一种低压油道燃料喷射阀的制作方法

本发明涉及一种燃料喷射阀，具体的说是用于柴油发动机的高压共轨喷射系统中，将来自于高压蓄压腔的高压燃料喷射到柴油机气缸内，属于发动机燃料喷射阀技术领域。

背景技术：

为了满足日益严格的排放法规，高压共轨日益成为柴油机节能减排的关键技术，作为共轨技术中的核心部件，电控喷油器需要进一步提高其可靠性、稳定性、喷射精度和响应速度。作为喷油器的控制部件，电磁执行器需要长时间在通电条件下工作，这导致电磁铁一直处于高温状态，过高的温度会使得电磁铁组件的材料老化，可靠性、耐久性降低，最终直接影响到喷油器的稳定喷射，进而影响发动机性能。另外，由于在喷射过程中高压油从孔板出油节流孔泄出时，压力迅速下降，会气化出大量燃油气泡，如果不能及时排出，这些气泡会游离于电磁铁和衔铁之间，对衔铁的运动造成干扰，影响喷射精度。

为了能够对电磁铁进行有效冷却，并及时排出衔铁室中的气泡，在CN103423049A公开的喷油器总成中，设计了一套低压油路循环将控制腔中泄出的动态回油上引至电磁铁，再由电磁铁的孔道汇入到喷油器体的回油孔中，与静态回油一同排出。

如图1所示，CN103423049A中的燃料喷射阀包括控制阀组件、电磁铁组件、电磁铁弹簧7、电磁铁紧帽6、钢球11、节流孔板13、喷油器体15、控制活塞17、顶杆39、调压弹簧、喷油嘴组件等。控制阀组件安装在喷油器体15上部的凹腔内，控制阀组件包括控制阀座1、衔铁2和衔铁杆4。所述控制阀座1中心设有阀座孔，衔铁杆4下端置于阀座孔内并可轴向移动。电磁铁组件安装在控制阀组件上方，电磁铁组件包括电磁铁外壳28、铁芯阀座26、铁芯23、线圈9、接线柱25等。电磁铁组件通过电磁铁紧帽6与喷油器体15上端连接，铁芯23内的电磁铁弹簧7与控制阀组件中的衔铁杆4上端连接，电磁铁外壳23的外周面切有若干均布的平面，使得电磁铁紧帽6与喷油器体15拧紧时留有间隙21。所述电磁铁铁芯23下端面与喷油器体15上端面之间设置有调整环10。所述控制阀座1装设在喷油器体15上端的凹腔内，节流孔板13设置在控制阀座1底部，节流孔板进油口14与喷油器体15上的高压油道16连通，节流孔板出油口12上设置钢球11。控制活塞17设置在喷油器体15内的轴向活塞腔33内，节流孔板进油口14和节流孔板出油口12同时与轴向活塞腔33上端的控制腔32连通。所述控制阀座1上平面斜向下开有一通孔35，该通孔35可将孔板出油节流孔12泄出的动态回油引入到衔铁室11内。衔铁杆4穿入衔铁2的中心孔内，衔铁2的平面上开有均布的三个通孔29，电磁铁外壳28与铁芯阀座26上开有小斜孔22、24，分别与电磁铁弹簧腔27、电磁铁外壳28与电磁铁紧帽6的间隙21连通。喷油器体15的上端面开有一动态回油斜孔34，该斜孔直通喷油器体15上部的凹腔内，该孔可用于承接来自电磁铁外壳28与电磁铁紧帽6的间隙21中下泄的回油。喷油器体15上部凹腔底平面边缘开有回油孔18，回油孔18与下端的径向通孔36相通，径向孔36一端与活塞腔33相连，一端直接通向喷油器外部。

已有技术低压油路的走向为：电磁铁通电后，衔铁2被吸合带动衔铁杆4、钢球11上移，控制活塞腔中的高压油从出油节流孔12泄出，经控制阀出油孔35进入衔铁室30中，随后流经衔铁通孔29，沿着衔铁2与电磁铁间的间隙进入电磁铁弹簧腔27，经铁芯阀座26上的斜孔24进入电磁铁，再由电磁铁外壳28上的斜孔22流出，通过电磁铁外壳28与电磁铁紧帽6的间隙21进入喷油器体上端面的动态回油斜孔34，下泄入喷油器体15上部的凹腔中，随即进入主回油孔18中与泄露入控制活塞腔33中静态回油在径向通孔36中汇合，一并流出喷油器。

如图2所示，现有技术中的低压油路循环中的动态回油的具体流动方向为A-B-C-D-E-F-G-H-I，动态回油最终与静态回油J在喷油器径向通孔36处汇合，一同流到外界。

该方案中将动态回油上引可对电磁铁进行冷却，同时，利用回油的流动性可将产生的气泡从电磁铁中带出。这种结构可以缓解电磁铁的一部分热负荷并有效的将气泡引出喷油器体，使得喷油器在可靠性和稳定性上有了部分提升。但是，该方案采取将动态回油上引的方法存在局限性，所谓动态回油是控制阀钢球在打开时直接从控制腔中泄出的回油，虽然压力低，但是温度较高，那么将其引入电磁铁，所起到的冷却作用有限，有些工况下甚至还会对电磁铁有加热作用；由于动态回油的油量较大，一般占到总回油量的三分之二以上，将其上引至电磁铁后会使动态回油流动的通道更加曲折，距离更长，沿程损失增大，造成排出的阻力增大。如果动态回油不能快速排出，控制阀钢球在打开时控制腔内燃油的出油速度会减慢，这导致喷油的开启延迟增加，响应变慢。另外该方案动态回油从控制阀一侧的油孔注入衔铁室，会对衔铁造成单方向的冲击，使其运动产生一定的不平衡性，从而影响喷油器的喷射精度。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种低压油道燃料喷射阀，能够给予电磁执行器以充分的冷却，并能及时有效地排出动态回油泄出时产生的大量气泡，同时避免动静态回油对运动部件的干扰，从而提高燃料喷射阀的可靠性、稳定性，以及喷射的响应速度。

按照本发明提供的技术方案，一种低压油道燃料喷射阀包括控制阀组件、电磁铁组件、电磁铁紧帽、电磁铁弹簧、节流孔板、喷油器体、控制活塞和顶杆，喷油器体的上部凹腔内设有控制阀组件，控制阀组件包括控制阀座、衔铁、阻尼弹簧和衔铁杆，控制阀座中心设有阀座孔，衔铁杆下端伸入阀座孔中并能沿着阀座孔轴向移动，衔铁杆上设有衔铁，衔铁和控制阀座之间设有阻尼弹簧，阻尼弹簧上端接触衔铁，下端接触控制阀座；控制阀组件上端设有电磁铁组件，电磁铁组件通过电磁铁紧帽与喷油器体上端连接，电磁铁组件包括线圈、铁芯、接线柱、铁芯阀座和电磁铁外壳，电磁铁外壳内从上到下依次设有接线柱、铁芯阀座和铁芯，铁芯中心设有电磁铁弹簧腔；衔铁杆上端伸入铁芯的电磁铁弹簧腔中，并且在衔铁杆上套设电磁铁弹簧，电磁铁弹簧腔顶端设有电磁铁垫片，电磁铁外壳的外圆周表面设有多个均匀分布的平面，使得电磁铁紧帽与喷油器体之间在拧紧时留有回油间隙，铁芯的下端面与喷油器体的上端面之间设有调整环，其特征是：控制阀座将喷油器体的上部凹腔分成容纳衔铁的衔铁室和容纳节流孔板的节流孔板室，喷油器体的节流孔板室内设有节流孔板，节流孔板位于控制阀座底部；节流孔板下端面设有进油节流孔，节流孔板中心设有出油节流孔，喷油器体内设有高压进油道，高压进油道与进油节流孔连通；出油节流孔处设有控制阀密封件，控制阀密封件能够活动密封出油节流孔；喷油器体中心设有控制活塞腔，控制活塞腔内设有能够上下运动的控制活塞，控制活塞下端连接顶杆，喷油器体的喷油端连接过渡块；控制阀座下端面设有多个控制阀座竖直通孔，控制阀座竖直通孔将衔铁室与喷油器体的节流孔板室连通；喷油器体内设有相互错开的喷油器体回油通道和主回油孔，主回油孔上端连接节流孔板室；电磁铁外壳上设有电磁铁外壳斜孔，铁芯阀座的内侧壁设有铁芯阀座斜孔，电磁铁外壳斜孔将回油间隙和铁芯阀座斜孔连通，铁芯阀座斜孔与电磁铁弹簧腔连通，衔铁上设有衔铁通孔，衔铁通孔上下端分别连通电磁铁弹簧腔和衔铁室。

进一步的，衔铁套装在衔铁杆上。

进一步的，衔铁与衔铁杆为一体成型。

进一步的，控制阀密封件为钢球。

进一步的，控制阀密封件为平面阀，与平面阀相配合的节流孔板为无锥面孔板。

进一步的，喷油器体回油通道包括静态回油长斜孔和径向盲孔，静态回油长斜孔下端与喷油器体侧壁上的径向盲孔连通，径向盲孔与控制活塞腔连通，静态回油长斜孔的上端与回油间隙连通。

进一步的，径向盲孔、静态回油长斜孔、回油间隙、电磁铁外壳斜孔和铁芯阀座斜孔构成静态回油通道，静态回油通道至少为一条。

进一步的，喷油器体回油通道包括静态回油斜孔，静态回油斜孔上端开口位于喷油器体靠近电磁铁的端面，静态回油斜孔的上端开口连通回油间隙，静态回油斜孔下端开口位于喷油器体与过渡块接触的端面，在过渡块与喷油器体相接触的端面上设有过渡块上凹槽，静态回油斜孔的下端开口连通过渡块上凹槽，过渡块上凹槽连通控制活塞腔。

进一步的，控制阀座面向节流孔板端面沿径向设有与控制阀座竖直通孔数量相同的多个控制阀座引流槽，多个控制阀座引流槽沿着控制阀座下端面均匀分布，每个控制阀座引流槽与一个控制阀座竖直通孔连通。

进一步的，节流孔板面向控制阀座端面沿径向设有与控制阀座竖直通孔数量相同的多个孔板引流槽，多个孔板引流槽沿着控制节流孔板上端面均匀分布,每个孔板引流槽与一个控制阀座竖直通孔连通。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明结构简单、紧凑、合理，本发明优化了燃料喷射阀的低压油路系统，通过将温度较低的静态回油上引至电磁执行器的方法，有效的对电磁铁组件进行了冷却，同时通过回油的流动将积聚在电磁铁、衔铁室中的大量有害气泡带出喷油器体。另外本发明克服了已有技术中动态回油排出阻力大的问题，动态回油的出油通道顺畅，能实现动态回油的快速排出，进一步提高了喷油器的响应速度，最后动态回油通过独立封闭通道快速排出，避免了对控制阀运动件的扰动，且出油通道对称布置，减少了对运动件的单侧冲击，能够显著改善衔铁运动的稳定性，提高喷射精度。

附图说明

图1为现有技术中的燃料喷射阀结构图。

图2为现有技术中低压油路循环走向图。

图3为本发明的实施例一的进回油油道剖视图。

图4为本发明的实施例一的静态回油通道剖视图。

图5为本发明的实施例一中的控制阀座的结构图。

图6为本发明的实施例一的静态回油走向图。

图7为本发明的实施例一的动态回油走向图。

图8为本发明的实施例二的结构图。

图9为本发明的实施例三的结构图。

图10为本发明的实施例四的结构图。

图11为本发明的实施例五的结构图。

图12为本发明的实施例五的局部放大图。

图13为本发明的实施例六的结构图。

附图标记说明：1-控制阀座、2-衔铁、3-阻尼弹簧、4-衔铁杆、5-阻尼垫片、6-电磁铁紧帽、7-电磁铁弹簧、8-电磁铁垫片、9-电磁铁线圈、10-调整衬环、11-钢球、11a-平面阀、12-出油节流孔、13-节流孔板、13a-无锥面孔板、14-进油节流孔、15-喷油器体、16-高压进油道、17-控制活塞、18-主回油孔、19-径向盲孔、19a-第一径向盲孔、20-静态回油长斜孔、20a-第一静态回油长斜孔、21-回油间隙、21a-第一回油间隙、22-电磁铁外壳斜孔、22a-第一电磁铁外壳斜孔、23-铁芯、24-铁芯阀座斜孔、24a-第一铁芯阀座斜孔、25-接线柱、26-铁芯阀座、27-电磁铁弹簧腔、28-电磁铁外壳、29-衔铁通孔、30-衔铁室、31-控制阀座竖直通孔、32-控制腔、33-控制活塞腔、34-动态回油斜孔、35-控制阀座长斜孔、36-喷油器径向通孔、37-进油孔、38-控制阀座引流槽、39-顶杆、40-过渡块、41-过渡块上凹槽、42-孔板引流槽、43-节流孔板室、44-静态回油斜孔。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

如图3~4所示，本发明主要包括控制阀组件、电磁铁组件、电磁铁紧帽6、电磁铁弹簧7、节流孔板13、喷油器体15、控制活塞17和顶杆39。

喷油器体15的上部凹腔内设有控制阀组件，控制阀组件包括控制阀座1、衔铁2、阻尼弹簧3和衔铁杆4，控制阀座1中心设有阀座孔，衔铁杆4下端伸入阀座孔中并能沿着阀座孔轴向移动。衔铁杆4上设有衔铁2，衔铁2和控制阀座1之间设有阻尼弹簧3，阻尼弹簧3上端接触衔铁2，下端接触控制阀座1。所述衔铁2套装在衔铁杆4上。

控制阀组件上端设有电磁铁组件，电磁铁组件通过电磁铁紧帽6与喷油器体15上端连接。电磁铁组件包括线圈9、铁芯23、接线柱25、铁芯阀座26和电磁铁外壳28，电磁铁外壳28内从上到下依次设有接线柱25、铁芯阀座26和铁芯23，铁芯23中心设有电磁铁弹簧腔27。

衔铁杆4上端伸入铁芯23的电磁铁弹簧腔27中，并且在衔铁杆4上套设电磁铁弹簧7，电磁铁弹簧腔27顶端设有电磁铁垫片8。电磁铁外壳28的外圆周表面设有多个均匀分布的平面，使得电磁铁紧帽6与喷油器体15之间在拧紧时留有回油间隙21。铁芯23的下端面与喷油器体15的上端面之间设有调整环10，通过调整环10能够调整铁芯23与衔铁2上平面之间的间距。

控制阀座1将喷油器体15的上部凹腔分成容纳衔铁2的衔铁室30和容纳节流孔板13的节流孔板室43。喷油器体15的节流孔板室43内设有节流孔板13，节流孔板13位于控制阀座1底部。节流孔板13下端面设有进油节流孔14，节流孔板13中心设有出油节流孔12。喷油器体15内设有高压进油道16，高压进油道16与进油节流孔14连通。出油节流孔12处设有控制阀密封件，控制阀密封件为能够活动密封出油节流孔12的钢球11。喷油器体15中心设有控制活塞腔33，控制活塞腔33内设有能够上下运动的控制活塞17。

如图5所示，控制阀座1下端面设有多个控制阀座竖直通孔31，控制阀座竖直通孔31将衔铁室30与喷油器体15的节流孔板室43连通。控制阀座1面向节流孔板13端面沿径向设有与控制阀座竖直通孔31数量相同的多个控制阀座引流槽38，多个控制阀座引流槽38沿着控制阀座1下端面均匀分布。每个控制阀座引流槽38与一个控制阀座竖直通孔31连通。

喷油器体15内设有喷油器体回油通道，喷油器体回油通道包括互相连通的静态回油长斜孔20和径向盲孔19，静态回油长斜孔20下端与喷油器体15侧壁上的径向盲孔19连通，径向盲孔19与控制活塞腔33连通，静态回油长斜孔20的上端与回油间隙21连通。

喷油器体15内设有主回油孔18，主回油孔18与喷油器体回油通道错开设置，主回油孔18上端连接节流孔板室43。

电磁铁外壳28上设有电磁铁外壳斜孔22，铁芯阀座26的内侧壁设有铁芯阀座斜孔24，电磁铁外壳斜孔22将回油间隙21和铁芯阀座斜孔24连通，铁芯阀座斜孔24与电磁铁弹簧腔27连通。衔铁2上设有衔铁通孔29，衔铁通孔29上下端分别连通电磁铁弹簧腔27和衔铁室30。

径向盲孔19、静态回油长斜孔20、回油间隙21、电磁铁外壳斜孔22和铁芯阀座斜孔24构成静态回油通道。

实施例一的低压油路的走向为：电磁铁通电后，衔铁2被吸合带动衔铁杆4、钢球11上移，控制活塞腔33中的高压油从出油节流孔12泄出，经控制阀座1底面的控制阀座引流槽38流入节流孔板室43，由于主回油孔18直接与外界相通，孔内压力较低，节流孔板室43内的回油顺势由主回油孔18下泄，直接排出喷油器。在喷油器工作过程中储存在控制活塞腔33上部腔体中的高压油会经控制活塞17与喷油器体15之间的偶件间隙泄流入控制活塞腔33下部腔体中，形成静态回油，静态回油进入径向盲孔19经静态回油长斜孔20上引至电磁铁外壳28与电磁铁紧帽6的回油间隙21内，经电磁铁外壳28上的电磁铁外壳斜孔22进入电磁铁，再从铁芯阀座26上的铁芯阀座斜孔24进入电磁铁弹簧腔27，向下沿着衔铁2与电磁铁间的间隙、衔铁2表面的衔铁通孔29进入衔铁室30，随即经控制阀座1的控制阀座竖直通孔31进入节流孔板室43，并沿主回油孔18下泄，流出喷油器。

如图6~7所示，实施例一中静态回油具体流动方向为f-g-h-i-j，动态回油的流动方向为a-b-c-d-e。

如图8所示，实施例二中，喷油器体15内设有第一静态回油长斜孔20a，第一静态回油长斜孔20a下端与喷油器体15侧壁上的第一径向盲孔19a连通，第一径向盲孔19a与控制活塞腔33连通，第一静态回油长斜孔20a的上端与第一回油间隙21a连通。

电磁铁外壳28上设有第一电磁铁外壳斜孔22a，铁芯阀座26的内侧壁设有第一铁芯阀座斜孔24a，电磁铁外壳斜孔22a将第一回油间隙21a和第一铁芯阀座斜孔24a连通，第一铁芯阀座斜孔24a与电磁铁弹簧腔27连通。

第一径向盲孔19a、第一静态回油长斜孔20a、第一回油间隙21a、第一电磁铁外壳斜孔22a和第一铁芯阀座斜孔24a构成另一条静态回油通道，所述静态回油上引通道能够设置至少一条。通过增加静态回油通道，能实现将静态回油快速上引至电磁铁，及时排出气泡，同时也可减少回油上升的阻力提高喷油器的响应速度

如图9所示，实施例三中，控制阀密封件为平面阀11a，与平面阀11a相配合的节流孔板13为无锥面孔板13a。

如图10所示，实施例四中，所述衔铁2与衔铁杆4为一体成型。

如图11~12所示，实施例五中，控制活塞17下端连接顶杆39，喷油器体15的喷油端连接过渡块40。喷油器体回油通道包括静态回油斜孔44，静态回油斜孔44上端开口位于喷油器体15靠近电磁铁的端面，静态回油斜孔44的上端开口连通回油间隙21，静态回油斜孔44下端开口位于喷油器体15与过渡块40接触的端面，在过渡块40与喷油器体15相接触的端面上设有过渡块上凹槽41，静态回油斜孔44的下端开口连通过渡块上凹槽41，过渡块上凹槽41连通控制活塞腔33。渗入到控制活塞腔33中的静态回油可以经过渡块上凹槽41进入静态回油斜孔44，进而被上引到电磁铁。

如图13所示，实施例六中，所述节流孔板13面向控制阀座1端面沿径向设有与控制阀座竖直通孔31数量相同的多个孔板引流槽42，多个孔板引流槽42沿着控制节流孔板13上端面均匀分布。每个孔板引流槽42与一个控制阀座竖直通孔31连通。当电磁铁通电后，衔铁2带动钢球11上移，控制腔32中的高压油从出油节流孔12泄出，可直接沿孔板引流槽42流入喷油器体15上部的节流孔板室43中。

本发明所提出的低压油路循环方案中，静态回油与动态回油油路相分离，避免了两者的相互干扰，温度较低的静态回油被上引至电磁铁，且在其上引过程中，经过喷油器体上开凿的静态回油长斜孔，回油进一步得到冷却，这样可以给电磁铁以较好的降温效果，改善了电磁铁的工作环境。静态回油在上引循环的过程中，可将电磁铁、衔铁室中累积的气泡一并带走，排除了有害气泡对运动件的干扰。动态回油则被直接引入到回油孔，取消了中间复杂的流通通道，流动阻力小，大量动态回油可快速排出，提高了喷油器的响应速度。另外，动态回油直接排出，不会引入到电磁铁室，避免了对衔铁等运动件的冲击，可有效改善喷油器的喷射精度。