带有电磁阀控制的船用低速机共轨喷油器的制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供带有电磁阀控制的船用低速机共轨喷油器，包括喷油器体、电磁阀部分、控制腔体、喷油嘴部分，电磁阀部分包括铁芯、电磁线圈、衔铁、阀杆、阀杆套、平板阀和平板阀套。线圈缠绕在铁芯上面，铁芯的下面为衔铁，衔铁和阀杆通过螺母相连，阀杆外面是阀杆套，在阀杆套上布置有回油孔，阀杆的下面为平板阀，在衔铁复位弹簧的作用下，阀杆下端面贴合在平板阀的上端面，平板阀下端的密封环和控制腔体的上端面相贴合，控制腔体位于平板阀的下面，控制腔体和针阀形成控制腔，控制腔一侧和重油进油油路连通，另一侧与泄油油路连通。本发明液力滞后现象降低，提高了控制单元对共轨喷油器的控制精度。
【专利说明】带有电磁阀控制的船用低速机共轨喷油器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是一种船用柴油机，具体地说是船用柴油机的喷油装置。
【背景技术】
[0002] 船用机械式喷油器由于无法实现喷油定时、喷油规律和循环喷油量的精确柔性控 制，已无法满足当今对燃油经济性和日益严格的排放法规的要求。在电控共轨喷油器上使 用高速电磁阀，通过控制高速电磁阀的通电时刻、通电时间实现对喷油定时、循环喷油量的 精确柔性控制，这是实现船用重油柴油机高燃油经济性、低有害物排放的有效手段。
[0003] 在文献《船用重油电磁控制喷油器》上提出了使用隔离块来防止重油进入电磁阀 区域油腔的方法，以及利用控制活塞和控制腔体形成控制腔。控制活塞会使得喷油器运动 件的运动惯性增大，会造成喷油器工作的动态响应变慢。此外，控制腔在喷油器的上部，且 远离针阀，这会增大喷油器工作时燃油液力的滞后，降低喷油器的动态响应特性。喷油器动 态响应特性的变差直接降低电控喷油器控制单元对喷油定时、喷油规律和循环喷油量的控 制精度，这将导致发动机经济性和排放性变差。
[0004] 船用重油柴油机的工作燃油为重油，粘度较大，需要对其进行预加热使之具有流 动性才能正常使用，但是高温重油具有很强的腐蚀性，因此在以重油为工作燃油的电控共 轨喷油器中，应防止重油在泄油过程中进入到电磁阀所处的油腔内，以保证电磁阀正常工 作，同时还需要对电磁阀进行冷却。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供稳定可靠、控制精确的带有电磁阀控制的船用低速机共轨 喷油器。
[0006] 本发明的目的是这样实现的：
[0007] 本发明带有电磁阀控制的船用低速机共轨喷油器，其特征是：包括喷油器体、电磁 阀部分、控制腔体和喷油嘴部分，喷油器体、控制腔体、喷油嘴部分自上而下依次设置，电磁 阀部分设置在喷油器体里，电磁阀部分包括铁芯、衔铁、衔铁复位弹簧、阀杆、阀杆套、平板 阀、平板阀阀套，铁芯设置在喷油器体里，衔铁位于铁芯下方，阀杆与衔铁相连，阀杆套设置 在阀杆外，阀杆套上布置有回油孔，阀杆上端穿过衔铁，铁芯里安装衔铁复位弹簧，阀杆上 端顶在衔铁复位弹簧上，平板阀位于阀杆的下方，阀杆的下端面在衔铁复位弹簧的作用下 贴合于平板阀的上端面，控制腔体里设置泄油节流孔，平板阀下端的密封环和泄油节流孔 上端面相贴合，平板阀外侧设置平板阀阀套，平板阀阀套位于喷油器体里，平板阀阀套上设 置有重油泄油油孔，喷油器体上分别设置润滑油进油油路、润滑油回油油路、泄油油路、回 油油路，润滑油进油油路与衔铁和铁芯之间的腔相通，润滑油回油油路与衔铁下端面和喷 油器体之间的腔相通，回油油路与回油孔相通，泄油油路与重油泄油油孔相通。
[0008] 本发明还可以包括：
[0009] 1、喷油嘴部分包括针阀、针阀复位弹簧、针阀座、喷油嘴、喷油嘴体、套筒，控制腔 体里与喷油嘴体相邻的位置处设置控制腔，套有针阀复位弹簧的针阀上端部位于控制腔 里，针阀座安装在喷油嘴体里，针阀下端部在针阀复位弹簧作用下贴合在针阀座上，针阀和 喷油嘴体之间形成盛油槽，喷油器体里设置进油主油路，进油主油路经过控制腔体和喷油 嘴体并与盛油槽相通，控制腔通过进油节流孔与进油主油路相通，喷油嘴设置在喷油嘴体 的下方，套筒套在喷油嘴体和喷油嘴的外部。
[0010] 2、衔铁上沿其圆周布置有四个阻尼孔。
[0011] 3、阀杆和阀杆套采用偶件间隙密封。
[0012] 本发明的优势在于：
[0013] 1、本发明的带有电磁阀控制的船用低速机共轨喷油器，其喷油过程是通过控制高 速电磁阀的快速运动实现的，允许对喷油定时、喷油规律和循环喷油量进行全工况精确柔 性控制，能有效提高船用大功率低速机燃油经济性和改善排放性能；2、在衔铁复位弹簧的 作用下，电磁阀阀杆下端面紧贴在平板阀上端面，电磁阀的运动件为阀杆和衔铁，由于运动 件的运动惯性很小，采用较小的电磁力就可以满足电磁阀的工作要求，这对减小电磁阀的 外形尺寸和提高电磁阀动态响应特性具有重要意义；3、控制腔由控制腔体和针阀构成，控 制腔位于针阀附近，减小了液力滞后，而Bosch共轨喷油器的控制腔远离针阀，这样使得液 力滞后加大，降低控制单元对共轨喷油器工作特性的控制精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为本发明的结构示意图；
[0015] 图2为本发明的电磁阀部分结构示意图；
[0016] 图3为本发明的喷油嘴部分结构示意图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
[0018] 结合图1?3,本发明的船用重油柴油机电控共轨喷油器由喷油器体1、电磁阀部 分2、控制腔体3和喷油嘴部分4组成。
[0019] 电磁阀部分2包括铁芯5、衔铁6、线圈7、衔铁复位弹簧8、阀杆9、阀杆套10、平板 阀11、平板阀阀套12,在喷油器体上布置有润滑油进油油路13和回油油路14,作用是在电 磁铁和衔铁间形成薄的油膜，减小阀杆在运动过程中的振动，在衔铁6上布置有圆周分布 的四个阻尼孔15,作用是减小阀杆上升过程中电磁铁与衔铁间的液动力，提高电磁阀动态 响应速度。衔铁6位于铁芯5的下面，衔铁6和阀杆8通过螺母相连，在电磁力的作用下衔 铁6和阀杆8共同运动。阀杆8和阀杆套9为一对精密偶件，在阀杆套10上布置有回油孔， 该回油孔和喷油器体1上的回油油路16相连通，作用是将重油和润滑油的混合油排出。平 板阀11位于阀杆9的下面，在衔铁复位弹簧8的作用下，阀杆9的下端面贴合在平板阀11 的上端面，平板阀11下端的密封环和控制腔体3的上端面相贴合。平板阀11和平板阀阀 套12位于喷油器体1内。平板阀阀套12上有重油泄油油孔17,该泄油油孔和喷油器体1 上的泄油油路18相连通。
[0020] 喷油器的主体部分由喷油器体1、控制腔体3和喷油嘴部分4组成。控制腔体3包 括进油节流孔19和泄油节流孔20。喷油嘴部分4包括针阀21、针阀复位弹簧22、针阀座 23、喷油嘴24和套筒25。控制腔26由针阀21和控制腔体3组成。针阀复位弹簧22将针 阀21紧密地贴合在针阀座23上。针阀21和喷油嘴体27形成盛油槽28,和重油进油主油 路29相连通。
[0021] 船用重油共轨喷油器工作时，控制单元采集各传感器输入信号，向电磁阀部分2 发出指令信号，通过控制电磁阀的开闭来控制控制腔26内的燃油泄油过程，进而实现针阀 的打开和落座。重油进入喷油器时，一部分重油通过喷油嘴的进油主油路29进入到喷油嘴 的盛油槽28内，另一部分通过控制腔体3上的进油节流孔19进入到控制腔26内。控制腔 26和盛油槽28内的压力相等，在针阀复位弹簧22的作用下，针阀21和针阀座23紧密贴 合，喷油器不喷油；当给电磁阀部分2通电后，在电磁力的作用下，衔铁6带动阀杆9向上运 动，阀杆9的下端面离开平板阀11的上端面，在控制腔26内燃油压力的作用下，平板阀11 的下端的密封环向上运动离开控制腔体3的上表面，此时控制腔26内的重油通过泄油节流 孔20、油孔17和油路18排泄出，盛油槽28内的压力降低，当盛油槽28内和控制腔26内的 压差大于针阀复位弹簧22的预紧力时，针阀21离开针阀座23,喷油器开始喷油。
[0022] 根据上述工作过程的描述可知，通过控制船用低速机共轨喷油器的高速电磁阀的 工作特性，实现对循环喷油量、喷油定时和喷油规律的精确柔性控制，控制腔靠近针阀部 分，系统的液力滞后的影响显著降低，燃油喷射量的精确控制得到提高。电磁阀的运动件为 衔铁和阀杆，阀杆和阀杆套采用偶件间隙密封，一方面防止重油在泄油过程中进入到电磁 阀所在的油腔内，保证电磁阀的正常工作，另一方面减小电磁阀运动件的运动惯量，提高电 控共轨喷油器的控制精度。因此，本发明在有效提高船用重油柴油机燃油经济性的前提下， 能满足当前大功率船用柴油机更为严格的排放法规的要求。
[0023] 本发明一种带有电磁阀控制的船用低速机共轨喷油器，包括喷油器体、电磁阀部 分、控制腔体、喷油嘴、喷油器体上的重油进油、泄油油路、润滑油进油、回油油路、重油和润 滑油的混合油回油油路，电磁阀部分包括铁芯、电磁线圈、衔铁、阀杆、阀杆套、平板阀和平 板阀套。线圈缠绕在铁芯上面，铁芯的下面为衔铁，衔铁和阀杆通过螺母相连，阀杆外面是 阀杆套，在阀杆套上布置有回油孔，阀杆的下面为平板阀，在衔铁复位弹簧的作用下，阀杆 下端面贴合在平板阀的上端面，平板阀下端的密封环和控制腔体的上端面相贴合，控制腔 体位于平板阀的下面，控制腔体和针阀形成控制腔，控制腔一侧和重油进油油路连通，另一 侧和重油泄油油路连通。
[0024] 平板阀位于控制腔上部，在一定的弹簧预紧力作用下平板阀下端的密封环和控制 腔的上表面紧密贴合。
[0025] 针阀最大行程受控制腔上表面内凹槽的长度限制。
[0026] 在衔铁弹簧预紧力作用下，电磁阀阀杆下端面紧贴在平板阀上端面，这使得整个 运动件的质量仅为阀杆和衔铁，运动惯性减小，电磁阀的动态响应提高。
【权利要求】
1. 带有电磁阀控制的船用低速机共轨喷油器，其特征是：包括喷油器体、电磁阀部分、 控制腔体和喷油嘴部分，喷油器体、控制腔体、喷油嘴部分自上而下依次设置，电磁阀部分 设置在喷油器体里，电磁阀部分包括铁芯、衔铁、衔铁复位弹簧、阀杆、阀杆套、平板阀、平板 阀阀套，铁芯设置在喷油器体里，衔铁位于铁芯下方，阀杆与衔铁相连，阀杆套设置在阀杆 夕卜，阀杆套上布置有回油孔，阀杆上端穿过衔铁，铁芯里安装衔铁复位弹簧，阀杆上端顶在 衔铁复位弹簧上，平板阀位于阀杆的下方，阀杆的下端面在衔铁复位弹簧的作用下贴合于 平板阀的上端面，控制腔体里设置泄油节流孔，平板阀下端的密封环和泄油节流孔上端面 相贴合，平板阀外侧设置平板阀阀套，平板阀阀套位于喷油器体里，平板阀阀套上设置有重 油泄油油孔，喷油器体上分别设置润滑油进油油路、润滑油回油油路、泄油油路、回油油路， 润滑油进油油路与衔铁和铁芯之间的腔相通，润滑油回油油路与衔铁下端面和喷油器体之 间的腔相通，回油油路与回油孔相通，泄油油路与重油泄油油孔相通。
2. 根据权利要求1所述的带有电磁阀控制的船用低速机共轨喷油器，其特征是：喷油 嘴部分包括针阀、针阀复位弹簧、针阀座、喷油嘴、喷油嘴体、套筒，控制腔体里与喷油嘴体 相邻的位置处设置控制腔，套有针阀复位弹簧的针阀上端部位于控制腔里，针阀座安装在 喷油嘴体里，针阀下端部在针阀复位弹簧作用下贴合在针阀座上，针阀和喷油嘴体之间形 成盛油槽，喷油器体里设置进油主油路，进油主油路经过控制腔体和喷油嘴体并与盛油槽 相通，控制腔通过进油节流孔与进油主油路相通，喷油嘴设置在喷油嘴体的下方，套筒套在 喷油嘴体和喷油嘴的外部。
3. 根据权利要求1或2所述的带有电磁阀控制的船用低速机共轨喷油器，其特征是： 衔铁上沿其圆周布置有四个阻尼孔。
4. 根据权利要求1或2所述的带有电磁阀控制的船用低速机共轨喷油器，其特征是： 阀杆和阀杆套采用偶件间隙密封。
5. 根据权利要求3所述的带有电磁阀控制的船用低速机共轨喷油器，其特征是：阀杆 和阀杆套采用偶件间隙密封。
【文档编号】F02M51/06GK104100424SQ201410352999
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2014年7月23日
【发明者】赵建辉, 刘鹏, 石勇, 马修真, 范立云, 李学民 申请人:哈尔滨工程大学