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CN107917030B - 一种共轨喷油器控制阀 - Google Patents

一种共轨喷油器控制阀 Download PDF

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Abstract

本发明公布了一种共轨喷油器控制阀，控制活塞升起和下落时，高压油腔通过油腔B、密封环面和控制活塞顶部平面之间的节流环带及密封环面中的节流槽、油腔A、和低压油路连通，油路中油腔A和油腔B为串联连接关系。控制活塞升起过程中，节流环带节流作用将不断增加，可以有效地减小泄漏量，同时出油量孔和进油量孔流量比更大，控制活塞升起的时刻将更早，喷油延迟将减小。控制活塞升程达到最大值后，油腔A和油腔B通过仅通过节流槽连接，流动阻力增加，泄漏量将减小，会使油腔B保持更高的压力，当电磁阀断电以后，控制腔压力恢复的更快，减小喷油器喷油延迟同时减小关闭延迟，提高了喷油器喷油灵敏性。

Description

一种共轨喷油器控制阀
技术领域
本发明属于内燃机喷油系统领域，具体来说是涉及一种共轨喷油器控制阀。
背景技术
由共轨喷油器工作原理可知，通过电磁阀控制衔铁的运动进而控制控制腔内燃油压力的变化，从而达到控制控制活塞上下压差受力，实现对控制活塞喷油和落座的控制。且控制腔具有一个进油节流孔和一个出油节流孔，进油节流孔和高压油道相连，出油节流孔和低压油路相连，如专利CN102282354A、CN201210199068.8、CN200820014041.6。
在喷油过程中，进、出油节流孔都处在开启状态，高压燃油将经过进、出油节流孔流回油箱。随着共轨系统喷油压力的提高，喷油器泄漏将大幅度增加，使得共轨系统的功率损失明显，效率下降，降低燃油系统的经济性。同时更多的高压燃油泄漏到低压油路中，将导致喷油器中低压油路温度更高，进而影响喷油器工作的稳定性、可靠性，导致喷射压力难以提高。
此外，喷油器的设计中为了减小喷油器的关闭延迟，不能将喷油器出油量孔和进油量孔流量比设计的比较大。这使控制腔的中燃油压力降低的较慢，从而导致在喷油开始时，控制腔中的燃油压力降低的较慢，喷油器开启延迟较长，导致喷油器喷油灵敏性变差，限制了喷油器多次喷射能力的提高。
发明内容
本发明目的在于提供一种通过在泄漏油路中增加节流的方式，实现了大幅度减少喷油器动态回油的同时减小喷油器开启、关闭延迟，提高喷油器喷油灵敏性。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种共轨喷油器控制阀，包括喷油器体、孔板、控制活塞、浮动套和预紧弹簧；所述控制活塞和预紧弹簧、浮动套均位于高压油腔内；孔板内设有低压油道，所述低压油道与回油油道之间通过密封面和球阀打开或关闭；所述控制活塞顶部位于浮动套内腔中，其特征在于：所述孔板底部、浮动套内壁和控制活塞顶部围成油腔B，所述控制活塞顶部和孔板底部形成一个油腔A；所述油腔B与高压油腔相连通，所述油腔A与回油油道相连通；所述控制活塞升起后控制活塞顶部和所述孔板底部之间形成连接所述油腔A和油腔B的节流环带，所述油腔A和油腔B在所述控制活塞最大升程时通过节流槽相连通。。
一种形式：所述油腔A由位于所述孔板底部的空腔和所述控制活塞顶部平面围成。
另一种形式：所述油腔A由位于所述控制活塞顶部的空腔和所述孔板底部平面围成。
所述节流槽位于孔板底部平面或所述控制活塞顶部平面。
所述节流槽为两个或多个，均匀或非均匀分布。
进一步的：所述浮动套上部设置有进油道和进油量孔，连接所述油腔B和高压油腔；所述孔板上的低压油道包括引流孔和出油量孔，连接所述油腔A和回油油道。
所述出油量孔流量大于进油量孔流量，所述进油量孔流量大于节流槽孔流量。
所述油腔A在所述控制活塞轴向投影面积大于所述喷油器体内针阀轴向投影面积和所述油腔B在控制活塞轴向投影面积的差值。
优选的：所述油腔A外侧设有环型凹槽，所述环形凹槽与所述油腔B相连通，在所述环型凹槽和油腔A之间形成了环型结构，环型结构的顶部平面形成密封环面并和所述孔板的底部平面位于同一平面内，所述节流槽位于密封环面中，一端连接所述油腔A，另一端连接所述油腔B。
所述油腔A为圆柱结构，其轴线和所述引流孔、出油量孔轴线重合，或所述油腔A的轴线和所述引流孔、出油量孔轴线相偏转和偏移。
本发明的积极效果是：
喷油器喷油开始时，当电磁阀通电球阀打开，高压油腔通过进油道、进油量孔、油腔B、密封环面和控制活塞顶部平面之间的节流环带及密封环面中的节流槽、油腔A、引流孔、出油量孔和回油油路相连；在油路中油腔A和油腔B为串联连接关系；控制活塞升起过程中，密封环面和控制活塞顶部平面之间间隙将不断减小，节流环带节流作用将不断增加，可以有效地减小泄漏量；因此出油量孔和进油量孔流量比可以更大，控制腔的压力将下降的将更快，控制腔泄油时间更短，控制活塞升起的时刻将更早，喷油器喷油延迟将减小。同时当控制活塞升程达到最大值后，密封环面和控制活塞顶部平面将接触，节流环带消失，高压燃油仅通过进油道、进油量孔、油腔B、节流槽、油腔A、引流孔、出油量孔和回油油路相连，这时流动阻力增加，泄漏量将减小。控制活塞升程达到最大值后，油腔A和油腔B通过节流槽连接，燃油从油腔B流向油腔A 在节流槽处发生节流损失，会使油腔B保持更高的压力，油腔B的压力将高于油腔A。当电磁阀断电以后，球阀将落座，切断控制腔和低压油路之间的油路，这时高压油腔中的燃油将流向油腔A、油腔B进行充油。因油腔B中压力较高，压力升高得很快，压力升高到一定值后，控制活塞在油腔A和油腔B液压力作用下下行的时刻更早，喷油关闭延迟更短，减小喷油器喷油延迟同时减小关闭延迟，提高了喷油器喷油灵敏性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2为球阀打开控制活塞升程最大时示意图。
图3为控制活塞升起过程中的示意图。
图4为另一种实施方案示意图。
图5为另一种实施方案活塞顶部示意图。
图中：1-球阀；2-出油量孔；3-孔板；4-引流孔；5-节流槽；6-进油量孔；7-高压油腔；8-油腔A；9-油腔B；10-密封环面；11-喷油器体；12-浮动套；13-控制活塞；14-预紧弹簧；15-控制活塞升程；16-回油油路；17-环型凹槽；18-进油道；19-节流环带；20-孔板底部平面。
具体实施方式
本发明一种共轨喷油器可参考附图1、2、3、4、5的描述。
一种新型共轨喷油器控制阀，包括喷油器体11、孔板3、控制活塞13、浮动套12和预紧弹簧14；控制活塞13和预紧弹簧14、浮动套12均位于高压油腔7内。孔板3内设有回油油道16，所述回油油道16与低压油道之间通过密封面和球阀1打开或关闭。控制活塞13顶部位于浮动套12内腔中。浮动套12内腔具有阶梯状的内圆柱面，内腔中顶部直径大于底部，底部圆柱面和控制活塞13顶部圆柱配合，且浮动套12一端连接孔板3底部平面，另一端连接预紧弹簧14。浮动套12上部设有进油道18，用于连接高压油腔7和控制腔；预紧弹簧14一端作用于浮动套12底部，另一端作用于控制活塞上13。控制活塞13、孔板3、浮动套12形成的油腔A 8和油腔B 9，两个油腔组成了喷油器控制腔。油腔A 8位于孔板3底部，和出油量孔2、回油油路16通过孔板3底部的引流孔4连通。油腔B 9位于控制活塞13和浮动套12之间，浮动套12顶部进油道18具有进油量孔6，油腔B 9通过进油量孔6、进油道18和高压油腔7相连。油腔A 8外侧设有环型凹槽17，在环型凹槽17和油腔A 8之间形成了环型结构，环型结构的顶部平面形成密封环面10并和孔板3底部平面位于同一平面内。在密封环面10中设有节流槽5，一端连接油腔A 8，另一端连接油腔B 9中的环型凹槽17。控制活塞13顶部具有平面结构，当控制活塞13升起过程中，密封环面10和控制活塞13顶部平面之间间隙将减小将形成节流环带19；控制活塞13和针阀设有升程限位结构，控制活塞13升程最大值为控制活塞13顶部和孔板3底部之间的间隙。所述油腔A 8在控制活塞13轴向投影面积大于针阀轴向投影面积和油腔B 9在控制活塞3轴向投影面积的差值，确保控制活塞3在油腔A 8和油腔B 9压力达到一定值在其作用下向下运动，结束喷油。
所述出油量孔2流量大于进油量孔6流量，进油量孔6流量大于节流槽5孔流量。
另一种实施方案：油腔A 8位于控制活塞13顶部，油腔A 8外侧的控制活塞13顶部平面形成密封环面10；在密封环面10中设有节流槽5，一端连接油腔A 8，另一端连接油腔B9；孔板3底部具有平面结构，当控制活塞13升起过程中，密封环面10和孔板3底部平面之间将形成节流环带19。
另一种实施方案：油腔A 8位于控制活塞13顶部，油腔A 8和引流孔4相连接，油腔A8外侧的控制活塞13顶部平面形成密封环面10；孔板3底部具有平面结构，当控制活塞13升起过程中，密封环面10和孔板3底部平面之间将形成节流环带19；孔板3底部中具有节流槽5，一端连接引流孔4，另一端连接油腔B 9。
另一种实施方案：油腔A 8位于孔板3底部，和出油量孔2、回油油路16通过孔板3底部的引流孔4连通；孔板3底部具有平面结构，控制活塞13顶部具有平面结构；控制活塞13顶部平面中具有节流槽5，一端连接油腔A 8，另一端连接油腔B 9；所述节流槽5也可以贯穿控制活塞13顶部平面；
所述节流槽5为两个或多个，在圆周上均匀或非均匀分布。
所述油腔A 8可为圆柱结构，优选的其轴线和引流孔4、出油量孔2轴线重合。油腔A8轴线和引流孔4、出油量孔2轴线也可偏转和偏移。
喷油器喷油过程中，控制活塞13升起和下落时，高压油腔7通过进油道18、进油量孔6、油腔B 9、密封环面10和控制活塞13顶部平面之间的节流环带19及密封环面10中的节流槽5、油腔A 8、引流孔4、出油量孔2和回油油路16相连；在油路中油腔A 8和油腔B 9为串联连接关系；控制活塞13升起过程中，密封环面10和控制活塞13顶部平面之间间隙将不断减小，节流环带19节流作用将不断增加，可以有效地减小泄漏量，减少喷油器发热，减少了供油泵功率损失。因此出油量孔2和进油量孔6流量比可以更大，控制腔的压力将下降的将更快，控制腔泄油时间更短，控制活塞13升起的时刻将更早，喷油器喷油延迟将减小。
同时当控制活塞13升程达到最大值后，密封环面10和控制活塞13顶部平面将接触，节流环带19消失，高压燃油仅通过进油道18、进油量孔6、油腔B 9、节流槽5、油腔A 8、引流孔4、出油量孔2和回油油路16相连，这时流动阻力增加，泄漏量将减小。控制活塞13升程达到最大值后，油腔A 8和油腔B 9通过节流槽5连接，燃油从油腔B 9流向油腔A 8 在节流槽5处发生节流损失，会使油腔B 9保持更高的压力，油腔B 9的压力将高于油腔A 8。同时因油腔B 9和低压油道之间流动阻力不断增加，油腔B 9内压力也将不断升高，导致控制活塞13向下液压力不断增加，将减小了控制活塞13向上运动速度，减轻了控制活塞13对孔板3底部冲击，起到一定缓冲作用，提高了可靠性。
当电磁阀断电以后，球阀1将落座，切断控制腔和低压油路之间的油路，这时高压油腔7中的燃油将流向油腔A 8、油腔B 9进行充油。因油腔B 9中压力较高，压力升高的很快，压力升高到一定值后，控制活塞13在油腔A 8和油腔B 9液压力作用下下行的时刻更早，喷油关闭延迟更短，减小喷油器喷油延迟同时减小关闭延迟，提高了喷油器喷油灵敏性。

Claims (8)

1.一种共轨喷油器控制阀，包括喷油器体、孔板、控制活塞、浮动套和预紧弹簧；所述控制活塞和预紧弹簧、浮动套均位于高压油腔内；孔板内设有低压油道，所述低压油道与回油油道之间通过密封面和球阀打开或关闭；所述控制活塞顶部位于浮动套内腔中，其特征在于：所述浮动套内壁和控制活塞上部外壁围成油腔B，所述控制活塞顶部和孔板底部形成一个油腔A；所述油腔A和成油腔B为串联连接关系；所述油腔B通过进油量孔与高压油腔相连通，所述油腔A通过出油量孔与回油油道相连通；所述控制活塞升起过程中控制活塞顶部和所述孔板底部之间间隙减小形成连接所述油腔A和油腔B的节流环带，所述油腔A和油腔B在所述控制活塞最大升程时仅通过节流槽相连通；所述节流槽位于孔板底部平面或所述控制活塞顶部平面；所述出油量孔流量大于进油量孔流量，所述进油量孔流量大于节流槽孔流量。
2.根据权利要求1所述的共轨喷油器控制阀，其特征在于：所述油腔A由位于所述孔板底部的空腔和所述控制活塞顶部平面围成。
3.根据权利要求1所述的共轨喷油器控制阀，其特征在于：所述油腔A由位于所述控制活塞顶部的空腔和所述孔板底部平面围成。
4.根据权利要求2或3所述的共轨喷油器控制阀，其特征在于：所述节流槽为两个或多个，均匀或非均匀分布。
5.根据权利要求1-3任一项所述的共轨喷油器控制阀，其特征在于：所述浮动套上部设置有进油道和进油量孔，连接所述油腔B和高压油腔；所述孔板上的低压油道包括引流孔和出油量孔，连接所述油腔A和回油油道。
6.根据权利要求1-3任一项所述的共轨喷油器控制阀，其特征在于：所述油腔A在所述控制活塞轴向投影面积大于所述喷油器体内针阀轴向投影面积和所述油腔B在控制活塞轴向投影面积的差值。
7.根据权利要求2所述的共轨喷油器控制阀，其特征在于：所述油腔A外侧设有环型凹槽，所述环型凹槽与所述油腔B相连通，在所述环型凹槽和油腔A之间形成了环型结构，环型结构的顶部平面形成密封环面并和所述孔板的底部平面位于同一平面内，所述节流槽位于密封环面中，一端连接所述油腔A，另一端连接所述油腔B。
8.根据权利要求5所述的共轨喷油器控制阀，其特征在于：所述油腔A为圆柱结构，其轴线和所述引流孔、出油量孔轴线重合，或所述油腔A的轴线和所述引流孔、出油量孔轴线相偏转和偏移。
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