柴油機噴油嘴的針閥及針閥偶件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及柴油機的噴油裝置，特別涉及柴油機噴油嘴針閥、針閥偶件。
【背景技術(shù)】
[0002]噴油嘴作為燃油噴射過程的執(zhí)行器，是進氣渦流及燃燒室的關(guān)鍵接口，其對噴霧與燃燒室的配合和混合氣的形成質(zhì)量起到了決定性的作用，直接決定著發(fā)動機的性能指標。在柴油機噴油嘴的眾多零部件中，針閥與針閥體偶件至關(guān)重要。
[0003]眾所周知，針閥與針閥體是噴油嘴中一對精密偶件，主要起到密封和導(dǎo)向的作用，其工作環(huán)境極其惡劣。針閥具有出油端、低壓端、和導(dǎo)向面，在針閥抬起的過程中，高壓燃油極易通過導(dǎo)向面與針閥體之間的間隙泄漏到低壓回路中。隨著噴射壓力的提高，燃油泄漏量急劇增加。
[0004]當高壓燃油泄漏時，壓力會轉(zhuǎn)化為熱能，針閥及針閥體受熱溫度升高，進而使燃油溫度再度升高，燃油粘度下降，泄漏量進一步增加，由此形成惡性循環(huán)。另外，高溫引起的燃油劣化及燃油的運動粘度下降會導(dǎo)致潤滑效果變差，使得噴油嘴偶件中針閥與針閥體之間的潤滑不良，兩者容易咬死，降低噴油嘴的使用壽命。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是改善柴油機噴油嘴的針閥與針閥體之間潤滑，提高密封防泄漏，以保證柴油機噴油嘴的性能和使用壽命。
[0006]本實用新型提供了柴油機噴油嘴的針閥，針閥包括一個出油端、一個低壓端、和一個導(dǎo)向面，導(dǎo)向面上均布有凹腔，所有凹腔與導(dǎo)向面交界處形成的面積之和為導(dǎo)向面的周向理論表面積的2%?30%，各凹腔在針閥徑向的凹陷深度從其最靠近出油端處到最靠近低壓端處逐漸增加。
[0007]在柴油機噴油嘴的針閥一種示意性實施方式中，各凹腔在針閥徑向的凹陷深度沿從其最靠近出油端處到最靠近低端處線性增加，使凹腔內(nèi)形成一個傾斜于針閥軸線的傾斜面。
[0008]在柴油機噴油嘴的針閥另一種示意性實施方式中，使傾斜面與針閥軸線的夾角為10。至 45。。
[0009]在柴油機噴油嘴的針閥的還一種示意性實施方式中，凹腔與導(dǎo)向面交界處形成的形狀可以是圓形、矩形、三角形和/或多邊形。
[0010]本實用新型還提供柴油機噴油嘴的針閥偶件，它包括一個實用新型所提供的針閥和一個針閥體，針閥體套設(shè)針閥，針閥體與針閥間具有一個徑向間隙，凹腔的最大凹陷深度與該徑向間隙之比為0.4至4。
[0011]本實用新型通過在針閥導(dǎo)向面加工出的凹腔，改善了針閥與針閥體之間的潤滑條件，同時提高了密封性能，延長了噴油嘴的使用壽命。
【附圖說明】
[0012]以下附圖僅對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。
[0013]圖1是柴油機噴油嘴的針閥的一種示意性實施方式的局部示意圖。
[0014]圖2是圖1的局部放大示意圖。
[0015]圖3是柴油機噴油嘴的針閥偶件的一種示意性實施方式的局部示意圖。
[0016]圖4是圖3的局部放大示意圖。
[0017]圖5是利用仿真模擬軟件分析出的針閥偶件燃油泄漏量比對結(jié)果。
[0018]標號說明
[0019]10 針閥
[0020]11出油端
[0021]12導(dǎo)向面
[0022]13低壓端
[0023]20 凹腔
[0024]30針閥體。
【具體實施方式】
[0025]為了對實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】，在各圖中相同的標號表示相同或相似的部分。附圖僅用于說明本實用新型，不代表本實用新型的實際結(jié)構(gòu)和真實比例。
[0026]如圖1所示，柴油機噴油嘴的針閥10包括一個出油端11、一個低壓端13、和一個導(dǎo)向面12。參考圖2并結(jié)合圖1所示，導(dǎo)向面12上均布有凹腔20，所有凹腔20與導(dǎo)向面12交界處形成的面積之和為導(dǎo)向面12的周向理論表面積的2%?30%。例如在圖示的示意性實施方式中，該比例為15%。其中，導(dǎo)向面12的周向理論表面積是指如果導(dǎo)向面12上沒有凹腔，完全由平滑表面構(gòu)成時的周向表面積。
[0027]圖2為圖1的局部放大示意圖。如圖所示，凹腔20在針閥10徑向的凹陷深度從其最靠近出油端11處到最靠近低壓端13處逐漸增加，其最大凹陷深度為圖中所示的H。
[0028]如圖2所示，在針閥的一種示意性實施方式中，凹腔20在針閥10徑向的凹陷深度從其最靠近出油端處到最靠近低壓端處為線性增加，使凹腔20內(nèi)形成一個傾斜于針閥軸線的傾斜面22，以方便凹陷20的加工。但凹陷深度的變化也可以是非線性的。
[0029]在針閥一種示意實施方式中，上述傾斜面22與針閥10軸線方向的夾角Θ為10度至45度，例如在圖4的示意性實施方式中，Θ角為30度。在整個導(dǎo)向面12上，凹腔20與導(dǎo)向面12交界處形成的形狀可以均為是圓形、矩形、三角形或多邊形，當然，這些凹腔也可以有不同的形狀，即它們可以圓形、矩形、三角形或多邊形幾種的組合。圖3和圖4是柴油機噴油嘴的針閥偶件的一種示意性實施方式的局部示意圖。如圖3如示，它包括一個如前所述的針閥10和一個針閥體30，針閥體30套設(shè)針閥10。參見圖4，針閥體30與針閥10間具有一個徑向間隙h，凹腔20的最大凹陷深度Η與該徑向間隙h之比在0.4至4的范圍內(nèi)，在圖示的示意性實施方式中，這一比例為1。
[0030]例如，在一種不意性實施方式中，針閥導(dǎo)向面的直徑為7mm，凹腔的直徑為35 μ m，凹腔面積占有率為15%，凹腔在導(dǎo)向面上形成的均為圓形，凹腔最大凹陷深度Η與徑向間隙h之比1，凹陷與針閥軸線方向的夾角Θ為30度，利用Fluent仿真軟件可以分析出此時針閥偶件的燃油泄漏量與燃油壓力之間的對應(yīng)關(guān)系，如圖5中實線所示。圖5中虛線所示為未加工出凹腔的同尺寸針閥的對比曲線，由此可以看出，凹腔的防燃油泄漏效果。從圖5可見，隨著噴射壓力的逐漸提高，嘴燃油泄漏量呈線性增加，在針閥的導(dǎo)向面采用帶有深度變化的凹腔20后，燃油的泄漏量降低，特別是在超高噴射壓力條件下降低效果更為明顯。
[0031]另外，使凹腔20在針閥10徑向的凹陷深度從其最靠近出油端11處到最靠近低壓端13處逐漸增加，在針閥10落座過程，更利于在導(dǎo)向面12上的凹腔20形成楔效應(yīng)，存儲在這些凹腔20內(nèi)的燃油，在導(dǎo)向面12與針閥體30之間產(chǎn)生具有一定厚度和承載能力的動壓潤滑油膜，使導(dǎo)向面12與針閥體30之間形成非接觸式滑動，極大改善了潤滑條件，從而有效防止針閥10與針閥體30之間因缺少潤滑而發(fā)生咬死的現(xiàn)象。
[0032]應(yīng)當理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
[0033]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施例的具體說明，它們并非用以限制本實用新型的保護范圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等效實施例或變更均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.柴油機噴油嘴的針閥（10)，所述針閥包括一個出油端（11)、一個低壓端（13)、和一個導(dǎo)向面（12)，其特征在于： 該導(dǎo)向面（12)上均布有凹腔（20)，各所述凹腔（20)與所述導(dǎo)向面（12)交界處形成的面積之和為所述導(dǎo)向面（12)的周向理論表面積的2%?30% ;各所述凹腔（20)在所述針閥(10)徑向的凹陷深度從其最靠近所述出油端（11)處到最靠近所述低壓端（13)處逐漸增加。2.如權(quán)利要求1所述的柴油機噴油嘴的針閥，其中各所述凹腔（20)在所述針閥（10)徑向的凹陷深度從其最靠近所述出油端（11)處到最靠近所述低壓端（13)處線性增加，使所述凹腔（20 )內(nèi)形成一個傾斜于所述針閥軸線的傾斜面（22 )。3.如權(quán)利要求2所述的柴油機噴油嘴的針閥，其中所述傾斜面（22)與該針閥軸線的夾角（Θ )為 10。至 45。。4.如權(quán)利要求1所述的柴油機噴油嘴的針閥，其中所述凹腔（20)與所述導(dǎo)向面（12)交界處形成的形狀可以是圓形、矩形、三角形和/或多邊形。5.柴油機噴油嘴的針閥偶件，它包括： 一個如權(quán)利要求1至4中任一項所述的針閥（10)，和 一個套設(shè)所述針閥的針閥體（30)，所述針閥體（30)與所述針閥（10)間具有一個徑向間隙（h)，所述凹腔（20)的最大凹陷深度（H)與該徑向間隙（h)之比為0. 4至4。
【專利摘要】柴油機噴油嘴的針閥，其包括一個出油端（11）、一個低壓端（13）、和一個導(dǎo)向面（12）。導(dǎo)向面上均布有凹腔（20），凹腔面積占有率為導(dǎo)向面（12）的周向理論表面積的2%～30%。各凹腔（20）在針閥徑向的凹陷深度從其最靠近出油端處到最靠近低壓端處逐漸增加。本實用新型通過在針閥導(dǎo)向面加工出凹腔，改善了針閥與針閥體之間的潤滑條件，同時提高了針閥與針閥導(dǎo)向面（12）之間的密封性能，延長了噴油嘴的使用壽命。本實用新型還涉及具有上述針閥的針閥偶件。
【IPC分類】F02M61/10
【公開號】CN205089512
【申請?zhí)枴緾N201520604157
【發(fā)明人】尹必峰, 俞升浩, 賈和坤, 孫建中, 何建光, 徐毅
【申請人】江蘇大學, 常柴股份有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年8月12日