CN103244328A - 调压正时提前装置 - Google Patents

Abstract

本发明的调压正时提前装置，包括：泵体、泵盖、输油泵、调压阀小孔、液压正时器、回油电磁阀以及冷启动火焰喷射供油装置，其中输油泵装在泵体中，泵体与泵盖成密封性贯通，所述回油电磁阀穿过冷启动火焰预热供油装置油管总成与泵盖连接。本发明采用合理的配置所构成新的组合，其组合效果大大地改善了原有VE型高压燃油喷射泵的供油正时提前的固有特性，使得低转速提前器起作用转速大为降低，提前量得到有效提高，高速提前量得到有效降低，改善了不同转速的燃烧条件，满足了现轻型汽车用柴油机国家排放Ⅲ号标准的需求。

Description

调压正时提前装置

技术领域

本发明涉及油泵技术领域，特别涉及一种VE型分配式高压燃油喷射泵所使用的调压正时提前装置。 

背景技术

共轨燃油供给系统作为柴油机燃油供给系的领军目前已得到了国际公认。和传统柴油机燃油供给系所用的泵管嘴系统相比，共轨燃油供给系统最突出的优点之一就在于其喷射压力、喷射时间在一定范围内可以根据需求任意设置即所谓的压力时间柔性控制。这一突出的优点使其可以根据柴油机的性能和排放的需求，从高转速一直到启动转速的各转速的燃油供给以最为理想的喷油压力和喷油时间参数进行优化，最终使得柴油机的动力性得到充分发挥，经济性指标良好，排放也达到相关标准。 

对于柴油机燃油系高压燃油喷射泵来说及时准确地供油是目前达到国家轻型汽车排放Ⅲ号标准要求的关键技术方案之一。 

而泵管嘴供给系统随着转速的降低、油量的降低，泵端压力随之降低，喷射压力也随之降低。在动态供油提前方面，由于一般使用的是离心式机械提前器，随着转速的降低离心力也随之降低，导致其动态供油提前也随之减小。 

对于VE泵来说，由于使用的是装在泵体内部的液压提前机构，随转速的降低滑片式输油泵的输油能力下降致使泵腔压力随转速降低而减小，使得动态供油提前角也随着转速的降低而减小。这一弊端成为泵管嘴系统无法和共轨系统相比的最大缺憾之一，这一缺憾随着排放要求的不断提高也显得更加突出。具体体现在以下两个方面。 

第一个方面是；低速的泵腔压力低。 

随着排放指标的不断提高，为了满足柴油机高转速工况的排放指标，目前采用的技术之一就是柴油机静态供油提前角在不断减小，起始燃烧在不断向上止点靠近。这种趋向却与柴油机在低速时所需求的供油提前相反。在柴油机处于低温、低速的冷启动阶段、启动后的预热阶段以过渡到正常行驶中的加速性能上，由于上述工况的特点是汽缸温度低、转速低、进气流速低、燃气混合质量相对较差，加之由于转速低造成喷射压力低使得喷射延续角相对较大，燃烧条件不够完善，很容易造成这一阶段动力性经济性指标差，加速性不好，排放质量差的缺点。 

对于国Ⅲ标准的燃油泵，由于静态供油提前角已经很小了，故对于柴油机低转速工况组织燃烧非常不利，所以要求动态供油提前起作用转速越早越好，低转速段提前器行程提的越快越大越好，以弥补静态供油提前角减小的损失，为提高低速段的动力性、经济性及排放做出贡献。 

为了达到上述目的，就必须设法提高VE型分配泵的低速段的泵腔压力。 

第二个方面是；高速段提的太快。 

随着排放指标的不断提高，为了满足柴油机高转速工况的排放指标，目前采用的技术之二就是柴油机高速段的动态提前量也要减小。 

对于国Ⅲ标准的燃油泵，为严格控制其高速段的最高燃烧爆发压力和最高燃烧温度，其动态供油提前角在高速段需要提的慢，以满足国3标准排放需要，所以相对原要求高速段提前器曲线平缓的多。 

要使的高转速提的相对慢，为达到此目标就必须设计刚度较大的提前器弹簧以满足高速段提前器行程要求走势平缓需求，由此带来的问题是由于提前器弹簧刚度较大，低速泵腔压力不足以推不动提前器，低转速不起作用即提前器起作用转速滞后行程不够。解决的办法是尽量设法提高泵腔压力，在其他零部件不做改动的前提下提高泵腔压力的唯一途径就是减小回油量，其前提是不影响油泵回油量保证油泵在高转速的正常散热。 

现有技术中的回油电磁阀基本结构如图3所示，其实质是一个电磁阀，阀体中装有线圈、衔铁、弹簧和滑阀。在柴油机处于启动及低转速段时电磁阀通电，衔铁克服弹簧力将滑阀吸起，吸起的滑阀将回油电磁阀上部4个小孔11遮蔽，切断了回油电磁阀上部4小孔11的回油，只有下部1个小孔12的回油回到出油管，回油量减少，泵腔压力急剧升高，满足了油泵启动及低转速段时动态正时提前之需求。在柴油机处于正常工作工况时电磁阀不通电时，来自泵腔的压力燃油通过回油电磁阀上部4个小孔11和下部1个小孔12的回油回到出油管，此时转速高同时回油量也大，同时满足柴油机动态提前供油和油泵散热之需求。由于其低速起作用转速高，高速提前量大故此回油电磁阀只使用在无排放要求或国家排放标准要求低的车用柴油机所配套的VE型分配泵上。 

现有技术中的VE型高压燃油喷射泵固有的正时提前特性其缺点在于：由于低速泵腔压力低，正时提前起作用转速高，也就是说低转速段不起作用。一旦正时提前起作用，则随着转速的提高、泵腔压力的增大高转速段又提的过快。此固有的正时提前特性与现轻型汽车用柴油机满足国家排放Ⅲ号标准的需求相悖。 

为了克服了上述缺点，适应国家相关排放法规的要求，有必要提出一种新的调压正时提前装置。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种调压正时提前装置，改善了不同转速的燃烧条件，满足了现轻型汽车用柴油机国家排放Ⅲ号标准的需求。 

本发明所采用的技术方案具体是这样实现的： 

本发明提供一种调压正时提前装置，包括泵体、泵盖、输油泵、液压正时器、调压阀小孔、回油电磁阀以及冷启动火焰预热供油装置，所述输油泵装在所述泵体中，所述泵体与所述泵盖成密封性贯通，经过所述调压阀小孔与所述回油电磁阀贯通，所述回油电磁阀穿过所述冷启动火焰预热供油装置油管总成与所述泵盖连接。

优选地，所述回油电磁阀为两孔回油电磁阀，上面有一个出油孔，下面有一个出油孔。 

优选地，所述回油电磁阀上面的出油孔直径为0.8mm,下面的出油孔直径为0.5mm。 

优选地，所述冷启动火焰预热供油装置包括油管接头、第一回油管、第二回油管、出油管，所述第一回油管的一端外接油箱，所述第二回油管的一端与所述油管接头连通，另一端外接喷油器总成，所述出油管通向火焰预热主体。 

优选地，所述回油电磁阀穿过所述回油管接头中孔与所述泵盖连接。 

优选地，所述冷启动火焰预热供油装置还包括液压回油阀和输油管，所述液压回油阀的一端与所述输油管连通，另一端与所述第一回油管连通，燃油由所述回油电磁阀流入所述冷启动火焰预热供油装置。 

优选地，所述液压回油阀为只允许液体由所述油管接头流向油箱的单向阀。 

优选地，所述调压正时提前装置工作时，压力燃油将通过所述泵体、所述泵盖流入所述回油电磁阀，再经过所述回油电磁阀流入所述冷启动火焰预热供油装置。 

优选地，所述液压正时器包括提前器活塞、提前器弹簧、滚轮座销、摆轴、滚轮、滚轮座，所述滚轮座销的上端插装在位于上方装有所述滚轮的所述滚轮座中，下端垂直插装在所述摆轴中；所述摆轴垂直插装在所述提前器活塞中部；所述提前器活塞水平安置与分配泵体构成移动副，且其两端分别与所述泵体形成与泵体高压腔相通的第一空间和与泵体低压腔相通的第二空间；所述第二空间内装有位于提前器活塞与泵体之间的提前器弹簧。 

优选地，所述提前器弹簧的钢丝直径范围为2.98mm-3.02mm，总长范围为33.5mm-34.5mm，刚度范围为69.3N/mm-78.3N/mm，弹簧外径范围为15.75mm-16.25mm。 

优选地，所述提前器活塞总长为58mm-59mm，所述高压端包括节流小孔和安装磁缸的螺孔，所述低压端包括提前器弹簧安装孔。 

优选地，所述节流小孔直径范围为0.47mm-0.55mm。 

本发明的调压正时提前装置，结构配置合理，使得低转速提前器起作用转速大为降低，提前量得到有效提高，高速提前量得到有效降低，改善了不同转速的燃烧条件，满足了现轻型汽车用柴油机国家排放Ⅲ号标准的需求。 

附图说明

图1是本发明具体实施例的调压正时提前装置主要元器件安装示意图； 

图2是本发明具体实施例的泵盖、回油电磁阀、冷启动火焰预热供油装置外部连结示意图；

图3是现有技术的回油电磁阀（即五孔回油电磁阀）外部结构示意图；

图4是本发明具体实施例的回油电磁阀（即两孔回油电磁阀）外部结构示意图；

图5是本发明具体实施例的回油电磁阀内部结构示意图；

图6是本发明具体实施例的冷启动火焰预热供油装置油管总成示意图；

图7是本发明具体实施例的液压正时器内部结构示意图；

图8是本发明具体实施例的提前器活塞结构示意图；

图9是本发明具体实施例的节流小孔结构示意图；

图10是本发明具体实施例的原正时机构与现调压正时提前装置的压力、行程曲线对比图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。 

下面结合图1-10对本发明的调压正时提前装置的具体实施例进行详细说明。 

如图1、图2所示，本发明的调压正时提前装置，包括泵体10、泵盖20、输油泵30、液压正时器40、调压阀小孔50、回油电磁阀60以及冷启动火焰预热供油装置70。输油泵30装在泵体10中，泵体10与泵盖20成密封性贯通，经过调压阀小孔50与回油电磁阀60贯通，回油电磁阀60穿过冷启动火焰预热供油装置70油管总成的回油管接头中孔与泵盖20连接。 

如图4、图5所示，本发明中，回油电磁阀60为两孔回油电磁阀，上面有一个出油孔13，下面有一个出油孔14。回油电磁阀60上面的出油孔13直径为0.8mm,下面的出油孔14直径为0.5mm。 

本发明中，调压正时提前装置工作描述：柴油机一旦启动，即刻产生的压力燃油将通过泵体10、泵盖20流入回油电磁阀60，再经过回油电磁阀60流入冷启动火焰预热供油装置70油管总成，再根据不同工况的控制需求分别流向火焰预热燃油出口或流向油箱出口。 

如图6所示，本发明的冷启动火焰预热供油装置70包括油管接头1、第一回油管5、第二回油管3、出油管2，第一回油管5的一端外接油箱，第二回油管3的一端与油管接头1连通，另一端外接喷油器总成，出油管2通向火焰预热主体。另外，回油电磁阀60穿过回油管接头1中孔与泵盖20连接。冷启动火焰预热供油装置70还包括液压回油阀4和输油管6，液压回油阀4的一端与输油管6连通，另一端与第一回油管5连通，输油管6的一端与油管接头1连通，燃油由输油管6流入冷启动火焰预热供油装置70。液压回油阀4为只允许液体由所述油管接头1流向油箱的单向阀。本发明专门设计的回油管部件及其单向阀，专门设计的回油电磁阀，结合控制系统为一体能够向火焰预热主体提供定压一定压力的燃油。既保证了柴油机冷启动的可靠性，又使得冷启动后柴油预热阶段的排放得到改善，同时具有高速回油散热保证功能。 

液压提前器是VE型电控高压燃油喷射泵动态正时提前的直接执行机构，其动作的动力源完全依托于泵腔的燃油压力。如图7所示，本发明具体实施例中，液压正时器40包括提前器活塞4-1、提前器弹簧4-4、滚轮座销4-3、摆轴4-2、滚轮4-5、滚轮座4-6，滚轮座销4-3的上端插装在位于上方装有滚轮的滚轮座4-6中，下端垂直插装在摆轴4-2中；摆轴4-2垂直插装在提前器活塞4-1中部；提前器活塞4-1水平安置与分配泵体构成移动副，且其两端分别与泵体10形成与泵体高压腔相通的第一空间S1和与泵体低压腔相通的第二空间S2；第二空间S2内装有位于提前器活塞4-1与泵体10之间的提前器弹簧4-4。 

如图8所示，提前器活塞4-1总长为58mm-59mm，高压端61包括节流小孔63和磁缸螺孔65，低压端62包括提前器弹簧安装孔64。如图9所示，节流小孔63直径范围为0.47mm-0.55mm。通过改变节流孔流量，在边缘条件不变的情况下，改变了提前器活塞高低压腔的压力配比，实现了液压正时特性目标值。 

本发明中提前器弹簧的钢丝直径范围为2.98mm -3.02mm，总长范围为33.5mm -34.5mm，刚度范围为69.3N/mm -78.3N/mm，弹簧外径范围为15.75mm-16.25mm。工作中，随着泵腔压力的增大,与泵体高压腔相通的第一空间S1压力增大，提前器活塞4-1在克服提前器弹簧4-4预紧力和与泵体低压腔相通的第二空间S2燃油压力后开始移动，并通过中部的摆轴4-2和插入摆轴中的滚轮座销4-3使滚轮座4-5绕轴线转动一定角度，而滚轮座4-5绕轴线转动时，安装在滚轮座4-6上的滚轮4-5同时转动，从而改变了滚轮与端面凸轮的相对位置，实现了供油正时的适调。 

上述可见；在其他零件参数固化后，泵腔压力的大小是供油正时的决定因素。而该泵腔压力和提前器弹簧及相关零部件的正确匹配就能在一定程度上实现所需求的供油特性曲线。当泵高压腔和体低压腔的压力相平衡时，提前器活塞保持稳定，从而保持正时的稳定。 

本发明的有效组合，提高了低转速的泵腔压力，低转速正时起作用转速，使得作用转速提前500转，降低了高转速段的正时行程，使得最大行程降低2毫米以上。 

如图1-9所示，当柴油机启动时，高压油泵即开始工作，由于装在VE分配泵内的输油泵30的作用泵腔内燃油即刻产生压力，压力油流向如图5所示的回油电磁阀进油口，此时回油电磁阀处于通电状态，衔铁组件上的橡皮头16压在油量阀组件左端面上，将油量阀组件上的进油中孔15封死，流入的燃油只有一个出口即通过油量阀组件上的垂直小孔再通过与其相对的阀体上的垂直小孔即图5所示出油孔14流出。流出的燃油经过冷启动火焰预热供油装置油管总成再从供油装置油管总成的出油管2流向火焰预热主体，为火焰预热主体提供相应的压力燃油。直至冷启动火焰预热阶段完成。 

冷启动火焰预热阶段完成后，当柴油机正常工作状态时，转速急剧提高，泵腔燃油压力急剧升高，此时由于冷启动火焰预热阶段已经完成，回油电磁阀60处于断电状态，衔铁组件上的橡皮头16失去作用力，压力油通过油量阀组件上的进油中孔15流入阀体并通过阀体上的垂直小孔即图5所示出油孔13和出油孔14，流入冷启动火焰预热供油装置油管总成，此时虽然出油孔由于其连通状态不发生任何改变，但是由于此时冷启动火焰预热阶段已经完成，火焰预热主体出口关闭，冷启动火焰预热供油装置出油口没有燃油流出。当急剧升高的燃油压力大于预置在冷启动火焰预热供油装置中的单向阀的压力时单向阀打开，燃油经第一回油管5流入油箱，起到柴油机正常工作状态时，对高压油泵散热的作用。 

如图10所示，曲线1为调压正时提前装置正时特性；曲线2为原正时机构固有的正时特性；曲线3为原正时机构的泵腔压力；曲线4为调压正时提前装置的泵腔压力；从曲线4和曲线3比较可见本发明的调压正时提前装置的泵腔压力比原调压正时提前装置的泵腔压力有了明显提高，特别是低速段压力建立的早，上升的快。从曲线1和曲线2比较可见调压正时提前装置的正时提前特性走势比原正时机构的正时特性平缓，且正时提前起作用转速大为提前。 

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术。

Claims (12)

1.一种调压正时提前装置，其特征在于，包括泵体、泵盖、输油泵、液压正时器、调压阀小孔、回油电磁阀以及冷启动火焰预热供油装置，所述输油泵装在所述泵体中，所述泵体与所述泵盖成密封性贯通，经过所述调压阀小孔与所述回油电磁阀贯通，所述回油电磁阀穿过所述冷启动火焰预热供油装置油管总成与所述泵盖连接。

2.如权利要求1所述调压正时提前装置，其特征在于，所述回油电磁阀为两孔回油电磁阀，上面有一个出油孔，下面有一个出油孔。

3.如权利要求2所述调压正时提前装置，其特征在于，所述回油电磁阀上面的出油孔直径为0.8mm,下面的出油孔直径为0.5mm。

4.如权利要求1所述的调压正时提前装置，其特征在于，所述冷启动火焰预热供油装置包括油管接头、第一回油管、第二回油管、出油管，所述第一回油管的一端外接油箱，所述第二回油管的一端与所述油管接头连通，另一端外接喷油器总成，所述出油管通向火焰预热主体。

5.如权利要求4所述的调压正时提前装置，其特征在于，所述回油电磁阀穿过所述回油管接头中孔与所述泵盖连接。

6.如权利要求4所述的调压正时提前装置，其特征在于，所述冷启动火焰预热供油装置还包括液压回油阀和输油管，所述液压回油阀的一端与所述输油管连通，另一端与所述第一回油管连通，燃油由所述回油电磁阀流入所述冷启动火焰预热供油装置。

7.如权利要求6所述的调压正时提前装置，其特征在于，所述液压回油阀为只允许液体由所述油管接头流向油箱的单向阀。

8.如权利要求1所述调压正时提前装置，其特征在于，所述调压正时提前装置工作时，压力燃油将通过所述泵体、所述泵盖流入所述回油电磁阀，再经过所述回油电磁阀流入所述冷启动火焰预热供油装置。

9.如权利要求1所述的调压正时提前装置，其特征在于，所述液压正时器包括提前器活塞、提前器弹簧、滚轮座销、摆轴、滚轮、滚轮座，所述滚轮座销的上端插装在位于上方装有所述滚轮的所述滚轮座中，下端垂直插装在所述摆轴中；所述摆轴垂直插装在所述提前器活塞中部；所述提前器活塞水平安置与分配泵体构成移动副，且其两端分别与所述泵体形成与泵体高压腔相通的第一空间和与泵体低压腔相通的第二空间；所述第二空间内装有位于提前器活塞与泵体之间的提前器弹簧。

10.如权利要求9所述的调压正时提前装置，其特征在于，所述提前器弹簧的钢丝直径范围为2.98mm-3.02mm，总长范围为33.5mm-34.5mm，刚度范围为69.3N/mm-78.3N/mm，弹簧外径范围为15.75mm-16.25mm。

11.如权利要求9所述的调压正时提前装置，其特征在于，所述提前器活塞总长为58mm-59mm，所述高压端包括节流小孔和安装磁缸的螺孔，所述低压端包括提前器弹簧安装孔。

12.如权利要求11所述的调压正时提前装置，其特征在于，所述节流小孔直径范围为0.47mm-0.55mm。

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