CN102003317B - 汽油直喷喷油器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种汽油直喷喷油器，其直接安装在燃烧室内，包括喷油器总成、针阀部件、油嘴偶件，喷油器总成包括滤油部件和电磁阀部件，针阀部件安装在油嘴偶件中，其电磁阀部件包括一上部与滤油部件连接、下部与油嘴偶件连接的铁芯和从油嘴偶件小端插入与滤油部件连接的电磁铁以及弹簧、弹簧上座，在铁芯内设置有一兼做油道的轴向内孔，弹簧上座和弹簧安装在轴向内孔中，弹簧的上端抵住弹簧上座，下端抵住针阀部件；在油嘴偶件与铁芯之间设置有调节针阀部件行程的调整垫块。本发明汽油直喷喷油器雾化性能好，精确控制喷油量、结够简单，装配方便，加工难度低。

Description

汽油直喷喷油器

技术领域

本发明涉及一种汽油发动机燃油喷射系统技术领域，特别适用于缸内汽油直喷发动机(GDI)燃油供应的汽油直喷喷油器。

背景技术

目前，奥迪、奔驰、福特、大众、日产、马自达、三菱、丰田、本田、雷诺等许多国外公司和研究机构都开发了缸内汽油直喷机(GDI)产品和样机，有资料表明，部分GDI发动机，与传统的进气道喷射(PFI)相比，混合气体不需要经过节气阀，因此能减小节气阀对混合气体产生的气阻，燃油经济性可以提高15％左右，动力输出也增加10％左右。

汽油直喷机在欧洲及日本得到一定规模的使用，美国也正在积极推广。在我国，汽油直喷机的研发和推广处于起步阶段，目前没有自主研发的产品和样机推出，在能源不断稀缺的今天，具备减少耗能的同时又发挥更强的动力的汽油直喷机将会主导我国的汽车市场。

传统的缸外喷射发动机，其燃油是被喷射到进气管当中的，燃烧室与喷射点相距一段距离，在后续的吸入过程中得以与空气混合，再被引入到汽缸当中燃烧，这种传统的设计，势必会造成空气与汽油混合不均匀，并且由于燃烧点与喷射点有一段距离，喷射量不便实现精确控制，进而影响发动机的经济性、动力性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有缸外喷射发动机所使用的喷油器不足而提供一种适用于缸内汽油直喷发动机(GDI)燃油供应的汽油直喷喷油器。该汽油直喷喷油器直接安装在燃烧室上方，根据需要由吸入空气量由电子精确控制燃油的喷注量，燃油与空气充分雾化混合，实现发动机理想的均质燃烧和分层燃烧模式，极大地提高燃烧效率。同时，由于燃烧充分，可以大幅度减少未燃烧的气体从发动机里排出，从而获得更低的排放，同比其它发动机在相同时间内可以保证完全燃烧更加彻底，在降低油耗的同时提供了迅猛动力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种汽油直喷喷油器，其直接安装在燃烧室内，包括喷油器总成、针阀部件、油嘴偶件，所述喷油器总成包括滤油部件和电磁阀部件，针阀部件安装在油嘴偶件中，其特征在于，所述电磁阀部件包括一上部与滤油部件连接、下部与油嘴偶件连接的铁芯和从油嘴偶件小端插入与滤油部件连接的电磁铁以及弹簧、弹簧上座，在所述铁芯内设置有一兼做油道的轴向内孔，所述弹簧上座和弹簧安装在所述的轴向内孔中，所述弹簧的上端抵住所述的弹簧上座，弹簧的下端抵住所述针阀部件；在所述油嘴偶件与所述铁芯之间设置有调节针阀部件行程的调整垫块。

本发明的汽油直喷喷油器还包括一包围于电磁铁外围的外壳，该外壳的下部与所述油嘴偶件连接。

本发明各部件还可以做如下改进：

所述滤油部件包括一滤油网支架和滤油网构件，所述滤油网支架内设置有一轴向进油孔，滤油网支架的外壁上设置有用以限制电磁铁轴向位置的台阶面，所述电磁铁与所述台阶面焊接连接；所述滤油网构件过盈配合压入滤油网支架的轴向进油孔中。

所述针阀部件包括一针阀阀芯、针阀连接杆、钢球、衔铁、针阀挡块、针阀连接套、针阀弹簧，针阀阀芯包括一头部和连于头部下方的杆部，所述头部插入到所述铁芯内的轴向内孔下部中，在所述头部内设置有一轴向的弹簧承纳孔，所述弹簧的下端插入该弹簧承纳孔中，所述杆部内设置有轴向的阀孔，该阀孔与所述弹簧承纳孔相贯通；所述针阀连接杆的上部由所述阀孔的下部插入到所述的阀孔中并与所述杆部固定连接，所述钢球焊接在所述针阀连接杆的底部；所述针阀连接套套在所述杆部的上部并与所述杆部固定连接，所述针阀挡块套在所述针阀连接杆上且固定在杆部上，所述衔铁套在所述杆部上，该衔铁受所述针阀挡块承托，通过调整针阀挡块的位置即可调节所述衔铁的顶面与所述头部的底面之间的间隙；所述针阀弹簧安装在所述针阀连接套内且位于所述针阀挡块与针阀连接套内底面之间；所述针阀连接套套在所述针阀连接杆的上并与所述衔铁固定连接；在所述杆部上设置有与所述阀孔沟通的出油孔。

所述油嘴偶件包括一上部与所述铁芯固定连接的喷油器体和固定安装在喷油器体底部的油嘴，油嘴内设置有台阶孔，所述调整垫块设置在喷油器体顶部与铁芯之间。

所述油嘴偶件还包括一安装在喷油器体下部上的矩形密封圈。所述矩形密封圈为聚四氟乙烯矩形密封圈。

本发明的汽油直喷喷油器采用电子控制和高速响应的电磁阀，能在火花塞点火之前把汽油直接喷射到高压的燃烧室，使混合气体分层燃烧。可以让靠近火花塞处的混合气相对较浓，远离火花塞的混合气相对较稀，从而更有效的实现“稀薄”点火和分层燃烧，能够实现喷油量、喷油正时和喷油压力的精确、柔性控制，改善发动机缸内燃烧，从而降低发动机的有害排放物，提高发动机的经济性、动力性和可驾驶性。此汽油直喷喷油器雾化性能好，精确控制喷油量、结够简单，装配方便，加工难度低。

附图说明

图1为本发明汽油直喷喷油器的结构示意图。

图2为本发明汽油直喷喷油器的针阀部件的结构示意图。

图3为本发明汽油直喷喷油器油嘴偶件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围内。

参见图1，图中所示的汽油直喷喷油器，可直接插入发动机缸盖中，伸入到燃烧室内。该汽油直喷喷油器包括喷油器总成、针阀部件、油嘴偶件，喷油器总成包括滤油部件和电磁阀部件，其中滤油部件包括一滤油网支架110和滤油网构件120，在滤油网支架110内设置有一轴向进油孔111，滤油网支架110的外壁上设置有台阶面112，滤油网构件120采用过盈配合方式压入到滤油网支架110的轴向进油孔111中。在滤油网构件120上还设置有O型密封圈130和挡圈140，以方便该汽油直喷喷油器与油路连接。

铁芯210内设置有一兼做油道的轴向内孔211，该铁芯210的上部与滤油网支架110的下部焊接，在铁芯210的轴向内孔211内通过过盈配合安装方式安装有一弹簧上座220，这样弹簧上座220可以在轴向内孔211中处于一个规定的位置。在轴向内孔211内还安装有弹簧230。

结合参看图3，油嘴偶件包括喷油器体310和油嘴320，喷油器体310的上部套在铁芯210的下部并于铁芯之间焊接。在喷油器体310的顶部与铁芯210之间设置有一调整垫块330，通过该调整垫块330能更精确、更方便的调整针阀部件的行程与气隙。油嘴320和喷油器体310的底部过盈配合后通过激光焊接而连接。油嘴320内设置有台阶孔321，以防止油嘴320表面的积碳。在喷油器体310的下部套有矩形密封圈330，以起到本发明汽油直喷喷油器与缸体之间的密封，该矩形密封圈330为聚四氟乙烯矩形密封圈。

电磁铁240从油嘴偶件中的喷油器体310小端插入，该电磁铁240的上部被滤油网支架110的台阶面112限制并与台阶面112焊接连接，同时在电磁铁240外套有外壳250，该外壳250与喷油器体310焊接连接。

结合参见图2，针阀部件安装在油嘴偶件的喷油器体310内，其包括一针阀阀芯410、针阀连接杆420、钢球430、衔铁440、针阀挡块450、针阀连接套460、针阀弹簧470。针阀阀芯410包括一头部411和连于头部下方的杆部412，头部411插入到铁芯210内的轴向内孔211下部中，在头部411内设置有一轴向的弹簧承纳孔411a，这样弹簧230的下端就可以插入该弹簧承纳孔411a中。

针阀阀芯410的杆部412内设置有轴向的阀孔412a，该阀孔412a与弹簧承纳孔411a相贯通，这样汽油就能通过滤油网构件120过滤后，通过滤油网支架110内的轴向进油孔111、铁芯210的轴向内孔211、弹簧承纳孔411a进入到阀孔412a中。

针阀连接杆420的上部由阀孔412a的下部插入到阀孔412a中并与杆部412过渡配合通过激光焊接连接，钢球430通过激光焊接连接在针阀连接杆420的底部。

针阀连接套460套在杆部412的上部并与杆部412通过激光焊接连接，针阀挡块450套在针阀连接杆420且固定在杆部412上，衔铁440套在杆部412上，该衔铁440受针阀挡块450承托，通过调整针阀挡块450的位置即可调节衔铁440的顶面与头部411的底面之间的间隙。针阀弹簧470安装在针阀连接套460内且位于针阀挡块450与针阀连接套460内底面之间，针阀连接套460套在针阀连接杆420的上并与衔铁440固定连接；在杆部412上设置有与阀孔412a沟通的出油孔412b，汽油则由阀孔412a进入油嘴偶件内腔待喷射。

本发明汽油直喷喷油器的工作原理如下：

电子控制单元驱动模块在适当的时刻给电磁铁240通电，电磁铁240通过衔铁440带动针阀阀芯410上行，而针阀阀芯410通过针阀连接杆420带动钢球430离开油嘴320中台阶孔321的锥面，从而油嘴320的喷油孔开启，燃油喷入发动机气缸中，这时弹簧230被压缩，针阀弹簧470被压缩。当符合要求的燃油数量喷入气缸后，电子控制单元驱动模块停止给电磁铁通电，在弹簧230作用下，通过针阀阀芯410、针阀连接杆420推动钢球430与油嘴320中台阶孔321的锥面贴合，喷油器关闭，喷油结束，这时弹簧230被释放，针阀弹簧470被释放。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种汽油直喷喷油器，其直接安装在燃烧室内，包括喷油器总成、针阀部件、油嘴偶件，所述喷油器总成包括滤油部件和电磁阀部件，针阀部件安装在油嘴偶件中，其特征在于，所述电磁阀部件包括一上部与滤油部件连接、下部与油嘴偶件连接的铁芯和从油嘴偶件小端插入与滤油部件连接的电磁铁以及弹簧、弹簧上座，在所述铁芯内设置有一兼做油道的轴向内孔，所述弹簧上座和弹簧安装在所述的轴向内孔中，所述弹簧的上端抵住所述的弹簧上座，弹簧的下端抵住所述针阀部件；在所述油嘴偶件与所述铁芯之间设置有调节针阀部件行程的调整垫块。

2.如权利要求1所述的汽油直喷喷油器，其特征在于，所述的汽油直喷喷油器还包括一包围于电磁铁外围的外壳，该外壳的下部与所述油嘴偶件连接。

3.如权利要求1或2所述的汽油直喷喷油器，其特征在于，所述滤油部件包括一滤油网支架和滤油网构件，所述滤油网支架内设置有一轴向进油孔，滤油网支架的外壁上设置有用以限制电磁铁轴向位置的台阶面，所述电磁铁与所述台阶面用胶水密封；所述滤油网构件过盈配合压入滤油网支架的轴向进油孔中。

4.如权利要求1或2所述的汽油直喷喷油器，其特征在于，所述针阀部件包括一针阀阀芯、针阀连接杆、钢球、衔铁、针阀挡块、针阀连接套、针阀弹簧，针阀阀芯包括一头部和连于头部下方的杆部，所述头部插入到所述铁芯内的轴向内孔下部中，在所述头部内设置有一轴向的弹簧承纳孔，所述弹簧的下端插入该弹簧承纳孔中，所述杆部内设置有轴向的阀孔，该阀孔与所述弹簧承纳孔相贯通；所述针阀连接杆的上部由所述阀孔的下部插入到所述的阀孔中并与所述杆部固定连接，所述钢球焊接在所述针阀连接杆的底部；所述针阀挡块套在所述针阀连接杆上且固定在杆部上，所述衔铁套在所述杆部上，该衔铁受所述针阀挡块承托，通过调整针阀挡块的位置即可调节所述衔铁的顶面与所述头部的底面之间的间隙；所述针阀弹簧安装在所述针阀连接套内且位于所述针阀挡块与针阀连接套内底面之间；所述针阀连接套套在所述针阀连接杆上并与所述衔铁固定连接；在所述杆部上设置有与所述阀孔沟通的出油孔。

5.如权利要求1或2所述的汽油直喷喷油器，其特征在于，所述油嘴偶件包括一上部与所述铁芯固定连接的喷油器体和固定安装在喷油器体底部的油嘴，油嘴内设置有台阶孔，所述调整垫块设置在喷油器体顶部与铁芯之间。

6.如权利要求5所述的汽油直喷喷油器，其特征在于，所述油嘴偶件还包括一安装在喷油器体下部上的矩形密封圈。

7.如权利要求6所述的汽油直喷喷油器，其特征在于，所述矩形密封圈为聚四氟乙烯矩形密封圈。

Images