专利名称：一种带多种安全保护装置的柴油机燃油喷射装置的制作方法
技术领域：
本发明属于柴油机技术领域，具体涉及一种带多种安全保护装置的柴油 机燃油喷射装置，主要适用于现代无人机舱船用柴油机，或对柴油机可靠性
要求高的柴油机。
背景技术：
常规的柴油机的燃油喷射装置都是采用泵-管、嘴然后喷射系统，参见 图1，这种系统在异常情况下，如发生柴油机飞车、针阀体裂纹等故障，不 能及时采取措施，易造成较大的事故。随着柴油机向智能化的方向发展， 越来越多的船舶采用无人机舱，为此，对柴油机特别是燃油喷射装置的安全 性提出了更高的要求。
发明内容
本发明为了适应这种需求而提出一种带多种安全保护装置的柴油机燃 油喷射装置，提高燃油喷射装置的安全性。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下 本发明所述燃油喷射装置包括通常的柴油机燃油系统的基本组成部 分，如喷油泵、高压油管、喷油器等，为提高燃油系统的安全性，增加设计 有安全阀、流量限制阔、气动高压断油装置和气动停车装置等。流量限制阀 安装在高压油管上，气动高压断油阀安装在喷油泵的出油阔一侧，截断出油 阀的高压油与喷油泵体内的低压油之间的通路；在喷油泵至喷油器之间的任 何高压区内设置安全阀，安全阀的出油端连接油箱。
所述流量限制阀包括限制阀、阀体和弹簧，限制阀上设计有节流孔，连 通限制阀中心的油孔和阀体内腔，节流孔直径在4)lmm 4)4mm之间。限制阀与阀体的径向配合一般设计为0. 01rnrn 0. 03mm的间隙；限制阀的上端套装 弹簧，共同装配在阀体内腔中，限制阀在阀体中有一定的行程，限制阀的上 端为锥型，与阀体上出油孔的锥面孔端配合。流量限制阀的主要功能是防止 喷油器可能出现的持续喷油现象。当柴油机某缸高压油管发生爆裂、喷油器 体或针阀偶件出现裂纹或针阀体头型断裂等，导致高压燃油持续不断地流向 喷油器，此时该装置中的限流阀能及时切断该缸的高压燃油，避免发生火灾 或其它影响柴油机性能及可靠性的故障发生。
所述气动高压断油装置包括装配在喷油泵出油阀一侧的安装孔中的活 塞、钢球或锥面结构密封、调压弹簧，以及在与该孔前端连通的压縮空气流 道，调压弹簧后端装配螺钉，前端压在活塞的后端面，活塞的前端与喷油泵 出油阀一侧的高压油道通过钢球或锥面结构密封，安装孔的前端还通过油道 与喷油泵的低压腔或低压燃油箱连通。气动高压断油装置的主要功能是当柴 油机单缸在发生故障时，可以将该缸断油让其停止工作，而不影响其它缸工 作。
所述安全阀由安全阀体、阀芯和弹簧组成，其中的安全阀芯与安全阀 体之间的密封采用锥面密封或钢球密封方式，径向设计为0. 01mm 0. 02mm 的间隙配合；阀芯的行程设计为0.2mm lmm，开启压力设定为100MPa 200MPa。安全阀的主要功能是保证喷油器发生故障、柴油机飞车时导致系统 压力升高后，限制燃油喷射系统的最高压力，当系统的压力过高，安全阀打 开泄压，使系统的最高压力始终保持在设定的压力之下，避免系统因压力过 高而产生破坏作用。
另外，在喷油泵齿条端还安装有气动停车装置，其包括气缸、连接螺套 和进气接头，其中气缸和齿条之间采用间隙配合，密封住压縮空气，间隙设 计为0. 015mm 0. 05mm,气缸通过连接螺套与进气接头连接，进气接头上有压缩空气进口。气动停车装置的主要功能是柴油机在紧急情况下，如柱塞咬 卡导致调速拉杆无法复位、柴油机飞车等情况下，通过压縮空气使喷油泵齿 条迅速推回到零供油位置，切断高压燃油，让柴油机迅速停车。
总之，本发明考虑了柴油机可能出现的故障，通过本燃油系统及时采取 适当的措施，避免事故扩大。
图1是常规燃油系统组成示意图； 图2是本发明的结构示意图； 图3是其中安全阀的结构示意图； 图4是其中流量限制阀的结构示意图； 图5是其中高压断油装置的结构示意图； 图6是其中气动停车装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合
本发明的结构及工作方式
参见图2，本柴油机燃油喷射装置包括有喷油泵1、喷油器3和连接两 者的高压油管2，还包括安全阀6、流量限制阀4、气动高压断油装置5和气 动停车装置7等，在高压油管2上安装流量限制阀4，并在喷油泵l的出油 阀一侧安装气动高压断油装置5，截断出油阀的高压油与喷油泵体内的低压 油之间的通路，在喷油泵至喷油器之间的任何高压区内设置安全阀6，安全 阀6的出油端连接油箱。
安全阀结构如图3所示，由安全阀体61、安全阀芯62和弹簧63和压 力调整垫片64组成，弹簧63装在安全阀芯62内，安全阀芯62装在安全阀 体61内。其中的安全阀芯与安全阀体径向设计为0.01mm 0. 02mm的间隙配 合，它们之间的密封采用锥面密封或钢球密封方式；安全阀芯的行程设计为0.2mm lmm，开启压力设定为100MPa 200Mpa。当燃油喷射系统发生故障如 喷油器喷孔堵塞等，造成系统的高压异常升高，如果高于安全阀的开启压力， 此时安全阀开启，高压燃油通过设计的油路流回低压油路，使压力降低，从 而保证系统的正常运行。不同的燃油系统最高喷射压力不同，可通过调整弹 簧的预紧力，可以选择不同的安全阀开启压力。
流量限制阀结构如图4所示，包括限制阀43、阀体41和弹簧42，限 制阀43上设计有节流孔44，节流孔44直径在4)lmm (l)4mm之间，限制阀 与阀体的径向配合一般设计为0. 01mm 0. 03mm的间隙。限流阀43的上端套 装弹簧42，共同装配在阀体41的内腔中，限流阀芯的上端为锥型，与阀体 上出油孔的锥面孔端配合，限流阀43在阀体41中有一定的行程，其行程的 设计是根据燃油系统喷油量来确定的，与流量限制阀的直径有关，需要保证 正常的喷射过程。流量限制阀设计在喷油泵至喷油器之间的高压油道上，流 向喷油器的高压燃油需要流经限流阀。由于流量限制阀设计有节流孔，燃油 经过节流孔后的压力降低，由于节流孔两端的压力差，限制阀被推向出油端， 随着燃油的流动，限制阀不断地推向出油端，正常情况下，限制阀是不会推 到密封座面处的。异常情况下，燃油持续不断地流向喷油器端，限制阀就被 推到密封座面处，密封住流向喷油器的燃油。
气动高压断油装置的结构如图5所示，包括装配在喷油泵出油阀一侧 的安装孔中的活塞55、钢球52、调压弹簧54，以及与该孔前端连通的压縮 空气流道5h调压弹簧54后端装配螺钉53，前端压在活塞55的后端面， 活塞55的前端与喷油泵出油阀一侧的高压油道56通过钢球52密封，安装 孔的前端还通过油道57与喷油泵的低压腔或低压燃油箱连通。正常情况下， 通过阀或钢球密封住高压燃油。通过气动高压断油装置出来的高压燃油可以 直接流回喷油泵的低压腔，也可以设计专用管路直接流回低压燃油箱。异常情况下，需要对个别缸停止供油时，接通压縮空气，压縮空气作用在活塞上， 推动活塞运动，使阀(或钢球)抬起，高压燃油与低压燃油接通，此时流向 喷油器的高压燃油就变成低压油，低压油不能打开喷油器针阀偶件，也即是 高压燃油被切断。
气动停车装置的结构如图6所示，安装在喷油泵齿条74端，包括活塞 71、气缸72、连接螺套75和进气接头73，其中气缸72和活塞71之间采用 间隙配合，密封住压縮空气，间隙设计为0.015mm 0.05mm，气缸72通过螺 纹与进气接头73连接，进气接头73上有压缩空气进口 A。紧急情况时，接 通压縮空气，由于活塞与气缸之间径向通过良好的配合，密封住压縮空气， 所以该压缩空气通过活塞推动齿条向减油方向运动，直至停止供油。
权利要求
1、一种带多种安全保护装置的柴油机燃油喷射装置，包括有喷油泵、喷油器和连接两者的高压油管；其特征在于在高压油管上安装有流量限制阀，并在喷油泵的出油阀一侧安装气动高压断油阀，截断出油阀的高压油与喷油泵体内的低压油之间的通路；在喷油泵至喷油器之间的任何高压区内设置安全阀，安全阀的出油端连接油箱；所述安全阀由安全阀体、安全阀芯和弹簧组成，其中的安全阀芯与安全阀体之间的密封采用锥面密封或钢球密封方式，径向设计为0.01mm～0.02mm的间隙配合；安全阀芯的行程设计为0.2mm～1mm，开启压力设定为100MPa～200Mpa；所述流量限制阀包括限制阀、阀体和弹簧，限制阀上设计有节流孔，连通限制阀中心的油孔和阀体内腔，节流孔直径在φ1mm～φ4mm之间；其中限制阀与阀体的径向配合设计为0.01mm～0.03mm的间隙；限制阀的上端套装弹簧，共同装配在阀体内腔中，限制阀在阀体中有一定的行程，限制阀的上端为锥型，与阀体上出油孔的锥面孔端配合；所述气动高压断油装置包括装配在喷油泵出油阀一侧的安装孔中的活塞、钢球或锥面结构密封、调压弹簧，以及与该孔前端连通的压缩空气流道，调压弹簧后端装配螺钉，前端压在活塞的后端面，活塞的前端与喷油泵出油阀一侧的高压油道通过钢球或锥面结构密封，安装孔的前端还通过油道与喷油泵的低压腔或低压燃油箱连通。
2、 根据权利要求1所述的一种带多种安全保护装置的柴油机燃油喷射 装置，其特征在于所述安全阀体和流量限制阀的阀体均采用低合金钢渗碳 淬火，限制阀和安全阀芯均采用采用整体淬火。
3、 根据权利要求1或2所述的一种带多种安全保护装置的柴油机燃油喷射装置，其特征在于在喷油泵齿条端还安装有气动停车装置，其包括活 塞、气缸、连接螺套和进气接头，其中气缸和活塞之间采用间隙配合，密封 住压縮空气，间隙设计为0.015mm 0.05腿，气缸通过连接螺套与进气接头 连接，进气接头上有压縮空气进口。
4、根据权利要求3所述的一种带多种安全保护装置的柴油机燃油喷射 装置，其特征在于所述气缸的材料选用黄铜或铸铝青铜，活塞选用合金钢。
全文摘要
本发明提出一种带多种安全保护装置的柴油机燃油喷射装置，包括喷油泵、高压油管、喷油器、安全阀、流量限制阀、气动高压断油装置和气动停车装置等。流量限制阀安装在高压油管上，气动高压断油阀安装在喷油泵的出油阀一侧，截断出油阀的高压油与喷油泵体内的低压油之间的通路；在喷油泵至喷油器之间的任何高压区内设置安全阀，安全阀的出油端连接油箱。总之，本发明考虑了柴油机可能出现的故障，通过本燃油系统及时采取适当的措施，可提高燃油喷射装置的安全性。
文档编号F02M47/00GK101435398SQ20081023288
公开日2009年5月20日 申请日期2008年10月17日 优先权日2008年10月17日
发明者肖朝南, 袁雪平, 谢远文 申请人:重庆红江机械有限责任公司