CN106640458B - 一种单体泵回油压力调节结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种单体泵内部回油压力调节结构，包括单体柱塞泵和电磁阀，单体柱塞泵包括单体泵体、柱塞、柱塞弹簧和柱塞弹簧座，在单体泵体中同轴设置有柱塞阀孔和高压喷油孔并在单体泵体内设置有控制阀腔；电磁阀包括电磁铁、衔铁、电磁铁弹簧、控制阀芯、阀套、挡块，其在单体泵体靠近控制阀腔的位置设置有进油孔、进油通道、回油孔和回油通道，在回油通道中设置有一段阻尼孔。本发明通过在回油通道内设置阻尼孔，即可实现达到替代传统稳压阀装置。本发明在不增加额外稳压装置的前提下，利用单体泵体内部的油道结构特点实现回油压力的调节，通过调节回油压力，可相应调整单体泵的进油腔的充油压力，进一步实现单体泵的泵端压力。
Description
技术领域
本发明涉及船用单体泵技术领域,特别涉及一种单体泵内部回油压力调节结构。
背景技术
随着国内外对环境保护的要求越来越高，对柴油机废气排放及控制的研究成为了目前柴油机研究的热点和难点问题。国际海事组织IMO最新修正的MARPOL公约附则VI对船用柴油机NOX的排放提出了日益严格的要求。从2011年1月起，IMO TIER II排放法规在IMO所有缔约国海域内强制实施。TIER II阶段NOX排放量比TIER I降低16％～20％，针对这一标准世界各大船用柴油机生产商已经有大量的TIER II机型投入市场，而在2016年1月1日起将要强制实施TIER III阶段法规，要求NOX排放量相比TIER I阶段降低80％，这对制造商提出了更高的要求，对燃油系统的喷射压力要求越来越高，同时相应对系统的可靠性要求越来越高。
发明内容
本发明的目的是解决现有的单体喷油泵采用传统的稳压阀结构的缺陷导致的柴油机启动困难、功率波动等故障问题。传统的稳压阀部件是利用密封钢球在稳压阀体的锥面上实现密封，同时利用弹簧来调节钢球的开启压力大小，而当锥面加工精度超差或燃油的清洁度及锥面磨损后会导致密封部分失效或完全失效，而引起单体泵进油压力的波动引起单体泵吸油波动，进一步导致柴油机的功率波动，当稳压阀部件完全失效时会导致柴油机不能启动。本发明的目的是提供一种单体泵内部回油压力调节结构，该单体泵内部回油压力调节结构利用单体泵体内部的油道结构特点来实现回油压力的调节可有效避免上述的所有问题。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种单体泵内部回油压力调节结构，包括单体柱塞泵和电磁阀，所述单体柱塞泵包括单体泵体、柱塞、柱塞弹簧和柱塞弹簧座，在所述单体泵体中同轴设置有柱塞阀孔和高压喷油孔并在所述单体泵体内设置有控制阀腔，所述控制阀腔与所述高压喷油孔相互贯通且两者的轴线相互垂直；所述柱塞的第一部分插入所述柱塞孔中，第二部分延伸出所述单体泵体，所述柱塞弹簧座固定在所述柱塞第二部分的末端，在所述柱塞的第二部分上套设有所述柱塞弹簧，所述柱塞弹簧的一端与所述单体泵体接触，柱塞弹簧的第二端与所述柱塞弹簧座接触；所述电磁阀包括电磁铁、衔铁、电磁铁弹簧、控制阀芯、阀套、挡块，所述挡块安装在所述控制阀腔的第一端并将该控制阀腔的第一端封闭，所述电磁铁通过调整垫块安装在所述控制阀腔的第二端并将该控制阀腔的第二端封闭，所述阀套安装在所述控制阀腔内，所述衔铁安装在所述调整垫块的内孔中，所述控制阀芯安装在所述阀套内，所述控制阀芯的第一端与所述阀套之间设置有吸油间隙，所述控制阀芯的第二端与所述衔铁驱动连接，所述电磁铁弹簧套设在所述控制阀芯的第二端上并通过弹簧座安装在所述控制阀腔中以驱动所述控制阀芯复位；其特征在于，在所述单体泵体靠近控制阀腔的位置设置有进油孔、进油通道、回油孔和回油通道，所述进油孔的进口与所述进油管连接，进油孔的出口与所述进油通道的入口连通，所述回油孔的出口与所述回油管连通，所述回油管与油箱连通，所述回油孔的出口与所述回油通道的出口连接；在所述挡块与所述控制阀腔之间设置有第一进回油腔，在所述控制阀芯与所述阀套之间设置有高压油腔，在所述控制阀芯内设置有第二进回油腔，在所述控制阀芯与所述控制阀腔之间设置有第三进回油腔，其中所述第一进回油腔与所述进油通道的出口连通，所述高压油腔一方面与所述吸油间隙连通，另一方面与所述高压喷油孔连通；所述第二进回油腔分别与所述第一进回油腔、第三进回油腔连通，所述第三进回油腔与所述回油通道的入口连接；在所述回油通道中设置有一段阻尼孔。
在本发明的一个优选实施例中，所述阻尼孔的长径比根据柴油机不同需求设计不同。
在本发明的一个优选实施例中，所述阻尼孔的孔径为Φ1.5mm，长度为15mm。
本发明通过在回油通道内设置阻尼孔，即可实现达到替代传统稳压阀装置。本发明在不增加额外稳压装置的前提下，利用单体泵体内部的油道结构特点实现回油压力的调节，通过调节回油压力，可相应调整单体泵的进油腔的充油压力，进一步实现单体泵的泵端压力。
附图说明
图1为本发明单体泵的外形示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为图2的E-E剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围内。
参见图1至图3，图中给出的一种单体泵内部回油压力调节结构，包括单体柱塞泵和电磁阀，单体柱塞泵包括单体泵体1、柱塞6、柱塞弹簧4和柱塞弹簧座5，在单体泵体1中同轴设置有柱塞阀孔13和高压喷油孔14并在单体泵体1内设置有控制阀腔15，控制阀腔15与高压喷油孔14相互贯通且两者的轴线相互垂直。
柱塞6的上半部分插入柱塞孔13中，下半部分延伸出单体泵体1，柱塞弹簧座5固定在柱塞6下半部分的末端，在柱塞6的下半部分上套设有柱塞弹簧4，柱塞弹簧4的上端与单体泵体1接触，下端与柱塞弹簧座5接触。
电磁阀包括电磁铁10、衔铁9、电磁铁弹簧7、控制阀芯8、阀套3、挡块2，挡块2安装在控制阀腔15的左端并将该控制阀腔15的左端封闭，电磁铁10通过调整垫块16安装在控制阀腔15的右端并将该控制阀腔15的右端封闭，阀套3安装在控制阀腔15内，衔铁9安装在调整垫块16的内孔17中，控制阀芯8安装在阀套3内，控制阀芯8的右端与阀套3之间设置有吸油间隙27，该吸油间隙27为0.2mm。
控制阀芯8的左端与衔铁9驱动连接，电磁铁弹簧7套设在控制阀芯8的左端上并通过弹簧座18安装在控制阀腔8中以驱动控制阀芯8复位。
单体泵体1靠近控制阀腔15的位置设置有进油孔19、进油通道20、回油孔21和回油通道22，进油孔19的进口与进油管(图中未示出)连接，进油管与油箱连接。进油孔19的出口与进油通道20的入口连通。
回油孔21的出口与回油管(图中未示出)连通，回油管与油箱连通，回油孔21的出口与回油通道22的出口连接。
在挡块2与控制阀腔15之间设置有第一进回油腔23，在控制阀芯8与阀套3之间设置有高压油腔24，在控制阀芯8内设置有第二进回油腔25，在控制阀芯8与控制阀腔15之间设置有第三进回油腔26，其中第一进回油腔23与进油通道20的出口连通。
高压油腔24一方面与吸油间隙27连通，另一方面与高压喷油孔14连通；第二进回油腔25分别与第一进回油腔23、第三进回油腔26连通，第三进回油腔26与回油通道22的入口连接；在回油通道22中设置有一段阻尼孔22a，阻尼孔22a的长径比根据柴油机不同需求设计不同。本具体实施方式中阻尼孔22a的孔径为Φ1.5mm，长度为15mm。
工作原理：喷油泵向喷油器提供压力足够高的燃油，是一个吸油和压油的过程，它是由柱塞6在单体泵体1内的柱塞阀孔13中往复运动来完成。当柱塞6下移过程中实现单体泵体从进油管吸油，单体泵通过吸油管所吸的油一部分进入到第一进回油腔23、第二进回油腔25和第三进回油腔26内，另一部分通过的控制阀芯8与阀套3之间的0.2mm的吸油间隙27吸入到高压油腔24内，柱塞6上移至适当时刻，ECU给电磁铁10通电指令，电磁铁10通电后产生吸力，此吸力通过衔铁9传递到控制阀芯8并关闭吸油间隙27形成高压油往外喷油。多余的一部分燃油通过回油孔21回到油箱。由于以上一系列动作都是在很短的时间内完成且都是循环往复进行的,因此单体泵内部的进油包括通过控制阀芯8与阀套3之间的0.2mm的吸油间隙27的吸油和回油是相互影响、相互藕合的一个过程。此发明中通过单体泵的回油通道22增加Φ1.5的长阻尼孔22a后会直接影响第一进回油腔23、第二进回油腔25和第三进回油腔26的压力，而此压力又会进一步影响到单体泵通过控制阀芯8与阀套3之间的0.2mm的吸油间隙27的吸油充分程度，压力越高吸油越充分，相同的单位时间内吸油量越多形成的泵端压力会越高，反之所形成的泵端压力会越低。所以此处长阻尼孔起到了相当于回油稳压阀调节装置的作用。
阻尼孔22a调节第一进回油腔23、第二进回油腔25和第三进回油腔26压力的理论基础如下：阻尼孔22a两端的压力差△P(阻尼孔外部为大气压力p0、阻尼孔22a内部压力为p1即为进回油腔的压力)，
根据
(式中q为通过阻尼孔的流量、u为燃油的动力粘度、d0为阻尼孔径，l为阻尼孔长度)，因此可通过调节阻尼孔长度和孔径的比值来达到调节进回油腔内压力的目的。
Claims (3)
1.一种单体泵内部回油压力调节结构，包括单体柱塞泵和电磁阀，所述单体柱塞泵包括单体泵体、柱塞、柱塞弹簧和柱塞弹簧座，在所述单体泵体中同轴设置有柱塞阀孔和高压喷油孔并在所述单体泵体内设置有控制阀腔，所述控制阀腔与所述高压喷油孔相互贯通且两者的轴线相互垂直；所述柱塞的第一部分插入所述柱塞孔中，第二部分延伸出所述单体泵体，所述柱塞弹簧座固定在所述柱塞第二部分的末端，在所述柱塞的第二部分上套设有所述柱塞弹簧，所述柱塞弹簧的一端与所述单体泵体接触，柱塞弹簧的第二端与所述柱塞弹簧座接触；所述电磁阀包括电磁铁、衔铁、电磁铁弹簧、控制阀芯、阀套、挡块，所述挡块安装在所述控制阀腔的第一端并将该控制阀腔的第一端封闭，所述电磁铁通过调整垫块安装在所述控制阀腔的第二端并将该控制阀腔的第二端封闭，所述阀套安装在所述控制阀腔内，所述衔铁安装在所述调整垫块的内孔中，所述控制阀芯安装在所述阀套内，所述控制阀芯的第一端与所述阀套之间设置有吸油间隙，所述控制阀芯的第二端与所述衔铁驱动连接，所述电磁铁弹簧套设在所述控制阀芯的第二端上并通过弹簧座安装在所述控制阀腔中以驱动所述控制阀芯复位；其特征在于，在所述单体泵体靠近控制阀腔的位置设置有进油孔、进油通道、回油孔和回油通道，所述进油孔的进口与所述进油管连接，进油孔的出口与所述进油通道的入口连通，所述回油孔的出口与所述回油管连通，所述回油管与油箱连通，所述回油孔的出口与所述回油通道的出口连接；在所述挡块与所述控制阀腔之间设置有第一进回油腔，在所述控制阀芯与所述阀套之间设置有高压油腔，在所述控制阀芯内设置有第二进回油腔，在所述控制阀芯与所述控制阀腔之间设置有第三进回油腔，其中所述第一进回油腔与所述进油通道的出口连通，所述高压油腔一方面与所述吸油间隙连通，另一方面与所述高压喷油孔连通；所述第二进回油腔分别与所述第一进回油腔、第三进回油腔连通，所述第三进回油腔与所述回油通道的入口连接；在所述回油通道中设置有一段阻尼孔；所述阻尼孔两端的压力差△P＝阻尼孔内部压力即为进回油腔的压力p1-阻尼孔外部为大气压力p0，阻尼孔两端的压力差△P采用如下公式计算：
式中：q为通过阻尼孔的流量、u为燃油的动力粘度、d0为阻尼孔径，l为阻尼孔长度。
2.如权利要求1所述的一种单体泵内部回油压力调节结构，其特征在于，所述阻尼孔的长径比根据柴油机不同需求设计不同。
3.如权利要求1所述的一种单体泵内部回油压力调节结构，其特征在于，所述阻尼孔的孔径为Φ1.5mm，长度为15mm。
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