CN104612962A - 可变排量的活塞式输油泵及变流量低压供油装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可变排量的活塞式输油泵及变流量低压供油装置，活塞式输油泵包括缸体和活塞，所述缸体上设置有进油口和出油口，所述活塞由上部腔体和下部腔体构成，二者套装在一起且滑动连接，所述下部腔体内设置有电磁线圈，所述电磁线圈中的活动铁芯与所述上部腔体的内壁连接，所述上部腔体和下部腔体的内腔之间设置有复位弹簧。变流量低压供油装置包括油箱、滤清器、进油阀、活塞式输油泵、出油阀、进油压力传感器、控制器、回油压力传感器、连杆和曲轴。本发明可以实时调节活塞式输油泵的排量，结构简单，调节方法方便可靠，充分满足了各种工况下发动机喷油泵的供油要求。
Description
技术领域
本发明涉及发动机的供油装置，具体涉及可变排量的活塞式输油泵及变流量低压供油装置。
背景技术
燃油供给系统是发动机的心脏，其性能直接影响到燃油的喷射、雾化以及发动机的燃烧与排放。随着能源短缺和环境污染日趋严重，对发动机燃油供给技术的要求也越来越高。传统发动机的低压供油装置一般由油箱、燃油滤清器和活塞式输油泵等部件组成，活塞式输油泵由喷油泵凸轮轴驱动。当喷油泵凸轮轴旋转时，输油泵活塞在输油泵体的活塞腔内作往复运动。通过输油泵活塞的往复运动，实现输油泵内部的密封腔容积增大与缩小，将燃油从油箱吸出，克服燃油滤清器的阻力，将具有一定压力和流量的燃油供给发动机喷油泵。由于传统发动机低压供油装置中的活塞式输油泵，其泵体和活塞结构都是固定不变的，即传统的活塞式输油泵是定量泵，凸轮轴转过一转所能排出的油液体积是固定不变的，因此无法在各种转速下，满足发动机的高低负荷等复杂工况对燃油供给的需求。
经过对现有技术文献和专利的检索发现，专利申请公布号CN 103629034 A，专利名称喷油泵的低压输油泵，该专利技术提供了一种包括输油泵外圈、转子、叶片、输油泵盖的低压输油泵，使油泵内腔有适合的压力，保证了充油充分；但该叶片输油泵仍然是一种定量泵，无法在运转过程中改变输油泵的排量。
专利授权公告号CN 1811158 B，专利名称可变排量燃油泵，该专利技术提供了一种可变排量的高压泵，可用来保持共轨燃油系统中多个喷油器的压力燃油供应；但是该专利涉及的燃油泵提供的燃油压力较高，而且在其设计中燃油泵具有形成第一泵腔和第二泵腔的外壳，还具有第一柱塞和第二柱塞两个柱塞。该泵还包括至少一个驱动器，该驱动器可操作地与第一和第二柱塞中的至少一个接合，从而使第一柱塞和第二柱塞中的至少一个在第一和第二端部位置之间移动。结构复杂，制造困难，增加了泵的制造成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对上述现有技术的不足，提供一种设计独特、能够实时调节输油泵的排量、减少喷油泵的回油量且提高燃油供给效率。
本发明的技术方案是：一种可变排量的活塞式输油泵，包括缸体和活塞，所述缸体上设置有进油口和出油口，所述活塞由上部腔体和下部腔体构成，二者套装在一起且滑动连接，所述下部腔体内设置有电磁线圈，所述电磁线圈中的活动铁芯与所述上部腔体的内壁连接，所述上部腔体和下部腔体的内腔之间设置有复位弹簧。
所述上部腔体的直径大于所述下部腔体的直径，所述上部腔体的末端沿圆周方向设置有至少两个滚动钢球，所述下部腔体的外圆柱表面对应位置设置有直线沟槽，所述滚动钢球安装在对应的所述直线沟槽中作上、下往复运动。
所述电磁线圈与电源及控制器连接；所述上部腔体的外圆柱面与所述缸体的内表面滑动密封配合。所述电磁线圈位于所述下部腔体的中心，所述复位弹簧的数量为两个以上，且沿圆周均布在所述电磁线圈四周。
一种含有可变排量的活塞式输油的变流量低压供油装置，还包括油箱和喷油泵，所述缸体的进油口通过进油阀与所述油箱连通，所述缸体的出油口通过出油阀和进油压力传感器与所述喷油泵的进油口连通，向所述喷油泵提供一定压力和流量的燃油，所述喷油泵的回油口经回油压力传感器与所述油箱的回油口相连，将所述喷油泵提供的多余的油液流回所述油箱，所述下部腔体的下端通过连杆和曲轴连接；所述进油压力传感器、回油压力传感器和电磁线圈分别与控制器连接。所述油箱和进油阀之间设置有滤清器。
本发明的有益效果是：
1、本发明根据进油压力传感器和回油压力传感器的压力信号判断输油泵排量需要增大还是缩小，进而通过控制器调整电磁线圈的电流，从而能够在发动机运转过程中实时调节输油泵的排量，兼顾发动机的高低转速工况和高低负荷工况下，并减少喷油泵的回油量，提高燃油供给效率。
2、本发明滚动钢球安装在对应的直线沟槽中作上、下往复运动，导向性好，防止在运动过程中上部腔体相对下部腔体发生扭动，减少复位弹簧和活动铁芯的损坏。
3、本发明电磁线圈位于下部腔体的中心，并且其四周均布有复位弹簧，提高了受力的均匀性，减少上部腔体与缸体内壁的作用力，延长缸体和上部腔体的使用寿命。
4、本发明油箱和进油阀之间设置有滤清器，能够对油液进行有效过滤，减少油液中的杂质对缸体和活塞的磨损，更是减少对发动机的损害。
5、本发明结构简单，调节方法方便可靠，充分满足了各种工况下发动机喷油泵的供油要求，其适用范围广，推广后具有良好的经济效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例：参见图1，图中，1-油箱，2-滤清器，3-进油阀，4-活塞式输油泵，5-出油阀，6-进油压力传感器，7-喷油泵，8-控制器，9-回油压力传感器，10-活塞，11-电磁线圈，12-活动铁芯，13-复位弹簧，14-连杆，15-曲轴。图中箭头所示为燃油输送方向，虚线是控制线路。
可变排量的活塞式输油泵4包括缸体和活塞10，缸体上设置有进油口和出油口，活塞10由上部腔体和下部腔体构成，二者套装在一起且滑动连接，下部腔体内设置有电磁线圈11，电磁线圈11中的活动铁芯12与上部腔体的内壁连接，上部腔体和下部腔体的内腔之间设置有复位弹簧13。
上部腔体的直径大于下部腔体的直径，上部腔体的末端沿圆周方向设置有至少两个滚动钢球，下部腔体的外圆柱表面对应位置设置有直线沟槽，滚动钢球安装在对应的所述直线沟槽中作上、下往复运动。
电磁线圈11与电源及控制器8连接；上部腔体的外圆柱面与缸体的内表面滑动密封配合。电磁线圈11位于下部腔体的中心，复位弹簧13的数量为两个以上，且沿圆周均布在电磁线圈11四周。
变流量低压供油装置还包括油箱1和喷油泵7，其中：缸体的进油口通过进油阀3与油箱1连通，缸体的出油口通过出油阀5和进油压力传感器6与喷油泵7的进油口连通，向喷油泵7提供一定压力和流量的燃油，喷油泵7的回油口经回油压力传感器9与油箱1的回油口相连，将喷油泵7提供的多余的油液流回油箱1，下部腔体的下端通过连杆14和曲轴15连接；进油压力传感器6、回油压力传感器9和电磁线圈11分别与控制器8连接。
根据需要，在油箱1和进油阀3之间设置有滤清器2，能够保证油液的纯净度。
在工作时，控制器8根据进油压力传感器6和回油压力传感器9的压力信号判断是否需要改变活塞式输油泵4的排量，并计算出所需要的电流，控制电磁线圈11电磁力的大小，活塞10在电磁力和复位弹簧13的弹簧力的合力作用下可以收缩或者扩大，使进油时缸体内部的最大密封腔容积（活塞运行到最底端时的容积）变大或缩小，从而改变排油量。
当曲轴15旋转时，活塞10在缸体内作往复运动。当需要增大活塞式输油泵4的排量时，在活塞10下行过程中，电磁线圈11通电，活塞10在电磁力的作用下克服复位弹簧13的作用收缩，使活塞腔内最大密封容积增大，真空度增大，吸入的油量增多，活塞式输油泵4的排量变大。
当需要减小活塞式输油泵4的排量时，在活塞10下行过程中，减小通过电磁线圈11的电流，电磁力减小，在其和复位弹簧13的弹簧力合力作用下，活塞10的收缩量减小，使活塞腔内最大密封容积减小，真空度减小，吸入的油量减少，活塞式输油泵4的排量变小。
当需要恢复到活塞式输油泵4原有排量时，电磁线圈11断电，电磁力消失，活塞10在复位弹簧13的作用下完全复位，吸入的油量恢复到原值，活塞式输油泵4的排量恢复到原有的排量。
上述三种工况，在活塞10上行行程中，电磁线圈11均断电，活塞10完全复位，将吸入的油量全部排出。本发明能够在发动机运转过程中实时调节活塞式输油泵4的排量，兼顾发动机的高低转速工况和高低负荷工况，并可减少喷油泵7的回油量，提高燃油供给效率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种可变排量的活塞式输油泵，包括缸体和活塞，所述缸体上设置有进油口和出油口，其特征是：所述活塞由上部腔体和下部腔体构成，二者套装在一起且滑动连接，所述下部腔体内设置有电磁线圈，所述电磁线圈中的活动铁芯与所述上部腔体的内壁连接，所述上部腔体和下部腔体的内腔之间设置有复位弹簧。
2.根据权利要求1所述的可变排量的活塞式输油泵，其特征是：所述上部腔体的直径大于所述下部腔体的直径，所述上部腔体的末端沿圆周方向设置有至少两个滚动钢球，所述下部腔体的外圆柱表面对应位置设置有直线沟槽，所述滚动钢球安装在对应的所述直线沟槽中作上、下往复运动。
3.根据权利要求1所述的可变排量的活塞式输油泵，其特征是：所述电磁线圈与电源及控制器连接；所述上部腔体的外圆柱面与所述缸体的内表面滑动密封配合。
4.根据权利要求1所述的可变排量的活塞式输油泵，其特征是：所述电磁线圈位于所述下部腔体的中心，所述复位弹簧的数量为两个以上，且沿圆周均布在所述电磁线圈四周。
5.一种含有权利要求1-4任一项所述可变排量的活塞式输油的变流量低压供油装置，还包括油箱和喷油泵，其特征是：所述缸体的进油口通过进油阀与所述油箱连通，所述缸体的出油口通过出油阀和进油压力传感器与所述喷油泵的进油口连通，向所述喷油泵提供一定压力和流量的燃油，所述喷油泵的回油口经回油压力传感器与所述油箱的回油口相连，将所述喷油泵提供的多余的油液流回所述油箱，所述下部腔体的下端通过连杆和曲轴连接；所述进油压力传感器、回油压力传感器和电磁线圈分别与控制器连接。
6.根据权利要求5所述的变流量低压供油装置，其特征是：所述油箱和进油阀之间设置有滤清器。
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