CN104214031A - 一种共轨泵计量阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种共轨泵计量阀，包括衔铁杆、阀芯和阀体，阀体的内径大于阀芯的外径，阀座的中心轴线上设置有进油孔，阀芯的底部与阀座的内侧面设置有可密封的配合面，该配合面设置有能使阀芯的升程与进油孔进入的油量呈线性关系的多段圆弧配合机构。阀芯顶部与衔铁杆底部为卡紧配合，阀芯与衔铁杆的接触配合面设置有能使阀芯底部对中的对中机构。采用上述结构后，阀体与阀芯不接触，不会导致阀体与阀芯的磨损，延长了使用寿命。上述多段圆弧配合机构，能不断受到燃油冲刷，燃油中细小颗粒无法累计，解决了阀芯易卡滞的问题，对燃油品质的适应性更好。另外，多段圆弧配合机构能使阀芯的升程与供油量呈线性关系，容易对供油量进行精确控制。

Description

一种共轨泵计量阀

技术领域

本发明涉及一种内燃机喷油系统领域用的阀体，特别是一种共轨泵计量阀。

背景技术

燃油计量阀是柴油机电控高压共轨泵中重要的执行器，根据ECU 指令，控制调节燃油计量阀的驱动电流，进而改变控制阀芯的位移，以此调节进入高压油泵柱塞腔的进油量，从而对高压共轨管道的压力起稳定和调节的作用，是柴油机高压共轨泵中的关键部件之一。

阀芯组件是燃油计量阀内的关键零件，目前应用常规燃油计量阀的阀芯为滑阀结构，通过电磁铁产生的电磁力吸引衔铁并推阀芯动作，控制燃油进口截面积形成节流，从而调节油量，如专利200980132172.1、201080040549.3。由于阀芯都是在阀体中进行导向，并且通过在导向孔中往复运动控制油量的，往往燃油中的小颗粒会汇集在导向面处。当燃油中有细小微粒及杂质时，汇集在导向面处的小颗粒很容易造成阀芯卡滞，造成计量阀无法正常工作。另外，阀芯在阀体中不断往复运动，还会造成阀芯、阀体的磨损，缩短计量阀使用寿命。 更为重要的是，阀芯位置（也即阀芯的升程）和计量阀的供油量不是线性关系，故对供油量的控制更复杂，更难进行精确控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种阀芯与阀体不易磨损、阀芯升程与供油量呈线性关系且阀芯轴向对中准确的共轨泵计量阀。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

    一种共轨泵计量阀，包括衔铁杆、与衔铁杆底端固定连接的阀芯、设置于阀芯外侧的阀体和用于控制衔铁杆轴向移动的控制机构，所述阀体的内径大于阀芯的外径，阀体的底部设置有与阀体过盈配合的阀座，阀体的圆周上设置有出油孔，阀座的中心轴线上设置有进油孔，所述阀芯的底部与阀座的内侧面设置有可密封的配合面，该配合面设置有能使阀芯的升程与进油孔进入的油量呈线性关系的多段圆弧配合机构。

    所述多段圆弧配合机构包括设置于阀芯底部的多段圆弧结构以及同轴设置于阀座内侧面的锥形密封结构，该锥形密封结构的母线为直线，所述多段圆弧结构与母线为直线的锥形密封结构相互配合，能使阀芯的升程与进油孔进入的油量呈线性关系。

    所述多段圆弧配合机构包括设置于阀芯底部的半球形结构以及同轴设置于阀座内侧面的锥形密封结构，该锥形密封结构的母线为多段圆弧线，所述半球形结构与母线为多段圆弧线的锥形密封结构相互配合，能使阀芯的升程与进油孔进入的油量呈线性关系。

    所述阀芯顶部与衔铁杆底部为卡紧配合，阀芯与衔铁杆的接触配合面设置有能使阀芯底部对中的对中机构，阀芯外侧设置有弹簧和弹簧座。

    所述对中机构包括设置于衔铁杆底部的半球形表面和设置于阀芯顶部的锥形表面。

    所述对中机构包括设置于衔铁杆底部的锥形表面和设置于阀芯顶部的半球形表面。

    所述控制机构包括设置于衔铁杆外侧的衔铁和电磁铁。

    所述衔铁杆外周设置有若干个导向环。

    所述阀体与阀芯之间的径向最小间距大于0.15mm。 

本发明采用上述结构后，上述阀体的内径大于阀芯的外径，故阀体与阀芯不接触，也不存在滑动摩擦，故不会导致阀体与阀芯的磨损，从而能延长阀芯与阀体的使用寿命。阀芯底部与阀座内侧面设置的多段圆弧配合机构，能不断受到燃油冲刷，燃油中细小颗粒无法累计，解决了阀芯易卡滞的问题，对燃油品质的适应性更好，提高计量阀工作的可靠性及稳定性。另外，上述多段圆弧配合机构，能使阀芯的升程与进油孔进入的油量（即供油量）呈线性关系，容易对供油量进行精确控制。进一步，阀芯与衔铁杆卡紧配合以及设置于两者接触面间的对中机构，能使阀芯底部保持良好的对中，使上述的线性计量更为准确。

附图说明

图1是本发明实施例一中的共轨泵计量阀的结构示意图；

图2是本发明实施例一中的对中机构的另一种实施方式的结构示意图；

图3是本发明实施例二中的共轨泵计量阀的结构示意图；

图4是本发明中阀芯的升程与进油孔进入的油量之间的线性关系图。

其中有：1.进油孔；2.阀座；3.弹簧；4.阀芯；5.衔铁；6.电磁铁；7.出油孔；8.弹簧座；9.导向环；10.衔铁杆；11.阀体。

另外，图4中：S-升程；L-油量。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

    实施例一

如图1所示，一种共轨泵计量阀， 包括衔铁杆10、与衔铁杆10底端固定连接的阀芯4、设置于阀芯4外侧的阀体11和用于控制衔铁杆10轴向移动的控制机构。该控制机构为一项成熟的现有技术，优选包括设置于衔铁杆10外侧的衔铁5和电磁铁6，当然也可采用其它已知的现有技术。衔铁杆10外周设置有若干个导向环9，优选为2个，分别设置于衔铁杆10外周的上下两端，从而使衔铁杆10导向准确，不发生径向的摆动或位移。

上述阀体11的内径大于阀芯4的外径，这样，阀体11与阀芯4不接触，也不存在滑动摩擦，故不会导致阀体11与阀芯4的磨损，从而能延长阀芯与阀体的使用寿命。优选，阀体11与阀芯4之间的径向最小间距大于0.15mm。如果阀体11与阀芯4之间的径向最小间隙太小，很容易造成阀芯4（尤其是后续的阀芯4顶部的弹簧座8）和阀体11之间上下的间隙差异，当阀芯4运动时，容易导致阀芯3两侧被挤出的燃油流动阻力不同，从而容易导致阀芯3偏转。 

上述阀体11的底部设置有与阀体11过盈配合的阀座2，阀体11的圆周上设置有出油孔7，该出油孔7和共轨油泵泵体上的安装位置连接，从而连接进油道。出油孔7的形状和数量可以根据实际需要设置，阀座2的中心轴线上设置有进油孔1。图1中箭头方向为燃油的流动方向。

上述阀芯4顶部与衔铁杆10底部优选为卡紧配合，阀芯4与衔铁杆10的接触配合面设置有能使阀芯4底部对中的对中机构，阀芯4外侧设置有弹簧3和弹簧座8。作用在弹簧座8上的弹簧预紧力能保证阀芯4和衔铁杆10保持同步运动，且阀芯4能围绕衔铁杆10旋转。但这里需要注意的是，作用在弹簧座8上的弹簧预紧力不能过大，在保证阀芯4和衔铁杆10保持同步运动的同时，不能影响阀芯4自适应地围绕衔铁杆10旋转，也即不能影响后续对中机构的对中调节。作为替换，阀芯4顶部与衔铁杆10底部也可为过盈配合或螺纹配合。   

     如图1所示，上述对中机构为包括设置于衔铁杆10底部的半球形表面和设置于阀芯4顶部的锥形表面。

如图2所示，上述对中机构为包括设置于衔铁杆10底部的锥形表面和设置于阀芯4顶部外凸的半球形表面。

上述阀芯4的底部与阀座2的内侧面设置有可密封的配合面，该配合面设置有能使阀芯4的升程S与进油孔1进入的油量L呈线性关系的多段圆弧配合机构。该多段圆弧配合机构能形成节流环带，控制机构控制衔铁杆10的轴向移动，该衔铁杆10的轴向移动将带动阀芯4同步轴向移动，从而打开或切断燃油。由于本计量阀为常开式，正常使用时，阀芯4的底部并不与阀座2的内侧面直接接触密封，而是通过多段圆弧配合机构之间的间隙，也即通过调节阀芯4的位置，来调节供油量。故也能减小阀座2的磨损，同时也可防止燃油中细小颗粒在多段圆弧配合机构上汇集、卡滞，使本计量阀对燃油的适用性增强。

上述多段圆弧配合机构包括设置于阀芯4底部的多段圆弧结构以及设置于阀座2内侧面的锥形密封结构，该锥形密封结构的母线为直线，锥形密封机构与阀座2同轴设置。多段圆弧结构与母线为直线的锥形密封结构相互配合，能使阀芯4的升程S（也即阀芯4的位置）与进油孔1进入的油量L（即供油量）呈如图4所示的线性关系，从而容易对供油量进行精确控制。

当阀芯4的轴线和阀座2中锥形密封结构的轴线有偏差时，该轴线偏差将导致阀芯4底部流动间隙不同，从而将使阀芯4受到不同燃油冲击力，这时衔铁杆10和阀芯4之间的对中机构将发挥作用，上述燃油冲击力将驱动阀芯4围绕衔铁杆10进行自适应地旋转，从而保证阀芯4底部的多段圆弧结构和阀座2的锥形密封结构之间间隙的均匀性，确保阀芯4相对阀座2的锥形密封结构对中落座，进而上述阀芯4的升程S与进油孔1进入的油量L之间一直能保持稳定的线性关系。

实施例二

     实施例二与实施例一基本相同，不同点在于，上述多段圆弧配合机构为包括设置于阀芯4底部的半球形结构以及同轴设置于阀座2内侧面的锥形密封结构，该锥形密封结构的母线为多段圆弧线，上述半球形结构与母线为多段圆弧线的锥形密封结构相互配合，能使阀芯4的升程S与进油孔1进入的油量L呈线性关系。

当然，上述对中机构也可以有实施例一中的两种实施方式。凡对本发明的简单替换或组合，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种共轨泵计量阀，包括衔铁杆（10）、与衔铁杆（10）底端固定连接的阀芯（4）、设置于阀芯（4）外侧的阀体（11）和用于控制衔铁杆（10）轴向移动的控制机构，其特征在于：所述阀体（11）的内径大于阀芯（4）的外径，阀体（11）的底部设置有与阀体（11）过盈配合的阀座（2），阀体（11）的圆周上设置有出油孔（7），阀座（2）的中心轴线上设置有进油孔（1），所述阀芯（4）的底部与阀座（2）的内侧面设置有可密封的配合面，该配合面设置有能使阀芯（4）的升程（S）与进油孔（1）进入的油量（L）呈线性关系的多段圆弧配合机构。

2.根据权利要求1所述的共轨泵计量阀，其特征在于：所述多段圆弧配合机构包括设置于阀芯（4）底部的多段圆弧结构以及同轴设置于阀座（2）内侧面的锥形密封结构，该锥形密封结构的母线为直线，所述多段圆弧结构与母线为直线的锥形密封结构相互配合，能使阀芯（4）的升程（S）与进油孔（1）进入的油量（L）呈线性关系。

3.根据权利要求1所述的共轨泵计量阀，其特征在于：所述多段圆弧配合机构包括设置于阀芯（4）底部的半球形结构以及同轴设置于阀座（2）内侧面的锥形密封结构，该锥形密封结构的母线为多段圆弧线，所述半球形结构与母线为多段圆弧线的锥形密封结构相互配合，能使阀芯（4）的升程（S）与进油孔（1）进入的油量（L）呈线性关系。

4.根据权利要求1所述的共轨泵计量阀，其特征在于：所述阀芯（4）顶部与衔铁杆（10）底部为卡紧配合，阀芯（4）与衔铁杆（10）的接触配合面设置有能使阀芯（4）底部对中的对中机构，阀芯（4）外侧设置有弹簧（3）和弹簧座（8）。

5.根据权利要求4所述的共轨泵计量阀，其特征在于：所述对中机构包括设置于衔铁杆（10）底部的半球形表面和设置于阀芯（4）顶部的锥形表面。

6.根据权利要求4所述的共轨泵计量阀，其特征在于：所述对中机构包括设置于衔铁杆（10）底部的锥形表面和设置于阀芯（4）顶部的半球形表面。

7.根据权利要求1所述的共轨泵计量阀，其特征在于：所述控制机构包括设置于衔铁杆（10）外侧的衔铁（5）和电磁铁（6）。

8.根据权利要求1所述的共轨泵计量阀，其特征在于：所述衔铁杆（10）外周设置有若干个导向环（9）。

9.根据权利要求1所述的共轨泵计量阀，其特征在于：所述阀体（11）与阀芯（4）之间的径向最小间距大于0.15mm。