[发明专利]一种共轨系统用多功能阀

说明书

技术领域

本发明属于内燃机技术领域，主要用于各种高压共轨燃油系统。

背景技术

随着排放法规的日益严格和能源危机的日益加剧，内燃机对燃油系统的要求日益提高。为满足内燃机的排放性、经济性、可靠性等性能指标，其燃油系统普遍采用电控高压共轨燃油系统。限压阀、调压阀、安全切断阀以及循环阀（主要用于重油系统）是高压共轨系统的关键部件之一，其性能直接决定了高压共轨燃油系统的安全性及使用性能。

目前，根据高压共轨系统所匹配的柴油机用途不同，高压共轨系统所需的限压功能、调压功能、安全切断功能以及燃油循环功能分别由不同的部件实现，造成了高压共轨系统功能部件过多，不利于高压共轨系统的集成；同时由于这些功能部件分散安装，对共轨管的设计带来诸多不变，与此同时，分散安装还使共轨系统的高压密封面的增加，既增加了共轨系统的制造成本，还降低了共轨系统的可靠性。鉴于上述情况，开发一种集限压功能、调压功能、安全切断功能以及燃油循环功能于一体的多功能控制阀，既可提高高压共轨系统功能部件的集成度，增加该部件的通用性，还可以提高共轨系统的可靠性，降低生产成本。

发明内容

本发明通过分析各种高压共轨系统的安保性、调节的灵敏性等要求，设计一种集多种功能于一体的共轨系统用多功能阀，这种多功能阀可以同时满足高压共轨系统的安全限压功能、不同工况的压力调节功能、紧急情况的快速切断功能以及重油系统的燃油循环功能。

本发明的技术方案如下：

一种共轨系统用多功能阀，包括阀体、钢球、下弹簧座、弹簧、控制活塞和顶盖等。

所述弹簧设置上下两个，分别是下弹簧和上弹簧。所述下弹簧通过下弹簧座安装在阀体的中部孔中，下弹簧座的下端面安装钢球，与高压油出口配合形成球阀结构。

所述的下弹簧座大外圆与阀体下部孔之间形成导向配合尺寸，下弹簧座与控制活塞之间留有行程X2。

所述控制活塞下端装于阀体中，并采用O形密封圈进行密封；下弹簧的上端作用在控制活塞的下端；控制活塞的上端远大于下端，位于阀体上端面的沉孔中，并且控制活塞的上端的下表面也有一沉孔，与阀体的上端面之间形成容积腔，该容积腔高度为0.5mm；控制活塞的大端外径采用O形密封圈密封。

所述顶盖盖在阀体上，与阀体之间留出容纳并允许控制活塞移动的空间X1，上弹簧装在顶盖中，上弹簧下端压在控制活塞上端，顶盖上设有排气孔。

所述阀体上有控制介质进孔，连通至容积腔；阀体上还设有燃油流通孔，将阀体的中部孔与阀体外部的低压回油腔连通,阀体下端外圆设计径向回油孔将球阀回油与低压回油腔连通。

从以上结构可见，该阀采用双弹簧设计，下弹簧以控制活塞下端为座，控制球阀的开启压力及其位移X2；上弹簧以导向活塞和顶盖为座，控制控制活塞位移X1。控制活塞采用大承压面设计，有利于减小控制介质的压力，有效降低系统能耗，提高系统效率。顶盖采用排气孔设计，可有效消除控制活塞上部空气压缩产生的阻力，提高阀的响应速度，降低系统能耗。

进一步，该阀可以自成组件，安装灵活，可直接安装于共轨系统的共轨管上，采用阀体的大螺纹拧紧。也可使用独立的阀座，用螺栓压紧安装在柴油机上，使用高压油管将其与共轨系统的共轨管连通。

所述阀体与阀座或共轨系统的安装配合面上设计有锥面加小球面线性密封结构。采用锥面加小球面线性密封可以减小阀体螺纹预紧力，提高阀体的强度。

所述径向回油孔采用大回油孔设计，其值为2×φ3mm，低压回油腔采用大容积设计，其值为6850mm³，以利于循环卸压。

该阀的中部孔即下弹簧安装腔采用燃油流通孔设计，以消除下弹簧座和控制活塞运动过程对腔内燃油的挤压作用。

该阀的控制介质可采用较低压力的压缩空气或者控制油，使用方便。使用时，通过两位三通阀将该阀组件与控制源相连接即可实现上述多种功能。

可见，本多功能阀具有以下优点：

1该阀自成组件，安装灵活，可使用独立的阀座（螺栓压紧）也可直接安装于共轨系统的共轨管上（阀体大螺纹拧紧）。

2该阀对控制介质的种类要求较低，采用压缩空气或者控制油，其压力要求相对较低，方便使用；控制介质压力低，有效降低系统能耗，提高系统效率。

3该阀结构紧凑，并且具备多种功能：限制系统最高压力，保证系统安全；实时调节系统压力；紧急切断以及燃油循环。

4该阀可普遍用于汽油、柴油及重油型和各种压力（可达220MPa以上）的高压共轨燃油系统，通用性强，使用范围广泛。

附图说明