CN103644054B - 分层式燃油分配器 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种分层式燃油分配器，包括分配转子、分配定子和壳体。分配转子在分配定子中旋转，分配定子出油孔被分成多层布置，分配转子上有与分配定子层数数量相同的径向分配转子出油孔；所述分配定子出油孔数量与发动机气缸数量相同，分层数量与发动机气缸数量相匹配，气缸数量是分层数量的整数倍；分配转子进油道也被用作回油道，即分层式燃油分配器其供油与回油是共用油道且可连续的。分层式燃油分配器获得了成倍提升的供油与回油可用相位，供油相位的提升拓宽了功率范围，回油相位的提升延长了可利用回油时间为排放达标提供支撑。

Description

分层式燃油分配器

技术领域

本发明涉及一种内燃机用的电控高压燃油系统，尤其是涉及一种分层式燃油分配器。

背景技术

节能与减排是当今内燃机技术发展的两大推动力。世界上发达国家从上世纪九十年代初开始对内燃机实施严格的排放法规，而且随着时间的推移法规越来越苛刻。这其中燃油系统是汽车达到更高排放标准的核心技术所在，燃油系统的主流发展趋势是向着高压喷射、多次喷射、电控喷射方向发展，因此世界各大发动机燃油喷射供应商都投入大量的科研人员对高压燃油系统进行研究。目前发动机燃油系统从机械泵普遍升级到电子控制的电控泵，电控燃油喷射系统到目前大体经历三代发展历程：第一代位置控制式，通过对高压供油泵总成油量拉杆的控制实现喷油量的控制，如电调泵；第二代时间控制式，通过电磁阀控制喷油时间实现对油量的精确控制，如电控VE泵，电控单体泵；第三代压力—时间控制式，通过对喷射压力时间的控制实现更高排放，如电控高压共轨燃油系统。

在市场上被大批量的使用多年的各类机械泵，由于其供油量与转速有关，在低速时喷射压力无法提高，控制响应方面等均受驱动的凸轮型线影响且无法无限制的提高，因此机械泵无法满足越来越严格的排放法规要求，目前在欧Ⅲ和国4排放标准实施后已经基本被市场所淘汰。

现有的电控高压共轨燃油系统，将泵油过程和喷油过程分离开，喷射压力不受转速、负荷影响，可以自由控制，采用电磁阀或压电晶体执行器的喷油器进行喷油时间与喷油量柔性控制，并可以在一个工作循环内实现多次喷油。从这个角度来说，电控高压共轨燃油系统是满足高排放标准的优先选择。但是，电控高压共轨燃油系统结构复杂，尤其是电控喷油器，另外加工难度大，特别是制造工艺要求非常高，其使用条件市场维护都极其困难。

这其中电控VE泵以其仅需要一个燃油分配器即可向多缸机供油，并以其成本低，体积小，供油均匀这些显著特点在当今得到广泛的使用。

从DE--C-2449332中公知这样一种高压供油泵总成，它具有一个燃油分配器，分配活塞在壳体中作往复运动的同时进行旋转运动。其中分配活塞出口用做分配孔，通过这个分配孔，高压燃油按发动机着火顺序间歇性的向高压管组件供应高压燃油。通过对机械式VE分配泵的升级改造，形成了多代的电控VE分配泵，其中VP37和VP44两种时间控制式电控分配泵以其可以实现140MPa压力喷射达欧Ⅲ排放标准成为典型代表。

申请公布号CN101936244A名称为“新型内燃机高压燃油系统”中，提出了一个采用进油计量阀进油的高压供油泵向蓄压器供油，蓄压器中的高压油经过一个电磁阀控制装置向分配器供油，实现配机目的。由于在此发明中仅采用一个电磁阀控制装置无法对回油进行卸压，将影响其配机排放性能指标，此发明中未能公布详细的用于油路控制的执行器结构。

美国专利US5431142具有燃油分配器和蓄压器，达到对喷油压力和时间的控制，可以满足柴油机较高排放标准要求。其构造是：经高压泵加压的燃油进入蓄压器，然后经过第一电磁阀控制将高压燃油送往分本器，并经分配器分配到达相应缸的喷油器进行喷油，再经过第二电磁阀的控制使得喷油停止，与此相似更加复杂功能设计的专利还有CN1055745C。

与此相似功能的申请公布号CN102619665A名称为“电控蓄压分配式共轨装置”中，提出了通过高压直列泵向蓄压器供应高压油，蓄压器高压油通过一个电磁控制阀向分配器供油，再使用另一个电磁阀用于回油卸压切断供油，最终实现为多缸机供油的目的。此发明中分配器出油孔均布在一个圆周截面上，出于供油持续期与密封的平衡，其无法匹配更多缸的发动机，此发明中也未能公布详细的用于油路控制的两个执行器结构，也未公布两个电磁阀装置与分配器的相互配合构造和相位关系。

上述的这些电控分配泵系统其核心都是具有一个燃油分配器，分配器出油孔均布在单一的圆周截面上，因为受有限的圆周周长与喷油需要具有一定的持续时间，这就造成了在圆周上难以布置出多个出油孔，因此这种分配泵非常难以匹配应用在6缸以上的发动机上。

针对配机应用范围，在公开号CN1786457A名称为“预置高压分配式燃油喷射泵”发明中，其利用在分配转子轴上加工预喷孔和多次喷孔，通过调整斜槽与喷孔开启截面面积来粗调油量，其无法实现在变工况下的油量精确控制，特别是压力无法柔性控制，未采用蓄压器结构和电子控制技术无法实现高排放要求。

采用机械式分配装置的供油系统，存在由于受端面凸轮升程限制影响喷射压力和周向相位无法布置太多出油孔影响配机范围的工况；采用升级后的电控式分配装置的供油系统，虽然其出油压力提高但仍然存在单层布置出油孔数量受限的制约；采用电控高压共轨系统，则需要多套高精度价格高昂的电控喷油器来提升性能与排放。

发明内容

为了解决分配器的分配定子出油孔均布在一个圆周截面上使得各相邻出油孔之间所能提供的最大供油持续期与同时必须提供的密封圆周长度所占有相位之间的矛盾，为了解决获得较大的供油持续期和密封圆周这二者相位与较小的分配转子切向线速度之间的矛盾。

正是基于上述这些目的，本发明利用公知的分配器结构原理，提出了本发明中的分层式分配器概念，将分配定子出油孔按需多层布置，分配转子与之相配对设计。本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种分层式燃油分配器，包括分配转子、分配定子和壳体，其特征在于：所述分配定子出油孔被分成多层布置，分配转子上有与分配定子层数数量相同的径向分配转子出油孔；所述分配定子出油孔数量与发动机气缸数量相同，分层数量与发动机气缸数量相匹配，气缸数量是分层数量的整数倍。

其进一步特征在于：所有分层上的分配定子出油孔在以分配转子旋转轴轴向投影是均布型式或重叠型式；分配转子出油孔出油方向与分配定子出油孔型式相适应，是同向或异向。

其进一步特征还在于：所述分配转子进油道也被用作回油道，设置在分配转子旋转中心，为一端开口结构。

在分配转子出油孔和分配定子出油孔间设置有出油腔，所述出油腔设置在分配转子外圆周上或分配定子内圆周上；所述分配转子外圆周与分配定子内圆周配合面间有至少一个与分配转子出油孔方向相对的密封的平衡腔，分配转子进油道与所述平衡腔连通，为平衡腔提供一个始终与所述出油腔压力相一致的压力源。

所述平衡腔为削槽构造、扁位构造或少圆构造。

所述分配定子与壳体为一体结构或分体结构。

所述分配转子外圆周或分配定子内圆周上设置有多道环形油槽。

本发明的有益效果是：

1、采用分层式燃油分配器可以获得成倍提升的可用供油持续期相位，有利于拓宽采用本燃油分配器的供油系统其配机功率与应用范围。

2、采用分层式燃油分配器对在有限直径的圆周上各相邻出油孔之间所能提供的最大供油持续期与同时必须提供的密封圆周长度所占有相位之间的矛盾提供解决方案。

3、基于分层后获得的相邻出油孔之间更大相位，在供油持续期后设计了回油卸压相位并为回油卸压提供足够的相位需求延长了可利用回油时间为排放达标提供支撑，且供油与回油是可连续工作的，即供油结束立即进油回油工作。

4、回油有足够相位，这对提升各分配定子出油孔相一致的初始状态提供有效支撑。

5、基于分层原理，系统获得了更大的可利用相位，在保证供回油相位充分的前提下，可以适当地减小分配转子的直径，这点对降低分配转子圆周上的切向线速度非常有利，这有利于降低分配转子在分配定子间旋转因配合间隙小相互咬死的可能性，通过多道环形油槽的浮动平衡与平衡腔设计，这些都有利于燃油分与器工作的可靠性获得提升。

6、基于分配转子圆周上线速度的降低，可以相对地降低分配转子与分配定子之间的配合间隙公差要求，这有利于工艺性的提升，降低加工要求。

7、基于相位提升可适当降低分配转子直径，其整体质量将显著降低，因而其旋转惯性小，降低能量损失，变相地提升经济性。

8、基于分层设计，特别是分配转子同向出油设计，有利于分配转子的平衡设计，工艺性好的同时可降低分配转子与其驱动装置的同轴度要求。

附图说明

图1a是6缸机用未分层公知分配器径向截面图。

图1b是6缸机用未分层公知分配器轴向截面图。

图2a、图2b是6缸机用分层式分配器同向出油均布型式两个不同分层径向截面图。

图2c是6缸机用分层式分配器同向出油均布型式轴向截面图。

图3a、图3b是6缸机用分层式分配器异向出油重叠型式两个不同分层径向截面图。

图3c是6缸机用分层式分配器异向出油重叠型式轴向截面图。

图4a、图4b是4缸机用分层式分配器同向出油均布型式两个不同分层径向截面图。

图4c是配4缸机用分层式分配器同向出油均布型式轴向截面图。

图5a是削槽构造的平衡腔截面图。

图5b是扁位构造的平衡腔截面图。

图6a、图6b是6缸机用分配器平衡腔受力平衡图。

图6c、图6d是4缸机用分配器平衡腔受力平衡图。

图7a、图7b是出油腔设置在分配定子上两个不同分层径向截面图。

图7c是出油腔设置在分配定子上轴向截面图。

图8是分配器轴向油道受力图。

图9a、图9b是环形油槽设置于分配转子外圆周截面图。

图10a、图10b是环形油槽设置于分配定子内圆周截面图。

图11a是分配定子与壳体为分体结构图。

图11b是分配定子与壳体为整体结构图。

图中：

1、分配定子；

11、分配定子第1缸出油孔，12、分配定子第2缸出油孔，13、分配定子第3缸出油孔，14、分配定子第4缸出油孔，15、分配定子第5缸出油孔，16、分配定子第6缸出油孔，17A、分配定子第1层出油腔，17B、分配定子第2层出油腔，18、分配定子内圆周环形油槽。

2、分配转子；

21、分配转子出油腔，21A、分配转子第1层出油腔，21B、分配转子第2层出油腔，22、分配转子出油孔，22A、分配转子第1层出油孔，22B、分配转子第2层出油孔，23、分配转子进油道，24、分配转子连通腔，24A、分配转子第1层连通腔，24B、分配转子第2层连通腔，25、分配转子平衡孔，26、分配转子平衡腔，27、分配转子外圆周环形油槽，28、分配转子回油孔，29、分配转子回油道。

3、壳体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明公布了一种分层式燃油分配器其核心在于分配定子出油孔被根据气缸数量分成多层布置，分配转子出油孔进行配对设计。

先介绍现有分配器工作原理，再介绍本发明所提出的分层式燃油分配器的具体细节。

图1a和图1b显示的是6缸发动机用未采用分层原理的现有分配器截面图。可以看出，图中显示的是当分配转子2上的分配转子进油道23中燃油经分配转子出油孔22至分配转子出油腔21后流入分配定子1上的分配定子第1缸出油孔11最后供油给与发动机第1缸相应的供油管路（未示）。当分配转子2在分配定子1中作逆时针方向旋转时（本发明中均以逆时针方向旋转作介绍，下同），分配转子出油腔21将依次与分配定子第1缸出油孔11、分配定子第5缸出油孔15、分配定子第3缸出油孔13、分配定子第6缸出油孔16、分配定子第4缸出油孔14、分配定子第2缸出油孔12相连通，即可实现按发动机1-5-3-6-4-2着火顺序间歇性供油。分配转子出油腔21与分配定子1上的各出油孔接触的持续相位即为最大供油持续期。图中显示为发动机第1缸供油时，其他5缸为非工作缸，通过分配转子连通腔24将它们连通，进行压力平衡，实现一个相同的初始供油状态。当分配转子出油腔21旋转至分配定子第1缸出油孔11不接触时，供油管路中的残余高压燃油无法回流，仅当分配转子连通腔24继续旋转至与分配定子第1缸出油孔11接触时才能进行卸压平衡。相邻出油孔间的相位为360°/i=360°/6=60°。

图2a、图2b与图2c显示的是6缸发动机用采用分层原理中的同向出油均布型式的分配器径向和轴向截面图。本发明中提出的同向出油其含义为：分配转子上位于所有分层上的径向出油孔中心所在截面上的出油方向以分配转子旋转中心进行判断在同侧的为同向出油。以图2c为例：位于第1层上即A-A剖切面上的分配转子2上的分配转子第1层出油孔22A与位于第2层上即B-B剖切面上的分配转子2上的分配转子出油孔22B均位于分配转子2旋转中心的同侧，即为同向出油。本发明中提出的均布型式其含义为：1、分配定子上位于任一分层上的出油孔在其截面上都是均布的；2、分配定子上所有分层上的出油孔在以分配转子旋转轴轴向的法向方向上投影，所形成的出油孔都是均布的。以图2a和图2b为例：位于A-A剖切面上的分配定子出油孔11、13、14或者是位于B-B剖切面上的分配定子出油孔15、16、12在其各自截面上是均布型式，相邻孔间隔120°，同时此两个剖切面上的6个出油孔以分配转子旋转轴轴向的法向方向上投影看，这6个出油孔同样是均布型式的，相邻孔间隔60°。

设计细节为：当采用同向出油均布型式的分层式燃油分配器时，分配定子1上的出油孔被分成N=2层布置，每层均布3个出油孔，在第1层上即在A-A剖切面上均布分配定子出油孔11、13、14，在第2层上即在B-B剖切面上均布分配定子出油孔15、16、12。分配转子2上设计有与分配定子1分层数量相同的径向出油孔，在第1层上即在A-A剖切面上设计有分配转子第1层出油孔22A、分配转子第1层出油腔21A、分配转子第1层连通腔24A，在第2层上即在B-B剖切面上设计有分配转子第2层出油孔22B、分配转子第2层出油腔21B、分配转子第2层连通腔24B，分配转子2上的两个径向出油孔22A和22B共用一个进油道，即分配转子进油道23。

工作原理为：当分配转子2在分配定子1中以逆时针方向旋转时，分配转子第1层出油腔21A首先与分配定子第1缸出油孔11连通进行供油给相应的供油管路，此时在所有分层上仅有此一处实现连通供油。当分配转子2旋转60°后，分配转子第2层出油腔21B与分配定子第5缸出油孔15连通实现供油，此时在所有分层上同样仅有此一处实现连通供油。同理，接下来将连通供油的是：21A与13、21B与16、21A与14、21B与12，这样分层式燃油分配器实现了按发动机1-5-3-6-4-2着火顺序间歇性供油。分配转子第1层连通腔24A与分配转子第2层连通腔24B用于将非工作缸间的燃油进行连通，进行压力平衡，实现一个相同的初始供油状态。可以算出在任一分层上的相邻出油孔间相位均为360°/（i/N）=360°/（6/2）=120°。

图3a、图3b与图3c显示的是6缸发动机用采用分层原理中的异向出油重叠型式的分配器径向和轴向截面图。本发明中提出的异向出油其含义为：分配转子上位于所有分层上的径向出油孔中心所在截面上的出油方向以分配转子旋转中心进行判断在异侧的为异向出油。以图3c为例：位于第1层上即A-A剖切面上的分配转子2上的分配转子第1层出油孔22A与位于第2层上即B-B剖切面上的分配转子2上的分配转子出油孔22B位于分配转子2旋转中心的两侧，即为异向出油。本发明中提出的重叠型式其含义为：1、分配定子上位于任一分层上的出油孔在其截面上仍是均布的；2、分配定子上所有分层上的出油孔在以分配转子旋转轴轴向的法向方向上投影，是重叠的。以图3a和图3b为例：位于A-A剖切面上的分配定子出油孔11、13、14或者是位于B-B剖切面上的分配定子出油孔15、16、12在其各自截面上是均布型式，相邻孔间隔120°，但是此两个剖切面上的6个出油孔以分配转子旋转轴轴向的法向方向上投影，这6个出油孔是两两重叠的，相邻孔间隔仍为120°。

设计细节为：当采用异向出油重叠型式的分层式燃油分配器时，分配定子1上的出油孔被分成N=2层布置，每层均布3个出油孔，在第1层上即在A-A剖切面上均布分配定子出油孔11、13、14，在第2层上即B-B剖切面上均布分配定子出油孔15、16、12。分配转子2上设计有与分配定子1分层数量相同的径向出油孔，在第1层上即在A-A剖切面上设计有分配转子第1层出油孔22A、分配转子第1层出油腔21A、分配转子第1层连通腔24A（未示，原理同图2b），在第2层上即在B-B剖切面上设计有分配转子第2层出油孔22B、分配转子第2层出油腔21B、分配转子第2层连通腔24B（未示），分配转子2上的两个径向出油孔22A和22B共用一个进油道，即分配转子进油道23。

工作原理为：当分配转子2在分配定子1中以逆时针方向转动时，分配转子第1层出油腔21A首先与分配定子第1缸出油孔11连通进行供油给相应的供油管路，此时在所有分层上仅有此一处实现连通供油。当分配转子2旋转60°后，分配转子第2层出油腔21B与分配定子第5缸出油孔15连通实现供油，此时在所有分层上同样仅有此一处实现连通供油。同理，接下来将连通供油的是：21A与13、21B与16、21A与14、21B与12，这样分层式分配器实现了按发动机1-5-3-6-4-2着火顺序间歇性供油。分配转子第1层连通腔24A与分配转子第2层连通腔24B用于将非工作缸间的燃油进行连通，进行压力平衡，实现一个相同的初始供油状态。可以算出在任一分层上的相邻出油孔间相位均为120°。从此处工作原理可以看出其与图3a的工作原理完全一致，这是因为当采用重叠型式分配定子时，配对设计了异向出油的分配转子。

从上述的两个设计细节与工作原理可知，通过本发明的分层设计，分配定子相邻出油孔间的相位比原来未分层获得了成倍提升，即分层分配器所能提供的有效利用相位是未分层分配器的N倍。

本发明还进一步公开了分层式燃油分配器应用在4缸发动机上的实施例，如图4a、图4b与图4c所示。通过上文所述可以看出本实施例是一个同向出油均布型式的分层式燃油分配器，在每个分层上设计两个均布的定子出油孔，并配对设计同向出油的分配转子。其工作原理是：分配转子第1层出油腔21A首先与分配定子第1缸出油孔11连通进行供油给相应的供油管路，此时在所有分层上仅有此一处实现连通供油。当分配转子2旋转90°后，分配转子第2层出油腔21B与分配定子第3缸出油孔13连通实现供油，此时在所有分层上同样仅有此一处实现连通供油。同理，接下来将连通供油的是：21A与14、21B与12，这样分层式分配器实现了按发动机1-3-4-2着火顺序间歇性供油。分配转子第1层连通腔24A与分配转子第2层连通腔24B可在分配转子2外圆周向方向进行连通以平衡非工作缸的压力。

通过上述三个分层式燃油分配器实施例介绍，本发明提出的分层设计原则同样适应于其他多缸机型，从而拓宽应用范围。这里需要强调的是，发动机缸数i总是分层数量N的整数倍，具体分层数量、采用何种型式可根据上述原理与空间大小进行恰当的设计且分配定子与分配转子要配对设计，但以同向出油均布型式为优先考虑。

分配转子2上因设计有N个径向出油孔，无论是采用同向出油还是异向出油方式，均会对分配转子产生偏压效果，因此，基于分层设计时还要考虑平衡腔设计。

图5a与图5b显示的是分别为削槽构造与扁位构造这两种不同构造的平衡腔设计，而在图6b、图6d中的平衡腔则被设计为少圆结构，这与图2a、图2b、图3a、图3b、图4a、图4b中的分配转子出油腔相似，其加工简单，为优先选用结构。另外可以看出这些平衡腔均设计在分配转子上，与分配定子形成一个仅有一个开口的始终密封的容腔，此开口又始终与分配转子进油道相连通，从而平衡腔油压施加在平衡面上所产生的液压力可与分配转子出油孔所产生的液压力相平衡，消除偏压，以利于分配转子旋转。平衡腔受力平衡图如图6a与图6b、图6c与图6d中所示，图6a、图6b展示的是图2c设计受力平衡图，图6c、图6d展示的是图4c设计受力平衡图。其平衡机理为：分配转子平衡孔25始终提供一个与分配转子2上的径向出油孔处压力相同的燃油给分配转子平衡腔26用以产生向上的液压力F3，此力被用以平衡分配转子2上的两个径向出油孔产生的向下的液压力F1、F2，即设计要求为F3=F1+F2，如因分配转子直径小，则可在分配转子2轴向设计多个分配转子平衡孔25、分配转子平衡腔26。

出油腔除了设置在分配转子上如图2a、图2b、图3a、图3b、图4a、图4b中所示之外，也可以设置在分配定子内圆周上，如图7a、图7b与图7c构造所示。图7a、图7b展示的是一种6缸发动机用将出油腔设置在分配定子上的同向出油均布型式的分层式分配器。此种型式分配器设计细节与图2a、图2b相似，只是将图2a、图2b中分配转子出油腔21B、出油腔21A设计在分配定子上，如图7a、图7b中的分配定子出油腔17B、分配定子出油腔17A，而其工作机理与图2a、图2b完全一致，仅需将图2a、图2b中的出油腔21B、出油腔21A对应理解为图7a、图7b中的分配定子出油腔17B、分配定子出油腔17A即可。

本发明中分配器的分配转子进油道设置在分配转子旋转中心，为一端开口结构。如图8所示，此轴向进油道与任一分层上的分配转子径向出油孔和分配转子平衡孔始终处于连通状态，开口端设置在与分配转子2驱动端相对的自由端，这样分配转子2因液压力将被压紧于驱动端装置上，有利于驱动不脱开，增强可靠性，且此进油道被设计在旋转轴线上，不会对分配转子2旋转产生其他导致偏向的径向力或力矩，进一步提升其旋转工作的可靠性，这比图1a、图1b实施例和本发明背景技术中提及的CN1055745C中的图27进回油孔开在两个位置上相比更具优势。正是分层设计思想与分配转子进油道也被用作回油道，为分层式燃油分配器实现供油结束后即刻实现回油提供了技术基础。

图9a、图9b显示的是用与加强分配转子旋转与平衡能力的环形油槽结构，如图中设计在分配转子2上的分配转子外圆周环形油槽27。图10a、图10b显示的则是将此功能的环形油槽设计在分配定子1上的分配定子内圆周环形油槽18情形。此环形油槽在空间允许下可以设计多道，利用分配转子2与分配定子1之间的配合间隙中的渗漏燃油起到一种类似于“浮动轴承”的作用。无论是上述图6b、图6d中的平衡腔设计，还是图2c、图3c、图4c、图6a、图6c、图7c、图8、图9b、图10b中的进油道与回油道共用设计，亦或是图9a、图9b、图10a、图10b中的环形油槽结构设计，均对保证分配转子2的旋转中心恒定具有有益效果。

下面以分配转子直径为D=φ20mm，供油持续相位为T=15°，进行N=2层设计，配i=6缸发动机为例介绍本发明分层式燃油分配器优势。

未分层分配器：

相邻两缸间相位：360/i=360/6=60°

有效密封圆周占用相位：60°-15°=45°

有效密封圆周长：πD/(360°/45°)=3.14159×20/8=7.85mm

分层式燃油分配器：

相邻两缸间相位：360/（i/N)=360/（6/2）=120°

假定有效密封圆周占用相位：60°

有效密封圆周长：πD/(360°/60°)=3.14159×20/6=10.47mm

供油可用相位：120°-60°=60°

假定供油持续相位：25°

回油可用相位：60°-25°=35°

分层式燃油分配器降低分配转子直径：

假定有效密封圆周长：8mm

假定有效密封圆周长占用相位：60°

分配转子直径D=8×(360°/60°)/3.1415=15.28mm

分配转子质量降低百分比：（20×20-15.28×15.28）/（20×20）×100%=41.6%

分配转子外圆周切向速度降低百分比：（20-15.28）/20×100%=23.6%

根据流体液力模拟分析计算，分配转子在高速旋转超高压力使用环境下，为将渗漏降低在可接受范围，分配转子有效密封圆周长在8mm以上，当分配转子直径增大时，密封圆周长要求更大，或者配合间隙要求进一步提高，以提高供油效率。因此，采用分层式燃油分配器可见既有利于提高最大供油持续期和有效密封圆周长这二者的前提下，还可以额外提供一个可用于回油功能的相位，以达到卸压目的，实现停油干脆；在保障最低有效密封圆周长的情况下，采用分层式燃油分配器，还可以降低分配转子的直径，这将降低分配转子的质量，减小功率损失，特别是降低了分配转子外圆周上的切向速度，降低分配转子与分配定子相互咬死的可能，提升工作可靠性，同样，基于此可以适当放宽分配转子与分配定子之间相互配合的公差与同轴度要求，降低其工艺加工精度要求。

根据加工工艺和匹配机型等需求情形，当分配器安装于壳体3中，可以采用分配定子1以过盈方式压入壳体3中，分配定子1与壳体3设计为分体结构，即分配定子与壳体为两个独立零件；也可以将分配定子与壳体设计为一个零件，即分配定子与壳体为整体的一个单独零件，分配转子直接装入其中。本发明中提供了分体与整体的实施例，如图11a所示，显示的为分体结构，有三个独立零件；图11b所示，显示的为整体结构，仅有两个零件，图中取消分配定子，分配转子2直接安装在壳体3中。当采用分体结构时，分配定子1与分配转子2易于加工，工艺性好，但过盈安装时相位精度要求高，引起变形后需要高精专业设备继续加工分配定子内孔消除变形；当采用整体结构时，零件少，整体刚度加强，当出现破坏时，壳体整体报废成本高。这两种工艺各有优缺点，本发明以分体结构作为优先选用。

Claims (8)

1.分层式燃油分配器，包括分配转子、分配定子和壳体，分配定子出油孔数量与发动机气缸数量相同，其特征在于：所述分配定子出油孔被分成多层布置，分配转子上有与分配定子层数数量相同的径向分配转子出油孔；分层数量与发动机气缸数量相匹配，气缸数量是分层数量的整数倍。

2.根据权利要求1所述的分层式燃油分配器，其特征在于：所有分层上的分配定子出油孔在以分配转子旋转轴轴向投影是均布型式或重叠型式；分配转子出油孔出油方向与分配定子出油孔型式相适应，是同向或异向。

3.根据权利要求1所述的分层式燃油分配器，其特征在于：所述分配转子进油道也被用作回油道，设置在分配转子旋转中心，为一端开口结构。

4.根据权利要求1或2所述的分层式燃油分配器，其特征在于：在分配转子出油孔和分配定子出油孔间设置有出油腔，所述出油腔设置在分配转子外圆周上或分配定子内圆周上。

5.根据权利要求4所述的分层式燃油分配器，其特征在于：所述分配转子外圆周与分配定子内圆周配合面间有至少一个与分配转子出油孔方向相对的密封的平衡腔，分配转子进油道与所述平衡腔连通，为平衡腔提供一个始终与所述出油腔压力相一致的压力源。

6.根据权利要求5所述的分层式燃油分配器，其特征在于：所述平衡腔为削槽构造、扁位构造或少圆构造。

7.根据权利要求1或2所述的分层式燃油分配器，其特征在于：所述分配定子与壳体为一体结构或分体结构。

8.根据权利要求1或2所述的分层式燃油分配器，其特征在于：所述分配转子外圆周或分配定子内圆周上设置有多道环形油槽。