[实用新型]一种即时响应型共轨喷油器的液力耦合器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及柴油机高压共轨技术，尤其涉及高压共轨喷油器。

背景技术：

随着社会的进步，对柴油机的节能、减排要求越来越高；这就对柴油机燃油供给系统提出了新的要求，要求其能以更加精准时间和喷射量，提供更高压力的燃油；随着柴油机高压共轨技术的发展和完善，共轨系统已成为能同时满足上述三方面要求的唯一燃油供给系统。

共轨喷油器是共轨系统的关键部件，其作用工作原理是通过电控单元(ECU)控制高速电磁阀的开启与闭合，定时定量地将高压燃油喷射到柴油机燃烧室中，保证柴油机各汽缸内达到最佳的油气燃烧比和油料良好的雾化，确保充分燃烧，最大化地降低污染排放。

为了使内燃机满足国五或更高的排放标准要求，必须将燃油系统的喷射压力提高至200MPa以上，同时，还必须保证在高压状态下燃油的防泄漏问题，从而降低燃油消耗，实现节能减排的目标。目前，世界上最先进的高压共轨系统均采用无静态回油的技术，其中共轨喷油器的喷射压力能达到200MPa以上，采用这样的技术，可以在实现国五甚至更高要求的排放标准，但使用寿命短，开启关闭响应速度慢，结构复杂，制造工艺性差。如何进一步提高发动机高压共轨燃油系统的燃油经济性是十分艰巨任务。对于现有的高压共轨系统而言，延长共轨喷油器的使用寿命，提高开启关闭响应速度，优化产品结构来提高加工工艺性，这二方面的问题是整个行业中都未能攻克的技术难题。美国博世、日本洋马、久保田等世界知名企业也未能理想解决上述技术难题。

如图1～3是博世公司出产的共轨喷油器的结构示意图，它包括电磁喷射控制阀1、喷油器体2、阀套3、阀杆回位弹簧4、弹簧座5、阀杆6、耦合弹簧7、耦合套8和液力耦合器9，电磁喷射控制阀1由电磁铁11、电磁铁紧帽12、电磁铁弹簧13、衔铁杆14、衔铁15、衔铁回位弹簧16、控制阀座17、调节垫圈18和控制球组件19组成，电磁铁弹簧13安装在电磁铁11的中心孔中，衔铁杆14的上段套装在电磁铁弹簧13的内孔中，衔铁杆14的上导向段以精密间隙配合方式安装在电磁铁11的中心孔中，衔铁杆14的下导向段以精密间隙配合方式套装在衔铁15和控制阀座17的中心孔中，调节垫圈18设置在衔铁15和控制阀座17之间，控制球组件19设置在衔铁杆14的下端与阀套3顶端的锥面油孔之间，在控制阀座17上设有转向油道，电磁铁紧帽12套装在电磁铁11上，电磁铁紧帽12的螺纹孔旋接在喷油器体2的上端，使整个电磁喷射控制阀1与喷油器体2和阀套3形成启闭结构；所述液力耦合器9由油嘴紧帽91、阀杆升程垫92、油嘴耦件93、阀针94、过渡块95和油嘴升程垫96组成，油嘴耦件93套装在油嘴紧帽91的中心孔中，阀针94和油嘴升程垫96均套装在油嘴耦件93的中心孔中，且油嘴升程垫96位于阀针94的上方，阀杆升程垫96设置在阀针94的顶端，且位于油嘴升程垫96的中心孔中，过渡块95设置在油嘴耦件93的顶端，油嘴紧帽91通过其上端的内螺纹孔与喷油器体2的下端外螺纹密封紧固连接，使喷油器体2的下端面紧压住过渡块95，阀杆6的下端面通过阀杆升程垫92压住阀针94的上端面，确保阀针94的下端能对油嘴耦件93下端的喷油孔进行有效的关闭和开启。

申请人对上述共轨喷油器进行了结构分析和性能试验后发现，在这种共轨喷油器中，电磁喷射控制阀1中的结构复杂，控制阀座17的结构设计不合理，加工工艺性差，尤其是泄油孔加工难度大，衔铁杆14的结构不合理，衔铁杆14上段的实体体积大质量太重，在高频启闭过程中，因大重量的衔铁杆14在高速运动，其运动惯性冲击力极大，使得衔铁杆14的底部密封球体与阀套3顶部的出油锥孔之间的密封副使用寿命无法保证，这是共轨喷油器使用寿命短的主要原因。

在现有的共轨喷油器中，开启关闭响应速度慢的主要原因是液力耦合器9引起的，在现有的液力耦合器9中，控制阀针94上行下移的变压腔是由油嘴耦件93上端内孔和过渡块95的中心孔对接形成的空腔，阀杆6的下段与过渡块95的中心孔间隙配合，油嘴耦件93和过渡块95之间是通过平面对接密封，因此在实际装配和使用过程中，控制阀针94上行下移的变压腔的密封性能难易保证，且稳定性差，直接影响到共轨喷油器的开启关闭响应速度和稳定性，同时，现有的液力耦合器9的组成零件多结构复杂，制造工艺性差。