[发明专利]一种控制阀下置式高压共轨喷油器及其方法

说明书

本发明提供了一种控制阀下置式高压共轨喷油器及其方法，包括控制阀上座，控制阀下座，控制套筒和油针置于喷油器内腔下部，控制阀上座和控制阀下座密封连接，控制套筒位于控制阀下座下方，油针尾部置于控制套筒内，控制阀下座底部、控制套筒、油针顶部之间形成控制腔，控制腔位于喷油器下端位置；该方法包括以下步骤：S1:高压油分布；S2:无喷油关闭状态；S3:喷油器开启；S4:喷油器关闭。本发明的有益效果为：本发明控制阀上座，控制阀下座和控制套筒直接控制油针顶部的高压控制腔压力，快速、精确地控制油针向上和向下运动，取消控制阀杆后，加快了开启和关闭的速度，增加了喷油器单位时间内的喷油次数。

技术领域

本发明涉及喷油器技术领域，尤其涉及一种控制阀下置式高压共轨喷油器及其方法。

背景技术

随着国家汽车排放法规和油耗法规的不断升级，对柴油共轨系统提出了更高的技术要求，用于帮助提高燃油的燃烧效率和尾气质量。具体体现在如下方面：1)、高压喷射：目前国六排放的主流喷射系统压力为1800到2000bar，部分发动机型已采用了2500bar的喷射压力，后续先进发动机压力需求会达到3000bar。2)、精确喷射：定时，定量，并且确保喷油散差小，多次喷射的稳定时间间隔短。3)、低能量损失：喷油器的设计上避免静态泄露损失，减少动态泄露损失，从而降低系统能耗，降低发动机的无效功率消耗。4)、高可靠性：产品需要在寿命范围内避免压力脉冲疲劳失效，并且保证高压密封性，同时降低高压工作部件的气蚀和磨损风险。5)、易加工性：随着喷射压力要求的不断升高，对零部件加工精度提出了更高的要求，因此需要优化结构设计，因此降低加工成本和设备投入。6)、产品一致性：由于更严格的发动机出厂排放和功率要求，需要实现喷油器和喷油器之间的产品一致性。7)、可再生性：随着人力资源成本和材料成本的提高，为了达到节约能源消耗的目标，需要喷油器具备低成本的可再生的方案。

由此可见，德国博世，日本电装或美国德尔福的2000bar压力喷油器，虽然在中国市场已经成为发动机或整车厂的主流产品，但依然保留电磁铁位于喷油器顶部，也就是电磁铁上置式设计，并且沿用阀杆作为控制阀和油针中间连接运动部件的设计，在一定程度上限制了喷射响应速度，并且增加了喷油器零件的数量和生产成本，显然存在升级优化空间。

如附图3所示，是当今我国大量使用的德国博世喷油器，参看黄靖雄【电控柴油机结构和原理】人民交通出版社该喷油器的结构组成：101、电磁铁；102、衔铁组件；103、密封小球；104、控制阀；105、控制阀杆；106、油针；107、高压进油口；108、控制阀高压油孔；109、油针高压油道；110、油嘴喷孔；111、电接头；112、油嘴体；113、电磁铁弹簧。

该喷油器的工作过程详解；

1.高压油分布：

高压油泵产生的高压油在高压共轨管内储存，并通过高压油管由高压进油口进入喷油器，进入喷油器以后，分为两路，上路通过控制阀高压油道进入控制阀，下路通过油针高压油道进入油针。

2.无喷油关闭状态：

高压油在喷油器内部分布完成后，控制阀杆的顶部和油针的下部同为高压区域，由于控制阀杆顶部的高压油受力面积大于油针下部高压油受力面积，产生的液压合力为方向向下，从而保证了油针和油嘴体的密封，喷油器处于关闭状态。

3.喷油器开启：

当ECU通过电接头给电磁铁通电以后，衔铁组件由于受到电磁力向上运动，使密封小球失去密封力，分布于控制阀杆顶部的高压油在密封小球和控制阀的密封面处形成大量泄漏，造成控制阀杆顶部油压迅速降低，但是油针下路的高压油压力并无变化，这样就导致了油针下路所受液压力大于控制阀杆顶部的液压力，油针和控制阀杆一起形成向上运动，油针和油嘴体之间不再密封，形成高压油通道，高压油进入油嘴喷孔，喷油器实现了喷油。

4.喷油器关闭：