CN110397533A - 一种柴油机高压燃油电控增压泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种柴油机高压燃油电控增压泵，包括壳体，其特征是：还包括增压偶件、电磁阀组件、泄压组件；增压偶件包括增压泵体、增压柱塞、弹簧；增压柱塞与增压泵体之间形成相互独立的增压柱塞腔和增压腔，弹簧位于增压腔内；增压泵体内设有与增压柱塞腔连通的泄压通道、与增压泵体外部连通的回油通道；电磁阀组件通过控制泄压组件使得泄压通道与回油通道连通，增压柱塞因压力差运动从而挤压增压腔实现燃油增压。其能够精确控制燃油增压时刻与频率，保证与柴油机各工况喷油规律相匹配，使得燃油充分燃烧，降低污染；能够适用于多种不同增压比需求的高压燃油系统；且结构紧凑、可靠性好、控制灵活，响应快、安装方便快捷。
Description
技术领域
本发明涉及柴油发动机，具体涉及一种柴油机高压燃油电控增压泵。
背景技术
燃油喷射系统是柴油机的重要组成部分，燃油喷射压力会直接影响柴油机的使用性能和排放。随着排放法规的日益严格和对全工况运动优化的需求，传统的机械式燃油喷射系统的缺点和现有的共轨系统的一些不足也逐渐显现出来。电控增压泵相对于传统的机械式燃油喷射系统和现有的共轨系统，具有对柴油机结构改造范围小、改造陈本低、系统喷射压力提升明显的优点，且具有很大的市场推广价值。目前通用的电控增压泵技术还不成熟，结构较为复杂、可靠性较低、寿命较短，不能满足需求。因此需对目前通用的电控增压泵进行改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种柴油机高压燃油电控增压泵，其能够实现高压燃油的再次增压，显著的提高高压燃油喷射压力，并精确控制燃油增压时刻与频率，保证与柴油机各工况喷油规律相匹配，满足柴油机各个工况的需求，使得燃油充分燃烧，降低污染；能够降低加工难度、提高密封可靠性；能够适用于多种不同增压比需求的高压燃油系统；且结构紧凑、可靠性好、控制灵活，响应快、安装方便快捷。
本发明所述的一种柴油机高压燃油电控增压泵，包括壳体，其特征是：还包括与所述壳体的左部配合连接的增压偶件、与所述壳体的右部配合连接的电磁阀组件、通过所述增压偶件和电磁阀组件紧压在所述壳体内的泄压组件；所述增压偶件包括右端部与所述壳体的左部配合连接的增压泵体、竖直布置在所述增压泵体内并与其配合的增压柱塞、位于所述增压泵体内并用于支撑所述增压柱塞的弹簧；所述增压柱塞与增压泵体之间形成相互独立的增压柱塞腔和增压腔，所述弹簧位于该增压腔内；所述增压泵体内设有左端与增压柱塞腔连通的泄压通道、左端与增压泵体外部连通的回油通道；所述电磁阀组件通过控制泄压组件使得泄压通道的右端与回油通道的右端连通，所述增压柱塞因压力差运动从而挤压增压腔实现燃油增压。
进一步，所述增压偶件还包括紧压在所述增压泵体和增压柱塞上端面的进油接头，该进油接头内设有进油通道，且所述进油接头与增压泵体和增压柱塞的上端面形成进油腔；所述增压柱塞内设有与所述增压柱塞腔和进油腔连通的节流孔、与所述增压腔和进油腔连通的单向阀固定腔，该单向阀固定腔内设有单向阀；所述增压泵体内设有与增压腔相连的出油通道。
进一步，所述电磁阀组件包括左部与所述壳体的右部配合连接的电磁阀体，该电磁阀体的左端面上设有安装孔，该安装孔从右至左依次布置有调整垫片、电磁阀弹簧；所述泄压组件包括通过增压泵体右端部紧压在所述壳体内孔左部台阶面上的泄压阀体、左部与所述泄压阀体过孔配合的阀芯、与所述阀芯的右部配合的衔铁、与所述阀芯的右端部配合连接并用于所述压紧所述衔铁的定位套；所述泄压通道的右端端口、回油通道的右端端口均位于所述增压泵体的右端面上，且所述阀芯的左端面与所述泄压通道的右端端口或者回油通道的右端端口对应；所述衔铁的右端面与电磁阀体的左端面对应，所述定位套与所述电磁阀体的安装孔配合并紧压所述电磁阀弹簧。
进一步，所述增压泵体内沿纵向设有上大下小的阶梯孔，所述增压柱塞为上部直径大于下部直径的阶梯柱状结构，所述增压柱塞与所述增压泵体内的阶梯孔配合；所述增压柱塞的中部台阶面、增压柱塞的下部上周面与增压泵体阶梯孔孔径较大的孔壁形成所述增压柱塞腔，所述增压柱塞的下端面与增压泵体阶梯孔孔径较小的孔壁形成所述增压腔。
进一步，所述单向阀固定腔为上大下小的阶梯状，所述单向阀包括从下至上依次布置在所述单向阀固定腔上部的单向阀弹簧、钢球、钢球座，所述钢球座与单向阀固定腔的上端部固定连接并压紧所述钢球。
进一步，所述阀芯的左端面设有圆柱孔，该圆柱孔内从右至左依次布置有压球、泄压阀，所述泄压阀的左端伸出于所述阀芯的左端面，且所述泄压阀的左端面与所述泄压通道的右端端口对应。
进一步，所述增压泵体右端面与泄压阀体之间设有泄压节流板，该泄压节流板上设有与所述泄压通道右端端口、回油通道右端端口对应的通孔，所述泄压阀的左端面与所述泄压节流板上与泄压通道右端端口对应的通孔对应。
进一步，所述泄压组件还包括通过电磁阀体左端紧压在所述壳体内孔右部台阶面上的限位套，该限位套的左部套设于所述泄压阀体的右部、右部设有限位孔，所述衔铁与该限位孔间隙配合。
进一步，所述电磁阀体的左部沿周向设有一圈凹槽，该凹槽中配合有用于所述电磁阀体与壳体密封的密封圈。
进一步，所述增压泵体的上部外侧配合连接有进油接头压盖，所述进油接头通过进油接头压盖紧压在所述增压泵体和增压柱塞的上端面；所述壳体的右部外侧配合连接有电磁阀压盖，所述电磁阀体左端通过电磁阀压盖紧压在所述限位套的右端面。
本发明有益的技术效果：
由于电控增压泵包括壳体、与壳体左部配合连接的增压偶件、与壳体右部配合连接的电磁阀组件、通过增压偶件和电磁阀组件紧压在壳体内的泄压组件，减小了外形尺寸且结构紧凑；由于电磁阀组件的通电断电时刻与频率能够控制，精确控制了燃油增压时刻与频率，保证与柴油机各工况喷油规律相匹配，满足了柴油机各个工况的需求，使得燃油充分燃烧，降低污染；由于泄压阀体与阀芯采用分离式设计，降低了加工难度；通过选取不同厚度的调整垫片能够调整电磁阀弹簧的安装高度，保证了电磁阀弹簧第一负荷力大小一致，即保证了泄压阀的开启压力，确保控制软件对电控增压泵的精确控制，同时也保证了电控增压泵的互换性；由于增压泵体和增压柱塞采用两级孔轴设计，能够根据不同柴油机高压燃油系统的增压需求而设计成不同的比值，适用于多种不同增压比需求的高压燃油系统；由于阀芯左端面圆柱孔内从右至左依次布置有压球、泄压阀，通过泄压阀的左端面与泄压通道的右端端口对应，不仅提高了泄压组件与泄压通道右端端口的密封可靠性，还降低了加工难度；由于增压泵体右端面与泄压阀体之间设有泄压节流板，提高了增压泵体与泄压组件之间的密封可靠性；由于泄压组件还包括通过电磁阀体左端紧压在壳体内孔右部台阶面上的限位套，能够将衔铁与电磁阀体之间的距离控制在一定的范围值内，同时限位套具有阻隔磁力的作用，保证了阀芯运动可靠性，使得控制灵活，响应快；由于电磁阀体与壳体之间设有密封圈，提高了密封性能；由于进油接头通过进油接头压盖紧压在增压泵体和增压柱塞的上端面，电磁阀体左端通过电磁阀压盖紧压在限位套的右端面，使得装配方便快捷，提高了装配效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的剖视图；
图3是增压柱塞与增压泵体的配合结构示意图；
图4是图3的A部放大图；
图5是泄压组件的结构示意图(电磁阀组件通电状态)；
图6是图5的B部放大图；
图7是泄压组件的结构示意图(电磁阀组件断电状态)。
图中：1-壳体，2-增压偶件，3-电磁阀组件，4-泄压组件，5-间隙；
21-增压泵体，22-增压柱塞，23-单向阀，24-进油接头，25-增压柱塞腔，26-增压腔，27-弹簧，28-进油接头压盖；
31-电磁阀体，32-调整垫片，33-电磁阀弹簧，34-密封圈，35-电磁阀压盖；
41-泄压阀体，42-阀芯，43-压球，44-泄压阀，45-衔铁，46-定位套，47-泄压节流板，48-限位套；
211-泄压通道，212-回油通道，213-出油通道；
221-节流孔，222-单向阀固定腔；
231-单向阀弹簧，232-钢球，233-钢球座；
241-进油通道，242-进油口。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做详细说明。
参见图1至图5所示的一种柴油机高压燃油电控增压泵，包括壳体1，其特征是：还包括与所述壳体1的左部配合连接的增压偶件2、与所述壳体1的右部配合连接的电磁阀组件3、通过所述增压偶件2和电磁阀组件3紧压在所述壳体1内的泄压组件4；所述增压偶件2包括右端部与所述壳体1的左部配合连接的增压泵体21、竖直布置在所述增压泵体21内并与其配合的增压柱塞22、位于所述增压泵体21内并用于支撑所述增压柱塞22的弹簧27；所述增压柱塞22与增压泵体21之间形成相互独立的增压柱塞腔25和增压腔26，所述弹簧27位于该增压腔26内；所述增压泵体21内设有左端与增压柱塞腔25连通的泄压通道211、左端与增压泵体21外部连通的回油通道212；所述电磁阀组件3通过控制泄压组件4使得泄压通道211的右端与回油通道212的右端连通，所述增压柱塞22因压力差运动从而挤压增压腔26实现燃油增压。结构紧凑，能够减小外形尺寸。通过控制电磁阀组件3的通电断电时刻与频率进而精确控制燃油增压时刻与频率，保证与柴油机各工况喷油规律相匹配，满足柴油机各个工况的需求，适用于多种柴油机。
所述增压偶件2还包括紧压在所述增压泵体21和增压柱塞22上端面的进油接头24，该进油接头24内设有进油通道241，且所述进油接头24与增压泵体21和增压柱塞22的上端面形成进油腔；所述增压柱塞22内设有与所述增压柱塞腔25和进油腔连通的节流孔221、与所述增压腔26和进油腔连通的单向阀固定腔222，该单向阀固定腔222内设有单向阀23；所述增压泵体21内设有与增压腔26相连的出油通道213。
所述电磁阀组件3包括左部与所述壳体1的右部配合连接的电磁阀体31，该电磁阀体31的左端面上设有安装孔，该安装孔从右至左依次布置有调整垫片32、电磁阀弹簧33；所述泄压组件4包括通过增压泵体21右端部紧压在所述壳体1内孔左部台阶面上的泄压阀体41、左部与所述泄压阀体41过孔配合的阀芯42、与所述阀芯42的右部配合的衔铁45、与所述阀芯42的右端部配合连接并用于所述压紧所述衔铁45的定位套46；所述泄压通道211的右端端口、回油通道212的右端端口均位于所述增压泵体21的右端面上，且所述阀芯42的左端面与所述泄压通道211的右端端口或者回油通道212的右端端口对应；所述衔铁45的右端面与电磁阀体31的左端面对应，所述定位套46与所述电磁阀体31的安装孔配合并紧压所述电磁阀弹簧33。阀芯42为左部直径大于右部直径的阶梯柱状结构，定位套46一般采用螺纹连接的方式与阀芯42的右端部连接，并将衔铁45的左端面紧压在阀芯42的阶梯面上。定位套46与阀芯42的右端部连接时需涂抹乐泰胶，防止其松动。泄压阀体41与阀芯42采用分离式设计，能够降低加工难度。通过选取不同厚度的调整垫片32能够调整电磁阀弹簧33的安装高度，保证电磁阀弹簧33第一负荷力大小一致，即保证泄压阀的开启压力，能够确保控制软件对电控增压泵的精确控制，同时也能够保证电控增压泵的互换性；如若第一安装负荷力不一致，泄压阀在同一工作环境(电磁力，进油压力等)下，开启时间便不一致，影响控制软件对电控增压泵的精确控制。
所述增压泵体21内沿纵向设有上大下小的阶梯孔，所述增压柱塞22为上部直径大于下部直径的阶梯柱状结构，所述增压柱塞22与所述增压泵体21内的阶梯孔配合；所述增压柱塞22的中部台阶面、增压柱塞22的下部上周面与增压泵体21阶梯孔孔径较大的孔壁形成所述增压柱塞腔25，所述增压柱塞22的下端面与增压泵体21阶梯孔孔径较小的孔壁形成所述增压腔26。增压泵体21和增压柱塞22采用两级孔轴设计，两级孔轴的直径比即为增压偶件2的增压比，可根据不同柴油机高压燃油系统增压需求而设计成不同的比值，适用于多种不同增压比需求的高压燃油系统。
所述单向阀固定腔222为上大下小的阶梯状，所述单向阀23包括从下至上依次布置在所述单向阀固定腔222上部的单向阀弹簧231、钢球232、钢球座233，所述钢球座233与单向阀固定腔222的上端部固定连接并压紧所述钢球232。钢球座233与单向阀固定腔222的上端部一般采用螺纹连接，钢球座233设有外螺纹，单向阀固定腔222的上端部设有内螺纹，配合时在钢球座233外螺纹上的涂抹乐泰胶，然后旋进单向阀固定腔222的上端部压住钢球232。
所述阀芯42的左端面设有圆柱孔，该圆柱孔内从右至左依次布置有压球43、泄压阀44，所述泄压阀44的左端伸出于所述阀芯42的左端面，且所述泄压阀44的左端面与所述泄压通道211的右端端口对应。压球43和泄压阀44的设计不仅能够提高泄压组件4与泄压通道211右端端口的密封可靠性，还能够降低加工难度。
所述增压泵体21右端面与泄压阀体41之间设有泄压节流板47，该泄压节流板47上设有与所述泄压通道211右端端口、回油通道212右端端口对应的通孔，所述泄压阀44的左端面与所述泄压节流板47上与泄压通道211右端端口对应的通孔对应。增压泵体21通过螺纹连接的方式将泄压节流压板47和泄压阀体41压紧在壳体1内的台阶面上。泄压节流板47的硬度较高，方便加工，同时能够提高增压泵体21与泄压组件4之间的密封可靠性。
所述泄压组件4还包括通过电磁阀体31左端紧压在所述壳体1内孔右部台阶面上的限位套48，该限位套48的左部套设于所述泄压阀体41的右部、右部设有限位孔，所述衔铁45与该限位孔间隙配合。限位套48能够将衔铁45与电磁阀体31之间的距离控制在一定的范围值内，同时限位套48具有阻隔磁力的作用，能够保证阀芯的运动可靠性。
所述电磁阀体31的左部沿周向设有一圈凹槽，该凹槽中配合有用于所述电磁阀体31与壳体1密封的密封圈34。密封圈34能够提高电磁阀体31与壳体1的密封性。
所述增压泵体21的上部外侧配合连接有进油接头压盖28，所述进油接头24通过进油接头压盖28紧压在所述增压泵体21和增压柱塞22的上端面；所述壳体1的右部外侧配合连接有电磁阀压盖35，所述电磁阀体31左端通过电磁阀压盖35紧压在所述限位套48的右端面。进油接头24为上小下大的阶梯状，进油接头压盖28顶面的通孔穿过进油接头24的上部与增压泵体21的上部螺纹连接。电磁阀体31为左大右小的阶梯状，电磁阀压盖35右端面的通孔穿过电磁阀体31的右部与壳体1的右部外侧螺纹连接。
工作过程包括三个阶段：充油阶段、增压阶段和复位阶段。
充油阶段：高压燃油通过进油接头24上端的进油口242经进油通道241进入进油腔；在液压力的作用下钢球232向下运动，单向阀23打开；进油腔中的高压燃油一部分经单向阀固定腔222进入增压腔26从出油通道213流出，另一部分经节流孔221进入增压柱塞腔25；此时增压偶件2的内部压力保持平衡。
增压阶段：电磁阀体31通电产生磁力，吸引衔铁45向右运动，衔铁45带动阀芯42克服电磁阀弹簧33的弹力向右运动，使得泄压阀44的左端面与泄压通道211的右端端口分离，产生间隙5；此时泄压通道211与回油通道212连通，增压柱塞腔25内部的高压燃油经回油通道212流出，增压柱塞腔25内部压力下降，使得增压柱塞腔25与增压腔26产生压力差，增压柱塞22因压力差克服弹簧27的弹力向下运动，进而压缩增压腔26内的高压燃油形成超高压燃油；钢球232在下方超高压液压力和单向阀弹簧231力的作用下，落坐在钢球座233上，使得单向阀23关闭，增压腔26内的超高压燃油经出油通道213流出。
复位阶段：增压腔26内的超高压燃油经出油通道213流出后，增压腔26内的压力随之下降，单向阀23打开，油路接通；电磁阀体31断电，阀芯42在电磁阀弹簧33的回复力作用下向左运动，使得泄压阀44的左端面压紧泄压通道211的右端端口，关闭泄压通道211；高压燃油经节流孔221进入增压柱塞腔25，增压柱塞腔25的内部压力升高，在压力差与弹簧27的回复力作用下增压柱塞22向上运动，恢复初始状态。
本发明所述的柴油机高压燃油电控增压泵，其不仅具有增压比高、结构紧凑、可靠性好、控制灵活、响应快等优点，能够满足柴油机额定转速为1000-2000r/min、喷射压力为90MPa-150MPa、流量为0.5ml/cycle(毫升每循环)的大功率柴油机高压燃油系统的要求；且其通过电磁阀体31的通电断电和电磁阀弹簧33的作用，带动阀芯42左右往复运动，从而控制泄压阀44的开启和关闭，通过控制电磁阀体31的通电断电时刻与频率进而精确控制燃油增压时刻与频率，保证与柴油机各工况喷油规律相匹配，满足柴油机各个工况的需求，适用于多种柴油机。
Claims (10)
1.一种柴油机高压燃油电控增压泵，包括壳体(1)，其特征是：还包括与所述壳体(1)的左部配合连接的增压偶件(2)、与所述壳体(1)的右部配合连接的电磁阀组件(3)、通过所述增压偶件(2)和电磁阀组件(3)紧压在所述壳体(1)内的泄压组件(4)；所述增压偶件(2)包括右端部与所述壳体(1)的左部配合连接的增压泵体(21)、竖直布置在所述增压泵体(21)内并与其配合的增压柱塞(22)、位于所述增压泵体(21)内并用于支撑所述增压柱塞(22)的弹簧(27)；所述增压柱塞(22)与增压泵体(21)之间形成相互独立的增压柱塞腔(25)和增压腔(26)，所述弹簧(27)位于该增压腔(26)内；所述增压泵体(21)内设有左端与增压柱塞腔(25)连通的泄压通道(211)、左端与增压泵体(21)外部连通的回油通道(212)；所述电磁阀组件(3)通过控制泄压组件(4)使得泄压通道(211)的右端与回油通道(212)的右端连通，所述增压柱塞(22)因压力差运动从而挤压增压腔(26)实现燃油增压。
2.根据权利要求1所述的柴油机高压燃油电控增压泵，其特征是：所述增压偶件(2)还包括紧压在所述增压泵体(21)和增压柱塞(22)上端面的进油接头(24)，该进油接头(24)内设有进油通道(241)，且所述进油接头(24)与增压泵体(21)和增压柱塞(22)的上端面形成进油腔；所述增压柱塞(22)内设有与所述增压柱塞腔(25)和进油腔连通的节流孔(221)、与所述增压腔(26)和进油腔连通的单向阀固定腔(222)，该单向阀固定腔(222)内设有单向阀(23)；所述增压泵体(21)内设有与增压腔(26)相连的出油通道(213)。
3.根据权利要求2所述的柴油机高压燃油电控增压泵，其特征是：所述电磁阀组件(3)包括左部与所述壳体(1)的右部配合连接的电磁阀体(31)，该电磁阀体(31)的左端面上设有安装孔，该安装孔内从右至左依次布置有调整垫片(32)、电磁阀弹簧(33)；所述泄压组件(4)包括通过增压泵体(21)右端部紧压在所述壳体(1)内孔左部台阶面上的泄压阀体(41)、左部与所述泄压阀体(41)过孔配合的阀芯(42)、与所述阀芯(42)的右部配合的衔铁(45)、与所述阀芯(42)的右端部配合连接并用于所述压紧所述衔铁(45)的定位套(46)；所述泄压通道(211)的右端端口、回油通道(212)的右端端口均位于所述增压泵体(21)的右端面上，且所述阀芯(42)的左端面与所述泄压通道(211)的右端端口或者回油通道(212)的右端端口对应；所述衔铁(45)的右端面与电磁阀体(31)的左端面对应，所述定位套(46)与所述电磁阀体(31)的安装孔配合并紧压所述电磁阀弹簧(33)。
4.根据权利要求1或2或3所述的柴油机高压燃油电控增压泵，其特征是：所述增压泵体(21)内沿纵向设有上大下小的阶梯孔，所述增压柱塞(22)为上部直径大于下部直径的阶梯柱状结构，所述增压柱塞(22)与所述增压泵体(21)内的阶梯孔配合；所述增压柱塞(22)的中部台阶面、增压柱塞(22)的下部上周面与增压泵体(21)阶梯孔孔径较大的孔壁形成所述增压柱塞腔(25)，所述增压柱塞(22)的下端面与增压泵体(21)阶梯孔孔径较小的孔壁形成所述增压腔(26)。
5.根据权利要求2或3所述的柴油机高压燃油电控增压泵，其特征是：所述单向阀固定腔(222)为上大下小的阶梯状，所述单向阀(23)包括从下至上依次布置在所述单向阀固定腔(222)上部的单向阀弹簧(231)、钢球(232)、钢球座(233)，所述钢球座(233)与单向阀固定腔(222)的上端部固定连接并压紧所述钢球(232)。
6.根据权利要求3所述的柴油机高压燃油电控增压泵，其特征是：所述阀芯(42)的左端面设有圆柱孔，该圆柱孔内从右至左依次布置有压球(43)、泄压阀(44)，所述泄压阀(44)的左端伸出于所述阀芯(42)的左端面，且所述泄压阀(44)的左端面与所述泄压通道(211)的右端端口对应。
7.根据权利要求6所述的柴油机高压燃油电控增压泵，其特征是：所述增压泵体(21)右端面与泄压阀体(41)之间设有泄压节流板(47)，该泄压节流板(47)上设有与所述泄压通道(211)右端端口、回油通道(212)右端端口对应的通孔，所述泄压阀(44)的左端面与所述泄压节流板(47)上与泄压通道(211)右端端口对应的通孔对应。
8.根据权利要求6或7所述的柴油机高压燃油电控增压泵，其特征是：所述泄压组件(4)还包括通过电磁阀体(31)左端紧压在所述壳体(1)内孔右部台阶面上的限位套(48)，该限位套(48)的左部套设于所述泄压阀体(41)的右部外表面、右部设有限位孔，所述衔铁(45)与该限位孔间隙配合。
9.根据权利要求8所述的柴油机高压燃油电控增压泵，其特征是：所述电磁阀体(31)的左部沿周向设有一圈凹槽，该凹槽中配合有用于所述电磁阀体(31)与壳体(1)密封的密封圈(34)。
10.根据权利要求3或6或7所述的柴油机高压燃油电控增压泵，其特征是：所述增压泵体(21)的上部外侧配合连接有进油接头压盖(28)，所述进油接头(24)通过进油接头压盖(28)紧压在所述增压泵体(21)和增压柱塞(22)的上端面；所述壳体(1)的右部外侧配合连接有电磁阀压盖(35)，所述电磁阀体(31)左端通过电磁阀压盖(35)紧压在所述限位套(48)的右端面。
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