CN104806407B - 多模式电控单体泵 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供多模式电控单体泵，包括双桃凸轮、滚轮柱塞、常闭型燃油控制阀、燃油油路换向阀和双出油阀。燃油控制电磁阀安装在柱塞腔上方，燃油油路换向阀安装在燃油控制电磁阀上方。燃油控制电磁阀控制泄油油路，能快速开启和关闭泄油锥阀，控制燃油加压和泄流。燃油油路换向阀控制燃油流向，能快速切换燃油油路，通过控制燃油油路换向阀能够快速实现多种油路配置，进而实现两出油阀交替供油或两个出油阀以不同比例同时供油的功能。本发明能有效的提高电控单体泵的工作效率，提高发动机效率，满足发动机在不同工况、不同负荷下的供油次数、供油压力和供油量需要，改善发动机经济性、动力性，能够有效降低有害排放。

Description

多模式电控单体泵

技术领域

本发明涉及的是一种喷油装置，具体地说是发动机的喷油装置。

背景技术

为了应对和改善日益严峻环境污染和资源紧缺等问题，发动机对经济性、排放性的要求更加苛刻严格，而提高发动机燃油系统性能是主要方式，发动机的发展趋向于利用电子控制实现对发动机燃油喷射系统的控制，电控单体泵技术是一种重要技术手段。电控单体泵是一种满足发动机排放法规和经济性要求的时间控制式燃油喷射系统，具有喷油压力高、喷油定时柔性可调等特点。近年来，对压电晶体研究的发展为电控技术上升到一个新的高度提供了技术支持，使电子控制速度更快，工作更稳定，可实现的工作模式更多。

当前的高速电磁阀电控单体泵通常采用单电磁阀控制泄油油路的方式，此种方式虽然在一定程度上可以改善对喷油系统喷油量和喷油规律控制效果，但仍然存在如下不足：其一，高速开关电磁阀只有开和关两种工作状态，无法完成多模式控制；其二，电磁阀响应速度有限，控制精度和工作稳定性不高；其三，单体泵工作效率低，凸轮轴旋转一周只能完成对一个喷油器的供油功能；其四，若单纯的改变凸轮型线为双桃凸轮，凸轮轴旋转一周所供燃油多于一个喷油器的喷油量，将导致单体泵的工作效率降低；其五，传统电控单体泵，只能完成对单一控制阀的控制功能，无法满足发动机在不同工况条件下对燃油喷射过程的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供用以提高发动机经济性、动力性和灵活性，同时能够有效降低有害排放的多模式电控单体泵。

本发明的目的是这样实现的：

本发明多模式电控单体泵，其特征是：包括双桃凸轮、滚轮柱塞、燃油控制电磁阀、燃油油路换向阀、双出油阀，滚轮柱塞包括滚轮、柱塞、柱塞弹簧、上柱塞壳、下柱塞壳，滚轮安装在下柱塞壳的下端，柱塞的上部位于上柱塞壳里，柱塞的下部位于下柱塞壳里，柱塞外面套装有柱塞弹簧，柱塞弹簧的上端部顶在上柱塞壳下端，柱塞弹簧的下端部位于下柱塞壳里，柱塞与上柱塞壳的内壁之间形成柱塞腔，上柱塞壳上分别设置进油孔、泄油油路以及第一油路，柱塞腔连通第一油路；燃油控制电磁阀包括电磁阀体、控制阀壳、电磁阀阀杆、泄油锥阀，电磁阀体与控制阀壳并列布置，电磁阀体连接电磁阀阀杆的第一端，电磁阀阀杆设置在阀杆壳体里，电磁阀阀杆的第二端连接泄油锥阀，泄油锥阀设置在控制阀壳里，泄油锥阀的端部为梯形结构，控制阀壳内壁设置与泄油锥阀梯形结构配合的斜面，泄油锥阀所在的控制阀壳处连通泄油油路，控制阀壳上设置与第一油路连通的第二油路，第二油路与阀杆壳体交叉设置；燃油油路换向阀包括压电晶体、前换向阀杆、换向阀体、后换向阀杆、燃油油路隔块，换向壳体与压电晶体并列布置，压电晶体连接前换向阀杆，前换向阀杆通过前换向阀杆小弹簧与钢球相连，钢球顶在换向阀体上，后换向阀杆通过弹簧压在换向阀体上，前换向阀杆、前换向阀杆小弹簧、钢球、换向阀以及后换向阀杆均设置在换向壳体里，换向壳体里设置第一出油油路、第二出油油路、第三出油油路，第一出油油路、第二出油油路均与第三出油油路相通，第三出油油路里设置燃油油路隔块，第二油路伸入至换向壳体里，换向阀体在压电晶体的控制下实现第二油路与第一出油油路或第二出油油路的相通以及第二油路与第一出油油路和第二出油油路同时相通；双出油阀包括第一出油阀和第二出油阀，第一出油阀连通第一出油油路，第二出油阀连通第二出油油路；双桃凸轮与滚轮相配合。

本发明还可以包括：

1、双桃凸轮的每个桃对滚轮作用角度范围为80°～110°，两个桃之间等速段角度为100°～70°。

本发明的优势在于：本装置中的多模式电控单体泵能够实现对两个喷油器灵活供油的功能，可在凸轮转角旋转一周时完成对两喷油器交替供油，同时也可实现不同工况下两喷油器同时供油或两个喷油器以不同比例同时供油的功能。能有效的提高电控单体泵的工作效率，提高发动机效率，改善发动机经济性、动力性，能够有效降低有害排放。本装置中的燃油油路换向阀，能够实现对双出油阀油路的配合控制，由于其压电晶体具有响应快速、能耗少等优点，燃油油路换向阀具有响应速度快，可灵活控制喷油器供油时刻和供油量，满足发动机在不同工况、不同负荷下的供油次数需要。由于压电晶体的快速响应和灵活可控性，燃油油路换向阀还可实现双出油阀的组合控制，通过改变压电晶体控制信号，可以实现出油阀22工作出油阀23不工作，出油阀23工作出油阀22不工作，以及两出油阀不同比例的流量同时工作的多模式工作方式，从而提高了单体泵的灵活性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的滚轮柱塞结构示意图；

图3为本发明的燃油控制电磁阀结构示意图；

图4a为本发明的燃油油路换向阀结构示意图，图4b为燃油油路换向阀多模式示意图之一，图4c为燃油油路换向阀多模式示意图之二，图4d为燃油油路换向阀多模式示意图之三，图4e为燃油油路换向阀多模式示意图之四；

图5为本发明的双出油阀结构示意图；

图6为本发明的双桃凸轮结构示意图。；

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～6，本装置包括双桃凸轮1、滚轮柱塞2、燃油控制电磁阀3、燃油油路换向阀4和双出油阀5。滚轮柱塞2由滚轮7、柱塞8、柱塞弹簧9、柱塞腔10、进油孔11和泄油油路12组成。柱塞腔上方为燃油控制电磁阀3，包括电磁阀13、电磁阀阀杆复位弹簧14、电磁阀阀杆15和泄油锥阀16。燃油控制电磁阀上方安装有燃油油路换向阀4，其包括压电晶体17、前换向阀杆18、换向阀19和后换向阀杆20，以及燃油油路隔块21。双出油阀5安装在燃油油路换向阀4上方，由出油阀22和出油阀23组成。

本发明的电控单体泵由双桃凸轮1、滚轮柱塞2、燃油控制电磁阀3、燃油油路换向阀4和双出油阀5组成。滚轮柱塞2由滚轮7、柱塞8、柱塞弹簧9、柱塞腔10、进油孔11和泄油油路12组成。当柱塞8下行时，从进油孔11吸入燃油，双桃凸轮1推动滚轮7使柱塞8上行，当柱塞上行关闭进油孔11并且燃油控制电磁阀3关闭泄油油路12后，柱塞压缩柱塞腔10中的燃油，完成燃油加压功能。

电磁阀13、电磁阀阀杆复位弹簧14、电磁阀阀杆15和泄油锥阀16构成的燃油控制电磁阀3为常开阀，未通电时，燃油控制电磁阀3为开启状态，燃油经泄油锥阀16由泄油油路12流回油箱。当燃油控制电磁阀3通电控制电磁阀阀杆15，关闭泄油锥阀16时，截断泄油油路12。当滚轮7在凸轮作用下推动柱塞8上升时，在其压缩作用下燃油压力迅速升高，为供油做好准备。燃油控制电磁阀3关闭后，被柱塞8加压的燃油通过油路L1流向燃油油路换向阀。

燃油油路换向阀由压电晶体17、前换向阀杆18、换向阀19和后换向阀杆20，以及燃油油路隔块21组成。前换向阀杆18由压电晶体17控制，阀杆前端通过前换向阀杆小弹簧与一小钢球相连，小钢球顶在换向阀19上，另一端后换向阀杆20通过弹簧压在换向阀19上。换向阀19上端顶在燃油油路隔块21上。当未接收到控制信号时，压电晶体17处于自然状态，换向阀19右端与燃油油路隔块21左端接触，打开右侧油路并关闭左侧油路，如图4b所示，此时燃油经出油阀23进入一喷油器；当压电晶体17接收到最大控制信号时，压电晶体产生逆压电作用伸长，换向阀19左端与燃油油路隔块21的右端接触，打开左侧油路并关闭右侧油路，如图4c所示，此时燃油经出油阀22进入一喷油器；当压电晶体17接收到的控制信号介于最大和最小之间时，压电晶体按一定比例伸长，此时换向阀19根据压电晶体伸长的比例同时打开两侧油路，如图4d所示，不同控制信号大小，两侧油路的流量不同；例如当压电晶体17接收到最大控制信号的一半时，换向阀19中央位置与燃油油路隔块21中间接触，左右两侧油路同时打开，如图4e所示，燃油经两出油阀以相同的流量同时进入两个喷油器。因此，燃油油路换向阀可实现多种不同的工作模式燃油配置供给。利用本发明设计的双桃凸轮，每个桃对滚轮作用角度ф1范围为80°～110°，两个桃之间等速段角度ф2为100°～70°。可实现凸轮轴转动一周对两个喷油器完成供油的功能。

本发明一种多模式电控单体泵，包括双桃凸轮1、滚轮柱塞2、常闭型燃油控制阀3、燃油油路换向阀4和双出油阀5。所述多模式电控单体泵，其底部安装滚轮柱塞2，滚轮柱塞2上方依次安装常闭型燃油控制阀3、燃油油路换向阀4，泵体1顶部安装双出油阀5。通过双桃凸轮1推动柱塞进行压油。所述的燃油控制电磁阀3，其上装配有电磁阀13、电磁阀阀杆复位弹簧14、电磁阀阀杆15和泄油锥阀16。所述的燃油油路换向阀4，其上装配有压电晶体17、前换向阀杆18、换向阀19和后换向阀杆20，以及燃油油路隔块21当未接收到控制信号时，压电晶体17处于自然状态，换向阀19右端与燃油油路隔块21左端接触，打开右侧油路并关闭左侧油路，此时燃油经出油阀23进入一喷油器；当压电晶体17接收到最大控制信号时，压电晶体产生逆压电作用伸长，换向阀19左端与燃油油路隔块21的右端接触，打开左侧油路并关闭右侧油路，此时燃油经出油阀22进入一喷油器；当压电晶体17接收到的控制信号介于最大和最小之间时，压电晶体按一定比例伸长，此时换向阀19根据压电晶体伸长的比例同时打开两侧油路，不同控制信号大小，两侧油路的流量不同；可实现多种工作方式的多模式灵活配置。所述多模式电控单体泵，其凸轮为双桃凸轮，每个桃对滚轮作用角度ф1范围为80°～110°，两个桃之间等速段角度ф2为100°～70°。通过压电晶体17控制换向阀实现对燃油油路的灵活调节和配置，以实现凸轮轴转动一周完成对两个喷油器灵活供油的功能。

Claims (2)

1.多模式电控单体泵，其特征是：包括双桃凸轮、滚轮柱塞、燃油控制电磁阀、燃油油路换向阀、双出油阀，滚轮柱塞包括滚轮、柱塞、柱塞弹簧、上柱塞壳、下柱塞壳，滚轮安装在下柱塞壳的下端，柱塞的上部位于上柱塞壳里，柱塞的下部位于下柱塞壳里，柱塞外面套装有柱塞弹簧，柱塞弹簧的上端部顶在上柱塞壳下端，柱塞弹簧的下端部位于下柱塞壳里，柱塞与上柱塞壳的内壁之间形成柱塞腔，上柱塞壳上分别设置进油孔、泄油油路以及第一油路，柱塞腔连通第一油路；燃油控制电磁阀包括电磁阀体、控制阀壳、电磁阀阀杆、泄油锥阀，电磁阀体与控制阀壳并列布置，电磁阀体连接电磁阀阀杆的第一端，电磁阀阀杆设置在阀杆壳体里，电磁阀阀杆的第二端连接泄油锥阀，泄油锥阀设置在控制阀壳里，泄油锥阀的端部为梯形结构，控制阀壳内壁设置与泄油锥阀梯形结构配合的斜面，泄油锥阀所在的控制阀壳处连通泄油油路，控制阀壳上设置与第一油路连通的第二油路，第二油路与阀杆壳体交叉设置；燃油油路换向阀包括压电晶体、前换向阀杆、换向阀体、后换向阀杆、燃油油路隔块，换向壳体与压电晶体并列布置，压电晶体连接前换向阀杆，前换向阀杆通过前换向阀杆小弹簧与钢球相连，钢球顶在换向阀体上，后换向阀杆通过弹簧压在换向阀体上，前换向阀杆、前换向阀杆小弹簧、钢球、换向阀以及后换向阀杆均设置在换向壳体里，换向壳体里设置第一出油油路、第二出油油路、第三出油油路，第一出油油路、第二出油油路均与第三出油油路相通，第三出油油路里设置燃油油路隔块，第二油路伸入至换向壳体里，换向阀体在压电晶体的控制下实现第二油路与第一出油油路或第二出油油路的相通以及第二油路与第一出油油路和第二出油油路同时相通；双出油阀包括第一出油阀和第二出油阀，第一出油阀连通第一出油油路，第二出油阀连通第二出油油路；双桃凸轮与滚轮相配合。

2.根据权利要求1所述的多模式电控单体泵，其特征是：双桃凸轮的每个桃对滚轮作用角度范围为80°～110°，两个桃之间等速段角度为100°～70°。