全文摘要
本实用新型公开了一种电控喷油嘴及包括其的喷油器，属于内燃发动机领域。所述电控喷油嘴包括针阀和针阀体，所述针阀套接在所述针阀体的中孔内，所述针阀的顶面用于与控制柱塞连接；所述针阀的上段，其端部凸出于所述针阀体上端面，与针阀体上段内壁接触部分为导向端，所述针阀导向段外壁上开设有纵向凹槽，所述纵向凹槽与针阀体上段内壁形成过油通道，用于高压油通过。本实用新型的喷油嘴取消了油道孔及盛油槽设计，通过将喷油腔中置，通过纵向凹槽和针阀体内壁形成过油通道，来适应高压油的通过，成为一种无回油的喷油嘴偶件，降低能量损耗，可以满足燃油喷射系统产品升级的要求，适应2000bar‑3000bar喷射压力需求。
主设计要求
1.一种电控喷油嘴，其特征在于，包括针阀和针阀体，所述针阀套接在所述针阀体的中孔内，所述针阀的顶面用于与控制柱塞连接；所述针阀的上段，其端部凸出于所述针阀体上端面，与针阀体上段内壁接触部分为导向端，所述针阀的导向段外壁上开设有纵向凹槽，所述纵向凹槽与针阀体上段内壁形成过油通道，用于高压油通过。
设计方案
1.一种电控喷油嘴，其特征在于，包括针阀和针阀体，所述针阀套接在所述针阀体的中孔内，所述针阀的顶面用于与控制柱塞连接；
所述针阀的上段，其端部凸出于所述针阀体上端面，与针阀体上段内壁接触部分为导向端，所述针阀的导向段外壁上开设有纵向凹槽，所述纵向凹槽与针阀体上段内壁形成过油通道，用于高压油通过。
2.根据权利要求1所述的电控喷油嘴，其特征在于，所述针阀体内壁和针阀的物理间隙为5～15μm。
3.根据权利要求1所述的电控喷油嘴，其特征在于，所述针阀体的上端面靠内设有凸台，所述凸台用于与喷油器进行凹对凸线密封。
4.根据权利要求3所述的电控喷油嘴，其特征在于，在针阀体的上端面上，在所述凸台的外侧设有定位销孔。
5.根据权利要求1所述的电控喷油嘴，其特征在于，在所述针阀体的中段外周，位于中段的肩胛面和与其构成阶梯状的中部外壁的交界处，设有环形凹槽。
6.根据权利要求5所述的电控喷油嘴，其特征在于，所述肩胛面采用89°内凹结构。
7.根据权利要求1至6任一所述的电控喷油嘴，其特征在于，所述针阀体的内腔中部设有电解退刀槽。
8.根据权利要求1至6任一所述的电控喷油嘴，其特征在于，所述纵向凹槽的截面形状为弧形；
和\/或，所述纵向凹槽的数量为三个或四个，均匀分布在针阀上；
和\/或，所述针阀底部的针阀座面采用台阶针结构，密封交线角度夹角为1.08°。
9.一种喷油器，其特征在于，包括权利要求1至8任一所述的电控喷油嘴。
10.根据权利要求9所述的喷油器，其特征在于，所述针阀的顶面与控制塞柱焊接。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及内燃发动机领域，特别是涉及一种适用于高喷射压力的电控喷油嘴及包括其的喷油器。
背景技术
随能耗及排放法规的要求愈来愈严格，压燃式发动机对燃油喷射系统中的喷油嘴提出更高要求。其主要体现在如下方面：
高压喷射:设计目标压力达2000bar以上，后续升级压力可达3000bar。
精确喷射：“定时”、“定量”喷射精度要求更高，喷射散差小、多次喷射稳定时间间隔短，喷射稳定性好。
低能量损失：喷油嘴的设计上避免静态泄露损失，减小动态泄露损失，由此降低泵系统能耗以降低燃油喷射系统的能量损失。
高可靠性：产品需承受更高的压力脉冲,抗冲击疲劳失效风险低、密封性好、气蚀风险低、磨损小等。
其他要求如加工成本低、产品一致性、产品继承性等方面都有更高要求。
现有的喷油器的主要结构如图1所示。该种喷油器已在1400bar-1600bar喷油器产品上广泛应用。
但针对2000bar-3000bar喷油器，随喷射压力、喷射精度及能量损失等指标要求的提高，产品面临优化升级，主要具体表现在：
1)针阀与针阀体导向面属滑动配合面，并且随喷射压力升高其间隙泄漏量会显著增加，由此会引起燃油系统的能量损失大。
2)更高的喷射压力对产品结构可靠性及密封性能的需求突出。
3)针阀体外形磨削中存在应力集中。
4)针阀与柱塞分开，能量损失大，且可能出现控制失效。
有必要提供一种能量损失小、产品可靠性高，更适用于2000bar-3000bar喷射压力需求的喷油嘴。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能量损失小、产品可靠性高，更适用于2000bar-3000bar喷射压力需求的电控喷油嘴及包括其的喷油器。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：
一方面，本实用新型提供一种电控喷油嘴，包括针阀和针阀体，所述针阀套接在所述针阀体的中孔内，所述针阀的顶面用于与控制柱塞连接；所述针阀的上段，其端部凸出于所述针阀体上端面，与针阀体上段内壁接触部分为导向端，所述针阀导向段外壁上开设有纵向凹槽，所述纵向凹槽与针阀体上段内壁形成过油通道，用于高压油通过。
进一步地，所述针阀体内壁和针阀的物理间隙为5～15μm。
进一步地，所述针阀体的上端面靠内设有凸台，所述凸台用于与喷油器进行凹对凸线密封。
进一步地，在针阀体的上端面上，在所述凸台的外侧设有定位销孔。
进一步地，在所述针阀体的中段外周，位于中段的肩胛面和与其构成阶梯状的中部外壁的交界处，设有环形凹槽。
进一步地，所述肩胛面采用89°内凹结构。
进一步地，所述针阀体的内腔中部设有电解退刀槽。
进一步地，所述纵向凹槽的截面形状为弧形。
进一步地，所述纵向凹槽的数量为三个或四个，均匀分布在针阀上。
进一步地，所述针阀底部的针阀座面采用台阶针结构，密封交线角度夹角为1.08°。
另一方面，提供一种喷油器，包括所述的电控喷油嘴。
进一步地，所述针阀的顶面与控制塞柱焊接。
采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：
本实用新型的喷油嘴取消了油道孔及盛油槽设计，通过将喷油腔中置，通过纵向凹槽和针阀体内壁形成过油通道，来适应高压油的通过，成为一种无回油的喷油嘴偶件，降低能量损耗，可以满足燃油喷射系统产品升级的要求，适应2000bar-3000bar喷射压力需求，并且具有响应速度快、喷射压力波动小、无间隙泄露、产品及生产继承性好、生产工艺性简单、成本低等优点。
附图说明
上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是现有技术的一个喷油嘴的结构示意图，1’为针阀，2’为针阀体；
图2是本实用新型的喷油嘴的轴向剖视结构示意图；
图3是本实用新型的喷油嘴的俯视结构示意图；
图4是本实用新型的针阀座面三锥结构示意图；
图5是本实用新型的针阀座面双锥结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域技术人员。
本实用新型提供一种电控喷油嘴的实施例，如图2至图5所示，包括针阀1和针阀体2，针阀1套接在针阀体2的中孔4内，针阀1的顶面15用于与控制柱塞连接；针阀1的上段，其端部凸出于针阀体2上端面，与针阀体2上段内壁接触部分为导向端，针阀导向段外壁上开设有纵向凹槽3，纵向凹槽3与针阀体1上段内壁形成过油通道9，用于高压油通过。
本实用新型在使用时，与控制腔中置的喷油器连接，由于取消了油道孔及盛油槽设计，针阀导向段的外壁开设有纵向凹槽(可以为对称的三个或四个弧形凹槽)与针阀体中孔组成弧形过油通道，组成无静态回油结构，过油通道可以支持高压油无压力损失，降低能量损耗，而且针阀和针阀体之间可留有物理间隙，取消针阀和针阀体的配副，针阀和针阀体主要起导向作用，而且可取消共轨针阀外周的涂层，降低成本，可以满足燃油喷射系统产品升级的要求，适应2000bar-3000bar喷射压力需求，并且具有响应速度快、喷射压力波动小、无间隙泄露、产品及生产继承性好、生产工艺性简单、成本低等优点。
喷油嘴工作过程简述如下：
针阀1上部控制腔内压力降低，针阀1抬起，喷油器开始喷油。控制腔内压力增加，针阀1升程降低，喷油器喷油结束。
针阀上的纵向凹槽和中孔采用磨削加工，其粗糙度精于原深孔钻加工油道孔的Ra1.6精度，更有利于高压油无压力损失的通过。
为实现针阀体中孔磨削，针阀体2的内腔中部设有电解退刀槽5。电解退刀槽可避免车加工工艺槽的毛刺，因电解时间短，成本较低。电解退刀槽位于针阀体对应针阀导向段的导向孔下方，电解退刀槽比车床加工的退刀槽有无毛刺堆积，易加工及燃油流场更顺畅等优点。
进一步地，纵向凹槽3的数量一般为三个或四个，均匀分布在针阀上，过油通道的流通截面积可以为1.97mm2<\/sup>，也可以根据需求调整纵向凹槽的数量和弧度大小。
作为一种改进，纵向凹槽3的截面形状为弧形。弧形凹槽可以更好的支持高压油无压力损失的通过，保证8个直径为Φ0.28的喷孔不截流，可支持单次喷射油量550mm3<\/sup>\/str的中重型喷油器。
针阀的针阀座面14依旧采用台阶针结构，座面下部可采用三锥面结构13，密封交线角度夹角为1.08°，避免尖角效应，减小Mises应力和对针阀体座面的冲击力。针阀底部锥面13与针阀体头部14配合形成密封交线，最终决定燃油喷射过程。
上述实施例中，针阀体2内壁和针阀1的物理间隙为5～15μm，取消针阀与针阀体配副，针阀与针阀体间的配合面只需导向功能，不需密封，卡滞、磨损风险小，配合精度要求降低，可取消共轨针阀大外圆涂层，节约成本4元-5元。
作为一种改进，针阀体2的上端面11靠内设有凸台12，凸台12用于与喷油器进行凹对凸线密封。凸台采用Φ8.5凸台，凸台与喷油器通过采用凹对凸线密封，减小的密封平面只有37mm2<\/sup>，密封面积减小有利于端面密封，且密封平面(凸台对应的位置)上不设有定位销孔、油道孔，减小端面磨削毛刺，更有利于端面密封。而定位销孔10设在凸台13的外侧的上端面11上，保证了产品的继承性。
为了避免应力集中，在针阀体2的中段外周，位于中段的肩胛面6和与其构成阶梯状的中部外壁8的交界处，设有环形凹槽7。
为解决喷油器在燃烧时气体回窜问题，肩胛面6采用89°内凹结构，与紧帽的内部台阶面实现线密封。
另一方面，提供一种喷油器，包括上述的电控喷油嘴。
进一步地，针阀1的顶面与控制塞柱焊接。控制柱塞与针阀顶面焊接，成为焊接部件，即能保证针阀开启时间，又能减少针阀与控制柱塞脱开风险。使喷油器部件数量减少、部件间装配难度降低，使结构简单、工艺性好。
本实用新型的喷油嘴的由针阀和针阀体组成，针阀为细长杆件结构，针阀上段的弧形凹槽与针阀体内壁圆柱面组成弧形过油通道，该配合面同时起到针阀与针阀体间导向作用；且由于配合间隙大(5-15um),取消了针阀与针阀体的配付，大大降低了配付成本。喷油器体底面与针阀体顶面接触形成配合密封面，并通过紧帽旋紧，实现接触面的密封。紧帽通过其内部台阶面与针阀体肩胛面接触，形成线密封。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920023749.6
申请日:2019-01-08
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:12(天津)
授权编号:CN209469527U
授权时间:20191008
主分类号:F02M 61/10
专利分类号:F02M61/10;F02M61/12;F02M61/18
范畴分类:28B;
申请人:北油电控燃油喷射系统（天津）有限公司
第一申请人:北油电控燃油喷射系统（天津）有限公司
申请人地址:301700 天津市武清区汽车产业园毓龙路2号
发明人:吴寅;罗兰连;陈晓辉
第一发明人:吴寅
当前权利人:北油电控燃油喷射系统（天津）有限公司
代理人:遆俊臣
代理机构:11303
代理机构编号:北京方韬法业专利代理事务所（普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计