一种可变进油量孔式高压共轨喷油器控制阀及其控制体

摘要

本发明创造提供一种可变进油量孔式高压共轨喷油器控制阀及其控制体，包括衬套、控制体，所述控制体内设有出油通道，出油通道的顶端为出油口，控制体下方依次设有孔板、控制柱塞弹簧以及控制柱塞，所述控制体、控制柱塞、以及衬套内壁共同构成了一控制腔，孔板和控制柱塞弹簧控制腔内，所述孔板上的通孔与所述出油通道正对连通，所述控制体上还设有控制腔主进油通道和若干控制腔辅进油通道，控制腔主进油通道和控制腔辅进油通道的入口均通过衬套与总进油口相连通，控制腔主进油通道的出口与出油通道连通，控制腔辅进油通道的出口均位于控制体的下底面、并由孔板的上表面控制其开启或封闭。本发明创造达到喷油规律与换气过程的匹配效果。

说明书

技术领域

本发明创造属于发动机燃油喷射系统技术领域，具体涉及一种能够控制喷油规律和 改善燃油雾化的高压共轨喷油装置。

背景技术

共轨喷油器在喷油过程中，一条重要的评价指标就是喷油规律。对于喷油规律的要 求依据具体现实情况稍有不同，但总体是前段缓慢升高，后段迅速降低。为达到发动机 的排放法规要求和提高经济性及操控性，对燃油喷射系统喷射特性的柔性要求越来越高， 目的是发动机各工况点都能实现高效燃烧和清洁排放，要求匹配的燃油系统能以既定的 喷油规律向发动机气缸内定时定量的喷射燃油，并充分雾化后与缸内压缩空气良好混合。 喷油规律与换气过程的匹配是改善燃烧性能的主要研究途径。

发明内容

本发明创造为了解决现有共轨喷油器无法与发动机要求的喷油规律相适应的问题， 而提出的一种可变进油量孔式高压共轨喷油器控制阀及其控制体，达到喷油规律与换气 过程的匹配效果。

本发明创造提供的一种可变进油量孔式高压共轨喷油器控制体包括直径较大的头部 和直径较小的体部；所述控制体内设有上下贯通的出油通道，所述出油通道的顶端为出 油口，位于所述头部的顶端；所述控制体的所述体部上还设有控制腔主进油通道和若干 控制腔辅进油通道，所述控制腔主进油通道和控制腔辅进油通道的入口均位于所述体部 的侧面，所述控制腔主进油通道的出口与所述控制体的出油通道连通，所述控制腔辅进 油通道的出口均位于所述控制体的所述体部的下底面。

优选的，所述出油通道位于所述控制体的中央。

进一步，所述控制体上所述控制腔辅进油通道优选的均布设置为3个，互成120°角。

进一步，所述控制体的出油通道、控制腔主进油通道和控制腔辅进油通道在沿燃油 流动方向上的内径递减，包括连续递减、阶梯递减、或连续递减与阶梯递减交替的递减 方式。

进一步，所述控制体的头部自上表面边缘向内部设置有梯形槽；优选的，所述梯形 槽在所述控制体的头部呈环形均布；更优选的，所述梯形槽在所述控制体的头部对称设 置为两个。

进一步，所述控制体的头部还设有贯穿所述头部的上表面和下底面的调整孔，用于 调整由于密封不充分而回流的油，使其返回所述梯形槽。

本发明创造提供的可变进油量孔式高压共轨喷油器控制阀，包括固定于喷油器体内 的衬套、以及体部伸入并固定于所述衬套内部的上述控制体，在所述衬套内所述控制体 下方依次设有孔板、控制柱塞弹簧以及控制柱塞，所述控制体的下底面、控制柱塞的上 表面、以及所述衬套内壁共同构成了一控制腔，所述孔板和控制柱塞弹簧位于所述控制 腔内，所述孔板上的通孔与所述控制体的出油通道正对连通，所述控制体的所述控制腔 主进油通道和控制腔辅进油通道的入口均通过衬套与总进油口相连通，所述控制腔辅进 油通道的出口均位于所述控制体的下底面、并由所述孔板的上表面控制其开启或封闭。

其中，所述控制体内出油通道的出油口位于所述控制体的上表面，该所述出油口的 开启或封闭由设置于其上的开关机构所控制实现。进一步，所述开关机构包括正对所述 出油口的阀芯、以及固定于所述阀芯外周自上而下设置的电磁阀铁和衔铁，所述电磁阀 铁和衔铁中央设有供所述阀芯上下运动的通道。所述阀芯在所述电磁阀铁和衔铁的共同 作用下在供其运动的通道内上下运动，当阀芯上升时，所述控制体内出油通道的出油口 被打开(开启)，当阀芯下降到底端时，所述控制体内出油通道的出油口被该所述阀芯 闭合(封闭)。更进一步，所述电磁阀铁固定于所述喷油器体的内壁，所述衔铁通过一 垫圈实现与所述喷油器体的内壁的相对固定。

进一步，所述衬套上设有分别与所述总进油口和所述控制腔主进油通道以及控制腔 辅进油通道的入口连通的环槽，便于燃油等流体经不同的通道进入。

进一步，所述喷油器体内还设置有与所述控制体的梯形槽连通的低压腔，所述低压 腔与低压油路连通。

进一步，所述孔板中央设置有自上而下内径递减或内径先递减再递增的通孔，优选 的所述通孔的截面呈“T”形或“工”形。在所述孔板上表面与所述控制体下底面接触状 态下，所述孔板的通孔不与所述控制体上所述控制腔辅进油通道连通。

进一步，所述衬套与所述喷油器体过盈配合连接。

本发明创造结构简单、设置合理可靠，通过对控制体控制腔主进油通道和控制腔辅 进油通道的设计，能够方便地对喷油规律的调整，实现前段缓慢升高，后段迅速降低的 总体要求。

附图说明

图1是本发明创造一种实施方式的结构示意图；

图2是图1中控制体在控制腔主进油通道上的剖面图；

图3是图1中控制体在一个控制腔辅进油通道上的剖面图；

图4是图1中控制体在仰视方向的结构示意图；

图5是图1中控制体在俯视方向的结构示意图；

图6是图1中孔板的剖面图；

图7是本发明创造喷油器在喷油部位针阀部分的结构示意图。

其中，10-喷油器体；20-衬套；30-控制体；301-出油通道；3011-出油口；302-控制 腔主进油通道；303-控制腔辅进油通道；304-梯形槽；305-调整孔；306-头部；307-体部； 40-孔板；401-通孔；50-控制柱塞弹簧；60-控制柱塞；70-控制腔；80-总进油口；90-阀 芯；100-电磁阀铁；110-衔铁；120-垫圈；130-环槽；140-主油道；150-针阀复位弹簧； 160-针阀；170-针阀体；180-低压腔。

具体实施方式

下面通过结合附图对本发明创造进行进一步说明。

如图1为本发明创造喷油器控制阀的一种实施方式的结构示意图，包括固定于喷油 器体10内的衬套20、以及体部307伸入并固定于所述衬套20内部的控制体30，所述控 制体30内设有上下贯通的出油通道301，所述出油通道301的顶端为出油口3011，在所 述衬套20内所述控制体30下方依次设有孔板40、控制柱塞弹簧50以及控制柱塞60， 所述控制体30的下底面、控制柱塞60的上表面、以及所述衬套20内壁共同构成了一控 制腔70，所述孔板40和控制柱塞弹簧50位于所述控制腔70内，所述孔板40上的通孔 401与所述控制体30的出油通道301正对连通，所述控制体30体部307上还设有控制腔 主进油通道302和若干控制腔辅进油通道303，所述控制腔主进油通道302和控制腔辅进 油通道303的入口均通过衬套20与总进油口80相连通，所述控制腔主进油通道302的 出口与所述控制体30的出油通道301连通，所述控制腔辅进油通道303的出口均位于所 述控制体30的下底面、并由所述孔板40的上表面控制其开启或封闭。

其中，所述控制体30进一步的详细结构如图2-5所示。所述控制体30包括直径较 大的头部306和直径较小的体部307；所述控制体30内出油通道301位于所述控制体30 的中央；所述控制体30内出油通道301的出油口3011位于所述控制体30头部306的上 表面，该所述出油口3011的开启或封闭由设置于其上的开关机构所控制实现。所述控制 体30上所述控制腔辅进油通道303优选的均布设置为3个，互成120°角；所述控制体 30的出油通道301、控制腔主进油通道302和控制腔辅进油通道303在沿燃油流动方向 上的内径递减，包括连续递减、阶梯递减、或连续递减与阶梯递减交替的递减方式。所 述控制体30的头部306自上表面边缘向内部设置有梯形槽304，所述梯形槽304在所述 控制,30的头部306对称设置为两个。所述控制体30的头部306还设有贯穿所述头部306 的上表面和下底面的调整孔305，用于调整由于密封不充分而回流的油，使其返回所述梯 形槽304。

所述开关机构包括正对所述出油口3011的阀芯90、以及固定于所述阀芯90外周自 上而下设置的电磁阀铁100和衔铁110，所述电磁阀铁100和衔铁110中央设有供所述阀 芯90上下运动的通道。所述阀芯90在所述电磁阀铁100和衔铁110的共同作用下在供 其运动的通道内上下运动，当阀芯90上升时，所述控制体30内出油通道301的出油口 3011被打开(开启)，当阀芯90下降到底端时，所述控制体30内出油通道301的出油 口3011被该所述阀芯90闭合(封闭)。更进一步，所述电磁阀铁100固定于所述喷油 器体10的内壁，所述衔铁110通过一垫圈120实现与所述喷油器体10的内壁的相对固 定。

其中，所述衬套20上设有分别与所述总进油口80和所述控制腔主进油通道302以 及控制腔辅进油通道303的入口连通的环槽，便于燃油等流体经不同的通道进入。

其中，所述喷油器体10内还设置有与所述控制体30的梯形槽304连通的低压腔180， 所述低压腔180与低压油路连通。

其中，所述孔板40中央设置有自上而下内径递减或内径先递减再递增的通孔401， 优选的所述通孔401的截面呈“T”形或“工”形(图6)。在所述孔板40上表面与所 述控制体30下底面接触状态下，所述孔板40的通孔不与所述控制体30上所述控制腔辅 进油通道303连通。

其中，所述衬套20与所述喷油器体10过盈配合连接。

为进一步介绍本发明创造的工作原理，提供了图7所示的喷油器在喷油部位针阀部 分的结构示意图。针阀160设置于针阀体170内，针阀体170内位于针阀160的两侧分 别为主油道140，主油道140在针阀体170端部汇合并由针阀160的头部实现其开启和闭 合。针阀160尾部连接针阀复位弹簧150，针阀160受到针阀复位弹簧150和控制腔70 经控制柱塞60向针阀160头部方向施加的共同作用力。图7中位于针阀160两侧的主油 道140即分别为图1中位于衬套20两侧的主油道140，其中，图1中的主油道140之一 直接与所述总进油口80连通，另一个通过所述环槽130与所述总进油口80连通。

本发明创造的简要工作原理如下：高压燃油自总进油口80进入喷油器内并分为两路， 一路直接或经由环槽130进入主油道140，并在针阀体170端部汇合，且在该汇合处形成 作用于针阀160头部的燃油压力F2；另一路经环槽130并再经由控制腔主进油通道302 或控制腔主进油通道302和控制腔辅进油通道303进入控制腔70。电磁阀铁100通电后， 电磁阀铁100产生的电磁力作用于衔铁110，垫铁110推动阀芯90快速上移，控制体30 内出油通道301的出油口3011被打开，控制腔70内的高压燃油经出油通道301及出油 口3011流出并进入低压油路，此时控制腔70内燃油压力迅速下降，其通过控制柱塞60 作用于针阀160的压力与针阀复位弹簧150预紧力的合力F1迅速下降，而作用在针阀 160头部的与该合力F1作用方向相反的燃油压力F2不变，针阀160便能克服合力F1的 作用快速升起，喷油器开始喷油。当喷油脉宽满足要求后，电磁阀铁100迅速断电，电 磁阀铁100产生的电磁力消退，垫铁110拉动阀芯90下移，关闭控制体30内出油通道 301的出油口3011，高压燃油不断的从控制腔主进油通道302补充到控制腔70内，然后 孔板40在高压燃油的作用下克服控制柱塞弹簧50的预紧力下行，打开了控制腔辅进油 通道303的出口，高压燃油同时从控制腔主进油通道302和控制腔辅进油通道303补充 到控制腔70内，控制腔70内压力更迅速地升高，此时控制腔70通过控制柱塞60作用 于针阀160的压力与针阀复位弹簧150预紧力的合力F1迅速升高，超过作用在针阀160 头部的与该合力F1作用方向相反的燃油压力F2，使针阀160迅速关闭，喷油结束。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发 明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创 造的保护范围之内。