电控喷油器总成结构

技术领域

本申请涉及电控高压喷油器技术领域，尤其涉及一种电控喷油器总成结构。

背景技术

高压共轨燃油喷射系统主要由电控单元、高压油泵、共轨管、电控喷油器以及各种传感器组成，其中电控喷油器是共轨是燃油系统中最关键和最复杂的部件，它的作用是根据ECU发出的控制信号，通过控制电磁阀的开启和关闭，将高压油轨中的燃油以最佳的喷油定时、喷油量和喷油率喷入燃烧室。电控喷油器包括喷油嘴、控制活塞、控制量孔和控制电磁阀，在电磁阀不通电时，电磁阀关闭控制活塞，将喷嘴关闭；当电磁阀通电时，喷油器开始喷油。

为了提高高压回油处密封精度、衔铁工作精确性，现有技术201310626493.5公开了一种高压共轨电控喷油器，包括：电磁阀、衔铁组件、控制阀偶件、半球球阀及喷油嘴偶件，衔铁组件的衔铁轴心下端设有球窝，半球球阀的球面与所述球窝配合，半球球阀的平面密封控制阀偶件的高压回油孔。其采用半球球阀结构实现喷油嘴的高压回油处密封精度高、衔铁工作精确。这种半球球阀结构简单、喷油效果好，但随着汽车排放要求的逐步提高，燃油系统也向着更高的喷射压力推进，对喷油器的抗穴蚀的耐磨性能提出了更高的要求。半球结构正因为接触面积大，其容易出现穴蚀现象。

为了降低穴蚀概率，通常对相关零部件进行表面强化、涂层等处理以提升相关零部件的硬度，但是对相关零部件进行表面处理提高了喷油器的制造成本。

发明内容

为了进一步降低喷油器穴蚀概率，提高其使用寿命，本申请提供一种电控喷油器总成结构。

本申请提供的一种电控喷油器总成结构，具体技术方案如下：包括阀体，阀体内设置有进油通道；还包括设置在阀体内相互连通的柱塞腔和高压油腔，其中进油通道与柱塞腔连通；高压油腔内至下而上设置有计量阀、导向套和压紧套，其中压紧套与阀体螺纹连接，用于限定导向套和计量阀的相对位置；导向套内设置有第一阀芯组件，计量阀内设置有计量通道，第一阀芯组件包括电磁阀衔铁，电磁阀衔铁下端形成有半球状的球窝，以及与球窝配合的陶瓷半球；陶瓷半球的一端与计量通道相对应，通过陶瓷半球用于控制计量通道的开启或关闭；其中球窝内设置有多个消气结构。

进一步地，所述多个消气结构包括第一消气结构和第二消气结构；其中第一消气结构位于球窝的顶端，第二消气结构位于球窝的侧面。

更进一步地，所述第一消气结构和/或第二消气结构为回转体结构。

进一步地，所述计量通道包括依次设置的第一扩散孔、第一缩小孔、第二缩小孔和第二扩散孔。

更进一步地，第一扩散孔的长度和孔径大于第一缩小孔、第二缩小孔和第二扩散孔的总和。

进一步地，所述计量阀与导向套之间还设置有泄油腔；其中泄油腔包括位于计量阀的第一泄油区和位于导向套的第二泄油区。

在本申请中，阀体是电控喷油器总成的主体结构，通过阀体用于安装喷油器的其他部件；在阀体内设置有进油通道，以及还设置有相互连通的柱塞腔和高压油腔，其中柱塞腔位于阀体下方，高压油腔位于阀体上方；燃油经过进油通道进入柱塞腔后，通过柱塞腔内的柱塞上下运动形成高压油进入高压油腔内。在高压油腔内至下而上设置有计量阀、导向套和压紧套；其中计量阀整体成圆柱体结构，与阀体滑动配合；导向套整体也呈柱状体结构，在导向内设置有导向孔，导向孔内设置有第一阀芯组件，导向套与阀体也成滑动连接；压紧套与阀体螺纹连接，用于限定导向套和计量阀在阀体内的相对位置。

第一阀芯组件包括电磁阀衔铁，电磁阀衔铁下端形成有半球状的球窝，以及与球窝配合的陶瓷半球；电磁阀衔铁在通电后根据控制指令能够在导向套内上下移动，进而带动陶瓷半球上下移动；计量阀内设置有计量通道，陶瓷半球的一端与计量通道相对应，具体地，陶瓷半球的整体结构中包括半球面和底面形成的半球体；其中半球面与球窝配合，底面与计量通道的上端面配合，陶瓷半球的上下移动带动用于控制计量通道的开启或关闭，以此实现高压燃油腔内泄油通道的开启或关闭。同时，采用本申请的陶瓷半球，基于与电磁阀衔铁球面配合，能够提高其自适应调整能力，自动调整密封角度，提高整体结构的密封性，同时在本发明中，位于电磁阀衔铁的球窝内还设置有多个消气结构。通过设置消气结构，用于存储陶瓷半球与球窝配合运行之间残留的气体，以此一方面降低在陶瓷半球表面或球窝表面形成穴蚀的概率，提高喷油器使用寿命；由于通过消气结构降低陶瓷半球与球窝配合运行之间残留的气体，如此还能减少陶瓷半球在球窝内的运行气体阻力，提高喷油器高压腔控制阀的响应速度，进而提高喷油器的喷油精度；此外，还可利用消气结构，在消气结构内设置润滑油，以此进一步提高陶瓷半球在球窝内的运行速度，进一步提高喷油器高压腔控制阀的响应速度，进而提高喷油器的喷油精度。

附图说明

图1为本发明一种电控喷油器总成结构整体示意图；

图2为本发明一种电控喷油器总成结构整体剖视示意图；

图3为图2中A处结构示意图；

图4为本发明一种电控喷油器总成结构计量阀示意图；

图5为本发明一种电控喷油器总成结构导向套示意图；

附图标记说明：

100阀体、101进油通道、110柱塞腔、200高压油腔、210计量阀、2100计量通道、2101第一扩散孔、2102第一缩小孔、2103第二缩小孔、2014第二扩散孔、220导向套、221第一阀芯组件、222电磁阀衔铁、2220球窝、2221第一消气结构、2222第二消气结构、223陶瓷半球、224导向孔、230压紧套、240泄油腔、241第一泄油区、242第二泄油区。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语″纵向″、″横向″、″上″、″下″、″前″、″后″、″左″、″右″、″竖直″、″水平″、″顶″、″底″″内″、″外″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语″安装″、″相连″、″连接″应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语″一个实施例″、″一些实施例″、″示例″、″具体示例″、或″一些示例″等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如附图所示，本发明公开了一种电控喷油器总成结构，包括阀体100，阀体100内设置有进油通道101；还包括设置在阀体100内相互连通的柱塞腔110和高压油腔200，其中进油通道101与柱塞腔110连通；高压油腔200内至下而上设置有计量阀210、导向套220和压紧套230，其中压紧套230与阀体100螺纹连接，用于限定导向套220和计量阀210的相对位置；导向套220内设置有第一阀芯组件221，计量阀210内设置有计量通道2100，第一阀芯组件221包括电磁阀衔铁222，电磁阀衔铁222下端形成有半球状的球窝2220，以及与球窝2220配合的陶瓷半球223；陶瓷半球223的一端与计量通道2100相对应，通过陶瓷半球223用于控制计量通道2100的开启或关闭；其中球窝2220内设置有多个消气结构。

如图1至图5所示，在本申请中，阀体100是电控喷油器总成的主体结构，通过阀体100用于安装喷油器的其他部件；在阀体100内设置有进油通道101，以及还设置有相互连通的柱塞腔110和高压油腔200，其中柱塞腔110位于阀体100下方，高压油腔200位于阀体100上方；燃油经过进油通道101进入柱塞腔110后，通过柱塞腔110内的柱塞上下运动形成高压油进入高压油腔200内。在高压油腔200内至下而上设置有计量阀210、导向套220和压紧套230；其中计量阀210整体成圆柱体结构，与阀体100滑动配合；导向套220整体也呈柱状体结构，在导向内设置有导向孔224，导向孔224内设置有第一阀芯组件221，导向套220与阀体100也成滑动连接；压紧套230与阀体100螺纹连接，用于限定导向套220和计量阀210在阀体100内的相对位置。

第一阀芯组件221包括电磁阀衔铁222，电磁阀衔铁222下端形成有半球状的球窝2220，以及与球窝2220配合的陶瓷半球223；电磁阀衔铁222在通电后根据控制指令能够在导向套220内上下移动，进而带动陶瓷半球223上下移动；计量阀210内设置有计量通道2100，陶瓷半球223的一端与计量通道2100相对应，具体地，陶瓷半球223的整体结构中包括半球面和底面形成的半球体；其中半球面与球窝2220配合，底面与计量通道2100的上端面配合，陶瓷半球223的上下移动带动用于控制计量通道2100的开启或关闭，以此实现高压燃油腔内泄油通道的开启或关闭。同时，采用本申请的陶瓷半球223，基于与电磁阀衔铁222球面配合，能够提高其自适应调整能力，自动调整密封角度，提高整体结构的密封性，同时在本发明中，位于电磁阀衔铁222的球窝2220内还设置有多个消气结构。通过设置消气结构，用于存储陶瓷半球223与球窝2220配合运行之间残留的气体，以此一方面降低在陶瓷半球223表面或球窝2220表面形成穴蚀的概率，提高喷油器使用寿命；由于通过消气结构降低陶瓷半球223与球窝2220配合运行之间残留的气体，如此还能减少陶瓷半球223在球窝2220内的运行气体阻力，提高喷油器高压腔控制阀的响应速度，进而提高喷油器的喷油精度；此外，还可利用消气结构，在消气结构内设置润滑油，以此进一步提高陶瓷半球223在球窝2220内的运行速度，进一步提高喷油器高压腔控制阀的响应速度，进而提高喷油器的喷油精度。

进一步地，在本申请的其他实施例中，所述多个消气结构包括第一消气结构2221和第二消气结构2222；其中第一消气结构2221位于球窝2220的顶端，不仅便于陶瓷半球223在球窝2220中旋转时减小陶瓷半球223运转时的气体阻力，使得陶瓷半球223在球窝2220中自适应密封角度的效率更高，提升了半球结构的密封性能，同时便于消气结构加工，降低整体加工成本，例如将第一消气结构2221设置为回转体结构，可以直接通过钻孔的方式加工，加工成本低。同样地，本发明中所涉及的第二消气结构2222位于球窝2220的侧面；也能达到降低陶瓷半球223在球窝2220中旋转时减小陶瓷半球223运转时的气体阻力的效果，使得陶瓷半球223在球窝2220中自适应密封角度的效率更高，提升了半球结构的密封性能，同时便于消气结构加工，降低整体加工成本。

如附图3所示，第二消气结构2222选择设置在球窝2220处的沟槽型，也采用回转体结构，在加工中通过车削或其他常用机械加工方法即可完成，整体结构简单，加工成本低；并且呈回转体结构还能让整体结构具有对称性，也可进一步提高喷油器总成的稳定性。在具体使用中，可以通过在第一消气机构和/或第二消气机构内设置部分润滑脂，以提升陶瓷半球223与球窝2220的转动灵活性，进一步提升本申请电控喷油器总成的控制精度。

进一步地，如图4所示，在本申请的其他实施例中，所述计量通道2100包括依次设置的第一扩散孔2101、第一缩小孔2102、第二缩小孔2103和第二扩散孔2104。如附图所示，第一扩散孔2101、第二缩小孔2103和第二扩散孔2104均呈圆柱孔状，第一缩小孔2102呈圆锥孔状；其中第一扩散孔2101与柱塞腔110连接，柱塞腔110内通过柱塞压缩形成的高压燃油通过第一扩散孔2101流入，第一扩散孔2101的内径显著大于第第二缩小孔2103和第二扩散孔2104，其用于降低燃油速度并保持燃油压力；其次通过呈漏斗状的第一缩小孔2102进一步压缩燃油的流通空间，以提高燃油压力和喷射速度，同时还能避免燃油出现紊流，以及降低燃油在进入第二缩小孔2103后形成气泡的概率；其中第一缩小孔2102的大端孔径与第一扩散孔2101相匹配，第一缩小孔2102的小端孔径与第二缩小孔2103孔径相匹配。燃油经过第一缩小孔2102后，进入第二缩小孔2103，然后利用第二缩小孔2103进一步稳定燃油的压力及流速；通过第二缩小孔2103后进入第二扩散孔2104，第二扩散孔2104的内径大于第二缩小孔2103，但小于第一扩散孔2101，以此降低燃油速度并保持压力。

在本案工作中，燃油经过第一扩散孔2101、第一压缩孔后进入第二压缩孔，由于流动空间进一步压缩，容易形成气泡，这种气泡在高压下对陶瓷半球223的底面造成不均匀的压力，进而影响喷油器总成的控制精度。为了进一步降低气泡的形成率，或者是降低气泡对陶瓷半球223的冲击，在本申请中，一方面可选择第一扩散孔2101的长度和孔径大于第一缩小孔2102、第二缩小孔2103和第二扩散孔2104的总和；利用较长的第一扩散孔2101稳定燃油从低压进入高压状态下的压力波动以及流速波动，然后再结合呈漏斗状的第一缩小孔2102，进而从源头上降低产生气泡的因素。另一方面，还可以通过设定第二缩小孔2103和第二扩散孔2104的长度和孔径比例，也能达到降低产生燃油气泡的因素，整体而言，第二缩小孔2103和第二扩散孔2104的孔径相差越小，其产生气泡的可能性越低；以及第二扩散孔2104的距离越长，其气泡对陶瓷半球223的影响越小；但第二扩散孔2104距离越长，会增加整体喷油器总成结构的长度，不仅提高成本，还增加了喷油器总成体积，为了进一步优化喷油器总成的成本，本案中设定第二扩散孔2104与第二缩小孔2103的孔径比为a，第二扩散孔2104与第二缩小孔2103的长度比为b，其中a与b的比值在1.9-2.2时，本申请所涉及的陶瓷半球223被″穴蚀″影响最低，例如本申请在具体实施中，第二缩小孔2103的孔径约0.3mm，长度约0.6mm；第二扩散孔2104的孔径约0.4mm，长度约0.4mm。如此，在陶瓷半球223与计量阀210对应处产生燃油气泡的可能性大大减少，即可以解释的是燃油从第二缩小孔2103到第二扩散孔2104时难以形成气泡，且即便形成气泡也很容易在第二扩散孔2104内破裂，降低燃油对陶瓷半球223的不稳定冲击现象，进而提高喷油器总成的使用寿命。

进一步地，在本申请的其他实施例中，所述计量阀210与导向套220之间还设置有泄油腔240；其中泄油腔240包括位于计量阀210的第一泄油区241和位于导向套220的第二泄油区242。如附图2至附图5，第一泄油区241位于计量阀210上端的凹陷处，第二泄油区242位于导向套220下端的凹陷处，且第一泄油区241的横截面积小于第二泄油区242。通过在计量阀210上端设置凹陷作为第一泄油区241，且该凹陷区域围绕陶瓷半球223与计量阀210之间相配合的密封区域，如此提高泄油速度，进而提高喷油器的反馈精度；其次，在本实施例中，如附图所示，第一泄油区241的横截面积小于第二泄油区242，可以进一步提高泄油速度。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。