CN100383375C - 电控高压喷油泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电控高压喷油泵，应用于压燃式发动机燃料喷射系统中。它包含有电磁阀、调压阀、喷油泵。电磁阀的阀套内表面上设有环形槽，槽上有孔，阀芯外表面上设有环形槽。电磁阀的进油道与喷油泵的高压输出端相联，出油道与出油阀相联。调压阀的进油道与喷油泵的高压油腔相通。本发明的优点在于构思新颖，结构相对简单，制造难度较低，应用计算机和传感器技术，能根据发动机的工况控制喷油定时和喷油量，使发动机燃烧良好，降低噪声和油耗，减少污染物的排放。

Description

电控高压喷油泵

技术领域

本发明提供了一种电控高压喷油泵，是属于压燃式发动机(如柴油机)燃料(如柴油)喷射系统中的高压喷油泵。

背景技术

节约能源和保护环境是人类追求的目标，提高燃油经济性，减少排放污染物以及降低噪音是内燃机技术发展的趋向。要对柴油机的燃烧状态进行精确的控制，不仅要根据转速控制喷油定时与喷油量，而且要根据运行中的实时转速与负荷进行最佳控制，还要根据发动机的温度，进气压力及温度等运行参数进行综合控制。因为它需要有高的喷油压力，极其准确的喷油过程和喷油量，因此，用机械调节式喷油系统不再能满足这些要求。由此人们在柴油机上应用了电控技术。但早期开发的电控喷油装置仍存在控制精度不太高及结构复杂的问题，而新开发的时间控制方式的电控喷油装置也存在一些较难解决的问题，如现有的高压共轨喷油系统中的电控喷油器在恒高压下泄漏相对较严重，高电压、大电流脉冲电磁阀制造难度太大，长期处于恒高压下的针阀易变型和磨损。而电控泵喷油器，需对发动机作较大改动，只适合于新设计的发动机。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处而提供一种新的电控高压喷油泵。它的重要部件是是电磁阀，电磁阀设计了阀芯压力平衡结构，使得它仅需很少的电磁力，就能使阀芯可靠而又灵敏地动作。又由于在喷油装置中设计了蓄压结构，构造出蓄压油腔，其油压由调压阀调节控制，因此该油压可独立于喷油量与发动机转速而设定，在喷油过程中近似为一常值。在ECU的控制下，可以高精度地控制喷油定时与喷油量。还可以方便地实现预喷射和后喷射，预喷射和后喷射的量及与主喷射的间隔可灵活设定，且预喷射和主喷射的喷油压力可分别设定。能在不同工况下都以较高的喷射压力实现稳定可控喷射，使发动机燃烧良好，降低噪声、减少有害污染物的排放、降低油耗。它结构相对简单，制造难度相对较低。

本发明的目的是这样实现的：电控高压喷油泵，包含有电磁阀、调压阀、喷油泵，本发明的特征在于电磁阀的阀套内表面上设有环形槽，槽上有孔。阀芯外表面上设有环形槽，电磁阀的进油道与喷油泵的高压输出端相联，电磁阀的出油道与出油阀相联，调压阀的进油道与喷油泵的高压油腔相通，上述结构和联接后，在电磁阀的进油道和喷油泵柱塞的压油端之间可形成一个油压受控于调压阀的蓄压油腔。当喷油泵为直列式柱塞泵时，电磁阀的阀套内表上设有四道环形槽，槽上有孔，分别与阀体上的回油道、进油道、出油道、调压阀进油道相通，阀套上还设有一孔，通过阀套外表面上的油槽与回油道相通，阀芯外表面上设有四道环形槽，分别可与阀套上的进油道、出油道、回油道、调压油道相通，且其上的进、出油环形槽互通，调压油道两道环形槽互通，电磁阀与直列式柱塞泵联接，调压阀与电磁阀联接。当喷油泵为分配式喷油泵时，电磁阀的阀套内表面上设有三道环形槽，槽上有孔，分别与阀体上的进油道、出油道、回油道相通，阀套上还设有一孔，通过阀套外表面上的油槽与回油道相通，阀芯外表面上设有二道环形槽，分别可与阀套上的进油道、出油道、回油道相通，且其上的两环形槽互通，电磁阀与分配式喷油泵的泵头联接，调压阀与分配式喷油泵的分配套联接。

本发明的优点：①由于在执行器件电磁阀的设计上，采用了阀芯承压平衡结构，即在阀套和阀芯上分别设置了环形槽，使阀芯在阀套内承受燃油高压时处于悬浮状态，故只需对阀芯施加大于回位弹簧预紧力的电磁力，即可使阀芯灵敏地动作，降低了电磁阀的制造难度。

②由于采用了电磁阀，调压阀和压油机构的适当组合，使柱塞压油端至电磁阀进油道的燃油容积，在柱塞泵油过程中，实际上成为一压力可由ECU通过调压阀调节和控制的蓄压油腔，其压力可在一定范围内设定而与发动机的转速及负荷无关。有了这样一个压力可控的高压源，就可以方便地实现预喷射和后喷射，预喷射和后喷射的量及与主喷射的间隔可灵活设定，且预喷射和主喷射的喷油压力可分别自由设定。能在不同工况下以选定的喷射压力实现稳定可控喷射。使发动机燃烧良好，可降低噪声和油耗，减少有害污染物的排放。

③它的结构相对简单，制造难度相对较低。它的应用范围宽广，通过电磁阀，调压阀和压油装置的适当组合，可组成电控直列式柱塞高压喷油泵，也可组成电控分配式高压喷油泵。如将本电磁阀使用于高压共轨系统中，则可使用传统的喷油器，以绕过电控喷油器制造难度太大的困扰，而获得相似的效果。

附图说明

附图说明如下：

图1为电控高压喷油泵(I)壹缸的剖视图。

图2为电控高压喷油泵(I)电磁阀阀芯主视图。

图3为图2的俯视图。

图4为电控高压喷油泵(I)电磁阀阀套主视图。

图5为图4的俯视图。

图6为电控高压喷油泵(II)电磁阀主视图。

图7为电控高压喷油泵(II)分配式喷油泵结构图。

图8为电控高压喷油泵(II)电磁阀阀芯主视图。

图9为图8为俯视图。

图10为电控高压喷油泵(II)电磁阀阀套主视图。

图11为图10的俯视图。

结合附图和实施例，对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

参照图1，电控高压喷油泵(I)，包含有调压阀9、出油阀8，柱塞泵13、电磁阀4。电磁阀4与柱塞泵13、调压阀9、出油阀8联接，电磁阀4的进油道与柱塞泵13的高压油输出端相通，电磁阀4的出油道与出油阀8的进油孔相通，电磁阀4的调压油道与调压阀9的进油孔相通。电磁阀4包含有阀芯5、阀套7、阀体14、调整垫6、限位套12、电磁线圈10和弹簧11。阀芯5位于阀套7内腔中并可在其中位移。阀套7装在阀体14内，调整垫6装在阀套7内，位于阀芯5的左端，限位套12装在阀套7内，位于右端。电磁线圈10装在阀体上并对应于阀芯轴线的位置上，弹簧11位于阀芯尾部处在阀芯和电磁线圈的中间。阀芯5、阀套7上设有能形成油道的槽和孔。

参照图4、图5，阀套7内壁上设有四道环形槽21、22、23、24，槽上有孔，分别与阀体上的进油孔、出油孔、调压阀进油孔、回油道相通，开设环形槽和槽上开孔的目的是为了形成油道和平衡阀芯在阀套内承受的径向压力，使阀芯5在阀套7内承压时处于悬浮状态。阀套上还设有一孔25，通过阀套外表面上的油槽26与回油槽21相通。

参照图2、图3，阀芯5的外园柱面上设有四道环形槽32、33、34、36，分别可与阀套上的进油道、出油道、回油道、调压油道相通，且其中的32、33环形槽由轴向油槽31联通，34、36两环形槽由轴向油槽35联通。

参照图1，新型柱型泵13包含有柱塞1、柱塞套2、泵体3，柱塞1，革除了传统柱塞上用于调节油量的直槽与斜槽，可显著减少柱塞上部的磨损，提高了柱塞偶件的密封性，可延长其使用奉命，还去掉了柱塞下部的十字形对称凸块，省去了多道加工工序，降低了生产成本。

参照图6、图7，高压喷油泵(I)，包含有电磁阀69、调压阀80、出油阀65和分配式喷油泵。分配式喷油泵包含有分配柱塞72、分配套73、泵头71。调压阀80与分配套73联接，电磁阀69与泵头71联接，与出油阀65联接。电磁阀69的进油道与泵头的出油孔77相通，电磁阀69的出油道与出油阀65的进油孔相通。电磁阀69包含有阀芯63、阀套62、阀体61、调整垫64、限位套68、电磁线圈66和弹簧67。阀芯63位于阀套62内腔中，并可在其中位移，阀套62压装于阀体61内，调整垫64装在阀套62内，位于阀芯63的左端，限位套68装在阀套62内，位于阀芯63的右端，电磁线圈66装在阀体61上并对应于阀芯轴线的位置上，弹簧67位于阀芯尾端处在阀芯和电磁线圈的中间，阀芯63、阀套62上设有能形成油道的槽和孔。

参照图10、图11，阀套62内壁上设有三道环形槽41、42、43，槽上有孔，分别与阀体上的回油道、进油道、出油道相通，开设环形槽和槽上开孔的目的是为了形成油道和平衡阀芯在阀套内承受的径向压力，使阀芯63在阀套62内承压时处于悬浮状态。阀套上还设有一孔44，通过阀套外表面上的油槽45与回油槽41相通。

参照图8、图9，阀芯63的外圆柱面上设有二道环形槽52、53，分别可与阀套上的进油道、出油道、回油道相通，且其上的进、出油环形槽由轴向槽51联通。

参照图7，调压阀80与分配套73联接，调压阀80的进油孔与高压腔75相通。

下面简述电控高压喷油泵的供油过程。

一、电控高压喷油泵(I)，当凸轮轴驱动柱塞泵的柱塞1上行至柱塞顶部封闭柱塞套2上的进油孔时，在柱塞顶部至调压阀进油道空间内将建立起受控于调压阀9的蓄压油腔。柱塞继续上行，当电磁阀上电磁线圈10得电时，它产生的电磁力吸引阀芯5向右运动，此时阀芯5左端的出油槽32脱离阀套7上的回油槽21，封闭了出油阀进油孔至回油道的通道，阀芯继续右行，当其上的进油槽33与阀套上的进油槽23相通时，蓄压油腔内的高压燃油通过阀芯上的轴向油槽31经出油槽32至出油阀8，克服出油阀弹簧的预紧力，使出油阀开启，以调压阀9调定的压力向喷油器供油。当电磁线圈10断电时，电磁力消失，阀芯5在弹簧11的作用下迅速回位，关闭进油槽33，同时使阀芯5上的出油槽32与阀套上的回油槽21相通，使出油阀8下端的压力骤降，出油阀阀芯在其两端的压力差和弹簧的作用下迅速落座，完成一次供油循环。

二、电控高压喷油泵(I)，其工作过程是：当分配柱塞72随凸轮旋转到下止点位置时，进油槽76与分配套73上的进油孔70相通时，泵室内的低压油流进高压腔75，并充满柱塞各通路及空间。这时柱塞72上的分配槽78与分配套上的通油孔79关闭。柱塞随凸轮继续旋转到进油孔70与进油槽76完全关闭时，进油行程结束。柱塞进油槽被关闭后继续旋转，在端面凸轮的作用下，使柱塞升起，在高压腔75内的燃油产生由调压阀80调定的压力同时柱塞72上的分配槽78与分配套73上的通油孔79相通，高压油经通油孔79被压人泵头上的出油孔77进入电磁阀69的进油道，此时电磁阀69的进油孔至高压腔75的整个燃油容积也就成了一个蓄压油腔，积蓄了由调压阀80调定压力的燃油。当电磁阀的电磁线圈66在电控单元(ECU)的指令控制下通电时，产生的电磁力吸引电控阀阀芯63向右运动，使阀芯上的出油槽52脱离阀套62上的回油槽41，封闭了出油槽42至回油道的通路。当阀芯上的进油槽53与阀套上的进油槽43相通时，高压燃油经轴向油槽51至出油槽52，经阀套出油槽42的出油孔至出油阀下端，克服出油阀弹簧的预紧力向喷油器提供选定压力的高压燃油。电磁阀在ECU的指令控制下断电时，电磁阀阀芯在弹簧的作用下迅速回位，关闭阀芯上的进油槽53，使出油槽52与阀套上的回油槽41相通，使出油阀下端卸压，出油阀阀芯在其两端压力差和弹簧的作用下迅速落座，完成一次供油循环。

上述描写的是电控高压喷油泵主喷射的供油过程。如需要进行预喷射和后喷射，则可通过软件控制来实现。

电控高压喷油泵可根据发动机的需要而设置各种传感器，其喷油定时和喷油量由电控单元(ECU)根据各传感器采集输入的各种实时信息，经处理计算后发出指令，控制电磁线圈通电的起始时间，持续时间和断电时间，从而完成前述的供油循环控制。

Claims (3)

1.一种电控高压喷油泵，其上设有产生燃油压力所需的高压泵和控制供油的电磁阀，其特征是：电磁阀阀套的内表面和阀芯的外表面上设有能形成油道的环形槽，且阀套的环形槽上设有能与阀体上相应油道相通的孔，阀套上还设有一孔通过阀套外表面上的油槽与回油道相通，电磁阀的进油道与高压油腔相通，出油道即为受控的高压燃油输出端，调压阀的进油道与高压油腔相通，可在电磁阀的进油道与高压泵的压油端之间形成一个燃油压力受控于调压阀的蓄压油腔。

2.根据权利要求1所述的电控高压喷油泵，其特征是：当调压阀设置在电磁阀阀体上时，在阀套的内表面上设有四道环形槽，阀芯的外表面上相应地设有四道环形槽，分别可与阀套上的环形槽组合成进油道、出油道、回油道和调压油道，且阀芯上用于组合成进油道、出油道的两环形槽由轴向油槽连通，组合成回油道、调压油道的两环形槽由轴向油槽连通。

3.根据权利要求1所述的电控高压喷油泵，其特征是：当调压阀设置在电磁阀阀体外的任一位置时，在电磁阀阀套内表面上设有三道环形槽，阀芯的外表面上相应地设有两道环形槽，且阀芯的两环形槽互通。

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