自鎖式電磁控制噴油器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供自鎖式電磁控制噴油器，包括噴油器體、自鎖式電磁組件、先導(dǎo)球閥座、控制活塞體、針閥推桿、針閥、噴嘴，噴油器體里自上而下依次安裝自鎖式電磁組件、先導(dǎo)球閥座、控制活塞體、針閥頂桿，噴嘴通過噴嘴緊固螺母固定在噴油器體下方，針閥安裝在噴嘴里。本發(fā)明自鎖式電磁組件僅在開啟過程和關(guān)閉過程需通電流控制先導(dǎo)球閥，而關(guān)閉狀態(tài)和開啟狀態(tài)利用其永磁自鎖功能實(shí)現(xiàn)，無需通電流，使得電磁組件功耗大大減小，線圈發(fā)熱量降低，安全可靠性提高；同時(shí)，自鎖式電磁組件取消了傳統(tǒng)電磁組件中的復(fù)位彈簧，避免了長期工作帶來的彈簧機(jī)械損壞，提高了噴油器工作的整體可靠性。
【專利說明】
自鎖式電磁控制噴油器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及的是一種噴油器，具體地說是柴油機(jī)噴油器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著柴油機(jī)電子控制技術(shù)的不斷發(fā)展，柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)正在逐漸取代機(jī)械式燃油噴射控制系統(tǒng)，成為柴油機(jī)燃油噴射的關(guān)鍵技術(shù)。電控噴油器作為柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其內(nèi)部的電磁執(zhí)行器憑借其自身的結(jié)構(gòu)簡單、快速響應(yīng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用，電控噴油器及其內(nèi)部組件的性能指標(biāo)同樣受到人們的重視。目前柴油機(jī)正在朝著低功耗、高經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展，電磁執(zhí)行器廣泛應(yīng)用于柴油機(jī)的電控噴油器中，設(shè)法降低執(zhí)行器功耗、提高其安全可靠性、加快其響應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)更加靈活多變的噴油規(guī)律，有益于提高柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、促進(jìn)柴油機(jī)發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供無需通電流便可實(shí)現(xiàn)自鎖功能的自鎖式電磁控制噴油器。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]本發(fā)明自鎖式電磁控制噴油器，其特征是:包括噴油器體、自鎖式電磁組件、先導(dǎo)球閥座、控制活塞體、針閥推桿、針閥、噴嘴，噴油器體里自上而下依次安裝自鎖式電磁組件、先導(dǎo)球閥座、控制活塞體、針閥頂桿，噴嘴通過噴嘴緊固螺母固定在噴油器體下方，針閥安裝在噴嘴里；
[0006]所述自鎖式電磁組件包括殼體、端蓋、閥桿、非晶合金動鐵芯、永磁體，端蓋安裝在殼體里，端蓋和殼體上均設(shè)置通孔，閥桿分別穿過端蓋和殼體的通孔，非晶合金動鐵芯和永磁體均設(shè)置在殼體里，非晶合金動鐵芯安裝在閥桿外部且與閥桿過盈配合，永磁體安裝在殼體內(nèi)壁和非晶合金動鐵芯之間，永磁體貼合在殼體內(nèi)壁上并與非晶合金動鐵芯留有間隙，永磁體的上端設(shè)置線圈，非晶合金動鐵芯與端蓋之間形成上氣隙，非晶合金動鐵芯與殼體之間形成下氣隙；
[0007]先導(dǎo)球閥座上方安裝環(huán)形墊塊，環(huán)形墊塊、自鎖式電磁組件的殼體以及先導(dǎo)球閥座三者圍成連通低壓油道的自鎖式電磁組件室，先導(dǎo)球閥座里設(shè)置球閥出油孔、球閥回油孔、球閥油道以及先導(dǎo)球閥鋼球，球閥回油孔與自鎖式電磁組件室相通，球閥出油孔與球閥油道相通，閥桿與先導(dǎo)球閥鋼球相連；
[0008]控制活塞體里設(shè)置燃油道，燃油道與球閥油道相通，針閥頂桿的上端部安裝在控制活塞體里，針閥頂桿與控制活塞體之間形成活塞室，活塞室連通燃油道，針閥頂桿下端套有針閥復(fù)位彈簧座和針閥復(fù)位彈簧，針閥復(fù)位彈簧位于針閥復(fù)位彈簧座和針閥之間，噴油器體里設(shè)置噴油器體進(jìn)油道、主油道，主油道連通噴油器體進(jìn)油道，噴油器體進(jìn)油道連通高壓燃油道，噴嘴里設(shè)置盛油槽，活塞室通過活塞室進(jìn)油孔連通噴油器體進(jìn)油道，盛油槽通過盛油槽進(jìn)油道連通主油道，針閥與噴嘴之間形成壓力室，壓力室與盛油槽相通，壓力室的端部為噴口。
[0009]本發(fā)明還可以包括:
[0010]1、活塞室對針閥頂桿向下的壓力作用面積大于盛油槽對針閥向上的壓力作用面積。
[0011]2、先導(dǎo)球閥鋼球在閥桿的作用壓在球閥出油孔上或離開球閥出油孔，使得球閥出油孔與球閥回油孔相互斷開或連通，先導(dǎo)球閥鋼球壓在球閥出油孔上時(shí)，上氣隙高度大于下氣隙高度。
[0012]3、線圈的數(shù)量為兩個(gè)以上，線圈之間橫向排列、縱向排列或者縱橫排列。
[0013]4、永磁體是徑向磁化的完整磁環(huán)或是等分圓弧，等分圓弧緊密布置或均勻間隔分布。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:本發(fā)明的自鎖式電磁控制噴油器采用了自鎖式電磁組件，噴油器工作時(shí)先導(dǎo)球閥經(jīng)歷了關(guān)閉狀態(tài)、開啟過程、開啟狀態(tài)以及關(guān)閉過程這四個(gè)階段進(jìn)而實(shí)現(xiàn)噴油，自鎖式電磁組件僅在開啟過程和關(guān)閉過程需通電流控制先導(dǎo)球閥，而關(guān)閉狀態(tài)和開啟狀態(tài)利用其永磁自鎖功能實(shí)現(xiàn)，無需通電流，使得電磁組件功耗大大減小，線圈發(fā)熱量降低，安全可靠性提高；同時(shí)自鎖式電磁組件采用非晶合金動鐵芯，具有矯頑力小、剩磁低等電磁特性，使得鐵芯損耗大大降低，進(jìn)一步地降低功耗，響應(yīng)速度加快;此外，自鎖式電磁組件取消了傳統(tǒng)電磁組件中的復(fù)位彈簧，避免了長期工作帶來的彈簧機(jī)械損壞，提高了噴油器工作的整體可靠性。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為自鎖式電磁組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為圖1中的I放大視圖；
[0018]圖4為圖1中的Π放大視圖；
[0019]圖5為非晶合金動鐵芯及其內(nèi)部閥桿的俯視圖；
[0020]圖6a為永磁體是完整磁環(huán)的示意圖，圖6b為永磁體是等分的圓弧永磁體且為緊密布置的示意圖，圖6c為永磁體是等分的圓弧永磁體且為等分均勻間隔分布的示意圖；
[0021]圖7a為先導(dǎo)球閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的自鎖式電磁組件磁路示意圖，圖7b為先導(dǎo)球閥處于開啟過程時(shí)的自鎖式電磁組件磁路示意圖，圖7c為先導(dǎo)球閥處于開啟狀態(tài)時(shí)的自鎖式電磁組件磁路示意圖，圖7d為先導(dǎo)球閥處于關(guān)閉過程時(shí)的自鎖式電磁組件磁路示意圖；
[0022]圖8a為自鎖式電磁組件內(nèi)部線圈橫向排列時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖Sb為自鎖式電磁組件內(nèi)部線圈縱向排列時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖Sc為自鎖式電磁組件內(nèi)部線圈第一種縱橫排列方式的結(jié)構(gòu)示意圖，圖Sd為自鎖式電磁組件內(nèi)部線圈第二種縱橫排列方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:
[0024]實(shí)施方式1:
[0025]結(jié)合圖1-8，本實(shí)施方式的組成包括噴油器頭緊固螺母1、自鎖式電磁組件2、噴油器體3、先導(dǎo)球閥鋼球34、先導(dǎo)球閥座5、控制活塞體6、針閥頂桿7、針閥復(fù)位彈簧座8、針閥復(fù)位彈簧9、噴嘴10、噴嘴緊固螺帽11、針閥12和環(huán)形墊塊18。針閥頂桿7、控制活塞體6依次從噴油器體3上部裝入，將自鎖式電磁組件2、環(huán)形墊塊18、先導(dǎo)球閥鋼球34以及先導(dǎo)球閥座5按照合適的順序裝配到一起后使其整體共同置于控制活塞體6之上，利用噴油器最上方的噴油器頭緊固螺母I將其固定住。這部分組件中環(huán)形墊塊18的存在不僅對其上方的自鎖式電磁組件2起到固定的作用，環(huán)形墊塊18的高度大小還決定著其內(nèi)部與低壓油道連通的自鎖式電磁組件室4空間大小，進(jìn)而影響燃油泄壓速度，依照具體的實(shí)際工作情況調(diào)整環(huán)形墊塊18的高度，對應(yīng)噴油器性能良好。針閥復(fù)位彈簧9與針閥復(fù)位彈簧座8組合到一起，并且針閥復(fù)位彈簧9由針閥頂桿7下端套入針閥頂桿7，上述部件依次從噴油器體3下部裝入，針閥閥桿7下表面與針閥12上表面緊密接觸，位于針閥閥桿7與針閥12之間的針閥復(fù)位彈簧9存在一定預(yù)緊長度，與針閥閥桿7、針閥12之間均存在相互作用力，噴嘴10位于噴油器最下方，通過噴嘴緊固螺帽11將噴嘴10與噴油器體3緊密地固定在一起?？刂苹钊w6與針閥頂桿7為一耦件，其上設(shè)有活塞室36與燃油道17，二者相互連通，同時(shí)活塞室36通過活塞室進(jìn)油孔35與噴油器體進(jìn)油道16相互連通;先導(dǎo)球閥座5上設(shè)有球閥油道33、球閥出油孔32以及球閥座面31，且球閥油道33與控制活塞體6上燃油道17相連通;噴嘴上盛油槽14通過盛油槽進(jìn)油道15、主油道19與噴油器體進(jìn)油道16相連通；自鎖式電磁組件2所處的自鎖式電磁組件室4與低壓油道相連通;利用自鎖式電磁組件2實(shí)現(xiàn)對先導(dǎo)球閥開關(guān)的控制，改變針閥頂桿7上方活塞室36內(nèi)部燃油壓力大小，針閥頂桿7上下方燃油的壓力差隨之變化，控制針閥12的抬起與落座，使得噴口 13噴油，最終控制噴油器的噴油狀況。
[0026]自鎖式電磁組件2由端蓋21、墊片22、線圈23、永磁體24、導(dǎo)向環(huán)25、閥桿26、非晶合金動鐵芯27和殼體28組成。非晶合金動鐵芯27為一中心開有通孔的圓柱體，動鐵芯通孔內(nèi)部裝配有閥桿26，閥桿26與非晶合金動鐵芯27之間過盈配合，進(jìn)而非晶合金動鐵芯27移動時(shí)閥桿26也隨之移動；非晶合金動鐵芯27側(cè)面布置有線圈23;永磁體24為徑向磁化的完整磁環(huán)或者等分的圓弧永磁體，等分的圓弧永磁體則緊密布置或者均勻間隔分布，位于線圈23下方的空間內(nèi)，其內(nèi)表面與非晶合金動鐵芯27側(cè)表面之間存在一定的間隙，夕卜表面與殼體28的內(nèi)表面貼合;端蓋21與殼體28中心均開有通孔，通孔內(nèi)部裝配有閥桿26，閥桿26與端蓋21、殼體28之間均存在導(dǎo)向環(huán)25，導(dǎo)向環(huán)25不僅對閥桿26起到導(dǎo)向作用，同時(shí)還起到一定的密封作用;端蓋21的下表面緊貼著一中心開有通孔的墊片22，減輕與動鐵芯的碰撞，自鎖式電磁組件2處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)上氣隙29高度要大于下氣隙30高度。
[0027]圖7a_圖7d示出了自鎖式電磁控制噴油器中控制先導(dǎo)球閥開關(guān)的自鎖式電磁組件2勵磁工作原理。當(dāng)先導(dǎo)球閥處于關(guān)閉位置時(shí)，永磁體24產(chǎn)生的磁通一部分Φ I經(jīng)過非晶合金動鐵芯27、上氣隙29、墊片22、端蓋21、殼體28而閉合，另一部分磁通Φ 2沿著反方向經(jīng)過動鐵芯27、下氣隙30、殼體28而閉合，此時(shí)由于上氣隙29高度大于下氣隙30高度，Φ I磁通回路磁阻大于Φ2磁通回路磁阻，致使Φ I小于Φ 2，使得非晶合金動鐵芯27所受電磁合力朝下，線圈23無需通電即可使先導(dǎo)球閥保持關(guān)閉狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)關(guān)閉狀態(tài)自鎖；當(dāng)先導(dǎo)球閥需要打開時(shí)，線圈23通以特定方向的電流，產(chǎn)生的磁通經(jīng)過動鐵芯27、上氣隙29、墊片22、端蓋21、殼體28、下氣隙30而閉合，加強(qiáng)了永磁體24產(chǎn)生的磁通Φ I，減弱了永磁體24產(chǎn)生的磁通Φ2，當(dāng)非晶合金動鐵芯27所受合力向上時(shí)，開始向上運(yùn)動，直到非晶合金動鐵芯27上表面碰到墊片22下表面為止，開啟狀態(tài)時(shí)上氣隙29高度小于下氣隙30高度，僅依靠永磁體24可維持非晶合金動鐵芯27于開啟位置，實(shí)現(xiàn)開啟狀態(tài)自鎖，線圈無需通電以維持；當(dāng)先導(dǎo)球閥需要關(guān)閉時(shí)，則線圈23通與之前相反方向的電流，減弱了永磁體24產(chǎn)生的磁通Φ I，加強(qiáng)了永磁體24產(chǎn)生的磁通Φ2，使得非晶合金動鐵芯27再次回到關(guān)閉位置，關(guān)閉過程與上述開啟過程一致。上述自鎖式電磁組件2勵磁過程表明，僅在先導(dǎo)球閥開啟過程和關(guān)閉過程需通電流，而關(guān)閉狀態(tài)和開啟狀態(tài)利用其永磁自鎖功能實(shí)現(xiàn)，無需通電流，使得電磁組件功耗大大減小，線圈發(fā)熱量降低，安全可靠性提高；同時(shí)自鎖式電磁組件采用非晶合金動鐵芯，具有矯頑力小、剩磁低等電磁特性，使得鐵芯損耗大大降低，進(jìn)一步地降低功耗，響應(yīng)速度加快；此外，自鎖式電磁組件取消了傳統(tǒng)電磁組件中的復(fù)位彈簧，避免了長期工作帶來的彈簧機(jī)械損壞，提高了噴油器工作的整體可靠性。
[0028]實(shí)施方式2:
[0029]本實(shí)施方式改變了實(shí)施方式I中自鎖式電磁組件2內(nèi)部的線圈個(gè)數(shù)，由原來的一個(gè)線圈增加至多個(gè)線圈，多個(gè)線圈在自鎖式電磁組件2內(nèi)部可以成橫向排列、縱向排列或者縱橫排列，通電方式與之前相同，這樣相對地降低了單個(gè)線圈匝數(shù)，線圈工作時(shí)的有效電感隨之降低，線圈內(nèi)部激勵電流響應(yīng)速率提升，加快了自鎖式電磁組件2響應(yīng)速度，提高了自鎖式電磁控制噴油器的響應(yīng)特性，此外單個(gè)線圈失效其他線圈仍可工作，進(jìn)一步提高噴油器安全可靠性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.自鎖式電磁控制噴油器，其特征是:包括噴油器體、自鎖式電磁組件、先導(dǎo)球閥座、控制活塞體、針閥推桿、針閥、噴嘴，噴油器體里自上而下依次安裝自鎖式電磁組件、先導(dǎo)球閥座、控制活塞體、針閥頂桿，噴嘴通過噴嘴緊固螺母固定在噴油器體下方，針閥安裝在噴嘴里； 所述自鎖式電磁組件包括殼體、端蓋、閥桿、非晶合金動鐵芯、永磁體，端蓋安裝在殼體里，端蓋和殼體上均設(shè)置通孔，閥桿分別穿過端蓋和殼體的通孔，非晶合金動鐵芯和永磁體均設(shè)置在殼體里，非晶合金動鐵芯安裝在閥桿外部且與閥桿過盈配合，永磁體安裝在殼體內(nèi)壁和非晶合金動鐵芯之間，永磁體貼合在殼體內(nèi)壁上并與非晶合金動鐵芯留有間隙，永磁體的上端設(shè)置線圈，非晶合金動鐵芯與端蓋之間形成上氣隙，非晶合金動鐵芯與殼體之間形成下氣隙； 先導(dǎo)球閥座上方安裝環(huán)形墊塊，環(huán)形墊塊、自鎖式電磁組件的殼體以及先導(dǎo)球閥座三者圍成連通低壓油道的自鎖式電磁組件室，先導(dǎo)球閥座里設(shè)置球閥出油孔、球閥回油孔、球閥油道以及先導(dǎo)球閥鋼球，球閥回油孔與自鎖式電磁組件室相通，球閥出油孔與球閥油道相通，閥桿與先導(dǎo)球閥鋼球相連； 控制活塞體里設(shè)置燃油道，燃油道與球閥油道相通，針閥頂桿的上端部安裝在控制活塞體里，針閥頂桿與控制活塞體之間形成活塞室，活塞室連通燃油道，針閥頂桿下端套有針閥復(fù)位彈簧座和針閥復(fù)位彈簧，針閥復(fù)位彈簧位于針閥復(fù)位彈簧座和針閥之間，噴油器體里設(shè)置噴油器體進(jìn)油道、主油道，主油道連通噴油器體進(jìn)油道，噴油器體進(jìn)油道連通高壓燃油道，噴嘴里設(shè)置盛油槽，活塞室通過活塞室進(jìn)油孔連通噴油器體進(jìn)油道，盛油槽通過盛油槽進(jìn)油道連通主油道，針閥與噴嘴之間形成壓力室，壓力室與盛油槽相通，壓力室的端部為噴口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自鎖式電磁控制噴油器，其特征是:活塞室對針閥頂桿向下的壓力作用面積大于盛油槽對針閥向上的壓力作用面積。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自鎖式電磁控制噴油器，其特征是:先導(dǎo)球閥鋼球在閥桿的作用壓在球閥出油孔上或離開球閥出油孔，使得球閥出油孔與球閥回油孔相互斷開或連通，先導(dǎo)球閥鋼球壓在球閥出油孔上時(shí)，上氣隙高度大于下氣隙高度。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自鎖式電磁控制噴油器，其特征是:線圈的數(shù)量為兩個(gè)以上，線圈之間橫向排列、縱向排列或者縱橫排列。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自鎖式電磁控制噴油器，其特征是:線圈的數(shù)量為兩個(gè)以上，線圈之間橫向排列、縱向排列或者縱橫排列。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自鎖式電磁控制噴油器，其特征是:永磁體是徑向磁化的完整磁環(huán)或是等分圓弧，等分圓弧緊密布置或均勻間隔分布。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自鎖式電磁控制噴油器，其特征是:永磁體是徑向磁化的完整磁環(huán)或是等分圓弧，等分圓弧緊密布置或均勻間隔分布。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自鎖式電磁控制噴油器，其特征是:永磁體是徑向磁化的完整磁環(huán)或是等分圓弧，等分圓弧緊密布置或均勻間隔分布。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自鎖式電磁控制噴油器，其特征是:永磁體是徑向磁化的完整磁環(huán)或是等分圓弧，等分圓弧緊密布置或均勻間隔分布。
【文檔編號】F02M51/06GK105927436SQ201610339350
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】范立云, 彭文博, 劉鵬, 馬修真, 宋恩哲
【申請人】哈爾濱工程大學(xué)