压力平衡喷油嘴的面积补偿制造方法以及由该方法制得的压力平衡喷油嘴技术

本发明专利技术为提供一种面积补偿设计制造方法以及由该方法制得的压力平衡喷油嘴，所述方法通过使喷油嘴的针阀尾部处于共轨高压压力状态，实现当针阀关闭或开启，都可以使作用在针阀上的液压压力合力基本平衡；可以用电磁铁直接控制喷油嘴的开启与关闭。所述压力平衡喷油嘴，包括阀座、针阀，在针阀尾部设有压力调节结构，压力调节结构与针阀尾部以及阀座共同形成封闭的平衡室S3，针阀在开启时，将作用于针阀头部的高压燃油引入平衡室。采用面积补偿法设计的喷油嘴基本保持原喷油嘴的外形和制造工艺，喷油嘴上方处于共轨高压压力状态，同时当针阀关闭或开启，都可以使作用在喷油嘴上的液压压力合力为零，或大大减少到电磁铁可控范围之内。

【技术实现步骤摘要】
压力平衡喷油嘴的面积补偿制造方法以及由该方法制得的压力平衡喷油嘴
本专利技术涉及一种属于内燃机燃油系统领域；具体为在针阀尾部增加压力平衡结构，使得在针阀开启或关闭状态下，作用于针阀上的液压力合力基本平衡的面积补偿设计制造方法以及由该方法制得的压力平衡喷油嘴。
技术介绍
自柴油机专利技术以来，无论机械控制的喷油系统还是电子控制的喷油系统，大都使用图1所示的闭式喷油嘴，它是一种技术很成熟的喷油嘴，但是作用在喷油嘴底部的高压燃油对针阀产生很大的向上的液压压力，例如最常用的喷油嘴，针阀直径4毫米，锥面密封直径2毫米，喷油嘴内燃油压力为100MPa，针阀关闭时，如图1a，高压燃油对针阀产生的向上的液压压力高达940多N，随着排放法规的越来越严格，喷油压力已经提高到180MPa以上，作用在针阀上的液压力高达1660N，同时在针阀上升后，如图1b,高压燃油进入针阀密封线以下，作用在针阀的液压压力提高到2200N以上。现有的共轨电磁铁气隙在0.1毫米时，最大吸力为100～200N,无法直接控制喷油嘴的开启与关闭。必须通过二位二通伺服阀，将电磁力转化为强大的液压力，才能控制喷油嘴的开启与关闭。压电晶体控制的共轨喷油器，一般也是通过伺服阀来控制喷油嘴的开关，但是压电晶体产生的力可达数千N，现在用压电晶体直接控制喷油嘴开关的共轨喷油器已经生产问世，见人民交通出版社徐家龙主编的柴油机电控喷油技术(第二版)P98。由压电晶体直接控制共轨喷油器中喷油嘴的开启与关闭，喷油器结构简单，响应速度快。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：在于提供一种面积补偿设计制造方法以及由该方法制得的压力平衡喷油嘴，通过使喷油嘴的针阀2尾部处于共轨高压压力状态，实现当针阀关闭或开启，都可以使作用在针阀2上的液压压力合力基本平衡；从而可以用电磁铁不必通过伺服阀，直接控制喷油嘴的开启与关闭。本专利技术通过如下技术方案实现：一种压力平衡喷油嘴的面积补偿制造方法，对针阀尾部增加压力作用的面积，通过增加的压力作用面积构造封闭容积，引入高压燃油，对针阀产生向下的液压压力，使针阀在开启或关闭状态下，作用在针阀上的液压力合力控制在电磁铁可控范围内，从而可以用电磁铁不用伺服阀，直接控制喷油嘴的开启与关闭。一种压力平衡喷油嘴，它包括阀座1、针阀2，在针阀尾部设有压力调节结构，压力调节结构与针阀尾部以及阀座1共同形成封闭的平衡室S3，针阀在开启时，将作用于针阀头部的高压燃油引入平衡室，使针阀在开启或关闭状态下，作用在针阀上的液压力合力小于电磁铁吸力可控范围。压力调节结构为套设于平衡段外周的平衡套3，平衡套的内孔侧壁呈阶梯状，平衡套3内孔的上部内轮廓与针阀尾部直径为d3的平衡段外轮廓相精密配合，平衡套3内孔的上部内轮廓与针阀2中部直径为d1的导向段外轮廓相精密配合，使得阶梯状构成密封空间平衡室S3，针阀2中设有中孔201，针阀尾部设有连接中孔201和平衡室S3的尾部通孔204，针阀2头部连接中孔201和针阀头端锥面203密封线以下的尾部通孔202。压力调节结构为套设于平衡段外周的平衡套32，平衡套内孔的内轮廓与针阀尾部直径为d3的平衡段外轮廓相精密配合，阀座1中部通孔的上部设有环状槽，平衡套3底面为精密端面301且精密端面301通过外力紧贴于阀座1顶面的高精度端面102上，并与环状槽共同构建形成平衡室S3；针阀2中设有中孔201，针阀尾部设有连接中孔201和平衡室S3的尾部通孔204，针阀2头部连接中孔201和针阀头端锥面203密封线以下的的尾部通孔202。压力调节结构为套设于平衡段外周的平衡套32，平衡套内孔的内轮廓与针阀尾部直径为d3的平衡段外轮廓相精密配合，针阀2的平衡段和导向段之间设有环形槽205，平衡套3底面为精密端面301且精密端面301通过外力紧贴于阀座1顶面的高精度端面102上，并与环形槽205共同构建形成平衡室S3；平衡套32上设有进油孔302，进油孔302与平衡室S3之间位置关系满足针阀上升后相通、针阀下降后错位；针阀2中设有中孔201，针阀2上还设有横孔207，所述横孔207实现阀座的盛油槽107与中孔201相通，所述中孔201系盲孔。压力调节结构为套设于平衡段外周的平衡套32，阀座1内孔上部设有环状槽106，所述环状槽106直径略大于针阀2中部直径d1；平衡套3外侧下部外轮廓与阀座1的环状槽106相配合；平衡套内孔的内轮廓与针阀尾部直径为d3的平衡段外轮廓相精密配合；平衡套3下端面与针阀2以及阀座共同构成平衡室S3；针阀2尾部直径d3部分加一个平衡套3，平衡套3下部的外圆与阀座1的槽106相配合，106直径可以比d1大1-2毫米，平衡套3的内孔与针阀d3外圆相配合，平衡套3下端与针阀2，阀座1共同构建形成平衡室S3；针阀2中心设有中心孔201，针阀2的平衡段上设有小槽205，小槽205通过针阀2开设的尾部通孔204与中心孔201连通，平衡套3下部还设有平衡套通孔302，平衡套下部外周还设有实现平衡套通孔302与平衡室S3相通的削偏位303；其中，平衡套通孔302小槽205之间的位置满足针阀上升后相通、针阀下降后错位；针阀2上还设有横孔207，所述横孔207实现阀座的盛油槽107与中孔201相通，所述中孔201系盲孔。较之前技术而言，本专利技术的有益效果为：1、采用面积补偿法设计的喷油嘴基本保持原喷油嘴的外形和制造工艺，喷油嘴上方处于共轨高压压力状态，同时当针阀关闭或开启，都可以使作用在喷油嘴上的液压压力合力为零，或大大减少到电磁铁可控范围之内。从而可以用电磁铁不必通过伺服阀，直接控制喷油嘴的开启与关闭。附图说明图1为现有的闭式喷油嘴受力状况；其中，a为针阀关闭；b为针阀开启；图2为本专利技术的第一个实施例；图3为图2中H处的放大图；图4为本专利技术的第二个实施例；图5为图4中J处的放大图；图6为本专利技术的第三个实施例；图7为图6中F处的放大图；图8为本专利技术的第四个实施例；图9为图8中G处的放大图；图10为安装本专利技术的压力平衡喷油嘴的共轨喷油器：图11为共轨喷油器的针阀和衔铁；图12为共轨喷油器的电磁铁定铁芯。标号说明：1阀座、101进油孔、102高精度端面；103环形通道、104阀座锥面、105喷油孔、106环状槽、107盛油槽、16弹簧、19密封钢球、2针阀、201中孔、202头部通孔、203针阀头端锥面、204尾部通孔、205环形槽、206环形槽上端面、208环形槽下端面、207横孔、3平衡套、301精密端面、302进油孔、303削偏位、4插座、5螺套、6喷油器体、601喷油器进油孔A、602喷油器进油孔B、603导线引出孔、7垫片、8限位套、801限位套横孔、802限位套端面、9衔铁、901通油孔、10线圈、11电磁铁定铁芯、1101上铁芯、1102导磁环、1103隔磁环、1104下铁芯、12回位弹簧、14螺钉、15压紧垫片、1501压紧垫片上端面、16压紧弹簧、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压力平衡喷油嘴的面积补偿制造方法，其特征在于：对针阀尾部增加压力作用的面积，通过增加的压力作用面积构造封闭容积，引入高压燃油，对针阀产生向下的液压压力，使针阀在开启或关闭状态下，作用在针阀上的液压力合力控制在电磁铁可控范围内，从而可以用电磁铁不用伺服阀，直接控制喷油嘴的开启与关闭。/n

【技术特征摘要】
1.一种压力平衡喷油嘴的面积补偿制造方法，其特征在于：对针阀尾部增加压力作用的面积，通过增加的压力作用面积构造封闭容积，引入高压燃油，对针阀产生向下的液压压力，使针阀在开启或关闭状态下，作用在针阀上的液压力合力控制在电磁铁可控范围内，从而可以用电磁铁不用伺服阀，直接控制喷油嘴的开启与关闭。


2.一种根据权利要求1所述的面积补偿制造方法制得的压力平衡喷油嘴，其特征在于：它包括阀座1、针阀2，在针阀尾部设有压力调节结构，压力调节结构与针阀尾部以及阀座1共同形成封闭的平衡室S3，共轨喷油器内充满压力等于共轨压力的高压燃油，作用于针阀头部的高压燃油引入平衡室，使针阀在开启或关闭状态下，作用在针阀上的液压力合力小于电磁铁吸力可控范围。


3.根据权利要求2所述的压力平衡喷油嘴，其特征在于：所述针阀中段为直径为d1的导向段，针阀尾部设有直径为d3的平衡段，针阀头端锥面203接触密封直径为d2，d3^2＝d1^2-d2^2。


4.根据权利要求2所述的压力平衡喷油嘴，其特征在于：它包括阀座1、针阀2，在针阀尾部设有压力调节结构，压力调节结构与针阀尾部以及阀座1共同形成封闭的平衡室S3，作用于针阀头部的高压燃油引入平衡室，使针阀在开启或关闭状态下，作用在针阀上的液压力合力小于电磁铁吸力可控范围。


5.根据权利要求2所述的压力平衡喷油嘴，其特征在于：压力调节结构为套设于平衡段外周的平衡套3，平衡套的内孔侧壁呈阶梯状，平衡套3内孔的上部内轮廓与针阀尾部直径为d3的平衡段外轮廓相精密配合，平衡套3内孔的上部内轮廓与针阀2中部直径为d1的导向段外轮廓相精密配合，使得阶梯状构成密封空间平衡室S3，针阀2中设有中孔201，针阀尾部设有连接中孔201和平衡室S3的尾部通孔204，针阀2头部连接中孔201和针阀头端锥面203密封线下的头部通...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠，王九如，刘传龙，肖裕善，
申请(专利权)人：莆田市宏业精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35