一种电控喷油器控制阀用柱塞、快速响应电控喷油器控制阀及其控制方法与流程

本发明涉及柴油机燃油喷射系统技术领域，特别是涉及一种电控喷油器控制阀用柱塞、快速响应电控喷油器控制阀及其控制方法。

背景技术：

电控喷油器控制阀为电控喷油器中的核心重要部件，其通过控制腔中燃油压力变化，改变柱塞及其连接件的受力状态，实现燃油喷射的开启和关闭。

目前现有的电控喷油器控制阀结构中，依靠控制腔的高度限制柱塞的最大升程，当柱塞上行达到上止点时，柱塞上表面与控制腔的上表面接触，会对控制腔中的出油节流孔燃油流动产生阻碍，影响控制腔中燃油压力的变化，容易引起柱塞在上止点的震颤。同时，当球阀落座，控制阀中出油节流孔关闭时，控制腔燃油压力升高，该种结构会阻碍燃油压力作用于柱塞的上表面，而造成燃油喷射的关闭延迟，引起燃油喷射脉宽的增加，给电控喷油器与发动机的匹配增加难度。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的柱塞到达上止点发生震颤以及燃油喷射关闭延迟的技术缺陷，而提供一种电控喷油器控制阀用柱塞。

本发明的另一个目的，是提供一种快速响应电控喷油器控制阀。

本发明的另一个目的，是提供上述快速响应电控喷油器控制阀的控制方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种电控喷油器控制阀用柱塞，柱塞本体顶端上表面的中部轴向向下凹陷形成沉孔，顶端上表面的外周形成凸起，所述凸起上设置有一个或多个供高压燃油通过的径向槽，每一所述径向槽与所述沉孔在径向上贯通。

在上述技术方案中，所述径向槽为4个，均匀分布在所述凸起上，相邻径向槽的轴线夹角为90°。

在上述技术方案中，每一所述径向槽在所述柱塞的周向方向上的截面为开口向上的半圆形，所述沉孔的高度等于所述半圆形的半径。

在上述技术方案中，所述沉孔的直径为所述柱塞的直径的70％-95％。

在上述技术方案中，所述柱塞本体的外壁上设置有两个平行的环形槽，每一环形槽为形成在侧壁上的周向槽。

本发明的另一方面，一种快速响应电控喷油器控制阀，包括控制体、上述电控喷油器控制阀用柱塞和球阀；

所述控制体上设置有供高压燃油进入的进油通道、供高压燃油流出的出油通道和用于容纳所述柱塞本体的柱塞腔，所述进油通道和所述出油通道分别与所述柱塞腔连通，所述出油通道中出油节流孔的直径大于所述进油通道中进油节流孔的直径，所述柱塞本体在所述柱塞腔内上下移动，所述球阀位于所述出油通道的顶部且与所述出油通道线密封；

所述柱塞腔包括上下设置的控制腔和柱塞段，所述控制腔的直径大于所述柱塞段的直径，所述柱塞段的直径等于所述柱塞本体的直径，当所述柱塞本体上行至上止点时，所述柱塞本体的端部侧面与所述控制腔内侧壁之间形成空隙。

在上述技术方案中，所述进油通道包括开设在所述控制体侧面上的第一喇叭口和将所述第一喇叭口和所述控制腔径向贯通的进油节流孔。

在上述技术方案中，所述出油通道自上而下依次包括相互连通的第二喇叭口、密封锥面、第一导流段、出油节流孔、第二导流段和第三喇叭口；所述球阀的直径小于所述密封锥面上边缘直径，大于所述第一导流段的直径，所述球阀位于最低端时，与所述密封锥面线密封，所述第三喇叭口开口向下与所述控制腔连通。

在上述技术方案中，所述径向槽的直径大于所述出油节流孔的直径。

本发明的另一方面，上述快速响应电控喷油器控制阀的控制方法，高压燃油通过进油通道进入控制腔，当所述球阀上行时，所述球阀与所述出油通道线密封解除，高压燃油通过出油通道流出，由于所述出油节流孔的直径大于所述进油节流孔的直径，所述控制腔内压力降低，所述柱塞本体上行至上止点，高压燃油依次通过所述径向槽和所述沉孔，后由所述出油通道流出，而不影响所述控制腔内压力的变化；

当所述球阀下行时，所述球阀与所述出油通道线密封建立，所述出油通道关闭，所述控制腔内压力升高，高压燃油压力作用在所述沉孔下表面，驱动所述柱塞本体迅速下行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明提出的电控喷油器控制阀用柱塞，柱塞本体上设置有沉孔和径向槽，使得柱塞本体上行至上止点，高压燃油通过径向槽和沉孔后由出油通道流出，仍能保持高压燃油流通通道顺畅，不影响控制腔内压力的变化，避免柱塞本体到达上止点时发生震颤。同时，由于沉孔的设置增加了柱塞本体上行至上止点时的受力面积。当球阀下行时，高压燃油压力作用在沉孔下表面，柱塞本体迅速下行，避免了燃油喷射关闭延迟。

2.本发明提出的快速响应电控喷油器控制阀，包括控制体、上述电控喷油器控制阀用柱塞和球阀，其中柱塞本体上设置有沉孔和径向槽，使得柱塞本体上行至上止点，高压燃油通过径向槽和沉孔后由出油通道流出，不影响控制腔内压力的变化，避免柱塞本体到达上止点时发生震颤。当球阀下行时，高压燃油压力作用在沉孔下表面，柱塞本体迅速下行，避免了燃油喷射关闭延迟。

附图说明

图1所示为柱塞的上端结构示意图；

图2所示为柱塞的结构示意图；

图3所示为快速响应电控喷油器控制阀的剖面结构示意图；

图4所示为控制体的剖面结构示意图。

图中：1-控制体，1-1-第二喇叭口，1-2-密封锥面，1-3-第一导流段，1-4-出油节流孔，1-5-第二导流段，1-6-第三喇叭口，1-7-控制腔，1-8-柱塞段，1-9-第一喇叭口，1-10-进油节流孔，2-柱塞本体，2-1-径向槽，2-2-沉孔，2-3-环形槽，2-4-凸起，3-球阀。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种快速响应电控喷油器控制阀用柱塞，如图1和图2所示，所述柱塞本体2顶端上表面的中部轴向向下凹陷形成沉孔2-2，顶端上表面的外周形成凸起2-4，所述凸起2-4上设置有一个或多个供高压燃油通过的径向槽2-1，每一所述径向槽2-1与所述沉孔2-2在径向上贯通。

柱塞本体2上设置有沉孔2-2和径向槽2-1，使得柱塞上行至上止点，高压燃油通过径向槽2-1和沉孔2-2后由出油通道流出，不影响控制腔内压力的变化，避免柱塞到达上止点时发生震颤。同时，当球阀下行时，高压燃油压力作用在沉孔下表面，柱塞迅速下行，避免了燃油喷射关闭延迟。

作为优选，所述径向槽2-1为4个，均匀分布在所述凸起2-4上，相邻径向槽2-1的轴线夹角为90°。

作为优选，每一所述径向槽2-1在柱塞的周向方向上的截面为开口向上的半圆形，所述沉孔2-2的高度等于所述半圆形的半径。

作为优选，所述沉孔2-2的直径为所述柱塞本体2的直径的70％-95％，使其具有较大的下表面作为受力面，在燃油压力升高时驱动柱塞本体2迅速下行。

作为优选，所述柱塞本体2的外壁上设置有两个平行的环形槽2-3，每一环形槽2-3为形成在侧壁上的周向槽。该环形槽2-3可以储存控制腔1-7泄露的高压燃油，并在柱塞本体2的外壁与柱塞段1-8内壁形成均匀油膜，减少磨损。

实施例2

一种快速响应电控喷油器控制阀，如图3所示，包括控制体1、实施例1中所述的柱塞本体2和球阀3；

如图4所示，所述控制体1上设置有供高压燃油进入的进油通道、供高压燃油流出的出油通道和用于容纳所述柱塞本体2的柱塞腔，所述柱塞本体2在所述柱塞腔内上下移动，所述球阀3与所述出油通道线密封，所述进油通道和所述出油通道分别与所述柱塞腔连通；

所述柱塞腔包括上下设置的控制腔1-7和柱塞段1-8，所述控制腔1-7的直径大于所述柱塞段1-8的直径，所述柱塞段1-8的直径等于所述柱塞本体2的直径，当所述柱塞本体2上行至上止点时，所述柱塞本体2的端部侧面与所述控制腔1-7内侧壁之间形成空隙，为柱塞本体2上行至上止点时，高压燃油提供流动空间；

所述柱塞本体2顶端上表面中部轴向向下凹陷形成沉孔2-2，所述柱塞本体2顶端径向设置有供高压燃油通过的径向槽2-1，所述径向槽2-1将所述沉孔2-2与所述柱塞本体2外表面径向贯通。

上述快速响应电控喷油器控制阀的控制方法：

高压燃油通过进油通道进入控制腔1-7，当所述球阀3上行时，所述球阀3与所述出油通道线密封解除，高压燃油通过出油通道流出，由于所述出油节流孔1-4的直径大于所述进油节流孔1-10的直径，所述控制腔1-7内压力降低，柱塞本体2上行至上止点，高压燃油通过柱塞本体2的端部侧面与控制腔1-7内侧壁之间的空隙进入所述径向槽2-1和所述沉孔2-2，后由所述出油通道流出，高压燃油流动通道依旧顺畅，而不影响所述控制腔1-7内压力的变化，避免所述柱塞本体2到达上止点时发生震颤；

当所述球阀3下行时，所述球阀3与所述出油通道线密封建立，所述出油通道关闭，所述控制腔1-7内压力升高，高压燃油压力作用在所述沉孔2-2下表面，驱动所述柱塞本体2迅速下行，避免了燃油喷射关闭延迟。

实施例3

本实施例是在实施例1的基础上对进油通道和出油通道的进一步阐述。

具体来说，所述进油通道包括开设在所述控制体1侧面上的第一喇叭口1-9和将所述第一喇叭口1-9和所述控制腔1-7径向贯通的进油节流孔1-10。

具体来说，所述出油通道自上而下依次包括开口向上的第二喇叭口1-1、上大下小的密封锥面1-2、第一导流段1-3、出油节流孔1-4、第二导流段1-5和第三喇叭口1-6；所述球阀3的直径小于所述密封锥面1-2上边缘直径，大于所述第一导流段1-3的直径，即所述密封锥面1-2下边缘直径，所述球阀3与所述密封锥面1-2线密封，所述第三喇叭口1-6开口向下与所述控制腔1-7连通。

具体来说，所述出油节流孔1-4的直径大于所述进油节流孔1-10的直径。当所述球阀3上行时，所述球阀3与所述出油通道线密封解除，高压燃油通过出油通道流出，由于所述出油节流孔1-4的直径大于所述进油节流孔1-10的直径，所述控制腔1-7内压力降低。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。