CN114635818A

CN114635818A - 一种利用柔性液压阻尼实现共轨喷油器稳定喷射的高速电磁阀

Info

Publication number: CN114635818A
Application number: CN202210225059.5A
Authority: CN
Inventors: 赵建辉; 陈文菲; 徐煜; 张恒
Original assignee: Harbin Engineering University
Current assignee: Harbin Engineering University
Priority date: 2022-03-09
Filing date: 2022-03-09
Publication date: 2022-06-17

Abstract

本发明的目的在于提供一种利用柔性液压阻尼实现共轨喷油器稳定喷射的高速电磁阀，包括壳体、铁芯、衔铁，铁芯凹槽中安装有线圈，中间通孔里安装有电磁阀复位弹簧，电磁阀复位弹簧一端固定在电磁阀复位弹簧座上，另一端套在衔铁上端的突台上，阀座开有通孔，铁芯下端设有缓冲槽，铁芯中间开有通孔，通孔上端为直孔，下端为喇叭状扩孔，衔铁上设有缓冲圆台，阀座上端面设有缓冲槽和阀座缓冲环带，阀杆下端设有两级缓冲阶梯，两级缓冲阶梯外缘设有四个垂直切面，阀座下方设有两级缓冲调节环带。本发明利用多级柔性阻尼液力，实现高速电磁阀稳定的打开和关闭，从而提高共轨喷油器喷射的稳定性。

Description

一种利用柔性液压阻尼实现共轨喷油器稳定喷射的高速电磁阀

技术领域

本发明涉及的是一种柴油机，具体地说是柴油机高压共轨装置。

背景技术

具有高动态响应特性的高速电磁阀是电控高压共轨燃油喷射系统的核心部件，通过高速电磁阀的打开和关闭，控制系统实现对喷油开始时刻和喷油量的柔性控制，从而实现现代化柴油机在经济性和排放性两者之间的最佳。

为实现高压共轨喷油器喷油特性的可控性，高速电磁阀需要更快的打开和关闭，然而，在快速动作过程中，衔铁的快速抬起、下降必然导致衔铁和铁芯、阀座之间形成较大的撞击力，大的撞击力常常导致衔铁不能一次性完全打开而出现多次震荡，导致衔铁落座不彻底不干脆而出现落座反跳反弹。因此，对于高响应特性的高速电磁阀来说，如何在保证高响应的前提下实现高速电磁阀稳定的打开和落座，这是高压共轨喷油器高速电磁阀亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供能解决目前由于衔铁与铁芯或阀座的撞击反跳造成电磁阀打开和关闭的不彻底，实现高压共轨喷油器的稳定喷射和快速断油，从而提高共轨系统喷油一致性的一种利用柔性液压阻尼实现共轨喷油器稳定喷射的高速电磁阀。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种利用柔性液压阻尼实现共轨喷油器稳定喷射的高速电磁阀，其特征是：包括壳体、铁芯、衔铁、阀座，壳体上方安装紧固螺母，紧固螺母中部设置电磁阀复位弹簧座，铁芯安装在壳体里，铁芯设置凹槽并缠绕线圈，铁芯的中部设置中间通孔，中间通孔里安装电磁阀复位弹簧，铁芯下方依次设置衔铁、阀座、两级缓冲调节环带，衔铁上端设置突台和缓冲圆台，电磁阀复位弹簧的两端分别套于电磁阀复位弹簧座和突台上，衔铁下端设置阀杆，阀杆穿过阀座，阀杆的底部设置两级缓冲阶梯并位于两级缓冲调节环带里，衔铁上端所在壳体内壁设置固定垫片。

本发明还可以包括：

1、铁芯中间通孔的上端为直孔，下端为喇叭状扩孔。

2、衔铁缓冲圆台设置斜面，斜面与铁芯扩孔斜面平行，衔铁缓冲圆台的上端面直径与铁芯直孔直径相等，下端面直径与铁芯扩孔大直径相等。

3、衔铁缓冲圆台的高度为衔铁上升总行程的30％。

4、铁芯下端设置铁芯缓冲槽。

5、铁芯缓冲槽为花瓣形分布，铁芯缓冲槽与线圈下端面形成0.004-0.005mm的上升节流阻尼间隙。

6、阀座上端面设置阀座缓冲带和阀座缓冲槽。

7、所述两级缓冲阶梯包括阀杆一级缓冲阶梯，两级缓冲调节环带包括一级缓冲调节环带和二级缓冲调节环带，阀杆一级缓冲阶梯直径小于一级缓冲调节环带内径，阀杆一级缓冲阶梯与二级缓冲调节环带形成0.006-0.007mm的上升节流阻尼间隙，与一级缓冲调节环带形成0.004-0.005mm的落座节流阻尼间隙，一级缓冲调节环带上端面高度位于衔铁落座总行程的80％处。

8、所述两级缓冲阶梯包括阀杆二级缓冲阶梯，两级缓冲调节环带包括一级缓冲调节环带和二级缓冲调节环带，阀杆二级缓冲阶梯直径小于二级缓冲调节环带内径，大于一级缓冲调节环带内径，阀杆二级缓冲阶梯与二级缓冲调节环带形成0.004-0.005mm的落座节流阻尼间隙，一级缓冲调节环带上端面高度位于衔铁落座总行程的70％处。

9、两级缓冲阶梯外缘设置有四个垂直切面。

本发明的优势在于：

1、在衔铁上升过程中，通过铁芯下端缓冲槽实现首次缓冲，衔铁缓冲圆台外缘与铁芯扩孔内壁形成的节流阻尼效应，实现柔性缓冲，降低衔铁与铁芯的撞击力，实现电磁阀的稳定打开和共轨喷油器的稳定喷射；

2、在衔铁下降过程中，通过衔铁与阀座缓冲环带上端的节流阻尼间隙实现预缓冲，通过阀杆一级、二级缓冲阶梯外缘与缓冲调节环形成逐级阻尼缓冲，降低阀杆与阀座的撞击力，实现电磁阀的稳定关闭，从而提高共轨喷油器喷油的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为铁芯仰视图；

图3为阀座俯视图；

图4为阀杆与缓冲调节环带间节流阻尼间隙示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1-4，图1为本发明的结构示意图，包括壳体1、紧固螺母2、电磁阀复位弹簧座3、电磁阀复位弹簧4、铁芯5、线圈6、固定垫片7、衔铁8、衔铁阀杆9、阀座10、缓冲调节环带11，铁芯5凹槽中安装有线圈6，中间通孔里安装有电磁阀复位弹簧4，电磁阀复位弹簧4一端固定在电磁阀复位弹簧座3上，另一端套在衔铁8上端的突台上，阀座10开有通孔，铁芯5下端设有缓冲槽12，铁芯中间开有通孔13，通孔上端为直孔，下端为喇叭状扩孔，衔铁上设有缓冲圆台14，阀座上端面设有缓冲槽15和阀座缓冲环带16，阀杆9下端设有两级缓冲阶梯17、18，两级缓冲阶梯17、18外缘设有四个垂直切面，阀座10下方设有两级缓冲调节环带11。铁芯5下端缓冲槽12为花瓣形分布，缓冲槽12下端面与铁芯5下端面齐平，上端面高度高于线圈6下端面，铁芯缓冲槽12与线圈6下端面形成0.004-0.005mm的上升节流阻尼间隙。衔铁缓冲圆台14上端面直径与铁芯5直孔直径相等，下端面直径与铁芯扩孔13的大直径相等，衔铁缓冲圆台14斜面与铁芯扩孔13斜面平行，衔铁缓冲圆台14的高度为衔铁5上升总行程的30％。阀座10上端缓冲槽15为花瓣形分布，阀座缓冲环带16上端面与衔铁5下端面齐平，阀座缓冲槽15与阀座缓冲环带16形成0.004-0.005mm的落座节流阻尼间隙。阀杆一级缓冲阶梯17直径小于一级缓冲调节环带内径，阀杆一级缓冲阶梯18与二级缓冲调节环带形成0.006-0.007mm的上升节流阻尼间隙，与一级缓冲调节环带形成0.004-0.005mm的落座节流阻尼间隙，一级缓冲调节环带上端面高度位于衔铁落座总行程的80％处。阀杆二级缓冲阶梯18直径小于二级缓冲调节环带内径，大于一级缓冲调节环带内径，阀杆二级缓冲阶梯18与二级缓冲调节环带形成0.004-0.005mm的落座节流阻尼间隙，一级缓冲调节环带上端面高度位于衔铁落座总行程的70％处。

结合图2-4，本发明的工作原理为，当电磁阀的线圈6不通电时，电磁阀复位弹簧4处于压缩状态，对衔铁8产生向下的弹簧力，将衔铁8和阀杆9紧压在阀座缓冲调节环带16上，因此衔铁8静止保持在初始位置。当电磁阀的线圈6通电时，同铁芯5和衔铁8形成磁回路，对衔铁8产生电磁力，衔铁8带动衔铁阀杆9一起向上运动，回油油路开启，低压燃油通过衔铁阀杆9外侧泄走。随着衔铁8不断上升，衔铁8与铁芯5之间的燃油收到挤压，铁芯5下端的缓冲槽12内也会存有燃油，由于线圈6下端面高度低于缓冲槽12的高度，因此在缓冲槽12中燃油向外流动时会经过线圈6下端的节流阻尼间隙，实现首次缓冲，内侧缓冲槽12内的燃油压力升高，对衔铁8上升产生阻力，使衔铁8的上升速度下降，降低衔铁8与铁芯5的碰撞，削弱衔铁8碰撞后的反弹；

当衔铁8继续向上运动至衔铁缓冲圆台14与铁芯5下端高度齐平时，衔铁缓冲圆台14外缘与铁芯扩孔13内壁产生节流阻尼效应，随着衔铁的上升，衔铁8上、下两部分的燃油流通面积逐渐减小，燃油不能快速通过并受到挤压，这部分燃油压力急剧上升，对衔铁8上升产生阻力，使衔铁8的上升速度下降，降低衔铁8与铁芯5的碰撞，实现柔性缓冲，削弱衔铁8碰撞后的反弹，实现电磁阀的稳定打开和共轨喷油器的稳定喷射；

当电磁阀的线圈6断电时，磁路产生的电磁力消失，衔铁8和衔铁阀杆9在电磁阀复位弹簧4的压力效应下开始向下运动，随着衔铁8不断下降，衔铁8与阀座10之间的燃油收到挤压，阀座10上端的缓冲槽15内也会存有燃油，由于阀座缓冲环带16上端面高度高于缓冲槽15的高度，因此在缓冲槽15内侧中燃油向外流动时会经过阀座缓冲环带16上端的节流阻尼间隙，实现预缓冲，内侧缓冲槽15内的燃油压力升高，对衔铁8向下运动产生阻力，使衔铁8的落座速度下降，降低衔铁8与阀座5的碰撞，削弱衔铁8碰撞后的反弹；

当衔铁8向下运动至衔铁阀杆一级缓冲阶梯17外缘与二级缓冲调节环带上端高度齐平时，衔铁阀杆一级缓冲阶梯17外缘与二级缓冲调节环带产生节流阻尼效应，实现一级缓冲，节流阻尼间隙19如图4中所示，导致阀杆9上、下两部分的燃油流通面积迅速减小，燃油不能快速通过并受到挤压，这部分燃油压力急剧上升，对衔铁8落座产生阻力，使衔铁8的运动速度下降，降低阀杆9与阀座10的碰撞，削弱阀杆9碰撞后的反弹；

当衔铁8向下运动至衔铁阀杆二级缓冲阶梯18外缘与缓冲调节环带上端高度齐平时，衔铁阀杆二级缓冲阶梯18外缘与缓冲调节环带产生节流阻尼效应，实现二级缓冲，节流阻尼间隙19、20如图4中所示，导致阀杆9上、下两部分的燃油流通面积迅速减小，燃油不能快速通过并受到挤压，这部分燃油压力急剧上升，对衔铁8落座产生阻力，使衔铁8的运动速度下降，降低阀杆9与阀座10的碰撞，削弱阀杆9碰撞后的反弹，实现电磁阀的稳定关闭和共轨喷油器的快速断油。

在此基础上，通过调整改变缓冲槽的高度，可以调整衔铁8上升过程和落座过程中缓冲的程度。

Claims

1.一种利用柔性液压阻尼实现共轨喷油器稳定喷射的高速电磁阀，其特征是：包括壳体、铁芯、衔铁、阀座，壳体上方安装紧固螺母，紧固螺母中部设置电磁阀复位弹簧座，铁芯安装在壳体里，铁芯设置凹槽并缠绕线圈，铁芯的中部设置中间通孔，中间通孔里安装电磁阀复位弹簧，铁芯下方依次设置衔铁、阀座、两级缓冲调节环带，衔铁上端设置突台和缓冲圆台，电磁阀复位弹簧的两端分别套于电磁阀复位弹簧座和突台上，衔铁下端设置阀杆，阀杆穿过阀座，阀杆的底部设置两级缓冲阶梯并位于两级缓冲调节环带里，衔铁上端所在壳体内壁设置固定垫片。

2.根据权利要求1所述的一种利用柔性液压阻尼实现共轨喷油器稳定喷射的高速电磁阀，其特征是：铁芯中间通孔的上端为直孔，下端为喇叭状扩孔。

3.根据权利要求2所述的一种利用柔性液压阻尼实现共轨喷油器稳定喷射的高速电磁阀，其特征是：衔铁缓冲圆台设置斜面，斜面与铁芯扩孔斜面平行，衔铁缓冲圆台的上端面直径与铁芯直孔直径相等，下端面直径与铁芯扩孔大直径相等。

4.根据权利要求1所述的一种利用柔性液压阻尼实现共轨喷油器稳定喷射的高速电磁阀，其特征是：衔铁缓冲圆台的高度为衔铁上升总行程的30％。

5.根据权利要求1所述的一种利用柔性液压阻尼实现共轨喷油器稳定喷射的高速电磁阀，其特征是：铁芯下端设置铁芯缓冲槽。

6.根据权利要求5所述的一种利用柔性液压阻尼实现共轨喷油器稳定喷射的高速电磁阀，其特征是：铁芯缓冲槽为花瓣形分布，铁芯缓冲槽与线圈下端面形成0.004-0.005mm的上升节流阻尼间隙。

7.根据权利要求1所述的一种利用柔性液压阻尼实现共轨喷油器稳定喷射的高速电磁阀，其特征是：阀座上端面设置阀座缓冲带和阀座缓冲槽。

8.根据权利要求1所述的一种利用柔性液压阻尼实现共轨喷油器稳定喷射的高速电磁阀，其特征是：所述两级缓冲阶梯包括阀杆一级缓冲阶梯，两级缓冲调节环带包括一级缓冲调节环带和二级缓冲调节环带，阀杆一级缓冲阶梯直径小于一级缓冲调节环带内径，阀杆一级缓冲阶梯与二级缓冲调节环带形成0.006-0.007mm的上升节流阻尼间隙，与一级缓冲调节环带形成0.004-0.005mm的落座节流阻尼间隙，一级缓冲调节环带上端面高度位于衔铁落座总行程的80％处。

9.根据权利要求1所述的一种利用柔性液压阻尼实现共轨喷油器稳定喷射的高速电磁阀，其特征是：所述两级缓冲阶梯包括阀杆二级缓冲阶梯，两级缓冲调节环带包括一级缓冲调节环带和二级缓冲调节环带，阀杆二级缓冲阶梯直径小于二级缓冲调节环带内径，大于一级缓冲调节环带内径，阀杆二级缓冲阶梯与二级缓冲调节环带形成0.004-0.005mm的落座节流阻尼间隙，一级缓冲调节环带上端面高度位于衔铁落座总行程的70％处。

10.根据权利要求1所述的一种利用柔性液压阻尼实现共轨喷油器稳定喷射的高速电磁阀，其特征是：两级缓冲阶梯外缘设置有四个垂直切面。