专利名称：一种伸缩元件驱动的电控柴油喷油器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电控柴油发动机燃油喷射系统使用的喷油器，特别是使 用共轨式电子控制喷油技术的一种由伸縮元件驱动的电控柴油喷油器。
背景技术：
目前，共轨式电控柴油机的燃油供给系统采用电磁式喷油器将高压柴油 喷入汽缸，由于电磁喷油器的电磁线圈工作时有一定程度的感抗，难以响应 更高喷射频率的要求，限制了柴油机向更低油耗、排放更清洁、更低噪声的 方向发展。
发明内容
本发明目的在于提供一种由伸縮元件驱动的电控柴油喷油器，该喷油器 能使柴油机在十分短暂的喷油时间里实现数次预喷加主喷的喷油，使柴油机 的噪声、油耗、排放、输出功率的各项技术指标得以改善，以解决现有电磁 式喷油器存在的上述问题。
解决其上述技术问题采用的技术方案是 一种伸縮元件驱动的电控柴油 喷油器，包括带进油通道及回油通道的喷油器壳体、螺母套、安装在喷油器 壳体内喷油嘴针阀轴向移动的机构，其特征在于所述的喷油嘴针阀轴向移 动的机构是由伸縮元件微小轴向伸縮控制的喷油嘴针阀轴向移动的机构，在 喷油器壳体内沿轴向依次顺序安装推杆弹簧、推杆、推杆座、伸縮元件组件、 垫片、上端盖、轴向定位轴，在喷油器壳体的下端安装球阀座，在螺母套内 依次顺序安装喷油嘴偶件、指令柱塞和指令柱塞阀体、指令油腔阀体、弹簧、 焊接成一体的钢球座和钢球，喷油器壳体的下端面、指令油腔阀体和指令柱 塞阀体的两端面、喷油嘴偶件的上端面均是高平面度平面，各零件端面紧密 相接，形成密封，构成了在高压柴油状态下由伸縮元件微小轴向伸縮控制的 喷油嘴针阀轴向移动的机构。
作为本发明的一种结构形式是所述的伸縮元件组件是由电致伸缩元件 以及包覆在电致伸縮元件外下部的塑料隔套和包覆在电致伸縮元件外上部
的绝缘筒组成的电致伸缩元件组件。
作为本发明的另一种结构形式是所述的伸縮元件组件是由导磁套、绕 有电磁线的线架、置于线架内部、位于推杆座、垫片之间的磁致伸縮元件组 成的磁致伸縮元件组件。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果
一、 可以实现更精确、更高频率的高压柴油喷射，使多次喷射更加容易 实现，从而使柴油机的噪声、油耗、排放、输出功率的各项技术指标得以改善。
本发明采用电致伸縮或磁致伸缩元件作为驱动元件，在高压柴油状态下 通过驱动元件微小伸縮量控制指令柱塞轴向位移，达到使用计算机控制系统 的弱电信号控制高压柴油精确喷射的目的，由于电致伸縮或磁致伸縮元件得 电或得磁伸长、去电或去磁恢复自然常态尺寸的过程可以不受外界干扰，可 以响应更高喷射频率的要求，因而可以实现更精确、更高频率的高压柴油喷 射。
二、 结构科学、简单、可靠，加工制作方便，成本低。 本发明采用在喷油器壳体内沿轴向依次顺序安装推杆弹簧、推杆、推杆
座、伸縮元件组件、垫片、上端盖、轴向定位轴，在喷油器壳体的下端安装 球阀座，在螺母套内依次顺序安装喷油嘴偶件、指令柱塞和指令柱塞阀体、 指令油腔阀体、弹簧、钢球座和钢球，各零件端面紧密相接，形成密封，构 成在高压柴油状态下由伸縮元件微小轴向伸縮控制的喷油嘴针阀轴向移动 的机构，其结构简单，只用指令柱塞一套控制偶件，在电致伸缩或磁致伸縮 元件的驱动下，就可以实现精确的高频率高压柴油喷射，降低了柴油电控系 统关键部件电控喷油器的成本和制造难度。
下面，结合附图对本发明一种伸縮元件驱动的电控柴油喷油器的技术特 征作进一步说明。
图1:实施例一所述电致伸縮元件驱动的电控柴油喷油器结构示意图-
图1—1:图1一2的A-A剖视图，图1一2:主视图2:实施例二所述磁致伸缩元件驱动的电控柴油喷油器结构示意图-
图2—1:图2—2的B-B剖视图，图2—2:主视图3:指令柱塞结构示意图(剖面图)； 图4:推杆结构示意图(剖面图)；
图5:球阀座结构示意图6:钢球座结构示意图7:指令柱塞阀体结构示意图8:是指令油腔阀体结构示意图9:本发明一种伸縮元件驱动的电控柴油喷油器壳体结构示意图 图9-l:主视图，图9-2:俯视图，图9-3:图9-1的C-C剖视图之一； 图9-4:图9-l的C-C剖视图之二。 图中
1、 3—喷油嘴偶件，2—压力室，4~指令柱塞阀体的回油孔，5—指令柱 塞阀体，6—螺母套，7—油腔阀体、8—球阀座，9一推杆，10—推杆上的中 心孔(盲孔)，ll一推杆上的回油孔，12—推杆座，13—喷油器壳体，14一电 致伸縮元件，15—塑料隔套，16~上端螺母，17~0形密封圈，18—电源引 出线，19—塑料外壳接线座，20—上端盖，21—高压柴油进油口， 22—推杆 上的斜孔，23—钢球，24~指令弹簧，25—指令油腔阀体的进油孔，26—量 孔，27—指令柱塞，28—升程间隙，29—喷油嘴针阀阀座，30—指令油腔阀 体的中心孔，31—球阀座与推杆间的间隙，32—指令油腔阀体的回油孔，33— 指令柱塞阀体的进油孔，34—壳体上的进油孔，35、 36~喷油器壳体上的回 油孔，37—钢球座，38—喷油嘴偶件的进油孔，39—指令柱塞阀体上的回油 槽，40—推杆弹簧，41，绝缘筒，42—垫片，43—定位轴，44~-导磁套，45— 电磁线，46~线架，47—磁致伸缩元件，48—密封圈，49一钢球与球阀座之 间的间隙。
其余标号见文中所述。
具体实施例方式
实施例一
一种由电致伸縮元件驱动的电控柴油喷油器，在喷油器壳体(13)内 沿轴向依次顺序安装推杆弹簧(40)、推杆(9)、推杆座(12)、由电致伸縮 元件(14)以及包覆在电致伸縮元件(14)外下部的塑料隔套(15)和包覆 在电致伸缩元件(14)外上部的绝缘筒(41)组成的电致伸縮元件组件，垫 片(42)、上端盖(20)、轴向定位轴(43)，然后将上端螺母(16)拧紧， 在喷油器壳体(13)的下端安装球阀座(8),在螺母套(6)内依次顺序安
装喷油嘴偶件(1)和(3)、指令柱塞(27)和指令柱塞阀体(5)、指令油 腔阀体(7)、弹簧(24)、钢球座(37)和钢球(23)，其中钢球(23)与钢 球座(37)焊接成一体，喷油器壳体的下端面、指令油腔阀体和指令柱塞阀 体的两端面、喷油嘴偶件的上端面均加工成高平面度平面，零件装入后将喷 油器壳体(13)与螺母套(6)拧紧，使各零件端面紧密相接，形成密封， 安装后构成了在高压柴油状态下电致伸縮元件(14)微小轴向伸縮控制的喷 油嘴针阀轴向移动的机构(参见图l)。
所述的指令柱塞(27)是一个二级阶梯轴状零件，轴径大的一端端面有 一个凸出的圆台，在圆台的端面有一个沿轴线延伸的盲孔，在小轴径的端面 有一个凸出的圆台，大轴径与小轴径相接处有一个沉割槽(参见图3)。
所述的指令柱塞阀体(5)是一个轴状零件，其中心孔(51)是一个二 级阶梯孔，孔(4)与指令柱塞阔体(5)的轴线平行，且沿轴线方向延伸并 贯穿指令柱塞阀体(5)， ？L (33)连通指令柱塞阔体(5)的两个端面，在 孔(33)轴线与指令柱塞阀体(5)的轴线的平面内，？L (33)与指令柱塞 阀体(5)的轴线不平行(参见图7)。
所述的指令油腔阀体(7)是一个轴状零件，贯穿阀体的中心孔(30) 作为指令油腔的腔体，其上有与指令油腔阀体(7)的轴线平行且沿轴线方 向延伸并贯穿指令油腔阀体(7)的进油孔(25)、回油孔(32)，量孔(26) 或指令油腔阀体(7)两端面的槽连通指令油腔与进油孔(25)(参见图8)。
所述的钢球座(37)外圆是二级阶梯轴状，沿其轴线开有中心孔(371)， 中心孔的两端直径大中间小，轴径小的一端的中心孔用于嵌入钢球，在与大 轴径相接的小轴径一端外圆上沿圆周对称的开有2至4个斜孔(372),斜孔 的轴线在其面内向嵌入钢球的轴端倾斜，各斜孔均与中心孔连通(参见图6)。
所述的球阀座(8)是带有二级阶梯孔的中空圆柱体，小孔径的端面有 圆锥倒角(81)用于与钢球(23)的密封(参见图5)。
所述的推杆(9)是三级阶梯轴，不同轴径之间为圆锥过渡，最大轴径 与最小轴径分别分布在轴的两端，在最大轴径的一端的端面上有一盲孔(10) 沿轴线向小轴径延伸，止于大轴径的长度内，在轴的中部中等轴径与最大轴 径过渡的锥面上均匀分布的开有2 4个斜孔(22)，斜孔(22)与孔(10) 连通，孔的中心线在其面内向小轴径的一端倾斜，在靠近大轴径端面附近有 一沉割槽(91)，在沉割槽的中间沿径向开有2个孔(11)，孔(11)与孔(10)
连通(参见图4)。
所述的喷油器壳体(13)是一不等径的圆柱体，上部大、下部小，其中 心有贯穿圆柱体的4级阶梯孔(131),上面3级从上到下依次减小，中心孔 的两侧分别有与中心阶梯孔平行的高压进油孔(34)以及低压回油孔(35)， 圆柱体上下端分别带外螺纹(132)、 (136)，圆柱体的上部有两个沉割槽 (133)、 (134)，中部后侧有一斜向上、上小下大的凸台，其中心有一与高 压进油孔(34)连通的高压进油通道(21)，中部前侧有一与中心孔轴线垂 直的阶梯孔(36)，该阶梯孔(36)的小孔端与低压回油孔(35)以及阶梯 孔(131)相连通(参见图9一1、图9一2、图9一3)。
进油通道由喷油器壳体的进油孔(34)、指令油腔阀体的迸油孔(25)、 指令柱塞阀体的进油孔(33)、喷油嘴偶件的进油孔(38)组成。
回油通道由喷油器壳体的回油孔(35)、推杆(9)上的回油孔(11)、指 令油腔阀体的回油孔(32)、指令柱塞阀体的回油孔(4)以及指令柱塞阀体 的沉割槽(39)组成。
本实施例中，所述的电致伸縮元件是压电陶瓷元件或其他得电伸縮的 电致伸縮元件。 实施例二
一种由磁致伸縮元件驱动的电控柴油喷油器，其基本结构同实施例一， 所不同之处在于在喷油器壳体(13)内推杆座(12)、垫片(42)之间没 有电致伸縮元件组件，而是安装有由导磁套(44)、绕有电磁线(45)的线 架(46)、置于线架(46)内部、位于推杆座(12)、垫片(42)之间的磁致 伸縮元件(47)组成的磁致伸縮元件组件,在喷油器壳体(13)内沿轴向依次 顺序安装推杆弹簧(40)、推杆(9)、推杆座(12)、以及由导磁套(44)、 绕有电磁线(45)的线架(46)、位于线架(46)上的磁致伸縮元件(47) 构成的磁致伸縮元件组件(参见图2)。
所述的喷油器壳体(13)与实施例一的壳体(13) —样也是一不等径的 圆柱体,上部大、下部小,所不同之处在于:其中心贯穿圆柱体的阶梯孔(131) 是5级，上面4级从上到下依次减小(参见图9一1、图9—2、图94)。 工作过程如下
接通高压柴油后，高压柴油从高压油管通道(21)进入电控喷油器由进 油孔(34)、 (25)、 (33)、 (38)组成的进油通道，其中一路到达喷油嘴偶件壳体(3)中部的压力室(2)和喷油嘴的针阀阀座(29)，另一路经过指令 油腔阀体的量孔(26)进入指令油腔(30)，由于电致伸縮元件(14)或磁 致伸縮元件(47)处于无电激励(电致伸縮元件)或无磁激励(磁致伸縮元 件)状态时，电致伸縮元件或磁致伸縮元件保持自然状态下的长度，指令油 腔(30)中的钢球(23)在弹簧(24)与高压柴油的共同作用下与球阀座(8) 处于紧密接触状态形成密封，指令油腔(30)内的高压柴油无法通过推杆(9) 和球阀座(8)之间的间隙(31)、推杆(9)的孔(22)、 ？L (10)、孔(11) 到达回油孔(36)，指令油腔(30)内保持与进油通道相同的压力，由于指 令柱塞(27)的直径比喷油嘴偶件针阀(1)的直径大，喷油嘴偶件中部压 力室(2)中针阀(1)向上的轴向推力小于指令柱塞(27)向下的压力，指 令柱塞强迫喷油嘴针阀(1)下行落座，喷油器处于不喷油状态。
当电致伸縮元件(14)或磁致伸縮元件(47)受激励时，伸縮元件轴向 伸长，通过推杆(9)将钢球(23)压下，钢球(23)与阀座(8)分离，指 令油腔(30)内的压力油经钢球(23)与阀座(8)之间的间隙(49),进入 阀座与推杆间的间隙(31)、推杆(9)的斜孔(22)和中心孔(10)及回油 孔(11)，到达回油通道(36),此时高压柴油虽然仍然继续通过量孔(26) 进入指令油腔(30)，但钢球(23)与阀座(8)之间的间隙通道面积大于量 孔(26)的截面积，钢球(23)的下行导致指令油腔(30)的压力迅速下降。 而喷油嘴压力室(2)仍保持与进油通道(25)相同的压力，喷油嘴针阀(1) 的轴向受力大于指令柱塞(27)顶部的压力且方向相反，指令柱塞(27)和 喷油嘴针阀(1)被高压柴油顶起，高压柴油从喷油嘴针阀(1)与喷油嘴阀 座(29)之间喷出，实现喷油。
当电致伸縮元件(14)或磁致伸縮元件(47)失去激励时，伸縮元件轴 向縮短恢复常态，钢球(23)在高压柴油压力和弹簧力的作用下落座，钢球 (23)与阀座(8)之间的间隙通道(49)被关闭，指令油腔(30)的压力 迅速上升，指令柱塞(23)下行强迫喷油嘴针阀(1)落座，喷油停止。
权利要求
1、一种伸缩元件驱动的电控柴油喷油器，包括带进油通道及回油通道的喷油器壳体、螺母套、安装在喷油器壳体内喷油嘴针阀轴向移动的机构，其特征在于所述的喷油嘴针阀轴向移动的机构是由伸缩元件微小轴向伸缩控制的喷油嘴针阀轴向移动的机构，在喷油器壳体(13)内沿轴向依次顺序安装推杆弹簧(40)、推杆(9)、推杆座(12)、伸缩驱动元件组件、垫片(42)、上端盖(20)、轴向定位轴(43)，在喷油器壳体(13)的下端安装球阀座(8)，在螺母套(6)内依次顺序安装喷油嘴偶件(1)和(3)、指令柱塞(27)和指令柱塞阀体(5)、指令油腔阀体(7)、弹簧(24)、焊接成一体的钢球座(37)和钢球(23)，喷油器壳体的下端面、指令油腔阀体和指令柱塞阀体的两端面、喷油嘴偶件的上端面均是高平面度平面，各零件端面紧密相接，形成密封，构成了在高压柴油状态下由伸缩元件微小轴向伸缩控制的喷油嘴针阀轴向移动的机构。
2、 根据权利要求1所述的一种伸縮元件驱动的电控柴油喷油器，其特 征在于所述的伸縮元件组件是由电致伸縮元件(14)以及包覆在电致伸縮 元件(14)外下部的塑料隔套(15)和包覆在电致伸縮元件(14)外上部的 绝缘筒(41)组成的电致伸縮元件组件。
3、 根据权利要求1所述的一种电控柴油喷油器，其特征在于所述的 伸縮元件组件是由导磁套(44)、绕有电磁线(45)的线架(46)、置于线架(46)内部、位于推杆座(12)、垫片(42)之间的磁致伸縮元件(47)组 成的磁致伸縮元件组件。
4、 根据权利要求1或2或3所述的一种伸縮元件驱动的电控柴油喷油 器，其特征是所述的指令柱塞(27)是一个二级阶梯轴状零件，轴径大的 一端端面有一个凸出的圆台，在圆台的端面有一个沿轴线延伸的盲孔，在小 轴径的端面有一个凸出的圆台，大轴径与小轴径相接处有一个沉割槽。
5、 据权利要求4所述的一种伸縮元件驱动的电控柴油喷油器，其特征 是所述的指令柱塞阀体(5)是一个轴状零件，其中心孔是一个二级阶梯 孔，孔(4)与指令柱塞阀体(5)的轴线平行，且沿轴线方向延伸并贯穿指 令柱塞阀体(5)，孔(33)连通指令柱塞阀体(5)的两个端面，在孔(33) 轴线与指令柱塞阀体(5)的轴线的平面内，孔(33)与指令柱塞阀体(5) 的轴线不平行。
6、 根据权利要求5所述的一种伸縮元件驱动的电控柴油喷油器，其特 征是所述的指令油腔阀体(7)是一个轴状零件，贯穿阀体的中心孔(30) 作为指令油腔的腔体，其上有与指令油腔阀体(7)的轴线平行且沿轴线方 向延伸并贯穿指令油腔阀体(7)的进油孔(25)、回油孔(32)，量孔(26) 或指令油腔阀体(7)两端面的槽连通指令油腔与进油孔(25)。
7、 根据权利要求6所述的一种伸縮元件驱动的电控柴油喷油器，其特 征是所述的钢球座(37)外圆是二级阶梯轴状，沿其轴线开有中心孔，中 心孔的两端直径大中间小，轴径小的一端的中心孔用于嵌入钢球，在与大轴 径相接的小轴径一端外圆上沿圆周对称的开有2至4个斜孔，斜孔的轴线在 其面内向嵌入钢球的轴端倾斜，各斜孔均与中心孔连通。
8、 根据权利要求7所述的一种伸縮元件驱动的电控柴油喷油器，其特 征是所述的球阀座(8)是带有二级阶梯孔的中空圆柱体，小孔径的端面 有圆锥倒角(81)。
9、 根据权利要求8所述的一种伸縮元件驱动的电控柴油喷油器，其特 征是所述的推杆(9)是三级阶梯轴，不同轴径之间为圆锥过渡，最大轴 径与最小轴径分别分布在轴的两端，在最大轴径的一端的端面上有一盲孔(10)沿轴线向小轴径延伸，止于大轴径的长度内，在轴的中部中等轴径与 最大轴径过渡的锥面上均匀分布的开有2 4个斜孔(22)，斜孔(22)与孔(10)连通，孔的中心线在其面内向小轴径的一端倾斜，在靠近大轴径端面 附近有一沉割槽(91),在沉割槽的中间沿径向开有2个孔(11)，孔(11) 与孔(10)连通。
10、 根据权利要求9所述的一种伸縮元件驱动的电控柴油喷油器，其特 征是所述的喷油器壳体(13)是一不等径的圆柱体，上部大、下部小，其 中心有贯穿圆柱体的4 5级阶梯孔(131)，上面3 4级从上到下依次减小， 中心孔的两侧分别有与中心阶梯孔平行的高压进油孔(34)以及低压回油孔(35)，圆柱体上、下端分别带外螺纹(132)、 (136)，圆柱体的上部有两个 沉割槽(133)、 (134)，中部后侧有一斜向上、上小下大的凸台，其中心有 一与高压进油孔(34)连通的高压进油通道(21)，中部前侧有一与中心孔 轴线垂直的阶梯孔(36)，该阶梯孔(36)的小孔端与低压回油孔(35)以 及阶梯孔(131)相连通。
全文摘要
一种伸缩元件驱动的电控柴油喷油器，包括带进、回油通道的喷油器壳体、螺母套，在喷油器壳体内沿轴向依次顺序安装推杆弹簧、推杆、推杆座、伸缩元件组件、垫片、上端盖、轴向定位轴，在喷油器壳体的下端安装球阀座，在螺母套内依次顺序安装喷油嘴偶件、指令柱塞和指令柱塞阀体、指令油腔阀体、弹簧、焊接成一体的钢球座和钢球，零件装入后喷油器壳体与螺母套拧紧，各零件端面紧密相接，形成密封，构成了在高压柴油状态下由伸缩元件微小轴向伸缩控制的喷油嘴针阀轴向移动的机构。本喷油器只用指令柱塞一套控制偶件，在电致伸缩或磁致伸缩元件的驱动下，就可以实现精确的高频率高压柴油喷射，降低了柴油机电控喷油器的成本和制造难度。
文档编号F02M51/06GK101096938SQ20061001954
公开日2008年1月2日 申请日期2006年6月30日 优先权日2006年6月30日
发明者千 彭, 林小东 申请人:柳州华威电控技术有限公司