一种高压式流体喷射装置及内燃机

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种高压式流体喷射装置及内燃机。

背景技术

流体喷射技术主要应用于将各类液体燃料进行高压喷射的场合，比如内燃机。流体喷射装置作为燃料的直接控制元件，毋庸置疑的成为内燃机最核心的零部件之一。在内燃机中，流体喷射装置的作用是为发动机运行提供持续且稳定的高压燃料，流体喷射装置的性能好坏对发动机整机的性能起着至关重要的作用。

传统的流体喷射装置多采用压电制动器或电控制信号以控制机械部件来进行快速的轴向往复运动，达到对流体进行增压喷射的目的，然而电控元件与机械部件配合下的流体喷射装置因为必须的油电隔离导致装置结构复杂，且电控系统下，因为增压活塞的制约，燃油增压比较固定，很难保证不同工况下对喷油压力和喷油速率的灵活控制。为解决上述问题，出现了采用伺服油驱动机械部件来实现流体的喷射，但是现有的采用伺服油的流体喷射装置结构复杂，零部件较多，安装和拆卸不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压式流体喷射装置及内燃机，以解决现有技术中存在的采用伺服油的流体喷射装置结构复杂，零部件较多，安装和拆卸不便的问题。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种高压式流体喷射装置，包括：

壳体，具有安装腔，所述壳体一端设置有伺服油道和燃油通道，另一端设置有喷嘴，所述壳体内还设置有与所述伺服油道连通的针阀孔；

阀组件，包括中间块和针阀，所述中间块设置于所述安装腔内，所述中间块内开设有连通所述针阀孔和所述燃油通道的盛油槽，所述针阀滑动设置于所述针阀孔内，且穿设于所述盛油槽，所述针阀能相对所述中间块滑动而具有第一位置和第二位置，伺服油道提供的伺服油能驱动所述针阀由所述第一位置移动至所述第二位置，当所述针阀位于所述第一位置时，所述针阀隔断所述盛油槽与所述喷嘴，当所述针阀脱离所述第一位置时，所述盛油槽与所述喷嘴相连通；

复位结构，所述复位结构能驱动所述针阀由所述第二位置移动至所述第一位置。

进一步地，所述复位结构包括弹性件和限位件，所述限位件设置于所述针阀上，所述弹性件套设于所述针阀，且抵接于所述限位件和所述中间块。

进一步地，所述针阀孔包括相连通的第一孔和第二孔，所述第一孔连通所述伺服油道，所述复位结构位于所述第二孔内。

进一步地，所述中间块内还开设有连通所述盛油槽和所述喷嘴的穿设孔，所述针阀的第一端穿设于所述穿设孔，当所述针阀位于所述第一位置时，所述针阀的所述第一端的外周面密封抵接于所述穿设孔的内壁面。

进一步地，所述穿设孔包括第三孔和第四孔，所述第三孔连通于所述盛油槽，所述第四孔为锥形孔，所述锥形孔的小径端连接于所述第三孔；所述针阀包括第一部和第二部，所述第一部穿设于所述第三孔，且与所述第三孔的内壁间形成有间隙，所述第二部为锥形结构，所述锥形结构的外壁面能够与所述锥形孔的内壁面密封贴合。

进一步地，所述壳体包括器体和紧帽，所述器体和所述紧帽连接并形成有所述安装腔，所述器体内开设有所述燃油通道、所述伺服油道和所述针阀孔，所述喷嘴一端位于所述安装腔内，另一端穿出所述紧帽。

进一步地，所述中间块夹设于所述器体和所述喷嘴之间。

进一步地，所述紧帽内壁上开设有环形限位腔，所述器体的外周壁上凸设有环形凸起，所述环形凸起位于所述环形限位腔内，且在所述针阀孔的轴线方向上，所述环形凸起的两个端面分别抵接于所述环形限位腔的两个内壁面。

进一步地，所述中间块内开设有连通油道，所述连通油道连通所述盛油槽和所述燃油通道。

为实现上述目的，本发明还提供一种内燃机，包括上述任一方案中的高压式流体喷射装置。

本发明的有益效果为：

本发明提出的高压式流体喷射装置及内燃机，高压式流体喷射装置包括壳体、阀组件及复位结构。其中，壳体具有安装腔，壳体一端设置有伺服油道和燃油通道，另一端设置有喷嘴，壳体内还设置有与伺服油道连通的针阀孔。阀组件包括中间块和针阀，中间块设置于安装腔内，中间块内开设有连通针阀孔和燃油通道的盛油槽，针阀滑动设置于针阀孔内且穿设于盛油槽，针阀能相对中间块滑动而具有第一位置和第二位置，伺服油道提供伺服油能驱动针阀由第一位置移动至第二位置，当针阀位于第一位置时，针阀隔断盛油槽与喷嘴，当针阀脱离第一位置时，盛油槽与喷嘴相连通。复位结构能驱动针阀由第二位置移动至第一位置。相比现有技术，结构紧凑，零部件少，便于安装和拆卸。

附图说明

图1是本发明提供的高压式流体喷射装置的剖视示意图(针阀位于第一位置)；

图2是本发明提供的器体的剖视示意图；

图3是本发明提供的紧帽的剖视示意图；

图4是图1中A处的局部放大图；

图5是本发明提供的中间块的剖视示意图；

图6是本发明提供的针阀的局部剖视示意图。

图中：

1、壳体；11、器体；111、伺服油道；112、燃油通道；113、针阀孔；1131、第一孔；1132、第二孔；114、环形凸起；12、紧帽；121、环形限位腔；

2、喷嘴；

3、针阀；31、第一部；32、第二部；33、第三部；

4、中间块；41、盛油槽；42、穿设孔；421、第三孔；422、第四孔；43、连通油道；

5、复位结构；51、限位件；52、弹性件；

10、安装腔。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1至图6所示，本实施例提供一种高压式流体喷射装置，该高压式流体喷射装置包括壳体1、阀组件及复位结构5。其中，壳体1具有安装腔10，壳体1一端设置有伺服油道111和燃油通道112，另一端设置有喷嘴2，壳体1内还设置有与伺服油道111连通的针阀孔113。阀组件包括中间块4和针阀3，中间块4设置于安装腔10内，中间块4内开设有连通针阀孔113和燃油通道112的盛油槽41，针阀3滑动设置于针阀孔113内且穿设于盛油槽41，针阀3能相对中间块4滑动而具有第一位置和第二位置，当针阀3位于第一位置时，针阀3隔断盛油槽41与喷嘴2，当针阀3脱离第一位置时，盛油槽41与喷嘴2相连通。复位结构5能驱动针阀由第二位置移动至第一位置。

可以理解的是，当针阀3位于第一位置时，针阀3隔断盛油槽41与喷嘴2，此时燃油通道112内的燃油进入至盛油槽41内；当伺服油道111内的伺服油推动针阀3由第一位置向第二位置移动时，盛油槽41与喷嘴2连通，此时盛油槽41内的燃油可进入喷嘴2并经喷嘴2喷出，实现燃油的喷射。该高压式喷射装置相比现有技术，结构紧凑，零部件少，便于安装和拆卸。

如图1至图3所示，该壳体1包括器体11和紧帽12，器体11和紧帽12连接并形成有上述安装腔10，器体11内开设有上述燃油通道111、伺服油道112和针阀孔113，喷嘴2一端位于安装腔10内，另一端穿出紧帽12。

进一步地，在本实施例中，器体11将中间块4抵压于喷嘴2。如此设置，能够使得中间块4的安装稳定。当然在其他实施例中，还可以是紧帽12内侧设置有限位台阶，器体11能够将中间块4抵压于限位台阶和喷嘴2。

进一步地，如图2和图3所示，紧帽12内侧开设有环形限位腔121，器体11的外周壁上凸设有环形凸起114，环形凸起114位于环形限位腔121内，且在针阀孔113的轴线方向上，环形凸起114的两个端面分别抵接于环形限位腔121的两个端面。通过设置环形限位腔121和环形凸起114，能够保证紧帽12和器体11安装到位，提高紧帽12和器体11的安装稳定性。当然在其他实施例中，紧帽12和器体11还可通过螺纹连接。

如图1、图2和图4所示，复位结构5包括弹性件52和限位件51，限位件51设置于针阀3上，弹性件52套设于针阀3，且抵接于限位件51和中间块4。具体地，针阀孔113包括相连通的第一孔1131和第二孔1132，第一孔1131连通伺服油道111，复位结构5位于第二孔1132内。在本实施例中，弹性件52优选为弹簧。

如图4至图6所示，中间块4内还开设有连通盛油槽41和喷嘴2的穿设孔42，针阀3一端穿设于穿设孔42，当针阀3位于第一位置时，针阀3的第一端的外周面密封抵接于穿设孔42的内壁面。具体地，在本实施例中，穿设孔42包括第三孔421和第四孔422，第三孔421连通于盛油槽41，第四孔422为锥形孔，锥形孔的小径端连接于第三孔421。针阀3包括第一部31和第二部32，第一部31穿设于第三孔421，且与第三孔421的内壁间形成有间隙，第二部32为锥形结构，锥形结构的外壁面能够与锥形孔的内壁面密封贴合，可以理解的是，第二部32位于针阀3的第一端。优选地，在本实施例中，第一部31的直径小于第三孔421的的内径，当然在其他实施例中，还可以是第一部31沿其轴向开设有油槽。

可以理解的是，当针阀3位于第一位置时，第二部32锥形结构的外壁面密封贴合于第四孔422的内壁面，此时盛油槽41与喷嘴2断开连通。当针阀3由第一位置向第二位置移动时，第二部32的外壁面与第四孔422的内壁面脱离接触，此时盛油槽41内的燃油能够通过第一部31和第三孔421的内壁之间的间隙以及第二部32和第四孔422的内壁面之间的间隙流出，实现盛油槽41和喷嘴2的连通，从而实现燃油的喷射。

进一步地，中间块4内还开设有连通油道43，连通油道43连通盛油槽41和燃油通道112。

进一步地，针阀3还包括第三部33，第一部31连接于第二部32和第三部33之间，限位件51设置于第三部33上。优选地，在本实施例中，构成针阀3的第一部31、第二部32和第三部33一体加工成型，当然在其他实施例中，第一部31、第二部32和第三部33还可分体设置。

以下将对该高压式流体喷射装置的工作过程进行详细的说明。

1.针阀3在弹性件52的作用下位于第一位置时，针阀3的锥形结构的外壁面与锥形孔的内壁面密封贴合，盛油槽41和喷嘴2断开连通，燃油通过燃油通道112和连通油道43进入到盛油槽41内。

2.当伺服油道111通入伺服油时，伺服油克服弹性件52的作用力并驱动针阀3由第一位置向第二位置移动，使得针阀3的锥形结构的外壁面与锥形孔的内壁面脱离接触，从而盛油槽41内的燃油能够通过第一部31和第三孔421的内壁面之间的间隙以及锥形结构和锥形孔的内壁面之间的间隙流出，实现盛油槽41和喷嘴2的连通，从而实现燃油的喷射。在针阀3由第一位置向第二位置移动的过程中，弹性件52被压缩，从而在伺服油的作用力去除后，弹性件52回复原状并带动针阀3由第二位置返回至第一位置，也即使得针阀3的锥形结构的外壁面与锥形孔的内壁面密封贴合，断开盛油槽41和喷嘴2的连通。

综上，本实施例提供的高压式流体喷射装置，包括壳体1、阀组件及复位结构5。其中，壳体1具有安装腔10，壳体1一端设置有伺服油道111和燃油通道112，另一端设置有喷嘴2，壳体1内还设置有与伺服油道111连通的针阀孔113。阀组件包括中间块4和针阀3，中间块4设置于安装腔10内，中间块4内开设有连通针阀孔113和燃油通道112的盛油槽41，针阀3滑动设置于针阀孔113内且穿设于盛油槽41，针阀3能相对中间块4滑动而具有第一位置和第二位置，伺服油道提供的伺服油能驱动针阀3由第一位置移动至第二位置，当针阀3位于第一位置时，针阀3隔断盛油槽41与喷嘴2，当针阀3脱离第一位置时，盛油槽41与喷嘴2相连通。复位结构5能驱动针阀3由第二位置移动至第一位置。相比现有技术，结构紧凑，零部件少，便于安装和拆卸。并且能够大大减小伺服油压力以及针阀3的直径，同时可采用体积较小的弹簧，进一步降低了该高压式流体喷射装置的复杂程度。

本实施例还提供一种内燃机，包括上述高压式流体喷射装置。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。