，在控制閥體79的下端面和控制活塞套72的上端面之間形成壓力密封。由于控制閥體79的外螺紋的螺紋鎖緊力經(jīng)由控制活塞套72作用在噴油器體6的肩胛面61上，可以可靠地實(shí)現(xiàn)控制閥體79的外螺紋的螺紋鎖緊。
[0033]在本實(shí)施例中，控制閥體79的被鎖緊的觸止密封面4在鎖緊力方向上比控制閥體79上的泄壓端密封部5低。這里，鎖緊力方向是指控制閥體79被鎖緊時(shí)其觸止密封面4的受力方向，顯然地，該受力方向從下向上指向。
[0034]在該第一實(shí)施例中，控制閥體79包括閥主體75和伸出部76。閥主體75呈圓柱狀，在其軸向中心位置形成有泄油節(jié)流孔74 ο伸出部76從閥主體75向上伸出，并呈圓筒狀。伸出部76的內(nèi)周面與泄壓端密封部5在徑向上間隔開。控制閥體79的外螺紋形成于其閥主體75，優(yōu)選地，該外螺紋的上端低于泄壓端密封部5，即比泄壓端密封部5靠觸止密封面4側(cè)。
[0035]在該第一實(shí)施例中，由于控制閥體79的外螺紋的上端低于泄壓端密封部5，因而，可以防止由螺紋鎖緊引起的應(yīng)力或應(yīng)變傳遞到泄壓密封部5。另外，由于伸出部76的設(shè)置，鎖緊螺紋件I的鎖緊力經(jīng)由銜鐵導(dǎo)向裝置2和行程調(diào)整墊片3作用到伸出部76上，伸出部76與泄壓端密封部5間隔開，因而，可以防止由鎖緊螺紋件I的鎖緊力導(dǎo)致的應(yīng)力或應(yīng)變傳遞到泄壓端密封部5。
[0036]下面參照圖2說明本發(fā)明的第二實(shí)施例。在圖2中，對于與第一實(shí)施例相同或相似的部件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并且省略了對一些相同部件的標(biāo)注，這里省略對這些相同部件的詳細(xì)說明。
[0037]在第一實(shí)施例中，在控制閥體79、控制活塞套72和控制活塞71之間圍成壓力控制室70。在第二實(shí)施例中，沒有設(shè)置第一實(shí)施例中的控制活塞套72，因而，在控制閥體79、噴油器體6的內(nèi)周面和控制活塞71之間圍成壓力控制室70。
[0038]在該第二實(shí)施例中，控制閥體79的觸止密封面4直接座落在噴油器體6的肩胛面61上。這樣，不僅可以減小電控高壓噴油器的軸向尺寸，而且可靠地確保了控制閥體79和噴油器體6的肩胛面61的壓力密封。
[0039]在上述第一實(shí)施例中，控制閥體79的外螺紋僅形成于其主體部的外周面。在該第二實(shí)施例中，控制閥體79的外螺紋形成于其整個(gè)外周面，即形成于主體部75和伸出部76兩者的外周面。這樣，可以在控制閥體79的軸向尺寸較小的情況下，確保通過足夠量的外螺紋來確保鎖緊力。在第二實(shí)施例中，伸出部76的徑向厚度比第一實(shí)施例中的伸出部76的徑向厚度大，這樣可以提高伸出部76上的外螺紋的形狀保持性。
[0040]本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的教導(dǎo)下，可以對本發(fā)明的上述實(shí)施例作出例如下述各種改變和變型，而不脫離本發(fā)明的范圍。
[0041](I)圖1中的控制活塞套72可以呈圓筒狀，而不具有臺階面722。
[0042](2)在圖1和圖2中，行程調(diào)整墊片3設(shè)置在銜鐵行程導(dǎo)向裝置2和控制閥體79之間。然而，本發(fā)明不限于此，也可以省略該行程調(diào)整墊片3。
[0043](3)在圖1和圖2中，通過鎖緊螺紋件I將銜鐵行程導(dǎo)向裝置2和行程調(diào)整墊片3鎖緊到控制閥體79上。然而，本發(fā)明不限于此，例如，可以在銜鐵行程導(dǎo)向裝置2的外周形成外螺紋而省略鎖緊螺紋件I。
[0044](4)第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中的部件或元素可以適當(dāng)?shù)亟粨Q和/或組合。
[0045]工業(yè)實(shí)用性
[0046]根據(jù)本發(fā)明的電控高壓噴油器提供了用于強(qiáng)化控制閥密封的自鎖緊裝置，有效地提高了控制閥高壓密封能力，提高噴射的穩(wěn)定性及一致性;極大降低了壓力控制室的泄油端密封部的應(yīng)力變形，提高了噴射的準(zhǔn)確性；由于控制閥不借助外部零件的自鎖，為實(shí)現(xiàn)控制閥與電磁鐵運(yùn)動(dòng)傳遞裝置互不干涉創(chuàng)造了條件。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電控高壓噴油器，其包括噴油器體和設(shè)置在所述噴油器體中的控制閥體和啟閉元件，其特征在于， 所述控制閥體通過自帶外螺紋鎖緊到所述噴油器體的內(nèi)螺紋，所述控制閥體的被鎖緊的觸止密封面在鎖緊力方向上比所述控制閥體的用于與所述啟閉元件接觸密封的泄壓端密封部低。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控高壓噴油器，其特征在于， 所述控制閥體的所述觸止密封面的接觸壓力大于所述控制閥體的所述泄壓端密封部所在側(cè)的端部的接觸壓力。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電控高壓噴油器，其特征在于， 所述控制閥體包括主體部和伸出部， 所述觸止密封面形成于所述主體部的軸向一端面，所述泄壓端密封部形成于所述主體部的軸向另一端， 所述伸出部從所述主體部的所述軸向另一端向所述主體部的所述軸向一端面所在側(cè)的相反側(cè)延伸，所述伸出部形成為圍繞所述泄壓端密封部并且與所述泄壓端密封部在徑向上間隔開。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電控高壓噴油器，其特征在于， 所述控制閥體的所述外螺紋僅形成于所述主體部，或者 所述控制閥體的所述外螺紋形成于所述主體部和所述伸出部。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電控高壓噴油器，其特征在于， 所述電控高壓噴油器還包括位于所述噴油器體內(nèi)的控制活塞和圍繞所述控制活塞設(shè)置的控制活塞套， 所述控制閥體的所述觸止密封面與所述控制活塞套形成壓力密封。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電控高壓噴油器，其特征在于， 所述控制活塞套為臺階狀，所述控制活塞套通過其臺階面壓抵到所述噴油器體的肩胛面上。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電控高壓噴油器，其特征在于， 所述控制活塞套的軸向一端面與所述控制閥體的所述觸止密封面接觸，所述控制活塞套的另一軸向端面壓抵到所述噴油器體的肩胛面上。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電控高壓噴油器，其特征在于， 所述控制閥體的所述觸止密封面直接壓抵到所述噴油器體的肩胛面上并形成壓力密封。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電控高壓噴油器，其特征在于， 所述電控高壓噴油器還包括銜鐵行程導(dǎo)向裝置， 通過鎖緊螺紋件將所述銜鐵行程導(dǎo)向裝置壓抵到所述控制閥體的位于所述觸止密封面所在側(cè)的相反側(cè)的面。10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電控高壓噴油器，其特征在于， 所述電控高壓噴油器還包括銜鐵行程導(dǎo)向裝置和行程調(diào)整墊片， 通過鎖緊螺紋件將所述銜鐵行程導(dǎo)向裝置和所述行程調(diào)整墊片壓抵到所述控制閥體的位于所述觸止密封面所在側(cè)的相反側(cè)的面。
【文檔編號】F02M61/16GK106050499SQ201610373909
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】張可, 周明, 牟學(xué)利
【申請人】清華大學(xué)