CN114810443B - 一种针阀偶件 - Google Patents

Abstract

本专利涉及内燃机针阀偶件技术领域，具体是一种针阀偶件，包括针阀体、一级阀芯、二级阀芯、调压弹簧、复位弹簧、控制套筒和堵头，针阀体为中空结构，一级阀芯安装在针阀体内，二级阀芯安装在一级阀芯内，针阀体底部设有蓄压腔，外侧有若干第一层喷孔和若干第二层喷孔，若干第一层喷孔位于第二层喷孔外侧，一级阀芯能够封闭蓄压腔，二级阀芯底部能够伸入蓄压腔中封闭第二层喷孔，采用一级阀芯与二级阀芯对两层喷孔进行独立控制，在低油量需求时，可以关闭二级阀芯，只打开一级阀芯，从而只打开第一层喷孔，减少油量；在高油量需求时，可以打开两级阀芯，从而打开两层喷孔，实现通过增加喷孔数来增加流通截面积。

Description

一种针阀偶件

技术领域

本发明涉及内燃机针阀偶件技术领域，具体是一种针阀偶件。

背景技术

目前，用于内燃机上的针阀偶件主要结构是简单的单阀芯控制单层喷孔的结构形式。在使用过程中，要满足高工况的需求，需要通过加大喷孔直径或者增加喷孔数量来满足流通截面积，进而满足喷油量需求；但是在低工况或者怠速运行时，又需要减小喷孔直径或减少喷孔数来减小流通截面积，进而满足低油量需求。这两者往往只能满足高工况的需求，而导致当流通截面积过大，低工况或者怠速运行时，针阀偶件的雾化效果差，引起燃烧不充分、不完全等问题，甚至导致针阀体头部积碳严重，致使喷孔堵塞，降低针阀偶件的使用寿命。

针对上述问题，公告号为CN102762819B的中国专利公开了一种柴油发动机，其中公开了用于避免喷孔喷雾重叠的上下层多喷孔结构，且注明上层喷孔设定的越大越好，该专利只是为了优化燃烧室和配气正时机构，增设两层喷孔避免雾化重叠，没有对两层喷孔进行独立控制，也不能解决高低工况油量差引起的低工况相关问题。

发明内容

本发明意在提供一种针阀偶件，可实现对双层喷孔灵活、独立控制，且能灵活控制高低工况油量需求。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种针阀偶件，包括针阀体、一级阀芯、二级阀芯、调压弹簧、复位弹簧、控制套筒和堵头，所述针阀体为中空结构，所述一级阀芯安装在针阀体内，所述二级阀芯安装在一级阀芯内，所述针阀体底部设有蓄压腔，所述外侧有若干第一层喷孔和若干第二层喷孔，若干所述第一层喷孔位于第二层喷孔外侧，所述一级阀芯能够封闭蓄压腔，所述二级阀芯底部能够伸入蓄压腔中封闭第二层喷孔；所述控制套筒安装在一级阀芯顶部，且所述控制套筒的上端面高于一级阀芯上端面，所述一级阀芯上设有凸出的挡圈，所述调压弹簧竖向固定在控制套筒与挡圈之间；所述堵头位于二级阀芯顶部，且所述堵头与一级阀芯固定，所述堵头上端面与一级阀芯上端面平齐，所述堵头和一级阀芯上部空间为一级阀芯压力腔，所述堵头下端面与二级阀芯之间的空间为二级阀芯压力腔，所述二级阀芯顶部设有凸缘，所述一级阀芯内部设有阶梯槽，所述复位弹簧位于凸缘与阶梯槽之间；所述控制套筒上部设有二级阀芯控制油路进口，所述一级阀芯上设有与二级阀芯控制油路进口连通的环槽，所述环槽的高度不小于一级阀芯压力腔的高度，所述堵头和一级阀芯内设有与环槽连通的二级阀芯控制油道，所述二级阀芯控制油道连通至二级阀芯压力腔。

进一步，所述二级阀芯顶部周向均匀设有四道过油直槽。

进一步，所述针阀体的蓄压腔上部为锥面，所述一级阀芯底部为与锥面相匹配的锥形。

进一步，所述针阀体的锥面与一级阀芯底部之间设有一级密封带，所述二级阀芯与针阀体相接触的部分设有二级密封带。

进一步，所述蓄压腔底部为圆弧状，所述二级阀芯底部为直径大于蓄压腔底部圆弧的圆弧头，所述二级阀芯伸入蓄压腔内将蓄压腔分为一级蓄压腔和二级蓄压腔，所述二级阀芯侧边与针阀体围合的部分为一级蓄压腔，所述二级阀芯底部与针阀体围合的部分为二级蓄压腔。

进一步，所述针阀体与一级阀芯、一级阀芯与二级阀芯的匹配偶件间隙为3μm～5μm。

进一步，所述堵头与一级阀芯过盈配合。

进一步，所述一级阀芯的挡圈下方设有螺旋油槽。

本方案的有益效果：(1)本方案中针阀体加工有两层喷孔，采用一级阀芯与二级阀芯对两层喷孔进行独立控制，其中一级阀芯控制第一层喷孔，二级阀芯控制第二层喷孔，通过对两级阀芯的灵活控制，实现对两层喷孔的灵活控制。在低油量需求时，可以关闭二级阀芯，只打开一级阀芯，从而只打开第一层喷孔，实现通过减少喷孔数来减小流通截面积，进而减少油量；在高油量需求时，可以打开两级阀芯，从而打开两层喷孔，实现通过增加喷孔数来增加流通截面积；同时双阀芯的独立控制，可以保证在第一层喷孔失效之后由第二层喷孔继续工作，大大的增加产品的可靠性。

(2)在低油量需求时，减少喷孔数量够保证在低油量的情况下，大大的提升针阀偶件的雾化效果和质量，从而保证内燃机在低工况或者怠速运行时的燃烧质量，减少针阀体喷孔附近积碳，提高针阀偶件的工作可靠性、稳定性，有效的延长针阀偶件的使用寿命；在高油量需求时，能同时满足更高的油量需求，保证内燃机的正常运行，通过第二层喷孔的控制，能更有效的实现对内燃机高低工况的精准、精确和精细化控制。

(3)通过堵头下端面实现对二级阀芯的上升定位，并同时控制二级阀芯压力腔的大小，可以调整对二级阀芯的控制灵敏度和稳定性。

(4)二级阀芯顶部周向均匀设有四道过油直槽，平衡上下油压，并且通过过油直槽调整二级阀芯受力面积从而调整二级阀芯的受力大小，从二级阀芯的受力分析可知：二级阀芯落座时受到向下的力F＝P_油压×(S_上-S_下)-F_弹簧；二级阀芯打开时受向上的力

通过控制油压P、弹簧预紧力F和承压面积S，可以实现对二级阀芯受力的精确控制，实现对喷油量的控制。

(5)匹配偶件间隙为3μm～5μm，在保证导向的同时也能实现高压的动密封。

(6)二级阀芯底部将蓄压腔分割成一级蓄压腔和二级蓄压腔，可以大大减少蓄压腔的容积，改善针阀偶件的喷雾效果。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为A的放大示意图；

图3为本发明实施例中的一级阀芯的具体结构示意图；

图4为本发明实施例中的二级阀芯过油直槽具体结构示意图；

图5为本发明实施例中二级阀芯开启时的状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

说明书附图中的附图标记包括：针阀体1、一级阀芯2、二级阀芯3、调压弹簧4、复位弹簧5、控制套筒6、堵头7、第一层喷孔8、第二层喷孔9、螺旋油槽10、一级蓄压腔11、二级蓄压腔12、过油直槽13、二级阀芯控制油路进口14、环槽15、二级阀芯控制油道16。

实施例

基本如附图1所示：一种针阀偶件，包括针阀体1、一级阀芯2、二级阀芯3、调压弹簧4、复位弹簧5、控制套筒6和堵头7，针阀体1为中空结构，一级阀芯2安装在针阀体1内，二级阀芯3安装在一级阀芯2内，针阀体1与一级阀芯2、一级阀芯2与二级阀芯3的匹配偶件间隙为3μm～5μm，结合图2所示，针阀体1底部设有蓄压腔，外侧有若干第一层喷孔8和若干第二层喷孔9，若干第一层喷孔8位于第二层喷孔9外侧，一级阀芯2能够封闭蓄压腔，二级阀芯3底部能够伸入蓄压腔中封闭第二层喷孔9；针阀体1的蓄压腔上部为锥面，一级阀芯2底部为与锥面相匹配的锥形，针阀体1的锥面与一级阀芯2底部之间设有一级密封带，二级阀芯3与针阀体1相接触的部分设有二级密封带，蓄压腔底部为圆弧状，二级阀芯3底部为直径大于蓄压腔底部圆弧的圆弧头，二级阀芯3伸入蓄压腔内将蓄压腔分为一级蓄压腔11和二级蓄压腔12，二级阀芯3侧边与针阀体1围合的部分为一级蓄压腔11，二级阀芯3底部与针阀体1围合的部分为二级蓄压腔12。

控制套筒6安装在一级阀芯2顶部，且控制套筒6的上端面高于一级阀芯2上端面，一级阀芯2上设有凸出的挡圈，调压弹簧4竖向固定在控制套筒6与挡圈之间，结合图3所示，一级阀芯2的挡圈下方设有螺旋油槽10；堵头7过盈配合在二级阀芯3顶部，且堵头7与一级阀芯2固定，堵头7上端面与一级阀芯2上端面平齐，堵头7和一级阀芯2上部空间为一级阀芯压力腔，堵头7下端面与二级阀芯3之间的空间为二级阀芯压力腔，二级阀芯3顶部设有凸缘，一级阀芯2内部设有阶梯槽，复位弹簧5位于凸缘与阶梯槽之间，结合图4所示，二级阀芯3顶部周向均匀设有四道过油直槽13；控制套筒6上部设有二级阀芯控制油路进口14，一级阀芯2上设有与二级阀芯控制油路进口14连通的环槽15，环槽15的高度不小于一级阀芯压力腔的高度，堵头7和一级阀芯2内设有与环槽15连通的二级阀芯控制油道16，二级阀芯控制油道16连通至二级阀芯压力腔。

具体实施过程如下：操作时，通过分别控制一级阀芯压力腔和二级阀芯压力腔中的油压大小，从而实现分别控制一级阀芯2和二级阀芯3的启闭，在低油量需求时，可以关闭二级阀芯3，只打开一级阀芯2，从而只打开第一层喷孔8，实现通过减少喷孔数来减小流通截面积，进而减少油量；在高油量需求时，结合图5所示，可以打开两级阀芯，从而打开两层喷孔，实现通过增加喷孔数来增加流通截面积；同时双阀芯的独立控制，可以保证在第一层喷孔8失效之后由第二层喷孔9继续工作，大大的增加产品的可靠性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种针阀偶件，其特征在于：包括针阀体、一级阀芯、二级阀芯、调压弹簧、复位弹簧、控制套筒和堵头，所述针阀体为中空结构，所述一级阀芯安装在针阀体内，所述二级阀芯安装在一级阀芯内，所述针阀体底部设有蓄压腔，所述蓄压腔外侧有若干第一层喷孔和若干第二层喷孔，若干所述第一层喷孔位于第二层喷孔外侧，所述一级阀芯能够封闭蓄压腔，所述二级阀芯底部能够伸入蓄压腔中封闭第二层喷孔；所述控制套筒安装在一级阀芯顶部，且所述控制套筒的上端面高于一级阀芯上端面，所述一级阀芯上设有凸出的挡圈，所述调压弹簧竖向固定在控制套筒与挡圈之间；所述堵头位于二级阀芯顶部，且所述堵头与一级阀芯固定，所述堵头上端面与一级阀芯上端面平齐，所述堵头和一级阀芯上部空间为一级阀芯压力腔，所述堵头下端面与二级阀芯之间的空间为二级阀芯压力腔，所述二级阀芯顶部设有凸缘，所述一级阀芯内部设有阶梯槽，所述复位弹簧位于凸缘与阶梯槽之间；所述控制套筒上部设有二级阀芯控制油路进口，所述一级阀芯上设有与二级阀芯控制油路进口连通的环槽，所述环槽的高度不小于一级阀芯压力腔的高度，所述堵头和一级阀芯内设有与环槽连通的二级阀芯控制油道，所述二级阀芯控制油道连通至二级阀芯压力腔。

2.根据权利要求1所述的一种针阀偶件，其特征在于：所述二级阀芯顶部周向均匀设有四道过油直槽。

3.根据权利要求2所述的一种针阀偶件，其特征在于：所述针阀体的蓄压腔上部为锥面，所述一级阀芯底部为与锥面相匹配的锥形。

4.根据权利要求3所述的一种针阀偶件，其特征在于：所述针阀体的锥面与一级阀芯底部之间设有一级密封带，所述二级阀芯与针阀体相接触的部分设有二级密封带。

5.根据权利要求1所述的一种针阀偶件，其特征在于：所述蓄压腔底部为圆弧状，所述二级阀芯底部为直径大于蓄压腔底部圆弧的圆弧头，所述二级阀芯伸入蓄压腔内将蓄压腔分为一级蓄压腔和二级蓄压腔，所述二级阀芯侧边与针阀体围合的部分为一级蓄压腔，所述二级阀芯底部与针阀体围合的部分为二级蓄压腔。

6.根据权利要求1所述的一种针阀偶件，其特征在于：所述针阀体与一级阀芯、一级阀芯与二级阀芯的匹配偶件间隙为3μm～5μm。

7.根据权利要求6所述的一种针阀偶件，其特征在于：所述堵头与一级阀芯过盈配合。

8.根据权利要求1所述的一种针阀偶件，其特征在于：所述一级阀芯的挡圈下方设有螺旋油槽。

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