CN1055523C - 燃料喷射泵 - Google Patents

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Abstract

一个分配器结构型式的燃料喷射泵具有至少一个在往和返行程运动中驱动的泵活塞(17)，一个旋转的分配轴(11)，它通过一个分配孔(19)在其转动时形成一个使由泵活塞(17)限定的泵工作腔(18)和喷射嘴之间的连接，还具有一个开关阀(25)用于测量燃料喷射量。为了在开关阀(25)开启和关闭时，实现一个高稳定的流体特性，与开关阀(25)的阀元件(35)连接一个低压活塞(43)，其在开关阀(25)的低压侧并在卸载孔(27)的出口后边的一个壁段(26)中可轴向移动导行。最好，该低压活塞(43)的外直径和阀元件(35)在对应的阀座(34)上的配合表面直径相当接近。

Description

燃料喷射泵
本发明涉及一种用于内燃机的分配器结构形式的燃料喷射泵。
这种燃料喷射泵具有向里打开的开关阀(I—阀)，也就是说，具有在阀开启时对着燃料流移动的阀元件，它们相对于具有向外开启的开关阀(A—阀)的燃料喷射泵，其中阀元件的开启方向在阀开启时与燃料流的流动方向是相同的，具有较高的运行稳定性的优点，因为，在开启过程中出现的与燃料流方向相反指向的液压脉冲力不同于A—阀情况那种利于开启的作用，因此，在开启过程中瞬时的关闭阶段和一个与其相连的开关阀不稳定性就基本上被抑制。
依此，人们在喷射阶段中对这种I—阀的关闭过程和开启过程的研究另外确定一个不稳定的特性。这种不稳定性具有下面的原因：在喷射过程开始之前，该泵活塞将燃料从泵工作腔送至第一阀腔通过由阀元件释放的阀开口送到在低压区域安置的第二阀腔。这种输送是连续的，因此，可以称为一个运动的燃料柱。为了导入喷射过程，该开关阀被关闭，因此上述燃料柱被中断。因为这种燃料柱具有一个自身的动力特性，所以它仍处于运动和在以后通过在低压区占据的压力被制动；但是，先前它在第二阀腔中并在关闭的阀元件下方形成一个中空腔。此后，这个被制动的燃料柱通过在低压区中的压力沿着相反的方向亦即朝先前产生的中空腔(方向)加速并最终重新充满。同时，产生一个填充冲击，以射向阀元件的端面。如果，该阀元件仍处于运动时，则阀元件的运动就变得不可控，因而导致一个不稳定的喷射过程。以类似的方式在通过开启阀元件的控制期间也存在不稳定性，此时此刻在燃料中就出现压力脉动。
GB-A-2261035公开了一个分配器燃料喷射泵，其具有一个在泵缸中往返运动的并同时被旋转驱动的泵活塞和分配器活塞，它在泵缸中的一侧限定一个泵工作腔，该工作腔在另一侧通过一个置入燃料泵壳体中的电磁阀壳体所封闭。泵工作腔的充满和缸载是通过电磁阀实现的，该电磁阀以其阀元件使得从一个可施加高压的并与泵工作腔相连的第一阀腔到一个与卸载腔相连的第二阀腔形成过渡和分开以及依此控制这个阶段，其中，该泵活塞将充满燃料的泵工作腔置于一个有效喷射的高压上。该阀元件具有一个低压侧的卸载活塞，并被一个阀弹簧在开启方向上亦即和来自泵工作腔的燃料流方向相反地施加作用，以及通过一个电磁铁在关闭方向上施加负荷。
这个公知的结构方案具有缺陷是，通过在泵缸上连接的电磁阀就在燃料喷射泵上必需一个明显的结构空间，与此相关联的是，由于电磁阀壳体和此处包含的阀腔和导管引起明显巨大的死容积，这个死容积必须被泵活塞在每个泵活塞输送行程时予压到喷射压力，但是，对喷射作用起不了积极效果。此外，该整个的电磁阀壳体必须是抗高压地封闭住泵工作腔，这样，又增加了制造和装配的额外花费。
虽然由EP-A-O244340公开了将一个阀元件安置在一个分配器燃料喷射泵的分配器之中央袋孔中，但是在这阀门中第二阀腔位于分配器的外边，而且不具有低压卸载活塞。同时，这个公知的燃料喷射泵还具有开头已经描述的缺陷。
为此，本发明的目的在于提供一种分配器结构形式的燃料喷射泵，其以有利的结构方式将阀元件组合在分配器中，使得必需的结构空间得以减少。
为了达到上述目的，本发明提出了一种分配器结构形式的燃料喷射泵，其用于为内燃机，特别为狄塞尔内燃机的多个喷嘴供燃料，该燃料喷射泵具有至少一个以往返行程运动被驱动的泵活塞，该泵活塞限定了一个可与燃料输入相连的泵工作腔，并在每个输送行程时将具有喷射压力的燃料输送到喷嘴之一去；具有一个转动的分配器轴，其在转动时通过一个分配孔在泵工作腔和喷嘴之间构成一个连接；还具有一个用于定量配给燃料喷射量的开关阀，该开关阀具有用于控制阀开口的阀元件，阀开口具有一个阀座，该阀座位于一个与分配器孔相连的第一阀腔及一个与卸载孔相连的第二阀腔之间；该阀元件具有一个阀座配合面，并可被一个在阀开启方向上起作用的阀弹簧从阀座上举起，在阀开启时，该阀元件逆着通过阀开口流动的燃料流而移动；而且还具有一个用于在阀关闭方向上操作阀元件的、带磁性衔铁的电磁铁；一个低压活塞通过一个在直径上减小的轴颈与阀元件同轴地刚性连接，该低压活塞伸入第二阀腔中，并用其远离阀开口的端部在一个和第二阀腔相连接的筒形壁段中以最小的径向间隙可轴向上移动导行；一个阀弹簧安置在一个和燃料回导管相连的泄漏油液一积累腔中，该弹簧的端侧与低压活塞相连接，该低压活塞和筒形壁段相连接，并且，该弹簧支承在泄漏液体一积累腔的底部以及低压活塞的端侧上；其特征在于：两个阀腔、带阀座的阀开口和圆筒形的壁段以及泄漏油液积累腔与带低压活塞的阀元件一起在分配轴的一个中央袋孔中构成，该袋孔通过阀元件在外边被封闭住，并在阀元件向外指向的端侧面上可由电磁铁的磁性衔铁施加作用。
有利的是，该电磁铁具有一个激励线圈和一个与其磁性衔铁固定连接的并与分配轴共轴线的操作杆，其同轴线地靠置在一个与阀元件固定连接的导引活塞之端侧面上；该导引活塞可轴向移动地置入袋孔中的、在第一阀腔之前安置的筒形导引段内。
有利的是，该分配轴可转动地置入一个保持在泵壳体中的套筒内；该分配轴在其圆周上置有一个环槽，其中连通有在分配轴中配置的卸载孔；该环槽总是与在套筒安置的径向孔相连通，其与泵壳中充满燃料的内腔相连通。
有利的是，该阀元件通过阀弹簧可以使与其固定连接的导引活塞靠置在一个限位件上，该限位件通过一个在分配轴端侧固定的盖帽构成，该盖帽支承在一个容纳分配轴并在燃料泵壳体中固定安置的套筒之端侧面上；该分配轴之与该端侧远离的另一端部上置有一轴环，处于泵缸中相对分配轴之轴线为径向定位的泵活塞容纳在该轴环中，在上述轴环和盖帽之间，该分配轴在套筒上可轴向导引。
因此，按照本发明的燃料喷射泵，通过将阀元件组合在分配器中，使得必需的结构空间得以减少。用于泵工作腔所必需足够的高压密封性之花费也得到降低，因为这个密封性被该阀元件以其在分配器的轴向袋孔中之导引结构本身就承担了。依此，用于操作阀元件的电磁铁仅仅承受一个泄漏燃料流的作用，并且不必将其设计、制造和装配成抗高压的结构。
按照本发明的燃料喷射泵具有的优点是，通过在低压区中安置的低压活塞，该阀元件对上面描述的压力脉动反应相当缓和，亦即不被其影响，因此就可确保一个稳定的液压特性；不仅在通过关闭开关阀导入喷射过程时，而且在通过开启开关阀而控制喷射过程时。通过这种低压活塞，该在阀元件上用于压力脉动的作用表面就明显减小了，因为此时不再是阀元件的整个的被阀配合直径所确定的横截面提供作用表面，而是只有环形的横截面来提供作用表面，这个环形横截面是由阀元件的配合直径和低压活塞直径之间的差值产生的。如果人们使低压活塞的直径接近于配合直径，那么压力脉动的影响即可消除和使阀元件运动在开启及关闭时都稳定。
下面，借助附图中的实施例详细描述本发明。
图1表明一个用于狄塞尔内燃机的分配器形式的燃料喷射泵的局部纵剖图。
图1中示出的分配器形式的燃料喷射泵具有一个此处看不出的壳体，它被一个壳体盖10作液体密封地封闭住。在壳体盖10中安置一个分配器轴11。还在壳体盖10中的多个泵出口上安置连接管接头13，它们通过未描述的压力管道和喷嘴为一个多缸狄塞尔发动机供燃料。对于连接管接头13只描述了一个。接连接管接头13依次通过旋转的分配轴11供给一个计量过的燃料量，该燃料量处于喷射压力下和通过相应的连接管接头13和其上连接的压力管道以及喷嘴被喷入狄塞尔发动机之相应气缸的燃烧室中。该分配器轴11可转动地安置在一个套筒14中，其安置在壳体盖10的孔腔15中。该孔腔15在端侧用一个电磁铁16封闭住。该分配器轴11借助一个随动件12与一个未表示的驱动轴形成抗扭的连接，其轴线与分配器11对中。
在图1中下边的具有较大直径的分配器11之轴环段中，设置泵活塞17，其数目可以是2、3或4个，它们分别在与分配器轴(轴线)垂直的或者说径向上定位的并最好与分配器11制为一体的泵缸中可轴向移动导行。关于泵活塞17，在附图中只表明了两个泵活塞17。该随分配器轴11回转的泵活塞17则分别通过一个挺杆被驱动成一种在泵缸中作往和返运行的行程运动，所述挺杆支承在一个固定设置的其上制有凸轮型道的凸轮环上。如对于一个泵活塞17在图中描述的那样，每个泵活塞17都限定一个泵工作腔18，它在分配器轴11的一个确定的转角区域上与在分配器轴11中设置的分配孔19相连通。该分配孔19通过在与配器轴11之圆周上的一个环槽段20中，其在分配器轴11的这个转角区域中与一个在套筒内壁中引至连接管接头13的喷射孔21相连通。
在分配器轴11中设置一个同轴的袋孔22，其中构成多个具有不同直径的孔段。位于袋孔22底部的孔段构成一个泄漏液体积累腔23和其上相连的孔段构成一个第二分配腔24用于一个开关阀25。该泄漏液体积累腔23和第二分配腔24是通过一个圆筒形的壁段26相分开的和其内直径是稍微缩小的。该泄漏液体一积累腔23是连接在此处看不出的燃料一回流管道上的。第二分配腔24通过一个在分配器轴11中向外延伸的卸载孔27和一个在分配轴11的圆周上设置的轴向槽28而与一个在分配轴11圆周上设置的环槽29相连接，该槽29持续地与在套筒14中的一个径向孔30的通口相连接。该径向孔30通过一个位于壳体盖10中的通孔31而与燃料喷射泵的内腔45相连接，该腔45借助一个此处未表示的安置在驱动轴上的燃料输送泵而充满燃料和由此在每个泵活塞行程时将燃料输送到泵工作腔18中。在袋孔22中并与第二分配腔24相连接构成一个径向上突起的环台32，它限定一个开关阀25的阀开口33并在其远离第二分配腔24的环表面上构成一个用于阀元件35的阀座34。在袋孔22的阀口33之前面设置的较大内径之孔段构成开关阀25的第一阀腔36，其中安置了与阀座34配合作用时打开和关闭阀口33的阀元件35。该第一阀腔36通过一个在分配轴11中向外导引的连接孔46而与环槽段20相连接，并在限定的分配轴11转角范围期间既与泵工作腔18又与喷射孔21相连接。
该阀元件35是与导引活塞37制为一体件的结构，活塞37是在第一阀腔36的前面设置的并与其相比缩小直径的导引段38中可轴向移动导行的。该导引活塞37以其背离阀元件35的端部靠置在一个限位件39上，其由一个安装在套筒14端侧面上的并带有中央通孔41的盖帽40构成。盖帽40借助拧入分配轴11端侧面中的螺栓42进行固定。在远离导引活塞37的阀元件35端侧上连接一个整体式的锥形轴颈56，其直径随着和阀元件35的间距增长而增大和在其端部上构成一个整体式的低压活塞43。该低压活塞43嵌入圆筒形壁段26中和在其中以微小径向间隙导行，而壁段26在第二阀腔24和泄漏液体—积累腔23之间构成。同时，该低压活塞43的外直径被确定为大约如同阀元件35坐置在阀座34上的配合尺寸。这个配合尺寸在本描述的圆柱形阀元件35之结构情况下近似等于阀开口33的内直径。在泄漏液体—积累腔23中容置一个设置为圆柱形螺旋压力弹簧的阀弹簧44，它支承在袋孔22的底部和低压活塞43的端面上。该阀弹簧44在开关阀25的开启方向上起作用并致力于使阀元件35从阀座34上离开以释放阀开口33。在阀开启位置中该导引活塞37在阀簧44作用下靠置在盖帽40的限位件39上。
开头提及的电磁铁16用于克服阀簧44的回位力而使开关阀25关闭。
该电磁铁16以公知方式具有一个钵形的磁性壳体47并带一个中央的由钵底成直角伸出的钵芯48。该磁性壳体47置入壳体盖10的钻孔15的端侧中并借助一个环密封装置52相对于孔壁成密封设置。该磁性壳体47同时用于使套筒14在钻孔15中作轴向不可移动的固定。在磁性壳体47的内部容置一个激励线圈49，它的供电流通过连接销柱53完成。在同轴线导引孔50的钵芯48中一个操作杆51可作轴向移动导行，杆51的一端部固定在电磁铁16的衔铁54上并依其另外自由端的端面靠置在导引活塞37上且在此处靠置在导引活塞37的直径缩小的轴颈371上，该轴颈371伸过盖帽40的通孔41。
在未供电流的激励线圈49和因此未激励的电磁铁16情况下，该阀弹簧44则通过带低压活塞43的阀元件35和导引活塞37将带衔铁54的操作杆51推至磁铁壳体47的一个限位件55上，它确定衔铁54的最大行程。该开关阀25是被打开的和第一阀腔36通过阀开口33与第二阀腔24相连。在开关阀25的开启位置中，不仅泵工作腔18通过分配孔19，而且喷射孔21通过分配轴11中的连接孔46，以及径向孔30和壳体盖10中的通孔31与充满燃料的燃料喷射泵的内腔45相连接。如果电磁铁16的激励线圈49通有电流，那么衔铁54就被朝着磁性壳体47的钵底方向上吸引并通过操作杆51将阀元件35挤压到围绕阀开口33的阀座34上。该阀开口33被关闭。泵工作腔18通过分配孔19与喷射孔21相连接，因此，在泵工作腔18中被压缩到喷射压力的燃料通过连接管接头13和未表示的压力管道及在狄塞尔发动机气缸燃烧室中的喷嘴喷射出去。为了结束喷射过程，该开关阀25则失去激励，衔铁54掉落，阀弹簧44打开该开关阀25，同时，阀元件35的运动方向与燃料的流动方向相反指向，燃料在开启的开关阀25时从第一阀腔36通过阀开口33流向第二阀腔24并由此继续流入燃料喷射泵的内腔45中。该泵工作腔18依此按已述的方式和燃料喷射泵的内腔45中的低压区相连接；在压力管道和喷嘴中的压力就突然下降，结果，喷嘴关闭、依此喷射过程突然中断。
本发明不局限在前面已述的实施例上。阀座34同样可以如阀元件35一样制成锥形结构。然后阀元件35的配合面直径可通过阀元件35的锥形面在阀座34之锥形面上的支承圆来确定。阀元件35在锥形阀座34上的锥形配合面直径又与低压活塞43的外直径相接近。

Claims (4)

1、分配器结构形式的燃料喷射泵，其用于为内燃机，特别为狄塞尔内燃机的多个喷嘴供燃料，该燃料喷射泵具有至少一个以往返行程运动被驱动的泵活塞(17)，该泵活塞限定了一个可与燃料输入相连的泵工作腔(18)，并在每个输送行程时将具有喷射压力的燃料输送到喷嘴之一去；具有一个转动的分配器轴(11)，其在转动时通过一个分配孔(19)在泵工作腔(18)和喷嘴之间构成一个连接；还具有一个用于定量配给燃料喷射量的开关阀(25)，该阀(25)具有用于控制阀开口(33)的阀元件(35)，阀开口(33)具有一个阀座(34)，该阀座位于一个与分配器孔(19)相连的第一阀腔(36)及一个与卸载孔(27)相连的第二阀腔(24)之间；该阀元件(35)具有一个阀座配合面，并可被一个在阀开启方向上起作用的阀弹簧(44)从阀座(34)上举起，在阀开启时，该阀元件(35)逆着通过阀开口(33)流动的燃料流而移动；而且还具有一个用于在阀关闭方向上操作阀元件(35)的、带磁性衔铁(54)的电磁铁(16)；一个低压活塞(43)通过一个在直径上减小的轴颈(56)与阀元件(35)同轴地刚性连接，该低压活塞(43)伸入第二阀腔(24)中，并用其远离阀开口(33)的端部在一个和第二阀腔(24)相连接的筒形壁段(26)中以最小的径向间隙可轴向上移动导行；一个阀弹簧(44)安置在一个和燃料回导管相连的泄漏油液—积累腔(23)中，该弹簧(44)的端侧与低压活塞(43)相连接，该低压活塞(43)和筒形壁段(26)相连接，并且，该弹簧(44)支承在泄漏液体—积累腔(23)的底部以及低压活塞(43)的端侧上；
其特征在于：两个阀腔(36，24)、带阀座(34)的阀开口(33)和圆筒形的壁段(26)以及泄漏油液积累腔(23)与带低压活塞(43)的阀元件(35)一起在分配轴(11)的一个中央袋孔(22)中构成，该袋孔通过阀元件在外边被封闭住，并在阀元件(35)向外指向的端侧面上可由电磁铁(16)的磁性衔铁(54)施加作用。
2、按照权利要利1所述的燃料喷射泵，其特征在于：
该电磁铁(16)具有一个激励线圈(49)和一个与其磁性衔铁(54)固定连接的并与分配轴(11)共轴线的操作杆(51)，其同轴线地靠置在一个与阀元件(35)固定连接的导引活塞(37)之端侧面上；该导引活塞(37)可轴向移动地置入袋孔(22)中的、在第一阀腔(36)之前安置的筒形导引段(38)内。
3、按照权利要利2所述的燃料喷射泵，其特征在于：
该分配轴(11)可转动地置入一个保持在泵壳体(10)中的套筒(14)内；该分配轴(11)在其圆周上置有一个环槽(29)，其中连通有在分配轴(11)中配置的卸载孔(27)；该环槽(29)总是与在套筒(14)安置的径向孔(30)相连通，其(30)与泵壳中充满燃料的内腔(45)相连通。
4、按照权利要利1至3之一所述的燃料喷射泵，其特征在于：
该阀元件(35)通过阀弹簧(44)可以使与其固定连接的导引活塞(37)靠置在一个限位件(39)上，该限位件(39)通过一个在分配轴端侧固定的盖帽(40)构成，该盖帽(40)支承在一个容纳分配轴并在燃料泵壳体中固定安置的套筒(14)之端侧面上；该分配轴(11)之与该端侧远离的另一端部上置有一轴环，处于泵缸中相对分配轴(11)之轴线为径向定位的泵活塞(17)容纳在该轴环中，在上述轴环和盖帽(40)之间，该分配轴(11)在套筒(14)上可轴向导引。
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