喷油器以及相应的发动机的制作方法

1.本发明涉及一种喷油器以及一种包括该喷油器的发动机。


背景技术：

2.为了满足日益严格的排放要求，目前柴油发动机广泛使用共轨供油系统进行燃油喷射。该共轨供油系统主要包括高压油泵、喷油器和将高压油泵连接到喷油器的高压共轨。喷油器可将共轨内的高压燃油喷射到柴油发动机的燃烧室内。
3.在喷油器中，通常使用电磁信号触发针阀打开和关闭，以控制燃油的喷射。切断激励信号，针阀会向下向着喷嘴体回落，在针阀关闭时会产生针阀关闭力。
4.针阀关闭力受多种因素、例如实际喷射器的设计、喷射模式和应用压力等影响。高的针阀关闭力会在喷嘴体末端处产生高的应力。喷嘴体末端的两个薄弱部位是阀座和喷射孔的入口区域。在极端情况下，这种高的针阀关闭力会引起喷嘴体末端的开裂，随后喷油器也会失去其功能，甚至会导致发动机的损坏。因此，这种针阀闭合力限制了喷油器的应用范围。
5.另一方面，随着排放要求的不断提高，需要使用更高的喷射压力来喷燃油，而这会使得针阀关闭力随之升高，从而面临的挑战也会越来越大。
6.因此，迫切需要对现有的喷油器进行改进。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种改进的喷油器以及一种相应的发动机，以至少解决上述部分问题。
8.根据本发明的第一方面，提供了一种喷油器，包括：壳体、至少部分位于壳体内的可移动的阀杆、可移动的针阀、用于接收所述针阀的喷嘴体以及用于喷射燃油的喷油口；其中，所述针阀适于在所述阀杆的控制下相对于所述喷油口移动，以实现喷油口的受控打开或关闭；所述针阀设有关闭缓冲结构，所述关闭缓冲结构被构造成用于在针阀关闭喷油口的过程中借助于燃油产生与针阀的关闭力反向的缓冲力。
9.根据本发明的第二方面，提供了一种发动机，所述发动机限定出燃烧室，所述喷油器适于通过所述喷油口将燃油喷射到所述燃烧室中。
10.根据本发明的某些实施例，可以对针阀在关闭过程中的关闭力进行缓冲，以降低喷油口处的应力，延长喷油器的使用寿命。
附图说明
11.下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括：
12.图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的喷油器的剖视图。
13.图2示出了图1所示的喷油器的局部放大图。
具体实施方式
14.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不是用于限定本发明的保护范围。
15.图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的喷油器1。该喷油器1包括通常为细长型的壳体2。该壳体2设有供油口3，所述供油口3能够经由接头4与高压共轨(未示出)相连，以从高压共轨接收高压燃油。在壳体2内设置有两个油腔。一个是控制油腔，另一个是喷油腔。
16.在壳体2内安装有控制阀、电磁阀5以及能够移动的阀杆6。如图1所示，所述控制阀可包括阀座7以及阀芯8。阀杆6的一端在所述控制油腔内与所述控制阀的阀座7邻接，阀杆6的另一端经由针阀9控制喷油口10的开闭。在壳体2内，在远离阀座7处还设有支承结构，以用于支撑阀杆6，从而，阀杆6能够在壳体2内平稳地纵向移动。阀杆6能够带动针阀9动作，从而所述阀杆6与所述针阀9构成了一阀杆组件，经由所述阀杆组件的动作，可以实现喷油器1的选择性喷油。
17.当喷油器1组装就位时，喷油口10通到柴油发动机的燃烧室内。控制阀的阀座7与控制油腔邻接，而喷油腔与喷油口10邻近。
18.在壳体2内通常形成有两个油路。高压燃油经由供油口3分别供应到这两个油路中。一个油路与控制油腔直接相通，另一个油路与喷油腔直接相通。也就是说，来自供油口3的高压燃油总是会供应到控制油腔和喷油腔内。
19.阀芯8在电磁阀5与阀座7之间作用。在壳体2内还设置有一回油通道，所述回油通道经由控制阀与控制油腔相连，从而控制阀可以选择性控制所述回油通道与控制油腔的通断。也就是说，控制阀在壳体2内介于所述回油通道与所述控制油腔之间。
20.如图1所示，阀芯8受弹簧11和12以及相关致动部件13和14的作用，其中，致动部件受电磁阀5的控制。电磁阀5例如受到柴油发动机的电控单元控制。当电磁阀5处于未启动状态时，在弹簧11和12以及相关致动部件13和14的作用下，阀芯8抵靠在阀座7上，从而自供油口3供入控制油腔的高压燃油不能流过控制阀，使得回油通道与控制油腔之间处于隔断状态。在此情况下，控制油腔作用在阀杆6上的压力大于喷油腔作用在阀杆6上的压力，从而阀杆6控制针阀9紧密地封堵住喷油口10，喷油器1无法喷油。
21.当电磁阀5受电控单元控制而启动时，弹簧11和12经由致动部件13和14作用在阀芯8上的力减小，控制油腔内的高压燃油能经由阀座7的通孔推动阀芯8远离阀座7移动，从而在阀芯8与阀座7之间形成间隙。此时，高压燃油会从控制油腔流到回油通道，然后流回到油箱内。这样，控制油腔内的压力会降低，使得阀杆6上的作用力失去平衡，即，控制油腔作用在阀杆6上的压力变得小于喷油腔作用在阀杆6上的压力，阀杆6控制针阀9离开喷油口10，从而高压燃油能够顺利喷入到柴油发动机的燃烧室内。
22.电控单元通过控制电磁阀5的启动时间和频率，可以根据需要控制喷油器的喷油量。根据以上说明，也可以认为电磁阀5、弹簧11和12以及致动部件13和14构成了控制控制阀的电磁阀组件。显然，这种电磁阀组件仅是示例性的，也可以采用其他类型的驱动机构。
23.图2进一步示出了图1中的圆圈15所圈选的区域的局部放大剖视图。
24.如图1和图2所示，根据本发明的一个示例性实施例，喷油器1除了包括上述可移动
的阀杆6、可移动的针阀9和用于喷射燃油的喷油口10之外，还包括用于接收针阀9的喷嘴体16，其中，针阀9设有关闭缓冲结构91，所述关闭缓冲结构91被构造成用于在针阀9关闭喷油口10的过程中借助于燃油产生与针阀9的关闭力反向的缓冲力。通过借助燃油产生缓冲力，可通过液压缓冲作用产生平稳、柔和的缓冲作用。
25.根据本发明的一个示例性实施例，壳体2包括第一部分21和第二部分22，所述阀杆6位于第一部分21内，第二部分22包围喷嘴体16的至少一部分，如图1所示。
26.根据本发明的一个示例性实施例，如图1和图2所示，关闭缓冲结构91设置在针阀9的邻近于阀杆6的端部处，即，图1中的针阀9的上端处。通过以下描述可知，设置在此处，不影响针阀9的安装，也不需要或仅需要对喷嘴体16和针阀9进行相应的设计修改。在这种情况下，甚至只需要对现有的喷油器的针阀9进行修改，即可实现这种缓冲作用。
27.根据本发明的一个示例性实施例，阀杆6通过垫块17抵压针阀9、尤其是针阀9的顶端上。图2中仅示出了垫块17的一部分。
28.根据本发明的一个示例性实施例，所述阀杆6通过筒套18保持在针阀9上，所述套筒18的第一端套装在阀杆6上，与所述第一端相反的第二端套装在针阀9上。图2中仅示出了套筒18的下端部分。
29.优选地，关闭缓冲结构91包括径向凸出部911。在这种情况下，在针阀9的关闭过程中，燃油会作用在径向凸出部911的下侧，从而会产生与针阀9的关闭力反向的缓冲力。
30.根据本发明的一个示例性实施例，如图2所示，所述径向凸出部911被构造成环形凸缘。当然，本领域的技术人员可以理解，径向凸出部911的形状并不局限于此，而是可以为任何合适的形状，例如多个分离的翅片形状，只要能够在针阀9的关闭过程中燃油借助于径向凸出部911产生反向的缓冲力即可。
31.根据本发明的一个示例性实施例，如图2所示，所述径向凸出部911在朝向喷油口10的一侧与喷嘴体16的相应部分之间限定出接收燃油的缓冲腔19。
32.本领域的技术人员可以理解，为了使得针阀9上下顺畅运动，径向凸出部911的外周与喷嘴体16的相应部分之间存在间隙20。该间隙20也是缓冲腔19内的燃油被挤压流出的通道，从而可根据缓冲要求设计该间隙20的尺寸。可以理解，该间隙20越大，燃油越容易流出缓冲腔19，缓冲压力就越小，相反，该间隙20越小，燃油就越不容易流出缓冲腔19，缓冲压力就越大。
33.另一方面，间隙20的大小还应考虑针阀9的关闭力。
34.根据本发明的一个示例性实施例，喷油器1被构造成在针阀9远离喷油口10移动时燃油填充到缓冲腔19中、在针阀9朝向喷油口10移动时在缓冲腔19中建立缓冲压力而在径向凸出部911上产生与针阀9的关闭力反向的缓冲力。
35.根据本发明的一个示例性实施例，如图2所示，径向凸出部911一体地形成在针阀9上。这种形成方式简单，且省去了安装步骤。
36.根据本发明的一个示例性实施例，如图2所示，针阀9在径向凸出部911的朝向阀杆6的一侧具有细缩部912，从而在此处形成一个台阶。在这种情况下，筒套18的第二端可套装在细缩部912上并抵压在径向凸出部911上。
37.根据本发明的一个示例性实施例，如图2所示，针阀9在径向凸出部911的朝向喷油口10的一侧具有径向凹部913。径向凹部913可构成缓冲腔19的一部分。径向凹部913可以很
容易地加工形成，从而容易地形成缓冲腔19。
38.径向凹部913紧邻径向凸出部911设置是有利的，因为这样可以使燃油作用在径向凸出部911上的面积增大，从而可增大缓冲力。
39.根据本发明的一个示例性实施例，如图2所示，径向凹部913至少部分被构造成弧形形状。这样的形状更容易加工。
40.而且，对于本领域的技术人员而言，本发明的其他优点和替代性实施方式是显而易见的。因此，本发明就其更宽泛的意义而言并不局限于所示和所述的具体细节、代表性结构和示例性实施例。相反，本领域的技术人员可以在不脱离本发明的基本精神和范围的情况下进行各种修改和/或替代。
41.附图标记列表
[0042]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
喷油器
[0043]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
壳体
[0044]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
供油口
[0045]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
接头
[0046]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电磁阀
[0047]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
阀杆
[0048]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
阀座
[0049]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
阀芯
[0050]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
针阀
[0051]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
喷油口
[0052]
11、12
ꢀꢀ
弹簧
[0053]
13、14
ꢀꢀ
致动部件
[0054]
15
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
圆圈
[0055]
16
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
喷嘴体
[0056]
17
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
垫块
[0057]
18
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
套筒
[0058]
19
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
缓冲腔
[0059]
20
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
间隙
[0060]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一部分
[0061]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二部分
[0062]
91
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
关闭缓冲结构
[0063]
911
ꢀꢀꢀꢀꢀ
径向凸出部
[0064]
912
ꢀꢀꢀꢀꢀ
细缩部
[0065]
913
ꢀꢀꢀꢀꢀ
径向凹部