专利名称：实现靴型喷射的柱塞偶件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种实现靴型喷射的柱塞偶件，其属于柴油机燃油喷射装置领域。
背景技术：
对于采用机械供油泵的柴油机来说，为了改善燃烧，降低炭烟排放， 一般 采用提高喷射压力的办法。但是，柴油机在怠速和小负荷工况下，如果初期喷 油速率过高，将产生强烈的振动和噪声，为此需要在保持较高的总喷油量的前 提下降低初期喷油速率，即控制柴油机怠速和小负荷工况下的喷油速率。国内 外的试验研究己证明，柴油机采用靴型喷射方式可有效地降低燃烧噪声与振动，
并结合高压喷射，可改善柴油机燃'烧，降低PM排放。先缓后急的靴型喷射可 通过改变供油泵的供油压力来实现。
发明内容
本发明提供一种实现靴型喷射的柱塞偶件，该柱塞偶件应使柴油机在初期 的喷油速率相对较低，而在后期则仍保持较高的喷油速率，同时整个喷射过程 连续不间断，可有效地降低柴油机的排放、振动和噪音。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 一种实现靴型喷射的柱塞偶 件，它主要由柱塞套和柱塞组成，在柱塞套上设有一个对柱塞腔起进回油作用 的油孔；在所述油孔的上部位置设有贯通柱塞腔的调压孔，调压孔的面积与柱 塞的顶面面积比小于5%。
所述调压孔设置在位于油孔上部的圆形凹坑内。所述的调压孔采用至少一 个孔。所述的调压孔可采用圆形调压孔或椭圆形调压孔、长形调压孔、三角形 调压孔、梯形调压孔或凸字形调压孔。
上述技术方案的指导思想是在供油凸轮驱动柱塞上行时，在柱塞顶部关 闭进回油孔后，此时调压孔仍然保持开启，使部分燃油在出油阀开启后，供油 开始的一段时间内经调压孔流回至低压油腔，同时设定调压孔的不同形状可以
获得不同规律的调压孔流通面积的连续变化率，从而来控制供油初期泵室内的 压力变化情况，使得供油初期的喷油压力满足所要求的燃油喷射压力而不致于 过高，实现初期阶段的相对低缓喷油速率。随着柱塞关闭调压孔继续上行，泵 室内的压力将急剧升高，实现后期较高的喷油速率。初期的低压供油可实现较 低的喷油速率，随后的高压供油则形成具有高喷油速率的主喷射过程，从而得 到理想的靴型喷射率曲线，达到改进燃烧、降低排放和减小振动的目的。
本发明的有益效果是这种实现靴型喷射的柱塞偶件，由于在柱塞套侧壁 上增设了调压孔，使得部分燃油在柱塞开始泵油的一段时间内仍可以经调压孔 流回至低压油腔，使在供油初期泵室内的压力得到有效地控制，当调压孔关闭 后，泵室内的燃油压力又快速升高，实现较高的喷油速率，这样就实现了先缓 后急的供油规律；同时对于调压孔的面积大小有严格的限制，因此不会发生因 调压孔的面积过大而在供油的过程中出现泵室内压力降低到零的情况。本设计 所实现的靴型喷射是连续的，因此与带有预喷射的喷射模式相比，避免了在一 个喷射过程中针阀落座两次所带来的压力波动和由此而产生的对燃烧过程的影 响。应用实现靴型喷射的柱塞偶件，可显著改善柴油机燃烧，降低NOx和PM
的排放、减小振动。
下面结合附图和实施实例对本发明做进一步说明。 图1是一种实现靴型喷射的柱塞偶件结构剖面图。
图2是图1中A部柱塞2开启油孔la时的放大图。 图3是图1中A部柱塞2关闭油孔la时的放大图。 图4是调压孔采用二个非等直径圆形调压孔。 图5是调压孔采用一个长形调压孔。 图6是调压孔采用一个三角形调压孔。 图7是调压孔采用一个梯形调压孔。
图中1、柱塞套，la、油孔，lb、圆形凹坑，lc、圆形调压孔，ld、大圆
形调压孔，le、小圆形调压孔，lf、长形调压孔，lg、三角形调压孔，lh、梯形 调压孔，2、柱塞，3、出油阀总成，4、出油阀弹簧，5、高压油管接头。
具体实施例方式
图1、 2、 3所示的实施例中，实现靴型喷射的柱塞偶件由柱塞套1和柱塞2 组成，在柱塞套1的上部设有出油阀腔，出油阀总成3和出油阀弹簧4依次置 于该出油阀腔内，然后用高压油管接头5拧紧。在柱塞套1上开有一个对柱塞 腔起进回油作用的油孔la，在油孔la的上部位置，柱塞套1的外壁上设有一个 圆形凹坑lb，贯通柱塞腔的二个等直径的圆形调压孔lc就设在圆形凹坑lb的 内部。在柱塞2上行过程中，油孔la首先被柱塞2关闭，出油阀开启，供油过 程开始，此时二个等直径的圆形调压孔lc仍将泵腔内的少部分燃油泄至低压油 腔，从而使在供油过程的初期阶段，燃油压力能够得到很好的控制；当柱塞2 继续上行先后关闭二个等直径的圆形调压孔lc后，泵腔内的压力急剧升高，供 油过程进入高压主喷射阶段，从整体上看，整个喷射过程分成了 2个连续不间 断的过程，初期的低压供油阶段与后期的高压主喷油阶段相配合形成了理想的 靴型喷油规律。
在调压孔的加工过程中，首先在柱塞套1的外壁面上开设一个圆形凹坑lb， 开始时该圆形凹坑lb为一个直径较大的盲孔，然后再加工调压孔。因为在实际 生产中在较厚的柱塞套1的壁面的某个精确位置上开设孔径较小的调压孔是困 难的，而通过首先加工一个较大的盲孔，然后再在盲孔的基础上开设调压孔的 方法可以大大降低加工的难度。
图4示出了在圆形凹坑lb中，油孔la、大圆形调压孔ld和小圆形调压孔 le的相对位置关系。
图5示出了在圆形凹坑lb中，油孔la和长形调压孔lf的相对位置关系。 图6示出了在圆形凹坑lb中，油孔la和三角形调压孔lg的相对位置关系。 图7示出了在圆形凹坑lb中，油孔la和梯形调压孔lh的相对位置关系。 综上所述，为了获得高压油泵先缓后急的供油规律，实现靴型喷油规律，
调压孔的位置和大小十分重要。实验表明调压孔应在进回油孔关闭时或稍后 开启，调压孔的长度决定了调压孔的实际工作时间，不同的调压孔工作时长及 调压孔面积会实现不同形状的靴形喷油规律，调压孔面积小于柱塞顶面面积的 5%效果最佳。
权利要求
1、一种实现靴型喷射的柱塞偶件，它主要由柱塞套(1)和柱塞(2)组成，在柱塞套(1)上设有一个对柱塞腔起进回油作用的油孔(1a)；其特征在于在所述油孔(1a)的上部位置设有贯通柱塞腔的调压孔，调压孔的面积与柱塞(2)的顶面面积比小于5％。
2、 据权利要求1所述的实现靴型喷射的柱塞偶件，其特征是所述调压孔设置在位于油孔(la)上部的圆形凹坑(lb)内。
3、 据权利要求1所述的实现靴型喷射的柱塞偶件，其特征是所述的调压孔采用至少一个孔。
4、 据权利要求1所述的实现靴型喷射的柱塞偶件，其特征是所述的调压 孔可采用圆形调压孔(lc)或椭圆形调压孔、长形调压孔(lf)、三角形调压孔(lg)、梯形调压孔(lh)或凸字形调压孔。
全文摘要
一种实现靴型喷射的柱塞偶件，属于柴油机燃油喷射装置领域。这种实现靴型喷射的柱塞偶件是在柱塞套侧壁上增设了调压孔。当柱塞处于上升阶段并关闭进回油孔时，可以使部分燃油经调压孔回流至低压油腔，从而使得供油初期的燃油喷射压力不致于过高，实现初期阶段相对低缓的喷油速率；柱塞继续上行，当调压孔被关闭后，泵室内的燃油压力将急剧升高，实现较高的喷油速率。这样就实现了先缓后急的供油规律，从而得到靴型喷油规律。应用这种柱塞偶件实现的靴型喷射方式可显著改善柴油机燃烧过程，降低NOx和PM排放，同时还可减小柴油机的振动和噪声。该设计结构简单、实施方便，对原有喷油泵改动很小，可以广泛地应用于直列泵或单体泵，市场前景广阔。
文档编号F02M59/44GK101387253SQ20081022829
公开日2009年3月18日 申请日期2008年10月24日 优先权日2008年10月24日
发明者冯文奇, 冯立岩, 冷先银, 杜宝国, 全 董, 隆武强, 魏胜利 申请人:大连理工大学