一种喷油器及共轨燃油喷射系统的制作方法

[0001]
本发明涉及柴油机技术领域，尤其涉及一种喷油器及共轨燃油喷射系统。


背景技术：

[0002]
对于柴油机的共轨燃油喷射系统，为实现柴油机全工况下的更优化运行，需要系统中的喷油器提供尽可能大的燃油喷射压力，以保证共轨燃油喷射系统较优的喷射特性和更优良的柴油机运行工况。
[0003]
然而，更高的燃油喷射压力对共轨燃油喷射系统的要求更高。现有技术中，为满足更高燃油喷射压力的要求，通常需在共轨燃油喷射系统中设置与喷油器相配合的增压机构，以使喷油器可以提供较高的燃油喷射压力，导致共轨燃油喷射系统整体设置较为复杂，成本较高。
[0004]
基于此，亟需一种喷油器及共轨燃油喷射系统，用以解决上述问题。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于提供一种喷油器及共轨燃油喷射系统，无需设置额外的增压机构，通过喷油器自身即可提供较高的燃油喷射压力，可以简化共轨燃油喷射系统的设置，降低成本。
[0006]
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0007]
一种喷油器，包括增压部和喷油部；
[0008]
所述增压部包括增压缸体和活塞，所述活塞可移动地设于所述增压缸体的内腔中，且所述活塞的两端分别与所述增压缸体的内腔的两端配合形成增压进油腔和增压出油腔；
[0009]
所述喷油部包括喷油器体、控制阀和针阀，所述喷油器体上设置有进油口、泄油口和喷油口，沿所述喷油器体的轴向，所述控制阀和所述针阀依次安装在所述喷油器体内，所述针阀的两端分别与所述喷油器体的内壁配合形成控制腔和喷油腔，所述喷油腔在所述喷油器体上形成所述喷油口，所述进油口与所述增压进油腔、所述增压出油腔和所述控制腔三者均连通，所述增压出油腔与所述喷油腔连通，所述控制腔与所述泄油口连通，且在连通所述控制腔与所述泄油口的油路上设有第一通断口，在连通所述进油口与所述增压进油腔的油路上设有第二通断口；
[0010]
所述控制阀包括可移动的控制阀杆和与所述控制阀杆传动连接的驱动机构，所述驱动机构被配置为能够驱动所述控制阀杆移动到第一位置，使所述控制阀杆同时封堵所述第一通断口和所述第二通断口，进而使所述针阀关闭所述喷油口；
[0011]
所述驱动机构还被配置为能够驱动所述控制阀杆移动到第二位置，使所述控制阀杆同时打开所述第一通断口和所述第二通断口，进而使所述针阀打开所述喷油口。
[0012]
可选地，所述控制阀杆的第一端设置有密封阀球，所述控制阀杆的第二端的周向外壁上设置有环槽；
[0013]
所述控制阀杆位于所述第一位置时，所述密封阀球与所述第一通断口抵接以封堵所述第一通断口，所述环槽最多与所述进油口和所述增压进油腔中的一个连通以封堵所述第二通断口；
[0014]
所述控制阀杆位于所述第二位置时，所述密封阀球抬离所述第一通断口以打开所述第一通断口，所述环槽同时与所述进油口和所述增压进油腔连通以打开所述第二通断口。
[0015]
可选地，所述控制阀为电磁阀，沿所述控制阀杆的第二端到所述控制阀杆的第一端的方向，所述驱动机构包括依次设置的压簧、第一复位弹簧、铁芯线圈组件和衔铁；
[0016]
所述压簧设置在所述喷油器体的内壁与所述控制阀杆的第二端的端面之间，所述第一复位弹簧套设在所述控制阀杆外，且所述第一复位弹簧的两端分别与所述控制阀杆和所述喷油器体固定连接，所述铁芯线圈组件固定安装在所述喷油器体内，所述衔铁固定套设在所述控制阀杆外且与所述铁芯线圈组件相对设置；
[0017]
所述铁芯线圈组件未通电时，所述压簧和所述第一复位弹簧提供弹力使所述控制阀杆处于所述第一位置；所述铁芯线圈组件通电时，所述铁芯线圈组件通过所述衔铁带动所述控制阀杆由所述第一位置移动到所述第二位置。
[0018]
可选地，沿所述控制阀杆的第二端到所述控制阀杆的第一端的方向，所述环槽在与所述控制阀杆的轴向相垂直方向上的横截面积逐渐增大。
[0019]
可选地，所述活塞为t形活塞，所述t形活塞的大端为所述活塞的第一端，所述t形活塞的小端为所述活塞的第二端。
[0020]
可选地，在连通所述进油口和所述增压出油腔的油路上设置有单向阀，所述单向阀的进口与所述进油口连通，所述单向阀的出口与所述增压出油腔连通。
[0021]
可选地，所述针阀包括针阀杆，所述针阀杆被配置为能够在所述控制腔内的油压大于所述喷油腔的油压时移动到第三位置，以封堵所述喷油口，所述针阀杆还被配置为能够在所述控制腔的油压小于所述喷油腔的油压时移动到第四位置，以打开所述喷油口。
[0022]
可选地，沿所述喷油器体的轴向，所述控制阀杆、所述控制腔和所述针阀杆依次设置。
[0023]
可选地，所述增压部与所述喷油部固定连接呈一体化结构。
[0024]
本发明还提供了一种共轨燃油喷射系统，其包括如上所述的喷油器，所述共轨燃油喷射系统还包括共轨管，所述共轨管的出口与所述喷油器的所述进油口连通。
[0025]
本发明的有益效果：
[0026]
本发明提供了一种喷油器及共轨燃油喷射系统，当驱动机构驱动阀杆移动到第一位置时，通过阀杆可以堵住第一通断口和第二通断口，从而断开控制腔与泄油口的连接，使控制腔不泄油，同时断开进油口与增压进油腔的连接，不向增压进油腔中进油，最终使控制腔的油压大于喷油腔的油压，针阀关闭喷油口，喷油器不进行喷油工作；
[0027]
当驱动机构驱动阀杆移动到第二位置时，通过阀杆可以打开第一通断口和第二通断口，从而使控制腔与泄油口连通，使控制腔泄油，同时使进油口与增压进油腔连通，进而使活塞运动并将增压出油腔中的油送入喷油腔中，最终使喷油腔的油压大于控制腔的油压，针阀打开喷油口，并实现更高的燃油喷射压力；
[0028]
整体来看，通过喷油器自身即可提供更高的燃油喷射压力，无需设置额外的增压
机构，可以简化共轨燃油喷射系统的设置，降低成本。
附图说明
[0029]
图1是本发明实施例提供的喷油器的整体结构示意图；
[0030]
图2是本发明实施例提供的控制阀杆处于第一位置时喷油器中第一通断口处的局部结构示意图；
[0031]
图3是本发明实施例提供的控制阀杆处于第二位置时喷油器中第一通断口处的局部结构示意图；
[0032]
图4是本发明实施例提供的控制阀杆处于第一位置时喷油器中第二通断口处的局部结构示意图；
[0033]
图5是本发明实施例提供的控制阀杆处于第二位置时喷油器中第二通断口处的局部结构示意图。
[0034]
图中：
[0035]
1、增压部；11、增压缸体；12、活塞；13、增压进油腔；14、增压出油腔；
[0036]
2、喷油部；21、喷油器体；211、进油口；212、泄油口；213、喷油口；214、控制腔；215、喷油腔；216、第一通断口；217、第二通断口；218、第一油路；219、第二油路；22、控制阀；221、控制阀杆；2211、密封阀球；2212、环槽；222、压簧；223、第一复位弹簧；224、铁芯线圈组件；2241、铁芯；2242、电磁线圈；225、衔铁；23、针阀；231、针阀杆；232、第二复位弹簧；24、单向阀。
具体实施方式
[0037]
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0038]
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。
[0039]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0040]
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
[0041]
本实施例提供了一种喷油器，如图1-图5所示，该喷油器包括增压部1和喷油部2。
其中，增压部1包括增压缸体11和活塞12，活塞12可移动地设于增压缸体11的内腔中，且活塞12的两端分别与增压缸体11的内腔的两端配合形成增压进油腔13和增压出油腔14。
[0042]
喷油部2包括喷油器体21、控制阀22和针阀23。在喷油器体21上设置有进油口211、泄油口212和喷油口213，沿喷油器体21的轴向，控制阀22和针阀23依次安装在喷油器体21内，针阀23的两端分别与喷油器体21的内壁配合形成控制腔214和喷油腔215，喷油腔215在喷油器体21上形成喷油口213。进油口211与增压进油腔13、增压出油腔14和控制腔214三者均连通，增压出油腔14与喷油腔215连通，控制腔214与泄油口212连通，且在连通控制腔214与泄油口212的油路上设有第一通断口216，在连通进油口211与增压进油腔13的油路上设有第二通断口217。
[0043]
控制阀22包括可移动的控制阀杆221和与控制阀杆221传动连接的驱动机构，驱动机构能够驱动控制阀杆221移动到第一位置，使控制阀杆221同时封堵第一通断口216和第二通断口217，进而使针阀23关闭喷油口213。驱动机构还能够驱动控制阀杆221移动到第二位置，使控制阀杆221同时打开第一通断口216和第二通断口217，进而使针阀23打开喷油口213。
[0044]
按以上设置，当驱动机构驱动阀杆移动到第一位置时，通过阀杆可以堵住第一通断口216，从而断开控制腔214与泄油口212的连接，使控制腔214不泄油；同时，通过阀杆可以堵住第二通断口217，断开进油口211与增压进油腔13的连接，从而不会向增压进油腔13中进油，活塞12不工作。此时，控制腔214内的油压会大于喷油腔215内的油压，从而可使针阀23关闭喷油口213，喷油器不进行喷油工作。
[0045]
当驱动机构驱动阀杆移动到第二位置时，通过阀杆可以打开第一通断口216，从而使控制腔214与泄油口212连通，使控制腔214泄油；同时，通过阀杆还可以打开第二通断口217，使进油口211与增压进油腔13连通，进而使活塞12工作并将增压出油腔14中的油送入喷油腔215中，对喷油腔215增压。此时，喷油腔215内的油压会大于控制腔214内的油压，从而可使针阀23打开喷油口213，实现更高的燃油喷射压力。
[0046]
整体来看，通过喷油器自身即可提供更高的燃油喷射压力，无需再在共轨燃油系统中设置额外的增压机构，也实现了喷油规律的循环可变，最终可以简化共轨燃油喷射系统的设置，降低成本。
[0047]
本实施例中，增压部1和喷油部2固定连接呈一体化结构，使得整体结构更加紧凑，可以节省安装空间。进一步地，增压部1和喷油器体21同轴设置，以利于油路排布。
[0048]
下面，对该喷油器中各零部件的具体结构进行介绍。
[0049]
可选地，如图1所示，活塞12为t形活塞。其中，t形活塞的大端为活塞12的第一端，t形活塞的小端为活塞12的第二端，从而可在增压出油腔14内产生更高的油压，最终能够进一步提高燃油喷射压力。由于t形活塞的具体结构为现有技术，所以在此不再赘述。
[0050]
可选地，在连通进油口211和增压出油腔14的油路上还设置有单向阀24。其中，单向阀24的进口与进油口211连通，单向阀24的出口与增压出油腔14连通。按此，在通过增压部1进行增压的过程中，可避免增压进油腔13中的燃油回流，保证了增压过程的稳定可靠。
[0051]
可选地，控制阀22为电磁阀。沿控制阀杆221的第二端到控制阀杆221的第一端的方向，驱动机构包括依次设置的压簧222、第一复位弹簧223、铁芯线圈组件224和衔铁225。其中，压簧222设置在喷油器体21的内壁与控制阀杆221的第二端的端面之间。第一复位弹
簧223套设在控制阀杆221外，且第一复位弹簧223的两端分别与控制阀杆221和喷油器体21固定连接。铁芯线圈组件224固定安装在喷油器体21内。衔铁225固定套设在控制阀杆221外且与铁芯线圈组件224相对设置。本实施例中，铁芯线圈组件224包括铁芯2241和绕设在铁芯2241外的电磁线圈2242。
[0052]
当铁芯线圈组件224未通电时，电磁线圈2242不产生磁力，压簧222和第一复位弹簧223提供弹力使控制阀杆221处于第一位置。反之，当铁芯线圈组件224通电时，电磁线圈2242产生磁力并吸合衔铁225，从而通过衔铁225带动控制阀杆221克服压簧222和第一复位弹簧223的弹力进行移动，使控制阀杆221由第一位置移动到第二位置。进一步可以理解的是，当铁芯线圈组件224再次断电时，通过压簧222和第一复位弹簧223可以使控制阀杆221复位。
[0053]
以图1所示方向为例，本实施例中，控制阀杆221的下端为控制阀杆221的第一端，控制阀杆221的上端为控制阀杆221的第二端。控制阀杆221由第一位置移动到第二位置的过程为控制阀杆221上移的过程。
[0054]
可选地，以控制阀杆221的具体结构而言，在控制阀杆221的第一端设置有密封阀球2211用以控制第一通断口216的启闭，在控制阀杆221的第二端的周向外壁上设置有环槽2212用以控制第二通断口217的启闭。
[0055]
如图2和图3所示，当控制阀杆221位于第一位置时，密封阀球2211与第一通断口216抵接以封堵第一通断口216；当控制阀杆221位于第二位置时，密封阀球2211抬离第一通断口216以打开第一通断口216。本实施例中，第一通断口216为锥形口，密封阀球2211能够抵接在该锥形口的锥面上，封堵该锥形口，保证密封可靠。
[0056]
进一步地，当控制阀杆221位于第一位置时，环槽2212最多与进油口211和增压进油腔13中的一个连通以封堵第二通断口217；当控制阀杆221位于第二位置时，环槽2212同时与进油口211和增压进油腔13连通以打开第二通断口217。
[0057]
本实施例中，如图4和图5所示，在喷油器体21中，第二通断口217与进油口211之间形成第一油路218，第二通断口217与增压进油腔13之间形成第二油路219。当控制阀杆221处于第一位置时，环槽2212与第一油路218连通且不与第二油路219连通，从而关闭第二通断口217。当控制阀杆221移动到第二位置时，环槽2212同时与第一油路218和第二油路219连通，从而打开第二通断口217。
[0058]
此外，从整体可以理解，该控制阀22为两位三通的电磁阀。
[0059]
进一步地，沿控制阀杆221的第二端到控制阀杆221的第一端的方向，环槽2212在与控制阀杆221的轴向相垂直方向上的横截面积逐渐增大。按此设置，可使得环槽2212下端的燃油作用面积大于环槽2212上端的燃油作用面积，从而能够使得需供给控制阀杆221以关闭第一通断口216的弹力(由压簧222和复位弹簧提供的弹力)更小，进而使得打开第一通断口216时所需的电磁力(该电磁力用于带动控制阀杆221克服前述弹力进行移动)也更小。作为结果，可以减小该控制阀22的体积，节省安装空间，为喷油器更灵巧的设计提供了可能，也为实现更大的燃油喷油压力提供了可能。
[0060]
可选地，针阀23包括针阀杆231。当控制腔214内的油压大于喷油腔215内的油压时，针阀杆231会移动到第三位置，以封堵喷油口213。当控制腔214内的油压小于喷油腔215内的油压时，针阀杆231会移动到第四位置，以打开喷油口213。本实施例中，针阀杆231由第
三位置移动到第四位置为针阀杆231上移的过程。
[0061]
进一步地，在针阀杆231外还套设有第二复位弹簧232，第二复位弹簧232的两端分别与针阀杆231和喷油器体21固定连接。第二复位弹簧232可为针阀杆231提供弹力，使针阀杆231下端抵紧喷油口213，实现对喷油口213的封堵。
[0062]
更具体地，以图1所示为例，当控制腔214内的油压和第二复位弹簧232的弹力之和大于喷油腔215内的油压时，针阀杆231会处于第三位置，将喷油口213关闭；当控制腔214内的油压和第二复位弹簧232的弹力之和小于喷油腔215内的油压时，针阀杆231能够上移到第四位置，从而将喷油口213打开。
[0063]
本实施例中，沿喷油器体21的轴向，控制阀杆221、控制腔214和针阀杆231依次设置，以使得整体结构紧凑，并便于布置油路。
[0064]
本发明还提供了一种共轨燃油喷射系统，其包括如上所述的喷油器。进一步地，该共轨燃油喷射系统还包括共轨管，共轨管的出口与喷油器的进油口211连通，以为喷油器供油。由于共轨管的结构为现有技术，所以在此不再赘述。
[0065]
综上，本发明提供了一种喷油器及燃油喷射系统，其具有以下优点：
[0066]
(1)集燃油增压与燃油喷射于一体，通过增压部1、控制阀22和针阀23等的联合作用可获得更高的燃油喷射压力，实现喷油规律的循环可变，同时简化了共轨燃油喷射系统的设置，降低了成本；
[0067]
(2)通过将环槽2212设为变截面结构，使其下端横截面积大于其上端横截面积，可减小控制阀22在工作过程中所需提供的电磁力，从而减小了控制阀22的体积，节约了安装空间，为喷油器的灵巧设计提供了更多可能。
[0068]
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。