一种共轨喷油器及其密封装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机燃油喷射系统，特别是涉及一种共轨喷油器及其密封装置。
【背景技术】
[0002]为满足发动机节能环保的迫切需求，共轨燃油喷射系统的喷射压力在急剧提高。在超高压的驱动下，如何有效防止燃油向低压的泄漏即实现可靠的密封已成为共轨喷油器开发所面临的一大挑战。
[0003]常见的共轨喷油器控制阀座区域的剖面图如图1、2所示。基于加工、装配工艺的考虑，控制阀座3的外圆面3A与喷油器体5的内圆面5A及内柱面5C采用间隙配合，配合间隙常在100微米以内。该配合面上部为高压油腔6、下部为低压回油腔4，为防高压燃油向低压腔的泄漏，在配合间隙中安装密封单元。而为满足共轨喷油器高温、高压的工作环境，密封单元必须同时具备如下基本条件:密封单元与配合密封面间具有足够大的接触压力、密封单元本身必须具有足够的抗压强度、能够耐高温、防挤出、抗蠕变。
[0004]目前，针对共轨喷油器控制阀座裙部密封单元的工作成果与专利文献很多。如专利文献CN100412353C中提到采用聚四氟乙烯的楔形密封圈。聚四氟乙烯在密封领域很常见，但聚四氟乙烯抗高温、抗蠕变能力差，聚四氟乙烯密封材料沿填充缝隙中挤出失效非常常见。为增强聚四氟乙烯的密封性能，常在聚四氟乙烯中填充一定比例的铜粉，因受聚四氟乙烯本体特性所限，填充铜粉很难显著提高材料的耐高温、抗蠕变性能;并且铜粉的添加使密封材料的脆性增加，抗拉性能下降，易于断裂。根据现有文献资料，受现有塑性材料的局限性，共轨喷油器裙部的超高压密封中没有塑性密封圈单独使用的情况介绍。为解决密封单元在高温、超高压下的挤出失效，一般需要增加辅助结构，如专利文献CN201206522Y与CN103899462A分别提出了辅助密封单元支撑的支撑环结构，如图1、2中所示，密封单元包括密封圈I和支撑环2，密封圈I的上、下、左、右端面分别为1A、1D、1B、1C，支撑环2安装在喷油器体5的台阶面5B上，密封圈I的下端面ID与支撑环2的上端面接触，该支撑环2与密封圈I配合使用，密封的可靠性有所提高。但支撑环2在设计时需要保证已渗入密封圈I的微量燃油的泄漏通道，需加工多个卸油槽。由于喷油器支撑环2尺寸本身很小，同时保证支撑与卸油的功能使得加工工艺复杂，如专利文献US6845756B2所述因支撑环2在喷油器上的装配工艺复杂，成品率低、可靠性差、给批量生产带来困难。
[0005]由此可见，上述现有的密封结构在实际应用中，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种加工工艺简单，易于装配，密封效果可靠，使用寿命长久的新的共轨喷油器用密封装置，成为当前业界极需改进的目标。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的是提供一种共轨喷油器的密封装置，使其加工工艺简单，易于装配，密封效果可靠，使用寿命长久，从而克服上述现有密封装置的不足。
[0007]本发明的又一个目的是提供一种应用所述密封装置的共轨喷油器，耐久性好，使用寿命长。
[0008]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0009]—种共轨喷油器的密封装置，包括用于安装在喷油器体与控制阀座之间的环形腔内的密封圈，所述密封圈采用聚醚醚酮材料制成，并用于过盈装配在所述环形腔内。
[0010]作为进一步地改进，所述密封圈的内侧面和外侧面均为圆柱面，所述密封圈的上、下端面为环形平面、V型面或斜面。
[0011 ]所述密封圈装配的过盈量为50微米至300微米。
[0012]所述密封圈的高度为2mm。
[0013]所述密封圈通过注塑成型工艺加工而成。
[0014]所述密封圈的下端面为平面且直接与所述喷油器体台阶面接触。
[0015]所述密封圈底部还设有支撑环，所述支撑环设于所述环形腔体底部、喷油器体台阶面上。
[0016]一种共轨喷油器，具有所述的密封装置。
[0017]由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点:
[0018](I)密封圈用于共轨喷油器控制阀座裙部径向密封，材料优异、结构简单，其所采用的聚醚醚酮非常适合于喷油器中的高温、高压的密封环境，如具有很好的化学稳定性，适用于燃油环境，具有很好的弹性，适用于过盈配合。
[0019](2)结构上密封圈同被密封件配合的内侧面1B、外侧面IC为圆柱面可保障密封效果，简化加工工艺和装配操作;密封圈的顶面IA与底面ID可做成平面、V型面或斜面。
[0020](3)密封圈可采用注塑成型，工艺简单，产品公差可控制在0.05%以内。
[0021](4)密封圈尺寸小，密封用料少，且工艺简单，综合成本低。
[0022](5)密封圈本身具有自支撑能力，可以独立使用，也可以与各种支撑环配合使用，加强密封效果。
【附图说明】
[0023]上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0024]图1是共轨喷油器控制阀套局部区域剖面图。
[0025]图2是共轨喷油器控制阀套裙部密封区域剖面图。
[0026]图3是应用本发明密封装置的共轨喷油器控制阀套局部区域剖面图。
[0027]图4是应用本发明密封装置的共轨喷油器控制阀套裙部密封区域剖面图。
[0028]图5是本发明中密封圈的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]请参阅图3所示，为解决共轨喷油器控制阀座3裙部与喷油器体5间的高压密封问题，本发明提出一种性能可靠、工艺性好的密封装置。该装置包括用于安装在喷油器体5与控制阀座3之间的环形腔内的密封圈I，所述密封圈I采用聚醚醚酮材料制成，并用于过盈装配在所述环形腔内，从而有效防止上部高压油腔6中的高压燃油向下部低压回油腔4泄漏。
[0030]请配合参阅图4、5所示，上述应用于共轨喷油器控制阀座3裙部密封的聚醚醚酮密封圈1，其内侧面IB和外侧面IC均设为圆柱面，分别与被密封的控制阀座3外圆3A、喷油器体5内柱面5C通过过盈装配，所述密封圈I的上端面1A、下端面ID则可设为环形平面、V型面或斜面等，优选地，所述密封圈I的上端面1A、下端面ID均为环形平面，易于加工及装配。
[0031]上述结构主要利用聚醚醚酮密封圈I的塑性变形与装配的过盈量实现密封配合面间装配压紧。应用上述密封圈I的喷油器工作过程中，作用于密封圈I上端面IA的燃油压力向密封配合面传递，密封面接触压力随被密封的燃油压力的增加而增加，由此实现喷油器裙部的高压密封。利用聚醚醚酮材料优异的材料特性与耐高温性能，密封圈I下端面ID可以直接与喷油器体5台阶面5B直接接触，实现不带支撑环的自支撑，即单独使用。若出现被密封件间隙较大的情况，也可在密封圈I下端面ID下方设置各种支撑环以互相配合使用。
[0032]应用于共轨喷油器控制阀座裙部密封时，本发明的上述密封装置实施简单。具体地，请参阅图2、3所示，按照如下步骤实施:
[0033](I)根据控制阀座3的外圆3A、喷油器体5的内柱面5C的结构尺寸确定密封圈I的基准尺寸。
[0034](2)基于I中所得基准尺寸，考虑密封圈内、外圈过盈量，该直径过盈量常为50微米至300微米，求得密封圈I配合面的自由尺寸。密封圈I的高度方向通常2_。
[0035](3)基于上步中所得的结构尺寸，采用聚醚醚酮材料，以注塑成型工艺加工成密封圈I。
[0036](4)在喷油器中装配所述密封圈I，利用聚醚醚酮密封圈I的塑性变形与装配的过盈量实现密封配合面间装配压紧。其中，密封圈I的内侧面1B，外侧面IC均为圆柱面，分别与被密封的控制阀座3外圆3A、喷油器体5内柱面5C通过过盈装配。
[0037](5)利用聚醚醚酮材料优异的材料特性与耐高温性能，密封圈I下端面ID可以直接与喷油器体5台阶面5B直接接触，实现不带支撑环的自支撑。密封圈I下端面ID与喷油器体5台阶面5B直接接触时，优选平面接触，即密封圈I下端面ID为环形平面，但也可以做成斜面结构。若出现被密封件间隙较大的情况，密封圈I下端面ID可与各种支撑环配合使用。
[0038]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种共轨喷油器的密封装置，包括用于安装在喷油器体与控制阀座之间的环形腔内的密封圈，其特征在于，所述密封圈采用聚醚醚酮材料制成，并用于过盈装配在所述环形腔内。2.根据权利要求1所述的一种共轨喷油器的密封装置，其特征在于，所述密封圈的内侧面和外侧面均为圆柱面，所述密封圈的上、下端面为环形平面、V型面或斜面。3.根据权利要求1所述的一种共轨喷油器的密封装置，其特征在于，所述密封圈装配的过盈量为50微米至300微米。4.根据权利要求1所述的一种共轨喷油器的密封装置，其特征在于，所述密封圈的高度为 2mm。5.根据权利要求1所述的一种共轨喷油器的密封装置，其特征在于，所述密封圈通过注塑成型工艺加工而成。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种共轨喷油器的密封装置，其特征在于，所述密封圈的下端面为平面且直接与所述喷油器体台阶面接触。7.根据权利要求1-5任一项所述的一种共轨喷油器的密封装置，其特征在于，所述密封圈底部还设有支撑环，所述支撑环设于所述环形腔体底部、喷油器体台阶面上。8.—种共轨喷油器，其特征在于，具有权利要求1-7中任一项所述的密封装置。
【专利摘要】本发明公开了一种共轨喷油器及其密封装置，所述密封装置包括用于安装在喷油器体与控制阀座之间的环形腔内的密封圈，所述密封圈采用聚醚醚酮材料制成，并用于过盈装配在所述环形腔内。所述密封圈还可进一步地与支撑环配合使用。本发明的密封装置加工工艺简单，易于装配，密封效果可靠，应用所述密封装置的共轨喷油器，耐久性好，使用寿命长。
【IPC分类】F02M61/16
【公开号】CN105508110
【申请号】CN201610045039
【发明人】张建明, 丁铁新, 尚伟, 秦淑英
【申请人】北京亚新科天纬油泵油嘴股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月22日