CN101988496B - 用于燃料喷射泵装置的叶片泵以及燃料喷射泵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于燃料喷射泵装置的叶片泵，包括：叶片泵壳体，所述叶片泵壳体上形成有叶片泵入口和出口；定子，所述定子内形成有圆柱形腔室；可旋转并且偏心地安装在所述定子的圆柱形腔室内的转子；以及可径向地移动、并且相互间隔开地安装到所述转子上的多个叶片。其中，在所述转子与每个叶片之间还设置有弹簧，所述弹簧趋于将所述叶片径向向外地朝所述定子移动。本发明还提供一种包括这种叶片泵的燃料喷射泵装置。根据本发明的叶片泵和燃料喷射泵装置，可以确保燃料可靠地从燃料箱抽吸到燃料喷射泵装置中。

Description

用于燃料喷射泵装置的叶片泵以及燃料喷射泵装置
技术领域
本发明涉及一种用于燃料喷射泵装置的叶片泵以及包括这种叶片泵的燃料喷射泵装置。
背景技术
内燃机的燃料进给系统是公知的。采用共轨系统的燃料进给系统通常包括燃料喷射泵装置、共轨系统以及多个燃料喷射阀，其中，燃料喷射泵装置用于将燃料从燃料箱抽吸并加压输送到共轨系统，共轨系统用于储存来自燃料喷射泵装置的高压燃料，每个燃料喷射阀设置在内燃机的多个缸体中的对应一个缸体内，以使储存在共轨系统中的高压燃料进给到各个缸体中。
燃料喷射泵装置可以包括一个齿轮泵，用于将燃料从燃料箱抽吸到燃料喷射泵装置中。例如US6769413B2公开了这种燃料喷射泵装置。还有的燃料喷射泵装置利用叶片泵将燃料从燃料箱抽吸到燃料喷射泵装置中。叶片泵通常包括定子、转子和可动地保持在转子上的多个叶片。转子偏心地安装在定子形成的空腔中、并且可在空腔中旋转。在转子转动过程中，叶片在离心力作用下径向地向定子移动，从而在转子、定子和相邻叶片之间形成燃料吸纳空间，从叶片泵入口进入燃料吸纳空间的燃料随着转子旋转且随着燃料吸纳空间减小而排出到出口。
在上述现有的叶片泵中，由于叶片仅依靠离心力作用，在离心力较小的情况下，叶片不能从定子径向地移出，从而不能形成有效的燃料吸纳空间，导致燃料不能从燃料箱抽吸到燃料喷射泵装置中，最终导致整个内燃机不能正常工作。
因此，需要对现有技术中用于燃料喷射泵装置的叶片泵进行改进。
发明内容
本发明的一个目的是要克服上述现有技术中的缺陷，提供一种用于燃料喷射泵装置的叶片泵，这种叶片泵能够使叶片可靠地从定子径向地移出并且形成有效的燃料吸纳空间，从而确保燃料可靠地从燃料箱抽吸到燃料喷射泵装置中。
根据本发明的一个方面，提供一种用于燃料喷射泵装置的叶片泵，包括：
叶片泵壳体，所述叶片泵壳体上形成有叶片泵入口和出口；
定子，所述定子内形成有圆柱形腔室；
可旋转并且偏心地安装在所述定子的圆柱形腔室内的转子；以及
可径向地移动、并且相互间隔开地安装到所述转子上的多个叶片；
其中，在所述转子与每个叶片之间还设置有弹簧，所述弹簧趋于将所述叶片径向向外地朝所述定子移动。
优选地，在所述转子上设置有多个间隔开的槽，每个弹簧和每个叶片设置在相应的一个槽中。
优选地，每个槽的底端形成有第一沉孔，用于容纳并固定弹簧的一个端部。
优选地，在每个叶片朝向所述转子的端部形成有第二沉孔，用于容纳并固定弹簧的另一个端部。
优选地，在所述叶片泵壳体上还设置有排气阀，所述排气阀可手动地操作，以排出所述叶片泵中的气体。
根据本发明的另一方面，提供一种包括上述叶片泵的燃料喷射泵装置。
优选地，所述燃料喷射泵装置还包括喷射泵，所述喷射泵包括：
喷射泵壳体，所述喷射泵壳体中形成有至少两个直立孔；
被固定地装配在相应的直立孔中的柱塞套，每个柱塞套中分别插有一个柱塞，所述柱塞可在柱塞套中往复移动；
设置在每个柱塞套上端的燃料进入/燃料排出阀组件，所述燃料进入/燃料排出阀组件允许来自所述叶片泵的燃料被抽吸到柱塞腔室、以及使被抽吸到柱塞腔室的燃料被进一步加压而被喷出；
设置在所述喷射泵壳体内的腔室中的凸轮轴，所述凸轮轴上与柱塞相对应地形成有多个驱动凸轮，所述叶片泵的转子也被安装在所述凸轮轴的一个端部上；以及
设置在每个柱塞与每个驱动凸轮之间的弹簧和挺柱体。
优选地，所述喷射泵具有两个柱塞，所述凸轮轴上形成有两个驱动凸轮，每个驱动凸轮具有成180°间隔布置的两个凸角，所述两个驱动凸轮中的一个驱动凸轮的每个凸角与另一个驱动凸轮的每个凸角成90°相互错开位置布置。
优选地，所述喷射泵具有两个柱塞，所述凸轮轴上形成有两个驱动凸轮，每个驱动凸轮具有成120°间隔布置的三个凸角，所述两个驱动凸轮中的一个驱动凸轮的每个凸角与另一个驱动凸轮的每个凸角成60°相互错开位置布置。
优选地，所述燃料进入/燃料排出阀组件包括第一阀体和第二阀体以及第一阀球和第二阀球，所述燃料进入/燃料排出阀组件与其周围部件的内壁之间形成用于接收燃料的环形腔室，环形腔室通过受第一弹簧偏压的所述第一阀球控制的通道与所述柱塞腔室连通，所述柱塞腔室还通过受第二弹簧偏压的所述第二阀球控制的通道与燃料喷射通道连通。
优选地，所述燃料喷射泵装置还包括燃料计量单元，用于调节将被供给到所述喷射泵的燃料量。
优选地，所述燃料喷射泵装置还包括溢流阀，当被供给到所述喷射泵的燃料压力超过预定压力时，所述溢流阀动作以便从所述喷射泵排出部分燃料。
附图说明
图1是根据本发明的燃料喷射泵装置的立体图；
图2是图1所示燃料喷射泵装置的纵向剖视图；
图3是沿着图2中的线3-3的剖视图；
图4是根据本发明的燃料喷射泵装置的凸轮轴的主视图；
图5是图4所示凸轮轴的左侧端视图；
图6是图4所示凸轮轴上的一个驱动凸轮的外轮廓视图；
图7是根据替代实施例的驱动凸轮的外轮廓视图；
图8是图2的局部放大图，显示了本发明的燃料喷射泵装置的燃料进入/燃料排出阀组件；
图9是根据本发明的叶片泵的立体图；
图10是图9所示叶片泵的叶片的横向剖视图；
图11是沿着图9中的线11-11的剖视图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述，其中图1-3显示了根据本发明的燃料喷射泵装置1。燃料喷射泵装置1大体包括组装在一起的叶片泵3、燃料计量单元5、溢流阀7和喷射泵9。叶片泵3从燃料箱抽吸燃料并将燃料输送到燃料计量单元5，燃料计量单元5可以调节将被供给到喷射泵9的燃料量，供给到喷射泵9的燃料被加压喷出从而流到共轨系统，随后燃料从共轨系统被输送到各个燃料喷射阀。在被供给到喷射泵9的燃料压力超过预定压力的情况下，溢流阀7可以动作以便从喷射泵9排出部分燃料。此外，燃料喷射泵装置1还可包括一个泄流阀8，用于使部分燃料返回燃料箱。
喷射泵9包括多个(图中实施例显示为两个)柱塞11、相应的柱塞套13、相应的挺柱体15、和凸轮轴17。凸轮轴17被支撑在喷射泵壳体19上，使凸轮轴17的一端穿过喷射泵壳体19凸出，以从发动机(未示出)接收驱动转矩，使得凸轮轴17与发动机同步旋转。
喷射泵壳体19包括喷射泵壳体部件19a和喷射泵壳体部件19b。喷射泵壳体部件19a中形成有多个(图中实施例显示为两个)直立孔21，各个柱塞套11通过法兰套12被固定地装配在相应的直立孔21中，柱塞11分别被插入各个柱塞套11中，以便在柱塞套11中往复移动。喷射泵壳体部件19b以及叶片泵壳体通过螺栓或类似装置安装到喷射泵壳体部件19a的两端，凸轮轴17通过轴承23可旋转地保持在喷射泵壳体19上。分别用于每个柱塞11的驱动凸轮25和27形成在凸轮轴17上，并且位于在直立孔21下方形成于喷射泵壳体部件19a内的腔室中。
柱塞11的下端通过挺柱体15与形成在凸轮轴17上的驱动凸轮25和27接触，弹簧29分别设置在法兰套12与挺柱体15之间，使得当凸轮轴17旋转时，随着驱动凸轮25和27的轮廓位置变化，柱塞11通过抵靠驱动凸轮25和27外轮廓的挺柱体15往复地上下移动。
图4-5显示了凸轮轴17的结构，图6显示了形成在凸轮轴17上的单个驱动凸轮的外轮廓。每个驱动凸轮具有大体上成180°间隔布置的两个凸角。形成在凸轮轴17上的驱动凸轮25的每个凸角与驱动凸轮27的每个凸角大体上成90°相互错开位置布置。这样，当凸轮轴17每旋转一周时，每个驱动凸轮驱动对应的柱塞上下往复运动两次，并且当一个柱塞向上运动(喷出燃料)时，另一个柱塞向下运动(抽吸燃料)。
图7是根据替代实施例的凸轮的外轮廓视图。图7所示驱动凸轮具有太体上成120°间隔布置的三个凸角。在采用具有图7所示外轮廓的驱动凸轮的情况下，形成在凸轮轴17上的驱动凸轮25的每个凸角与驱动凸轮27的每个凸角大体上成60°相互错开位置布置。这样，当凸轮轴17每旋转一周时，每个驱动凸轮驱动对应的柱塞上下往复运动三次，并且当一个柱塞向上运动(喷出燃料)时，另一个柱塞向下运动(抽吸燃料)。
在法兰套12上端，燃料进入/燃料排出阀组件31被设置在柱塞套13与阀保持件33之间。柱塞腔室35形成在燃料进入/燃料排出阀组件31与每个柱塞11之间，形成在阀保持件33中的燃料喷射通道37位于燃料进入/燃料排出阀组件31上方。具体如图8所示，燃料进入/燃料排出阀组件31包括第一阀体39和第二阀体41，第一阀体39与法兰套12内壁之间形成用于接收来自燃料计量单元5的燃料的环形腔室43，环形腔室43通过形成在第一阀体39中的径向通道45和中心通道47与形成在第一阀体39和第二阀体41之间的腔室49连通，中心通道47可由设置在腔室49中的第一弹簧51偏压的第一阀球53关闭。腔室49还通过形成在第一阀体39中的另一通道55与柱塞腔室35连通、以及通过形成在第二阀体41中的通道57与形成在阀保持件33中的燃料喷射通道37连通。通道57可由设置在阀保持件33中的第二弹簧59偏压的第二阀球61关闭。柱塞腔室35具体地是由柱塞11、柱塞套13和第一阀体39限定的。
当一个柱塞随着一个驱动凸轮例如图2中的驱动凸轮27的凸角位置变化而向下移动时，在与该柱塞对应的柱塞腔室35内形成负压，燃料克服第一弹簧51的偏压作用将第一阀球53顶离中心通道47，使得燃料从环形腔室43经过径向通道45、中心通道47、腔室49和另一通道55进入柱塞腔室35。此时，第二阀球61在第二弹簧59的偏压作用下仍然抵靠并且关闭通道57，从而防止燃料从共轨系统回流。与此同时，另一个柱塞随着另一个驱动凸轮例如图2中的驱动凸轮25的凸角位置变化而向上移动，迫使与该柱塞对应的柱塞腔室35内的燃料经过另一通道55流入腔室49，并且在第一弹簧51的偏压作用和燃料压力作用下第一阀球53抵靠并且关闭中心通道47。流入腔室49中的加压燃料克服第二弹簧59的偏压作用将第二阀球61顶离通道57，使得燃料从燃料喷射通道37喷出，被输送到共轨系统。这个过程交替反复地进行，从而将燃料源源不断地输送到共轨系统。
从燃料箱抽吸燃料并将燃料输送到燃料计量单元5的叶片泵3通过螺栓或类似装置被固定到喷射泵壳体部件19a上与喷射泵壳体部件19b相反的一端。如图9-11所示，叶片泵3包括第一叶片泵壳体部件63、第二叶片泵壳体部件65和第三叶片泵壳体部件67。第二叶片泵壳体部件(也称作定子)65具有圆柱形内部空间，从而当第一叶片泵壳体部件63和第三叶片泵壳体部件67被安装到第二叶片泵壳体部件65两端时形成一个圆柱形腔室。转子69偏心地安装在圆柱形腔室内。在转子69中径向地形成有多个槽71，在将相应叶片73装入到每个槽71中之前在每个槽71中先设置一个弹簧75，弹簧75总是趋于将叶片73沿着径向推离转子69，使叶片73总是可靠地抵靠定子的圆柱形腔室内壁。叶片73相对于每个槽71可移动并且贴切地配合。优选地，每个槽71的底端形成有沉孔72，用于容纳并固定弹簧75的一个端部。更优选地，在每个叶片73朝向转子69的端部也形成有沉孔74，用于容纳并固定弹簧75的另一个端部。
在第一叶片泵壳体部件63与转子69之间形成有与叶片泵3的入口77连通的燃料接收腔室79，燃料接收腔室79通过形成在第一叶片泵壳体部件63中的径向通道81、横向通道83以及弧形进给槽85与形成在转子69和定子之间的月牙形空间在下端连通。形成在转子69和定子之间的月牙形空间在上端与弧形排出槽87连通，弧形排出槽87还通向叶片泵3的出口89。
转子69被安装到凸轮轴17上，因此转子69随着凸轮轴17一起旋转。当转子69旋转时，燃料从燃料箱经叶片泵入口77、径向通道81、横向通道83和弧形进给槽85被抽吸到转子69和定子之间的月牙形空间。如图10所示，刚进入月牙形空间内的两个相邻叶片73之间的空间逐渐增大。随着转子的进一步旋转，两个相邻叶片73之间的空间达到最大，抽吸到其中的燃料量也最多。随后，随着转子的再进一步旋转，两个相邻叶片73之间的空间逐渐减小，在其中的燃料受到挤压而经过弧形排出槽87从叶片泵出口89排出。从叶片泵出口89排出的燃料通过外接管线(未示出)流到与喷射泵9相关的入口91，然后经过燃料计量单元5以公知方式被输送到喷射泵9的环形腔室43，经过喷射泵9的进一步加压从燃料喷射通道37喷出，被输送到共轨系统。
根据本发明的叶片泵3还可设置一个排气阀93，排气阀93可手动地操作，以排出叶片泵3中的气体。
根据本发明的叶片泵，由于在每个叶片与转子都设置有弹簧，弹簧总是趋于将叶片沿着径向推离转子，因此无论转子转速如何，都可确保叶片总是可靠地抵靠定子的圆柱形腔室内壁，形成有效的燃料抽吸空间，从而确保燃料从燃料箱抽吸到燃料喷射泵装置中。
尽管已经结合本发明优选实施例对本发明进行了详细描述，但应当理解的是，这种详细描述仅是用于解释本发明而不构成对本发明的限制。本发明的范围由权利要求限定的技术方案来确定。

Claims (9)

1.一种燃料喷射泵装置，其特征在于，所述燃料喷射泵装置包括叶片泵；以及
喷射泵；
所述叶片泵包括：
叶片泵壳体，所述叶片泵壳体上形成有叶片泵入口和出口；
定子，所述定子内形成有圆柱形腔室；
可旋转并且偏心地安装在所述定子的圆柱形腔室内的转子；以及
可径向地移动、并且相互间隔开地安装到所述转子上的多个叶片；
其中，在所述转子与每个叶片之间还设置有弹簧，所述弹簧趋于将所述叶片径向向外地朝所述定子移动；
所述喷射泵包括：
喷射泵壳体，所述喷射泵壳体中形成有至少两个直立孔；
被固定地装配在相应的直立孔中的柱塞套，每个柱塞套中分别插有一个柱塞，所述柱塞可在柱塞套中往复移动；
设置在每个柱塞套上端的燃料进入/燃料排出阀组件，所述燃料进入/燃料排出阀组件允许来自所述叶片泵的燃料被抽吸到柱塞腔室、以及使被抽吸到柱塞腔室的燃料被进一步加压而被喷出；
设置在所述喷射泵壳体内的腔室中的凸轮轴，所述凸轮轴上与柱塞相对应地形成有多个驱动凸轮，所述叶片泵的转子也被安装在所述凸轮轴的一个端部上；以及
设置在每个柱塞与每个驱动凸轮之间的弹簧和挺柱体；
其中，所述燃料进入/燃料排出阀组件包括第一阀体和第二阀体以及第一阀球和第二阀球，所述燃料进入/燃料排出阀组件与其周围部件的内壁之间形成用于接收燃料的环形腔室，环形腔室通过受第一弹簧偏压的所述第一阀球控制的通道与所述柱塞腔室连通，所述柱塞腔室还通过受第二弹簧偏压的所述第二阀球控制的通道与燃料喷射通道连通。
2.如权利要求1所述的燃料喷射泵装置，其特征在于，所述喷射泵具有两个柱塞，所述凸轮轴上形成有两个驱动凸轮，每个驱动凸轮具有成180°间隔布置的两个凸角，所述两个驱动凸轮中的一个驱动凸轮的每个凸角与另一个驱动凸轮的每个凸角成90°相互错开位置布置。
3.如权利要求1所述的燃料喷射泵装置，其特征在于，所述喷射泵具有两个柱塞，所述凸轮轴上形成有两个驱动凸轮，每个驱动凸轮具有成120°间隔布置的三个凸角，所述两个驱动凸轮中的一个驱动凸轮的每个凸角与另一个驱动凸轮的每个凸角成60°相互错开位置布置。
4.如权利要求1所述的燃料喷射泵装置，其特征在于，所述燃料喷射泵装置还包括燃料计量单元，用于调节将被供给到所述喷射泵的燃料量。
5.如权利要求1所述的燃料喷射泵装置，其特征在于，所述燃料喷射泵装置还包括溢流阀，当被供给到所述喷射泵的燃料压力超过预定压力时，所述溢流阀动作以便从所述喷射泵排出部分燃料。
6.如权利要求1所述的燃料喷射泵装置，其特征在于，在所述转子上设置有多个间隔开的槽，每个弹簧和每个叶片设置在相应的一个槽中。
7.如权利要求6所述的燃料喷射泵装置，其特征在于，每个槽的底端形成有第一沉孔，用于容纳并固定弹簧的一个端部。
8.如权利要求7所述的燃料喷射泵装置，其特征在于，在每个叶片朝向所述转子的端部形成有第二沉孔，用于容纳并固定弹簧的另一个端部。
9.如权利要求6所述的燃料喷射泵装置，其特征在于，在所述叶片泵壳体上还设置有排气阀，所述排气阀能够手动地操作，以排出所述叶片泵中的气体。
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