CN101509451B - 非自由电枢的电子燃油喷射装置 - Google Patents

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Abstract

非自由电枢的电子燃油喷射装置，属于发动机技术领域，包括提供往复运动的电磁驱动装置、被驱动的电枢和相互呈滑动配合的电枢与套筒，电枢位于套筒中往复运动，电枢设有燃油通道，其特征在于：所述燃油通道偏离电枢的轴线，电枢非自由转动地置于套筒中。电枢在套筒中沿其轴旋转方向的运动是非自由的，而是沿着某种限位轨道运动。本发明避免了现有技术中电枢往复运动中的旋转而造成液体流场或者磁场变化干扰，自身喷射稳定好。

Description

非自由电枢的电子燃油喷射装置
技术领域
本发明属于发动机技术领域，具体涉及电子供油装置，尤其涉及一种应用在内燃机的电子燃油喷射系统。
背景技术
将电磁泵和喷嘴做成一体，形成独立的燃油喷射装置的方案被越来越多地应用于小型发动机领域，例如摩托车领域。但是当发动机处于热车，燃油蒸汽对于燃油喷射装置的正常工作影响很大，因此如何设计此类燃油喷射装置以提高发动机各种工况下自身喷射稳定性是一个难题。
中国专利申请CN1786459提供的一种新型的燃油喷射器，其包括柱塞泵装置、驱动柱塞泵的动力装置和喷出装置。电枢的往复运动中会产生旋转，液体流场复杂，容易受磁场的变化干扰，磁隙之间的磁场便会随电枢旋转而重新建立，电枢所受到的磁场力便会改变，燃油喷射便同样存在极大的随机性和不稳定性。
发明内容
本发明针对现有技术存在喷射装置的自身稳定性差，使得难以精确地向发动机供油的缺陷，其目的在于提供一种自身喷射稳定性好、轻质、经济性优的电子燃油喷射装置。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
包括提供往复运动的电磁驱动装置、被驱动的电枢和相互呈滑动配合的电枢与套筒，电枢位于套筒中往复运动，电枢内设有燃油通道，其特征在于：所述燃油通道偏离电枢的轴线，电枢非自由转动地置于套筒中。
本发明的非自由电枢的电子燃油喷射装置，由PWM脉冲信号所驱动，电枢在套筒中沿其轴旋转方向的运动是非自由的，而是沿着某种限位轨道运动。实现此限位运动的方式很多，较为便捷的方式是电枢与套筒之间设有用于电枢在运动过程中始终和套筒切向方向不变、限制电枢在沿轴旋转的突出镶块和缺口槽。镶块使得电枢在轴向方向上沿轨道槽运动，以达到在各种复杂工况下自身喷射稳定性好的目的。
所述缺口槽开于电枢侧边，镶块被套筒在固定点处限位；镶块为套筒一突起部，或者镶块和套筒间隙配合，其间隙小于0.3毫米。
或，缺口槽开于套筒内壁，镶块被电枢在固定点处限位；镶块为电枢一突起部；或者镶块和电枢间隙配合，其间隙小于0.3毫米。
本发明非自由电枢的电子燃油喷射装置，其镶块与缺口槽为间隙配合，其间隙小于0.3毫米。
本发明相比现有技术的电子燃油喷射装置，其有益效果在于本发明电枢设有一段限位轨道，避免了电枢往复运动中的旋转而造成液体流场或者磁场变化干扰，喷射自身稳定好。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述：
图1为本发明的一个实施例的结构示意图。
图2为本发明的一个实施例应用于发动机供油系统的构成图。
具体实施方式
如图1所示，在第一实施例中，本发明的非自由电枢的电子燃油喷射装置包括：一个油外壳10，一个线圈11，一个近似圆柱体的电枢12，一个喷嘴14，一个进油口15，一个回油口16，一个内有近似圆孔的套筒17。
电枢前端12b与套筒内孔17a精密配合并可在其中自由运动，电枢前端12b与套筒内壁17a形成的空间为压力室30，油外壳10、线圈11、套筒17外壁之间形成燃油室31。
套筒17的侧壁设有吸溢孔17b，其下端设有由出油阀芯19、出油阀座20和出油阀弹簧21构成的出油阀。吸溢孔17b位于压力室30的上端。回位弹簧18作用于电枢12和套筒17之间。
电枢12侧壁设有燃油通道12a，确保燃油顺利进出燃油通道，电枢12的后端是油外壳10，油外壳10内设有回油口16。在电枢室32与燃油室31之间设有一个内部回油孔16a，使得燃油能够顺利从燃油室31进入电枢室32。
电枢后端12d与套筒内壁17c精密配合并可在其中沿轴线运动，但是圆周方向被镶块29限值，所以只能沿着电枢轨道槽12c的轮廓运动。镶快29和套筒17之间可以是过渡配合，也可以是间隙配合，镶块29和电枢12是间隙配合的，原则上保证电枢12在运动过程中镶块29和电枢轨道槽12c的阻力降到最低或几乎没有。所以镶块29使得电枢12和套筒17之间沿轴旋转方向是固定的，避免了由于电枢12非轴对称结构而造成的液体流场或者磁场的变化干扰，使得喷射稳定性大大提高。这也就是本专利提供的非自由电枢结构较中国专利申请CN1786459提供燃油喷射器的稳定性能好的主要原因。
线圈11周围布置有导磁体11a和隔磁体11b，连同电枢12一起构成一个电磁动力装置，共同浸于燃油室31中。
喷嘴14由喷嘴外壳28、喷嘴阀体22、喷嘴阀座23、喷嘴阀弹簧24和喷嘴阀弹簧座25构成。喷嘴阀弹簧24作用于喷嘴阀座23和喷嘴阀弹簧座25之间，并使得喷嘴阀体22与喷嘴阀座23之间座面密封。喷嘴内腔33的形状可以随着发动机的需求任意改变，所以电枢12的轴线和喷嘴阀体的轴线可以承任意角度。
以下为本发明提供的非自由电枢的电子燃油喷射装置的工作过程：
电枢12在其初始位置，前端位于隔磁体11b附近，后端被限位体所阻挡，吸溢孔17b与燃油室31连通。
燃油从外部油路通过进油口15进入燃油室31，一部分通过内部回油孔16a进入，通过电枢燃油通道12a，然后经回油口16回到外部油路，另一部分燃油通过吸溢孔17b进入压力室30。
当一个PWM脉冲电压施加于线圈11两端时，电枢12在电磁场力的作用下前行，位于压力室30中的部分燃油和燃油蒸汽通过吸溢孔17b回流到燃油室31之中，当电枢12完全封堵吸溢孔17b后，电枢12进入有效的燃油压送行程。
此时，如果压力室30内的燃油蒸汽量较少，燃油的压缩性较低，电枢12的前行运动能够有效地压送燃油，燃油压力升高后，推开出油阀芯19进入喷嘴内腔33，当燃油压力进一步升高时，可以克服喷嘴阀弹簧24的关闭力，使得喷嘴阀体22被推开，燃油从喷嘴阀体22和喷嘴阀座23之间的缝隙中喷出，这样的喷射为正常喷射，燃油的喷射量基本取决于电枢12的有效行程。根据加在线圈11脉冲电压的宽度，当电磁力下降后，喷嘴阀体22重新落座于喷嘴阀座23，本循环喷射结束。之后，回位弹簧18推动电枢12回到初始位置，当电枢12前端平面再次遇见吸溢孔17b时，来自燃油室31的新鲜燃油进入压力室30，准备下循环供油。
如果压力室30内的燃油蒸汽量占据了一定的容积，例如50％的容积，在相同电压脉冲宽度的情况下，电枢12会运动更长的距离，尽管本次电枢行程没有能够实现燃油喷射，但当电枢12回位后，在压力室30中产生一定的真空度，并且压力室30内的温度会有所下降，当电枢回到初始位置时，液体燃油能够从燃油室31进入压力室30。否则，如果没有此冷却过程，压力室30内的空间仍被燃油蒸汽所占据，新鲜燃油无法便进入压力室30。
这样，在极端高温和大量燃油蒸汽产生的情况下，只要给线圈11加一个高频脉冲电压，本发明提供的非自由电枢的电子燃油喷射装置的作用便类似一个电磁阀。尤其是在发动机进气管真空度的作用下，燃油会直接吸入发动机。
在上述工作过程中，镶快29和套筒17之间可以是过渡配合，也可以是间隙配合；镶块29和电枢12是间隙配合的。原则上保证电枢12在运动过程中，镶块29和电枢轨道槽12c的阻力降到最低或几乎没有。所以镶块29使得电枢12和套筒17之间沿轴旋转方向是固定的，避免了由于电枢12非轴对称结构而造成的液体流场或者磁场的变化干扰，使得自身的喷射稳定性大大提高。若电枢旋转是自由的，由于电枢12非轴对称结构，电枢运动过程中若沿轴旋转，电枢室32内的液体流场便会随电枢旋转而重新建立，电枢12所受到的阻力便会改变，燃油喷射便存在极大的随机性和不稳定性。再者，若电枢旋转是自由的，由于电枢12非轴对称结构，磁隙之间的磁场便会随电枢旋转而重新建立，电枢12所受到的磁场力便会改变，燃油喷射便同样存在极大的随机性和不稳定性。这也就是本专利提供的非自由电枢结构较中国专利申请CN1786459提供燃油喷射器的稳定性能好的主要原因。
如图2所示，本发明之非自由电枢的电子燃油喷射装置在发动机上的一个实际应用举例。
燃油由油箱3经过滤网5和过滤装置6进入汽液分离器7之中，然后经进油口29进入本发明之非自由电枢的电子燃油喷射装置1，其中一部分燃油喷入发动机2的进气道8，其余部分从回油口31回到汽液分离器7之中，汽液分离器7之中的燃油蒸汽通过排气管4回到油箱。

Claims (6)

1.非自由电枢的电子燃油喷射装置，包括提供往复运动的电磁驱动装置、被驱动的电枢和相互呈滑动配合的套筒，电枢位于套筒中往复运动，电枢设有燃油通道，其特征在于：所述燃油通道偏离电枢的轴线，电枢非自由转动地置于套筒中，电枢与套筒之间设有用于电枢在运动过程中始终和套筒切向方向不变、限制电枢在沿轴旋转的突出镶块和缺口槽。
2.如权利要求1所述非自由电枢的电子燃油喷射装置，其特征在于：所述缺口槽开于电枢侧边，镶块被套筒在固定点处限位。
3.如权利要求1所述非自由电枢的电子燃油喷射装置，其特征在于：所述缺口槽开于套筒内壁，镶块被电枢在固定点处限位。
4.如权利要求1所述非自由电枢的电子燃油喷射装置，其特征在于：镶块为套筒一突起部；或者镶块和套筒间隙配合，其间隙小于0.3毫米。
5.如权利要求3所述非自由电枢的电子燃油喷射装置，其特征在于：镶块为电枢一突起部；或者镶块和电枢间隙配合，其间隙小于0.3毫米。
6.如权利要求2或3所述非自由电枢的电子燃油喷射装置，其特征在于：所述镶块与缺口槽为间隙配合，其间隙小于0.3毫米。
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