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CN109958564A - 一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀 - Google Patents

一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀 Download PDF

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Abstract

一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀,包括:内含线圈的电磁铁,复位弹簧,衔铁,以及与衔铁固定连接的阀芯,与阀芯配合的阀座,阀芯包括第一密封环面A,以及压力补偿柱塞,阀座包括与第一密封环面A配合的第一密封环面A’,以及与压力补偿柱塞配合的柱塞密封面,阀芯还包括一个第二密封环面B,第二密封环面B位于压力补偿柱塞的下端部,阀座还包括一个与第二密封环面B配合的第二密封环面B’,第二密封环面B’位于柱塞密封面的下部。当第一密封环面A与A’贴合时,第二密封环面B与B’也同时贴合;该装置既具备球阀无泄漏的优点,又具备压力补偿电磁阀电磁力储备需求小的优点。

Description

一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀
技术领域
本发明涉及一种液压电磁阀,特别是一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀。
背景技术
电磁阀是柴油机高压共轨式电控喷射器中的关键技术,目前市场上用的工作原理,可以分为两种:以BOSCH为代表的球阀式,比如目前市场上使用最广的CRI 1-16、CR2 1-16、CR2 1-18喷油器,这类电磁阀的利用球阀密封,优点是可以做到完全密封,但是压力不平衡,球阀上的液压力随着共轨压力的变化而线性增加,这样要求电磁铁有较大的电磁力储备;第二类以德尔福为代表的压力补偿式电磁阀,比如 EJBR06101D喷油器,其特点是阀芯上有一个压力补偿柱塞,可以平衡掉大部分的液压力,因此电磁力储备可以较小,但带来的问题是:压力补偿柱塞偶件存在间隙,使用中会泄漏。
发明内容
根据目前的技术现状,本发明提出一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀,能兼顾现有两大技术优点,既具备球阀无泄漏的优点,又具备压力补偿电磁阀电磁力储备需求小的优点。
一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀,包括:内含线圈的电磁铁,复位弹簧,衔铁,以及与衔铁固定连接的阀芯,与阀芯配合的阀座,阀芯包括第一密封环面A,以及压力补偿柱塞,阀座包括与第一密封环面A配合的第一密封环面A’,以及与压力补偿柱塞配合的柱塞密封面,阀芯还包括一个第二密封环面B,第二密封环面B位于压力补偿柱塞的下端部,阀座还包括一个与第二密封环面B配合的第二密封环面B’,第二密封环面B’位于柱塞密封面的下部。当第一密封环面A与A’贴合时,第二密封环面B与B’也同时贴合。
为了提高第二密封环面的加工工艺性,在柱塞密封面与第二密封环面B’之间,设计有一个环槽。
第二密封环面与轴线的夹角α,选用范围在30度与90度之间。
由于第一密封环面A、A’,与第二密封环面B、B’之间,属于超定位关系,为了减少第二密封环面B对第一环面A的密封过程的干涉可以将第二密封环面的密封环带宽度W2,设计得比第一密封环面的密封环带宽度W1小,优选W2<W1/4,这样设计的好处是当两个密封环面落座时发生干涉时,第二密封环带会发生变形和牺牲性磨损,从而保证了第一密封环面的密封性。
为了进一步提高两个密封环面轴向的柔性,加大两个密封环面之间的弹性变形能力,在压力平衡柱塞内,开有空腔,这样当两个密封环面落座时,如果发生干涉,第二密封环面可以做出更多的退让变形。
为了保证在提高柔性的同时,不损失第二密封环带的径向强度,在空腔的下部,设计有向内凸起的环带。
为了减小在电磁阀使用过程中,由于温度变化,阀芯和阀座因为变形不一致,导致两个密封环面之间出现干涉,阀座与阀芯的材料,优选温度膨胀系数相同的材料。
本发明的有益效果在于:由于采用了第二密封环面B和B’,截断压力补偿柱塞与柱塞密封面之间的间隙泄漏通道,理论上可以与球阀一样,在电磁阀闭合期间,做到完全密封。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2是本发明的阀芯的局部放大图;
图3是本发明的阀芯剖视图。
图中:1、电磁铁;2、线圈;3、复位弹簧;4、衔铁;5、阀座;6、阀芯;7、控制油道;8、控制腔;9、第二环槽;10、回油道;11、压力补偿柱塞;12、第一环槽;13、低压腔;14、弹簧座;15、电磁铁垫片;16、弹簧垫片;17、O型圈;18、弹簧室;19、锁紧母;20、第一密封环面A;21、第一密封环面A’;22、第二密封环面B;23、第二密封环面B’;24、柱塞孔; 25、空腔;26、环带。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明所要保护的范围并不限于此。
如图1所示,电磁阀由电磁铁1、复位弹簧3、衔铁4、阀芯6、阀座5等主要零件组成;电磁铁1内部有一线圈2,中心有一弹簧室18,依次容纳弹簧垫片16、复位弹簧3和弹簧座14;弹簧座14、衔铁4、阀芯6三者同轴串接在一起,复位弹簧3通过弹簧座14给衔铁4和阀芯6施加向下的弹簧力;阀芯6上部有第一密封环面A 20,下部有圆柱形压力补偿柱塞11,当第一环槽12内的液体有压力时,阀芯6受到向上的液压力,压力补偿柱塞11使阀芯6受到向下的液压力,可以部分抵消向上的液压力;阀座5的上部,有第一密封环面A’21,与第一密封环面A 20配合,构成一对静密封付;阀座5下部有一圆柱形柱塞孔24,与压力补偿柱塞11构成一对动密封付,阀芯6与阀座5同轴安装,阀芯6在阀座5中可以上下滑动。其他辅助零件:O型圈17套接在电磁铁1外部,用于防止液体外漏,电磁铁垫片15放置在电磁铁1与阀座5之间,平衡制造过程中的尺寸链散差,保证衔铁的工作行程的一致性;锁紧母19用于将电磁铁1与阀座5压接为一体。
其工作过程如下:当线圈2通电时,电磁铁1与衔铁4之间的间隙中产生磁场,衔铁4受到向上的电磁力,克服向下的弹簧力而上行,阀芯6在向上的液压力作用下跟随上行,第一密封面A 20与A’21之间分离,解除了密封状态,控制腔8内的高压液体,沿着控制油道7、第一环槽12、第一密封环面A 20而释放到低压腔13,从而使控制腔8内的液体压力下降,这是电磁阀的开启过程。当线圈2断电时,电磁力消失,复位弹簧力迫使弹簧座14、衔铁4、阀芯6克服液压力下行,第一密封环面A20与A’21贴合密封,下降停止,液体释放通道被切断,释放过程中止,这是电磁阀的关闭过程。
上述描述,是现有技术的电磁阀工作过程。存在如下问题:当电磁阀关闭之后,由于压力补偿柱塞11与柱塞孔24之间,必须保证一定的间隙,比如1~3um,泄漏是不可避免的。
本发明的改进设计,体现在:阀芯6还包括一个第二密封环面B 22,第二密封环面B23位于压力补偿柱塞11的下端部,阀座5还包括一个与第二密封环面B 22配合的第二密封环面B’23,第二密封环面B’23位于柱塞孔24的下部。当第一密封面A 20与A’21贴合的同时,第二密封面B 22与B’23也同时贴合,这样泄漏通道被切断,理论上可以做到在电磁阀关闭之后无泄漏。
第二密封面与轴线的夹角α,可以参考现有技术中锥阀的设计,在30度与90度之间选用。
由于第一密封环面A 20、A’21,与第二密封环面B 22、B’23之间,属于超定位关系,为了减少第二密封环面B 22对第一环面A 20的密封过程的干涉,可以将第二密封环面的密封环带宽度W2,设计得比第一密封环面的密封环带宽度W1小,优选W2<W1/4,这样设计的好处是当两个密封环面落座时,如果发生干涉,第二密封环带会发生变形并产生牺牲性磨损,从而保证了第一密封环面的密封性。
为了进一步提高两个密封环面轴向的柔性,加大两个密封环面之间的弹性变形能力,在压力补偿柱塞11内,开有空腔25,这样当两个密封环面落座时,如果发生干涉,第二密封环面可以做出更多的退让变形。
为了保证在提高柔性的同时,不损失第二密封环带的径向刚度,在空腔25的下部,设计有向内凸起的环带26。
为了提高第二密封环面的加工工艺性,在柱塞密封面与第二密封环面B’之间,设计有一个第二环槽9;
为了减小在电磁阀使用过程中,由于温度变化,阀芯和阀座因为变形不一致,导致两个密封环面之间出现干涉,阀座与阀芯的材料,优选温度膨胀系数相同的材料。
本发明的优点在于,电磁阀关闭时,第二密封环面B 22参与密封,切断了压力补偿柱塞11缝隙的泄漏,压力补偿型电磁阀在保留了控制力需求小的优点的同时,还具备了球阀型电磁阀关闭时无泄漏的优点。
本发明的使用范围,可以拓展到液压行业。

Claims (8)

1.一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀,其特征在于:包括:内含线圈的电磁铁,复位弹簧,衔铁,以及与衔铁固定连接的阀芯,与阀芯配合的阀座;阀芯包括第一密封环面A,以及压力补偿柱塞,还包括一个第二密封环面B,第二密封环带B位于压力补偿柱塞的下端部;阀座包括与第一密封环面A配合的第一密封环面A’,以及与压力补偿柱塞配合的柱塞密封面,还包括一个与第二密封环面B配合的第二密封环面B’,第二密封环面B’位于柱塞密封面的下部;当第一密封环面A与A’贴合时,第二密封环面B与B’也同时贴合。
2.根据权利要求1所述的一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀,其特征在于:第二密封环带B的径向宽度W2,比第一密封环带A的径向宽度W1小。
3.根据权利要求1所述的柴油机共轨式电控喷油器用的电磁阀,其特征在于:在压力补偿柱塞内设有一个空腔。
4.根据权利要求1所述的一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀,其特征在于:第二密封环带B,以及B’,与轴心线的夹角α在30度~90度之间。
5.根据权利要求1所述的一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀,其特征在于:还包括一个环槽,位于柱塞密封面与第二密封环面B’之间。
6.根据权利要求2所述的一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀,其特征在于:径向宽度W2及径向宽度W1之间的关系优选为:W2<W1/4。
7.根据权利要求3所述的一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀,其特征在于:空腔的下端,有一个向内凸起的环带。
8.根据权利要求1所述的一种用于柴油机共轨式电控喷油器的电磁阀,其特征在于:阀芯与阀座的材料,其热膨胀系数优选相同。
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