中重型柴油机用单体双针阀双喷嘴高压共轨喷油器制造技术

一种中重型柴油机用单体双针阀双喷嘴高压共轨喷油器，包括磁芯阀座、球阀顶杆底座安装螺帽、球阀顶杆底座、阀针控制杆底座、油嘴安装螺帽和油嘴阀体；磁芯阀座内设置有两个电磁阀，阀针控制杆底座内设置有两个阀针控制杆，油嘴阀体内部设置有两个阀针腔，下端设置有两个喷油嘴，阀针腔内设置有两个与阀针控制杆相连、用于分别控制两个喷油嘴的油嘴阀针。此外，球阀顶杆与高压密封球阀分体设置，通过将球阀顶杆设计为大直径段和小直径段，进一步减小所需的电磁力。该高压共轨喷油器的功能相对于传统喷油器更加适应柴油机喷射柴油的特点，在不提高燃油系统压力的条件下，可以进一步改善高压柴油喷射的雾化效果，提高发动机原机排放水平；同时有利优化喷油速率规则，进一步发掘柴油机动力水平。

【技术实现步骤摘要】
中重型柴油机用单体双针阀双喷嘴高压共轨喷油器
本专利技术涉及柴油机燃油供给系统领域，尤其涉及一种适宜中重型柴油机用的单体双针阀双喷嘴高压共轨喷油器。
技术介绍
为提高柴油机的燃油经济性和改善发动机原始有害气体的排放量，以及优化柴油机噪音和振动，需要提高空气与燃油混合雾化的效果，以及对燃油喷射率的控制实现先缓后急趋势。当前在市场占绝对主导方案地位的柴油机高压共轨系统中，普遍共识和方法是不断地提高共轨系统的燃油压力水平提高喷射压力以期增强燃油雾化效果，比如从之前较为普遍的1600bar提高到1800bar、2200bar甚至更高；并利用多次极小油量(0.5～1mg)的预喷射使得喷油速率来实现趋向于理想条件下的放热速率先缓后急的喷射效果；甚至在同一次喷射过程中前期使用与高压油轨中相同的压力进行前一部分时段喷射，在喷油的后一部分时段依靠喷油器体内部的液力放大机构进一步提高喷油器体内以及喷油嘴端喷射压力，以期达到提高喷射速率和加强喷射雾化的效果。但是，过多地提高燃油高压系统压力水平，会导致材质选择、零件尺寸、工艺等方面对加工制造方面更高的要求。另外在目前的柴油机喷油器中只有一个喷油嘴时，由于一个喷油嘴的喷孔孔径和喷孔数量首先要满足正常燃油供给所需的喷射速率要求，因此需要一定的足够的燃油喷射截面积；但预喷射所需的油量又极小，因此喷射所需喷油持续时间短，油嘴针阀升程在还没有充分开启时就要开始关闭，因此极小油量的预喷射往往都是在远低于系统燃油压力的嘴端喷射压力下进行，节流严重，导致预喷射这一部分燃油喷射的雾化质量不高，有害于原机的颗粒排放。目前，双喷嘴喷油器基本上都是针对混合燃料的，如专利文献CN105781836A公开了一种组合式增压燃油-非增压燃气双电磁混合燃料喷射装置，采用两个电磁阀分别控制燃气和燃油的喷射过程，通过改变两个电磁阀工作状态和工作顺序，喷射装置可实现仅喷射燃油或燃气、两种燃料同时喷射、两种燃料先后顺序喷射等多种工作模式，发动机可在纯燃油或燃油引燃燃气模式下工作；专利文献CN1036670850A公开了一种双燃料喷射器以及使用该双燃料喷射器的共轨燃料系统，每个燃料喷射器包括喷射器主体，其限定出流体地连接至第一共轨的第一燃料入口以及流体地连接至第二共轨的第二燃料入口。通过使第一电致动器通电以打开直接操作止挡件来利于从第一喷嘴出口组喷射液体燃料。通过使第二电致动器通电以打开进气阀使得气体喷嘴腔充满压力比阀开启压力大的高压气体燃料来打开传统的弹簧偏置止挡件以促进气体燃料喷射出第二喷嘴出口组，来实现从第二喷嘴出口组喷射气体燃料。目前尚未有针对柴油机上采用双喷嘴喷油器的应用实例。本专利技术提供一种中重型柴油机用单体双针阀双喷嘴高压共轨喷油器，该喷油器相对于传统方案已有应用的喷油器可以使得燃油喷射模式更加灵活，稳定地获得质量更小的小油量喷射，能够在不大幅提高油轨压力情况下实现更加靠近柴油机理想燃烧所需的喷油速率控制和良好的空气与燃油混合雾化效果。
技术实现思路
本专利技术旨在不大幅度提高柴油共轨系统压力水平以及柴油机缸盖上喷油器安装空间有限的条件下，专利技术设计一种具备良好的高压力(达到甚至超过1600巴)燃油密封功能的新式密封球阀控制机构，在此基础上设计出一种紧凑的只有一个喷油器体但具备两组分开独立控制的高压燃油喷孔的喷油器。使得这种新式喷油器比当前传统方案喷油器更加适应柴油机燃烧特点，更加灵活地控制柴油喷射速率，有利于进一步改善高压柴油喷射的雾化效果，提高发动机原机排放水平；有利优化喷油速率规则，进一步发掘柴油机动力水平。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的。一种中重型柴油机用单体双针阀双喷嘴高压共轨喷油器，包括磁芯阀座、球阀顶杆底座安装螺帽、球阀顶杆底座、阀针控制杆底座、油嘴安装螺帽和油嘴阀体；其特征在于：磁芯阀座内设置有两个电磁阀，每个电磁阀均具有衔铁压紧环、电磁阀衔铁、磁芯固定压紧环、隔磁环、电磁阀线圈、电磁阀磁芯、气隙调整环、衔铁预紧弹簧和球阀顶杆；球阀顶杆穿设在球阀顶杆底座内，球阀顶杆底座的凹陷内设置有球阀顶杆密封套筒；球阀顶杆在球阀顶杆座内具有大直径段和小直径段，小直径段与球阀顶杆底座的内孔圆柱面精密配合，大直径段与球阀顶杆密封套筒内孔圆柱面精密配合；阀针控制杆底座内设置有两个阀针控制杆；油嘴阀体内部设置有两个阀针腔，下端设置有两个喷油嘴；阀针腔内设置有两个与阀针控制杆相连、用于分别控制两个喷油嘴的油嘴阀针。进一步的，球阀顶杆底座下端设置有球阀底座，球阀底座中设置与高压密封球阀相匹配的锥形孔，高压密封球阀控制高压燃油与低压回油通道的连通；高压密封球阀主体的大部分处于高压燃油之内，高压密封球阀与球阀底座的锥形孔接触形成一个密封环带，球阀顶杆把高压密封球阀推离球阀底座时，密封环带处产生泄压效果。进一步的，高压密封球阀与球阀底座的锥形孔接触形成的密封环带所围成的截面积与球阀顶杆的大直径段与小直径段的截面积之差相等或相当。因此高压燃油密封的效果不需要额外的较大的弹簧预紧力来对密封球阀进行压紧，从而可以最大程度地降低电磁阀吸力以及当前方案中衔铁预紧弹簧的预紧力，使其只需满足主要运动件电磁阀衔铁和密封球阀顶杆速度响应性和静止位置限定即可，电磁阀尺寸得以有效减小。进一步的，两个喷嘴的喷孔的限定，两喷嘴的两组喷孔数量分别为3至6个，总喷孔数由普通方案的8至9个增加到10个甚至11、12个。进一步的，两个电磁阀在高度方向上相互错开，从竖直方向上看存在部分重叠，可以减小喷油器整体直径。进一步的，利用衔铁压紧环与球阀顶杆端部的过盈配合产生的摩擦力，把电磁阀衔铁固定在球阀顶杆上。进一步的，磁芯固定压紧环不是360度完整的环，具有一定度数缺口，利用其与磁芯阀座上的孔的过盈配合，产生摩擦力，固定电磁阀磁芯。进一步的，控制电磁阀工作通电时，衔铁受力后的运动方向与密封球阀所受高压燃油的压力方向相反。与现有技术相比，因为有了两组独立控制喷油嘴，在不提高共轨系统压力水平的情况下，一个油嘴先喷油然后两个油嘴同时喷油，可以更好地获得趋近于柴油发动机所需的主喷油阶段喷油放热先缓后急的喷射模式。两个油嘴各自喷孔数量灵活搭配，两组喷孔直径按需分别设定，总的喷孔数可以比传统方案只有一个油嘴时更多，在单个喷孔直径相当或者更小的情况下却可以得到更高的最大综合喷射速率，这有助于进一步提高发动机峰值扭矩同时降低氮氧化物的产生，并进一步改善振动噪音水平。同时，将球阀顶杆设计为大直径段和小直径段，利用高压燃油的液压力，能够进一步减小所需的电磁力。同理，在达到同样大小的电磁力时，可以适当增大一点电磁阀磁芯结构，选择饱和磁通量低一些但成本更低的磁芯材料，降低对稀有贵金属材料钴等的依赖，从而在这方面节约部分制造成本。当其中一个油嘴喷孔数比传统方案的油嘴喷孔数明显减少时，可以更稳定地获得更小质量的预喷射。喷孔少意味着燃油喷射流通截面积小，在相同燃油预喷量的情况下所需喷油持续期加长，从而使预喷射在更高嘴端压力的情况下进行，预喷射雾化质量更好，从而有助于提高发动机原机的颗粒排放水平。附图说明图1是本专利技术喷油器的整体结构示意图。图2是球阀局部结构的示意图。图3是双喷嘴的俯视图。图4是双喷嘴的剖面图。图1零件名称：1、电磁阀接线针脚；2、喷油器端盖；3、磁芯阀座；4、衔铁压紧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中重型柴油机用单体双针阀双喷嘴高压共轨喷油器，包括磁芯阀座、球阀顶杆底座安装螺帽、球阀顶杆底座、阀针控制杆底座、油嘴安装螺帽和油嘴阀体；其特征在于：磁芯阀座内设置有两个电磁阀，每个电磁阀均具有衔铁压紧环、电磁阀衔铁、磁芯固定压紧环、隔磁环、电磁阀线圈、电磁阀磁芯、气隙调整环、衔铁预紧弹簧和球阀顶杆；球阀顶杆穿设在球阀顶杆底座内，球阀顶杆底座的凹陷内设置有球阀顶杆密封套筒；球阀顶杆在球阀顶杆座内具有大直径段和小直径段，小直径段与球阀顶杆底座的内孔圆柱面精密配合，大直径段与球阀顶杆密封套筒内孔圆柱面精密配合；阀针控制杆底座内设置有两个阀针控制杆；油嘴阀体内部设置有两个阀针腔，下端设置有两个喷油嘴；阀针腔内设置有两个与阀针控制杆相连、用于分别控制两个喷油嘴的油嘴阀针。

【技术特征摘要】
1.一种中重型柴油机用单体双针阀双喷嘴高压共轨喷油器，包括磁芯阀座、球阀顶杆底座安装螺帽、球阀顶杆底座、阀针控制杆底座、油嘴安装螺帽和油嘴阀体；其特征在于：磁芯阀座内设置有两个电磁阀，每个电磁阀均具有衔铁压紧环、电磁阀衔铁、磁芯固定压紧环、隔磁环、电磁阀线圈、电磁阀磁芯、气隙调整环、衔铁预紧弹簧和球阀顶杆；球阀顶杆穿设在球阀顶杆底座内，球阀顶杆底座的凹陷内设置有球阀顶杆密封套筒；球阀顶杆在球阀顶杆座内具有大直径段和小直径段，小直径段与球阀顶杆底座的内孔圆柱面精密配合，大直径段与球阀顶杆密封套筒内孔圆柱面精密配合；阀针控制杆底座内设置有两个阀针控制杆；油嘴阀体内部设置有两个阀针腔，下端设置有两个喷油嘴；阀针腔内设置有两个与阀针控制杆相连、用于分别控制两个喷油嘴的油嘴阀针。2.如权利要求1所述的单体双针阀双喷嘴高压共轨喷油器，其特征在于，球阀顶杆底座下端设置有球阀底座，球阀底座中设置与高压密封球阀相匹配的锥形孔，高压密封球阀控制高压燃油与低压回油通道的连通；高压密封球阀主体的大部分处于高压燃油之内，高压密封球阀与球阀底座的锥形孔接触形成一个密封环带，球阀顶杆把高压密封球...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉龙，
申请(专利权)人：李玉龙，
类型：发明
国别省市：上海,31