CN105508106A - 一种凸轮轴及应用该凸轮轴的直列分配式电控泵 - Google Patents

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丛日新
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梁金科
丛小洁
胡玉洁
万常岭
李娜
张爱君
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Abstract

本发明公开了一种凸轮轴及应用该凸轮轴的直列分配式电控泵，凸轮轴包括主轴和设置在主轴上的凸轮，凸轮的数量为一个，凸轮上均布有四个结构相同的凸起，相邻两个凸起的中轴线的夹角为90°，各凸起均包括凹弧段、工作段、过渡段和降速段；所述直列分配式电控泵包括泵体和设置在泵体内的如上所述的凸轮轴，凸轮轴的上方设置有柱塞，柱塞的数量为一个，凸轮轴每旋转一周，柱塞上下往复运动四次。本发明中的凸轮轴采用单凸轮凹弧形状的设计方法，实现了单凸轮向四缸柴油机供油的方式，提高了喷油泵的喷射压力，缩短了凸轮轴的长度，减小了喷油泵的安装空间。

Description

一种凸轮轴及应用该凸轮轴的直列分配式电控泵
技术领域
本发明属于汽车零部件技术领域，尤其涉及一种凸轮轴及应用该凸轮轴的直列分配式电控泵。
背景技术
随着国家关于三阶段非道路柴油机汽车尾气排放法规的实施，对柴油机尾气排放中的NOx、HC及CO的含量的限制要求越来越高。喷油泵是柴油机燃油系统的核心元件之一，其负责向柴油机发动机气缸内喷入高压燃油，喷油燃油压力的大小将直接决定柴油机的经济指标和性能指标。实践发现，传统的直列合成式多缸机械式喷油泵总成已不能满足现代柴油机的要求，为了满足柴油机排放及燃烧的需要，电控式喷油泵被广泛采用。喷油泵产生高压燃油的主要零部件为凸轮轴、柱塞偶件及出油阀偶件，其中凸轮轴是驱动零件，凸轮的外形参数直接决定了喷油泵的供油速率(或喷射压力)。
为提高喷油泵的供油能力和提高燃油系统的喷射压力，专利ZL201420229127.6公开了一种发动机喷油泵专用凸轮轴，其包括凸轮轴本体，凸轮轴本体上设置有若干个形状和大小都相同的凸轮，相邻两凸轮之间的相位角为60°，凸轮型线所形成的图形是以凸轮基圆圆心为中心的旋转对称图形，其旋转角度为120°，凸轮型线由三组形状相同的曲线首尾相连而成，相邻的两组曲线光滑过渡连接，且连接点位于凸轮基圆的圆周上，每组曲线均由升程段和回程段构成，升程段为光滑的多项式曲线且包括一段凹曲线部分和一段凸曲线部分，升程段和回程段对称设置且光滑过渡连接。专利ZL201420244058.6公开了一种控制喷油泵分泵均匀喷油的凸轮轴结构，包括喷油泵凸轮轴本体，喷油泵凸轮轴本体包括主轴和设置在主轴上的至少八个凸轮，各凸轮的形状一直，凸轮在主轴上呈不同的旋转角度，凸轮的旋转角度差值呈周期性变化，各凸轮均采用扇形结构，凸轮的上半部分是以主轴的轴孔的中心为圆心而成的半圆，半圆的直径为凸轮的横截面的最大长度，凸轮的下半部分设有以轴孔的中心为圆心而成的第一圆弧，第一圆弧的直径小于半圆的直径，第一圆弧位于下半部分的底端。上述两个专利所公开的凸轮轴存在一个共同的特点：为满足多缸发动机的供油需求，凸轮轴的主轴上均设置有多个凸轮，一个凸轮对应一套柱塞偶件，且为提高供油能力，凸轮轴的轴向长度都较长，这不仅增加了用工成本，且增加了喷油泵的安装空间，降低了凸轮轴的强度；此外，这种多凸轮、多柱塞偶件的喷油泵结构存在油量一致性差，喷油量难以控制的问题。
另外，现有设计中凸轮轴的凸轮都是由加速段、过渡段、降速段、回程段和基圆段组成，其中，加速段的主要目的是将喷油泵的供油速率提高到预先设计的供油速率，然后喷油喷油。机械式喷油泵凸轮轴的加速段一般采用的凸弧式或切线式来实现这一目的，凸弧式或切线式虽然能够增加加速段的升程，但是通常因为受到压力角及弹簧安装空间的限制，而无法达到预期目标，且这种增加凸轮升程的方式必然导致喷油泵的安装空间加大，不利于产品的推广和部件的通用性。
由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。
发明内容
本发明为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种凸轮轴及应用该凸轮轴的直列分配式电控泵，方型凸轮轴长度小，强度高，节省了安装空间。
本发明所采用的技术方案为：
一种凸轮轴，包括主轴和设置在主轴上的凸轮，凸轮的数量为一个，凸轮上均布有四个结构相同的凸起，相邻两个凸起的中轴线的夹角为90°，各凸起均包括凹弧段、工作段、过渡段和降速段。
所述主轴的前端均匀开设有多个开口槽。
所述凸轮采用方形结构。
本发明还公开了一种应用上述凸轮轴的直列分配式电控泵，包括泵体和设置在泵体内的如上所述的凸轮轴，凸轮轴的上方设置有挺住体部件，挺住体部件的上方设置有柱塞，柱塞的数量为一个，凸轮轴上的一个凸起对应柱塞的一个工作循环，凸轮轴每旋转一周，柱塞上下往复运动四次。
所述泵体上设置有转速传感器。
所述凸轮轴的前、后端分别设置有滚动轴承，凸轮轴通过滚动轴承与泵体相连。
所述柱塞上设置有高压油腔，泵体的上方设置有泵头，泵头上设置有出油阀和低压油腔，高压油腔通过油路分别与出油阀和低压油腔相连，出油阀与设置在泵头外侧的喷油器相连，喷油器通过燃油管道与发动机气缸相连，柱塞在凸轮轴的带动下运动，柱塞向上运动压缩高压油腔内的燃油，当燃油的压力高于出油阀的开启压力时，燃油经出油阀进入喷油器。
所述发动机包括四个气缸，出油阀上设置有四个出油口，喷油器上设置有与出油阀上的四个出油口一一对应的四个进油口，四个进油口分别通过四根燃油管与四个气缸相连，凸轮轴每旋转一周，出油阀的四个出油口分别出油一次，喷油器喷射四次燃油供发动机的四个气缸使用。
由于采用了上述技术方案，本发明所取得的有益效果为：
1、本发明中的凸轮轴采用单凸轮凹弧形状的设计方法，提高了喷油泵的喷射压力，将凸轮轴的长度缩短了约3/4，提高了凸轮轴的强度，大大降低了喷油泵的外形长度，减小了喷油泵的安装空间，便于喷油泵的安装。
2、本发明中凸轮轴上凸轮的外形轮廓采用凹弧段、工作段、过渡段、降速段的结构形式，将喷油泵的工作能力提高约25％，满足了发动机性能及排放的要求。
3、本发明中的喷油泵采用单柱塞的结构形式，喷油量容易控制，解决了目前电控单体泵存在的油量一致性较差的问题。
附图说明
图1为本发明中凸轮轴的结构示意图。
图2为图1的侧视图。
图3本发明中喷油泵的剖视图。
其中，
1、主轴2、凸轮21、凸起21.1凹弧段21.2、工作段21.3、过渡段21.4、降速段3、开口槽4、挺住体部件5、柱塞6、出油阀7、泵头8、滚动轴承
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不限于这些实施例。
如图1和图2所示，一种凸轮轴，包括主轴1和设置在主轴1上的凸轮2，凸轮2的数量为一个，凸轮2的横断面大体呈方形，凸轮2上均布有四个结构相同的凸起21，相邻两个凸起21的中轴线的夹角为90°，各凸起21均包括凹弧段21.1、工作段21.2、过渡段21.3和降速段21.4，所述主轴1的前端均匀开设有五个用于检测凸轮轴角度位置的开口槽3。
如图1至图3所示，本发明还公开了一种应用上述凸轮轴的直列分配式电控泵，包括泵体和设置在泵体内的如上所述的凸轮轴，凸轮轴的前、后端分别设置有滚动轴承8，凸轮轴通过滚动轴承8与泵体相连，泵体上设置有用于检测凸轮轴转速的转速传感器，凸轮轴的上方设置有挺住体部件4，挺住体部件4的上方设置有柱塞5，柱塞5的数量为一个，凸轮轴上的一个凸起21对应柱塞5的一个工作循环，凸轮轴每旋转一周，柱塞5上下往复运动四次。
所述柱塞5上设置有高压油腔，泵体的上方设置有泵头7，泵头7上设置有出油阀6和低压油腔，高压油腔通过油路分别与出油阀6和低压油腔相连，出油阀6与设置在泵头7外侧的喷油器相连，喷油器通过燃油管道与发动机气缸相连，柱塞5在凸轮轴的带动下运动，柱塞5向上运动压缩高压油腔内的燃油，当燃油的压力高于出油阀6的开启压力时，燃油经出油阀6进入喷油器；所述发动机包括四个气缸，出油阀6上设置有四个出油口，喷油器上设置有与出油阀6上的四个出油口一一对应的四个进油口，四个进油口分别通过四根燃油管与四个气缸相连，凸轮轴每旋转一周，出油阀6的四个出油口分别出油一次，喷油器喷射四次燃油供发动机的四个气缸使用。
本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种凸轮轴，包括主轴和设置在主轴上的凸轮，其特征在于，凸轮的数量为一个，凸轮上均布有四个结构相同的凸起，相邻两个凸起的中轴线的夹角为90°，各凸起均包括凹弧段、工作段、过渡段和降速段。
2.根据权利要求1所述的一种凸轮轴，其特征在于，所述主轴的前端均匀开设有多个开口槽。
3.根据权利要求1所述的一种凸轮轴，其特征在于，所述凸轮采用方形结构。
4.一种直列分配式电控泵，包括泵体，其特征在于，所述泵体内设置有如权利要求1至3任一项权利要求所述的凸轮轴，凸轮轴的上方设置有挺住体部件，挺住体部件的上方设置有柱塞，柱塞的数量为一个，凸轮轴上的一个凸起对应柱塞的一个工作循环，凸轮轴每旋转一周，柱塞上下往复运动四次。
5.根据权利要求4所述的一种直列分配式电控泵，其特征在于，所述泵体上设置有转速传感器。
6.根据权利要求4所述的一种直列分配式电控泵，其特征在于，所述凸轮轴的前、后端分别设置有滚动轴承，凸轮轴通过滚动轴承与泵体相连。
7.根据权利要求4所述的一种直列分配式电控泵，其特征在于，所述柱塞上设置有高压油腔，泵体的上方设置有泵头，泵头上设置有出油阀和低压油腔，高压油腔通过油路分别与出油阀和低压油腔相连，出油阀与设置在泵头外侧的喷油器相连，喷油器通过燃油管道与发动机气缸相连，柱塞在凸轮轴的带动下运动，柱塞向上运动压缩高压油腔内的燃油，当燃油的压力高于出油阀的开启压力时，燃油经出油阀进入喷油器。
8.根据权利要求7所述的一种直列分配式电控泵，其特征在于，所述发动机包括四个气缸，出油阀上设置有四个出油口，喷油器上设置有与出油阀上的四个出油口一一对应的四个进油口，四个进油口分别通过四根燃油管与四个气缸相连，凸轮轴每旋转一周，出油阀的四个出油口分别出油一次，喷油器喷射四次燃油供发动机的四个气缸使用。
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