[发明专利]新式高压共轨电控喷油器

说明书

所属技术领域：本发明为新式高压共轨电控喷油器，应用于柴油机高压共轨电控喷油 系统中。

背景技术：德国Bosch公司的CR系列高压共轨电控喷油系统是当前最先进的柴油机电 控喷油系统，其中包括：电控喷油器，高压共轨，高压油泵，调压阀，限压阀，限流器，各 种传感器以及电控单元等。而高压共轨电控喷油器是其最核心、最关键的部件包括高速电磁 阀部件：动铁芯，激磁线圈，复位弹簧，静铁芯，回油管，大螺母，复位弹簧，动铁芯导向 杆，大调整垫圈，导向杆座，小调整垫圈，钢球。控制柱塞及控制柱塞套部件包括：出油阻 尼孔，进油阻尼孔，控制柱塞，控制柱塞套，密封圈。喷油嘴部件包括：喷油嘴弹簧，连接 柱，针阀以及喷油器体等。

高速电磁阀的功能是实现喷油嘴针阀的开启与关闭，当电磁阀未激励时，由于电磁阀静 铁芯内复位弹簧的作用，钢球使控制柱塞套上的出油节流孔关闭，此时，喷油器体中控制柱 塞套中控制腔和针阀中的蓄压腔的压力都等于共轨压力，由于控制柱塞上部控制柱塞套中的 控制腔作用面积大于针阀中蓄压腔的作用面积，作用于控制柱塞上部的控制腔的压力与喷油 嘴弹簧力一起使喷油嘴关闭，喷油器处于不喷油状态。

当电控单元给电磁阀激励时，由于电磁铁的吸力作用，动铁芯向上运动，钢球在控制柱 塞套中控制腔液压作用下离开球座，被钢球密封的出油节流孔开启泄油，控制腔油液压力下 降到一定数值，此数值决定于出油节流孔和进油节流孔的流量比。此时来自共轨的高压油作 用于喷油嘴针阀底部，使喷油嘴针阀升起打开，开始喷油。喷油量决定于喷油嘴的开启持续 期(决定于电控单元输出的脉宽)、喷油嘴流量特性、喷油压力及针阀升程。当电磁阀断电， 电磁阀的动铁芯在复位弹簧的作用下，向下运动推动钢球落座封闭出油节流孔，控制腔内的 油压上升，推动控制柱塞使针阀落座喷油嘴停止喷油。

高压共轨电控喷油器要实现高压喷射，各环节的密封至关重要。其中包括许多高压静密 封和动密封。其中，控制柱塞套与喷油器体利用控制柱塞套外圆与喷油器体内阶梯孔实现静 配合，并以此实现控制柱塞套在喷油器体中的径向定位，控制柱塞套的肩胛面和喷油器体的 中空平面贴合实现控制柱塞套在喷油器体中的轴向定位。但控制柱塞套与喷油体之间还有一 个环形槽，此槽内充满超高压燃油。高压燃油在工作时，要经过控制柱塞套径向的一个阻尼 孔，即进油节流孔进入控制柱塞套内，然后作用在液压挺杆上，控制针阀实现喷油。此环形 槽内的燃油还会利用控制柱塞套肩钾平面与喷油器体中空平面之间的径向间隙泄漏，而且还 会利用控制柱塞套的最小外圆与喷油器体内孔之间的轴向间隙泄漏。这两处的泄漏如果不能 得到有效的控制，则高压共轨喷油器中的超高压喷射是不可能实现的。其中控制柱塞套外圆 肩钾面与喷油器体中空平面之间的径向缝隙，可以通过柴油机传统喷油系统的成熟技术减少 缝隙，以实现可靠的静密封。而控制柱塞套外圆与喷油器体内孔之间的轴向间隙形成的泄漏， Bosch公司是在控制柱塞套与喷油器体内孔之间的环形槽内装了一个矩形截面的复合材料的 固体密封圈，以实现可靠的密封。但实践已经表明，这个固体密封圈并不可靠，寿命有限， 而且随着喷射压力的进一步的提高，其可靠性进一步下降。为此德国BOSCH公司已提出了许 多改进方案，这可以从最近德国BOSCH公司申请的一些专利中得到证实。另外，控制柱塞套 上有一个进油阻尼孔和出油阻尼孔，这两个孔的大小和比例，对喷油器的喷射特性有很大的 影响。一般通过仿真和试验来确定。由于目前大多采用一些商用软件来仿真，这些商用软件 都有一定的局限性，再加上仿真使用人员的水平，因此往往仿真结果不能直接作为设计依据， 还必须通过最后的试验来确定。而且，常常是只有其中的一个孔不合适，而另一个孔，则是 合适的，这时只能使将整个控制柱塞套废弃，再重新加工，这样既浪费材料，又费工时，还 影响开发周期。因此本发明试图就这些问题提出改进，设计出密封可靠，寿命更长，喷油特 性更为理想的高压共轨喷油器。

发明内容：

本发明的目的就是要克服前述高压共轨喷油器的问题，设计的一种新型高压共轨电控喷 油器，使其密封性能明显改善，喷射压力提高，并且可以提高开发效率，缩短研制周期。