[0001] 本发明涉及柴油机高压共轨燃油系统技术领域，具体是一种安全阀。

[0002] 目前安全阀很多采用的阀芯属于常规的密封形式，在有限的空间内，为了保证安全阀适用于高压的环境下工作，其弹簧设计空间有限，导致阀芯密封直径小，进一步给加工带来困难，同时为了保证卸载流量的需求，阀芯的升程必然加大，进一步导致阀芯冲击力增大，寿命以及可靠性将大大的降低。本发明提供的安全阀在弹簧力相同的情况下，密封直径变大，降低加工难度。在相同流量下，需要的阀芯的升程大大减小，降低冲击力，提高寿命。另外一般的安全阀的出口都是固定的，本发明的出油口采用灵活可变的方式，；最后一个有益点还增加了主动泄压的功能，可适用更多的工作场合。

[0016] 如图1至图6所示，本发明涉及一种安全阀，包括阀体1、阀芯2、密封圈（3、5、8、10）、回油块4、弹簧6、固定螺母7以及弹簧座9等。

[0017] 如图3所示，阀体1中部设有进油孔102、节流孔103、进气口120、第一进气孔121、第二进气孔101、第一级孔104、第一锥面105、第二级孔106、第二出油孔107、第三出油孔108、第三级孔109、第四级孔110、第五级孔111、第一泄露回油孔122、第二泄露回油孔123；阀体1外部设置螺母安装部112、第一沉槽113、定位外圆（114、116、118）、第二沉槽115、回油槽117、第三沉槽119。

[0018] 进油孔102、节流孔103连通构成阀体1的进油道。进气口120、第一进气孔121、第二进气孔101连通构成阀体1的进气道。

[0019] 如图1、3所示，所述第一级孔104、第一锥面105、第二级孔106穿设有阀芯2，阀芯2上依次安装有穿设于第三级孔109、第四级孔110、第五级孔111的弹簧6、弹簧座9。所述阀体1的第二沉槽115、第三沉槽119、定位外圆（114、116、118）上穿插了回油块4，回油块4上安装有穿设于螺母安装部112的固定螺母7。

[0020] 如图4和图5所示，所述阀芯2上设置有导向部201、第一斜角202、第一级外圆203、第二锥面204、第二级外圆205、第三级外圆206、第四级外圆208、第一出油孔207。所述导向部201上设置有一密封槽209，用于安装密封圈10。所述阀芯2的第二锥面204通过弹簧6压紧在阀体1的第一锥面105上，阀芯2的导向部201直径与所述阀体1的第一级孔104直径相同，形成配合部，能有效减小燃油的泄露。所述阀芯2的导向部201直径小于第二级外圆205直径，当共轨部件上腔体的压力P1小于安全阀的开启压力P，高压燃油充满进油孔102、节流孔103和第一级孔104内，其压力都为共轨腔的压力P1，此时阀芯2的第一斜角202的截面积受到向下的液压力P1与弹簧力，第一级外圆203与第二级外圆205所形成的截面受到向上的液压力P1。第一斜角202的截面积小于第一级外圆203与第二级外圆205所形成的截面面积。与一般的阀芯相比，由于阀芯2设置了第一斜角202与导向部201，使阀芯2的第一级外圆203的所形成的密封直径大小可以远大于一般的阀芯，一般的阀芯的直径因为考虑到弹簧力的设计以及空间受限等因素，阀芯的密封直径很难设计的大，一方面增加了加工难度，加工质量变差会导致其寿命大大的降低；另外密封直径小，为了保证流通面积足够泄压，其升程将会增大，阀芯的冲击力也会增大，对安全阀的可靠性来说也是一个隐患。

[0021] 阀芯2的第三级外圆206直径与阀体1的第二级孔106直径相同，保证阀芯2在运动过程中能顺畅的移动。阀体1的第二级孔106与阀芯2的第三级外圆206、第二级外圆205形成第一压力腔。所述阀芯2的第一级外圆203与所述阀体1的第一级孔104之间形成的流通面积大于节流孔103的流通面积，确保共轨腔的燃油压力能顺畅的通过进油孔102、节流孔103后到达第一压力腔。

[0022] 当阀芯2达到升程h为0时，即阀芯2打开到最大，第一锥面105与第二锥面205形成的流通面积最大，第一出油孔207由四个半圆直径组成，四个第一出油孔207的流通面积小于阀体1的第一锥面105与第二锥面204形成的最大流通面积的4倍；阀体1的第二回油孔107由6个孔组成，6个第二回油孔107的流通面积大于所述第一出油孔207的流通面积。此时第一压力腔的还存在压力，用于维持阀芯2处于最大升程的状态。

[0023] 如图2所示，所述弹簧座9下部外圆高度h1＋阀芯2的第三级外圆206高度h2＞第二出油孔107的高度h3。能保证阀芯2升程h为0时，第一压力腔的燃油只能流经第一出油孔207后才能达到第二出油孔107，保证第一压力腔的压力始终不为0。

[0024] 所述阀体1设置有三条通路，第一条用于安全阀超压后阀芯2打开后燃油回油。

[0025] 初始状态，安全阀处于不工作状态，此时共轨部件上腔体的压力P1小于安全阀的开启压力P，此时在弹簧6的向下作用力下，阀芯2的第一锥面105和第二锥面204形成密封，高压燃油充满进油孔102、节流孔103个第一级孔104内，其压力为共轨腔的压力P1。而第一压力腔、第一出油孔207、第二出油孔107都没有燃油。

[0026] 当共轨腔压力达到P2，此时大于安全阀的开启压力P，阀芯2向着弹簧6的方向运动，阀芯2打开，高压燃油经过节流孔103、第一级孔104后流经第一锥面105进入到第二级孔106。后经过第一出油孔207、第二出油孔107、第三出油孔108、第三级孔109、第四出油孔
402、出油口403后回到油箱；当油泵的供油量远大于喷油器的喷油量时，轨压迅速上升，此时安全阀的阀芯2快速打开，由于四个第一出油孔207的第一出油孔207的流通面积大于第一锥面105与第二锥面204之间形成的流通面积（但也不至于太大），导致第一压力腔的压力大于0，能使阀芯2能快速克服弹簧6的预紧力，达到升程h为0的状态；当共轨腔的压力慢慢的接近安全阀的开启压力，但是还是比安全阀的开启压力大，即供油量稍微大于喷油量，此时经安全阀出去的卸载流量降低，经过第一压力腔的流量变小，其压力降低，不足以克服弹簧6的第二负荷力，此时阀芯2的升程h慢慢的由0增大到设定值，后又因为共轨腔的压力大于安全阀的开启压力，阀芯2又打开，此时h不能达到最大，阀芯2打开关闭如此上下往复运动，当共轨腔的压力小于安全阀的开启压力时，阀芯2关闭。

[0027] 安全阀工作时，阀芯2打开，燃油经第一出油孔207、第二出油孔107、第三级孔109、第三出油孔108、回油槽117、第四出油孔402后回到油箱，回油槽117设置在阀体1上，第四出油孔402设置在回油块4上，为了避免回油槽117与第四出油孔402的燃油泄露，该回油槽117的定位外圆114、116、118与定位孔401的直径相同，回油槽117两侧还设置了第二沉槽115、第三沉槽119分别用于装密封圈3、5。当安全阀安装在共轨部件上时，因为采用螺纹连接的方式固定，由于工作压力不同、力矩大小不同、力矩扳手的误差等因素会导致每次安全阀周向的安装位置不同，这就导致安装在安全阀上的回油块4上的回油口位置变化，进一步地，导致回油口与回油管安装口有差，特别是对一些机车上回油管，回油管都采用的钢管材料，一旦其形状位置定了后，其位置本身就紧凑，导致调整的余量特别小，稍微错位将会装不上；即使能使劲憋起安装，在振动剧烈的环境下长时间运动必然导致回油管漏油，大大的缩短寿命。针对这个情况，本实施例中设计了一种回油口可变的结构。如图1、图6所示，回油块4是通过拧紧固定螺母固定的。当安全阀固定后，其回油口通过拧松固定螺母，旋转回油块4使出油口403装在回油管上，该回油块4能在360°的方向上旋转，其安装角度根据油管的位置进行设置，此时的回油槽采用周向设计，不管回油块旋转的角度如何，其回油槽始终与第三出油孔108、第四出油孔402相互连通。该回油口的设计安装简便，可靠性强。

[0028] 结合图2所示，该安全阀还设置了另外一条用于通压缩空气通路；当燃油系统在停机时，可以通压缩空气经进气口120、第一进气孔121、第二进气孔101进入到第一级孔104的底部，压缩空气推动阀芯2向着弹簧6的方向运动，此时共轨腔的燃油压力降低，进行泄压，燃油出油与上述过程一致。

[0029] 由第一级孔104与阀芯2的导向部201、第二锥面204之间形成的空腔叫燃油腔，由第一级孔104与导向部201的底面之间形成的空腔叫压缩空气腔。燃油腔与压缩空气腔是由阀芯2的导向部201隔绝形成，虽然导向部201与第一级孔104相互配合，为了保证阀芯2的顺畅运行，阀芯2的导向部201与第一级孔104属间隙配合，因燃油压力比压缩空气压力大很多，燃油从导向部201与第一级孔104间隙之间泄露到压缩空气腔，为了防止燃油腔的燃油泄漏到压缩空气腔，在导向部201设置了多道环槽210，用于收集导向部201与第一级孔104形成的泄露燃油，靠近第一斜角202的环槽210与第一斜角202保证一定的距离，保证导向部201与第一级孔104形成配合段有一定的长度，才能减小泄露。在环槽210靠近压缩空气腔之间设置有密封槽209，用于安装密封圈10，进一步降低燃油泄露到压缩空气腔的风险。相邻两道环槽210之间的距离h4＜阀芯升程h＜第一泄露回油孔122的直径，阀芯1在初始状态时h最大（即h为设定值），环槽210与第一泄露回油孔122连通，当阀芯2运动h为0时，此时环槽
210与第一泄露回油孔122也处于连通状态。

[0030] 在燃油腔与压缩空气腔之间设置的环槽210形成了第三条油路，用于泄露回油回油，所述环槽210用于泄露回油，与阀体1第一泄露回油孔122相连通，环槽210内的泄露燃油经阀体上设置的第一泄露回油孔122、第二泄露回油孔123（第一泄露回油孔122、第二泄露回油孔123连通构成泄露回油道）后与所述第三级孔109连通，最终回油经第三出油孔108、第四出油孔402、出油口403后回到油箱。

[0031] 本申请一方面能在燃油系统超压的时候能快速的降压，保证到目标压力。另一方面能在任何紧急状态下，通压缩空气进行泄压，保护各部件以及人员的安全。