諧振旁通式電控噴油器的制作方法

本實用新型涉及的是一種發動機噴油器，具體地說是高壓共軌噴油器。

背景技術：

隨著對發動機的燃油經濟性和排放特性要求越來越高，排放的限制主要在于氮氧化物和顆粒物兩個方面。為了減少氮氧化物的排放，就要求對噴油過程的瞬時噴油速率進行控制，降低噴射初期的噴油速率。噴射過程結束時，噴油器又必須迅速斷油，即針閥落座響應要快，以降低顆粒物的形成量。故柴油機排放對噴油器的要求在于其噴油過程能形成初期開啟慢且結束關閉快的噴油速率形態。

此外，多次噴射噴油規律的精確控制是柴油機高壓共軌電控噴油系統的最大優勢和關鍵技術。高壓共軌系統多次噴射中，噴射引起的水擊壓力波動直接影響到多次噴射理想噴油規律的實現，進而影響柴油機的性能。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供在多次噴射時，能保證燃油壓力波動小，快速響應，并且能實現“初期慢且結束快”的噴油速率形態及無靜態泄漏功能的諧振旁通式電控噴油器。

本實用新型的目的是這樣實現的：

本實用新型諧振旁通式電控噴油器，其特征是：包括噴油器頭、噴油器體、限流閥組件、電磁閥組件、針閥組件、噴嘴、下行高壓油路，噴油器頭安裝在噴油器體上方，噴油器頭內部設置主進油孔，噴油器體內部設置蓄壓腔，主進油孔與蓄壓腔相通，限流閥組件設置在蓄壓腔里，噴油器體下端依次安裝電磁閥組件、針閥組件、噴嘴，緊帽位于電磁閥組件、針閥組件、噴嘴外部，緊帽的上端通過螺紋連接的方式與噴油器體下端部相連；

所述限流閥組件包括限位彈簧座、限流活塞、球閥復位彈簧座、支撐控制滑塊，限位彈簧座、限流活塞、球閥復位彈簧座自上而下布置，限位彈簧座與限流活塞之間安裝阻尼彈簧，支撐控制滑塊安裝在球閥復位彈簧座里，支撐控制滑塊的上端與限流活塞之間設置球閥，支撐控制滑塊的下端與其下方的球閥復位彈簧座之間安裝球閥復位彈簧，限流活塞里設置活塞盲孔和限流孔，支撐控制滑塊里設置軸向中心通孔，球閥復位彈簧座里設置諧振通孔和諧振節流孔，球閥復位彈簧座與其下方的噴油器體之間設置過渡油腔，活塞盲孔連通蓄壓腔和限流孔，限流孔與軸向中心通孔在球閥的控制下連通或斷開，諧振通孔和諧振節流孔均連通軸向中心通孔和過渡油腔；

所述電磁閥組件包括電磁鐵、線圈、銜鐵、平衡閥桿、閥座、中間塊，電磁鐵上纏繞線圈，電磁鐵上方設置電磁閥復位彈簧座，電磁鐵下方設置銜鐵，銜鐵與電磁閥復位彈簧座之間設置電磁閥復位彈簧，平衡閥桿位于閥座里，平衡閥桿上端部與銜鐵固連，中間塊設置在閥座下方，中間塊里設置回油孔、中間節流孔、中間油路，中間油路與中間節流孔相通，回油孔在平衡閥桿的控制下與中間節流孔和油箱連通或斷開；

所述針閥組件包括針閥限位套、控制滑塊、針閥體，控制滑塊位于針閥限位套里，針閥體的上部分位于針閥限位套里，針閥體的下部分位于噴嘴里，控制滑塊與針閥體之間形成控制腔，控制腔里設置控制滑塊復位彈簧，針閥體中部設置凸起部分，凸起部分與其上方的針閥限位套之間設置針閥復位彈簧，控制滑塊的上端面設置中間腔，控制滑塊里設置進油孔、控制滑塊通孔、旁通油路，進油孔通過進油節流孔連通中間腔，控制滑塊通孔分別連通中間腔和控制腔，旁通油路連通控制腔，針閥體與噴嘴之間形成盛油槽，噴嘴端部設置噴孔；

中間油路連通中間腔，下行高壓油路的上端連通過渡油腔，經噴油器體、閥座、中間塊、針閥限位套、噴嘴連通盛油槽，進油孔連通下行高壓油路。

本實用新型還可以包括：

1、噴孔噴油時，過渡油腔的燃油壓力下降，限流活塞、球閥、支撐控制滑塊整體向下位移，且球閥未落座在球閥復位彈簧座上，限流孔與軸向中心通孔相通；當噴孔流出的燃油質量超過閾值時，限流活塞壓緊球閥并使其落座于球閥復位彈簧座，限流孔與軸向中心通孔斷開；噴孔停止噴油時，在球閥復位彈簧的作用下，限流活塞、球閥和支撐控制滑塊整體恢復到初始位置。

2、線圈通電時，平衡閥桿向上運動，回油孔與油箱為連通狀態，控制腔內的燃油通過中間油路、中間節流孔和回油孔回油至油箱，針閥體向上抬起，噴孔開啟噴油；線圈斷電后，平衡閥桿在電磁閥復位彈簧的作用向下運動，被壓在中間塊上端面上，回油孔與油箱斷開。

3、噴孔停止噴油時，控制滑塊上端面燃油壓力高于其下端面，控制滑塊克服控制滑塊復位彈簧的彈簧預緊力向下位移，旁通油路打開，隨著燃油進入控制腔，控制滑塊在控制滑塊復位彈簧的作用力下，回到初始位置。

4、諧振節流孔中部的直徑小于其兩端的直徑，且小于諧振通孔的直徑，諧振節流孔與諧振通孔軸向的總長度一致。

本實用新型的優勢在于：本實用新型采用了蓄壓腔結構，可以大大改善整個噴油系統的壓力波動，特別是可以減小各個噴油器噴油時的互相干擾。本實用新型結構上采用了限流閥組件，有效避免了異常噴油等不正常情況的發生，并且在限流閥組件中加入了諧振結構，減小了燃油壓力波動，保證正常穩定的噴油過程的同時提高了燃油經濟性和噴油器工作的可靠性。本實用新型采用了電磁閥控制平衡閥桿來調節回油油路的開關，有利于提高針閥的響應速度和控制精度，提供了靈活的噴油規律，有效的改善了柴油機的排放穩定性與經濟性。控制腔內控制滑塊的旁通油路能使得控制腔更加快速地建壓，提高了針閥響應特性。控制滑塊節流孔和中間節流孔的設計保證了噴油器在初期能緩慢噴油，減少氮氧化物的形成。噴嘴部分內部液壓平衡、無靜態壓力差，實現了噴油器無靜態泄漏的功能。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為限流閥組件示意圖；

圖3為電磁閥組件示意圖；

圖4為針閥組件示意圖；

圖5為A-A示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述：

結合圖1-5，本實用新型旁通式電控噴油器包括噴油器頭1、限流閥組件3、電磁閥組件5、針閥組件6、噴嘴9、緊帽10、噴油器體11。噴油器頭1通過螺紋進行配合連接安裝在噴油器體11上，并通過放置在噴油器體11上的密封圈2進行密封。噴油器頭1內設置主進油孔13，并與噴油器體11內的蓄壓腔12連通。蓄壓腔12下方設有限流閥組件3。限流閥組件3安裝在噴油器體11內部，其主要結構包括有擋圈14、阻尼彈簧15、球閥17、支撐控制滑塊18、球閥復位彈簧23、球閥復位彈簧座24、限流活塞25、限位彈簧座27。其中，限流孔16以及活塞盲孔26加工在限流活塞25上，軸向中心通孔19加工在支撐控制滑塊18上，這樣保證了燃油可以順利流向下方油路。噴油器體11下方依次設有電磁閥組件5、針閥組件6，通過緊帽10進行裝配連接。電磁閥組件5主要結構包括有電磁閥復位彈簧座28、線圈29、銜鐵30、閥座31、中間塊34、平衡閥桿36、電磁鐵37、電磁閥復位彈簧38。銜鐵30和平衡閥桿36組合安裝在閥座31內部。回油孔32、中間油路33、中間節流孔35加工在中間塊34內部，中間塊34同針閥限位套44和針閥體42形成控制腔45。電磁閥組件5下方是針閥組件6，主要結構包括：控制滑塊復位彈簧41、針閥體42、針閥復位彈簧43、針閥限位套44和控制滑塊46。控制滑塊46置于控制腔45內，加工有進油節流孔48、控制滑塊通孔40和旁通油路39。進油節流孔48和針閥限位套44上的進油孔47相連。針閥體42安裝在噴嘴9里，噴嘴9和針閥體42之間設置盛油槽8。

圖1為本實用新型旁通式電控噴油器的整體結構示意圖。噴油器體11上開有蓄壓腔12，蓄壓腔12與主進油孔13相連通。噴油器頭1與噴油器體11通過螺紋線進行裝配，密封圈2將二者進行密封。當輸送進來的高壓燃油通過主進油孔13進入噴油器內部時，流經蓄壓腔12中的燃油會向下經過限流閥組件3。燃油從限流閥組件3流出后流經下行高壓油路4進入控制腔45和盛油槽8。限流閥組件3下方和噴嘴9上方之間依次裝配有電磁閥組件5和針閥組件6。在電磁閥組件5內，通過電磁力控制著銜鐵30和平衡閥桿36的抬起和落座。當線圈29通電時，平衡閥桿36向上抬起，回油孔32開啟，控制腔45中燃油流經控制滑塊通孔40、中間油路33和中間節流孔35，通過回油孔32泄油。故控制腔45內燃油壓力下降，與盛油槽8形成燃油壓差，使得針閥體42抬起，噴油開始。該過程中，針閥限位套44起到限制針閥體42的位移的作用。控制滑塊通孔40和中間節流孔35的兩段節流的存在，保證了中間油路33內燃油壓力不會迅速下降，這就減緩了控制腔45內燃油壓力的下降速度。當線圈29斷電時，當平衡閥桿36向下落座時，回油孔32關閉，燃油會通過進油孔47和進油節流孔48直接進入控制腔45，使得控制腔45建壓，針閥體42落座，噴油過程結束。針閥體42安裝在噴嘴9內部，并被針閥復位彈簧43壓緊。噴嘴9和電磁閥組件5都安裝在緊帽10內部，并由噴油器體11以及螺紋線緊固。針閥體42內部液壓平衡、無靜態壓力差，實現了噴油器無靜態泄漏的功能。

圖2為本實用新型限流閥組件部分結構示意圖。它由擋圈14、阻尼彈簧15、球閥17、支撐控制滑塊18、球閥復位彈簧23、球閥復位彈簧座24、限流活塞25、限位彈簧座27等組成。限流閥組件3通過蓄壓腔12設置在噴油器體11內部。擋圈14不僅對整體限流閥組件3起到了限位作用，而且與限位彈簧座27進行配合，一方面作為阻尼彈簧15的彈簧座，另一方面限制了限流活塞25的最大位移。在阻尼彈簧15和球閥復位彈簧23的彈簧預緊力作用下，球閥17同限流活塞25的下端面和支撐控制滑塊18的上端面配合。球閥復位彈簧座24在球閥復位彈簧23的彈簧力作用下，被壓緊在底部，其上部變截面處形成球閥17的落座面。高壓燃油通過蓄壓腔12進入限流活塞25內的活塞盲孔26，再通過限流孔16進入到支撐控制滑塊18的軸向中心通孔19。由軸向中心通孔19流出的燃油經過諧振通孔20和諧振節流孔22進入過渡油腔21。通過設置加工諧振通孔20和諧振節流孔22，降低了通過兩孔的燃油壓力波的幅值。此外，加工的諧振節流孔22中有一段孔徑較諧振通孔20更小，故節流效果更強烈，導致了從兩孔流過的燃油流速不同，使得原本同相位的燃油壓力波產生了相位差，兩股燃油壓力波疊加后相互抵消，進而使得壓力波動大大減小。從過渡油腔21流出的燃油經過下行高壓油路4通向下方油路。當噴油器正常工作時，噴孔7噴出燃油，使得過渡油腔21內的燃油壓力下降。由于限流孔16對燃油的節流作用，使得限流活塞25內的活塞盲孔26和蓄壓腔12內的燃油壓力升高，與過渡油腔21內燃油壓力形成壓差，故限流活塞25、球閥17和支撐控制滑塊18三者整體向下位移，這就對噴油器噴射的燃油進行了一定的補償，但不會使得球閥17落座在球閥復位彈簧座24上。當噴油停止工作時，隨著燃油流過限流孔16，限流活塞25上下表面的壓差會逐漸減小，在球閥復位彈簧23的作用下，限流活塞25、球閥17和支撐控制滑塊18三者又恢復到初始位置。當噴孔7持續不斷的噴射燃油，流出的燃油質量超過閾值，使得噴油器出現異常工作狀態時，限流活塞25的下方過渡油腔21的油壓迅速下降，形成上下壓差，導致限流活塞25壓緊球閥17落座在球閥復位彈簧座24上，阻止了燃油繼續流通。由于切斷了燃油供給，噴油器停止工作，這就一定程度上降低了異常噴油情況的發生，提高了燃油經濟性和噴油器工作的穩定性。

圖3為本實用新型電磁閥組件部分結構示意圖。它由電磁閥復位彈簧座28、線圈29、銜鐵30、閥座31、中間塊34、平衡閥桿36、電磁鐵37、電磁閥復位彈簧38等構成。電磁閥復位彈簧座28、電磁閥復位彈簧38、線圈29和電磁鐵37內置在噴油器體11內部，其中電磁閥復位彈簧座28通過螺紋緊固在電磁閥最頂端。電磁閥復位彈簧38在電磁閥復位彈簧座28和銜鐵30二者之間，銜鐵30和平衡閥桿36設置在處于噴油器體11下方的閥座31內部。中間塊34處于閥座31下方。當噴油器開始噴油時，電磁閥的線圈29通電，同電磁鐵37和銜鐵30形成磁回路，產生電磁力，吸引平衡閥桿36向上運動，處于中間塊34中的回油孔32打開。這時，控制腔45內的燃油通過中間油路33、中間節流孔35和回油孔32回油至油箱，控制腔45內油壓下降，針閥體42上表面受壓減小，與盛油槽8的燃油壓力形成壓差。針閥體42向上抬起，噴孔7開啟，開始噴油。當噴油器停止噴油時，由于銜鐵30和平衡閥桿36緊密結合為一體，故它們共同受到電磁閥復位彈簧38的彈簧預緊力作用向下運動，而被壓緊在中間塊34上端面上，并堵住了回油孔32。與此同時，控制滑塊46上的進油孔47、進油節流孔48進油。

圖4為本實用新型針閥組件部分結構示意圖。它由控制滑塊復位彈簧41、針閥體42、針閥復位彈簧43、針閥限位套44和控制滑塊46等構成。控制腔45內放置有控制滑塊46，控制滑塊復位彈簧41將控制滑塊46頂起并緊靠在中間塊34的下端面。控制滑塊46上加工有旁通油路39、控制滑塊通孔40和進油節流孔48。當噴油開始時，在中間塊34上的中間節流孔35和控制滑塊通孔40的兩段節流作用下，控制腔45內的燃油壓力下降較正常噴油器更加緩慢，減少了氮氧化物的排放。當噴油結束時，由于控制滑塊46上端面燃油壓力高于下端面，控制滑塊46克服控制滑塊復位彈簧41的彈簧預緊力向下位移，旁通油路39打開，控制腔45內的燃油壓力的迅速建立，提高了針閥落座響應。隨著燃油進入控制腔45，控制滑塊46上下端面的壓差會越來越小。控制滑塊46受到控制滑塊復位彈簧41的作用力，回到初始位置。

圖5為針閥體42的截面A-A放大圖。其弧形面可以很好的起到導向作用。

由上述工作過程可知，本實用新型旁通式電控噴油器的噴油過程中，在控制腔45中的加工的控制滑塊通孔40和旁通油路39，實現了噴射初期噴油速率較低和噴油結束能快速斷油的的特點。噴油器體11內裝有的限流閥組件3，有效的阻止了異常噴油狀態的持續進行。此外，諧振結構的加入有效減小了燃油壓力波動，保證了工作過程的穩定性與燃油經濟性。整個噴油過程采用電磁閥控制，利用電磁力帶動平衡閥桿的運動，實現了對噴油過程響應速度快，控制精度高，可變噴油規律的要求。本實用新型應用于共軌系統上時，在大油量噴射狀態下，采用蓄壓腔12的結構能有效減小共軌壓力波動，從而減少了各缸噴油過程的均勻性和穩定性下降現象的發生。