[实用新型]自适膨胀补偿配合缝隙变形的喷油器活塞偶件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种主要用于电控高压喷射系统，具有自适应膨胀特点的活塞组件。

技术背景

在电控高压喷射系统中，活塞偶件的密封性和偶件动作的灵活性是一对矛盾的指标，间隙过小会影响喷油器工作的可靠性和使用寿命；间隙过大将导致控制腔内的高压不能建立.使得大量的高压燃油泄漏不仅增加了高压泵的负荷，而且对喷射系统实现稳定的喷射压力和喷射开始时刻的准确性会产生很大的影响，在如图2所示的现有技术的活塞组件中，活塞杆2停止在上死点、再由上死点向下死点运动、到达下死点后并停止在下死点、再由下死点向上死点运动、到达上死点并停止在上死点，何时开始运动，在上死点和下死点停留多长时间，完全取决于作用在阀球3上密封力F1的变化。上述活塞杆是用于对电控共轨喷油器先导阀信号的一种推力的放大元件。电控喷油器的关闭状态和喷射状态之间的转换是通过该活塞杆的运动来实现的，在实现这个功能的同时也带来了高压燃油的泄漏，高压燃油的泄漏对喷射系统实现稳定的喷射压力和喷射开始时刻的准确性会产生很大的影响，因而在电控高压喷射系统中，减少高压燃油的泄漏是保证系统具有稳定的喷射压力和喷射开始时刻的关键技术之一。由于在高压燃油的作用下，活塞头部直径缩小，而活塞筒相应位置的孔径因膨胀而增大，导致二者之间的间隙环缝变大，大大的消弱了两个偶件之间的密封作用，从而导致泄漏量增加，以至于影响喷射压力的稳定性和开始喷射时刻的准确性。

如上所述，塞杆2在工作时共有四个状态：

活塞筒1的顶部的单向阀活门开口被阀球3堵住时，使塞杆2向下死点运动；

使塞杆2运动到下死点后，活塞筒1的顶部的单向阀活门开口仍被阀球3堵住期间，塞杆2停止在下死点不动；

塞杆2到下死点停止后，阀球3松开活塞筒1的顶部的单向阀活门开口，使塞杆2由下死点向上死点方向运动；

使塞杆2运动到上死点后，阀球3仍处于松开活塞筒1的顶部的单向阀活门开口的状态下，塞杆2停止在上死点不动；

上述四个状态的转换，受控于阀球3的堵住还是松开。在上述四个状态中，塞杆2处在下死点的时间最长，远远超过其它三个状态时间的总和，而在这个状态中控制室6内燃油的压力最高，导致活塞头部被高压燃油压缩直径缩小，而活塞筒相应位置的孔径因膨胀而增大，使二者之间的间隙环缝变大，大大的消弱了两个偶件之间的密封作用，从而导致泄漏量增加，因此减少在这个状态下燃油的渗漏成为关键。

上述现有技术的不足在于，在活塞处于下死点时，活塞筒1的顶部的单向阀活门开口被阀球3堵住，从旁路斜插进油孔5进入控制室6的燃油压力很高，此时活塞杆2在上端承受的高压燃油压力和下端承受的反向作用力F2的共同作用下，使得活塞杆2上端受压，活塞杆2被压缩，产生压缩变形，活塞杆圆柱体下部直径产生微小的变粗。在图2所示的变形曲线14中，可见在160MPa下的活塞杆2半径方向的鼓包形状的变形曲线。与此同时，在活塞筒1内的控制室6，在高压燃油的作用下，活塞筒1的中心容腔孔上部呈现变大的漏斗形。在图2所示的曲线15中，在160MPa下，可见活塞筒1的中心容腔孔的半径方向的变形漏斗曲线，上述两个配合偶件零件的变形结果，使得两个配合偶件零件的变形后的间隙，由常压下理论单边配合间隙环缝h1增大为高压下变形后单边配合间隙环缝h2。由于单边配合间隙环缝明显变大，导致燃油从活塞筒1的中心容腔孔与活塞杆2配合偶件的配合间隙中渗漏的燃油大幅增加，影响活塞组件的正常工作。

由于常压下的单边理论配合间隙环缝h1，在高压下变形后缩小，单边配合间隙环缝h2也会随之缩小。然而常压下的单边理论配合间隙环缝h1的缩小是有限度的。现有技术活塞组件的配合间隙已经小到2微米的水平，如果常压理论下的单边配合间隙环缝h1过小又会影响活塞的往复运动的灵活性。

通过对比活塞杆2对应的直线12所代表的理论半径R1与160MPa压力下，现有技术活塞杆2半径变形曲线14，以及125MPa下现有技术活塞杆2半径变形曲线16可知，活塞杆2在160MPa和125MPa高压燃油压力作用下，上部半径均明显变小，其下部则均少许变大，压力越高这个变化越明显。

通过对比活塞筒1对应的直线13所代表的理论半径R2，与在160MPa压力下活塞筒1半径变形曲线15，以及125MPa压力下的活塞筒1半径变形曲线17可知，活塞筒1在160MPa和125MPa高压燃油压力作用下，半径均呈喇叭口状膨胀增大，其结果导致活塞杆2与活塞筒1相配合间隙的下部环缝环缝虽然增加不太多，但上部间隙环缝却大大增加。从而使泄漏量也随之大大增加。