CN103899460A - 双缓冲式溢流阀 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供双缓冲式溢流阀，包括进油壳体、溢流阀体、运动活塞、固定阀杆、复位弹簧、底座、节流油道和进油口。运动活塞与固定阀杆形成第一级缓冲节流油道，溢流阀体上的节流孔为第二级缓冲油路，节流油道和节流孔共同组成两级缓冲油路。本发明采用两级缓冲的方式进行燃油泄流，减小燃油的泄油速率，降低燃油压力下降梯度，使系统内维持稳定的输油压力，进而提高进油量的控制精度，维持共轨管内的轨压稳定，保证每循环不同缸之间具有相同的喷油量，提高燃油系统与柴油机的匹配一致性。此外，可以防止燃油中夹杂着气泡进入高压油路，避免气泡破裂引起高压油管、共轨管及喷油器内的穴蚀现象，提高燃油喷射系统的可靠性。

Description

双缓冲式溢流阀

技术领域

本发明涉及的是一种发动机燃油喷射装置，具体地说是维持油路压力稳定的装置。

背景技术

随着环境污染的日益加剧，提高柴油机的排放性能已经迫在眉睫。柴油机电控化成为解决未来柴油机排放问题的重要措施，电控高压共轨燃油喷射系统具有喷射压力高，喷油量、喷油正时及喷油规律灵活可控等特点，可以显著改善燃油的雾化质量，进而提高柴油机的经济性能和排放性能，同时降低排放中的有害物质，目前广泛应用于汽车和船舶柴油机上。维持共轨管内的燃油压力稳定对于提高燃油系统与柴油机的匹配至关重要，一方面保证每循环不同缸之间具有相同的喷油量，提高柴油机工作的稳定性；另一方面可以减少由于压力波动引起共轨管及喷油器内的穴蚀现象。

高压共轨系统中轨压的控制方式分为进油控制和出油控制两种方法，由于出油控制存在压缩功损失，因此高压共轨系统普遍采用进油控制的方法来维持轨压稳定。通过在输油泵和高压泵之间安装溢流阀来控制输油压力，而普通溢流阀在打开瞬间由于泄油速率很大，容易引起燃油压力下降梯度增加，导致进入高压油泵内的燃油压力波动大，进油量的控制精度降低，进而导致轨压波动明显增加，直接影响柴油机工作的稳定性。当进油压力波动更大时，进入泵腔内的燃油带有气泡，燃油被压缩后气泡破裂，引起柱塞腔、高压油管以及共轨管内存在严重的穴蚀现象，导致系统零部件的寿命降低。

发明内容

本发明的目的在于提供通过泄掉输油泵提供的多余燃油，维持稳定的输油压力，进而提高供油量的控制精度的双缓冲式溢流阀。

本发明的目的是这样实现的：

本发明双缓冲式溢流阀，其特征是：包括进油壳体、溢流阀体、运动活塞、固定阀杆、底座，进油壳体固定在溢流阀体的上端，进油壳体上设置进油口，底座固定在溢流阀体的下端，固定阀杆固定在底座上，运动活塞套装在固定阀杆上，运动活塞与底座之间设置复位弹簧，复位弹簧套装在固定阀杆上，运动活塞的下部宽于其上部，运动活塞的下部与其上方的溢流阀体之间形成第一可变容积腔，运动活塞与底座和溢流阀体之间形成第二可变容积腔，运动活塞与固定阀杆之间形成节流油道，节流油道连通第二可变容积腔，溢流阀体上设置节流孔、第一泄流孔，底座上设置第二泄流孔，节流孔通过节流通道连通第一可变容积腔，当运动活塞位于最上端时，固定阀杆的上端面与运动活塞的上端面平齐，且采用菌状结构配合并形成密封，随着运动活塞向下运动，节流孔连通进油口，运动活塞继续向下运动后，第一泄流孔连通第一可变容积腔。

本发明的优势在于：

1、双缓冲式溢流阀顶面采用菌状结构配合并形成密封，菌状锥阀具有接触面积大、缓冲效果明显等优点，一方面可形成良好的密封效果，另一方面可提高运动活塞和固定阀杆的工作可靠性。

2、双缓冲式溢流阀将输油泵输出的多余燃油进行两次泄流，从而减小燃油的泄油速率，减小燃油压力的下降梯度，使系统内维持稳定的输油压力，进而提高进油量的控制精度，保证共轨管内轨压的稳定性。

3、双缓冲式溢流阀可以减小输油压力波动，防止燃油中夹杂着气泡进入高压油路，避免由于气泡破裂引起柱塞腔、高压油管以及共轨管内的穴蚀现象，提高系统零部件的可靠性。

双缓冲式溢流阀将燃油进行两次泄流，从而减小燃油的泄油速率，减小压力下降梯度，使系统内维持稳定的输油压力，提高进油量的控制精度，保证共轨管内轨压的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明泄油过程的结构示意图；

图3为本发明溢流阀与共轨燃油系统匹配的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～3，本发明主要结构组成包括：进油壳体1、溢流阀体2、运动活塞3、固定阀杆4、复位弹簧5、底座6、泄流孔7、泄流孔8、可变容积腔9、节流孔10、节流油道11和进油口12。进油壳体1安装在溢流阀上端，进油壳体上的进油口与溢流阀上端面形成固定容积腔。运动活塞3采用变截面活塞，安装在溢流阀体内，运动活塞3下端面利用复位弹簧5支撑，运动活塞3为空心活塞，一方面需要在运动活塞3中心安装固定阀杆4，另一方面可以减轻运动活塞3的运动质量。固定阀杆4穿过运动活塞3的中心孔并采用螺纹连接的方式安装在底座6的凸台上，固定杆件4的上端面与运动活塞3的上端面平齐，采用菌型结构配合并形成密封，固定阀杆4的直径略小于运动活塞3的中心孔径，二者之间的环形配合间隙形成节流油道11。溢流阀体2上有节流孔10和泄流孔8，通过活塞上下运动实现节流孔10和泄流孔8的打开和关闭过程，运动活塞3在溢流阀体2内往复运动，运动活塞3的大截面上端与溢流阀体2的下端面形成可变容积腔9。底座6安装在溢流阀体2上，作为复位弹簧5和固定阀杆4的承压面，且底座6的底面有泄流孔7。固定阀杆4与运动活塞3形成的节流油道11为第一道泄流油路，溢流阀体2上的节流孔10为第二道泄流油路，其中节流油道11的流通面积小于节流孔10的流通面积。

图1所示为双缓冲式溢流阀整体结构示意图，主要由进油壳体1、溢流阀体2、运动活塞3、固定阀杆4、复位弹簧5、底座6、泄流孔7、泄流孔8、可变容积腔9、节流孔10、节流油道11和进油口12构成。节油油道11与溢流阀体2上的节流孔10形成双缓冲式溢流阀的两级缓冲泄油油路，燃油经泄流孔7和泄流孔8流回到低压油箱内。

图2所示为双缓冲式溢流阀泄油过程的结构示意图，泄油过程中节流孔10和节流油道11同时打开。

本发明安装在柴油机高压共轨燃油喷射系统的输油泵和高压油泵之间，用于维持输油泵稳定的低压输油压力。其工作原理如下：

输油泵将低压油箱内的燃油加压后供入到高压油泵的柱塞腔内，输油泵通过曲轴输出的动力来驱动，因此输油泵的泵油能力受发动机转速影响非常明显，导致输油压力随着柴油机转速发生相应的变化。当输油泵输出的燃油压力高于溢流阀的设定压力时，燃油流量会明显增加，多余的燃油从进油口12进入双缓冲式溢流阀上端的固定容积腔，燃油压力作用在溢流阀体2、运动活塞3及固定阀杆4组成的上端面。此时运动活塞3与固定阀杆4形成锥形密封面，在燃油压力的作用下，运动活塞3开始向下运动，溢流阀逐渐打开，当运动活塞3上端面运动至与节流孔10上沿齐平之前，节流孔10尚未打开，多余的燃油首先从节流油道11缓慢泄油，燃油进入到由运动活塞3和溢流阀体2、底座6形成的容积腔，并从泄流孔7流入低压油箱，此过程为双缓冲式溢流阀的第一级缓冲泄流。当运动活塞3继续向下运动并打开节流孔10，更多的燃油通过节流孔10进入可变容积腔9，运动活塞3与溢流阀体2之间也有少量燃油泄漏到可变容积腔9，在可变容积腔9内的燃油和运动活塞3上端面的燃油共同作用下，运动活塞3加速向下运动，增大可变容积腔9的容积，防止泄油不足。运动活塞3继续向下运动至泄流孔8打开，可变容积腔9内的燃油通过泄流孔8开始泄流，此过程为双缓冲式溢流阀的第二级缓冲泄流，此时两级泄流油道同时泄油，加快燃油的泄放速率。随着多余燃油不断泄流，燃油压力逐渐减小，在复位弹簧5的作用下，运动活塞3开始复位，当运动活塞3即将运动至最高点时，可变容积腔9和菌状锥阀内残存的少量燃油对活塞运动形成缓冲作用，从而减小运动活塞3与溢流阀体2、固定阀杆3之间的碰撞。运动活塞3复位至最高点，溢流阀关闭，泄流过程完毕。

本发明双缓冲式溢流阀包括：进油壳体、溢流阀体、运动活塞、固定阀杆、复位弹簧、底座、泄流孔、可变容积腔、节流孔、节流油道和进油口。其中运动活塞3采用空心活塞，运动活塞3与溢流阀体2之间形成可变容积腔9。

运动活塞3与固定阀杆4之间采用菌状锥阀结构配合，提高溢流阀的密封效果，并减缓活塞回位过程中与阀杆顶部的碰撞。

固定阀杆4的直径略小于运动活塞3的中心孔径，且固定阀杆4穿过运动活塞3的中心，使两者之间的配合间隙形成第一级缓冲节流油道11，溢流阀体2上的节流孔10为第二级缓冲油路，节流油道11和节流孔10共同组成两级缓冲油路，而节流油道11的流通面积小于节流孔10的流通面积。采用两级缓冲泄流，使系统内维持稳定的输油压力，进而维持共轨管内的轨压稳定。

Claims (1)

1.双缓冲式溢流阀，其特征是：包括进油壳体、溢流阀体、运动活塞、固定阀杆、底座，进油壳体固定在溢流阀体的上端，进油壳体上设置进油口，底座固定在溢流阀体的下端，固定阀杆固定在底座上，运动活塞套装在固定阀杆上，运动活塞与底座之间设置复位弹簧，复位弹簧套装在固定阀杆上，运动活塞的下部宽于其上部，运动活塞的下部与其上方的溢流阀体之间形成第一可变容积腔，运动活塞与底座和溢流阀体之间形成第二可变容积腔，运动活塞与固定阀杆之间形成节流油道，节流油道连通第二可变容积腔，溢流阀体上设置节流孔、第一泄流孔，底座上设置第二泄流孔，节流孔通过节流通道连通第一可变容积腔，当运动活塞位于最上端时，固定阀杆的上端面与运动活塞的上端面平齐，且采用菌状结构配合并形成密封，随着运动活塞向下运动，节流孔连通进油口，运动活塞继续向下运动后，第一泄流孔连通第一可变容积腔。

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