專利名稱：共軌噴油器壓力平衡式外密封平面控制閥的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種壓力平衡式的平面控制閥，特別是一種共軌噴油器壓力平衡式外密封平面控制閥。屬于柴油機噴油系統(tǒng)領域。
背景技術：
目前我國常用的BOSCH公司及電裝公司的高壓共軌噴油器中控制閥分別是球閥和平面閥(參看專利CN1664349A、US2010/0294242A1)屬于壓力不平衡的控制閥，即高壓燃油有一定的力作用在球閥或平面閥上，隨著噴油器中噴射壓力的提高，例如從140MPa增加到200MPa，高壓燃油作用在控制閥上的力增加70%左右，電磁鐵對控制閥的控制難度加大，每次噴射之間的時間間隔延長，多次噴射能力下降。所以近幾年來許多公司采用壓力平衡式控制閥，控制行程減到0.02-0.03毫米，控制流量加大，而電磁鐵的控制力可以減小，控制的高壓燃油壓力在200-250MPa時，每循環(huán)可7次噴油。一般常用的壓力平衡控制閥是錐閥，比如意大利FIAT公司(專利EP1985840A1)、BOSCH公司(專利W02008/155260A1)等控制閥均采用錐閥。但是錐閥采用線密封，即閥座與閥芯錐面接觸線是一條線，接觸應力很大，所以使用后閥座錐面及閥芯錐面極容易磨損，從線密封轉成面密封，密封效果降低，從壓力平衡變成壓力不平衡，改變了控制閥特性，影響高壓共軌噴油器性能。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種結構簡單，制造容易，使用壽命長的共軌噴油器壓力平衡式外密封平面控制閥。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:它由控制閥9、銜鐵8、閥座3、閥塊4組成，閥塊4設置在高壓共軌噴油器體的內部，閥座3固定在高壓共軌噴油器體內并固定于閥塊4的上方，銜鐵8設置在控制閥9上部，在閥座3的中心處設有上下貫通的內孔3.1，閥座內孔3.1內設有能夠在閥座內孔3.1內上下活動的控制閥9，控制閥9的下端高精度平面9.6上設有油槽9.4和錐面9.3，將下端高精度平面9.6分為內圈平面9.8和外圈平面9.2，內圈平面9.8和外圈平面9.2均為高精度平面，閥座3與閥塊4接觸的下端面3.3也為高精度平面。本實用新型的優(yōu)點在于:將平面控制閥接觸面大不易磨損和錐面控制閥壓力平衡的原理相結合的壓力平衡式平面控制閥。既有壓力平衡式控制閥控制力比較小，控制靈敏，控制流量較大，每次噴射之間的時間間隔較小，又有平面控制閥接觸面大，壽命長的優(yōu)點，同時結構簡單，制造容易的特點。
圖1為用壓力平衡式外密封平面控制閥的共軌噴油器結構。圖2為控制閥的結構示意圖；[0009]圖3為圖2的仰視圖；圖4為閥塊的結構示意圖；圖5為閥塊A-A面的剖視圖。標號說明I電磁鐵、2壓緊螺母、3閥座、3.1閥座內孔、3.2圈槽、3.3下端面、4閥塊、4.1油孔、4.2出油節(jié)流孔、4.3回油孔、4.4油孔、4.5上平面、4.6下平面、4.7通油凹槽、5噴油器體、5.1環(huán)槽、5.2進油口、5.3油孔、5.4儲油腔、6定位芯、7回位彈、8銜鐵、9控制閥、9.1外圓、9.2外圈平面、9.3錐面、9.4油槽、9.5泄油槽、9.6下端高精度平面、9.7控制閥內孔、9.8內圈平面、10半球座、10.1進油節(jié)流孔、11控制室、12控制套，12.1精密錐面、13控制桿、13.1臺階、14壓緊彈簧、15彈簧座、16噴油嘴壓緊螺帽，17噴油嘴閥座、17.1盛油槽。
具體實施方式
下面結合具體的實施例，來詳細說明本實用新型共軌噴油器壓力平衡式外密封平面控制閥的結構和工作原理。如圖1 5所示:一種壓力平衡式外密封平面控制閥，它由控制閥9、銜鐵8、閥座
3、閥塊4組成，閥塊4設置在高壓共軌噴油器體的內部，閥座3固定在高壓共軌噴油器體內并固定于閥塊4的上方，銜鐵8設置在控制閥9上部，在閥座3的中心處設有上下貫通的閥座內孔3.1，控制閥9在閥座3的內孔3.1內能上下運動?？刂崎y9的下端高精度平面9.6上加工油槽9.4和錐面9.3，將下端高精度平面9.6分為內圈平面9.8和外圈平面9.2。外圈平面9.2與內圈平面9.8位于同一平面上，控制閥9的內圈平面9.8上加工有2-4條泄油槽9.5，外圈平面圓環(huán)寬0.05-0.3毫米，內圈平面圓環(huán)寬0.5-3毫米。閥塊4上下平面4.5,4.6均為高精度平面，上平面4.5上加工有出油節(jié)流孔4.2和回油孔4.3，以及連接出油節(jié)流孔4.2的油孔4.1。閥塊4外圓上加工2_4條通油凹槽4.7，在每個通油凹槽4.7中加工與回油孔4.3連通的橫油孔4.4。閥座3與閥塊4上端面4.5接觸的下端面3.3也為高精度平面。從出油節(jié)流孔4.2出來的高壓燃油被控制閥9密封在圈槽3.2內，用控制閥9的外圈平面9.2來控制高壓燃油的流動。由于密封在圈槽3.2中的高壓燃油作用在控制閥9軸向上的液壓合力理論上為0，壓力平衡，但控制閥9的下端高精度平面9.6 (包栝外圈平面9.2和內圈平面9.8)與閥塊4接觸面積很大，降低了接觸應力，提高了控制閥壽命。所謂外密封平面控制閥是一種利用控制閥9的外圈平面9.2 (它是控制閥9外圓9.1與下端高精度平面9.6及錐面9.3相交的寬度很小的平面)，用來密封高壓燃油，外圈平面9.2圓環(huán)的寬度在0.05-0.3毫米，內圈平面9.8圓環(huán)寬為0.5-3毫米。因為控制閥9的外圓9.1直徑與閥座3的內孔3.1的直徑一樣，圈槽中的高壓燃油作用在控制閥9軸向的靜合力為零，這樣高速電磁鐵用很小的力就可以在控制控制閥軸向打開或關閉高壓燃油。如圖1所示:共軌噴油器由電磁鐵1、壓緊螺母2、控制閥座3、閥塊4、噴油器體5、定位芯6、回位彈簧7、銜鐵8、控制閥9、半球座10、控制套12、控制桿13(與針閥合成一體)、壓緊彈簧14、彈簧座15、噴油嘴壓緊螺帽16、噴油嘴閥座17等零部件組成。壓緊螺母2將控制閥座3和閥塊4壓緊在噴油器體5上，它的控制桿13與噴油嘴針閥合為一體(整體加工或控制桿與針閥一起焊接)，由壓緊彈簧14通過彈簧座15和控制桿13上的臺階13.1，將它壓緊在噴油嘴閥座17的錐面上，控制桿13上部套有精密配合的控制套12，控制桿13和控制套12是一對偶件，控制套12上端加工有精密密封錐面12.1，壓緊彈簧14通過精密錐面12.1將控制套12和半球座10壓在閥塊4的精密平面4.6上，因為半球座10的球面為精密球面，所以在半球座10和控制桿13，控制套12之間形成高壓密封的控制室11。壓力平衡平面控制閥9的結構細節(jié)見圖2，控制閥9外圓9.1與控制閥座3的內孔3.1是一對精密偶件，閥座3的內孔3.1與閥座3的下端面3.3嚴格垂直(參看圖1)，下端面3.3也是高精度平面，用來密封高壓燃油。控制閥9的上部焊接有銜鐵8，控制閥9的外圓9.1與內圈平面9.8，外圈平面9.2嚴格垂直，9.7是控制閥座9中的泄油小內孔，9.4是一條較深的圓槽。高精度外端面分兩部份，一部分靠近外圓9.1的錐面9.3與下端高精度平面9.6相交形成一條圓環(huán)寬0.05-0.3的外圈平面9.2，用來密封高壓燃油，另一部份是靠控制閥內孔9.7的內端平面9.8，圓環(huán)寬0.5-3毫米，上面加工有2-4條泄油槽。閥塊4上下端面均為高精度平面，上端面加工有設有油孔4.1、與油孔4.1聯(lián)通的出油節(jié)流孔4.2、回油孔4.3，閥塊4外圓上加工2-4條通油凹槽4.7，在每個通油凹槽4.7中加工與回油孔4.3連通的油孔4.4。控制閥座3的中孔3.1下部加工有一圓形環(huán)槽3.2 (參看圖1)，以便儲存高壓燃油。本實用新型不僅用于高壓共軌噴油器上，也可用于電控分配泵、電控單體泵、電控泵噴嘴，及其他電控系統(tǒng)的控制閥。工作原理:共軌管中的高壓燃油從噴油器體5的進油口 5.2、油孔5.3進入噴油器體5中的儲油腔5.4，并通過半球座10上的進油節(jié)流孔10.1進入控制室11，向上經閥塊4的油孔4.1和出油節(jié)流孔4.2進入控制閥座3中的圈槽3.2。此時電磁閥不通電，彈簧7將控制閥芯9的外圈平面9.2和內圈平面9.8同時壓在閥塊4的平面4.5上面，控制閥9的外圈平面9.2將圈槽3.2中的高壓燃油與低壓燃油區(qū)嚴格密封。高壓燃油經進油節(jié)流孔10.2進入控制室11中的高壓燃油壓力將控制桿13的高精度錐面壓在噴油嘴座17的錐面上，噴油器不噴油。當電磁閥I通電，電磁閥I吸引銜鐵8，使控制閥芯9的控制外圈平面9.2和內圈平面9.8上升，控制室11中的高壓燃油，經過閥塊4的出油節(jié)流孔4.2到圈槽3.2中的高壓燃油，從外圈平面9.2和閥塊4的平面4.5的間隙中經過內圈平面9.8與平面4.5的間隙及泄油槽9.5，流經閥塊4上的回油孔4.3,4.4和凹槽4.7進入噴油器體5中的環(huán)槽5.1，再通過回油孔回到低壓油箱。由于進油節(jié)流孔10.1的直徑小于油孔4.1的直徑，進入控制室11的燃油比流出控制室11的燃油少，此時控制室11中壓力下降，噴油嘴閥座17的盛油槽17.1中的高壓燃油克服壓緊彈簧14的壓力使控制桿13 (與油嘴針閥合成一體)上升，高壓燃油從噴油器噴到燃燒室中，完成供油任務。當電磁鐵斷電，控制閥芯9在彈簧7作用下回位，外圈平面9.2馬上回落，切斷環(huán)槽3.2中的高壓燃油，經進油節(jié)流孔10.1流入控制室11的燃油無法流出去，控制室11中的壓力再度上升，使控制桿13落座，控制桿13上的錐面緊壓在閥座17的錐面上，停止供油。因為控制閥9的下端高精度平面9.6中的外圈平面9.2在彈簧7作用下與閥塊4平面緊密接觸，控制閥9與控制套3內孔是偶件配合，作用在控制閥9上液壓合力在軸向為
O。如果只有外圈平面9.2與閥塊4接觸，因為外圈平面9.2只是一條很窄的圓圈面，與閥塊4的接觸應力很大，與閥塊4長期碰撞磨損很快。而本實用新型的控制閥增加了一塊與9.2同一平面的內圈平面9.8，外圈平面9.2與內圈平面9.8同時與與閥塊4的高精度平面
4.5接觸，接觸平面面積增大，接觸應力大大下降，提高了工作壽命。由于在內圈平面9.8上設置了多條泄油槽9.5，這樣使圈槽3.2中的高壓燃油經過外圈平面9.2少量泄漏到控制閥9中的燃油，很快經泄油槽9.5流到閥塊4上的低壓回油孔4.3,4.4、凹槽4.7，經過噴油器體上的環(huán)槽5.1流入低壓油箱，保證控制閥9的下端高精度平面9.6下不會形成高壓液流，消除可能作用在控制閥9上的不平衡液壓力，從而保證控制閥9的高速運動。
權利要求1.一種用于共軌噴油器壓力平衡式外密封平面控制閥，其特征在于:它由控制閥(9)、銜鐵(8)、閥座(3)、閥塊(4)組成，閥塊(4)設置在高壓共軌噴油器體的內部，閥座(3)固定在高壓共軌噴油器體內并固定于閥塊(4)的上方，銜鐵(8)設置在控制閥(9)上部，在閥座(3)的中心處設有上下貫通的內孔(3.1),閥座內孔(3.1)內設有能夠在閥座內孔(3.1)內上下活動的控制閥(9)，控制閥(9)的下端高精度平面(9.6)上設有油槽(9.4)和錐面(9.3)，將下端高精度平面(9.6)分為內圈平面(9.8)和外圈平面(9.2)，內圈平面(9.8)和外圈平面(9.2)均為高精度平面，閥座(3)與閥塊(4)接觸的下端面(3.3)也為高精度平面。
2.根據(jù)權利要求1所述的共軌噴油器壓力平衡式外密封平面控制閥，其特征在于:控制閥(9)的外圈平面(9.2)與內圈平面(9.8)位于同一平面上；控制閥(9)的內圈平面(9.8)上加工有2-4條泄油槽(9.5)，外圈平面圓環(huán)寬0.05-0.3毫米，內圈平面圓環(huán)寬0.5~3暈米。
3.根據(jù)權利要求2所述的共軌噴油器壓力平衡式外密封平面控制閥，其特征在于:控制閥(9)的外圓(9.1)與內圈平面(9.8)，外圈平面(9.2)嚴格垂直。
4.根據(jù)權利要求1所述的共軌噴油器壓力平衡式外密封平面控制閥，其特征在于:閥座(3)的內孔(3.1)與閥座(3)的下端面(3.3)嚴格垂直。
5.根據(jù)權利要求4所述的共軌噴油器壓力平衡式外密封平面控制閥，其特征在于:閥塊(4)上下端面均為高精度平面，上端面加工有設有油孔(4.1)、與油孔(4.1)聯(lián)通的出油節(jié)流孔(4.2)、回油孔(4.3)，閥塊(4)外圓上加工2-4條通油凹槽(4.7)，在每個通油凹槽(4.7)中加工與回油孔(4.3)連通的油孔(4.4)。
專利摘要本實用新型的目的在于提供一種共軌噴油器壓力平衡式外密封平面控制閥。它由控制閥、銜鐵、閥座、閥塊組成，閥塊設置在高壓共軌噴油器體的內部，閥座固定在高壓共軌噴油器體內并固定在閥塊的上方，銜鐵設置在控制閥上部，在閥座的中心處設有上下貫通的閥座內孔，控制閥的下端高精度平面上加工油槽和錐面，閥座與閥塊接觸的端面也為高精度平面。從出油節(jié)流孔出來的高壓燃油被控制閥密封在圈槽內，用控制閥的外圈平面來控制高壓燃油的流動。本實用新型具有結構簡單，制造容易，使用壽命長的優(yōu)點。
文檔編號F02M47/02GK202937389SQ20122052789
公開日2013年5月15日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權日2012年10月12日
發(fā)明者王九如, 陳忠, 張偉, 陳建偉, 黃舒遠, 黃康靈 申請人:福建省莆田市中涵機動力有限公司