專利名稱：一種噴油嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種應(yīng)用于電子燃油噴射系統(tǒng)的脈沖式燃油泵的噴油嘴。
背景技術(shù)：
中國專利申請CN1474910A提供的一種新型的進氣道噴射，中國專利ZL01103954.X和美國專利US6422836B1提出的缸內(nèi)直噴系統(tǒng)采用脈沖式電子燃油噴射裝置作為其供油單元。上述的脈沖式電子燃油噴射裝置由脈沖式油泵和噴油嘴兩部分構(gòu)成，形成一個泵噴嘴或者一個由高壓油管連接的泵和噴嘴單元。這種應(yīng)用于脈沖式油泵的噴嘴要求體積小，結(jié)構(gòu)簡單，能夠比較方便地設(shè)定噴射方向，噴嘴的座面免受火焰的直接侵害。
上述脈沖式燃油噴射裝置所普遍采用的是一種外開式軸針噴嘴。軸針噴嘴有兩大類一類是內(nèi)開式的，即閥體開啟的方向與噴射方向相反，例如，一些早期的預(yù)燃室式柴油機所用的噴嘴屬于這一類；另一類是外開式的，即閥體的開啟方向與噴射方向相同。相對于內(nèi)開式軸針式噴嘴，外開式的結(jié)構(gòu)要簡單的多。但外開式軸針噴嘴顯然存在以下缺點第一，噴射霧錐的方向只能與油閥同軸，不可靈活改變；第二，油閥座面暴露于外界，影響使用壽命。由于這種外開式軸針噴嘴的噴射方向不能靈活設(shè)定，上述各種脈沖式泵噴嘴在應(yīng)用上受到了極大的限制。例如，當脈沖式泵噴嘴應(yīng)用于摩托車時，因噴射方向的限制使得進氣道難以布置；在舷外機的應(yīng)用上，因噴嘴的密封座面直接暴露于燃燒室的火焰之中會導(dǎo)致座面下沉等嚴重問題。
在現(xiàn)有技術(shù)中，多孔式噴嘴能夠設(shè)定噴射方向并且座面可以免受火焰的直接侵害。多孔式噴嘴廣泛應(yīng)用于活塞式發(fā)動機的供油系統(tǒng)，它主要包括油閥和噴孔，其中油閥主要由作為閥體的油針和閥座組成，油針和閥座往往是高精密度配件，尤其閥座，是一種中孔一座面結(jié)構(gòu)，加工難度極高。這種多孔式噴嘴的最大缺點是體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。
顯然，現(xiàn)有的噴嘴應(yīng)用于上述脈沖式電子燃油噴射裝置都不夠理想。它們不能夠同時滿足體積小，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，可以方便地設(shè)定噴射方向，并且座面免受燃燒火焰侵害的要求。因此，需要發(fā)明一種全新的噴嘴結(jié)構(gòu)，能夠滿足應(yīng)用于發(fā)動機電子燃油噴射系統(tǒng)的脈沖式燃油泵對噴油嘴的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述問題，之目的在于提供一種體積小，結(jié)構(gòu)簡單，能夠靈活設(shè)定燃油噴射方向，座面免受燃燒室火焰侵害的新型燃油噴嘴。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種噴油嘴，其包括腔體、油閥和噴嘴帽，當所述油腔中的燃油壓力高于所定值時，油閥開啟，燃油通過噴嘴帽噴出，其特征在于油閥由閥體、閥座和彈簧組成，閥座的后端與腔體連接形成油腔，腔體設(shè)有進入油腔的入口通道，彈簧位于油腔內(nèi)，并作用于閥體和閥座之間使油閥關(guān)閉，閥座的前端與噴嘴帽連接形成殘余容積，噴嘴帽設(shè)有與殘余容積連接的噴孔。
本發(fā)明之噴油嘴之油閥依靠油腔內(nèi)的燃油壓力開啟，依靠位于油腔內(nèi)并作用于閥體和閥座之間的彈簧力關(guān)閉，從而使得閥體-彈簧-閥座形成一個結(jié)構(gòu)緊湊的油閥整體。
本發(fā)明之噴油嘴的閥座之座面可以是一個大端開向殘余容積的內(nèi)錐面，也可以是一個與前端面一致的平面。根據(jù)彈簧與閥體和閥座之間的關(guān)系，閥體在油壓作用下的開啟方向只能是與燃油的流動方向一致，因此將閥座座面設(shè)成大端開向殘余容積的錐面是一種較優(yōu)選擇，因為它既有較好的密封性，也能夠承受閥體的落座力。如果油閥的開啟壓力較低，可以將閥座的前端面設(shè)為座面，座面也可以采用某種密封材料。
本發(fā)明之閥體的座面可以是一個大端朝向殘余容積的外錐面，也可以是一個球面。閥體的外錐面與閥座的內(nèi)錐面可以具有相同的角度以增強其耐磨性，也可以存在一定的差異以提高其密封性。將閥體的座面設(shè)為球面可以在制造工藝上得到簡化。
本發(fā)明之閥體升程可以通過調(diào)節(jié)閥體的彈簧支座，與閥座端面的距離來設(shè)定，也可以通過調(diào)節(jié)閥體端面與噴嘴帽中殘余容積的內(nèi)壁面之間的距離來設(shè)定。閥體的升程對噴嘴流量影響較大，前一種設(shè)定方式有利于油閥的整體化制造，而后一種方式則可以提高使用的安全性。
本發(fā)明之殘余容積的大小和形狀可以通過改變設(shè)在閥體前端的突出體的尺寸和形狀來調(diào)整。殘余容積的大小和形狀直接影響噴射的流量和質(zhì)量，在流量保證的前提下，殘余容積越小對發(fā)動機燃燒越有利。
本發(fā)明之閥座上設(shè)有油孔，圍繞油孔設(shè)有燃油過濾網(wǎng)，從而保證只有經(jīng)過過濾網(wǎng)的燃油才能到達閥體與閥座精密配合的部位。閥體與閥座之間存在精密的配合關(guān)系，燃油中存在的顆粒雜質(zhì)對其正常工作影響較大，所述的過濾網(wǎng)是為顆粒雜質(zhì)設(shè)置的最后一道屏障。
本發(fā)明之噴孔的方向可以與油閥的軸線垂直，也可以成一定角度或者平行，從而可以靈活地設(shè)定噴射方向。燃油的噴射方向?qū)τ诎l(fā)動機的燃燒系統(tǒng)至關(guān)重要，例如，進氣口噴射要求燃油能夠直接噴射到進氣閥，直噴式燃燒系統(tǒng)要求能夠直接或者間接噴射到火花塞附近。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的噴射裝置如脈沖式泵噴嘴裝置中，難以實現(xiàn)多方位設(shè)定噴射方向的問題。
在所述噴油嘴的入口通道處設(shè)有一個單向閥，其目的是保持油腔內(nèi)的殘余壓力，當溫度升高時以防止氣泡產(chǎn)生而影響正常噴射。
本發(fā)明之噴油嘴，一種比較優(yōu)選的方案是在入口通道處設(shè)有單向閥，以保持油腔內(nèi)的殘余壓力并防止受熱后產(chǎn)生燃油蒸汽，閥座座面的形狀是一個開向殘余容積內(nèi)錐面，閥體座面是一個與閥座座面形狀相適應(yīng)的外錐面，閥體設(shè)有供彈簧支座，閥體的升程由所述彈簧支座與閥座后端面之間的距離確定，在閥座上設(shè)有進入油閥的油孔，圍繞油孔設(shè)有過濾網(wǎng)，噴孔與油閥的軸線垂直。
總之，本發(fā)明之噴油嘴的基本結(jié)構(gòu)特征之一，即彈簧位于油腔之中并作用于閥體和閥座之間將油閥關(guān)閉，提供了一個簡單的結(jié)構(gòu)形式；基本特征之二，即在油閥的前端設(shè)有噴嘴帽，此帽能夠?qū)l(fā)動機燃燒室火焰與噴嘴座面相互隔離；基本特征之三，即一個或者多于一個的噴孔開設(shè)于噴嘴帽上，從而可以靈活地改變噴射方向和噴霧的覆蓋范圍。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步詳細描述圖1為本發(fā)明提供的燃油噴嘴的一個實施例的縱向剖視2為本發(fā)明提供的燃油噴嘴的另一個實施例的縱向剖視3為本發(fā)明提供的燃油噴嘴的應(yīng)用實施例具體實施方式
圖1顯示了本發(fā)明噴油嘴的實施例1的結(jié)構(gòu)。
圖1所示的燃油噴嘴，包括油閥10和腔體31以及固定于閥座12前端的噴嘴帽21。
油閥10由閥體11、閥座12、彈簧13構(gòu)成，閥體11主要由供運動導(dǎo)向和燃油流動用的閥桿11a、閥體座面11b以及彈簧支座16三部分組成，閥座12設(shè)有與閥桿11a滑動配合的通道14a、閥座座面12b、彈簧座12c、油孔14，油閥10的一端與腔體31連接，形成為噴嘴的油腔32，油閥10的另一端與噴嘴帽21連接，形成殘余容積22；彈簧13的一端抵靠在設(shè)于閥體11上的彈簧支座16，另一端抵靠在閥座彈簧座12c上；在彈簧13的作用下，閥體11的座面11b與閥座座面12b相貼合，使得油閥10處于關(guān)閉狀態(tài)，閥桿11a上設(shè)有供燃油通過的流道，油腔32中的燃油通過油孔14和所述流道到達油閥座面11b/12b。
由于油閥10是依靠油壓開啟，彈簧13完全處于油腔32之內(nèi)，并作用于閥體11和閥座12之間，形成一個結(jié)構(gòu)緊湊的油閥整體。從而可以實現(xiàn)小型化，例如，長短尺寸可以控制在30mm之內(nèi)。比以往多孔式噴嘴將彈簧13作用于閥體11和腔體31之間的結(jié)構(gòu)優(yōu)異。
噴嘴帽21設(shè)有與殘余容積22連通的噴孔23，噴孔23的方向可以與油閥10的軸線相垂直，也可以依照對噴射方向的要求，設(shè)定或者改變噴射方向，噴孔23可以是一個或者多于一個，多個噴孔可以提高霧化質(zhì)量，靈活地改變噴射方向和油霧的分布。這種能夠?qū)崿F(xiàn)噴射方向與油閥10之軸線垂直的特性在摩托車的應(yīng)用上具有很高的價值，因為否則就要重新改變整車的設(shè)計甚至影響發(fā)動機的性能，例如，這種噴嘴可以適應(yīng)于現(xiàn)有的市場普及的125CC騎式摩托車各種整車結(jié)構(gòu)。
閥體11的座面11b相對于閥座12的座面12b靠近殘余容積22一側(cè)，當油腔32中的燃油的壓力大于彈簧13的預(yù)緊力時，閥體11向殘余容積22的方向移動并開啟油閥10。
閥座12的座面12b為軸心對稱的內(nèi)錐面，大口開向殘余容積22的方向，閥體11的座面11b與閥座12的錐形座面12b為一對能夠形成密封環(huán)帶的接觸面，閥體11的錐面11b也對應(yīng)地大端朝向殘余容積。
在閥體11的錐形底面設(shè)有一個圓臺形的突出體15，突出體15與殘余容積22的幾何形狀相適應(yīng)，從而形成一定的流體通道并減小殘余容積22的容積。
圍繞油孔14設(shè)有過濾網(wǎng)40，燃油必須經(jīng)過過濾網(wǎng)40才能進入油閥10的座面11b/12b、滑動配合通道14a等精密配合部位。
閥體11的開啟可以根據(jù)需要設(shè)計成被閥座端面12a所限位，也可以被殘余容積22之內(nèi)壁面22a所限位，本實施例的限位由閥座端面12a完成。
對于本實施例所描述的噴油嘴，一個典型的工作過程是來源于燃油入口33的燃油進入油腔32，當油壓對閥體11所產(chǎn)生力的能夠克服彈簧13的預(yù)緊力時，閥體11向殘余容積方向運動，油閥10隨之開啟，燃油通過過濾網(wǎng)40經(jīng)油孔14進入油閥10到達殘余容積22，再由噴孔23噴出，閥體11的開啟受到端面12a的限制，此時閥體11達到其升程，當油腔32中的油壓對于閥體11產(chǎn)生的作用力低于彈簧13的作用力時，閥體11開始落座，油閥隨之關(guān)閉，一個燃油噴射周期結(jié)束。
圖2顯示了本發(fā)明的噴油嘴實施例2的結(jié)構(gòu)。
如圖2所示的噴油嘴結(jié)構(gòu)，在燃油入口33入口處設(shè)有一個單向閥50，單向閥50是由單向閥座51、單向閥體52以及彈簧53構(gòu)成，彈簧53的一端將閥體52壓在閥座51的密封端面上，另一端頂壓在腔體31上，單向閥50內(nèi)的油腔55與燃油入口33和油腔32保持連通。設(shè)置單向閥50的目的在于噴射結(jié)束后保持油腔32中的殘余油壓，并能夠防止高溫汽油的蒸發(fā)。
圖2所示結(jié)構(gòu)的殘余容積22的形狀，一方面有利于燃油的流通，另一方面可以減小殘余容積的容積。
圖2所示結(jié)構(gòu)的噴嘴帽21與腔體31連為一體，油閥10位于其中將油腔32與殘余容積22隔開。
其它部分同于實施例1。
應(yīng)用實施例圖3所示系統(tǒng)是本發(fā)明的噴油嘴的一個典型應(yīng)用，圖示的脈沖式電子燃油泵3與本發(fā)明的噴油嘴1的結(jié)合形成了一個汽油機進氣道燃油噴射系統(tǒng)的供油組件。
在所示系統(tǒng)中，來自油箱6的燃油經(jīng)過濾與汽液分離器7及低壓進油管4進入脈沖式電子燃油泵3，在PWM電壓波的驅(qū)動下，一部分燃油被燃油泵3壓送到噴嘴1，然后噴入發(fā)動機2的進氣道，另一部分燃油經(jīng)回油管5回到燃油箱6，油箱內(nèi)設(shè)有蒸汽排出管8。
上述系統(tǒng)同樣適用于缸內(nèi)直噴系統(tǒng)和代用燃料發(fā)動機，這時，噴嘴1將燃料直接噴入氣缸。
本發(fā)明的噴油嘴在所示系統(tǒng)的應(yīng)用其優(yōu)點十分明顯由于脈沖式電子燃油泵3的尺寸限制和其對安裝方向的要求，很容易產(chǎn)生與車體之間的裝配干涉問題，本發(fā)明的噴油嘴通過其靈活的噴射方向的設(shè)定，可以有效地解決此類問題。
權(quán)利要求
1.一種噴油嘴，其包括腔體(31)、油閥(10)和噴嘴帽(21)，當腔體(31)內(nèi)油腔(32)中燃油壓力高于所定值時，油閥(10)開啟，燃油通過噴嘴帽(21)噴出，其特征在于油閥(10)由閥體(11)、閥座(12)和彈簧(13)組成，閥座(12)的后端與腔體(31)連接形成油腔(32)，腔體(31)設(shè)有進入油腔(32)的入口通道(33)，彈簧(13)位于油腔(32)內(nèi)，并作用于閥體(11)和閥座(12)之間使油閥(10)關(guān)閉，閥座(12)的前端與噴嘴帽(21)連接形成殘余容積(22)，噴嘴帽(21)設(shè)有與殘余容積(22)連通的噴孔(23)。
2.如權(quán)利要求1所述噴油嘴，其特征在于閥座(12)的座面(12b)是一個大端面開向殘余容積(22)的內(nèi)錐面。
3.如權(quán)利要求2所述噴油嘴，其特征在于閥體(11)的座面(11b)是一個大端朝向殘余容積(22)的外錐面。
4.如權(quán)利要求2所述噴油嘴，其特征在于閥體(11)的座面(11b)是一個球面。
5.如權(quán)利要求1所述噴油嘴，其特征在于閥體(11)的開啟升程受限于閥座(12)之端面(12a)。
6.如權(quán)利要求1所述噴油嘴，其特征在于閥體(11)的開啟升程受限于噴嘴帽(21)之殘余容積之內(nèi)壁面(22a)。
7.如權(quán)利要求1～6之一所述噴油嘴，其特征在于在閥體(11)位于殘余容積(22)的前端設(shè)有一個突出體(15)。
8.如權(quán)利要求1～6之一所述噴油嘴，其特征在于閥座(12)設(shè)有進入油閥(10)的油孔(14)，圍繞油孔(14)設(shè)有過濾網(wǎng)(40)。
9.如權(quán)利要求1～6之一所述噴油嘴，其特征在于噴孔(23)的方向與油閥(10)的軸線垂直。
10.如權(quán)利要求1～6之一所述噴油嘴，其特征在于在入口通道(33)的入口處設(shè)有一個單向閥(50)。
11.如權(quán)利要求1所述噴油嘴，其特征在于在入口通道(33)的入口處設(shè)有單向閥(50)，閥座(12)的座面是一個開向殘余容積(22)的內(nèi)錐面，閥體(11)的座面是一個大端朝向殘余容積(22)的外錐面，閥體(11)的升程受限于閥座(12)之端面(12a)，閥座(12)設(shè)有進入油閥(10)的油孔(14)，圍繞油孔(14)設(shè)有過濾網(wǎng)(40)，噴孔(23)與油閥(10)的軸線垂直。
全文摘要
一種噴油嘴，屬于發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，包括腔體、油閥和噴嘴帽，當油腔中的燃油壓力高于所定值時，油閥開啟，燃油通過噴嘴帽噴出，油閥由閥體、閥座和彈簧組成，閥座的后端與腔體連接形成油腔，腔體設(shè)有進入油腔的入口通道，彈簧位于油腔內(nèi)，并作用于閥體和閥座之間使油閥關(guān)閉，閥座的前端與噴嘴帽連接形成殘余容積，噴嘴帽設(shè)有與殘余容積連接的噴孔。本發(fā)明提出一種應(yīng)用于電子燃油噴射系統(tǒng)的脈沖式燃油泵的全新燃油噴嘴結(jié)構(gòu)。本發(fā)明噴油嘴具有結(jié)構(gòu)簡單、體型小、可靈活設(shè)定燃油噴射方向以及能使得座面免受燃燒室火焰侵害等的有益效果。
文檔編號F02M61/18GK1789695SQ200410089530
公開日2006年6月21日 申請日期2004年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月15日
發(fā)明者郗大光, 楊延相, 劉昌文 申請人:浙江飛亞電子有限公司