具有改進的銜鐵上行限止裝置的電控高壓噴油器的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種具有改進的銜鐵上行限止裝置的電控高壓噴油器。該電控高壓噴油器包括噴油器體、銜鐵、銜鐵軸和銜鐵導向套，銜鐵導向套外套于銜鐵軸。電控高壓噴油器還包括銜鐵上行限止板，銜鐵上行限止板設置于銜鐵導向套的軸向下側，銜鐵上行限止板的與銜鐵軸對應的區域設置有供銜鐵軸穿過的通孔。銜鐵軸的靠近其軸向下端面的部分設置有止擋部，通過止擋部與銜鐵上行限止板抵接來限定銜鐵上行觸止位置。本發明的電控高壓噴油器能夠實現盡可能小的銜鐵上下行止擋位置之間的間距而獲得了不敏感的公差鏈，進一步地能夠消除銜鐵限位的不穩定因素，實現穩定與準確的銜鐵行程。
【專利說明】
具有改進的銜鐵上行限止裝置的電控高壓噴油器
技術領域
[0001]本發明涉及電控高壓噴油器，尤其涉及用于航空重油活塞發動機的具有改進的銜鐵上行限止裝置的電控高壓噴油器。【背景技術】
[0002]航空重油活塞發動機是未來航空的重要動力，尤其是通用航空和無人機的主要動力，是當今世界先進的航空發動機技術，具有良好的動力性、經濟性、排放性、安全可靠性和健康特性。
[0003]電控高壓燃油噴射系統是航空重油活塞發動機用于實現重油時間壓力控制式噴射，優化燃燒與熱力循環，獲得良好動力性、經濟性、舒適性和排放性指標的重要技術。電控高壓噴油系統的燃油噴射壓力通常大于20MPa，目前較先進的技術水平可達到180MPa? 200MPa。其中，用于航空重油活塞發動機的高壓燃油噴射系統的燃油噴射壓力通常超過 180MPa。燃油噴射壓力越高，對電控高壓燃油噴射系統的結構強度、部件精度、安裝精度、密封性能、運動穩定性與精確性等的要求也越高。電控高壓燃油噴射系統通常包括全權限發動機數字式電子控制器(FADEC)、電控高壓油栗、蓄壓器、電控高壓噴油器這四個主要部分。
[0004]電控高壓噴油器的功能是接受FADEC的指令，將容納高壓燃料的蓄壓器中的燃料， 定時、定量以給定的噴油規律，噴射到航空重油活塞發動機的汽缸中。目前，理論與實踐表明可靠的電磁控制式高壓噴油器，接受FADEC信號并放大，產生的電磁力與彈簧力等耦合， 控制高速電磁閥的運動行程，再經液力放大控制針閥行程，控制針閥的開閉時刻與時長，實現給定的噴油規律。
[0005]實現上述功能的電控高壓噴油器主要由如下的三部分構成:高速電磁閥裝置，其包括高速電磁鐵、耦合彈簧和銜鐵裝置;液力控制閥裝置，其包括控制閥、控制活塞、啟閉元件和密封裝置;以及噴油針閥偶件。[〇〇〇6]高壓噴油器實現上述功能的過程如下:當FADEC對電磁鐵通電時，產生的磁力克服耦合彈簧力吸合上行，銜鐵迫使銜鐵軸帶動啟閉元件打開壓力控制室的泄壓節流孔，泄壓至作用在構成壓力控制室活動端的控制活塞頭部的液壓小于噴射針閥上的燃料背壓時，控制活塞聯同噴射針閥上行打開噴射孔噴出燃料;反之，對電磁鐵斷電消磁后，耦合彈簧力推動銜鐵軸，強迫啟閉元件關閉壓力控制室的泄壓節流孔，壓力控制室進油節流孔不斷充量至作用在控制活塞頭部的液壓大于噴射針閥上的燃料背壓時，控制活塞迫使噴射針閥下行關閉噴射孔，停止噴射。
[0007]在上述過程中，銜鐵行程(銜鐵的上行觸止位置和下行觸止位置之間的距離)的穩定性和精確性對燃料噴射性能具有決定性的影響，直接影響燃油噴射響應速度的穩定性。 如果不能保證上述穩定性和精確性則可能造成噴射紊亂，導致單次噴射差異性增大，甚至無法實現有效噴射。
[0008]而在現有技術中，由于所采用的銜鐵軸上下行止擋位置之間的間距公差鏈較大， 并且銜鐵在銜鐵軸上不穩定的限位造成銜鐵工作面與磁力線不垂直，直接影響了銜鐵行程的穩定性與精確性。
【發明內容】
[0009]基于上述現有技術的缺陷，本發明的發明目的在于提供一種電控高壓噴油器，其能夠實現盡可能小的銜鐵上下行止擋位置之間的間距，以獲得不敏感的公差鏈。本發明的進一步的發明目的在于提供一種電控高壓噴油器，其能夠消除銜鐵限位的不穩定因素，實現穩定與準確的銜鐵行程。
[0010]為了實現上述發明目的，本發明采用如下的技術方案。
[0011]本發明提供了一種如下的電控高壓噴油器，所述電控高壓噴油器包括噴油器體、 銜鐵、銜鐵軸和銜鐵導向套，所述銜鐵導向套外套于所述銜鐵軸，所述電控高壓噴油器還包括銜鐵上行限止板，所述銜鐵上行限止板設置于所述銜鐵導向套的軸向下側，所述銜鐵上行限止板的與所述銜鐵軸對應的區域設置有供所述銜鐵軸穿過的通孔，所述銜鐵軸的靠近其軸向下端面的部分設置有止擋部，通過所述止擋部與所述銜鐵上行限止板抵接來限定銜鐵上行觸止位置。
[0012]優選地，所述銜鐵軸的安裝所述銜鐵的軸向上側端設置有銜鐵軸肩部，并且所述銜鐵軸肩部具有用于對所述銜鐵進行限位的銜鐵軸肩面。
[0013]優選地，所述銜鐵上行限止板固定于所述噴油器體并且所述銜鐵上行限止板的非固定接觸區域設置有凸起部，通過所述凸起部與所述止擋部抵接來限定所述銜鐵上行觸止位置。
[0014]優選地，所述凸起部從所述銜鐵上行限止板的軸向下端面朝向軸向下側凸出。 [〇〇15]更優選地，所述凸起部設置于所述銜鐵上行限止板的靠近所述通孔的周緣的部分。
[0016]優選地，所述銜鐵軸的位于所述止擋部的軸向上側的部分具有縮徑部，通過所述縮徑部形成所述止擋部。
[0017]優選地，所述通孔為具有對稱軸線的孔，或者所述通孔為無對稱軸線的孔。[〇〇18]更優選地，所述銜鐵上行限止板具有與所述通孔連通的引導孔，所述引導孔用于將所述銜鐵軸導入到所述通孔中。
[0019]進一步，優選地，所述引導孔為板內孔。
[0020]進一步，優選地，所述引導孔為導通至所述銜鐵上行限止板的外周緣的導通孔。 [〇〇21]通過采用上述技術方案，本發明的電控高壓噴油器能夠實現盡可能小的銜鐵上下行止擋位置之間的間距而獲得了不敏感的公差鏈以及能夠消除銜鐵限位的不穩定因素，實現穩定與準確的銜鐵行程。【附圖說明】
[0022]圖1是示出了根據本發明的電控高壓噴油器的局部剖視示意圖。
[0023]圖2是示出了圖1中的電控高壓噴油器所采用的銜鐵上行限止板的一示例的示意圖。
[0024]圖3是示出了圖1中的電控高壓噴油器所采用的銜鐵上行限止板的另一示例的示意圖。
[0025]圖4是示出了圖1中的電控高壓噴油器所采用的銜鐵上行限止板的又一示例的示意圖。[〇〇26] 附圖標記說明[〇〇27]1銜鐵復位彈簧2電磁鐵3銜鐵4銜鐵上行限止板4a凸起部4b通孔4c引導孔4al凸起部端面5噴油器體6保持件7銜鐵軸7a銜鐵軸肩部7al銜鐵軸肩面7b止擋部7bl 止擋部端面7c縮徑部8保持彈簧9鎖緊螺母10銜鐵導向套11控制閥11a泄壓孔lib壓力控制室11c啟閉元件lid控制活塞12噴射針閥13噴射孔 [〇〇28] A軸向R徑向S靜態行程H凸起高度【具體實施方式】
[0029]以下將結合說明書附圖來具體說明根據本發明的電控高壓噴油器的【具體實施方式】。需要說明的是，本發明中所涉及的“軸向”、“徑向”分別是指電控高壓噴油器的軸向、徑向(參見圖1中的軸向A和徑向R)。另外，在軸向上，電控高壓噴油器的電磁鐵所在側為軸向上側(即圖1的上側)，電控高壓噴油器的噴射孔為軸向下側(即圖1的下側)。
[0030]以下將參照圖1詳細說明根據本發明的電控高壓噴油器的具體結構。
[0031]如圖1所示，根據本發明的電控高壓噴油器具有噴油器體5以及在該噴油器體5的軸向上端設置的電磁鐵2和銜鐵復位彈簧1。可以通過保持件6保持電磁鐵2。
[0032]在本實施方式中，該電控高壓噴油器還包括銜鐵3、銜鐵軸7和帶底盤的銜鐵導向套10。銜鐵3與銜鐵軸7采用間隙配合，銜鐵導向套10采用間隙配合的方式套裝(外套)于銜鐵軸7。銜鐵軸7的靠近軸向上端的部分設置有向徑向外側延伸的銜鐵軸肩部7a。在保持彈簧8的作用下，銜鐵3從軸向下側抵接于銜鐵軸肩部7a的銜鐵軸肩面7al，使得銜鐵軸肩面 7al用于對銜鐵3進行限位。銜鐵復位彈簧1作用于銜鐵軸7(銜鐵軸肩部7a)，對銜鐵軸7始終施加朝向軸向下側的預壓力，保持銜鐵軸7迫使啟閉元件11 c在靜止狀態密封在控制閥11的泄壓孔11a。
[0033]在本實施方式中，電控高壓噴油器還包括與銜鐵軸7配合的銜鐵上行限止板4,銜鐵上行限止板4在軸向A上鄰近銜鐵導向套10地設置于銜鐵導向套10的軸向下側。銜鐵軸7 穿過銜鐵上行限止板4的通孔4b，并且銜鐵上行限止板4采用間隙配合套裝(外套)于銜鐵軸 7。通過鎖緊螺母9將銜鐵導向套10和銜鐵上行限止板4壓緊在控制閥11上，從而實現固定。 控制閥11設置有泄壓孔11a，泄壓孔11a用于從壓力控制室lib泄出燃料。銜鐵軸7與封閉泄壓孔11 a的啟閉元件11 c剛性連接。壓力控制室11 b內燃料壓力的變化控制可滑動的控制活塞lid的運動。控制活塞lid與噴射針閥12聯動，當壓力控制室lib內的燃料壓力下降至使得作用在控制活塞lid的軸向端面上的液壓小于噴射針閥12的燃料背壓時，控制活塞lid聯同噴射針閥12沿軸向A向上移動以打開噴射孔13而噴出燃料;反之，當壓力控制室11 b內的燃料壓力上升至使得作用在控制活塞lid的軸向上端面上的液壓大于噴射針閥12的燃料背壓時，控制活塞11 d聯同噴射針閥12沿軸向向下運動來密封噴射孔13，從而停止噴射。
[0034]進一步地，銜鐵軸7的靠近其軸向下端面的部分設置有止擋部7b，使得銜鐵軸7隨著銜鐵3在磁力的吸引下克服銜鐵復位彈簧1的彈簧力而向軸向上側移動預定距離之后，止擋部7b與銜鐵上行限止板4抵接，銜鐵軸7的移動被止擋。在本實施方式中，通過在銜鐵軸7 的軸向下端部設置縮徑部7c(相對于銜鐵軸7的其它部分向徑向內側凹陷的凹部)來形成上述止擋部7b。例如，可以使得銜鐵上行限止板4的通孔4b的徑向R上的尺寸略大于銜鐵軸7的縮徑部7c的徑向R上的尺寸且小于止擋部7b的徑向R上的尺寸。[〇〇35]優選地，銜鐵上行限止板4的軸向下端面設置有向軸向下側凸出的凸起部4a，凸起部4a用于與止擋部7b抵接而使銜鐵軸7的移動被止擋。優選地，通孔4b設置于銜鐵上行限止板4的中心位置處，凸起部4a設置于通孔4b的周緣部分而遠離用于固定銜鐵上行限止板4的外周緣部(即遠離銜鐵上行限止板4的固定接觸區域)。也就是說，凸起部4a設置于銜鐵上行限止板4的非固定接觸區域，從而基本消除了銜鐵上行限止板4由于壓緊固定而導致的變形對銜鐵行程的影響。另外，工藝性極好且被固定的銜鐵上行限止板4的凸起部端面4al與止擋部端面7bl的直接限位，配合銜鐵軸肩部7a對銜鐵3的定位，有效地避免了銜鐵3的傾翻趨勢，即保證了銜鐵的工作面與磁力線的垂直度。
[0036]在電磁鐵2處于消磁狀態(靜止狀態)時，通過銜鐵復位彈簧1的彈簧力的作用，銜鐵軸7沿著銜鐵導向套10向軸向下側運動，使得啟閉元件11 c密封控制閥11的泄壓孔1 la，銜鐵3和銜鐵軸7處于下行觸止位置。當電磁鐵2通電而產生磁力之后，磁力克服銜鐵復位彈簧 1的彈簧力使得銜鐵3在軸向A上吸合上行，銜鐵3迫使銜鐵軸7在銜鐵導向套10中沿軸向A上行，直到止擋部端面7bl觸止于凸起部端面4al，銜鐵3和銜鐵軸7處于上行觸止位置。
[0037]銜鐵3和銜鐵軸7的上行觸止位置與下行觸止位置之間的在軸向A上的距離為銜鐵行程(靜態行程S)。通過更換具有不同凸出高度H的凸起部4a的銜鐵上行限止板4可獲得需要的銜鐵行程，不需要單獨另行設置行程調整墊。另外，由于在本發明中的銜鐵3和銜鐵軸7 的上行觸止位置與下行觸止位置之間的間隔極小，因而使得獲得了不敏感的公差鏈。
[0038]為了便于銜鐵軸7如圖1所示地貫穿于銜鐵上行限止板4,銜鐵上行限止板4還可以具有與通孔4b連通的引導孔4c，引導孔4c用于將銜鐵軸7導入到通孔4b。以下將參照圖2和圖3說明引導孔4c的不同不例。[〇〇39] 如圖2所示，通孔4b設置于銜鐵上行限止板4的中心處且為具有對稱軸線的孔；弓丨導孔4c為板內孔(未導通至銜鐵上行限止板4的外周緣)，銜鐵軸7能夠沿軸向A穿過該板內孔之后再沿徑向R移動到通孔4b中并使得止擋部7b位于通孔4b的軸向下側。
[0040] 如圖3所示，通孔4b設置于銜鐵上行限止板4的中心處且為具有對稱軸線的孔；弓丨導孔4c為導通至銜鐵上行限止板4的外周緣的導通孔，銜鐵軸7能夠在導通孔中沿徑向R移動到通孔4b中并使得止擋部7b位于通孔4b的軸向下側。[〇〇41]當然，也可以采用僅具有通孔4b的銜鐵上行限止板4。如圖4所示，通孔4b設置于銜鐵上行限止板4的中心處且為不具有對稱軸線的孔，該通孔4b具有作為主體的圓孔以及與圓孔連接的一個缺口。可以使銜鐵軸7的設置有止擋部7b的部分具有與該通孔4b對應的形狀，在銜鐵軸7的設置有止擋部7b的部分沿軸向A穿過該通孔4b之后，將銜鐵軸7轉過一定角度來使銜鐵軸7的與該缺口對應的部分作為止擋部7b。[〇〇42] 綜上所述，本發明中銜鐵3和銜鐵軸7的上行觸止位置與下行觸止位置之間距離極短，從而獲得不敏感的公差鏈;工藝性極好且被固定的銜鐵上行限止板4的凸起部端面4al 與止擋部7b的止擋部端面7b 1的直接限位，配合銜鐵軸肩面7a 1對銜鐵3的定位，有效的改善了銜鐵的傾翻趨勢;銜鐵上行限止板4用于與止擋部7b觸止的部位處于銜鐵上行限止板4的非固定接觸區域，基本消除了壓緊變形對動態升程的影響。
[0043] 工業實用性
[0044]通過采用上述的技術方案，根據本發明的電控高壓噴油器可以獲得穩定和精確的銜鐵行程，有效地改善了銜鐵的動態傾翻趨勢，具有規律性一致的噴射響應速度，大大降低了各次噴射的差異性，對改善航空重油活塞發動機的經濟性與排放具有重要意義。
【主權項】
1.一種電控高壓噴油器，所述電控高壓噴油器包括噴油器體、銜鐵、銜鐵軸和銜鐵導向 套，所述銜鐵導向套外套于所述銜鐵軸，所述電控高壓噴油器還包括銜鐵上行限止板，所述銜鐵上行限止板設置于所述銜鐵導 向套的軸向下側，所述銜鐵上行限止板的與所述銜鐵軸對應的區域設置有供所述銜鐵軸穿 過的通孔，所述銜鐵軸的靠近其軸向下端面的部分設置有止擋部，通過所述止擋部與所述銜鐵上 行限止板抵接來限定銜鐵上行觸止位置。2.根據權利要求1所述的電控高壓噴油器，其特征在于，所述銜鐵軸的安裝所述銜鐵的 軸向上側端設置有銜鐵軸肩部，并且所述銜鐵軸肩部具有用于對所述銜鐵進行限位的銜鐵 軸肩面。3.根據權利要求1或2所述的電控高壓噴油器，其特征在于，所述銜鐵上行限止板固定 于所述噴油器體并且所述銜鐵上行限止板的非固定接觸區域設置有凸起部，通過所述凸起 部與所述止擋部抵接來限定所述銜鐵上行觸止位置。4.根據權利要求3所述的電控高壓噴油器，其特征在于，所述凸起部從所述銜鐵上行限 止板的軸向下端面朝向軸向下側凸出。5.根據權利要求3所述的電控高壓噴油器，其特征在于，所述凸起部設置于所述銜鐵上 行限止板的靠近所述通孔的周緣的部分。6.根據權利要求1或2所述的電控高壓噴油器，其特征在于，所述銜鐵軸的位于所述止 擋部的軸向上側的部分具有縮徑部，通過所述縮徑部形成所述止擋部。7.根據權利要求1或2所述的電控高壓噴油器，其特征在于，所述通孔為具有對稱軸線的孔，或者所述通孔為無對稱軸線的孔。8.根據權利要求7所述的電控高壓噴油器，其特征在于，所述銜鐵上行限止板具有與所 述通孔連通的引導孔，所述引導孔用于將所述銜鐵軸導入到所述通孔中。9.根據權利要求8所述的電控高壓噴油器，其特征在于，所述引導孔為板內孔。10.根據權利要求8所述的電控高壓噴油器，其特征在于，所述引導孔為導通至所述銜 鐵上行限止板的外周緣的導通孔。
【文檔編號】F02M63/00GK105971792SQ201610374503
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】張可, 周明, 牟學利
【申請人】清華大學