帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器

《帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器》是哈爾濱工程大學於2014年5月29日申請的專利，該專利的申請號為2014102343415，公布號為CN104018967A，授權公布日為2014月9年3日，發明人是范立雲、扈爽、白雲、王昊、馬修真、董全、李學民。

《帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器》的目的在於提供帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器，包括蓄壓腔、電磁閥部分、噴油嘴部分以及噴油器體。蓄壓腔結構位於噴油器最上方，分別與噴油器進油口和噴油嘴部分的油路相連；電磁閥部分包括電磁閥體、線圈、鐵芯、銜鐵、控制閥桿、止動環、隔離塊、密封閥底座等結構；噴油嘴部分由針閥、針閥底座、針閥復位彈簧和限位孔板組成，針閥底座和限位孔板之間形成針閥控制腔，復位彈簧和針閥上端均位於針閥控制腔內。該發明針閥的動作過程由針閥控制腔內的高壓燃油配合電磁閥直接驅動，回響速度快，控制精度高，噴油特性靈活，提高了發動機的動力性和燃油的經濟性，蓄壓腔能夠減緩燃油噴射時引起的壓力波動，有利於噴油量的精確控制。

2018年12月20日，《帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器
• 公告號：CN104018967A
• 授權日：2014月9年3日
• 申請號：2014102343415
• 申請日：2014年5月29日
• 申請人：哈爾濱工程大學
• 地址：黑龍江省哈爾濱市南崗區南通大街145號哈爾濱工程大學科技處智慧財產權辦公室
• 發明人：范立雲、扈爽、白雲、王昊、馬修真、董全、李學民
• Int.Cl.：F02M51/06(2006.01)I; F02M61/10(2006.01)I; F02M61/18(2006.01)I
• 類別：發明專利

專利背景

傳統技術中，船用大功率重油噴油器往往是機械控制式噴油器，其主要由噴油器本體、噴油嘴部分、針閥以及針閥復位彈簧等部件組成。該種噴油器的優點是結構簡單，工作可靠性高，但由於其噴油定時、噴油壓力和噴油速率受到高壓供油泵凸輪形狀的制約，因此其還有噴油特性不夠靈活，回響速度慢，對噴油量的控制精度不夠高等不足之處，隨著排放法規的日益嚴格，其很難進一步改善發動機的經濟性和排放性能，已經不能滿足船舶市場對發動機的需求。

借鑑於技術成熟的車用柴油機電控噴油技術，船用重油柴油機電磁控制噴油器應運而生。相比於機械式重油噴油器其回響速度更快，噴油特性靈活可控，對噴油量的控制也更加精確。雖然船用重油電控噴油器對柴油機的排放性能有所改善，但是也存在不足之處。由於其針閥上方有控制活塞結構存在，這對噴油器的回響速度進一步提升起到了制約作用；同時，由於船用噴油器的噴油量較大，在其噴油過程中會引起劇烈的壓力波動，使噴油壓力和噴油速率也出現較大波動，給噴油量的精確控制增加了難度。

發明內容

專利目的

《帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器》的目的在於提供噴油規律靈活的帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器。

技術方案

《帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器》帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器，其特徵是：包括噴油器體以及安裝在噴油器體裡的蓄壓腔體、電磁閥部分和噴油嘴部分；電磁閥部分包括電磁閥體、鐵芯、銜鐵、控制閥桿、控制閥桿復位彈簧、隔離塊、密封閥底座，電磁閥體、隔離塊和密封閥底座自上而下設定，電磁閥體裡設定電磁閥腔，鐵芯設定在電磁閥腔里，鐵芯里安裝線圈，鐵芯中部設定空腔，銜鐵設定在鐵芯下方，隔離塊與密封閥底座之間設定隔離腔，密封閥底座里設定與隔離腔相通的控制閥桿腔，控制閥桿的上端與空腔配合併與銜鐵相連，控制閥桿中部穿過隔離塊，控制閥桿的下端設定錐形密封面，錐形密封面設定在隔離腔里，錐形密封面與其上方的隔離塊之間安裝控制閥桿復位彈簧，錐形密封面的下端部位於控制閥桿腔里，噴油器體上設定冷卻滑油進口和噴油器泄油口，隔離塊里設定第一-第三油路，電磁閥腔與冷卻滑油進口相通，錐形密封面落座於密封閥底座上時，第一油路與隔離腔斷開，錐形密封面向上移動後，第一油路與隔離腔相通，第二油路與隔離腔相通，第三油路分別與第二油路和噴油器泄油口相通。

《帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器》還可以包括：

1、噴油嘴部分包括針閥、針閥底座、針閥復位彈簧、限位孔板，限位孔板和針閥底座自上而下設定，限位孔板里設定針閥控制腔，針閥底部安裝在針閥控制腔里，針閥其餘部分安裝在針閥底座里，針閥底部安裝針閥復位彈簧，針閥控制腔通過泄油孔與第一油路相連，蓄壓腔體裡設定蓄壓腔，蓄壓腔上方設定噴油器進油口，電磁閥體、隔離塊、密封閥底座、限位孔板、針閥底座里分別設定第一-第五進油路，第一-第五進油路依次相通，針閥底座里設定盛油槽，第一進油路與蓄壓腔相通，第五進油路與盛油槽相通，針閥控制腔通過進油孔與第五進油路相通。

2、隔離塊里設定引流環和第四油路，引流環設定在控制閥桿復位彈簧上方、控制閥桿的周圍，第四油路分別與引流環和第三油路相通。

3、控制閥桿的上端與銜鐵通過止動環相連。

4、所述的進油孔的直徑小於泄油孔的直徑。

專利優勢

《帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器》的優勢在於：

1、《帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器》帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器，其針閥能夠由針閥控制腔內的高壓燃油配合電磁閥直接進行驅動，回響速度快，控制精度高，噴油規律靈活，有效提高了柴油機的動力性和燃油的經濟性；

2、蓄壓腔結構能夠減緩燃油噴射時引起的壓力波動，有利於對噴油量的精確控制，使噴油器在小噴油量工況工作更加穩定。

附圖說明

圖1為《帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器》的結構示意圖；

圖2為《帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器》的電磁閥部分結構示意圖；

圖3為《帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器》的噴油嘴部分結構示意圖。

技術領域

《帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器》涉及的是一種噴油器，具體地說是船用發動機噴油器。

權利要求

1.帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器，其特徵是：包括噴油器體以及安裝在噴油器體裡的蓄壓腔體、電磁閥部分和噴油嘴部分；電磁閥部分包括電磁閥體、鐵芯、銜鐵、控制閥桿、控制閥桿復位彈簧、隔離塊、密封閥底座，電磁閥體、隔離塊和密封閥底座自上而下設定，電磁閥體裡設定電磁閥腔，鐵芯設定在電磁閥腔里，鐵芯里安裝線圈，鐵芯中部設定空腔，銜鐵設定在鐵芯下方，隔離塊與密封閥底座之間設定隔離腔，密封閥底座里設定與隔離腔相通的控制閥桿腔，控制閥桿的上端與空腔配合併與銜鐵相連，控制閥桿中部穿過隔離塊，控制閥桿的下端設定錐形密封面，錐形密封面設定在隔離腔里，錐形密封面與其上方的隔離塊之間安裝控制閥桿復位彈簧，錐形密封面的下端部位於控制閥桿腔里，噴油器體上設定冷卻滑油進口和噴油器泄油口，密封閥底座里設定第一-第三油路，電磁閥腔與冷卻滑油進口相通，錐形密封面落座於密封閥底座上時，第一油路與隔離腔斷開，錐形密封面向上移動後，第一油路與隔離腔相通，第二油路與隔離腔相通，第三油路分別與第二油路和噴油器泄油口相通；噴油嘴部分包括針閥、針閥底座、針閥復位彈簧、限位孔板，限位孔板和針閥底座自上而下設定，限位孔板里設定針閥控制腔，針閥底部安裝在針閥控制腔里，針閥其餘部分安裝在針閥底座里，針閥底部安裝針閥復位彈簧，針閥控制腔通過泄油孔與第一油路相連，蓄壓腔體裡設定蓄壓腔，蓄壓腔上方設定噴油器進油口，電磁閥體、隔離塊、密封閥底座、限位孔板、針閥底座里分別設定第一-第五進油路，第一-第五進油路依次相通，針閥底座里設定盛油槽，第一進油路與蓄壓腔相通，第五進油路與盛油槽相通，針閥控制腔通過進油孔與第五進油路相通。

2.根據權利要求1所述的帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器，其特徵是：隔離塊里設定引流環和第四油路，引流環設定在控制閥桿復位彈簧上方、控制閥桿的周圍，第四油路分別與引流環和第三油路相通。

3.根據權利要求1或2所述的帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器，其特徵是：控制閥桿的上端與銜鐵通過止動環相連。

4.根據權利要求1或2所述的帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器，其特徵是：所述的進油孔的直徑小於泄油孔的直徑。

5.根據權利要求3所述的帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器，其特徵是：所述的進油孔的直徑小於泄油孔的直徑。

實施方式

結合圖1～3，《帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器》的帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器主要由蓄壓腔7、電磁閥部分6、噴油嘴部分5以及噴油器體2組成。

蓄壓腔7位於噴油器的最上方，分別與噴油器進油口1和下方噴油嘴部分5的油路相連，其能夠減緩燃油噴射時引起的壓力波動，有利於對噴油量的精確控制，尤其是對於小油量的控制精度可顯著提高。同時，當噴油器套用在共軌燃油系統中時，蓄壓腔7的穩壓作用能夠使柴油機共軌管的尺寸減小，這有利於降低共軌管對材料的要求，提高其使用壽命。

電磁閥部分6包括電磁閥體14、鐵芯15、線圈23、銜鐵22、控制閥桿18、止動環16、控制閥桿復位彈簧20、隔離塊17、密封閥底座19等結構，電磁閥體14上加工有油冷卻滑油油路，與噴油器體上的冷卻滑油進口3相連，其作用是引入冷卻滑油來減小銜鐵22運動的衝擊和振動，增加電磁閥工作的穩定性。鐵芯15和線圈23安裝在電磁閥體14內部，銜鐵22位於鐵芯15下方，控制閥桿18的一端通過止動環16卡在銜鐵22上，能夠和銜鐵22一起運動。隔離塊17位於銜鐵22下方，控制閥桿18的另一端穿過隔離塊17連線於密封閥底座19，其下方的錐面密封面能夠密封針閥控制腔9的泄油油路，控制閥桿復位彈簧20位於隔離塊17下方的凹槽內。隔離塊17的作用是避免從針閥控制腔9泄流的經過加熱的高溫重油與電磁閥的鐵芯15、線圈23和銜鐵22接觸，引起部件受熱膨脹，從而保證電磁閥能夠安全可靠的工作。為了避免高溫重油通過控制閥桿18和隔離塊17的間隙向上泄漏，隔離塊17上還加工有引流環21，將泄漏燃油引流回低壓油路。隔離塊17還能夠起到對控制閥桿18限位的作用。

噴油嘴部分5主要由針閥10、針閥底座11、針閥復位彈簧8和限位孔板13等結構組成。針閥底座11和限位孔板13之間形成了針閥控制腔9，針閥控制腔9的進油孔與限位孔板13上加工的進油通道相連，出油孔則通過上方的電磁閥與泄油油路相連。針閥復位彈簧8和針閥10的上端均位於針閥控制腔9內部，針閥控制腔9能夠通過上方電磁閥的通斷直接控制針閥10的抬起和落座。針閥底座11和針閥10之間形成盛油槽12，與限位孔板13的進油油路相連。

柴油機工作時，控制單元採集感測器的輸入信號，驅動電磁閥部分工作，從而控制針閥控制腔9泄油油路的開啟或關斷。高壓燃油通過噴油器進油口1供入噴油器後，儲存於蓄壓腔7內，並且經過與蓄壓腔7相連的進油油路一部分進入噴油嘴針閥底座11內的盛油槽12中，一部分進入針閥控制腔9中，當電磁線圈23斷電時，控制閥桿18在控制閥桿復位彈簧20的作用下處於落座狀態，針閥控制腔9泄油油路關斷，此時盛油槽12和針閥控制腔9中的燃油壓力相同，在針閥復位彈簧8的作用下，噴油器針閥10處於落座狀態，噴油器不噴油；當電磁線圈23通電時，銜鐵22被吸引，帶動控制閥桿18向上運動，針閥控制腔9泄油油路開啟，針閥控制腔9中的高壓燃油通過噴油器泄油口4進入低壓油路中，由於針閥控制腔9的進油孔小於泄油孔，故針閥控制腔9中的燃油壓力降低，此時盛油槽12中的油壓大於針閥控制腔9中的油壓，當壓力差大於針閥復位彈簧8的預緊力時，針閥10升起，噴油器開始噴油。

由上述工作過程可知，帶蓄壓腔的船用重油電磁控制噴油器的噴油過程，其針閥10的動作過程由高壓燃油配合電磁閥直接進行驅動，回響速度快，控制精度高，噴油規律靈活多變，有效提高了柴油機的動力性和燃油的經濟性，使船用重油柴油機能夠滿足更加嚴格的排放法規；蓄壓腔7能夠減緩燃油噴射時引起的壓力波動，有利於對噴油量的精確控制，同時，當噴油器套用於共軌燃油系統時，能夠減小共軌管的結構尺寸，從而降低共軌管對材料的要求，提高其使用壽命。

《帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器》的帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器主要包括蓄壓腔、電磁閥部分、噴油嘴部分以及噴油器體。蓄壓腔位於噴油器的最上方，分別與噴油器進油口和下方噴油嘴部分的油路相連。電磁閥部分主要由電磁閥體、鐵芯、線圈、銜鐵、控制閥桿、止動環、隔離塊和密封閥底座等組成。電磁閥體上加工有油冷卻滑油油路，與噴油器體上的冷卻滑油進口相連，控制閥桿的一端由止動環卡在銜鐵上，另一端穿過銜鐵下方的隔離塊連線於密封閥底座。噴油嘴部分主要包括針閥底座、針閥、針閥復位彈簧和限位孔板等結構。針閥底座分別與限位孔板和針閥形成針閥控制腔和盛油槽，盛油槽與限位孔板的進油油路相連，針閥復位彈簧將針閥壓向針閥底座。

榮譽表彰

2018年12月20日，《帶蓄壓腔式船用重油電磁控制噴油器》獲得第二十屆中國專利優秀獎。