一种低泄漏超高压电控喷油器的制作方法

本实用新型涉及柴油机燃油喷油系统，具体涉及一种低泄漏超高压电控喷油器。

背景技术：

我国船用柴油机燃油喷射系统仍以机械泵和单体泵为主，近些年来，环境污染和能源短缺对柴油机发展提出了更加严峻的挑战，节能减排已经成为柴油机技术发展的主要目标。降低柴油机排放和燃油消耗率已成为柴油机燃油系统设计的重要目标。而高压共轨系统的高喷射压力、高响应、柔性控制及多次喷射等特性具备满足日益严格的排放法规及用户对燃油经济性、排放性的要求。但其结构复杂、零部件精度要求高，设计难度大，加工制造及装配调试难度大，成本高。因此，急需开发一种结构相对简单，同时具有良好工艺性和密封效果、喷射性能良好的高压共轨电控喷油器。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种低泄漏超高压电控喷油器，其结构简单，能够降低零部件的加工、装配及调试成本，零部件布置紧凑；同时，能够明显改善密封效果和喷射性能，避免由于控制套筒倾斜造成高压容积腔中的燃油泄漏到控制腔中从而影响喷射性能；能够减少密封平面需要精密加工的表面积，降低密封面加工难度，使得喷油器能够适应更高的喷射压力。

本实用新型所述的一种低泄漏超高压电控喷油器，包括喷油器体、压紧弹簧、高速电磁阀组件、量孔板、控制活塞组件、针阀偶件、紧帽，其特征是：所述压紧弹簧、高速电磁阀组件从上自下依次设在所述喷油器体的下部凹槽内；所述针阀偶件、量孔板从下自上依次与所述紧帽的内表面配合，并通过所述紧帽压紧于所述喷油器体的下端面；所述高速电磁阀组件的上部与所述喷油器体的下端部内孔表面配合、下部伸出所述喷油器体的下端并置于所述量孔板的上部凹槽内，且所述高速电磁阀组件的下端设有钢球，该钢球与所述量孔板内的出油量孔对应/配合。

进一步，所述控制活塞组件包括控制套筒和控制活塞；所述针阀偶件包括与所述紧帽的内表面配合的针阀体、设在所述针阀体内并与其配合的针阀；所述控制活塞与所述针阀为一体式结构，所述控制套筒的内表面与所述控制活塞配合、上端面与所述量孔板的下端面紧贴；所述控制套筒和控制活塞的顶部与所述量孔板的底部之间形成控制腔；所述针阀体、针阀与所述控制套筒的下部之间形成高压容积腔；所述针阀偶件还包括设在所述高压容积腔内并与所述控制活塞下部配合的针阀弹簧，该针阀弹簧用于支撑所述控制套筒。

进一步，所述喷油器体内设有第一回油道和第一进油道；所述量孔板内设有与所述第一回油道和所述量孔板的上部凹槽相通第二回油道、与所述第一进油道和所述高压容积腔相通的第二进油道、一端与所述第二进油道的下端部相通的进油量孔，所述进油量孔的另一端与所述控制腔相通；所述出油量孔的上端与所述量孔板的上部凹槽相通的、下端与所述控制腔相通；所述钢球与所述出油量孔的上端对应/配合。

进一步，所述高速电磁阀组件包括从上自下依次与所述喷油器体的下端部内表面配合的电磁阀线圈、套筒和弹簧座，所述弹簧座呈法兰盘状，其上部位于所述套筒内、下部凸缘与所述喷油器体的下端部内表面配合；所述高速电磁阀组件还包括衔铁、与所述弹簧座配合且用于支撑所述衔铁的支撑弹簧、上部与所述弹簧座内表面配合的铁芯轴、与所述铁芯轴下部配合的电磁阀弹簧，该电磁阀弹簧的上端与所述弹簧座的底面对应紧贴、下端与所述铁芯轴的下端部凸台对应紧贴，且所述电磁阀弹簧的上端与所述弹簧座的底面之间设有电磁阀调整垫片；所述铁芯轴的上端部位与所述衔铁配合连接、下部置于所述量孔板的上部凹槽内；所述铁芯轴的下端配合连接有球阀座，所述钢球配合连接在所述球阀座的下部。

进一步，所述控制活塞与针阀相连的部位向外凸出形成凸台部，该凸台部的上表面对应配合有调压垫片，所述针阀弹簧的下端与该调压垫片对应紧贴、上端与所述控制套筒的下端对应紧贴；所述针阀的下部表面还设有油道。

进一步，所述控制套筒呈上大下小的阶梯圆筒状。

进一步，所述喷油器体与量孔板之间通过设在所述喷油器体下端面的第一密封环带密封，所述量孔板与所述针阀体之间通过设在所述量孔板下端面的第二密封环带密封。

进一步，所述衔铁通过卡圈与所述铁芯轴的上端部位卡接。

本实用新型有益的技术效果：

由于采用喷油器整体下置的布置形式，喷油器体、量孔板和针阀偶件依次连接，高速电磁阀组件位于喷油器体和量孔板之间，直接通过高速电磁阀组件控制球阀的开启和关闭过程，使得喷油器中的针阀两端燃油产生压力差，进而控制针阀来实现燃油的喷射，使得喷油器的结构得到了简化，降低了零部件的加工、装配及调试成本；由于控制活塞与针阀为一体式结构，弹簧座作为支撑弹簧和电磁阀弹簧的共用弹簧座，减小了体积，结构紧凑，使得安装布置方便；由于控制套筒呈上大下小的阶梯圆筒状，增大了控制套筒上端面的密封直径，避免了由于控制套筒倾斜造成高压容积腔中的燃油泄漏到控制腔中，影响针阀的运动规律，进而影响喷射性能；由于将高压密封平面设计成密封环带，在喷油器体下端设计第一密封环带、量孔板下端设计第二密封环带，减少了高压密封面需要精密加工的表面积，降低了高压密封面的加工难度，改善高压密封面的工艺性，同时提高了密封效果，使喷油器能够适应更高的喷射压力。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的部分放大图之一；

图3是图2的部分放大图之二；

图4是喷油器体的下端面结构示意图；

图5是量孔板的下端面结构示意图。

图中：1-喷油器体，2-压紧弹簧，3-高速电磁阀组件，4-量孔板，6-针阀偶件，7-紧帽，8-钢球，9-控制腔，10-高压容积腔；

11-第一回油道，12-第一进油道，13-第一密封环带；

31-电磁阀线圈，32-套筒，33-弹簧座，34-衔铁，35-支撑弹簧，36-铁芯轴，37-电磁阀弹簧，38-球阀座；

41-第二回油道，42-出油量孔，43-第二进油道，44-进油量孔，45-第二密封环带；

51-控制套筒，52-控制活塞；

61-针阀体，62-针阀，63-针阀弹簧,64-调压垫片,65-油道。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型做详细说明。

参见图1至图5所示的一种低泄漏超高压电控喷油器，包括喷油器体1、压紧弹簧2、高速电磁阀组件3、量孔板4、控制活塞组件、针阀偶件6、紧帽7，其特征是：所述压紧弹簧2、高速电磁阀组件3从上自下依次设在所述喷油器体1的下部凹槽内；所述针阀偶件6、量孔板4从下自上依次与所述紧帽7的内表面配合，并通过所述紧帽7压紧于所述喷油器体1的下端面；所述高速电磁阀组件3的上部与所述喷油器体1的下端部内孔表面配合、其下部伸出所述喷油器体1的下端并置于所述量孔板4的上部凹槽内，且所述高速电磁阀组件3的下端设有钢球8，该钢球8与所述量孔板4内的出油量孔42对应/配合。通过高速电磁阀组件3控制钢球8的上下运动，进而控制球阀的开启和关闭过程，使得喷油器中的针阀两端燃油产生压力差，进而控制针阀来实现燃油的喷射。喷油器体1与量孔板4、量孔板4与针阀偶件6的密封通过紧帽7的拧紧力矩实现，根据喷油器的压力需求来匹配紧帽7的拧紧力矩。

所述控制活塞组件包括控制套筒51和控制活塞52；所述针阀偶件6包括与所述紧帽7的内表面配合的针阀体61、设在所述针阀体61内并与其配合的针阀62；所述控制活塞52与所述针阀62为一体式结构，所述控制套筒51的内表面与所述控制活塞52配合、上端面与所述量孔板4的下端面紧贴；所述控制套筒51和控制活塞52的顶部与所述量孔板4的底部之间形成控制腔9；所述针阀体61、针阀62与所述控制套筒51的下部之间形成高压容积腔10；所述针阀偶件6还包括设在所述高压容积腔10内并与所述控制活塞52下部配合的针阀弹簧63，该针阀弹簧63用于支撑所述控制套筒51。将控制活塞52与所述针阀62设计为一体式结构，能够减小体积，使得结构更加紧凑；针阀弹簧63用于支撑控制套筒51，使得控制套筒51的上端面与量孔板4的下端面接触形成密封，使得控制腔9与高压容积腔10隔开。

所述喷油器体1内设有第一回油道11和第一进油道12；所述量孔板4内设有与所述第一回油道11和所述量孔板4的上部凹槽相通第二回油道41、与所述第一进油道12和所述高压容积腔10相通的第二进油道43、一端与所述第二进油道43的下端部相通的进油量孔44，所述进油量孔44的另一端与所述控制腔9相通；所述出油量孔42的上端与所述量孔板4的上部凹槽相通的、下端与所述控制腔9相通；所述钢球8与所述出油量孔42的上端对应/配合。

所述高速电磁阀组件3包括从上自下依次与所述喷油器体1的下端部内表面配合的电磁阀线圈31、套筒32和弹簧座33，所述弹簧座33呈法兰盘状，其上部位于所述套筒32内、下部凸缘与所述喷油器体1的下端部内表面配合；所述高速电磁阀组件3还包括衔铁34、与所述弹簧座33配合且用于支撑所述衔铁34的支撑弹簧35、上部与所述弹簧座33内表面配合的铁芯轴36、与所述铁芯轴36下部配合的电磁阀弹簧37，该电磁阀弹簧37的上端与所述弹簧座33的底面对应紧贴、下端与所述铁芯轴36的下端部凸台对应紧贴，且电磁阀弹簧37的上端与所述弹簧座33的底面之间设有电磁阀调整垫片；所述铁芯轴36的上端部位与所述衔铁34配合连接、下部置于所述量孔板4的上部凹槽内；所述铁芯轴36的下端配合连接有球阀座38，所述钢球8配合连接在所述球阀座38的下部。采用弹簧座33作为支撑弹簧35和电磁阀弹簧37的共用弹簧座，同时，弹簧座33的中孔内表面作为铁芯轴36的导向面，能够节省安装空间。电磁阀的衔铁34的残余气隙和升程通过套筒32的高度尺寸来进行调配。套筒32同时起到支撑电磁阀线圈31和调整衔铁34残余气隙的作用。

所述控制活塞52与针阀62相连的部位向外凸出形成凸台状，该凸台状的上表面对应配合有调压垫片64，所述针阀弹簧63的下端与该调压垫片64对应紧贴、上端与所述控制套筒51的下端对应紧贴；所述针阀62的下部表面还设有油道65。

所述控制套筒51呈上大下小的阶梯圆筒状，其上端密封直径大，且采用径向无限位的安装方式。现有的控制套筒一般为圆筒状，由于针阀62的上部与针阀体61之间的配合间隙较大，当径向受力不均匀时，针阀62会偏移喷油器体1的中心线，控制套筒51也会随之偏移，使得控制套筒51的上端密封面相对于量孔板4倾斜，密封部位产生缝隙，导致高压容积腔10内的燃油容易泄漏到控制腔9中，影响针阀的运动规律，进而影响喷射性能。将控制套筒51设计成上大下小的阶梯圆筒状，其上端面与量孔板4的下端面紧贴，由于增大了控制套筒51的上端密封面直径，倾斜相同角度时，控制套筒51密封端面的倾斜位移随着密封直径增大而减小，其密封端面边缘处的倾斜位移近乎为零，大大提升了密封效果，防止高压容积腔10中的燃油泄漏到控制腔9中。

所述喷油器体1与量孔板4之间通过所述喷油器体1下端面的第一密封环带13密封，所述量孔板4与所述针阀体61之间通过所述量孔板4下端面的第二密封环带45密封。第一密封环带13相对于喷油器体1的下端面向下凸出，第二密封环带45相对于量孔板4的下端面向下凸出；第一密封环带13和第二密封环带45的设计，能够减少密封平面需要精密加工的表面积，同时更容易达到高压密封面的平面度和表面粗糙度等要求，使喷油器能够适应更高的喷射压力，能够改善密封面的工艺性，并降低加工难度。第一密封环带13和第二密封环带45设计时，需根据密封部位的结构特征进行合理设计，同时保证密封环带宽度，避开油道、定位销孔等。即第一密封环带13应避开喷油器体1上的高速电磁阀组件安装孔、定位销孔、第一回油道11、第一进油道12；第二密封环带45应避开定位销孔、第二回油道41、出油量孔42、第二进油道43、进油量孔44；紧帽7与针阀体61和量孔板4配合后，与喷油器体1的下部拧紧，保证了量孔板4与喷油器体1和针阀体61相互压紧。

所述衔铁34通过卡圈与所述铁芯轴36的上端部位卡接。

工作原理：

共轨管内的高压燃油进入到喷油器中的第一进油管12中，流经第二进油道43时，一部分燃油流入控制腔9中，另一部分燃油流入高压容积腔10中，此时控制腔9与高压容积腔10中的燃油压力逐渐建立，针阀6在燃油压力和针阀弹簧63的作用下处于静止状态，针阀体61下端的密封座面保持关闭状态。

当电磁阀线圈31通电时产生电磁力，电磁力克服电磁阀弹簧37的弹簧力将衔铁34吸合，衔铁34带动铁芯轴36向上运动，钢球8也随之向上运动，此时，出油量孔42与量孔板4的上部凹槽相通，控制腔9中的燃油通过出油量孔42进入到第二回油道41中；控制腔9中的燃油压力逐渐降低，由于针阀62的顶部压力较小，使得针阀62向上运动，针阀体61下端的密封座面打开，此时，高压容积腔10中的高压燃油经过油道65和针阀体61下端的密封座面，并由喷孔喷出，实现喷油器的喷油过程。

当电磁阀线圈31断电时，电磁力减小，铁芯轴36在电磁阀弹簧37的弹簧力作用下带动衔铁34向下运动，钢球8也随之向下运动，直至将钢球8与出油量孔42的上端配合，此时出油量孔42与量孔板4的上部凹槽不相通；控制腔9中的燃油压力逐渐增大，当燃油压力达到某个值时，针阀62向下运动，针阀体61下端的密封座面再次关闭，此时喷油器停止喷油。

通过控制电磁阀线圈31的通电和断电来控制燃油的喷射过程，通电时刻决定喷油开始时刻，通电持续时间决定喷油持续时间。

本实用新型所述的一种低泄漏超高压电控喷油器即为一种柴油机电控喷油器。本实用新型结构简单，能够降低零部件的加工、装配及调试成本，且零部件布置紧凑；同时，能够改善喷油器的密封效果和喷射性能，避免由于控制套筒倾斜造成高压容积腔中的燃油泄漏到控制腔中影响喷射性能；此外，减少密封平面需要精密加工的表面积，降低密封面加工难度，使得喷油器能够适应更高的喷射压力。