一种高功率密度高压共轨喷油器的制作方法

本实用新型专利涉及柴油机用电控共轨式喷油器。

背景技术：
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现有技术喷油器总成结构如图1、图2所示，它包括阀体1、喷油偶件2、锁紧帽3、阀杆4、密封球5、节流体6和电磁阀部件7，电磁阀部件7包括电磁线圈71、衔铁座72、衔铁杆73和弹簧74，喷油偶件2由针阀21和针阀体22组成，在阀体1上设有中心孔11、高压进油孔12、上外油道13、下外油道14，阀杆4以间隙配合方式安装在阀体1的中心孔中，阀杆4的下导向段通过油嘴弹簧和下导向套压在针阀21上，针阀21套装在针阀体22的中心孔中，喷油偶件2由锁紧帽3沿轴向固定在阀体1的下端，节油体6套装在阀杆4的上端，密封球5设置在节流体6和衔铁杆73之间，电磁线圈71控制衔铁杆73的伸缩，其工作原理如下：

高压燃油通过高压进油口12进入阀体1的上外油道13和下外油道14中，高压燃油一路通过上外油道13从节流体6上的侧面进油孔61进入由节流体6与阀杆4顶端之间形成的上控制腔8中，高压燃油另一路通过下外油道14与喷油偶件2中的下控制腔9中，当电磁线圈71失电时，由于弹簧74预紧力的作用，密封球5被密封在节流体6的锥形座面上，在不考虑节流损失的情况下，上控制腔8与下控制腔9内的油液压强是相同的，由于阀杆4的直径大于针阀21的直径，因此，上控制腔8通过阀杆4施加给针阀21的向下的液压力F1大于下控制腔9施加给针阀21的向上的液压力F2，即F1＞F2，此时针阀21被密封在针阀体22的锥形座面上，喷油偶件2处于关闭状态，不喷油；

当电磁线圈71得电时，电磁线圈71对衔铁杆73产生电磁吸力，当由于电磁力的大小克服弹簧74的预紧力时，带动衔铁杆73上行，密封球5离开节流体6的锥形座面，上控制腔8通过端面出油孔62与低压腔相通，由于端面出油孔62的流速比侧面进油孔61的流速大，因此，上控制腔8的压强逐渐降低，F1也随之减小，当针阀21受到的合力向上时，迫使针阀21上行，喷油偶件2处于开启状态，喷油器实现压力油的喷射；

若定义端面出油孔62的流速为K1，侧面进油孔61的流速为K2，设定油压不变，阀杆4和针阀21的直径尺寸不变，则喷油器总成的开启时间和关闭时间由节流体6的端面出油孔62和侧面进油孔61的流量比K1/K2决定，当K1/K2越大，开启时间越短，而关闭时间越长，而K1/K2越小，则开启时间越长，关闭时间越短。现有的高压共轨喷油器不能同时实现减少开启时间和关闭时间。现有的高压共轨喷油器的功率密度小，不能满足高效节能柴油机的配套要求，因此，必须对现有高压共轨喷油器进行改进设计。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是提供一种高功率密度高压共轨喷油器，它在共轨喷油器喷射过程中能同时减少开启延迟和关闭延迟的时间，从而实现减少喷射持续期的效果，达到提高功率密度的目的。

本实用新型采取的技术方案是：

一种高功率密度高压共轨喷油器，包括阀体、喷油偶件、锁紧帽、阀杆、密封球、节流体和电磁阀部件，所述节流体包括阀座、阀芯和进油导向阀套，阀座、阀芯和进油导向阀套从上到下依次同轴分布，在阀座的上端面上设有锥形座面孔和竖直出油孔，竖直出油孔设置在锥形座面孔的中心，在下端面上设有上横向进油槽，竖直出油孔与上横向进油槽相通；在阀芯上设有关闭进油孔、关闭出油孔、下横向进油槽、喷射进油孔和喷射出油孔，其中，关闭进油孔与关闭出油孔通过下横向进油槽相通，喷射进油孔和喷射出油孔通过上横向进油槽相通，关闭出油孔和喷射出油孔的最小孔径小于竖直出油孔的孔径；

在进油导向阀套的外圆侧壁上设有轴向进油槽，轴向进油槽通过进油圈与关闭进油孔和喷射进油孔相通；

在阀体上设有中心孔、高压进油孔和横向进油槽，所述高压进油孔与中心孔相通，所述中心孔为台阶式孔系，包括上段孔系、阀芯孔、阀杆上导向孔和阀杆下导向孔，上段孔系为电磁阀部件的安装孔，横向进油槽设置在阀体的下端面上，且与阀杆下导向孔相通，在阀芯孔中依次装有阀芯和阀座，阀芯位于阀座的下方，所述阀杆从上到下依次包括上导向段、上复位弹簧、轴用卡簧、过渡段、下复位弹簧、下导向段和下导向套，上复位弹簧套装在阀杆的上导向段上并由轴用卡簧轴向限位，进油导向阀套的内孔套装在上导向段上，二者之间为精密的间隙配合，进油导向阀套固定安装在阀杆上导向孔中，进油导向阀套的上端面与阀芯的下端面密封对接，下复位弹簧套装在下导向段上，下导向段套装在阀杆下导向孔中，下导向段的下端面与针阀的上端面接触，针阀套装在针阀体的中心孔中，喷油偶件由锁紧帽沿轴向固定在阀体的下端，针阀体上的针阀进油孔的上端与横向进油槽相通，针阀进油孔的下端与下控制腔相通；

进一步，所述进油圈设置在阀芯的下端面上，关闭进油孔和喷射进油孔均与进油圈相通。

进一步，关闭进油孔和喷射进油孔处于同一圆周上。

进一步，所述关闭进油孔和喷射进油孔均为阶梯孔，下大上小，关闭出油孔和喷射出油孔也为阶梯孔，上大下小。

具体的工作原理为：高压燃油从阀体上斜置的高压进油孔进入，之后直接进入阀杆上导向孔和阀杆下导向孔中，阀杆上导向孔中的高压油从进油导向阀套的外圆侧壁上设有的轴向进油槽通过关闭进油孔和喷射进油孔进入上控制腔中；而阀杆下导向孔中的高压油则从横向进油槽、针阀进油孔进入下控制腔中；当电磁阀部件不通电时，由于电磁铁弹簧的预紧力作用，衔铁杆通过球座把密封球密封在阀座的锥形座面孔中的竖直出油孔上，竖直出油孔被密封球堵住，高压油一路通过关闭进油孔、下横向进油槽和关闭出油孔进入上控制腔中，另一路通过喷射进油孔、上横向进油槽和喷射出油孔进入上控制腔中，由于上阀杆的上导向段的直径大于下导向段的直径，此时阀杆所受到的合力向下，使喷油偶件处于关闭状态，喷油器不喷油；

当电磁阀部件通电时，衔铁杆克服弹簧的预紧力上移，密封球处于失压状态，此时，位于上控制腔内的高压油从喷射出油孔中、上横向进油槽、竖直出油孔和锥形座面孔泄压，由于下控制腔内的压力高于上控制腔的压力，针阀带动阀杆上移，使喷油偶件处于喷油状态，喷油器喷油。

由于本实用新型抛弃了现有喷油器的控制原理，将整体式节流体设计分体组合结构，所述节流体包括阀座、阀芯和进油导向阀套，阀座、阀芯和进油导向阀套从上到下依次同轴分布，在阀座的上端面上设有锥形座面孔和竖直出油孔，竖直出油孔设置在锥形座面孔的中心，在下端面上设有上横向进油槽，竖直出油孔与上横向进油槽相通；在阀芯上设有关闭进油孔、关闭出油孔、下横向进油槽、喷射进油孔和喷射出油孔，其中，关闭进油孔与关闭出油孔通过下横向进油槽相通，喷射进油孔和喷射出油孔通过上横向进油槽相通，关闭出油孔和喷射出油孔的最小孔径小于竖直出油孔的孔径；在进油导向阀套的外圆侧壁上设有轴向进油槽，轴向进油槽通过进油圈与关闭进油孔和喷射进油孔相通；

由于竖直出油孔的流量比喷射进油孔大，因此上控制腔的压强可迅速降低，由此上控制腔内油压通过阀杆部件传递到针阀上的液压力可迅速下降，由此可减少开启延迟；当电磁阀部件不通电时，密封球密封在阀座的座面上，此时高压油一路通过关闭进油孔、下横向进油槽和关闭出油孔进入上控制腔中，另一路通过喷射进油孔、上横向进油槽和喷射出油孔进入上控制腔中，二路高压油同时进入上控制腔，上控制腔内的压强迅速上升，由此上控制腔通过阀杆部件传递到针阀上的液压力可迅速上升，由此可减少关闭延迟。由此，通过本次实用新型实现对喷射过程中同时减少开启延迟和关闭延迟，来实现减少喷射持续期，实现提高功率密度的目的。这样的结构使得针阀的打开与关闭的响应时更短，喷油和断油彻底，提高了喷油器的功率密度，能进一步提高柴油机功率输出，降低柴油机的排放，降低柴油机的单位功率的重量，是节能环保型柴油机的关键部件。

本实用新型可以减少燃油喷射时的持续期，达到提高功率密度的目的，从而实现三个有益效果：一是在相同的持续期时间内可提高柴油机的功率；二是可实现燃油系统液力部件的轻量化，这有益于燃油系统的安装；三是由于燃油系统液力部件的轻量化，有利于提高装载柴油机车辆的机动性和载重能力。

附图说明：

图1为现有喷油器的结构示意图；

图2为图1中节油体的结构示意图；

图3为本实用新型的结构示意图；

图4为节流体在阀体中的安装结构示意图；

图5为阀座的结构示意图；

图6为阀芯的结构示意图；

图7为进油导向阀套的结构示意图；

图8为阀体的结构示意图；

图9为阀杆部件的结构示意图；

图中：1-阀体；2-喷油偶件；3-锁紧帽；4-阀杆；5-密封球；6-节流体；7-电磁阀部件；8-上控制腔；9-下控制腔；11-中心孔；12-高压进油孔；13-上外油道；14-下外油道；15-横向进油槽；111-上段孔系；112-阀芯孔；113-阀杆上导向孔；114-阀杆下导向孔；21-针阀；22-针阀体；23-针阀进油孔；41-上导向段；42-上复位弹簧；43-轴用卡簧；44-过渡段；45-下复位弹簧；46-下导向段；47-下导向套；61-侧面进油孔；62-端面出油孔；63-阀座；64-阀芯；65-进油导向阀套；631-锥形座面孔；632-竖直出油孔；633-上横向进油槽；641-关闭进油孔；642-关闭出油孔；643-下横向进油槽；644-喷射进油孔；645-喷射出油孔；646-进油圈；651-轴向进油槽；71-电磁线圈；72-衔铁座；73-衔铁杆；74-弹簧。

具体实施方式：

下面结合附图举例说明本实用新型的具体实施方式：

实施例1：

一种高功率密度高压共轨喷油器，如图3-图9所示，包括阀体1、喷油偶件2、锁紧帽3、阀杆4、密封球5、节流体6和电磁阀部件7，所述节流体6包括阀座63、阀芯64和进油导向阀套65，阀座63、阀芯64和进油导向阀套65从上到下依次同轴分布，在阀座63的上端面上设有锥形座面孔631和竖直出油孔632，竖直出油孔632设置在锥形座面孔631的中心，在下端面上设有上横向进油槽633，竖直出油孔632与上横向进油槽633相通；在阀芯64上设有关闭进油孔641、关闭出油孔642、下横向进油槽643、喷射进油孔644和喷射出油孔645，其中，关闭进油孔641与关闭出油孔642通过下横向进油槽643相通，喷射进油孔644和喷射出油孔645通过上横向进油槽633相通，关闭出油孔642和喷射出油孔645的最小孔径小于竖直出油孔632的孔径；关闭进油孔641和喷射进油孔644处于同一圆周上，在阀芯64的下端面上设有进油圈646，关闭进油孔641和喷射进油孔644均与进油圈646相通，所述关闭进油孔641和喷射进油孔644均为阶梯孔，下大上小，关闭出油孔642和喷射出油孔645也为阶梯孔，上大下小；在进油导向阀套65的外圆侧壁上设有轴向进油槽651，轴向进油槽651通过进油圈与关闭进油孔641和喷射进油孔644相通；在阀体1上设有中心孔11、高压进油孔12和横向进油槽15，所述高压进油孔12与中心孔11相通，所述中心孔11为台阶式孔系，包括上段孔系111、阀芯孔112、阀杆上导向孔113和阀杆下导向孔114，上段孔系111为电磁阀部件7的安装孔，横向进油槽15设置在阀体1的下端面上，且与阀杆下导向孔114相通，在阀芯孔112中依次装有阀芯64和阀座63，阀芯64位于阀座63的下方，所述阀杆4从上到下依次包括上导向段41、上复位弹簧42、轴用卡簧43、过渡段44、下复位弹簧45、下导向段46和下导向套47，上复位弹簧42套装在阀杆4的上导向段41上并由轴用卡簧43轴向限位，进油导向阀套65的内孔套装在上导向段41上，二者之间为精密的间隙配合，进油导向阀套65固定安装在阀杆上导向孔113中，进油导向阀套65的上端面与阀芯64的下端面密封对接，下复位弹簧45套装在下导向段46上，下导向段46套装在阀杆下导向孔114中，下导向段46的下端面与针阀21的上端面接触，针阀21套装在针阀体22的中心孔中，喷油偶件2由锁紧帽3沿轴向固定在阀体1的下端，针阀体22上的针阀进油孔23的上端与横向进油槽15相通，针阀进油孔23的下端与下控制腔9相通。

本实用新型的实施方式很多，在此不逐一罗列，只要采取本实用新型等功能代换的一切方案均属本实用新型的保护范围。