CN109026418B - 一种正时与持续期可调的压油装置及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种正时与持续期可调的压油装置及调节方法，属于发动机液压执行机构技术领域。该压油装置包括持续期调整机构和正时调整机构，持续期调整机构包括第一转动机构，其能带动柱塞转动，通过改变斜槽与回油口的相对位置；正时调整机构包括调整部和第二转动机构，调整部的一端与发动机凸轮接触，另一端与柱塞连接；第二转动机构与调整部转动连接，且第二转动机构能调整柱塞与调整部的相对位置。该调节方法使用上述压油装置。本发明通过增设第一转动机构、第二转动机构和调整部即可实现供油正时和持续期的调整，结构简单，加工工艺难度小，可靠性高，提高了发动机的动力性与经济性。

Description

一种正时与持续期可调的压油装置及调节方法

技术领域

本发明涉及发动机液压执行机构技术领域，尤其涉及一种正时与持续期可调的压油装置及调节方法。

背景技术

随着世界能源短缺以及环境的污染，发动机排放要求日益严格，这就使得发动机需要在不同工况下采用不同的控制策略。例如在柴油机燃油喷射系统中，根据柴油机负荷及转速的变化，需要喷油正时和喷油量可调。

传统机械式喷油系统中，虽然可以通过增加上斜槽来实现发动机在不同负荷下喷油正时和持续期的调节，但是仍未实现喷油正时与喷油持续期的单独调节。也有如专利CN103195630B所示，通过第一、第二进回油通道实现喷油正时和喷油持续期的单独调节，但由于其对柱塞套体、柱塞套加工及配合要求较高，工艺难度较大，因而暂未在市场上得到推广。

目前使用高压共轨系统可以通过高响应电磁阀和高压共轨技术灵活地改变喷油正时和喷油持续期，但是因其造价高昂，且可靠性相对较低，使得发动机的经济性与可靠性不高。

为此，亟需提供一种正时与持续期可调的压油装置及调节方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种正时与持续期可调的压油装置，可以实现供油正时与持续期的单独调节，结构可靠，工艺性好。

本发明的另一个目的在于提供一种正时与持续期可调的压油装置的调节方法，操作方法简单。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种正时与持续期可调的压油装置，包括泵体，所述泵体的一端连接有泵盖，所述泵盖设置有压油通道，所述泵体的另一端设置有发动机凸轮，所述泵体内设置有滑动配合的柱塞和柱塞套；所述泵体上设置低压油腔，且所述柱塞套上设置有进油口和回油口，所述进油口和所述回油口均与所述低压油腔连通，且所述柱塞套与所述压油通道连通；其中，所述柱塞还设置有斜槽和通孔，所述斜槽设置于所述柱塞的头部侧壁上，所述斜槽能与所述回油口连通；所述通孔设置于所述柱塞的头部内，所述通孔的一端位于所述柱塞的头部靠近所述压油通道的端面，所述通孔的另一端位于所述斜槽中，所述柱塞在所述发动机凸轮的作用下能选择性将所述进油口或所述回油口打开和关闭；还包括：

持续期调整机构，其包括：

第一转动机构，其能带动所述柱塞转动，通过改变所述斜槽与所述回油口的相对位置以改变供油结束时刻；

正时调整机构，其包括：

调整部，其一端与所述发动机凸轮接触，另一端与所述柱塞连接；

第二转动机构，其与所述调整部转动连接，且所述第二转动机构能调整所述柱塞与所述调整部的连接长度，以改变所述柱塞靠近所述泵盖的一端与所述进油口的初始相对位置。

通过增设第一转动机构、第二转动机构和调整部即可实现供油正时和持续期的调整，相比于现有技术中通过将柱塞套分为上下两部分分别与柱塞配合，且需要在柱塞套上增设转动部，本发明的压油装置的结构简单，加工工艺难度小，可靠性高，提高了发动机的动力性与经济性。

作为优选，所述第一转动机构包括：

第一齿轮啮合机构，包括第一主动件和第一从动件，所述第一从动件的外部设置有与所述第一主动件啮合的第一齿圈，所述第一从动件的内部设置有第一轴向导槽；

第一导向部，其设置于所述柱塞上，且与所述第一轴向导槽配合，所述柱塞与所述第一从动件能沿轴向发生相对移动，且所述柱塞和所述第一从动件能一起转动。

作为优选，所述第二转动机构包括：

第二齿轮啮合结构，包括第二主动件和第二从动件，所述第二从动件的外部设置有与所述第二主动件啮合的第二齿圈，所述第二从动件的内部设置有第二轴向导槽；

所述调整部包括：

导筒，其一端与所述发动机凸轮接触，且所述导筒远离所述发动机凸轮的一端设置有第一螺纹；

中间块，其设置于所述导筒和所述柱塞杆之间，且所述中间块的一端与所述柱塞连接，另一端设置有第二螺纹，所述中间块能与所述导筒螺纹连接，且所述中间块的外侧设置有第二导向部；

所述第二导向部与所述第二轴向导槽配合，所述中间块与能沿轴向与所述第二从动件发生相对移动且所述中间块和所述第二从动件能一起转动。

作为优选，所述压油装置还包括第一销，所述第一销设置于所述泵体的侧壁，用于限制所述柱塞套转动。

作为优选，所述压油装置还包括第二销，所述第二销设置于所述泵体的侧壁，用于限制所述导筒转动。

作为优选，所述第一螺纹为外螺纹，所述第二螺纹为内螺纹。

作为优选，所述导筒远离所述调整部的一端设置有滚轮，所述滚轮与所述发动机凸轮接触。

作为优选，所述压油装置还包括弹簧，所述弹簧套设于所述导筒外侧，且所述弹簧的一端与所述导筒的限位端抵接，另一端与所述泵体内的弹簧座抵接。

一种正时与持续期可调的压油装置的调节方法，使用正时与持续期可调的压油装置，当调节供油正时时，驱动第二转动机构，以调整柱塞与调整部的相对位置，使柱塞靠近所述泵盖的一端与进油口的初始相对位置发生变化。

一种正时与持续期可调的压油装置的调节方法，使用正时与持续期可调的压油装置，当调节供油持续期时，驱动第一转动机构，其能带动柱塞转动，使所述柱塞上的斜槽与回油口的相对位置发生变化。

本发明的有益效果：

本实施例通过增设第一转动机构、第二转动机构和调整部即可实现供油正时和持续期的调整，相比于其他实施例中通过将柱塞套分为上下两部分分别与柱塞配合，且需要在柱塞套上增设转动部，本实施例压油装置的结构简单，加工工艺难度小，可靠性高，提高了发动机的动力性与经济性。

附图说明

图1是本发明实施例中的一种正时与持续期可调的压油装置的第一剖面示意图。

图2是本发明实施例中的一种正时与持续期可调的压油装置的第二剖面示意图。

图中：

1、泵盖；2、泵体；3、柱塞套；4、低压油腔；5、进油口；6、回油口；7、斜槽；8、柱塞；9、第一从动件；10、第二从动件；11、中间块；12、弹簧座；13、弹簧；14、导筒；15、压油口；16、高压油腔；17、柱塞上端面；18、第一销；19、第一导向部；20、第一主动件；21、第二主动件；22、第二螺纹；23、滚轮；24、滚轮销；25、发动机凸轮；26、第二销；27、低压进油道；28、低压回油道。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1-2所示，本实施例公开一种正时与持续期可调的压油装置，该压油装置包括泵盖1、泵体2、柱塞套3、柱塞8、持续期调整机构、正时调整机构和发动机凸轮25。

泵体2的一端连接有泵盖1，泵盖1设置有压油通道，泵体2另一端设置有发动机凸轮25，泵体2内设置有滑动配合的柱塞8和柱塞套3；泵体2内设置有滑动配合的柱塞8和柱塞套3，其中柱塞8分为头部和杆部；泵体2上设置有低压油腔4，相应的，还设置有低压进油道27和低压回油道28，且柱塞套3上设置有进油口5和回油口6，进油口5和回油口6均与低压油腔4连通，且柱塞套3与压油通道连通；其中，柱塞8还设置有斜槽7和通孔，斜槽7设置于柱塞8的头部侧壁上，斜槽7能与回油口6连通；通孔设置于柱塞8的头部内，通孔的一端位于柱塞8的头部靠近压油通道的端面，通孔的另一端位于斜槽7中。当凸轮转动时，可带动柱塞8上下运动来进行压油，同时，柱塞8在发动机凸轮25的作用下能选择性将进油口5或回油口6打开和关闭。

柱塞套3与柱塞8滑动配合，柱塞上端面17为一平面，柱塞上端面17与进油孔配合，当柱塞上端面17位置低于进油口5上边缘时，柱塞套3外侧的低压油腔4与柱塞套3内的高压油腔16连通，低压油可以向高压油腔16中补充；当柱塞上端面17位置高于进油口5上边缘时，低压油腔4与高压油腔16不再连通，柱塞8继续上行使高压油腔16中油液压力升高并沿高压出油口流出实现供油。因此柱塞上端面17与进油口5的相对位置决定了供油正时。柱塞8头部设有斜槽7，斜槽7与回油口6配合，当柱塞8继续上行，斜槽7与回油口6连通时，高压油腔16中的高压油可经柱塞8头部中央的油孔进入斜槽7的腔内进而流回低压油腔4，高压油腔16中的油液压力迅速降低，供油结束。供油正时与供油结束的时刻共同决定了供油持续期。在此需要说明的是，高压油腔16仅仅表示该油腔中的在活塞的作用下油压会升高，并非指高压油腔16中一直有高于低压油腔4的压力油存在。

其中，持续期调整机构包括第一转动机构，第一转动机构其能带动柱塞8转动，通过改变斜槽7与回油口6的相对位置以改变供油结束时刻。具体的，第一转动机构包括第一齿轮啮合机构，包括第一主动件20和第一从动件9，第一从动件9的外部设置有与第一主动件20啮合的第一齿圈，第一从动件9的内部设置有第一轴向导槽；相应的，柱塞8上设置有第一导向部19，第一导向部19与第一轴向导槽配合，柱塞8与第一从动件9能沿轴向发生相对移动且柱塞8和第一从动件9能一起转动。因此，当第一主动件20带动第一从动件9转动时，柱塞8将随第一从动件9一起转动，斜槽7与回油口6的相对位置发生变化，供油结束时刻因而发生改变，也就改变了供油持续期。

正时调整机构包括调整部和第二转动机构，调整部一端与发动机凸轮25接触，另一端与柱塞8连接；第二转动机构与调整部转动连接，且第二转动机构能调整柱塞8与调整部的相对位置，以改变柱塞8靠近泵盖1的一端与进油口5的初始相对位置。具体的，第二转动机构包括第二齿轮啮合结构，包括第二主动件21和第二从动件10，第二从动件10的外部设置有与第二主动件21啮合的第二齿圈，第二从动件10的内部设置有第二轴向导槽；调整部包括导筒14和中间块11，导筒14的一端与发动机凸轮25接触，且导筒14远离发动机凸轮25的一端设置有第一螺纹；中间块11设置于导筒14和柱塞8的杆部之间，且中间块11的一端与柱塞8的杆部连接，另一端设置有第二螺纹22，中间块11能与导筒14螺纹连接，其中优选第一螺纹为外螺纹，第二螺纹22为内螺纹，且中间块11的外侧设置有第二导向部；第二导向部与第二轴向导槽配合，中间块11与能沿轴向与第二从动件10发生相对移动且中间块11和第二从动件10能一起转动。当第二主动件21转动时，第二从动件10会相应转动，并带动中间块11一起转动，由于中间块11与导筒14是螺纹连接的，中间块11的转动使得其与导筒14相对位置发生变化，即，中间块11相对导筒14轴向移动。其中中间块11与柱塞8的下部连接，当中间块11沿轴向移动时，柱塞8亦随中间块11沿轴向移动，这样即使发动机凸轮25未转动，柱塞上端面17与进油口5在柱塞8运动方向上的相对位置也会发生变化，从而改变供油时刻。

其中第一主动件20和第二主动件21可以为齿轮或齿条，于本实施例中，优选第一从动件9为齿条，驱动齿条的运动部件可以设置于泵体2之外，安装方便。

本实施例通过增设第一转动机构、第二转动机构和调整部即可实现供油正时和持续期的调整，相比于其他实施例中通过将柱塞套3分为上下两部分分别与柱塞8配合，且需要在柱塞套3上增设转动部，本实施例压油装置的结构简单，加工工艺难度小，可靠性高，提高了发动机的动力性与经济性。

进一步地，压油装置还包括均设置于泵体2侧壁的第一销18和第二销26，其中第一销18用于限制柱塞套3转动，第二销26用于限制导筒14转动。由于柱塞套3和导筒14相对泵体2不发生转动，为防止柱塞套3和导筒14在其他部件的作用下发生转动，故设置第一销18和第二销26来分别限定柱塞套3和导筒14。

其中，导筒14远离调整部的一端设置有滚轮销24，滚轮销24上连接有滚轮23，滚轮23与发动机凸轮25接触。于其他实施例中，可以通过与导筒14连接一平板以代替滚轮销24和滚轮23的设置。本实施例通过设置滚轮23与发动机凸轮25接触，可以使得滚轮23的各个部分均能与发动机凸轮25的凸缘接触，相对于平板只能是特定的一部分与发动机凸轮25的凸缘接触，无疑本实施例中的滚轮23相比与其他实施例中的平板使用寿命更长，从而使压油装置的可靠性更高。

并且，压油装置还包括弹簧13，弹簧13套设于导筒14外侧，且弹簧13的一端与导筒14的限位端抵接，另一端与设置于泵体2内的弹簧座12抵接。这样可以当发动机凸轮25的凸缘不与滚轮23接触时，压油装置可以在弹簧13的作用下时柱塞8复位。

另外，本实施例还公开一种正时与持续期可调的压油装置的调节方法，其使用上述压油装置。

当调节供油持续期时，驱动第一转动机构，其能带动柱塞8转动，使柱塞8上的斜槽7与回油口6的相对位置发生变化。具体的，驱动第一主动件20带动第一从动件9转动，柱塞8随第一从动件9转动，斜槽7与回油口6的相对位置发生变化，供油结束时刻因而发生改变，进而与供油正时进行配合以改变供油持续期。

当调节供油正时时，驱动第二转动机构，以调整柱塞8与调整部的连接长度，使柱塞8靠近泵盖1的一端与进油口5的初始相对位置发生变化。具体的，驱动第二主动件21带动第二从动件10转动，中间块11随第二从动件10转动，使得中间块11与导筒14的相对位置发生变化，从而改变柱塞上端面17与进油口5在柱塞8方向上的相对位置以得到需要的供油正时。

通过上述调节方法可以单独对供油正时和供油持续期进行调整，且操作容易。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种正时与持续期可调的压油装置，包括泵体（2），所述泵体（2）的一端连接有泵盖（1），所述泵盖（1）设置有压油通道，所述泵体（2）的另一端设置有发动机凸轮（25），所述泵体（2）内设置有滑动配合的柱塞（8）和柱塞套（3）；所述泵体（2）上设置低压油腔（4），且所述柱塞套（3）上设置有进油口（5）和回油口（6），所述进油口（5）和所述回油口（6）均与所述低压油腔（4）连通，且所述柱塞套（3）与所述压油通道连通；其中，所述柱塞（8）还设置有斜槽（7）和通孔，所述斜槽（7）设置于所述柱塞（8）侧壁上，所述斜槽（7）能与所述回油口（6）连通；所述通孔设置于所述柱塞（8）内，所述通孔的一端位于所述柱塞（8）靠近所述压油通道的端面，所述通孔的另一端位于所述斜槽（7）中，所述柱塞（8）在所述发动机凸轮（25）的作用下能选择性将所述进油口（5）或所述回油口（6）打开和关闭；其特征在于，还包括：

持续期调整机构，其包括：

第一转动机构，其能带动所述柱塞（8）转动，通过改变所述斜槽（7）与所述回油口（6）的相对位置以改变供油结束时刻；

正时调整机构，其包括：

调整部，其一端与所述发动机凸轮（25）接触，另一端与所述柱塞（8）连接；

第二转动机构，其与所述调整部转动连接，且所述第二转动机构能调整所述柱塞（8）与所述调整部的连接长度，以改变所述柱塞（8）靠近所述泵盖（1）的一端与所述进油口（5）的初始相对位置；

所述第一转动机构包括：

第一齿轮啮合机构，包括第一主动件（20）和第一从动件（9），所述第一从动件（9）的外部设置有与所述第一主动件（20）啮合的第一齿圈，所述第一从动件（9）的内部设置有第一轴向导槽；

第一导向部，其设置于所述柱塞（8）上，且与所述第一轴向导槽配合，所述柱塞（8）与所述第一从动件（9）能沿轴向发生相对移动，且所述柱塞（8）和所述第一从动件（9）能一起转动；

所述第二转动机构包括：

第二齿轮啮合结构，包括第二主动件（21）和第二从动件（10），所述第二从动件（10）的外部设置有与所述第二主动件（21）啮合的第二齿圈，所述第二从动件（10）的内部设置有第二轴向导槽；

所述调整部包括：

导筒（14），其一端与所述发动机凸轮（25）接触，且所述导筒（14）远离所述发动机凸轮（25）的一端设置有第一螺纹；

中间块（11），其设置于所述导筒（14）和所述柱塞（8）之间，且所述中间块（11）的一端与所述柱塞（8）连接，另一端设置有第二螺纹（22），所述中间块（11）能与所述导筒（14）螺纹连接，且所述中间块（11）的外侧设置有第二导向部；

所述第二导向部与所述第二轴向导槽配合，所述中间块（11）与能沿轴向与所述第二从动件（10）发生相对移动且所述中间块（11）和所述第二从动件（10）能一起转动。

2.根据权利要求1所述的正时与持续期可调的压油装置，其特征在于，所述压油装置还包括第一销（18），所述第一销（18）设置于所述泵体（2）的侧壁，用于限制所述柱塞套（3）转动。

3.根据权利要求1所述的正时与持续期可调的压油装置，其特征在于，所述压油装置还包括第二销（26），所述第二销（26）设置于所述泵体（2）的侧壁，用于限制所述导筒（14）转动。

4.根据权利要求1所述的正时与持续期可调的压油装置，其特征在于，所述第一螺纹为外螺纹，所述第二螺纹（22）为内螺纹。

5.根据权利要求1所述的正时与持续期可调的压油装置，其特征在于，所述导筒（14）远离所述调整部的一端设置有滚轮（23），所述滚轮（23）与所述发动机凸轮（25）接触。

6.根据权利要求1所述的正时与持续期可调的压油装置，其特征在于，所述压油装置还包括弹簧（13），所述弹簧（13）套设于所述导筒（14）外侧，且所述弹簧（13）的一端与所述导筒（14）的限位端抵接，另一端与所述泵体（2）内的弹簧座（12）抵接。

7.一种正时与持续期可调的压油装置的调节方法，其特征在于，使用权利要求1-6任一项所述的正时与持续期可调的压油装置，当调节供油正时时，驱动第二转动机构，以调整柱塞（8）与调整部的相对位置，使柱塞（8）靠近泵盖（1）的一端与进油口（5）的初始相对位置发生变化。

8.一种正时与持续期可调的压油装置的调节方法，其特征在于，使用权利要求1-6任一项所述的正时与持续期可调的压油装置，当调节供油持续期时，驱动第一转动机构，其能带动柱塞（8）转动，使所述柱塞（8）上的斜槽（7）与回油口（6）的相对位置发生变化。

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