CN109723587B - 一种用于共轨系统的蓄压腔式单缸共轨供油泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于共轨系统的蓄压腔式单缸共轨供油泵，包括单缸共轨供油泵,单缸共轨供油泵包括一供油阀体,供油泵体内设置有由下而上依次同轴的柱塞腔、燃油腔、阀腔、出油阀安装腔、出油接头安装孔；其在供油阀体内还设置有一位于出油阀安装腔与出油接头安装孔之间的蓄压腔；控制阀芯在电磁阀部件驱动下将阀腔与回油通道关闭后，柱塞上行时，将燃油腔内燃油压缩并打开出油单向阀，使高压燃油进入到蓄压腔内并通过蓄压腔、出油接头喷出。本发明设计合理、结构简单、体积小、成本低主要应用于37KW及以下小功率的轻型柴油机，可满足国四、国五及以上排放要求。

Description

一种用于共轨系统的蓄压腔式单缸共轨供油泵

技术领域

本发明涉及高压共轨燃油喷射系统技术领域，尤其涉及一种用于共轨系统的蓄压腔式单缸共轨供油泵。

背景技术

随着柴油发动机国三、国四、国五或更高排放标准的推进，高压共轨燃油喷射系统已经成为柴油机燃油系统的主流技术。而主流的高压共轨燃油喷射系统由共轨供油泵、高压油轨、共轨喷油器、ECU和传感器等组成。在该系统中，共轨供油泵整体体积较大，成本较高，并且共轨供油泵和高压油轨是单独、分别安装在柴油机的不同部位上，占用空间大。尤其对中小型柴油机而言，结构尺寸尤为重要。

同时，目前国内中小型柴油机市场上仍然大量使用着传统的机械式燃油系统，急需进行升级换代，以满足国三及以上排放要求。

因此，针对现有单缸柴油机，需开发一种设计合理、结构简单、体积小、成本低主要应用于37KW及以下小功率的轻型柴油机，可满足国四、国五及以上排放要求。

为此本发明进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的方案便是这种背景下产生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足和缺陷而提供一种用于共轨系统的蓄压腔式单缸共轨供油泵。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种用于共轨系统的蓄压腔式单缸共轨供油泵，包括单缸共轨供油泵,所述单缸共轨供油泵包括一供油阀体,所述供油泵体内设置有由下而上依次同轴的柱塞腔、燃油腔、阀腔、出油阀安装腔、出油接头安装孔；在所述供油阀体内还设置有与所述阀腔连通的控制阀芯孔，在所述柱塞腔内设置有柱塞，在所述阀腔内设置有控制阀芯，在所述出油阀安装腔内安装有出油单向阀，在所述出油接头安装孔内安装有出油接头，其特征在于，在所述供油阀体内还设置有一位于所述出油阀安装腔与所述出油接头安装孔之间的蓄压腔；所述控制阀芯在电磁阀部件驱动下将所述阀腔与所述回油通道关闭后，所述柱塞上行时，将所述燃油腔内燃油压缩并打开出油单向阀，使高压燃油进入到蓄压腔内并通过蓄压腔、出油接头喷出。

在本发明的一个优选实施例中，所述蓄压腔为T形蓄压腔，所述T形蓄压腔的横腔一端与所述出油阀安装腔连通，所述T形蓄压腔的横腔另一端与所述出油接头安装孔连通。

在本发明的一个优选实施例中，在所述供油阀体上还设置有一与所述T形蓄压腔的竖腔同轴并连通的压力传感器安装孔，在所述压力传感器安装孔内安装有用以检测蓄压腔内油压的压力传感器。

在本发明的一个优选实施例中，所述蓄压腔的容积≤10cm³。

在本发明的一个优选实施例中，所述电磁阀部件的外形为圆柱形。

在本发明的一个优选实施例中，在所述出油阀安装腔内设置有一环形挡圈槽，在所述环形挡圈槽内卡入一弹性挡圈，通过所述弹性挡圈将所述出油单向阀安装在所述出油阀安装腔内；所述弹性挡圈位于所述出油单向阀与所述蓄压腔之间。

在本发明的一个优选实施例中，在所述供油泵体上开设有一垂直于供油阀体轴线方向的阀芯调节孔，所述阀芯调节孔与所述阀腔连通，在所述阀芯调节孔内通过一锁紧螺母安装有一挡块；通过调节锁紧螺母来调节挡块的位置，进而调节控制阀芯。

由于采用了如上的技术方案，本发明通过在供油阀体内设置蓄压腔，保证了供油压力，同时蓄压腔采用T形蓄压腔，使整个单轨共轨供油泵结构更加简单，体积减小，也降低了成本。

本发明出油单向阀利用挡圈轴向限位，结构更加简单。本发明采用挡块和锁紧螺母两个零件来调节阀芯，相比现有整体式控制阀芯调节垫块而言，工艺性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种用于共轨系统的蓄压腔式单缸共轨供油泵的结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为图2的A-A的剖视图。

图4为图3的K处放大图。

图5为图2的B-B的剖视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。

参见图1至图5，所示的一种用于共轨系统的蓄压腔式单缸共轨供油泵，包括单缸共轨供油泵，该单缸共轨供油泵直接插入到发动机缸体中，由布置在发动机气门凸轮轴上的凸轮驱动。

该单缸供轨供油泵包括一供油泵体1，在供油泵体1内的轴向方向设置有由下而上依次同轴的柱塞腔1a、燃油腔1b、压缩燃油通道1t、阀腔1c、压缩燃油通道1u、出油阀安装腔1d、蓄压腔1e、出油接头安装孔1f。柱塞腔1a的上端与燃油腔1b的下端连通，燃油腔1b的上端通过压缩燃油通道1t与阀腔1c的下段连通，阀腔1c的上端通过压缩燃油通道1u与出油阀安装腔1d的下端连通。

蓄压腔1e为T形蓄压腔，T形蓄压腔的横腔1ea的下端与出油阀安装腔1d的上端连通，T形蓄压腔的横腔1ea的上端与出油接头安装孔1f连通。在出油安装腔1d的下端设置有内密封圆锥面1da。另外在供油阀体1上还开设有压力传感器安装孔1u，压力传感器安装孔1u的内端与T形蓄压腔的竖腔1eb的一端连接。在压力传感器安装孔1u安装有一压力传感器15，压力传感器15用以感测蓄压腔1e内的燃油压力。蓄压腔1e的容积蓄压腔的容积≤10cm³。

在供油泵体1的径向还设置有控制阀芯导向孔1g、回油腔1h和阀芯调节孔1i,控制阀芯导向孔1g(兼作前述的回油通道)、回油腔1h、阀芯调节孔1i三者同轴且轴线垂直于供油阀体1的轴线，阀芯调节孔1w与阀腔1c连通。

控制阀芯导向孔1g的一端与回油腔1h连通，另一端与阀腔1c连通。阀芯调节孔1i的内端与T形蓄压腔的横腔1eb的外端连通。

在阀腔1c与控制阀芯导向孔1g连接的一端设置有一内密封锥面1ca。

在供油泵体1的径向还设置有进油孔1j和稳压阀孔1n，并在供油泵体1内还设置进油通道1m，进油通道1m的一端与进油孔1j连通，进油通道1m的另一端与控制阀芯导向孔1g连通。

在供油泵体1内还设置有一回油孔1p，回油腔1h通过回油孔1p与稳压阀孔1n连通。

在柱塞腔1a内设置有润滑油腔1q并在供油泵体1内设置有润滑油道1r，润滑油道1r的一端与润滑油腔1q连通，另一端与回油腔1h连通，回油腔1h的燃油通过润滑油道1r流入到润滑油腔1q内，对安装在柱塞腔1a内的柱塞8进行润滑。

控制阀芯8包括阀芯段8a和导向段8b,在导向段8b上设置有环形油槽8c，在阀芯段8a面向导向段8b这一侧设置有外密封圆锥面8d。阀芯段8a位于阀腔1c内，阀芯段8a能在阀腔1c内进行往复运动，阀芯段8a正在阀腔1c内往复运动过程中，外密封圆锥面8d能够实现与内密封锥面1ca进行密封接触与分离，实现控制阀芯8的关闭与开启。导向段8b滑动配在控制阀芯导向孔1g内并能在该控制导向孔1g内往复运动。本发明中，无论导向段8b运动到那个位置，导向段8b上的环形油槽8c都与进油通道1m的另一端连通。在控制阀芯8内设置有一回油通道8e和两个回油孔8f、8g,回油通道8e的一端通过回油孔8f与环形油槽8c连通，回油通道8e的另一端通过回油孔8g与回油腔1h连通。

在供油泵体1上还开设有电磁阀安装台阶孔1s。电磁阀部件包括阀座2、电磁阀弹簧3、电磁阀紧帽5、衔铁6、电磁铁7、弹簧座3a和调整垫块3b。

电磁阀弹簧3、衔铁6、电磁铁7、弹簧座3a通过电磁阀紧帽5安装在电磁阀安装孔1s内，其中电磁阀紧帽5旋接在供油泵体1上，电磁铁7内端的一部分、调整垫块3b位于电磁阀安装台阶孔1s的大直径孔1sa内，弹簧座3a位于电磁阀安装台阶孔1s的小直径孔1sb内。

电磁铁7的外形为圆柱形，采用电磁阀紧帽5压紧在供油泵体1上，相比提前的方形电磁铁外形尺寸要小很多，并且工艺性更好。

电磁铁7的位置通过设置在电磁铁7内端与电磁阀安装台阶孔1s的大直径孔1sa孔底之间的调整垫块3b进行调节。调整垫块3b还将弹簧座3a压装在电磁阀安装台阶孔1s的小直径孔1sb内。

阀座2固定在控制阀芯8的导向段8b上，电磁阀弹簧3套在控制阀芯8的导向段8b上并位于阀座2与弹簧座3a之间。

导向段8b穿过弹簧座3a与衔铁6通过紧固件连接，这样电磁铁7通电后，吸引衔铁6向电磁铁7方向运动，衔铁6带动控制阀芯8也向电磁铁7方向运动，电磁阀弹簧3被压缩蓄能。使得控制阀芯8的阀芯段8a上的外密封圆锥面8d与内密封锥面1ca密封接触。当电磁铁7断电后，电磁阀弹簧3驱动控制阀芯8向远离电磁铁7方向运动，同时控制阀芯8也带动衔铁6向远离电磁铁7方向运动，使得控制阀芯8的阀芯段8a上的外密封圆锥面8d与内密封锥面1ca分离。

本发明在进油孔1j内安装有进油螺钉18，进油螺钉18通过油管和输油泵与燃油箱连接。

本发明在稳压阀孔1n内安装有稳压阀17，稳压阀17通过油管与燃油箱连接。

本发明在出油接头安装孔1f内安装有出油接头16，出油接头16通过高压油管与喷油器连接。

本发明的柱塞4由柱塞腔1a的底部插入到柱塞腔1a内，柱塞4的底部连接有一滚轮体12并套有一柱塞弹簧10，柱塞弹簧10的底部与滚轮体9接触，柱塞弹簧10的顶部通过挡簧9与供油泵体1连接。通过滚轮体12上通过滚轮销12a轴设有一滚轮12b。滚轮12b的工作面为鼓形。滚轮体12通过导向套(图中未示出)进行导向和防止转动。滚轮12b由布置在发动机气门凸轮轴上的凸轮驱动向上运动，滚轮12b通过滚轮体12驱动柱塞4向上运动。滚轮体12由柱塞弹簧10驱动向下运动，向下运动的滚轮体12带动柱塞4向下运动。

本发明中的柱塞直径d控制在6-7mm，凸轮升程H控制在6-9mm。

为了调节控制阀芯8的行程，在阀芯调节孔1i内通过一锁紧螺母13安装有一挡块14；通过调节锁紧螺母13来调节挡块14的位置，进而调节控制阀芯8。特别地，为了更好的对控制阀芯8邻近挡块14的这一端定位，在挡块14邻接控制阀芯8的这一端面上设置有一定位凹槽14a，在控制阀芯8邻接挡块14这一端上设置有一定位销8g,定位销8g的圆头定位在定位凹槽14a内，对控制阀芯8进行定位。相比现有整体式控制阀芯调节块，本发明采用采用挡块14和锁紧螺母13两种零件组合方式，工艺性更好。

本发明的出油单向阀安装在出油阀安装腔1d内并在出油阀安装腔1d内设置有一环形挡圈槽1da，在环形挡圈槽1da内卡入一弹性挡圈23，通过弹性挡圈23将出油单向阀安装在出油阀安装腔1d内。

出油单向阀包括钢球19、出油阀弹簧20、出油阀弹簧座21和出油阀上座22，出油阀上座22通过挡圈轴向限制的出油阀安装腔1d内，出油阀弹簧座21和出油阀弹簧20安装在出油阀上座22内。在压缩燃油通道1u的上部设置有一内密封锥面1ua,当出油阀弹簧20将钢球19压在内密封锥面1ua时，出油单向阀处于关闭状态。如果钢球19下方的油压大于出油阀弹簧20的弹力时，钢球19将被油压顶起，离开内密封锥面1ua，使出油单向阀开启。本发明的出油单向阀采用弹性挡圈23限位，相对于现有技术，无论从工艺性还是密封效果都更好。

另外在出油阀弹簧座21和出油阀上座22上均设置有过油孔21a、22a，过油孔21a、22a相互连通，在出油阀弹簧座21上还开设有若干径向过油孔21b，这些径向过油孔21b与过油通道21b连通。

本发明的工作过程如下：

燃油箱内的燃油经输油泵或油位压差，通过油管输送至进油螺钉600，通过进油螺钉18内的进油孔18a流入进油孔1j内，进油孔1j内的燃油通过进油通道1m流入到控制阀芯导向孔1g内并进入到控制阀芯9的导向段8b上的环形油槽8c中。

如果此时，柱塞4在柱塞弹簧10驱动下从上止点往下运动时，此时出油单向阀中的出油阀弹簧20将钢球19压在内密封锥面1ua时，使出油单向阀处于关闭状态。电磁阀弹簧3驱动控制阀芯8向远离电磁铁7方向运动，同时控制阀芯8也带动衔铁6向远离电磁铁7方向运动，使得控制阀芯8的阀芯段8a上的外密封圆锥面8d与内密封锥面1ca分离，使控制阀芯8处于打开状态。由于此时燃油腔1b处于负压状态，控制阀芯9的导向段8b上的环形油槽8c内的燃油通过控制阀芯8的阀芯段8a上的外密封圆锥面8d与内密封锥面1ca中间的间隙进入到阀腔1c内，然后再由压缩燃油通道1t进入到燃油腔1b内，完成吸油过程。

发动机气门凸轮轴上的凸轮驱动滚轮12b向上运动时，滚轮12b通过滚轮体12驱动也驱动柱塞4向上运动，对燃油腔1b内燃油进行压缩。此时如果电磁铁7不通电的话，燃油腔1b内的燃油压缩燃油通道1t、阀腔1c以及控制阀芯8的阀芯段8a上的外密封圆锥面8d与内密封锥面1ca中间的间隙流回到控制阀芯9的导向段8b上的环形油槽8c内，再由控制阀芯8内的回油孔8f、回油通道8e和回油孔8g流回到回油腔1h内。如果回油腔1h内的燃油压力高于稳压阀17的限制压力时，稳压阀17开启，回油腔1h内的燃油通过稳压阀17以及油管回流到燃油箱。此时由于阀腔1c内的燃油压力不足以克服出油单向阀中的出油阀弹簧20弹力，出油阀弹簧20始终将钢球19压在内密封锥面1ua时，出油单向阀始终处于关闭状态，本发明的蓄压腔式单缸共轨供油泵不供油。

发动机气门凸轮轴上的凸轮驱动滚轮12b向上运动时，滚轮12b通过滚轮体12驱动也驱动柱塞4向上运动，对燃油腔1b内燃油进行压缩。如果此时电磁铁7供电，电磁铁7得电胡，吸引衔铁6向电磁铁7方向运动，衔铁6带动控制阀芯8也向电磁铁7方向运动，电磁阀弹簧3被压缩蓄能，使得控制阀芯8的阀芯段8a上的外密封圆锥面8d与内密封锥面1ca密封接触，使控制阀芯8处于关闭状态，从而使燃油腔1b以及阀腔1c内的燃油压力升高。当燃油腔1b以及阀腔1c内的燃油压力升高到大于出油单向阀中的出油阀弹簧20弹力时，出油阀弹簧20始终将钢球19压在内密封锥面1ua时，钢球19将被油压顶起，离开内密封锥面1ua，使出油单向阀开启。出油单向阀开启后，燃油腔1b以及阀腔1c内的燃油通过出油阀弹簧座21上的径向过油孔21b、过油孔21a和出油阀上座22上的过油孔22a流入到蓄压腔1e内。燃油经蓄压腔1e蓄压后，再通过出油接头16、高压油管分配至喷油器。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种用于共轨系统的蓄压腔式单缸共轨供油泵，包括单缸共轨供油泵,所述单缸共轨供油泵包括一供油阀体,所述供油泵体内设置有由下而上依次同轴的柱塞腔、燃油腔、阀腔、出油阀安装腔、出油接头安装孔；在所述供油阀体内还设置有与所述阀腔连通的控制阀芯孔，在所述柱塞腔内设置有柱塞，在所述阀腔内设置有控制阀芯，在所述出油阀安装腔内安装有出油单向阀，在所述出油接头安装孔内安装有出油接头，其特征在于，在所述供油阀体内还设置有一位于所述出油阀安装腔与所述出油接头安装孔之间的蓄压腔；所述控制阀芯在电磁阀部件驱动下将所述阀腔与回油通道关闭后，所述柱塞上行时，将所述燃油腔内燃油压缩并打开出油单向阀，使高压燃油进入到蓄压腔内并通过蓄压腔、出油接头喷出；

在所述出油阀安装腔内设置有一环形挡圈槽，在所述环形挡圈槽内卡入一弹性挡圈，通过所述弹性挡圈将所述出油单向阀安装在所述出油阀安装腔内；所述弹性挡圈位于所述出油单向阀与所述蓄压腔之间；

在所述供油泵体上开设有一垂直于供油阀体轴线方向的阀芯调节孔，所述阀芯调节孔与所述阀腔连通，在所述阀芯调节孔内通过一锁紧螺母安装有一挡块；通过调节锁紧螺母来调节挡块的位置，进而调节控制阀芯。

2.如权利要求1所述的一种用于共轨系统的蓄压腔式单缸共轨供油泵，其特征在于，所述蓄压腔为T形蓄压腔，所述T形蓄压腔的横腔一端与所述出油阀安装腔连通，所述T形蓄压腔的横腔另一端与所述出油接头安装孔连通。

3.如权利要求2所述的一种用于共轨系统的蓄压腔式单缸共轨供油泵，其特征在于，在所述供油阀体上还设置有一与所述T形蓄压腔的竖腔同轴并连通的压力传感器安装孔，在所述压力传感器安装孔内安装有用以检测蓄压腔内油压的压力传感器。

4.如权利要求1所述的一种用于共轨系统的蓄压腔式单缸共轨供油泵，其特征在于，所述蓄压腔的容积≤10cm³。

5.如权利要求1所述的一种用于共轨系统的蓄压腔式单缸共轨供油泵，其特征在于，所述电磁阀部件的外形为圆柱形。

6.如权利要求1所述的一种用于共轨系统的蓄压腔式单缸共轨供油泵，其特征在于，在所述挡块邻接所述控制阀芯的这一端面上设置有一定位凹槽，在所述控制阀邻接所述挡块这一端上设置有一定位销,所述定位销的圆头定位在所述定位凹槽内，对所述控制阀芯进行定位。