一种满足gdi发动机高压油泵低nvh噪音的组合式阻尼结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种满足汽油直接喷射式发动机高压油泵低NVH噪音的组合式阻尼结构，包括阀芯、阻尼片、阀杆和阀支撑座；所述阀芯上分布有过流孔，阀芯固定在阀杆一端，阀杆另一端与阀支撑座的中心孔配合。所述阀芯上固定有阻尼片，阻尼片上分布有节流孔，节流孔与阀芯上的过流孔正对，并且孔径小于过流孔；阀芯、阻尼片与阀杆同步运动，通过节流孔的节流作用，降低阀杆的运动速度，阀支撑座限制阀杆的沿其中心孔轴心线方向运动。本发明巧妙地利用小孔节流原理实现高压油泵内部阀芯与阀杆组成的运动组件的减速制动功能，从产生噪音的源头出发降低高压油泵产生的高频且刺耳的撞击噪音，且较好地满足发动机NVH噪音的设计标准。
【专利说明】
一种满足GD I发动机高压油泵低NVH噪音的组合式阻尼结构
技术领域
[0001]本发明属于发动机高压油栗领域，具体涉及高压油栗电磁阀的组合式阻尼结构。
【背景技术】
[0002]为适应日趋严格的国家油耗、排放等法规要求，迫切需要开发低油耗、满足更高排放标准的发动机，一种提高发动机的燃油喷射压力、缸内直接喷射的缸内GDI (汽油直接喷射式)技术被国际国内厂商普遍采用，在降低发动机的燃油消耗的同时，也能满足更高排放法规的要求。缸内GDI技术的应用，在给人们创造更高价值的同时，也给厂商带来更大难题。
[0003]采用缸内直喷技术后，将发动机的燃油喷射压力显著提升，改善燃油雾化效果，降低整机排放，降低燃油消耗，但也同时出现了高压油栗的噪音的问题。发动机的高压油栗总成结构如图6所示，由电磁阀、安装法兰6、进油腔9、出油阀结构8、高压腔结构7和柱塞结构等部分组成。高压油栗总成工作原理是通过凸轮轴的旋转驱动高压腔结构的柱塞向上运动，压缩高压腔内的燃油质量，最高可以将燃油压力提高至49倍，压缩后的燃油，靠压力差，推动出油阀结构，高压燃油流出，反之，则出油阀关闭。高压油栗的进油是通过电池阀控制，电池阀中设置有阀组件10，通常的阀组件是由阀芯1、阀杆3和阀支撑座4组成，如图7所指，其工作原理是:正常工作过程，在电磁力的作用下，阀芯I与阀杆3组成的运动组件向背离阀支撑座4方向运动，保持快速响应。在断开电磁力的情况下，阀芯I与阀杆3组成的运动组件在弹簧力的作用下向阀支撑座4方向运动，燃油流过阀芯I上的过流孔1-2，但由于该孔的过流截面较大，几乎无节流作用，阀杆3以较大的动能撞击阀支承座4，因而产生高频且刺耳的噪音。该噪音在整车怠速工况下可以被明显的感知，严重影响汽车驾驶的整体舒适性。
[0004]因此，如何降低该机型高压油栗的噪音，已成为亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术存在的不足，提供一种电磁阀的组合式阻尼结构，降低GDI发动机高压油栗的噪音。
[0006]本发明的技术方案如下:
一种满足GDI发动机高压油栗低NVH噪音的组合式阻尼结构，包括阀芯、阻尼片、阀杆和阀支撑座。所述阀芯上分布有过流孔，阀芯固定在阀杆一端，阀杆另一端与阀支撑座的中心孔配合。所述阀芯上固定有阻尼片，阻尼片上分布有节流孔，节流孔与阀芯上的过流孔正对，并且孔径小于过流孔的孔径；阀芯、阻尼片与阀杆同步运动，通过节流孔的节流作用，降低阀杆的运动速度，阀支撑座限制阀杆的沿其中心孔轴心线方向运动。
[0007]本发明应用于高压油栗总成的电磁阀内部，是对阀组件的改进，其工作原理如下:正常工作过程，组合式阻尼结构处在一个充满与低压油路相同压力(一般低压油路压力在3.5Bar?6.SBar之间)的燃油封闭腔内。在电磁力的作用下，阀芯、阻尼片、阀杆组成的运动组件向背离阀支撑座方向运动，保持快速响应。在断开电磁力的情况下，阀芯、阻尼片、阀杆组成的运动组件受弹簧力的作用向阀支撑座方向运动，由于燃油流过阻尼片上节流孔，且该节流孔的过流截面很小，会在节流孔前后产生压差，阻尼片在压差的作用下与阀芯的过流孔紧密贴合，燃油仅从阻尼片上节流孔流出，使得阀芯、阻尼片、阀杆组成的运动组件受到一个与运动方向相反的反作用力，从而减少了运动组件撞击阀支撑座的动能，因而降低了高压油栗的NVH噪音。
[0008]进一步，所述阻尼片盖在阀芯上，两者通过边缘高强度固定，这样阻尼片和阀芯在中间的主要部分是没有连接的，阻尼片可以在流体的压力下向两侧运动，与阀芯紧贴起到阻尼效果，或者远离阀芯不影响过流孔的过流。
[0009]进一步，所述阻尼片上除设置和支撑节流孔以外的区域为镂空结构。这样，在阻尼片在流体的压力下向远离阀片方向运动后，可以为流体经过阀片留出足够的空间。
[0010]进一步，为了更好地实现阻尼片的阻尼效果，所述设置和支撑节流孔的区域为叶片状，叶片上分别设置节流孔，叶片与阻尼片外圈连接，在阻尼片外圈内均匀分布。
[0011]本发明进一步提供一种发动机高压油栗，所述高压油栗的进油腔中设置电磁阀，电磁阀采用上述的组合式阻尼结构，组合式阻尼结构的阀芯受电磁线圈的控制，并由复位弹簧带动复位;组合式阻尼结构的阀杆的轴颈穿过阀支撑座的中心孔，端部固定阀片，通过阀杆带动阀片移动，关闭和打开阀支撑座上的进油通道，实现与高压腔的通断。
[0012]本发明的优点在于巧妙地利用小孔节流原理实现高压油栗内部阀芯与阀杆组成的运动组件的减速制动功能，从产生噪音的源头出发降低高压油栗产生的高频且刺耳的撞击噪音，且较好地满足发动机NVH噪音的设计标准。另外，组合式阻尼结构设计也可以减轻高压油栗重量，减少高压油栗总成的设计成本投入，符合发动机的轻量化设计的趋势。
【附图说明】
[0013]图1为本发明组合式阻尼结构的一种结构示意图。
[0014]图2为本发明阀芯的一种结构示意图。
[0015]图3为本发明阻尼片的一种结构示意图。
[0016]图4为本发明阀杆的一种结构示意图。
[0017]图5为本发明阀支撑座的一种结构示意图。
[0018]图6为高压油栗总成的剖面结构示意图。
[0019]图7为本发明实施前高压油栗无阻尼片的工作原理示意图。
[0020]图8为本发明实施后高压油栗组合式阻尼结构的工作原理示意图。
[0021 ] 1-阀芯;2-阻尼片;3-阀杆;4-阀支撑座;5-阀片;6_安装法兰;7_高压腔结构;8_出油阀结构;9-进油腔;I O-阀组件。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
如图1，本发明要求保护的组合式阻尼结构包括阀芯1、阻尼片2、阀杆3和阀支撑座4。
[0023]如图2所示，阀芯I为圆柱体结构，外径Φ 20mm，其中心有I个外径Φ 12mm中心孔1-1，围绕中心孔轴心线1-3均匀分布有8个外径Φ3πιπι的过流孔1-2，中心孔1-1与过流孔1-2的直径尺寸按照4:1的比例关系设计。
[0024]如图3所示，阻尼片2为圆柱体结构，外径Φ20πιπι，其在外圈内分布有8个围绕中心轴均勾分布的带节流孔的叶片2-1，节流孔2-2外径Φ 1mm，阻尼片2上的节流孔2-2与阀芯I上的过流孔1-2同轴心，且阻尼片2上节流孔2-2直径远小于阀芯I的过流孔1-2直径。
[0025]如图4所示，阀杆3为不规则圆柱体结构，一端固定阀芯I和阻尼片2，另一端与阀支撑座4的中心孔配合。阀杆3的轴心3-3与阀芯中心孔轴心1-3同轴，其装配平面3-1、3-2与阀片上下面1-4、1-5相配合。如图5所示，阀支撑座4为一圆柱体结构，其中心是与阀杆3配合的中心孔4-3，周边分布有进油通道4-4。阀杆3另一端的轴颈3-5与阀支撑座4的中心孔4-3间隙配合，两者之间靠阀杆轴颈的台阶面3-4定位，且阀杆轴心3-3与支撑座中心孔轴心4-2同轴，阀杆轴颈的台阶面3-4与阀支持座下表面4-1接触，也是容易产生碰撞噪音的位置。
[0026]以上组合式阻尼器结构的装配结构见图1，阀芯1、阻尼片2、阀杆3、阀支撑座4同轴心。阀芯I和阻尼片2通过阻尼片的外圈2-3高强度焊接为一体，然后再通过热处理工艺装配在阀杆3上，两者之间为过盈配合，不发生相对运动。阀支撑座4的中心孔4-3与阀杆3的轴颈3-5间隙配合，阀杆3的轴颈3-5在阀支承座4的中心孔4-3中沿阀杆轴心线3-3方向左右运动。阻尼片的节流孔2-2与阀芯I的过流孔1-2配合，限制阀杆3的沿其中心孔轴心线方向运动。
[0027]参见图8，以上组合式阻尼器结构应用在GDI发动机的高压油栗中，高压油栗的进油腔中设置电磁阀，电磁阀的阀组件10采用以上组合式阻尼结构，组合式阻尼结构的阀芯I是受电磁线圈的控制，并由复位弹簧带动复位;组合式阻尼结构的阀杆的轴颈3-5穿过阀支撑座4的中心孔，端部固定阀片5。当电磁阀工作时，阀芯I是受电磁线圈控制被吸合，即向背离阀支撑座4方向运动，保持快速响应，阀片5关闭阀支撑座4上的进油通道4-4。在断开电磁力的情况下，阀芯1、阻尼片2、阀杆3组成的运动组件受弹簧力的作用向阀支撑座4方向运动，通过阀杆3带动阀片5移动，打开阀支撑座4上的进油通道4-4，实现与高压腔的连通。由于燃油流过阻尼片2上有节流孔，且该节流孔的过流截面很小，会在节流孔前后产生压差，阻尼片2在压差的作用下与阀芯I的过流孔紧密贴合，燃油仅从阻尼片上节流孔流出，使得阀芯、阻尼片、阀杆组成的运动组件受到一个与运动方向相反的反作用力，从而减少了运动组件撞击阀支撑座的动能，因而降低高压油栗的NVH噪音。
[0028]当然，根据具体情况，以上阀片、阻尼片、阀杆的大小，中心孔和过流孔的孔径也可以是其它尺寸，过流孔的分布可以是3个、4个、5个、6个等其他数量，这些选择都具有同样的效果。
【主权项】
1.一种满足GDI发动机高压油栗低NVH噪音的组合式阻尼结构，包括阀芯(I)、阻尼片(2)、阀杆(3 )和阀支撑座(4);所述阀芯(I)上分布有过流孔(1-2 )，阀芯(I)固定在阀杆(3 )一端，阀杆(3)另一端与阀支撑座(4)的中心孔(4-3)配合，阀支撑座(4)上设置有进油通道(4-4);其特征在于:所述阀芯(I)上固定有阻尼片(2)，阻尼片(2)上分布有节流孔(2-2)，节流孔(2-2)与阀芯(I)上的过流孔(2-2)正对，并且孔径小于过流孔的孔径；阀芯(1)、阻尼片(2)与阀杆(3)同步运动，通过节流孔(2-2)的节流作用，降低阀杆(3)的运动速度，阀支撑座(4)限制阀杆的沿其中心孔轴心线方向运动。2.如权利要求1所述的组合式阻尼结构，其特征在于，所述阻尼片(2)盖在阀芯(I)上，两者通过边缘高强度焊接固定。3.如权利要求1所述的组合式阻尼结构，其特征在于，所述阀芯(I)的过流孔(1-2)是围绕阀芯(I)的中心孔轴心线(1-3 )均匀分布至少3个。4.如权利要求1所述的组合式阻尼结构，其特征在于，所述阻尼片(2)上除设置和支撑节流孔以外的区域为镂空结构。5.如权利要求3所述的组合式阻尼结构，其特征在于，设置和支撑节流孔的区域为叶片状，叶片(2-1)上分别设置节流孔(2-2)，叶片与阻尼片(2)外圈连接，在阻尼片(2)外圈内均勾分布。6.如权利要求1-4之任一项所述的组合式阻尼结构，其特征在于，所述阀杆(3)与阀支撑座(4)中心孔配合的一端为轴颈结构，轴颈(3-5)与阀支撑(4)的中心孔(4-3)间隙配合，两者之间靠阀杆轴颈的台阶面(3-4)定位，且阀杆轴心(3-3)与支撑座中心孔轴心(4-2)同轴。7.—种发动机高压油栗，其特征在于，所述高压油栗的进油腔中设置电磁阀，电磁阀采用权利要求1-4之任一项所述的组合式阻尼结构，组合式阻尼结构的阀芯(I)受电磁线圈的控制，并由复位弹簧带动复位;组合式阻尼结构的阀杆的轴颈(3-5)穿过阀支撑座(4)的中心孔，端部固定阀片(5)，通过阀杆(3)带动阀片(5)移动，关闭和打开阀支撑座(4)上的进油通道(4-4)，实现与高压腔的通断。
【文档编号】F02M59/46GK106014737SQ201610417025
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】邓代俊, 杨毅, 缪曙霞, 胡铁刚, 刘斌, 李雪飞
【申请人】重庆长安汽车股份有限公司