柴油机喷油嘴的针阀及针阀偶件制造技术

柴油机喷油嘴的针阀，其包括一个出油端（11）、一个低压端（13）、和一个导向面（12）。导向面上均布有凹腔（20），凹腔面积占有率为导向面（12）的周向理论表面积的2%～30%。各凹腔（20）在针阀径向的凹陷深度从其最靠近出油端处到最靠近低压端处逐渐增加。本实用新型专利技术通过在针阀导向面加工出凹腔，改善了针阀与针阀体之间的润滑条件，同时提高了针阀与针阀导向面（12）之间的密封性能，延长了喷油嘴的使用寿命。本实用新型专利技术还涉及具有上述针阀的针阀偶件。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及柴油机的喷油装置，特别涉及柴油机喷油嘴针阀、针阀偶件。
技术介绍
喷油嘴作为燃油喷射过程的执行器，是进气涡流及燃烧室的关键接口，其对喷雾与燃烧室的配合和混合气的形成质量起到了决定性的作用，直接决定着发动机的性能指标。在柴油机喷油嘴的众多零部件中，针阀与针阀体偶件至关重要。众所周知，针阀与针阀体是喷油嘴中一对精密偶件，主要起到密封和导向的作用，其工作环境极其恶劣。针阀具有出油端、低压端、和导向面，在针阀抬起的过程中，高压燃油极易通过导向面与针阀体之间的间隙泄漏到低压回路中。随着喷射压力的提高，燃油泄漏量急剧增加。当高压燃油泄漏时，压力会转化为热能，针阀及针阀体受热温度升高，进而使燃油温度再度升高，燃油粘度下降，泄漏量进一步增加，由此形成恶性循环。另外，高温引起的燃油劣化及燃油的运动粘度下降会导致润滑效果变差，使得喷油嘴偶件中针阀与针阀体之间的润滑不良，两者容易咬死，降低喷油嘴的使用寿命。
技术实现思路
本技术的目的是改善柴油机喷油嘴的针阀与针阀体之间润滑，提高密封防泄漏，以保证柴油机喷油嘴的性能和使用寿命。本技术提供了柴油机喷油嘴的针阀，针阀包括一个出油端、一个低压端、和一个导向面，导向面上均布有凹腔，所有凹腔与导向面交界处形成的面积之和为导向面的周向理论表面积的2%?30%，各凹腔在针阀径向的凹陷深度从其最靠近出油端处到最靠近低压端处逐渐增加。在柴油机喷油嘴的针阀一种示意性实施方式中，各凹腔在针阀径向的凹陷深度沿从其最靠近出油端处到最靠近低端处线性增加，使凹腔内形成一个倾斜于针阀轴线的倾斜面。在柴油机喷油嘴的针阀另一种示意性实施方式中，使倾斜面与针阀轴线的夹角为10。至 45。。在柴油机喷油嘴的针阀的还一种示意性实施方式中，凹腔与导向面交界处形成的形状可以是圆形、矩形、三角形和/或多边形。本技术还提供柴油机喷油嘴的针阀偶件，它包括一个技术所提供的针阀和一个针阀体，针阀体套设针阀，针阀体与针阀间具有一个径向间隙，凹腔的最大凹陷深度与该径向间隙之比为0.4至4。本技术通过在针阀导向面加工出的凹腔，改善了针阀与针阀体之间的润滑条件，同时提高了密封性能，延长了喷油嘴的使用寿命。【附图说明】以下附图仅对本技术做示意性说明和解释，并不限定本技术的范围。图1是柴油机喷油嘴的针阀的一种示意性实施方式的局部示意图。图2是图1的局部放大示意图。图3是柴油机喷油嘴的针阀偶件的一种示意性实施方式的局部示意图。图4是图3的局部放大示意图。图5是利用仿真模拟软件分析出的针阀偶件燃油泄漏量比对结果。标号说明10 针阀11出油端12导向面13低压端20 凹腔30针阀体。【具体实施方式】为了对技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本技术的【具体实施方式】，在各图中相同的标号表示相同或相似的部分。附图仅用于说明本技术，不代表本技术的实际结构和真实比例。如图1所示，柴油机喷油嘴的针阀10包括一个出油端11、一个低压端13、和一个导向面12。参考图2并结合图1所示，导向面12上均布有凹腔20，所有凹腔20与导向面12交界处形成的面积之和为导向面12的周向理论表面积的2%?30%。例如在图示的示意性实施方式中，该比例为15%。其中，导向面12的周向理论表面积是指如果导向面12上没有凹腔，完全由平滑表面构成时的周向表面积。图2为图1的局部放大示意图。如图所示，凹腔20在针阀10径向的凹陷深度从其最靠近出油端11处到最靠近低压端13处逐渐增加，其最大凹陷深度为图中所示的H。如图2所示，在针阀的一种示意性实施方式中，凹腔20在针阀10径向的凹陷深度从其最靠近出油端处到最靠近低压端处为线性增加，使凹腔20内形成一个倾斜于针阀轴线的倾斜面22，以方便凹陷20的加工。但凹陷深度的变化也可以是非线性的。在针阀一种示意实施方式中，上述倾斜面22与针阀10轴线方向的夹角Θ为10度至45度，例如在图4的示意性实施方式中，Θ角为30度。在整个导向面12上，凹腔20与导向面12交界处形成的形状可以均为是圆形、矩形、三角形或多边形，当然，这些凹腔也可以有不同的形状，即它们可以圆形、矩形、三角形或多边形几种的组合。图3和图4是柴油机喷油嘴的针阀偶件的一种示意性实施方式的局部示意图。如图3如示，它包括一个如前所述的针阀10和一个针阀体30，针阀体30套设针阀10。参见图4，针阀体30与针阀10间具有一个径向间隙h，凹腔20的最大凹陷深度Η与该径向间隙h之比在0.4至4的范围内，在图示的示意性实施方式中，这一比例为1。例如，在一种不意性实施方式中，针阀导向面的直径为7mm，凹腔的直径为35 μ m，凹腔面积占有率为15%，凹腔在导向面上形成的均为圆形，凹腔最大凹陷深度Η与径向间隙h之比1，凹陷与针阀轴线方向的夹角Θ为30度，利用Fluent仿真软件可以分析出此时针阀偶件的燃油泄漏量与燃油压力之间的对应关系，如图5中实线所示。图5中虚线所示为未加工出凹腔的同尺寸针阀的对比曲线，由此可以看出，凹腔的防燃油泄漏效果。从图5可见，随着喷射压力的逐渐提高，嘴燃油泄漏量呈线性增加，在针阀的导向面采用带有深度变化的凹腔20后，燃油的泄漏量降低，特别是在超高喷射压力条件下降低效果更为明显。另外，使凹腔20在针阀10径向的凹陷深度从其最靠近出油端11处到最靠近低压端13处逐渐增加，在针阀10落座过程，更利于在导向面12上的凹腔20形成楔效应，存储在这些凹腔20内的燃油，在导向面12与针阀体30之间产生具有一定厚度和承载能力的动压润滑油膜，使导向面12与针阀体30之间形成非接触式滑动，极大改善了润滑条件，从而有效防止针阀10与针阀体30之间因缺少润滑而发生咬死的现象。应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本技术的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本技术的保护范围，凡未脱离本技术技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本技术的保护范围之内。【主权项】1.柴油机喷油嘴的针阀（10)，所述针阀包括一个出油端（11)、一个低压端（13)、和一个导向面（12)，其特征在于： 该导向面（12)上均布有凹腔（20)，各所述凹腔（20)与所述导向面（12)交界处形成的面积之和为所述导向面（12)的周向理论表面积的2%?30% ;各所述凹腔（20)在所述针阀(10)径向的凹陷深度从其最靠近所述出油端（11)处到最靠近所述低压端（13)处逐渐增加。2.如权利要求1所述的柴油机喷油嘴的针阀，其中各所述凹腔（20)在所述针阀（10)径向的凹陷深度从其最靠近所述出油端（11)处到最靠近所述低压端（13)处线性增加，使所述凹腔（20 )内形成一个倾斜于所述针阀轴线的倾斜面（22 )。3.如权利要求2所述的柴油机喷油嘴的针阀，其中所述倾斜面（22)与该针阀轴线的夹角（Θ )为 10。至 45。。4.如权利要求1所述的柴油机喷油嘴的针阀，其中所述凹腔（本文档来自技高网...

【技术保护点】
柴油机喷油嘴的针阀（10），所述针阀包括一个出油端（11）、一个低压端（13）、和一个导向面（12），其特征在于：该导向面（12）上均布有凹腔（20），各所述凹腔（20）与所述导向面（12）交界处形成的面积之和为所述导向面（12）的周向理论表面积的2%～30%；各所述凹腔（20）在所述针阀（10）径向的凹陷深度从其最靠近所述出油端（11）处到最靠近所述低压端（13）处逐渐增加。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹必峰，俞升浩，贾和坤，孙建中，何建光，徐毅，
申请(专利权)人：江苏大学，常柴股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32