具有改进的衔铁装置的电控高压喷油器

摘要

本发明提供一种具有改进的衔铁装置的电控高压喷油器。该电控高压喷油器包括：衔铁和衔铁轴，衔铁与衔铁轴形成为一体；衔铁导向套，其设置有衔铁导向孔和弹簧安装孔；衔铁行程挡板，其可拆卸地固定于衔铁轴，通过衔铁行程挡板抵接于衔铁导向套来限定衔铁上行触止位置；以及衔铁驱动弹簧，该衔铁驱动弹簧收纳于衔铁导向套的弹簧安装孔中，衔铁驱动弹簧的轴向上侧端限制于衔铁导向套且轴向下侧端限制于衔铁行程挡板。本发明的电控高压喷油器能够保证衔铁驱动弹簧力的稳定性，进而改善了喷射离散性。

权利要求

1.一种电控高压喷油器，所述电控高压喷油器包括：

衔铁；

衔铁轴，所述衔铁轴与所述衔铁形成为一体；

衔铁导向套，所述衔铁导向套设置有衔铁导向孔和弹簧安装孔；

衔铁行程挡板，所述衔铁行程挡板可拆卸地固定于所述衔铁轴，通过所述衔铁行程挡板抵接于所述衔铁导向套来限定衔铁上行触止位置；以及衔铁驱动弹簧，所述衔铁驱动弹簧收纳于所述弹簧安装孔中，所述衔铁驱动弹簧的轴向上侧端限制于所述衔铁导向套且轴向下侧端限制于所述衔铁行程挡板，所述衔铁轴的远离所述衔铁的轴向下侧端设置有卡槽和卡圈，所述卡圈与所述卡槽卡合，所述衔铁行程挡板抵接于所述卡圈，使得由所述卡圈支撑和定位所述衔铁行程挡板。

2.根据权利要求1所述的电控高压喷油器，其特征在于，所述卡圈与所述衔铁行程挡板的径向内侧部分抵接，所述衔铁行程挡板的径向外侧部分具有在轴向上朝向所述卡圈所在侧延伸的径向限位部。

3.根据权利要求1或2所述的电控高压喷油器，其特征在于，所述衔铁导向孔和所述弹簧安装孔彼此连通，所述衔铁导向孔位于所述弹簧安装孔的轴向上侧，在所述衔铁导向孔和所述弹簧安装孔彼此连通的部位处，所述衔铁导向套具有相对于用于形成所述弹簧安装孔的内壁向径向内侧凸起的肩胛部，所述衔铁驱动弹簧的轴向上侧端限制于所述肩胛部的肩胛面。

4.根据权利要求1或2所述的电控高压喷油器，其特征在于，所述衔铁导向套具有从用于形成所述弹簧安装孔的内壁向径向内侧凸起的第一限位部，通过所述第一限位部的与所述衔铁驱动弹簧相对的第一限位面对所述衔铁驱动弹簧进行限位。

5.根据权利要求1或2所述的电控高压喷油器，其特征在于，所述衔铁轴具有从所述衔铁轴向径向外侧凸起的第二限位部，通过所述第二限位部的与所述衔铁驱动弹簧相对的第二限位面对所述衔铁驱动弹簧进行限位。

6.根据权利要求1或2所述的电控高压喷油器，其特征在于，所述电控高压喷油器包括喷油器体和螺纹件，通过所述螺纹件使所述衔铁导向套固定于所述喷油器体。

7.根据权利要求6所述的电控高压喷油器，其特征在于，所述电控高压喷油器还包括衔铁行程调整垫，通过所述螺纹件使所述衔铁行程调整垫压抵于从所述喷油器体的内壁向径向内侧凸出的台阶部，并且所述衔铁导向套压抵于所述衔铁行程调整垫。

8.根据权利要求6所述的电控高压喷油器，其特征在于，所述电控高压喷油器还包括电磁体和支撑件，所述电磁体由所述支撑件支撑，通过所述螺纹件使所述支撑件固定于所述喷油器体。

9.根据权利要求8所述的电控高压喷油器，其特征在于，所述电控高压喷油器还包括衔铁气隙调整垫，通过所述螺纹件使所述衔铁气隙调整垫压抵于所述衔铁导向套并且所述支撑件压抵于所述衔铁气隙调整垫。

说明书

具有改进的衔铁装置的电控高压喷油器

技术领域

[0001] 本发明涉及电控高压喷油器，尤其涉及用于航空重油活塞发动机的具有改进的衔铁装置的电控高压喷油器。

背景技术

[0002] 航空重油活塞发动机是未来航空的重要动力，尤其是通用航空和无人机的主要动力，是当今世界先进的航空发动机技术，具有良好的动力性、经济性、排放性、安全可靠性和健康特性。

[0003] 电控高压燃油喷射系统是航空重油活塞发动机用于实现重油时间压力控制式喷射，优化燃烧与热力循环，获得良好动力性、经济性、舒适性和排放性指标的重要技术。电控高压喷油系统的燃油喷射压力通常大于20MPa，目前较先进的技术水平可达到180MPa～200MPa。其中，用于航空重油活塞发动机的高压燃油喷射系统的燃油喷射压力通常超过
180MPa。燃油喷射压力越高，对电控高压燃油喷射系统的结构强度、部件精度、安装精度、密封性能、运动稳定性与精确性等的要求也越高。电控高压燃油喷射系统通常包括全权限发动机数字式电子控制器(FADEC)、电控高压油泵、蓄压器、电控高压喷油器这四个主要部分。

[0004] 电控高压喷油器的功能是接受FADEC的指令，将容纳高压燃料的蓄压器中的燃料，定时、定量以给定的喷油规律，喷射到航空重油活塞发动机的汽缸中。目前，理论与实践表明可靠的电磁控制式高压喷油器，接受FADEC信号并放大，产生的电磁力与弹簧力等耦合，控制高速电磁阀的运动行程，再经液力放大控制针阀行程，控制针阀的开闭时刻与时长，实现给定的喷油规律。

[0005] 实现上述功能的电控高压喷油器主要由如下的三部分构成：高速电磁阀装置，其包括高速电磁铁、衔铁驱动弹簧和衔铁装置；液力控制阀装置，其包括控制阀、控制活塞、启闭元件和密封装置；以及喷油针阀偶件。其中，衔铁装置包括衔铁、衔铁轴、衔铁轴导向、衔铁行程调整部件。

[0006] 高压喷油器实现上述功能的过程如下：当FADEC对电磁铁通电时，产生的磁力克服衔铁驱动弹簧力吸合上行，衔铁迫使衔铁轴带动启闭元件打开压力控制室的泄压节流孔，使得作用在构成压力控制室活动端的控制活塞头部的液压小于喷射针阀上的燃料背压时，控制活塞联同喷射针阀上行打开喷孔喷出燃料；反之，对电磁铁断电消磁后，衔铁驱动弹簧力推动衔铁轴，强迫启闭元件关闭压力控制室的泄压节流孔，压力控制室进油节流孔不断充量至作用在控制活塞头部的液压大于喷射针阀上的燃料背压时，控制活塞迫使喷射针阀下行关闭喷孔，停止喷射。

[0007] 在上述过程中，衔铁的运动规律直接关系到电控高压喷油器的喷射规律，其稳定性与一致性是影响喷射离散性的关键，而稳定的衔铁驱动弹簧力对衔铁的运动规律有关键的作用。在传统技术中，衔铁驱动弹簧不与衔铁装置一起进行装配、检测和调整，因此，衔铁驱动弹簧的初始位置(初始压缩量)易受衔铁装置的生产精度误差和装配误差影响；同时，衔铁驱动弹簧在运动过程中易受衔铁的不稳定运动等因素影响，导致不稳定的弹簧力，进而影响喷射离散性。

发明内容

[0008] 基于上述现有技术缺陷，本发明的发明目的在于提供一种能够保证衔铁驱动弹簧的初始位置的精确性以及能够保证衔铁驱动弹簧力的稳定性的电控高压喷油器，其改善了电控高压喷油器的喷射离散性。

[0009] 为了实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案。

[0010] 本发明提供了一种如下的电控高压喷油器，所述电控高压喷油器包括：衔铁；衔铁轴，所述衔铁轴与所述衔铁形成为一体；衔铁导向套，所述衔铁导向套设置有衔铁导向孔和弹簧安装孔；衔铁行程挡板，所述衔铁行程挡板可拆卸地固定于所述衔铁轴，通过所述衔铁行程挡板抵接于所述衔铁导向套来限定衔铁上行触止位置；以及衔铁驱动弹簧，所述衔铁驱动弹簧收纳于弹簧安装孔中，所述衔铁驱动弹簧的轴向上侧端限制于所述衔铁导向套且轴向下侧端限制于所述衔铁行程挡板。

[0011] 优选地，所述衔铁轴的远离所述衔铁的轴向下侧端设置有卡槽和卡圈，所述卡圈与所述卡槽卡合，所述衔铁行程挡板抵接于所述卡圈，使得由所述卡圈支撑所述衔铁行程挡板。

[0012] 更优选地，所述卡圈与所述衔铁行程挡板的径向内侧部分抵接，所述衔铁行程挡板的径向外侧部分具有在轴向上朝向所述卡圈所在侧延伸的径向限位部。

[0013] 优选地，所述衔铁导向孔和所述弹簧安装孔彼此连通，所述衔铁导向孔位于所述弹簧安装孔的轴向上侧，所述衔铁导向套具有相对于用于形成所述弹簧安装孔的内壁向径向内侧凸起的肩胛部，所述衔铁驱动弹簧的轴向上侧端限制于所述肩胛部的肩胛面。

[0014] 优选地，所述衔铁导向套具有从用于形成所述弹簧安装孔的内壁向径向内侧凸起的第一限位部，通过所述第一限位部的与所述衔铁驱动弹簧相对的第一限位面对所述衔铁驱动弹簧进行限位。

[0015] 优选地，所述衔铁轴具有从所述衔铁轴向径向外侧凸起的第二限位部，通过所述第二限位部的与所述衔铁驱动弹簧相对的第二限位面对所述衔铁驱动弹簧进行限位。

[0016] 优选地，所述电控高压喷油器包括喷油器体和螺纹件，通过所述螺纹件使所述衔铁导向套固定于所述喷油器体。

[0017] 更优选地，所述电控高压喷油器还包括衔铁行程调整垫，通过所述螺纹件使所述衔铁行程调整垫压抵于从所述喷油器体的内壁向径向内侧凸出的台阶部，并且所述衔铁导向套压抵于所述衔铁行程调整垫。

[0018] 更优选地，所述电控高压喷油器还包括电磁体和支撑件，所述电磁体由所述支撑件支撑，通过所述螺纹件使所述支撑件固定于所述喷油器体。

[0019] 进一步，优选地，所述电控高压喷油器还包括衔铁气隙调整垫，通过所述螺纹件使所述衔铁气隙调整垫压抵于所述衔铁导向套并且所述支撑件压抵于所述衔铁气隙调整垫。

[0020] 通过采用上述技术方案，使得衔铁驱动弹簧成为衔铁装置的一部分，可作为一个独立的部件装配与检测，衔铁驱动弹簧的初始压缩位置只与衔铁行程挡板与衔铁导向套端面预设间隙有关，不受衔铁气隙、行程等其他因素影响，从而能够对衔铁驱动弹簧进行精确地定位和限位，能够保证衔铁驱动弹簧的初始位置(初始压缩量)的精确性并且能够保证衔铁驱动弹簧在运动过程中的稳定性与一致性，也即改善了电控高压喷油器的喷射离散性。。

附图说明

[0021] 图1是根据本发明的电控高压喷油器的局部剖视示意图。

[0022] 附图标记说明

[0023] 1 喷油器体 1a 台阶部 2 电磁铁 3 衔铁导向套 30 衔铁导向孔 31 弹簧安装孔 31a 第一限位部 31a1 第一限位面 32 肩胛部 32a 肩胛面 3a 衔铁导向套端面 4 衔铁行程调整垫 51衔铁 52 衔铁轴 52a 卡槽 52b 第二限位部 52b1 第二限位面 6 衔铁驱动弹簧 7 衔铁行程挡板 7a 径向限位部 8 卡圈 9 启闭元件 10 泄压节流孔 11 衔铁气隙调整垫 12 支撑件 13 螺纹件

[0024] A 轴向 R径向

具体实施方式

[0025] 以下将结合说明书附图来具体说明本发明的技术方案。本发明中所涉及的“轴向”、“径向”分别是指电控高压喷油器的轴向、径向。另外，在轴向上，电控高压喷油器的电磁铁所在侧为轴向上侧(即图1的上侧)，电控高压喷油器的喷射孔所在侧为轴向下侧(即图1的下侧)。

[0026] 如图1所示，该电控高压喷油器包括喷油器体1和电磁铁2。在喷油器体1上端设置有电磁铁2，电磁铁2由支撑件12支撑并由螺纹件13压紧固定在下述的衔铁导向套3上。

[0027] 在本实施方式中，电控高压喷油器还包括衔铁51、衔铁轴52、衔铁导向套3、衔铁驱动弹簧6和衔铁行程挡板7。

[0028] 衔铁51与衔铁轴52形成为一体。通过螺纹件13使衔铁导向套3压抵于喷油器体1的台阶部1a上的衔铁行程调整垫4而将衔铁导向套3固定在喷油器体1内，其中台阶部1a从喷油器体1的内壁向径向内侧凸出。与衔铁51一体化的衔铁轴52贯穿衔铁导向套3内设的衔铁导向孔30，该衔铁导向孔30用于对衔铁轴52进行导向。

[0029] 衔铁导向套3还设置有与衔铁导向孔30连通的弹簧安装孔31，弹簧安装孔31位于衔铁导向孔30的轴向下侧。衔铁驱动弹簧6收纳在衔铁导向套3内的弹簧安装孔31中。衔铁驱动弹簧6的上端限制于衔铁导向套3的肩胛部32的肩胛面32a(肩胛部32的轴向下端面)。该肩胛部32设置于衔铁导向孔30和弹簧安装孔31彼此连通的部位处，肩胛部32相对于用于形成该弹簧安装孔31的内壁向径向内侧凸起，衔铁驱动弹簧6的下端限制于在衔铁轴52上单独固定设置的衔铁行程挡板7上。优选地，在肩胛部32的轴向下侧，衔铁导向套3具有从用于形成弹簧安装孔31的内壁向径向内侧凸起的第一限位部31a，通过第一限位部31a的与衔铁驱动弹簧6相对的第一限位面31a1对所述衔铁驱动弹簧6进行限位。进一步优选地，在衔铁行程挡板7的轴向上侧，衔铁轴52具有从衔铁轴52向径向外侧凸起的第二限位部52b，通过第二限位部52b的与衔铁驱动弹簧6相对的第二限位面52b1对衔铁驱动弹簧6进行限位。

[0030] 衔铁轴52的远离衔铁51的下端设置有卡槽52a和卡圈8，衔铁行程挡板7由卡接在衔铁轴52的卡槽52a中的卡圈8进行定位和支撑，衔铁行程挡板7上行受限于衔铁导向套端面3a。衔铁轴52的下端面与启闭元件9刚性接触，控制泄压节流孔10的打开与关闭。优选地，衔铁行程挡板7的径向内侧部分抵接于卡圈8，衔铁行程挡板7的径向外侧部分具有在轴向A上朝向卡圈8侧延伸的径向限位部7a，通过径向限位部7a使衔铁行程挡板7和卡圈8在径向R上彼此限位。

[0031] 在静止状态或电磁铁2断电消磁状态时，通过衔铁驱动弹簧6的作用，衔铁轴52迫使启闭元件9密封关闭了泄压节流孔10，衔铁51处于如图1所示的下行触止位置；当对电磁铁2通电时，磁力克服衔铁驱动弹簧6的弹簧力吸合衔铁51上行，衔铁轴52连同启闭元件9上行，打开泄压节流孔10，直至衔铁行程挡板7与衔铁导向套端面3a接触，衔铁51处于上行触止位置。上行触止位置与下行触止位置之间的在轴向A上的距离为衔铁行程，由衔铁行程调整垫4调整。处于上行触止位置时的衔铁51的端面(轴向上端面)与电磁铁2的端面(轴向下端面)之间的在轴向A上的距离为最小衔铁气隙，由衔铁气隙调整垫11调整。在这个过程中，可以通过调整衔铁行程挡板7的厚度(更换厚度不同的衔铁行程挡板7)来保证衔铁行程挡板7与衔铁导向套3的衔铁导向套端面3a之间的在轴向A上的预定间隙的精确性，这样保证了衔铁驱动弹簧的初始位置(初始压缩量)的精确性。因而保证了衔铁运动规律的稳定性与一致性，从而有效改善了电控高压喷油器的喷射离散性。在某些情况下，可以通过调整卡圈8来实现上述功能。

[0032] 另外，由于作为运动件重要驱动源的衔铁驱动弹簧6设置于上述弹簧安装孔31中，有效地保证了衔铁驱动弹簧6的弹簧力的稳定性和一致性。通过设置第一限位部31a和第二限位部52b，对衔铁驱动弹簧6在径向R上进行限位，更加有效地保证了衔铁驱动弹簧6的弹簧力的稳定性和一致性。这样，进一步有效改善了电控高压喷油器的喷射离散性。

[0033] 综上所述地，通过采用本发明的技术方案，将衔铁驱动弹簧纳入衔铁装置后，衔铁装置可作为一个独立的部件装配与检测，衔铁驱动弹簧的初始位置(初始压缩量)只与衔铁行程挡板与衔铁导向套端面预设间隙有关，不因衔铁装置各部件的加工精度不同导致的衔铁气隙调整垫、衔铁行程调整垫尺寸变化等因素影响，因而，保证了衔铁驱动弹簧的初始位置(初始压缩量)的精确性以及保证了衔铁驱动弹簧力的稳定，进而保证了衔铁运动和启闭元件的开启与关闭的稳定性与一致性，也即改善了电控高压喷油器的喷射离散性。

[0034] 另外，需要说明的是，虽然在上述具体实施方式中说明了采用彼此连通的衔铁导向孔30和弹簧安装孔31，但是本发明不限于此。衔铁导向套3可以设置有与衔铁导向孔30不连通的单独的弹簧安装孔来收纳衔铁驱动弹簧6，在这种情况下，衔铁导向孔30可以在轴向A上贯通衔铁导向套3。

[0035] 工业实用性

[0036] 本发明的具有改进的衔铁装置的电控高压喷油器可有效改善喷射离散性，大大降低喷射的差异性，对改善航空重油活塞发动机的经济性与排放具有重要意义。