CN101532453B - 电磁式汽油泵 - Google Patents

Abstract

一种电磁式汽油泵，柱塞套下部安装有隔磁套和铁芯，柱塞的下侧是一个回油腔，在回油腔与燃油油箱之间有通道连通，端盖上设置有进油阀座，并与进油阀阀芯相配合构成进油阀，该进油阀设置于汽油泵轴心或近轴心位置，进油通道经所述的进油阀与加压腔连通，电磁式汽油泵的出油量可以通过泵的工作频率进行控制，电磁式汽油泵具有功耗低、能量利用率高、油路结构布置简单的优点，解决了现有汽油泵在使用中需要一个稳压阀泄除多余燃油以稳定喷射压力的问题。

Description

电磁式汽油泵

技术领域  本发明涉及一种电磁式汽油泵，属于汽油发动机燃油喷射系统中压力供油泵技术领域。

背景技术  目前汽油机电控喷射系统所使用的汽油泵，属于一种转子泵，主要包括线圈、叶轮、壳体、与油箱燃油相通的进油通道、与高压油管相通的出油通道，其工作原理是利用直流电机带动叶轮高速旋转所产生的离心力，实现对燃油加压供油的目的，这种泵在使用中需要一个稳压阀泄除多余燃油以稳定喷射压力，因此存在电能利用率低，油路布置复杂的缺点，当应用于摩托车电控喷射系统中时，这些缺点就表现得十分凸出。

发明内容  本发明提供一种新颖的电磁式汽油泵，将电磁能转化为压力能，实现燃油系统无需稳压阀就能实现恒压供油的目的。

本发明采用的技术方案是：

一种电磁式汽油泵，包括：出油管、端盖、线圈骨架、线圈、壳体，还包括：出油阀阀座、出油阀弹簧与出油阀阀芯组成的出油阀，以及由进油阀阀芯与进油阀座组成的进油阀，柱塞套下部安装有隔磁套和铁芯，柱塞的下侧是一个回油腔，在回油腔与燃油油箱之间有通道连通，端盖上设置有进油阀座，并与进油阀阀芯相配合构成进油阀，该进油阀设置于汽油泵轴心或近轴心位置，进油通道经所述的进油阀与加压腔连通。

端盖上设置有出油阀阀座，所述出油阀设置于偏离汽油泵轴心位置。

柱塞上侧的加压腔与出油阀之间设置有油路E，油路E设置于端盖上。

在柱塞套的中心开设有与圆柱形柱塞相配合的圆柱孔，在该圆柱孔的上部的端口，开设有一与圆柱孔同心而直径大于该圆柱孔的环槽，环槽与圆柱孔相接部位构成一个用于进油阀阀芯轴向止推的肩胛面，进油阀阀芯安装在环槽内，并可以在环槽中可沿轴向运动。

隔磁套设置于柱塞套与铁芯之间，隔磁套由无磁不锈钢材料制成。

本发明有益效果是：

电磁式汽油泵为燃油系统中压力供油泵，电磁式汽油泵的出油量可以通过泵的工作频率进行控制，供油压力受柱塞复位弹簧力控制，供油压力基本恒定，所以采用本发明的电磁式汽油泵，使得燃油系统的压力供油泵，即电磁式汽油泵具有功耗低、耗电量小、能量利用率高、油路结构布置简单的优点，解决了现有汽油泵在使用中需要一个稳压阀泄除多余燃油以稳定喷射压力的问题。

附图说明

图1：是本发明实施例一的电磁式汽油泵的剖视结构图；

图2：是本发明电磁式汽油泵的进油阀片的剖视图；

图3：是图2的俯视图；

图4：是本发明实施例二的电磁式汽油泵的剖视结构图。

图1中：1、出油管          2、端盖       3、出油阀弹簧    4、出油阀阀芯

       5、进油阀阀芯      6、柱塞       7、柱塞套        8、隔磁套

       9、柱塞复位弹簧    10、铁芯      11、线圈骨架

       12、线圈           13、壳体      14、进油阀座

       15、油路A          16、油路B     17、油路C        18、油路D

       19、加压腔         20、油路E     21、油路F        22、油路G

       23、弹簧孔一       24、回油腔    25、弹簧孔二

       26、冷却油路A      27、冷却油路B

       28、冷却油路C      29、冷却油路D

       30、出油阀阀座

图2、3中：5、进油阀阀芯   18、油路D

图4中：1、出油管          2、端盖       3、出油阀弹簧    4、出油阀阀芯

       5、进油阀阀芯      6、柱塞       7、柱塞套

       9、柱塞复位弹簧    10、铁芯      11、线圈骨架

       12、线圈           13、壳体      14、进油阀座

       15、油路A          16、油路B     17、油路C        18、油路D

       19、加压腔         20、油路E     21、油路F        22、油路G

       23、弹簧孔一       24、回油腔    25、弹簧孔二

       26、冷却油路A      27、冷却油路B

       28、冷却油路C      29、冷却油路D

       30、出油阀阀座

具体实施方式

图1、图2、图3、图4所示，为本发明的实施例：

电磁式汽油泵，由：出油管1、端盖2、出油阀弹簧3、出油阀阀芯4、进油阀阀芯5、柱塞6、柱塞套7、隔磁套8、柱塞复位弹簧9、铁芯10、线圈骨架11、线圈12、壳体13、进油阀座14、出油阀阀座30所组成。

端盖2中安装有出油管1、出油阀弹簧3、出油阀阀芯4，在端盖2的进油处设置有进油阀座14，在端盖2的出油处设置有出油阀阀座30。柱塞套7、隔磁套8、铁芯10依次轴向连接，柱塞6安装于柱塞套7、隔磁套8、铁芯10互相配合后所形成的腔体中，柱塞复位弹簧9安装于柱塞6与铁芯10所构成的腔体中。进油阀阀芯5安装于柱塞套7中，柱塞套7、隔磁套8、铁芯10的外侧部位安装有线圈骨架11，线圈骨架11上安装有线圈12，在线圈骨架11、线圈12外侧安装有壳体13，端盖2与柱塞套7配合安装，壳体13与端盖2、柱塞套7、铁芯10配合安装。

所述汽油泵的油路结构为：油路A15、油路B16、油路C17、油路D18、加压腔19、油路E20、油路F21、油路G22在出油阀阀芯4、进油阀阀芯5打开时顺序互相连通，油路A15与燃油油箱相通，而油路G22与高压油管相通。

所述汽油泵的冷却油路结构为：弹簧孔一23、回油腔24、弹簧孔二25、冷却油路A26、冷却油路B27、冷却油路C28、冷却油路D29顺序互相连通，冷却油路D29与燃油油箱相通。

弹簧孔二25与冷却油路A26相连通，壳体13的上部开有与燃油油箱相通的冷却油路D29。

柱塞6是由软磁材料制成的圆柱体，如图1所示，下端面开有弹簧孔一23，柱塞复位弹簧6的上段放置其中，并使柱塞6受到向上的弹簧力，指向加压腔19，柱塞6的外围是柱塞套7、隔磁套8、铁芯10，柱塞6可以在柱塞套7、隔磁套8、铁芯10所构成的空间内沿轴向做上下往复运动，柱塞6与柱塞套7、隔磁套8、铁芯10之间保持动密封配合，隔磁套8是由无磁性材料制成，本实施例中隔磁套8是采用无磁不锈钢材料，上下段的柱塞套7、铁芯10是由软磁金属制成，柱塞套7、隔磁套8、铁芯10之间可以采用焊接固定，通电时柱塞6产生沿轴向向下的电磁力，柱塞6的上侧是一个加压腔19，分别与进油阀和出油阀相通，进油阀经过油路B16与油路A15连通，本实施例的油路A15是一个与油泵中心线垂直相交的圆形通孔，油泵使用中，油路A15内的燃油来自油箱，并与油箱内的燃油等压。

柱塞6和柱塞套7构成了一个柱塞副，该柱塞副的上面，压着一端盖2，进油阀、出油阀都设计其中。

柱塞6的外围是线圈骨架11和线圈12，油泵工作时，线圈12通入脉冲驱动电流，使柱塞6产生间歇的电磁力。

柱塞6的下侧是一个回油腔24，其功能是收集从柱塞6间隙渗漏的燃油，并且使柱塞6底部的压力接近大气压力。

电磁式汽油泵结构上所构成的燃油油路通道为：当线圈12通电时，柱塞6受到向下的电磁力而向下运动，加压腔19、油路E20中处于负压状态，则出油阀阀芯4在出油阀弹簧3的作用下将油路F21、油路G22关闭，这时油路B16中的压力大于加压腔19中的压力，进油阀阀芯5在油路B16和加压腔19的压力差作用下打开，燃油从油箱进入油路A15，进入油路B16，进入油路C17，经过油路D18进入加压腔19空腔中，当柱塞6向下运动到极限位置时，完成吸入燃油的过程。当线圈断电时，电磁力消失，然后柱塞6在复位弹簧力的作用下向上运动，柱塞6对加压腔19腔中的燃油施加压力，这时加压腔19中的压力大于油路B16中的压力，进油阀阀芯5在油路B16和加压腔19的压力差作用下关闭，这样加压腔19腔中的燃油就进入油路E20，在柱塞6的推动下，加压腔19腔中的燃油压力将出油阀阀芯4打开，压力燃油就进入油路F21、油路G22中，然后通过高压油管进入汽油机的喷油器中，喷入汽油机中。

本实施例的进油阀属于一种平面阀，其进油阀座14是加工在端盖2端面上的圆环结构，密封面是与油泵中心垂直的平面。进油阀阀芯5是一个阀片，其结构如图2、3所示，其外围开有几个油路D18，在柱塞套7的上端口，开有直径比进油阀阀芯5略大的环槽，进油阀阀芯5放置其中，可以在环槽中沿轴向自由活动，环槽下端的肩胛面用于进油阀阀芯5的轴向止推。

本实施例进油阀的设计特点还有：进油阀的中心和柱塞6的中心重合或基本重合，其目的是减小柱塞6吸油过程中的阻力，减少气泡的生成，提高油泵的耐高温能力；

本实施例进油阀的另一个特点是，进油阀阀芯5上没有常规的复位弹簧，其目的是改善进油阀的工艺性，在柱塞6往复运动过程中，加压腔19与油路B16的微小压力差能使进油阀阀芯5自动开启和关闭。

本实施例的出油阀是球形单向阀，由出油阀阀芯4和出油阀弹簧3构成，为了让进油阀安装在接近柱塞6中心的位置，出油阀偏心安装，并在加压腔19与进油阀之间设置油路E20，出油管1是油泵与高压油管的连接管。

冷却油路通道，将柱塞6间隙渗漏的燃油收集到弹簧孔一23、回油腔24、弹簧孔二25中，当柱塞6向下运动时，将弹簧孔一23、回油腔24、弹簧孔二25收集的燃油通过铁芯10侧壁上的冷却油路A26，通过线圈骨架11下端面间隙冷却油路B27，通过线圈12外围间隙冷却油路C28，从壳体13上的回油孔冷却油路D29排出泵外的，回油孔冷却油路D29与大气压力下的燃油箱相连通，这样既实现渗漏的燃油回收，同时可以对线圈12进行冷却。

回油腔24的下部是一个弹簧孔二25，柱塞复位弹簧9的下段安装其中，为了保证油泵的供油压力基本保持恒定，柱塞6的往复运动的位移量相对柱塞复位弹簧9的预压缩量的比值必须保持在较小的范围内，其控制方法是控制油泵的工作频率，其原理是：当发动机的需油量一定的情况下，油泵工作频率越高，则油泵单次供油需要的位移量就越小，复位弹簧力的变化就越小，供油压力就越稳定。

实际设计中，为了追求加压腔，即加压腔19容积的最小化，需要合理地设计柱塞6最大位移量。

本实施例对柱塞6最大位移量与柱塞复位弹簧9预压缩量的比控制在2∶10范围内，优选1∶9附近。所谓的柱塞6最大位移量定义为：柱塞6充分吸合下行的位置，与柱塞6复位撞击进油阀阀芯5时的位置之间的距离。

本实施例的油泵壳体13是一个由软磁金属制成的圆桶体，与端盖2的固定方式可以采用焊接连接，壳体13还可以采用其它形状，比如在电磁铁行业常用的将长条型金属片冲压成U型。

在端盖2与柱塞套7之间设置O型密封圈进行密封。

在加压过程中，加压腔19内燃油的压力取决于柱塞6的横向截面积和柱塞复位弹簧9的弹簧复位力，柱塞6的横向截面积是恒定的，当柱塞6位移相对于柱塞复位弹簧9的预压缩量较小时，柱塞复位弹簧9的复位力也近似恒定，所以油泵输出燃油的压力接近恒定。

上述设计电磁式汽油泵，汽油泵的泵油过程是依靠柱塞复位弹簧9的弹簧力控制，当柱塞6的轴向位移量相对柱塞复位弹簧9的预压缩量较小时，可以获得接近恒压的压力输出，而无需外接稳压阀，外接油路布置简单。

本发明的油泵在使用中，可以投入到发动机油箱内使用，也可以采用一个小的容器将油泵包裹，再将油箱内的燃油引入该容器，从而放置在油箱外使用。

一种电磁式汽油泵，包括：出油管1、端盖2、线圈骨架11、线圈12、壳体13，还包括：出油阀阀座30、出油阀弹簧3与出油阀阀芯4组成的出油阀，以及由进油阀阀芯5与进油阀座14组成的进油阀，其特征在于：包括圆管形柱塞套7和在柱塞套7中做轴向往复运动的圆柱形柱塞6，柱塞6与柱塞套7之间保持动密封配合，柱塞套7下部安装有隔磁套8和铁芯10，柱塞6的上侧是一个加压腔19，进油通道经所述的进油阀与加压腔19连通，加压腔19经所述的出油阀与出油管1内的油路G22连通，柱塞复位弹簧9作用在柱塞6的下方，柱塞所受的弹簧力指向加压腔19方向，当线圈通电时，柱塞6所受的电磁力背离加压腔19方向，柱塞的下侧是一个回油腔24，在回油腔24与燃油油箱之间有通道连通。

端盖2上设置有进油阀座14，并与进油阀阀芯5相配合构成进油阀，该进油阀设置于汽油泵轴心或近轴心位置，进油阀阀芯5为平面阀片结构，是一个外围开设有油路D18的圆片。

端盖2上设置有出油阀阀座30，并与出油阀弹簧3、出油阀阀芯4构成出油阀，该出油阀设置于偏离汽油泵轴心位置。

柱塞6上侧的加压腔19与出油阀之间设置有油路E20，油路E20设置于端盖2上。

柱塞6中心部位开有向下开放的圆柱状弹簧孔一23，柱塞复位弹簧9的上段安装于弹簧孔一23中，柱塞6的最大轴向位移量与柱塞复位弹簧9的预压缩量之比小于2比10。

柱塞套7的上部为法兰形结构，在柱塞套7的中心开设有与圆柱形柱塞6相配合的圆柱孔，在该圆柱孔的上部的端口，开设有一与圆柱孔同心而直径大于该圆柱孔的环槽，环槽与圆柱孔相接部位构成一个用于进油阀阀芯5轴向止推的肩胛面，进油阀阀芯5安装在环槽内，并可以在环槽中可沿轴向运动。

隔磁套8设置于柱塞套7与铁芯10之间，隔磁套8由无磁不锈钢材料制成。

隔磁套8所在的位置还可以用等高的空间间隙取代，即柱塞套7和铁芯10之间的位置可以采用等高的空间间隙取代。

铁芯10的中心位置开设有弹簧孔二25，柱塞复位弹簧9的下段安装其中，弹簧孔二25与冷却油路A26相连通，壳体13的上部开有与燃油油箱相通的冷却油路D29。

端盖2与柱塞套7的上端面之间设置有密封结构。

本发明已同时申请实用新型专利。

Claims (5)

1.一种电磁式汽油泵，包括：出油管(1)、端盖(2)、线圈骨架(11)、线圈(12)、壳体(13)，还包括：出油阀阀座(30)、出油阀弹簧(3)与出油阀阀芯(4)组成的出油阀，以及由进油阀阀芯(5)与进油阀座(14)组成的进油阀，其特征在于：柱塞套(7)下部安装有隔磁套(8)和铁芯(10)，柱塞的下侧是一个回油腔(24)，在回油腔(24)与燃油油箱之间有通道连通，端盖(2)上设置有进油阀座(14)，并与进油阀阀芯(5)相配合构成进油阀，该进油阀设置于汽油泵轴心或近轴心位置，进油通道经所述的进油阀与加压腔(19)连通。

2.根据权利要求1所述的电磁式汽油泵，其特征在于：端盖(2)上设置有出油阀阀座(30)，所述出油阀设置于偏离汽油泵轴心位置。

3.根据权利要求1所述的电磁式汽油泵，其特征在于：柱塞(6)上侧的加压腔(19)与出油阀之间设置有油路E(20)，油路E(20)设置于端盖(2)上。

4.根据权利要求1所述的电磁式汽油泵，其特征在于：在柱塞套(7)的中心开设有与圆柱形柱塞(6)相配合的圆柱孔，在该圆柱孔的上部的端口，开设有一与圆柱孔同心面直径大于该圆柱孔的环槽，环槽与圆柱孔相接部位构成一个用于进油阀阀芯(5)轴向止推的肩胛面，进油阀阀芯(5)安装在环槽内，并可以在环槽中可沿轴向运动。

5.根据权利要求1所述的电磁式汽油泵，其特征在于：隔磁套(8)设置于柱塞套(7)与铁芯(10)之间，隔磁套(8)由无磁不锈钢材料制成。

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