电控喷油器 【技术领域】
本发明涉及一种用于内燃机电控燃油喷射系统的电控喷油器，尤其是用于汽油机气道口燃油喷射的电控喷油器。
背景技术
目前市场上常用的电控喷油器，如上海联合电子有限公司生产的电控喷油器，其作用相当于一个电磁阀，电控喷油器中的线圈通电时，喷油器中的针阀被衔铁拉动离开阀座，压力燃油从喷油器头部的单孔或多孔的喷油口喷出。这种电控喷油器体积较小，安装方便，但是需要一个压力为1.5-3.5巴的燃油泵给它供油，燃油喷射系统的成本较高。
美国专利US-4373671公开了一种集油泵与喷油器为一体的电控喷油器。该电控喷油器内有一个衔铁和一个柱塞，线圈通电之后，衔铁在电磁力作用下推动柱塞，位于燃油入口处的进油阀关闭，燃油腔中的燃油受柱塞挤压，打开位于喷油口处的出油阀，燃油喷出。这种电控喷油器的优点是：集油泵与喷油器为一体，无需油泵给它提供燃油压力，但缺点是：衔铁和柱塞是两个元件，油路布置不紧凑，结构复杂，电控喷油器的体积较大，在发动机上的安装不方便。
本发明的目的就是使电控喷油器，既能集油泵与喷油器为一体，又结构紧凑，具有市场上常用电控喷油器的小体积。
【发明内容】
为达到上述目的，本发明所提出地电控喷油器，包括由软磁材料制成的铁芯、壳体、导磁套，以及柱塞、线圈、进油阀、出油阀和喷油口，铁芯与柱塞之间有一工作间隙，其特征在于：柱塞的外围和顶部是一由软磁材料制成的外壳；铁芯、壳体、导磁套、柱塞的外壳和工作间隙依次相连，构成围绕所述线圈的闭合磁路。
本发明提出的电控喷油器，其中的出油阀有两个具体实施方案。方案1：出油阀包括一弹簧、一阀芯、和一阀座，此阀座固定在柱塞外壳的内部，所述的阀芯是一个外圆面开有多个凹槽的圆片；方案2：出油阀包括一弹簧、一阀芯和一阀座，阀座固定在柱塞外壳的内部，阀芯是一个圆片，没有凹槽，有一导向套，其中有一起阀芯导向作用的内圆面和起阀芯轴向止推作用的凸台，所述内圆面上开有多个凹槽，此导向套固定在所述柱塞外壳的内部，所述阀芯安装在此导向套中，并可以沿轴向运动。
本发明提出的电控喷油器，实现柱塞外圆面动密封有两个实施方案。方案1：线圈骨架由非磁性耐磨材料制成，内有一圆孔，柱塞在此圆孔中可以沿轴向自由运动，柱塞的外圆面与所述圆孔的内圆面在接触部分是动密封副配合的；方案2：导磁套内有一圆孔，柱塞在此圆孔中可以沿轴向自由运动，所述柱塞的外圆面与此圆孔的内圆面在接触部分是动密封副配合的。
本发明提出的电控喷油器，其喷油口有4个实施方案。方案1：喷油口由一个或多个喷油孔组成；方案2：喷油口是一个由锥型阀芯和阀座构成的环型通道，阀芯上作用有一弹簧，使所述阀芯受到一个关闭环型通道的弹簧力；方案3：是在方案1的基础上，在喷油孔的下游，加装一个空气辅助雾化机构，空气辅助雾化机构包括依次相通的一个或多个进气口、一个进气腔、一个或多个混合喷孔；方案4：是在方案2的基础上，在环型通道的下游，加装一个空气辅助雾化机构，空气辅助雾化机构包括依次相通的一个或多个进气口、一个进气腔、一个或多个混合喷孔。
本发明提出的有关出油阀、进油阀、柱塞外圆面动密封形式、喷油口的各种实施方案，可以根据实际需要任意组合实施。
由于本发明的电控喷油器中有一受电磁力驱动的柱塞，因此具备油泵的功能，无需外部油泵给它提供燃油压力；又由于柱塞在磁路中兼有衔铁的作用，无需独立的衔铁，以及衔铁和柱塞之间的连接零件和燃油通道，使电控喷油器的结构得到简化，结构紧凑，体积缩小。
【附图说明】
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
图1是一个实施例的电控喷油器纵向剖示图。
图2是图1中的出油阀阀芯俯视图。
图3是出油阀的另一个实施方案的柱塞纵向剖示图(放大)。
图4是图3中的A-A向剖视图。
图5是图1中的进油阀阀芯俯视图。
图6是喷油口采用第2个实施方案的电控喷油器纵向剖视图。
图7是喷油口采用第3个实施方案的电控喷油器纵向剖视图。
【具体实施方式】
如图1所示，电控喷油器包括由软磁材料制成的铁芯1、壳体2、导磁套8，以及柱塞5、线圈3、进油阀9、出油阀6和喷油口27，铁芯1与柱塞5之间有一工作间隙4。柱塞5的外围和顶部是一由软磁材料制成的外壳10。铁芯1、壳体2、导磁套8、柱塞的外壳10和工作间隙4依次相连，构成围绕线圈3的闭合磁路。
当驱动电流通过插头12、引出电线11作用于线圈3时，柱塞5受到向上的电磁力，当该电磁力克服柱塞弹簧24的预紧弹簧力时，柱塞5向上运动，同时出油阀阀芯20在液压力和弹簧22的弹簧力作用下关闭。存在工作间隙4中的燃油，在柱塞5的挤压下，经过通道26，从位于喷油口27处的喷油孔28喷出，这是电控喷油器的喷射过程。在柱塞5向上运动的同时，柱塞5与进油阀阀芯18之间的空间扩大，产生一定的真空度，存在于电控喷油器外部的与大气压力相等或略大于大气压力的燃油，经过入口14、滤清器15，克服弹簧16的弹簧力，打开进油阀阀芯18，再经过凹槽34，进到柱塞5与进油阀阀芯18之间的空间。线圈断电之后，作用在柱塞5上的电磁力消失，柱塞5在柱塞弹簧24作用下开始下行，喷射过程结束。此时进油阀阀芯18在弹簧16的作用下关闭，柱塞下端与进油阀阀芯18之间的燃油受到挤压，克服弹簧22的弹簧力，使出油阀阀芯20脱离阀座19，燃油经过出油阀阀芯20上的凹槽33进入工作间隙4，这是柱塞5的复位过程，这个过程一直持续到柱塞5下端面与进油阀阀芯18接触。到此为止电控喷油器完成了一个工作循环，进入等待状态。
在图1所示的实施例中，出油阀包括弹簧22、阀芯20和阀座19，阀座19固定在柱塞外壳10内部，弹簧22的上端与位于外壳10内的平面21接触，弹簧22的下端与阀芯20接触。如图2所示，阀芯20是一个外圆面开有多个凹槽33的圆片；图4所示的是出油阀的另一个实施方案，与图1、2所示出油阀的不同点是：阀芯20是一个圆片，外圆没有凹槽，有一导向套29，固定在外壳10的内部，其中有一起阀芯导向作用的内圆面31和起阀芯轴向止推作用的凸台30，此内圆面上开有凹槽32的，导向套29固定在外壳10内部，阀芯20安装在导向套29中，并可以沿轴线运动。
在图1所示的实施例中，进油阀包括弹簧16、阀芯18和阀座17，阀座17可以是壳体2的一部分，也可以是一个独立的元件，弹簧16的上端与位于柱塞5下部的平面13接触，下端与阀芯18接触。图5是图1中的进油阀阀芯的俯视图，阀芯18是一个外圆面开有多个凹槽34的圆片。
进油阀9、出油阀6，还可以采用目前公知的其它单向阀形式。
在图1所示的实施例中，为了使柱塞5在工作时，防止柱塞上下端的燃油通过柱塞外圆面而发生短路，本发明提出两个保证拄塞动密封的实施方案：方案1：线圈骨架25的材料由非磁性耐磨材料(比如有机复合材料、不锈钢、铜合金)制成，圆孔23位于线圈骨架25内部，柱塞5的外圆面与圆孔23的内圆面在接触部分是动密封副配合，从而使柱塞5在圆孔23中既可以沿轴向自由运动，又保持密封状态；方案2：圆孔7位于导磁套8内，柱塞5的外圆面与圆孔7内圆面的接触部分是动密封副配合，从而使柱塞5在圆孔7中既可以沿轴向自由运动，又保持密封状态。
在图1所示的实施例中，喷油口27是一个位于喷油器轴线位置的单个圆柱型喷油孔28，根据实际需要，喷油孔的形状也可以是非圆柱型，喷油孔的数目也可以是多个，喷油孔的轴线也可以设计成各种方向。图6是喷油口的第2个实施方案，该喷油口是一个由锥型阀芯35和阀座37构成的环型通道36，阀芯上作用有一弹簧38，使阀芯35受到一个关闭环型通道36的弹簧力，阀座37固定在铁芯1中。当喷射过程开始时，通道26内的燃油克服弹簧38的弹簧力，使锥型阀芯35脱离阀座37，燃油从环型通道36喷出，在电控喷油器停喷期间，作用在阀芯35上的弹簧38，使锥型阀芯35落座，关闭环型通道36。图7所示的是喷油口第3个实施方案，是在方案1所示的喷油孔28的下游加装了一个空气辅助雾化机构，该机构包括依次相通的一个进气口39、一个进气腔40、一个混合喷孔41。该空气辅助雾化机构同样适合加装在方案2中环型通道36的下游。混合喷孔的形状、数目和方向可根据实际情况选定，进气口的数量也可以是多个。