本发明涉及一种发动机燃油喷油器,尤其是一种高压共轨喷油器。
背景技术:
1、发动机燃油喷射用的高压共轨喷油器,是通过一个电磁阀来控制一个液力装置、液力装置进一步控制油嘴针阀来实现喷油器燃油喷射的开启和关闭的一种装置。
2、高压共轨喷油器,包括壳体、电磁阀、液力装置、油嘴和紧帽;油嘴包括嘴体、针阀和预紧弹簧,嘴体内部有中空的燃油腔,针阀设置在燃油腔中,嘴体下端设置有连通外部的喷孔。
3、电磁阀包括铁芯、线圈、衔铁和复位弹簧。线圈置于铁芯中,衔铁吸合面朝向铁芯的磁力吸合面,并保持一定的空气间隙即磁隙,复位弹簧与铁芯并列设置于铁芯中央。
4、当电磁阀不通电时,衔铁在复位弹簧的弹力作用下推离磁力吸合面。当电磁阀通电时,线圈产生电磁场,在铁芯、磁隙、衔铁中形成磁路闭环,衔铁克服复位弹簧的弹力,研衔铁轴向产生位移。为满足发动机高速控制的需要,该位移量一般仅约几十微米,位移量和电磁阀产生的力量均无法满足直接驱动油嘴针阀,因此需要引入一个可以将动作放大到几百微米的液力装置。
5、液力装置包括阀门、阀体、活塞和推杆;阀体内设置有控制室,控制室为一倒开口的圆柱孔,活塞设置于控制室内可轴向滑动,控制室设有进油节流孔和出油节流孔,阀门设置在出油节流孔出口处,在常态时封堵住出油节流孔出口。活塞通过推杆连接到油嘴针阀,与针阀的移动动作基本同步。
6、高压共轨喷油器工作时嘴体燃油腔中保持一定的燃油压力,但只有针阀抬起时喷油器才会通过喷孔向外喷油,针阀落下时喷油器则关闭喷油。
7、控制电磁阀的通电与断电,即可以控制器喷油器的开启与关闭。因发动机运转速度高,为精确控制燃油喷射性能,对电磁阀衔铁和用于动作放大作用的液力装置的响应速度提出了非常高的要求。
8、当前技术中的电磁阀均为直动式结构,即:衔铁带有导向杆结构,衔铁的吸合面与铁芯的吸合面为一对平行面,衔铁在导向部位限制下沿轴向整体滑动。磁路总磁隙为n极磁隙和s极磁隙之和,直动式电磁阀的特点是n极和s极的最小磁隙都必须大于或等于衔铁动作位移量,最小总磁隙是其中一个磁极(n极或s极)磁隙的2倍。这种结构存在如下不足:结构复杂;衔铁重量因存在导向杆而不利于轻量化;复位弹簧置于铁芯中央,不利于电磁阀小型化,电磁阀须设置于喷油器最顶端,从而在液力装置的活塞与喷油器的针阀之间需要设置一根很长的推杆连接,进一步增加了运动件的重量,降低了喷油器的响应速度;直动式电磁阀的磁隙利用率不高,不利于磁致吸力的提高。总之,当前技术受直动式电磁阀结构制约,存在运动件惯量大、响应速度慢、能量转化效率低等不足。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高压共轨喷油器,通过优化采用具有杠杆效应的拍合式电磁阀,以解决电磁阀运动件惯量大、响应速度慢、能量转化效率低等问题。
2、为达此目的,本发明采用以下技术方案。
3、本发明提供一种高压共轨喷油器,包括壳体、电磁阀、液力装置、油嘴和紧帽;油嘴包括嘴体、针阀和预紧弹簧,嘴体内部有中空的燃油腔,针阀设置在燃油腔中,嘴体下端设置有连通外部的喷孔。
4、电磁阀包括铁芯、线圈、衔铁和复位弹簧,线圈置于铁芯中,铁芯的磁力吸合面朝向衔铁。复位弹簧与铁芯并列设置于铁芯外侧一旁。
5、液力装置包括阀门、阀体和活塞;阀体内设置有控制室,控制室为一倒开口的圆柱孔,活塞设置于控制室内可轴向滑动,控制室的顶部设有出油节流孔,阀门设置在出油节流孔出口处,在常态时封堵住出油节流孔出口。
6、衔铁呈扁平板状,从纵向截面看其受力具有杠杆特征:左端上方与壳体或磁力吸合面接触,形成转动支点;右端上方与复位弹簧接触,形成弹力支点;中部下方与阀门接触,形成动作输出支点;中部上方朝向磁力吸合面,形成吸合点。
7、当电磁阀不通电时,衔铁在复位弹簧的弹力作用下推离磁力吸合面,在转动支点反作用力合并作用下,衔铁推动阀门封堵住出油节流孔;衔铁与磁力吸合面之间的磁隙呈一楔形,从左到右逐渐增大。
8、当电磁阀通电时,线圈产生电磁场,在铁芯、磁隙、衔铁中形成磁路闭环,衔铁克服复位弹簧的弹力,围绕转动支点向磁力吸合面转动,直到衔铁与壳体或磁力吸合面抵触;衔铁中部下方施加于阀门上的压力被释放,阀门被下方出油节流孔内燃油压力推开,控制室内燃油压力得以释放。
9、优选地,针阀上端头部与液力装置的活塞合为一体。
10、油嘴内设置有预紧弹簧和弹簧座,预紧弹簧通过弹簧座作用于针阀杆部,在常态下,针阀的顶部即液力装置控制室内的燃油压力和预紧弹簧力的合力大于针阀下方的燃油压力,针阀下端保持对喷孔的封堵。当电磁阀通电时,控制室内燃油压力减小,针阀下方的燃油压力克服控制室内的燃油压力和预紧弹簧力的合力,针阀升起,喷孔开启对外喷射。
11、优选地,液力装置的控制室内壁面与活塞外壁面之间存在微小的进油节流间隙,使控制室与燃油腔保持具有节流特征的常通。
12、壳体设置有进油口、进油道、回油口,液力装置设置有过油孔,嘴体设置有过油道。外部高压燃油通过壳体的进油口、进油道、液力装置的过油孔、嘴体的过油道进入燃油腔。燃油腔内的高压燃油,通过进油节流间隙进入液力装置的控制室内蓄压。阀门开启时,控制室内燃油通过出油节流孔流入电磁阀内,流经铁芯对线圈进行冷却后,由壳体的回油口流出喷油器外。
13、壳体上端设置有接线座,接线座内部设有导线,外部设有接线柱,导线连通电磁阀线圈和接线柱。喷油器通过外部的接线柱通电与否,实现对喷油器的喷油与否进行控制。
14、优选地,进油节流间隙的截面形状,为环绕活塞圆柱面四周、沿活塞轴向开设的一组开放的切槽,切槽截面形状可以为平面、圆弧、三角形或梯形。
15、优选地,活塞圆柱面上的切槽,由多个截面面积大小不同的阶梯组成或渐变过渡而成。有益效果是,在活塞向上移动过程中,切槽带来的节流程度发生变化,这有助于加快活塞的动作响应速度。
16、本发明的有益效果:
17、采用拍合式电磁阀,简化了衔铁的结构,降低了衔铁的重量,磁隙呈楔形状态,磁路中的总磁隙更小,电磁阀吸力更大,有利于电磁阀小型化,进而下沉内置于喷油器中部,进一步地,将液力装置的活塞与油嘴针阀头部合为一体,整个喷油器内运动部件的质量更轻、移动惯量更小,喷油器响应速度更快、结构更简单且成本更低。
1.一种高压共轨喷油器,包括壳体(1)、电磁阀(2)、液力装置(3)、油嘴(4)和紧帽(5),紧帽(5)将液力装置(3)和油嘴(4)紧密压装在壳体(1)上;油嘴(4)包括嘴体(4c)、针阀(4d)和预紧弹簧(4f),嘴体(4c)内部有中空的燃油腔(4b),针阀(4d)设置在燃油腔(4b)中,嘴体(4c)下端设置有连通外部的喷孔(4h),其特征是:
2.根据权利要求1所述的一种高压共轨喷油器,其特征是:所述针阀(4d)上端头部(4e)与所述液力装置(3)的所述活塞(3d)合为一体。
3.根据权利要求1所述的一种高压共轨喷油器,其特征是:所述液力装置(3)的所述控制室(3f)内壁面与所述活塞(3d)外壁面之间存在微小的进油节流间隙(3g),使控制室(3f)与所述燃油腔(4b)保持具有节流特征的常通。
4.根据权利要求3所述的一种高压共轨喷油器,其特征是:所述进油节流间隙(3g)的截面形状,为环绕活塞(3d)圆柱面四周、沿活塞(3d)轴向开设的一组开放的切槽,切槽截面形状可以为平面、圆弧、三角形或梯形。
5.根据权利要求4所述的一种高压共轨喷油器,其特征是:所述活塞(3d)圆柱面上的所述切槽,由多个截面面积大小不同的阶梯组成或渐变过渡而成。
