CN105569896A - 柴油机电控单体泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柴油机电控单体泵，包括：滚轮，泵体油腔，带动泵体油腔内油移动的柱塞组件，联通泵体油腔到高压油管的主压力油道，连接于主压力油道的辅助压力油道，连接于主压力油道与辅助压力油道之间并控制燃油压力的电磁控制阀，连接于高压油管的喷油器。本发明提供一种由电子控制的柴油机电控单体泵，既能实现高压喷射，又能降低发动机的有害排放物，提高发动机的经济性、动力性和智能性，满足欧Ⅲ及以上排放标准。

Description

柴油机电控单体泵

技术领域

一种单体泵，特别是一种电控单体泵。

背景技术

现有的柴油发动机燃油喷射合成泵装置是机械式合成泵或电控单体泵再有电控泵喷嘴。机械式合成泵由喷油压力调节机构、喷油量调节机构、喷油时间调节机构和喷射机构组成。电控单体泵各缸喷油器由各自独立的单体泵供油，结构上有所简化，有高压管路；电控泵喷嘴省略高压燃油管，但缸盖结构完全不一样了必须采用整体缸盖，顶置凸轮轴结构，发动机变化比较大。机械泵这种喷射装置的控制精度低、灵活性差、控制范围窄，只能控制少数几个工况点，无法在所有工况进行精确控制；受到其结构和原理限制，高压管路容积大、管路长，存在压力损失，喷油泵压力通常低于1500bar，且残余压力、反射波等压力波动会引起异常喷射；柱塞上有各种直槽、斜槽，增加了泄漏，降低了强度和刚度，泵端压力难以提高到1300bar以上，不能实现高压喷射。由于存在这些不足，机械式合成泵无法达到欧Ⅲ及以上排放标准。电控单体泵及泵喷嘴也限制了发动机的结构也不太容易实现欧IV以上的排放标准。而柴油发动机燃油喷射电控合成泵具有机械合成泵属性又有电控单体泵特性可以使喷射压力达到1500bar以上、实现高压喷射能达到欧Ⅲ及以上排放标准，而电控单体泵单元既有可以装配在电控合成泵上，也可以单独使用代替现在的电控单体泵，可以实现高压喷射并满足欧Ⅲ欧以上的排放标准。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种由电子控制的柴油机电控单体泵，既能实现高压喷射，又能降低发动机的有害排放物，提高发动机的经济性、动力性和智能性，满足欧Ⅲ及以上排放标准。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

柴油机电控单体泵，包括：滚轮，泵体油腔，带动泵体油腔内油移动的柱塞组件，联通泵体油腔到高压油管的主压力油道，连接于主压力油道的辅助压力油道，连接于主压力油道与辅助压力油道之间并控制燃油压力的电磁控制阀，连接于高压油管的喷油器。

前述的柴油机电控单体泵，电磁控制阀包括：设有燃油压力腔的阀座，设置在阀座内的阀芯，设置于阀芯上的辅助制动组件，带动阀芯移动的衔铁，对应于衔铁的电磁铁，连接于电磁铁的控制器，连接于控制器的传感器组件。

前述的柴油机电控单体泵，辅助制动组件组成有：设置于阀芯上的阀芯弹簧，连接于阀芯弹簧的阀芯弹簧座，限位阀芯弹簧座的轴向限位螺钉。

前述的柴油机电控单体泵，控制器为ECU控制器，传感器组件组成有：转速传感器和角位移传感器。

前述的柴油机电控单体泵，辅助压力油道组成有：进油腔A，与进油腔A通过阀芯的小孔连接的回油腔B，串联与进油腔A的旁通油道D。

前述的柴油机电控单体泵，主压力油道组成有：连接泵体油腔的主油道C，连接于主油道C的主油道E，连接于上述主油管E的主油管F，连接于主油管F与高压油管之间的主油管G。

前述的柴油机电控单体泵，主油道C与回油腔B通过阀芯的锥面与阀座的线密封带密封。

前述的柴油机电控单体泵，喷油器组成有：针阀，连接于针阀的针阀弹簧，连接于针阀弹簧的针阀弹簧座，连接于针阀的调压垫片。

前述的柴油机电控单体泵，柱塞组件组成有：柱塞，连接于柱塞的柱塞弹簧，连接于柱塞弹簧的柱塞弹簧座，限位柱塞弹簧座的柱塞弹簧座锁片和柱塞弹簧座锁珠。

本发明的有益之处在于：本发明采用电磁控制阀实现对最佳喷油量、最佳喷油时间和喷油压力的精确与柔性控制，改善发动机缸内燃烧，降低发动机的有害排放物，提高发动机的经济性、动力性和智能性；同时加设了压力油道与辅助压力油道，进而增加了进油速度和进油量，也减少柱塞上行时的吸油阻力，减小了柱塞弹簧的复位载荷；可在柱塞上行压油时平衡阀芯的侧向压力，减小阀芯运动时的摩擦阻力。本发明增加针阀，适合于高压喷射，可以改善喷油特性减少油管回油压力波的干扰，防止二次喷射，从而可以满足欧Ⅲ及以上排放标准，具有油耗低，控制精度高，控制灵活，各种工况下均可实现最优喷油量和喷油时间的优点。

附图说明

图1是本发明一面的一种实施例的截面图；

图2是图1的放大图；

图3是本发明另一面的一种实施例的截面图；

图4是图3的放大图；

图中附图标记的含义：

1滚轮，2泵体油腔，3调压垫片，4主油道C，5主油道E，6主油管F，7主油管G，8阀座，9阀芯，10衔铁，11电磁铁，12针阀弹簧座，13针阀弹簧，14针阀，15轴向限位螺钉，16旁通油道D，17回油腔B，18进油腔A。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

柴油机电控单体泵，包括：滚轮1，泵体油腔2，带动泵体油腔2内油移动的柱塞组件，联通泵体油腔2到高压油管的主压力油道，连接于主压力油道的辅助压力油道，连接于主压力油道与辅助压力油道之间并控制燃油压力的电磁控制阀，连接于高压油管的喷油器。电磁控制阀包括：设有燃油压力腔的阀座8，设置在阀座8内的阀芯9，设置于阀芯9上的辅助制动组件，带动阀芯9移动的衔铁10，对应于衔铁10的电磁铁11，连接于电磁铁11的控制器，连接于控制器的传感器组件。辅助制动组件组成有：设置于阀芯9上的阀芯9弹簧，连接于阀芯9弹簧的阀芯9弹簧座，限位阀芯9弹簧座的轴向限位螺钉15。作为一种优选，控制器为ECU控制器，传感器组件组成有：转速传感器和角位移传感器。

辅助压力油道组成有：进油腔A18，与进油腔A18通过阀芯9的小孔连接的回油腔B17，串联与进油腔A18的旁通油道D16。主压力油道组成有：连接泵体油腔2的主油道C4，连接于主油道C4的主油道E5，连接于上述主油管E的主油管F6，连接于主油管F6与高压油管之间的主油管G7。主油道C4与回油腔B17通过阀芯9的锥面与阀座8的线密封带密封。加设了压力油道与辅助压力油道，进而增加了进油速度和进油量，也减少柱塞上行时的吸油阻力，减小了柱塞弹簧的复位载荷；可在柱塞上行压油时平衡阀芯9的侧向压力，减小阀芯9运动时的摩擦阻力。

喷油器组成有：针阀14，连接于针阀14的针阀14弹簧13，连接于针阀14弹簧13的针阀14弹簧13座12，连接于针阀14的调压垫片3。增加针阀14，适合于高压喷射，可以改善喷油特性减少油管回油压力波的干扰，防止二次喷射，从而可以满足欧Ⅲ及以上排放标准，具有油耗低，控制精度高，控制灵活，各种工况下均可实现最优喷油量和喷油时间的优点。柱塞组件组成有：柱塞，连接于柱塞的柱塞弹簧，连接于柱塞弹簧的柱塞弹簧座，限位柱塞弹簧座的柱塞弹簧座锁片和柱塞弹簧座锁珠。

单体泵燃油供油过程：

当凸轮处于上升段时，滚轮1开始上升，控制器控制电磁铁11，使电磁铁11离合得不到控制器吸合指令信号时燃油压力就不会产生，柱塞顶上来的油进主油道C4流入旁边回油腔B17回油了，而进油腔A18与旁通油道D16也相通再与回油腔B17相通，同时进油腔A18的燃油也经过复位弹簧间隙进入阀芯9的小孔再与回油腔B17相通。当转速传感器及角位移传感器信号通过控制器计算传递到电磁阀，电磁阀开始工作吸合控制阀衔铁10拉动阀芯9，同时弹簧座，克服控制阀复位弹簧力右移，此时主油道C4与回油腔B17通过阀芯9锥面与阀座8线密封带，该密封带大约0.25mm宽，密封关闭通道；进油腔A18与旁通油道D16相通并与回油腔B17相通，另外进油腔A18内的燃油通过阀芯9小孔也与回油腔B17相通；由于随电磁吸合关闭主油道C4与回油腔B17，而燃油压力腔压力即产生，随着供油柱塞不断上升，燃油压力马上升高此时，压力腔燃油经主油道C4进主油道E5并打开预压力针阀14体进入主油管F6，并进入主油管G7进入油管至缸盖中喷油器，通过电控控制喷油器打开，针阀14喷入气缸内进行燃烧作功。喷油完毕电磁控制阀衔铁10离合在复位弹簧作用下推动弹簧座左移与轴向限位螺钉15接触，此时主油道C4与回油腔B17回油相通，进油腔A18进油与旁通油道D16相通并与回油腔B17相通。

单体泵燃油吸油过程：

当凸轮处于回程段时，滚轮1在柱塞复位弹簧的作用下开始下降，此时阀芯9复位弹簧将阀芯9推至控制阀轴向限位螺钉15的端面，燃油系统没有生产高压而是输油泵压力一般为3～5bar，进油腔A18、与旁通油道D16串联相通、并与回油腔B17并联相通再合流到主油道C4，待滚轮1与凸轮轴的基圆接触时，整个燃油吸油过程完成。

本发明采用ECU控制器，控制阀的关闭与开启是由ECU调节控制的，ECU根据安装在飞轮以及凸轮相关部位的转速传感器检测到的发动机转速和曲轴转角、油门传感器信号及其他传感器信号进行最佳燃油喷射控制，通过控制电磁铁11对阀芯9的吸合和放离，实现控制阀的关闭与开启，从而控制调节泵喷嘴最佳的喷油量与喷油时间。

ECU控制器，能在所有工况，由传感器采集车辆和发动机运行工况及驾驶者的操作意图，ECU根据传感器输入的信号，通过电磁铁11开关控制阀改变高压燃油的流向，在适当的时刻，将高压燃油直接喷射进入气缸。由于采用单体泵取消了机械泵这种柱塞上调节油量的斜槽，高压容积减小，免除了燃油压力损失，减少了泄漏，另外采用电控合成泵泵体上下剖分结构提高了刚度和强度，燃油喷射压力可达1500bar可以实现高压喷射，能够达到欧Ⅲ及以上排放标准；采用电控合成泵更适合于从中型到重型车用发动机、机车及船用柴油发动机及发电机组。

本发明采用电磁控制阀实现对最佳喷油量、最佳喷油时间和喷油压力的精确与柔性控制，改善发动机缸内燃烧，降低发动机的有害排放物，提高发动机的经济性、动力性和智能性；同时加设了压力油道与辅助压力油道，进而增加了进油速度和进油量，也减少柱塞上行时的吸油阻力，减小了柱塞弹簧的复位载荷；可在柱塞上行压油时平衡阀芯9的侧向压力，减小阀芯9运动时的摩擦阻力。本发明增加针阀14，适合于高压喷射，可以改善喷油特性减少油管回油压力波的干扰，防止二次喷射，从而可以满足欧Ⅲ及以上排放标准，具有油耗低，控制精度高，控制灵活，各种工况下均可实现最优喷油量和喷油时间的优点。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.柴油机电控单体泵，其特征在于，包括：泵体油腔，带动泵体油腔内油移动的柱塞组件，联通泵体油腔到高压油管的主压力油道，连接于上述主压力油道的辅助压力油道，连接于上述主压力油道与辅助压力油道之间并控制燃油压力的电磁控制阀，连接于上述高压油管的喷油器。

2.根据权利要求1所述的柴油机电控单体泵，其特征在于，上述电磁控制阀包括：设有燃油压力腔的阀座，设置在上述阀座内的阀芯，设置于上述阀芯上的辅助制动组件，带动阀芯移动的衔铁，对应于上述衔铁的电磁铁，连接于上述电磁铁的控制器，连接于上述控制器的传感器组件。

3.根据权利要求2所述的柴油机电控单体泵，其特征在于，上述辅助制动组件组成有：设置于上述阀芯上的阀芯弹簧，连接于上述阀芯弹簧的阀芯弹簧座，限位上述阀芯弹簧座的轴向限位螺钉。

4.根据权利要求2所述的柴油机电控单体泵，其特征在于，上述控制器为ECU控制器，上述传感器组件组成有：转速传感器和角位移传感器。

5.根据权利要求2所述的柴油机电控单体泵，其特征在于，上述辅助压力油道组成有：进油腔A，与上述进油腔A通过上述阀芯的小孔连接的回油腔B，串联与上述进油腔A的旁通油道D。

6.根据权利要求2所述的柴油机电控单体泵，其特征在于，上述主压力油道组成有：连接上述泵体油腔的主油道C，连接于上述主油道C的主油道E，连接于上述主油管E的主油管F，连接于主油管F与高压油管之间的主油管G。

7.根据权利要求5所述的柴油机电控单体泵，其特征在于，上述主油道C与回油腔B通过阀芯的锥面与阀座的线密封带密封。

8.根据权利要求1所述的柴油机电控单体泵，其特征在于，上述喷油器组成有：针阀，连接于上述针阀的针阀弹簧，连接于上述针阀弹簧的针阀弹簧座，连接于上述针阀的调压垫片。

9.根据权利要求1所述的柴油机电控单体泵，其特征在于，上述柱塞组件组成有：柱塞，连接于柱塞的柱塞弹簧，连接于上述柱塞弹簧的柱塞弹簧座，限位上述柱塞弹簧座的柱塞弹簧座锁片和柱塞弹簧座锁珠。