CN102792006B - 燃料喷射泵的喷射系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的喷射系统涉及燃料喷射泵的喷射系统，其中柱塞在柱塞筒的柱塞室的内部沿轴向方向进行压缩燃料的往复滑动运动。柱塞具有与柱塞室连接的卸压槽以及与卸压槽连接的控制沿。泄油孔形成在柱塞筒的壁表面中，以将所述柱塞室与燃料供应、排放室连接，并且泄油孔与控制沿接触从而能够释放柱塞室的压力。阻尼槽形成在控制沿的上部外围中以与卸压槽或者柱塞的上端表面连接，并且阻尼槽提供细的燃料流动路经。在柱塞的控制沿与泄油孔接触以释放压力之前，阻尼槽预先与泄油孔接触从而形成从柱塞室到泄油孔的细燃料流。

Description

燃料喷射泵的喷射系统
技术领域
本发明涉及一种用于柴油燃料喷射泵的喷射装置，尤其涉及为了使泄油孔的损坏最小，就在定期减压以保护泄油孔的壁之前，预先形成微小流量以防止气穴并防止高速喷流与泄油孔的壁碰撞，并且使产生的微小气泡不在壁附近崩裂的柴油燃料喷射泵的喷射装置。
背景技术
在使用柴油作为燃料的内燃机中，燃料喷射泵将燃料压缩至高压并将该燃料输送至安装在燃烧室处的喷射器。用于实质上压缩并输送燃料的喷射装置包括柱塞和柱塞筒（barrel）。当作为活塞的柱塞在作为汽缸的柱塞筒内往复运动时，喷射装置压缩并输送燃料。
将参照图1和图2描述包括柱塞和柱塞筒的喷射装置的构造。柱塞100插入在柱塞筒200内，以可滑动地沿轴向方向（即沿垂直方向）往复运动。
柱塞100由安装在燃料喷射泵处的凸轮轴（未示出）的凸轮操作以往复运动。与柱塞室202相连通的卸荷槽（relief groove）102以及与卸荷槽102相连通的控制沿104形成在柱塞100处。
柱塞筒200具有柱塞室202和燃料供给/分配室204，分别形成在柱塞筒200的内部和外部，并且泄油孔（spill port）206形成在柱塞筒200处，用于将柱塞室202与燃料供给/分配室204相连通。
在图1和图2中，当柱塞100下降使得柱塞100的上表面位于泄油孔206的下方时，燃料通过泄油孔206流入柱塞室202内，并且从柱塞100上升使得柱塞100的外围关闭泄油孔206时的时刻起，燃料开始被压缩。如果压力达到预定水平，则位于柱塞室202上部的输出阀（delivery valve）打开从而压缩的燃料被转移至喷射器。
随后，如果柱塞100进一步上升使得控制沿104碰到（encounter）泄油孔206，则在柱塞室202内的高压燃料通过卸荷槽102和控制沿104泄漏到泄油孔206，从而释放压力。
如上所述，在燃料压缩和释放过程中，压缩燃料至超过大约800巴（bar）然后释放该压力至大约3巴（bar）的这种工艺周期性地重复进行。
这里，由于燃料的压力是通过泄油孔206而降低的，所以在泄油孔206打开的一瞬间，由于上述巨大的压力差产生高速的燃料流，于是快速流动的燃料与泄油孔206的壁碰撞，所述碰撞造成侵蚀。
此外，如果由于燃料的高速流动导致燃料的静态压力等于或者小于蒸汽压，则会出现产生微小气泡的气穴（cavitation）现象。由于这些气泡随着减压在柱塞100的外围、柱塞筒200的内表面和泄油孔206的表面处爆裂，所以在柱塞100、柱塞室202和泄油孔206的表面处产生穴蚀，这成为压力泄露的一个因素并且使喷射装置的耐用性下降。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于解决上述问题。当释放压力时，就在柱塞的控制沿和泄油孔打开之前，通过阻尼槽预先形成与泄油孔平行的微小流量。
由于所述微小流量，所述泄油孔和所述柱塞的壁被一种流量膜包围并受到保护。
因此，能够防止喷流与进/出口部快速碰撞，并且还能够抑制在壁附近由气穴产生的微小气泡的崩裂，从而使喷射装置的损坏降至最小并且改善耐用性。
技术方案
在本发明的一个一般方面，提供了一种用于燃料喷射泵的喷射装置，在所述喷射装置中柱塞在柱塞筒的柱塞室内可滑动地往复运动以压缩燃料，其中与所述柱塞室相连通的卸荷槽以及与所述卸荷槽相连通的控制沿形成在所述柱塞处，其中泄油孔形成在所述柱塞筒的壁处以与所述柱塞室和燃料供给/分配室相连通，所述泄油孔通过与所述控制沿接触使所述柱塞室的压力泄露，并且其中阻尼槽形成在所述控制沿的上部外围处，所述阻尼槽与所述卸荷槽或者所述柱塞的上端表面连接以提供所述燃料的微小流量通道，从而在所述柱塞的控制沿碰到所述泄油孔以全面降低所述压力之前，所述阻尼槽预先碰到所述泄油孔以形成从所述柱塞室至所述泄油孔的所述燃料的微小流量。
在本发明的喷射装置中，所述阻尼槽可以形成为至少两排，并且至少两排所述阻尼槽的整体宽度可以小于所述泄油孔的进/出口部的直径。
有益效果
当使用本发明的所述喷射泵时，就在柱塞的控制沿和泄油孔打开以便全面降低压力之前，通过阻尼槽预先形成微小流量。
由于所述微小流量，从所述柱塞到所述泄油孔不会形成突然的喷流，并且所述压力不会急剧下降。
因此，能够防止喷流与进/出口部快速地碰撞，还能够防止由于压力的下降而产生气穴，从而使所述喷射装置的损坏降至最小并且改善耐用性。
附图说明
图1是示出传统喷射装置的构造的透视剖面图。
图2是示出传统喷射装置的构造的前剖面图。
图3是示出根据本发明的喷射装置的构造的透视剖面图。
图4是示出在图3的喷射装置中使用的柱塞的透视图。
图5是沿图4的线A-A所取的剖面图。
图6是示出了通过阻尼槽形成的流量的示图。
最佳实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。与图1和图2中相同的部件将用相同的参考标号标出。
图3至图6示出根据本发明的喷射装置，其中图3是示出所述喷射装置的透视剖面图，图4是示出柱塞的透视图，图5是沿图4的线A-A截取的剖面图，以及图6是示出了通过阻尼槽形成的流量的示图。
首先，如图3至图5所示，在根据本发明的喷射装置中，与柱塞筒200的柱塞室202相连通的卸压槽102以及与所述卸压槽102相连通的控制沿104形成在柱塞100处，并且柱塞筒200具有形成在所述柱塞筒内部的柱塞室202以及形成在所述柱塞筒外部的燃料供给/分配室204。用于将柱塞室202与燃料供给/分配室204相连通的泄油孔206也形成在柱塞筒200处。
在柱塞100中，阻尼槽130形成在控制沿104的上部外围处。
阻尼槽130被构造为与卸压槽102或者柱塞100的上端表面连接，通过这样做，当阻尼槽130碰到泄油孔206时，压力从柱塞室202泄出。
就在柱塞100的控制沿104碰到泄油孔206以全面降低压力之前，阻尼槽130先碰到泄油孔206从而将柱塞室202与泄油孔206相连通。
可以形成数个阻尼槽130。当形成数个阻尼槽130时，阻尼槽130的整体宽度H（见图5）小于泄油孔206的进/出口部的直径D。
虽然在本实施方式中阻尼槽130形成为与控制沿104平行，但是并不局限于此，阻尼槽130可以具有各种角度和方向。
在如上述所构造的本发明中，由于就在柱塞100的控制沿104碰到泄油孔206以全面降低压力之前，阻尼槽130先碰到泄油孔206从而预先形成微小流量，所以能够防止燃料与泄油孔206的壁快速碰撞，并且还能够防止微小气泡（所述微小气泡是由于气穴导致的侵蚀的主要因素）在所述壁附近崩裂，从而防止所述喷射装置被侵蚀和损坏。
下面将参照图6对此进行详细描述。
（1）由高速喷流的直接冲击造成的侵蚀
如图6中所示，当控制沿104碰到泄油孔206并且控制沿104在柱塞100的压缩周期的最后阶段打开时，由于柱塞室202与燃料供给/分配室204之间的巨大压力差产生超过500m/s的高速喷流。
特别地，因为由于柱塞室100的往复运动这种喷流往往在燃料喷射泵中周期性地产生，所以随着泄油孔206的长度增加，在所述泄油孔的内壁表面（所述泄油孔的内壁表面直接与所述喷流碰撞）处积累更多的疲劳，因此所述泄油孔最终由于侵蚀而受到损坏。
为了避免这种损坏，已研究了使高速喷流流出而不与泄油孔206的壁接触的方法作为一项措施。
根据本发明，在柱塞100的压缩周期的最后阶段，在控制沿104碰到泄油孔206并且控制沿104全面打开之前，阻尼槽130碰到泄油孔206从而将柱塞室202与泄油孔206相连通，并且通过这样做，沿阻尼槽130在与所述泄油孔平行的方向首先形成微小流量（少量的细流量）。
少量燃料的高速微小流量作为一种流量膜提供了保护泄油孔206的内壁表面的效果。因此，所述微小流量随后防止了所述控制沿打开时产生的大量高速喷流与所述泄油孔的壁直接碰撞。由此，当所述喷流到达泄油孔206的所述壁时，所述喷流的速度显著降低，所述喷流的强度减弱，并且所述喷流的流动方向沿泄油孔206的径向方向向外倾斜，从而最终防止了泄油孔206的所述壁受侵蚀。
(2)由于气穴的产生导致的非直接冲击造成的侵蚀
如图6中所示，当控制沿104碰到泄油孔206并且控制沿104在柱塞100的压缩周期的最后阶段打开时，由于柱塞室202与燃料供给/分配室204之间的巨大压力差产生超过500m/s的高速喷流，并且所述高速喷流使压力下降，从而产生气穴。
根据本发明，由于就在柱塞100的控制沿104碰到泄油孔206以全面降低压力之前，阻尼槽130先碰到泄油孔206从而预先形成微小流量，所以柱塞室202的高压预先缓慢地降低了，并且所述微小流量形成了一种保护所述泄油孔和所述柱塞的所述壁的流量膜。
因此，在控制沿104与泄油孔206碰到的时刻，由于预先显著降低了柱塞室202的压力，所以燃料的速度显著降低，压力不会急剧下降，并且所述流量膜防止了微小气泡（所述微小气泡已知是由气穴造成的侵蚀的主要因素）的产生并且还防止了所述微小气泡在所述壁附近崩裂，最终减少了气穴以及由此产生的损坏。
已经参照附图详细描述了本发明的实施方式。然而，这些实施方式只是优选的实例，本发明的范围并不局限于所述实施方式。此外，本领域的技术人员将领会到可以很容易地利用所述实施方式作为修改或者设计与本发明等效的其它实施方式的基础，并且这些修改和等效方式也不会脱离如所附权利要求中所阐述的本发明的实质和范围。
工业应用
当使用本发明的喷射泵时，就在柱塞的控制沿和泄油孔打开之前，通过阻尼槽预先形成微小流量。
由于所述微小流量，从所述柱塞室到所述泄油孔不会形成突然的喷流，并且压力不会急剧下降。
因此，能够防止喷流与进/出口部快速地碰撞，还能够防止由于压力的下降而产生气穴，从而使喷射装置的损坏降低至最小并且改善耐用性。

Claims (3)

1.一种用于燃料喷射泵的喷射装置，在所述喷射装置中，柱塞(100)在柱塞筒(200)的柱塞室(202)内可滑动地往复运动以压缩燃料，其中，与所述柱塞室(202)相连通的卸压槽(102)以及与所述卸压槽(102)相连通的控制沿(104)形成在所述柱塞(100)处，以及其中，泄油孔(206)形成在所述柱塞筒(200)的壁处，以与所述柱塞室(202)以及燃料供给/分配室(204)相连通，所述泄油孔(206)通过与所述控制沿(104)接触使所述柱塞室(202)的压力泄压，
其特征在于，阻尼槽(130)形成在所述控制沿(104)的上部外围处，所述阻尼槽(130)形成为与所述控制沿(104)平行、并与所述卸压槽(102)或者所述柱塞(100)的上端表面连接以提供所述燃料的微小流量通道，以便在所述柱塞(100)的控制沿(104)碰到所述泄油孔(206)以全面释放压力之前，所述阻尼槽(130)先碰到所述泄油孔(206)以在与所述泄油孔(206)平行的方向形成从所述柱塞室(202)到所述泄油孔(206)的所述燃料的微小流量。
2.根据权利要求1所述的用于燃料喷射泵的喷射装置，其中所述阻尼槽(130)形成为至少两排。
3.根据权利要求2所述的用于燃料喷射泵的喷射装置，其中全部阻尼槽(130)的整体宽度(H)小于所述泄油孔(206)的进/出口部的直径(D)。
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