專利名稱：燃油壓力穩(wěn)定器及其燃油噴射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃油驅(qū)動的船舶、車輛發(fā)動機(jī)的燃油控制、噴射、傳送、加壓、驅(qū)動、排放的動力裝置，以及液壓動力系統(tǒng)中的液態(tài)燃油動態(tài)控制的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃油壓力穩(wěn)定器及其燃油噴射裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有燃油驅(qū)動的船舶與車輛發(fā)動機(jī)普遍采用了電控燃油噴射系統(tǒng)，高速電磁閥是決定電控燃油噴射系統(tǒng)性能的關(guān)鍵部件，無論在傳統(tǒng)的直列泵、泵噴嘴、單體泵、高壓共軌，還是最新汽油缸內(nèi)直噴。發(fā)動機(jī)燃油噴射裝置的最基本功能主要是將燃油加壓、調(diào)節(jié)單次的燃油噴油量和噴油時間，將被加壓后的燃油合理的分配到各個氣缸當(dāng)中并使之在燃燒室霧化。整個過程中，對噴油量和噴油規(guī)律的最佳控制都是通過對高速電磁閥的精確控制實現(xiàn)的。高速電磁閥是通過電磁閥，將激勵電流轉(zhuǎn)化成磁場，然后將磁能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，拉動銜鐵閥桿組件(電樞組件)快速運(yùn)動，實現(xiàn)閥桿尾段的密封錐面與閥座之間密封面的快速打開與關(guān)閉，實現(xiàn)燃油的動態(tài)噴射控制；燃油的單次噴射時間通常是幾百微妙到幾千微妙，燃油單次噴射量為幾立方毫米到幾千立方毫米，且具有燃油噴射壓力高、噴射流速高等特點(diǎn)。在燃油驅(qū)動的發(fā)動機(jī)工作過程中，高速電磁閥決定了發(fā)動機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的動態(tài)性能。燃油噴射過程中供油壓力的穩(wěn)定性直接影響單次噴射的精確性和穩(wěn)定性，以及多次噴射間的一致性。努力降低燃油噴射過程中供油壓力的波動，提高燃油壓力的穩(wěn)定性成為燃油驅(qū)動發(fā)動機(jī)燃油或噴射系統(tǒng)與裝置的設(shè)計開發(fā)關(guān)鍵目標(biāo)。圖5是現(xiàn)有典型燃油驅(qū)動的發(fā)動機(jī)中燃油噴射裝置的構(gòu)造圖。其中圖5中左邊的箭頭為高壓燃油進(jìn)口，右邊的箭頭為燃油噴射油束。油管(未畫出)與燃油進(jìn)入接頭I相連，180MPa的高壓燃油經(jīng)過油管和燃油進(jìn)入接頭I后，進(jìn)入燃油容積腔15。燃油噴射高速電磁閥由電磁鐵定子鐵芯2、電磁線圈3、銜鐵4、閥桿20組成。電磁線圈3上的激勵電流受發(fā)動機(jī)的電子控制單元ECU控制。燃油噴射動態(tài)實現(xiàn)過程如下電控單元ECU在電磁線圈3上加電，加電后產(chǎn)生的磁場在銜鐵4上產(chǎn)生的方向向左的電磁吸力，銜鐵4拉動閥桿20向左運(yùn)動，在此過程中閥桿彈簧23受壓縮，閥桿20尾端上的鋼球24從閥座7提起，此時燃油通道打開，從而實現(xiàn)燃油的噴射。當(dāng)電磁線圈3失電時，閥桿彈簧23釋放受壓的彈簧力，推動銜鐵閥桿組件向右移動，鋼球24與閥座7之間的密封面閉合，燃油通道關(guān)閉，噴射過程結(jié)束。另外，圖5中還包括的部件燃油噴射裝置的接入電極8，燃油噴射裝置的朔料安裝座9，燃油壓力穩(wěn)定器10，密封圈6。圖6是燃油噴射裝置中高速電磁閥的構(gòu)成示意圖。在電磁線圈3上加電后，電磁閥定子鐵芯2內(nèi)的磁場對銜鐵4產(chǎn)生電磁力，銜鐵4拉動閥桿組件20向左運(yùn)動，閥桿鋼球24與閥座7之間的燃油通道打開，進(jìn)行燃油噴射。在銜鐵閥桿組件20向左運(yùn)動；在與鐵芯2吸合過程中，燃油容積腔15的容積受壓縮，燃油容積腔15出現(xiàn)正的動態(tài)壓力差，對燃油噴射過程中的燃油單次噴射量的穩(wěn)定性，多次噴射之間噴射量的一致性，以及燃油噴射油束的分布產(chǎn)生不利的影響。另外，圖6中還包括燃油壓力穩(wěn)定器10。圖7是圖6所示高速噴射電磁閥的軸向剖面圖。如圖7所示，為了保證噴射過程中燃油壓力的恒定不變，在銜鐵4的右端端面上裝配了一個燃油壓力穩(wěn)定器10，兩者在外環(huán)邊緣上進(jìn)行焊接，形成一個構(gòu)件。燃油壓力穩(wěn)定器10貼附在銜鐵4的右端端面上，兩者在外環(huán)邊緣上焊接。圖8顯示了燃油噴射電磁閥中定子鐵芯2、銜鐵4、燃油壓力穩(wěn)定器10三者之間的的裝配關(guān)系。圖9顯示了現(xiàn)有典型的燃油壓力穩(wěn)定器的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造。包括燃油壓力穩(wěn)定器結(jié)構(gòu)包含燃油壓力穩(wěn)定器外圓環(huán)面11，彈性伸展臂12，過油孔檔片13，過油孔14四大部分。當(dāng)電磁閥加電后，銜鐵4受電磁力作用，帶動閥桿組件20 (圖5或圖6中示出)向左移動，與定子鐵芯2方向快速吸合，在此過程中閥桿彈簧23 (圖5或圖6中示出)受到壓縮，燃油容積腔15 (圖5或圖6中示出)的容積受到壓縮，出現(xiàn)的動態(tài)正壓力差推動燃油壓力穩(wěn)定器的各個彈性伸展臂12，向右打開，進(jìn)行泄壓，隨著燃油壓力的下降，彈性伸展臂12復(fù)位；SP壓力穩(wěn)定器上的彈性伸展臂12對燃油容積腔15 (圖5或圖6中示出)內(nèi)的燃油壓力變化做出反應(yīng)，當(dāng)腔體內(nèi)燃油的壓力增加，超過正常壓力值，出現(xiàn)動態(tài)正壓壓差時，壓力穩(wěn)定器的彈性伸展臂12向外擴(kuò)張，燃油容積腔15 (圖5或圖6中示出)的體積增大；燃油容積腔15(圖5或圖6中示出)內(nèi)燃油減少，低于正常壓力值，出現(xiàn)動態(tài)負(fù)壓時，彈性伸展臂12向內(nèi)收縮，燃油容積腔15 (圖5或圖6中示出)的容積減少；始終保持燃油容積腔15 (圖5或圖6中示出)壓力穩(wěn)定。但以上技術(shù)方案中的燃油噴射過程中供油壓力的的精確性和穩(wěn)定性、以及多次噴射間的一致性，依然不是很理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種燃油壓力穩(wěn)定器及其燃油噴射裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中，燃油噴射過程中供油壓力的的精確性和穩(wěn)定性不理想的技術(shù)問題?？紤]到現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，根據(jù)本發(fā)明公開的一個方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種燃油壓力穩(wěn)定器，包括穩(wěn)定器本體，所述穩(wěn)定器本體上設(shè)置有通過伸張或收縮進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)的彈性結(jié)構(gòu)部。為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步的技術(shù)方案是在本發(fā)明的一個實施例中，所述彈性結(jié)構(gòu)部的剖面具有S形結(jié)構(gòu)特征。在本發(fā)明的一個實施例中，所述S形結(jié)構(gòu)特征是一條曲線，或多條曲線的組合。在本發(fā)明的一個實施例中，所述彈性結(jié)構(gòu)部的厚度為0. 02mnT0. 35mm。在本發(fā)明的一個實施例中，所述彈性結(jié)構(gòu)部為金屬。在本發(fā)明的一個實施例中，所述彈性結(jié)構(gòu)部上設(shè)置有用于燃油通過的孔。在本發(fā)明的一個實施例中，所述孔為多個，以所述彈性結(jié)構(gòu)部所在平面的中心為圓心，均勻分布。在本發(fā)明的一個實施例中，所述穩(wěn)定器本體為碟形。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述穩(wěn)定器本體的中心設(shè)置有用于與閥桿相配的固定孔。本發(fā)明還可以是一種燃油噴射裝置，包括上述發(fā)明內(nèi)容部分所述的燃油壓力穩(wěn)定器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是本發(fā)明的燃油壓力穩(wěn)定器外觀呈現(xiàn)碟狀特征，剖面具有S形結(jié)構(gòu)特征，采用彈性金屬銅合金、高強(qiáng)度不銹鋼制作，彈性金屬膜片的厚度0. 02mm 0. 35mm。燃油壓力穩(wěn)定器的外環(huán)邊緣可以是平面或曲面，用于金屬膜片的固定、夾持、焊接。壓力穩(wěn)定器彈性金屬膜片的內(nèi)環(huán)即具有S形剖面結(jié)構(gòu)上，開有若干個小孔，作為過油孔，允許燃油通過。剖面具有S形結(jié)構(gòu)特征的內(nèi)環(huán)彈性結(jié)構(gòu)部分，能夠?qū)饘倌て瑑?nèi)外兩側(cè)的微小燃油壓力差產(chǎn)生實時的伸張或收縮變形，改變?nèi)加腿莘e腔的體積，以保持燃油腔體內(nèi)燃油壓力的穩(wěn)定不變，從而確保燃油噴射系統(tǒng)燃油單次噴射量的穩(wěn)定性與精確性，以及多次噴射之間的一致性。


為了更清楚的說明本申請文件實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)的描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是對本申請文件中一些實施例的參考，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，還可以根據(jù)這些附圖得到其它的附圖。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的燃油壓力穩(wěn)定器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2示出了圖1所示A-A的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的可使用作為燃油壓力穩(wěn)定器的S形結(jié)構(gòu)特征的幾種幾何形狀示意圖。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的燃油壓力穩(wěn)定器的裝配關(guān)系示意圖。圖5是現(xiàn)有典型的燃油驅(qū)動發(fā)動機(jī)中燃油噴射電磁閥的構(gòu)造示意圖。圖6是圖5中燃油噴射電磁閥的軸向剖面示意圖。圖7是圖6的軸向剖面示意圖。圖8是現(xiàn)有典型的燃油壓力穩(wěn)定器在燃油噴射電磁閥中的安裝與裝配示意圖。圖9是現(xiàn)有典型的燃油壓力穩(wěn)定器的結(jié)構(gòu)示意。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的燃油壓力穩(wěn)定器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2示出了圖1所示A-A的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。參考圖1或圖2所示一種燃油壓力穩(wěn)定器的實施例，包括穩(wěn)定器本體101，所述穩(wěn)定器本體101上設(shè)置有通過伸張或收縮進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)的彈性結(jié)構(gòu)部102。通過該彈性結(jié)構(gòu)部102能夠?qū)Ψ€(wěn)定器本體101內(nèi)外兩側(cè)的燃油動態(tài)壓力變化與波動產(chǎn)生相應(yīng)的擴(kuò)張或伸縮變形，從而改變?nèi)加腿莘e腔的容積體積，以實現(xiàn)壓力腔內(nèi)燃油壓力的穩(wěn)定不變。為了使得彈性結(jié)構(gòu)部具有低彈性剛度特征，其所述彈性結(jié)構(gòu)部102的剖面可以具有S形結(jié)構(gòu)特征，通過S形結(jié)構(gòu)特征實現(xiàn)擴(kuò)張或伸縮變形以調(diào)節(jié)壓力。所述彈性結(jié)構(gòu)部102可以為金屬，其穩(wěn)定器本體101從整體上看為碟形，具體而言，如圖1或圖2所示，穩(wěn)定器本體101為圓形或者類似圓形，當(dāng)然也可以是方形、長方形、三角形、多邊形等，外觀形狀不限；其中部的一側(cè)凹陷，另一側(cè)凸起，以形成碟狀特征。在圖1或圖2的實施例中彈性結(jié)構(gòu)部102設(shè)置在穩(wěn)定器本體的中部。穩(wěn)定器本體101以及其上設(shè)置的彈性結(jié)構(gòu)部102可以為銅、不銹鋼等金屬。其可以通過厚度為0. 02mm 0. 35mm的金屬膜片進(jìn)行制造,制造出的穩(wěn)定器本體101的彈性結(jié)構(gòu)部102的厚度也可以為0. 02mm 0. 35mm,在該取值范圍內(nèi)可以使彈性結(jié)構(gòu)部102達(dá)到低彈性剛度特征的要求，亦具有通過擴(kuò)張或伸縮變形以實現(xiàn)壓力腔內(nèi)燃油壓力穩(wěn)定不變的作用。所述彈性結(jié)構(gòu)部102上設(shè)置有用于燃油通過的孔103。如圖1所示，所述孔103可以為多個(圖1中示出了 5個)，或者說若干個，具體數(shù)量不限?？梢允牵运鰪椥越Y(jié)構(gòu)部102所在平面的中心為圓心，均勻分布，或者說沿圓周分布。所述穩(wěn)定器本101的中心設(shè)置有用于與閥桿相配的固定孔104，即在燃油噴射裝置的使用中，起固定的作用。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的可使用作為燃油壓力穩(wěn)定器內(nèi)環(huán)S形剖面的幾種幾何形狀示意圖。如圖3所示，包括穩(wěn)定器本體301和彈性結(jié)構(gòu)部302，具體地，該彈性結(jié)構(gòu)部302即以上提到的S形結(jié)構(gòu)特征，其該S形結(jié)構(gòu)特征可通過S形剖面結(jié)構(gòu)曲線實現(xiàn)，可以是一個或多個S形曲線的組合，亦可以是單曲線或多條曲線的組合，典型地有雙S曲線，三S曲線、水波紋曲線等。圖3中給出了能夠用作燃油壓力穩(wěn)定器內(nèi)環(huán)S形剖面的各種幾何形狀，其都具有低的彈簧剛度，以確保壓力穩(wěn)定器具有優(yōu)良的動態(tài)響應(yīng)性能，以及良好的負(fù)載-變形量兩者之間的線性度特性，保證重復(fù)工作循環(huán)間的穩(wěn)定性和一致性。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的燃油壓力穩(wěn)定器的裝配關(guān)系示意圖。如圖4所示，本實施例的燃油壓力穩(wěn)定器的外圓環(huán)面401可以是平面，也可以是曲面，結(jié)構(gòu)形狀不限，燃油壓力穩(wěn)定器的外圓環(huán)面401即穩(wěn)定器本體的圓周。可以通過燃油壓力穩(wěn)定器的外圓環(huán)面401與其它構(gòu)件進(jìn)行固定、連接、焊接等。具體而言，其外圓環(huán)面401可以是平面，曲面，作用是與其它構(gòu)件(電磁閥銜鐵402)進(jìn)行裝配(固定、粘合、焊接)，典型地安裝方式是固定在燃油噴射電磁閥銜鐵402的右端端面，在外圓環(huán)面401邊緣進(jìn)行焊接，兩者形成一個構(gòu)件，如圖4，燃油壓力穩(wěn)定器外環(huán)邊緣焊接縫404。剖面具有S形結(jié)構(gòu)特征403，是燃油壓力穩(wěn)定器上的柔性結(jié)構(gòu)部分，碟形薄膜片兩側(cè)的燃油壓力差產(chǎn)生的軸向推力，引起S形結(jié)構(gòu)特征403伸張或收縮，進(jìn)行壓力調(diào)整。金屬薄膜片與S形結(jié)構(gòu)特征403具有極低的彈簧剛度，以及壓差與膜片變形量之間的線性關(guān)系，對動態(tài)壓差的動態(tài)反應(yīng)速度快，很小動態(tài)壓差都極為敏感，不僅能夠大大降低燃油的動態(tài)壓力波動，而且動態(tài)響應(yīng)性能也明顯提高。以下公開一種燃油噴射裝置，其包括以上實施例描述的燃油壓力穩(wěn)定器?？蓪⒈尘凹夹g(shù)部分提到的現(xiàn)有燃油噴射裝置中的燃油壓力穩(wěn)定器替換為以上實施例中描述的燃油壓力穩(wěn)定器。本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點(diǎn)說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分相互參見即可。在本說明書中所談到的“一個實施例”、“另一個實施例”、“實施例”、等，指的是結(jié)合該實施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個實施例。進(jìn)一步來說，結(jié)合任一實施例描述一個具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)時，所要主張的是結(jié)合其他實施例來實現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。盡管這里參照本發(fā)明的多個解釋性實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
權(quán)利要求
1.一種燃油壓力穩(wěn)定器，包括穩(wěn)定器本體，其特征在于，所述穩(wěn)定器本體上設(shè)置有通過伸張或收縮進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)的彈性結(jié)構(gòu)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油壓力穩(wěn)定器，其特征在于，所述彈性結(jié)構(gòu)部的剖面具有S 形結(jié)構(gòu)特征。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃油壓力穩(wěn)定器，其特征在于，所述S形結(jié)構(gòu)特征是一條曲線，或多條曲線的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油壓力穩(wěn)定器，其特征在于，所述彈性結(jié)構(gòu)部的厚度為O.02mm^0. 35mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油壓力穩(wěn)定器，其特征在于，所述彈性結(jié)構(gòu)部為金屬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油壓力穩(wěn)定器，其特征在于，所述彈性結(jié)構(gòu)部上設(shè)置有用于燃油通過的孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃油壓力穩(wěn)定器，其特征在于，所述孔為多個，以所述彈性結(jié)構(gòu)部所在平面的中心為圓心，均勻分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任意一項所述的燃油壓力穩(wěn)定器，其特征在于，所述穩(wěn)定器本體為碟形。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃油壓力穩(wěn)定器，其特征在于，所述穩(wěn)定器本體的中心設(shè)置有用于與閥桿相配的固定孔。
10.一種燃油噴射裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至9任意一項所述的燃油壓力穩(wěn)定器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃油壓力穩(wěn)定器及其燃油噴射裝置，包括穩(wěn)定器本體，所述穩(wěn)定器本體上設(shè)置有通過伸張或收縮進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)的彈性結(jié)構(gòu)部，所述彈性結(jié)構(gòu)部的剖面具有S形結(jié)構(gòu)特征，所述S形結(jié)構(gòu)特征是一條曲線，或多條曲線的組合。剖面具有S形結(jié)構(gòu)特征的內(nèi)環(huán)彈性結(jié)構(gòu)部分，能夠?qū)饘倌て瑑?nèi)外兩側(cè)的微小燃油壓力差產(chǎn)生實時的伸張或收縮變形，改變?nèi)加腿莘e腔的體積，以保持燃油腔體內(nèi)燃油壓力的穩(wěn)定不變，從而確保燃油噴射系統(tǒng)燃油單次噴射量的穩(wěn)定性與精確性，以及多次噴射之間的一致性。
文檔編號F02M61/16GK103016230SQ20121053534
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者張流俊 申請人:成都威特電噴有限責(zé)任公司