一种带液力反馈的微动态回油电控喷油器的制作方法

本发明涉及的是一种发动机喷油装置。

背景技术：

目前，采用的高速电磁阀喷油器具有系统响应快，控制精度高，具有灵活的控制策略和可靠的工作性能等优点。但鉴于排放法规要求的逐步提升，这种电控喷油器存在着大量需要改善和提升的地方：首先，喷油器为保证正常的喷射过程，其出油节流孔孔径需大于进油节流孔孔径，而想要进一步提高针阀落座响应特性则需要加大进油节流孔孔径，但这样会使得动态回油量增加，造成能量损失。反之，若为了减小动态回油量而减小出油节流孔孔径则会使得控制腔建压速度变慢，致使针阀落座延迟。其次，喷油器中的控制柱塞偶件和针阀偶件的轴向密封面存在静态泄漏，使得系统液压效率降低，并限制了喷油器压力的进一步提升。此外，在喷油器大油量喷射时，高压共轨内的油压会剧烈波动，降低了各缸喷油过程的一致性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供动态回油量小，能实现可变喷油规律和无静态泄漏功能的一种带液力反馈的微动态回油电控喷油器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种带液力反馈的微动态回油电控喷油器，其特征是：包括喷油器头、喷油器体、限流阀组件、电磁阀组件、针阀组件、下行高压油路，喷油器头安装在喷油器体上方，喷油器头内部设置主进油孔，喷油器体内部设置蓄压腔，主进油孔与蓄压腔相通，限流阀组件设置在蓄压腔里，喷油器体下端依次安装电磁阀组件、针阀组件，紧帽位于电磁阀组件、针阀组件外部，紧帽的上端通过螺纹连接的方式与喷油器体下端部相连；

所述限流阀组件包括限位弹簧座、限流活塞、球阀复位弹簧座、支撑滑块，限位弹簧座、限流活塞、球阀复位弹簧座自上而下布置，限位弹簧座与限流活塞之间安装阻尼弹簧，支撑滑块安装在球阀复位弹簧座里，支撑滑块的上端与限流活塞之间设置球阀，支撑滑块的下端与其下方的球阀复位弹簧座之间安装球阀复位弹簧，限流活塞里设置活塞盲孔和限流孔，支撑滑块里设置轴向中心通孔，球阀复位弹簧座与其下方的喷油器体之间设置过渡油腔，活塞盲孔连通蓄压腔和限流孔，限流孔与轴向中心通孔在球阀的控制下连通或断开，轴向中心通孔与过渡油腔连通；

所述电磁阀组件包括电磁铁、线圈、衔铁、平衡阀杆、阀座、中间块，电磁铁上缠绕线圈，电磁铁上方设置电磁阀复位弹簧座，电磁铁下方设置衔铁，衔铁与电磁阀复位弹簧座之间设置电磁阀复位弹簧，平衡阀杆位于阀座里，平衡阀杆上端部与衔铁固连，中间块设置在阀座下方，平衡阀杆的中部与阀座之间形成平衡阀杆上腔，平衡阀杆的下端部、阀座以及中间块之间形成油腔，阀座里设置进油节流孔，中间块里设置回油孔、中间油道、液力反馈油道，进油节流孔连通平衡阀杆上腔，中间油道和液力反馈油道分别连通油腔，回油孔在平衡阀杆的控制下与中间油道和油箱连通或断开；

所述针阀组件包括针阀限位套、喷嘴、针阀体，针阀限位套位于喷嘴里，针阀体的上部分位于针阀限位套里，针阀体的下部分位于喷嘴里，针阀体上方与针阀限位套之间形成控制腔，针阀限位套上设置凸起，凸起位于控制腔处，针阀体与凸起之间设置针阀复位弹簧，控制腔与中间油道相通，针阀体与喷嘴之间形成盛油槽，喷嘴端部设置喷孔；

下行高压油路的上端连通过渡油腔，经喷油器体、阀座、中间块、喷嘴连通盛油槽，进油节流孔和液力反馈油道分别连通下行高压油路。

本发明还可以包括：

1、喷孔喷油时，过渡油腔的燃油压力下降，限流活塞、球阀、支撑滑块整体向下位移，且球阀未落座在球阀复位弹簧座上，限流孔与轴向中心通孔相通；当喷孔流出的燃油质量超过阈值时，限流活塞压紧球阀并使其落座于球阀复位弹簧座，限流孔与轴向中心通孔断开；喷孔停止喷油时，在球阀复位弹簧的作用下，限流活塞、球阀和支撑滑块整体恢复到初始位置。

2、线圈通电时，平衡阀杆向上运动，平衡阀杆上腔与油腔为断开状态，回油孔与油箱为连通状态，控制腔内的燃油通过中间油道和回油孔回油至油箱，针阀体向上抬起，喷孔开启喷油；线圈断电后，平衡阀杆在电磁阀复位弹簧的作用向下运动，被压在中间块上端面上，平衡阀杆上腔与油腔连通，回油孔与油箱断开，同时下行高压油路里的燃油一方面经进油节流孔、平衡阀杆上腔、油腔、中间油道进入控制腔，另一方面经液力反馈油道、油腔、中间油道进入控制腔。

本发明的优势在于：本发明采用了蓄压腔结构，在大喷油量的条件下，保证喷油器的喷油过程的持续进行不会对共轨燃油压力造成较大波动而导致其他喷油器喷油过程受到影响。本发明采用限流阀组件，有效地减少了异常喷油状况的发生，保证正常稳定的喷油过程。喷油器采用电磁阀控制平衡阀杆来调节回油油路的开关，提高了控制精度和灵活度，有效的改善了整个柴油机的排放，并提高了燃油的经济性。喷油器的平衡阀杆采用两位三通的形式，可实现锥面、平面的两路密封，减少动态回油量。平衡阀杆锥面处的环状节流带和进油节流孔与液力反馈油道配合实现了可变的喷油规律，并加快了针阀落座响应。而喷油器内部无静态压力差，保证了喷油器能实现静态无泄漏的功能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为限流阀组件示意图；

图3为电磁阀组件示意图；

图4为A-A视图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1-4，本发明一种带液力反馈的微动态回油电控喷油器主要结构包括喷油器头1、喷油器体14、限流阀组件3、电磁阀组件13、紧帽5、针阀限位套11、喷嘴7、针阀体8。喷油器头1同喷油器体14通过螺纹进行配合连接，并用放置在喷油器体14上的密封圈15进行密封。喷油器头1上的主进油孔16同喷油器体14内的蓄压腔2连通。喷油器体14下方是电磁阀组件13、喷嘴7和针阀体8，三者通过紧帽5装配连接。限流阀组件3放置在喷油器体14内部，其结构主要包括挡圈17、限位弹簧座28、阻尼弹簧18、限流活塞19、球阀26、支撑滑块21、球阀复位弹簧22、球阀复位弹簧座24。限流活塞19上加工了限流孔20以及活塞盲孔27，支撑滑块21加工有轴向中心通孔25，保证燃油能通往下方油路。喷油器体14的底部和喷嘴7的上部之间设置了电磁阀组件13，主要结构包括电磁阀复位弹簧29、电磁阀复位弹簧座42、线圈30、电磁铁41、衔铁40、阀座31、中间块37、平衡阀杆39。衔铁40和平衡阀杆39组合放置在阀座31内，并在阀座31内加工进油节流孔32。中间块37内加工有液力反馈油路33、回油孔35和中间油道36等，并同针阀限位套11和针阀体8形成控制腔6。

图1为本发明总体示意图，在喷油器头1上加工有主进油孔16，由高压油管输送的高压燃油通过主进油孔16进入喷油器内部。喷油器头1与喷油器体14通过螺纹线进行装配，两者之间有密封圈15进行密封。主进油孔16和蓄压腔2连通。处于蓄压腔2中的燃油会向下经过限流阀组件3。燃油从限流阀组件3流出后通过下行高压油路4进入控制腔6和盛油槽10。喷油器体14下部和喷嘴7之间装配有电磁阀组件13。电磁阀组件13内利用电磁力控制衔铁40和平衡阀杆39的抬起和落座。当平衡阀杆39的向上抬起时，回油孔35开启，控制腔6的燃油流经中间油道36进入油腔33，通过回油孔35泄去。在平衡阀杆39抬起的过程中，一小部分燃油会通过进油节流孔32进入油腔33并泄到低压油箱中去。这个动态回油量相比于两位两通阀的动态回油量要低。随着控制腔6燃油压力下降，同盛油槽10形成燃油压差，使得针阀体8克服针阀复位弹簧12的弹簧预紧力抬起，喷油开始。其中由针阀限位套11限制针阀体8的位移。当平衡阀杆39向下落座时，回油孔35关闭，燃油会通过进油节流孔32和液力反馈油道34，流经平衡阀杆39、油腔33和中间油道36进入控制腔6，使得控制腔6建压，针阀体8在针阀复位弹簧12的弹簧预紧力下落座，喷油过程结束。在喷嘴7内放置有被针阀复位弹簧12压紧的针阀体8，如图4为针阀体8的截面A-A放大图。针阀体8的弧形面可以很好的起到导向作用。喷嘴7内部无静态压力差，保证喷油器的无静态泄漏的特性。喷嘴7和电磁阀组件13均放置在紧帽5内，再通过螺纹线和喷油器体14紧固。

图2为本发明限流阀组件部分结构示意图。限流阀组件3主要包括挡圈17、限位弹簧座28、阻尼弹簧18、限流活塞19、球阀26、支撑滑块21、球阀复位弹簧22、球阀复位弹簧座24等。整个限流阀组件3通过蓄压腔2安置在喷油器体14内部，并由挡圈17对其进行限位。限位弹簧座28和挡圈17配合，一方面作为阻尼弹簧18的弹簧座，另一方面对限流活塞19的最大位移起到限制作用。受阻尼弹簧18和球阀复位弹簧22的弹簧预紧力，球阀26同限流活塞19的下端面和支撑滑块21的上端面配合。球阀复位弹簧座24受球阀复位弹簧22的弹簧力，被压紧在底部，其上部变截面处是球阀26的落座面。燃油由蓄压腔2进入限流活塞19内的活塞盲孔27，再通过限流孔20进入支撑滑块21的轴向中心通孔25。由轴向中心通孔25流出的燃油经过下行高压油路4通往下方油路。当喷油器正常喷油时，喷孔9喷出燃油，过渡油腔23内的燃油压力下降。由于限流孔20对燃油的节流作用，限流活塞19内的活塞盲孔27和蓄压腔2内的燃油压力较大，同过渡油腔23形成压差，使得限流活塞19、球阀26和支撑滑块21向下位移，对喷油器喷射的燃油进行补偿，但不会使得球阀26落座在球阀复位弹簧座24上。喷油结束时，随着燃油流过限流孔20，限流活塞19上下压差逐渐减小，在球阀复位弹簧力的作用下，限流活塞19、球阀26和支撑滑块21回复至原位。当喷孔9持续不断的喷射燃油，流出的燃油质量超过阈值，喷油器出现异常工作状态时，由于喷孔9喷射的燃油的流量大，流速快，使得限流活塞19的下方过渡油腔23的油压迅速下降，形成上下压差，导致限流活塞19压紧球阀26落座在球阀复位弹簧座24上，阻止燃油流通。由于缺乏燃油供给，喷油器停止工作，阻止了异常喷油的持续进行。

图3为本发明电磁阀组件部分结构示意图。电磁阀组件13主要包括电磁阀复位弹簧座42、电磁阀复位弹簧29、线圈30、电磁铁41、衔铁40、平衡阀杆39、阀座31、中间块37。电磁阀复位弹簧座42、电磁阀复位弹簧29、线圈30和电磁铁41内置在喷油器体14内部，其中电磁阀复位弹簧座42通过螺纹紧固在电磁阀最顶端。电磁阀复位弹簧座42和衔铁40之间是电磁阀复位弹簧29。衔铁40和平衡阀杆39放置在处于喷油器体14下方的阀座31内部。在下方同阀座31结合的部件是中间块37。整个电磁阀采用的是两位三通阀的形式。喷油器不工作时，平衡阀杆39的锥面和阀座31的锥形结合面之间存在环状节流带38。当喷油器开始喷油时，电磁阀的线圈30通电，同电磁铁41和衔铁40形成磁回路，产生电磁力，吸引平衡阀杆39向上运动。记环状节流带38的当量流通面积为A1，进油节流孔32的有效流通面积为A2，且在喷油器不工作平衡阀杆39紧压在中间块上端面时，A1大于A2。平衡阀杆39在向上运动的过程中，环状节流带38的节流面积A1会不断减小直至为0。当A1大于A2时，其节流效果主要靠进油节流孔32实现，控制腔6的泄压速度固定；当A1小于A2时，节流效果主要靠环状节流带38实现，随着环状节流带38的节流面积A1不断减小，节流效果会越来越明显，控制腔6通过中间油道36的泄压速度会越来越快，喷油速率会逐步提升；当平衡阀杆39运动至完全和阀座31锥面配合后，进油节流孔32不再进油，控制腔6的泄油速度达到最大，喷油速率达到最大。整个喷油过程中，一直有高压燃油通过液力反馈油道34进入由阀座31和平衡阀杆39构成的油腔33，减缓了油腔33和控制腔6的泄油速率，使得控制腔6的在喷油初期的压降变小变缓，减小了氮氧化物的产生。而在喷油结束时液力反馈油道34会加快控制腔6的建压速度，提高了针阀体8的落座响应。

由上述工作过程可知，本发明一种带液力反馈的微动态回油电控喷油器的喷油过程中，采用了两位三通阀的形式，通过由电磁阀平衡阀杆39处和中间块37内部的进油，减少了喷油过程中的燃油动态回油量。整个喷油过程采用电磁阀控制，利用电磁力带动平衡阀杆39的运动，实现了对喷油过程响应速度快，控制精度高，可变喷油规律的要求。平衡阀杆锥面处的环状节流带38和进油节流孔32与液力反馈油道34配合实现了喷油开始时由慢到快的可变喷油规律，并加快了针阀落座响应。喷油器体14内置限流阀组件3，阻止了异常喷油状态的持续进行，保证工作过程的稳定性。本发明应用于共轨系统上时，在大油量喷射状态下，采用蓄压腔2能有效减小共轨压力波动，从而减少了各缸喷油过程的均匀性和稳定性下降现象的发生。