一种无静态泄漏低惯量喷油器组件及喷油器的制作方法

本实用新型涉及喷油器领域，具体而言，涉及一种无静态泄漏低惯量喷油器组件及喷油器。

背景技术：

喷油器是一种加工精度非常高的精密器件，要求其动态流量范围大，抗堵塞和抗污染能力强以及雾化性能好，其接收ECU送来的喷油脉冲信号，精确地控制燃油喷射量。喷油器由与传统喷油器相似的孔氏喷油嘴、液压伺服系统、电磁阀等组成。

国内排放法日趋严格，国六以上排放法规要求共轨喷油器喷射压力达到2200bar以上，并且在各轨压下喷油率波形均能保证先缓后急，而目前国内的共轨喷油器喷射压力难以达到要求，目前国内主流喷油器运动杆件质量大、高频响应时惯性大、对座面冲击力大，使得喷油器的使用寿命较短。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种无静态泄漏低惯量喷油器组件，可以使喷射压力达到2200bar以上，并且降低高频响应时的惯性及对座面的冲击力，有效提高喷油器的使用寿命。

本实用新型还提供了一种无静态泄漏低惯量喷油器，可以使喷油器的喷射压力达到2200bar以上，并且降低高频响应时的惯性及对座面的冲击力，有效提高喷油器的使用寿命。

本实用新型是这样实现的：

一种无静态泄漏低惯量喷油器组件，包括喷油器体总成、磁头总成、开关阀总成、控制块和喷油嘴偶件；

所述喷油器体总成包括喷油器本体和回油接头，所述喷油器本体设置有高压油路、低压油路和容纳孔，所述回油接头与所述低压油路连通，所述容纳孔设置于所述喷油器本体的一端且与所述低压油路连通；

所述磁头总成和所述开关阀总成均设置于所述容纳孔内，所述磁头总成包括磁头和电磁阀弹簧，所述磁头设置有中心孔，所述电磁阀弹簧设置于所述中心孔内，所述开关阀总成包括开关阀和导向块，所述开关阀贯穿所述导向块，所述电磁阀弹簧能够推动所述开关阀抵住所述控制块；

所述控制块设置于所述喷油器本体的一端，所述控制块包括高压油道、低压油道、进油控制孔、出油控制孔、中孔和高压孔，所述高压油道与所述高压油路连通，所述低压油道与所述低压油路连通，所述高压油道与所述中孔之间分别通过所述进油控制孔和所述高压孔连通，所述出油控制孔与所述开关阀对应，所述低压油道与所述中孔之间通过所述出油控制孔连通且能够通过所述开关阀断开；

所述喷油嘴偶件设置于所述控制块的一端，所述喷油嘴偶件包括针阀体、针阀、套筒、调压弹簧和活塞，所述针阀体与所述针阀的前端偶配，所述活塞的一端与所述针阀体的后端偶配，所述活塞的另一端与所述套筒偶配且将所述中孔分隔为两部分，所述调压弹簧的两端分别抵住所述活塞和所述套筒，所述针阀体与所述针阀之间设置有与所述高压油路连通的喷油腔；

所述套筒与所述中孔之间围成控制腔，所述控制块与所述针阀体之间 围成高压腔，所述活塞与所述针阀之间围成变压腔，所述进油控制孔与所述控制腔连通，所述高压孔与所述高压腔连通。

可选地，所述喷油器组件还包括油嘴紧帽，所述油嘴紧帽套设于所述喷油嘴偶件和所述控制块的外侧且与所述喷油器本体之间螺纹连接。

可选地，所述喷油器本体的底端与所述控制块的顶端对应设置有至少一个对应且用于穿设或嵌设第一定位销的第一定位销孔，和/或所述控制块的底端和所述针阀体的顶端对应设置有至少一个对应且用于穿设或嵌设第二定位销的第二定位销孔。

可选地，所述高压油道分为相互连通的两段，分别为第一段和第二段，所述第一段和所述第二段为同轴阶梯孔，所述第一段相对于所述第二段更靠近所述高压油路，所述第一段的孔径大于所述第二段的孔径。

可选地，所述低压油道为槽状且设置于所述控制块的顶端，所述低压油道用于将液压油从所述出油控制孔引入所述低压油路，所述开关阀的底端能够使所述出油控制孔与所述低压油道断开。

可选地，所述中孔为同轴阶梯孔，所述中孔的顶端包括至少两个不同锥度的同轴锥面，分别问第一锥面和第二锥面，所述第一锥面相对于所述第二锥面更靠近所述喷油器本体，所述第一锥面的锥度小于所述第二锥面的锥度，所述套筒的顶端与所述第二锥面贴合密封。

可选地，所述活塞的顶端为用于与所述第一锥面贴合的球头。

可选地，所述进油控制孔包括相互连通的进油段和出油段，所述进油段和所述出油段均为倾斜设置且为同轴阶梯孔，所述进油段与所述高压油路连通，所述出油段与所述中孔连通。

可选地，所述出油控制孔包括相互连通的倾斜段和竖向段，所述倾斜段倾斜设置，所述竖向段竖向设置，所述倾斜段与所述中孔连通，所述控制块的顶部设置有呈十字交叉状的导油槽，所述竖向段与所述低压油道之间通过所述导油槽连通。

可选地，所述针阀设置有螺旋进油槽，所述针阀体设置有过渡腔，所述过渡腔与所述高压油路连通，所述过渡腔与所述喷油腔之间通过所述螺旋进油槽连通。

可选地，所述活塞包括阶梯轴，所述阶梯轴的直径较大的部分与所述针阀体滑动连接，所述阶梯轴的直径较小的部分与所述套筒滑动连接，所述阶梯轴套设有压力调整垫，所述调压弹簧的一端抵住所述套筒，另一端抵住所述压力调整垫。

一种无静态泄漏低惯量喷油器，包括进油接头总成、接插件和如上所述的喷油器组件，所述进油接头总成与所述高压油路连通，所述接插件设置于所述低压油道的顶端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.优化了喷油器的结构，保证装配过程更加简单合理，喷油器的密封效果更加优异，更有利于喷射过程的精确控制，使喷油量的一致性更好，喷油器兼顾高压和低压时的喷油性能，优化了排放指标。

2.针阀和活塞等的运动惯量较低，针阀开启或关闭时对针阀体或控制块的冲击小，有效提高使用寿命，使喷射过程更加稳定。

3.开关阀总成关闭时，高压腔和控制腔内的高压油压力相等，动态泄漏量较小，从而降低油耗、减少二氧化碳的排放量。

4.结构较为简单，装配时的零件较少，装配方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的喷油器剖视图；

图2为图1的控制块剖视图；

图3为图1的局部放大示意图；

图4为图1的局部放大示意图。

喷油器体总成100；喷油器本体101；回油接头102；高压油路103；低压油路104；容纳孔105；

磁头总成200；磁头201；电磁阀弹簧202；

开关阀总成300；开关阀301；导向块302；第一升程调整垫303；间隙调整垫304；

控制块400；高压油道401；低压油道402；进油控制孔403；出油控制孔404；中孔405；高压孔406；

喷油嘴偶件500；针阀体501；针阀502；套筒503；调压弹簧504；活塞505；第二升程调整垫506；过渡腔507；喷油腔508；螺旋进油槽509；压力调整垫510；

控制腔600；高压腔601；变压腔602；

油嘴紧帽700；

进油接头总成800；接插件900。

具体实施方式

国内排放法日趋严格，国六以上排放法规要求共轨喷油器喷射压力达到2200bar以上，并且在各轨压下喷油率波形均能保证先缓后急，而目前国内的共轨喷油器喷射压力难以达到要求，目前国内主流喷油器运动杆件质量大、高频响应时惯性大、对座面冲击力大，使得喷油器的使用寿命较短。

为了使上述问题得到改善，本实用新型提供了一种无静态泄漏低惯量喷油器组件及喷油器，喷油器包括进油接头总成、接插件和喷油器组件，喷油器组件包括喷油器体总成、磁头总成、开关阀总成、控制块和喷油嘴偶件。优化了喷油器的结构，保证装配过程更加简单合理，喷油器的密封效果更加优异，更有利于喷射过程的精确控制，使喷油量的一致性更好，喷油器兼顾高压和低压时的喷油性能，优化了排放指标；针阀和活塞等的运动惯量较低，针阀开启或关闭时对针阀体或控制块的冲击小，有效提高使用寿命，使喷射过程更加稳定；开关阀总成关闭时，高压腔和控制腔内的高压油压力相等，动态泄漏量较小，从而降低油耗、减少二氧化碳的排放量。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的喷油器剖视图；图2为图1的控制块剖视图；图3为图1的局部放大示意图；图4为图1的局部放大示意图。

图1-图4示出了本实用新型实施例提供的一种无静态泄漏低惯量喷油器组件，喷油器组件主要包括以下部分：喷油器体总成100、磁头总成200、开关阀总成300、控制块400和喷油嘴偶件500。需要注意的是，此处所说的无静态泄漏只是相对概念，表明在标准安装过程时无泄漏或泄漏极少，在存在零件制造误差、磨损等情况下可能会存在较少量的泄漏，并不能被认为是绝对无泄漏。

各个部分的结构及对应关系如下：

喷油器体总成100包括喷油器本体101和回油接头102，喷油器本体 101内部设置有高压油路103、低压油路104和容纳孔105，回油接头102与低压油路104连通，容纳孔105设置于喷油器本体101的一端且与低压油路104连通。

高压油路103用于接收高压油，容纳孔105用于安装磁头总成200等，最终燃油经过低压油路104并从回油接头102排出。此处的容纳孔105也可以认为是偏心孔，但此处所说的偏心孔并不一定是相对于喷油器体总成100的轴心线偏离，也可以重合等，只用于一个名称的限定，并不能作为具体的结构限定。

磁头总成200和开关阀总成300均设置于容纳孔105内，磁头总成200包括磁头201和电磁阀弹簧202，磁头201设置有中心孔，中心孔可以为阶梯孔，电磁阀弹簧202设置于中心孔内，开关阀总成300包括开关阀301、导向块302、第一升程调整垫303和间隙调整垫304，其中，第一升程调整垫303和间隙调整垫304是可以选择性去除的，开关阀301依次贯穿间隙调整垫304、导向块302和第一升程调整垫303，电磁阀弹簧202能够推动开关阀301压紧控制块400。

磁头总成200主要用于控制开关阀301的位置，即当磁头总成200未通电时，磁头201不产生磁力，电磁阀弹簧202处于伸展状态并挤压开关阀301，使开关阀301朝向靠近控制块400的方向移动并最终使开关阀301抵住控制孔并压紧，当磁头总成200通电时，磁头201产生磁力吸附开关阀301，磁力大于电磁阀弹簧202的弹力，开关阀301朝向远离控制块400的方向移动并使开关阀301脱离控制块400。

此处的开关阀301可以选用平面式开关阀301等结构，在本实施例中，开关阀301的纵向截面为T形。开关阀301主要用于控制控制块400内部的结构与低压油路104之间的通断，进而实现控制燃油是否流出的目的。

控制块400设置于喷油器本体101的一端，控制块400包括高压油道401、低压油道402、进油控制孔403、出油控制孔404、中孔405和高压孔406，高压孔406也可以取消，高压油道401与高压油路103连通，低压油道402与低压油路104连通，高压油道401与中孔405之间分别通过进油控制孔403和高压孔406连通，低压油道402与中孔405之间通过出油控制孔404连通且能够通过开关阀301断开，出油控制孔404与开关阀301对应，对应的方式可以为开关阀301的底端与出油控制孔404对应，开关阀301的底端能够将出油控制孔404打开或关闭。

高压油路103内的燃油能够进入高压油道401内，高压油道401内的燃油可以通过进油控制孔403或高压孔406进入中孔405内，也可以进入喷油嘴偶件500内，中孔405内的燃油可以通过出油控制孔404进入低压油道402内，低压油道402内的燃油可以进入低压油路104内。

喷油嘴偶件500设置于控制块400的底端，喷油嘴偶件500包括针阀体501、针阀502、套筒503、调压弹簧504、活塞505和第二升程调整垫506，其中，第二升程调整垫506并非是必须的，针阀体501与针阀502的前端偶配，偶配也可以理解为配合，针阀502滑动设置于针阀体501的内部，针阀502的前端可以使针阀体501封闭或打开，活塞505的一端与针阀体501的后端偶配，二者之间可以直接接触，也可以间接接触，二者的连接方式也不限，例如固定连接、接触连接、一体成型等。第二升程调整垫506设置于针阀502与活塞505之间，套筒503与活塞505上端偶配且将中孔405分隔为两部分，调压弹簧504的两端分别抵住活塞505和套筒503，本申请中出现的“抵住”可以是二者直接接触，也可以是通过其它部件间接接触，即二者之间设置有其他构件，针阀体501与针阀502之间设置有与高压油路103连通的喷油腔508。

喷油嘴偶件500的阀体用于使燃油流动并喷出，针阀502用于控制阀体内的燃油是否喷出，套筒503将中孔405分为两部分，套筒503的位置基本保持不变，活塞505能够上下滑动，调压弹簧504的两端分别抵住活塞505和套筒503，活塞505受到多个区域内的燃油压力作用，当活塞505受到的向上的力大于向下的力时，活塞505上升并使针阀502上升，针阀体501打开并喷油，当活塞505受到的向下的力大于向上的力时，活塞505下降并使针阀502下降，针阀体501关闭不再喷油。

针阀502设置有螺旋进油槽509，针阀体501设置有过渡腔507，过渡腔507与高压油路103连通，过渡腔507与喷油腔508之间通过螺旋进油槽509连通，针阀502的端部可以采用球头设计，球头设计可以认为是圆锥面或球面等，球头可以更好地与其他零件接触，密封性交好，并且对中性较好。过渡腔507可以增大蓄压部分的体积，针阀体501的喷油嘴压力损失较小，嘴端压力波动较小，喷油性能更加稳定。在针阀502上开设有螺旋进油槽509，喷油时针阀502能够自动对中。

另外，活塞505的结构可以为阶梯轴状或者活塞505的一部分为阶梯轴状，阶梯轴的直径较大的部分与针阀体501滑动连接，阶梯轴的直径较小的部分与套筒503滑动连接，阶梯轴套设有压力调整垫510，调压弹簧504的一端抵住套筒503，另一端抵住压力调整垫510。

套筒503与中孔405之间围成控制腔600，控制块400与针阀体501之间围成高压腔601，活塞505与针阀502之间围成变压腔602，进油控制孔403与控制腔600连通，高压孔406与高压腔601连通。具体区域请参照图4。

控制腔600、高压腔601和变压腔602用于控制活塞505的上下运动，从而控制针阀502的上升或下降，最终达到针阀体501的喷油孔打开喷油 或关闭。

控制块400、喷油嘴偶件500和喷油器本体101之间相对固定连接，连接的方式可以为通过油嘴紧帽700连接，油嘴紧帽700的结构可以为：油嘴紧帽700的内部设置有阶梯孔，直径较大的孔的一端设置有内螺纹，喷油器本体101的底部设置有与内螺纹啮合的外螺纹，控制块400位于阶梯孔内，针阀体501的结构可以对应设置为阶梯轴状，针阀体501的一部分位于阶梯孔内，一部分伸出阶梯孔，油嘴紧帽700将控制块400、喷油嘴偶件500和喷油器本体101压紧固定，在本实施例中，控制块400的一个端面与喷油器本体101的端面贴合，控制块400的另外一个端面与针阀体501的端面贴合。

通过油嘴紧帽700实现控制块400、喷油嘴偶件500和喷油器本体101之间的固定，固定方式简单，拆装方便。

为了使燃油可以顺利地在喷油器组件内流动，需要使相应的油路对正，因此喷油器本体101的底端与控制块400的顶端对应设置有至少一个对应且用于穿设或嵌设第一定位销的第一定位销孔，此处优选为两个，另外，还可以在控制块400的底端和针阀体501的顶端对应设置有至少一个对应且用于穿设或嵌设第二定位销的第二定位销孔。第一定位销孔和第二定位销孔可以组合设置，也可以单独设置，将第一定位销对准第一定位销孔、第二定位销对准第二定位销孔，可以更加准确地实现油路对准，燃油流动更加顺畅。

控制块400中的各个油道等的结构可以为：高压油道401分为相互连通的两段，分别为第一段和第二段，第一段和第二段为同轴阶梯孔，第一段相对于第二段更靠近高压油路103，第一段的孔径大于第二段的孔径。低压油道402为槽状且设置于控制块400的顶端，低压油道402用于将液压 油从出油控制孔404引入低压油路104，开关阀301的底端能够使出油控制孔404与低压油道402断开。中孔405为同轴阶梯孔，中孔405的顶端包括至少两个不同锥度的同轴锥面，分别问第一锥面和第二锥面，第一锥面相对于第二锥面更靠近喷油器本体101，第一锥面的锥度小于第二锥面的锥度，套筒503的顶端与第二锥面贴合密封，此时活塞505的顶端优选为球头，球头可以更好地与第一锥面接触密封。

进油控制孔403包括相互连通的进油段和出油段，进油段和出油段均为倾斜设置且为同轴阶梯孔，进油段与高压油路103连通，出油段与中孔405连通。出油控制孔404包括相互连通的倾斜段和竖向段，倾斜段倾斜设置，竖向段竖向设置，倾斜段与中孔405连通，控制块400的顶部设置有呈十字交叉状的导油槽，竖向段与低压油道402之间通过导油槽连通。

针阀体501的喷油腔508底端设置喷油嘴，当针阀502到达底端时，针阀502的可以将喷油嘴封闭，使其无法喷油。

喷油器组件的具体工作原理为：

工作时，外部高压油从喷油器本体101的上端进入高压油路103内，然后进入控制块400的高压油道401，高压油分为三部分，第一部分高压油通过进油控制孔403进入控制腔600内，第二部分高压油通过高压孔406进入高压腔601内，第三部分高压油直接进入针阀体501的喷油腔508内。

在磁头总成200未通电时，开关阀301在电磁阀弹簧202的作用力下向下向下压紧控制块400，并且开关阀301的底端将出油控制孔404密封，控制腔600内的油料无法进入低压油道402内，此时控制腔600内充满高压油，并且高压腔601内和变压腔602内也充满高压油，活塞505上方受到的液压力和活塞505下方受到的液压力基本相等或完全相等，调压弹簧 504可以推动活塞505向下运动，活塞505压紧针阀体501，针阀体501的喷油嘴被封闭，形成密封结构，喷油器处于关闭状态，喷油器无法喷油。

在该阶段中，由于控制腔600、高压腔601、喷油腔508内的燃油压力相同，燃油在这三部分腔内不再流动，因此可以有效避免静态泄漏。

当磁头总成200通电时，产生的电磁力将吸合开关阀301，使开关阀301向上运动并脱离出油控制孔404，出油控制孔404与低压油道402连通，控制腔600内的高压油可以经由出油控制孔404和低压油道402进入容纳孔105及低压油路104内并经过回油接头102完成回油工作，控制腔600内的高压油被释放，压力降低，变压腔602内充满高压油，因此活塞505受到的向上的液压力大于活塞505受到的向下的液压力，活塞505向上运动，导致变压腔602内的压力降低，喷油腔508内的压力大于变压腔602内的压力，针阀502受到的向上的液压力大于针阀502受到的向下的液压力，因此，针阀502向上运动并使喷油嘴打开，喷油嘴可以正常工作并喷射燃油。

当磁头总成200断电后，电磁力小时，开关阀301在电磁阀弹簧202的作用下向下落座，开关阀301的底部将出油控制孔404密封，控制腔600内的燃油无法从出油控制孔404流出，因此，控制腔600内充满高压油，活塞505向下运动并推动针阀502向下运动，针阀502将喷油嘴封闭，喷油嘴停止喷油。

对应地，本实用新型实施例还提供了一种无静态泄漏低惯量喷油器，该喷油器包括进油接头总成800、接插件900和前面实施例中的喷油器组件，进油接头总成800和接插件900均可以采用现有结构，进油接头总成800与高压油路103连通，进油接头总成800可以向高压油路103内送油，接插件900设置于低压油道402的顶端。

本申请所提到的顶端、底端等方位词可以以说明书附图图1的摆放位置为参照。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。