CN110671249A - 一种装有出油阀的分配泵柱塞及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装有出油阀的分配泵柱塞及其工作方法，分配泵柱塞通过凸轮盘带动在分配套筒内作往复、旋转运动，其中，往复运动使燃油在高压油腔内增压，旋转运动进行燃油分配；所述柱塞上还设有：出油阀安装孔，沿柱塞轴线方向设置在柱塞伸入高压油腔的一端，用于安装出油阀，包括与柱塞同轴设置的第一轴孔、第二轴孔以及连接在第一轴孔和第二轴孔之间的环槽；出油阀安装孔的尾部通过一倾斜油道与柱塞分配槽连接；柱塞上设有柱塞泄压槽和进油槽，其中，所述柱塞泄压槽通过泄油通道与进油槽相连；油量控制套筒，套接在柱塞上远离高压油腔的一端，用于当柱塞往复运动时，打开或关闭所述的柱塞泄压槽，实现供油量的控制。

Description

一种装有出油阀的分配泵柱塞及其工作方法
技术领域
本发明公开了一种VE分配泵元件，具体是一种装有出油阀的分配泵柱塞。
背景技术
VE泵燃油系统中，油泵与高压油管之间安装有出油阀。出油阀的作用类似于单向阀，油泵供油时，出油阀正向开启，油泵向高压油管供油，喷油器端压力迅速升高并开始喷油。当供油结束时，出油阀阀芯落座，同时保证高压油管参与压力迅速降低，实现喷油器迅速关闭，停止喷油。
出油阀工作过程：当油泵开始供油时，出油阀底部进油口压力升高，推动阻尼阀克服阻尼阀弹簧的弹簧力上移，阻尼阀与阀座接触面脱离，并至限位器的限位面结束，此时燃油可以从限位器上的油路流入限位器，并流出出油阀，向高压油管供油。供油结束时，在阻尼弹簧的弹簧力作用下，阻尼阀向下移动，与出油阀座贴合，出油阀关闭，高压油管中的残余压力油从阻尼阀中的阻尼孔流出，起到了喷油器快速停止喷油，并保证高压油管中存在一定的压力。
由于每缸都装有一个出油阀，各缸出油阀的制造差异，会引起各缸供油油量的多少存在差异，油泵供油均匀性差。并且出油阀数量多，制造成本高。以四缸喷油泵为例，一台油泵上装有4个出油阀。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出一种新结构的分配泵柱塞，该分配泵柱塞可以提高VE型分配泵的各缸均匀性，同时降低制造成本。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种装有出油阀的分配泵柱塞，通过凸轮盘带动在分配套筒内作往复、旋转运动，其中，往复运动使燃油在高压油腔内增压，旋转运动进行燃油分配；
所述高压油腔由柱塞、分配套筒以及泵头螺塞三者围成，所述柱塞上还设有：
出油阀安装孔，沿柱塞轴线方向设置在柱塞伸入高压油腔的一端，用于安装出油阀，包括与柱塞同轴设置的第一轴孔、第二轴孔以及连接在第一轴孔和第二轴孔之间的环槽；
所述出油阀包括弹簧、阻尼阀芯、出油阀座，其中阻尼阀芯左端设有弹簧安装孔，弹簧装入阻尼阀芯的弹簧安装孔中，阻尼阀芯右端设有阻尼小孔，弹簧安装孔底部径向设计了4个进油孔3.2.2。阻尼阀芯装在柱塞第一轴孔中，阻尼阀芯可以左右移动，第一轴孔起到导向作用，第一轴孔底部起到限位作用；
第二轴孔中安装出油阀座，第二轴孔径向设有对称布置的两个销孔，通过两个销子将出油阀座固定于柱塞第二轴孔中；
阻尼阀芯左侧孔中装的弹簧，一端与第一轴孔底部接触、另一端与阻尼阀芯弹簧孔底部接触，弹簧力将阻尼阀芯向右压向出油阀座端面；
出油阀安装孔的尾部通过一倾斜油道与柱塞分配槽连接；
柱塞上设有柱塞泄压槽和进油槽，其中，所述柱塞泄压槽通过泄油通道与进油槽相连；
油量控制套筒，套接在柱塞上远离高压油腔的一端，用于当柱塞往复运动时，打开或关闭所述的柱塞泄压槽，实现供油量的控制。
所述泄油通道包括两个泄油通道单元，分别是沿所述柱塞径向设置的第一泄油通道单元、以及连接在所述第一泄油通道单元和柱塞进油槽底部之间的第二泄油通道单元。
分配外壳与出油阀紧座之间采用锥面密封。
本发明进一步公开了所述装有出油阀的分配泵柱塞的工作方法，
充油过程：
凸轮盘转动带动柱塞转动到柱塞上某一进油槽与分配套筒的进油孔接通，于此同时，凸轮盘带动柱塞向左移动，高压油腔体积变大，燃油依次经过分配外壳中的进油孔、进油电磁阀安装孔、进油阀座孔、分配套筒中的进油孔、柱塞上的进油槽后进入高压油腔，完成柱塞充油过程；
供油过程：
柱塞转过一定角度，直至所述进油槽与分配套筒的进油孔不接通；
所述油量控制套筒关闭柱塞上的柱塞泄压槽，柱塞中的供油槽与分配套筒中的某一分配油道接通，于此同时，凸轮盘带动柱塞向右运动，高压油腔容积减小，高压油腔中的燃油压力升高，高压燃油从柱塞端部的出油阀座中的油道进入，并推动阻尼阀芯克服弹簧的弹力向左移动，将出油阀打开，燃油从出油阀座与阻尼阀芯之间阀口流入所述环槽中，燃油继续通过阻尼阀芯中径向的4个小孔，高压燃油依次通过出油阀座中油道、环槽、4个进油孔进人阻尼阀芯弹簧安装腔，再经过斜油道进入柱塞分配槽，最后经出油阀紧座中的油路完成向下游高压油管及喷油器的供油过程；
断油过程：
当柱塞继续向右移动，至柱塞中的柱塞泄压槽露出所述油量控制套筒的密封面时，此时高压油腔通过进油槽、泄油通道以及柱塞泄压槽与外界低压腔接通，燃油迅速从柱塞泄压槽外流，高压油腔压力迅速降低，此时阻尼阀芯在弹簧力的作用下迅速向右移动至出油阀座的阀座面，出油阀关闭，此时高压油管中的残余压力的燃油通过阻尼阀芯中的阻尼孔缓慢流入高压油腔，保证了高压油管中压力迅速降低，喷油器快速关闭的的同时，在供油结束后高压油管内能够保持一定的压力，减小下一次供油时的柱塞有效升程。
有益效果：
本发明一种装有出油阀的分配泵柱塞，相比现有柱塞结构，具有以下几个优点：
本发明简化了阻尼出油阀的结构，取消了出油阀的限位器，并将出油阀安装在柱塞中，实现了一个出油阀控制油泵各缸供油的功能。
油泵每次喷油同一个柱塞和同一个出油阀，减小了各缸的差异，提高了油泵喷油的均匀性；同时减少了出油阀使用数量，降低了制造成本。
3.分配外壳与出油阀紧座之间采用锥面密封代替原来的铜垫片密封，降低制造成本。
附图说明
图1为本发明一种装有出油阀的分配泵柱塞的泵头油路图；
其中，3.1、柱塞；3.2、阻尼阀芯；3.4、出油阀座；3.1.1、柱塞进油槽；3.1.5、柱塞分配槽；3.1.7、柱塞泄压槽；（A、B、C、D）高压油管；
图2为本发明装有出油阀的分配泵柱塞供油时的结构示意图；
其中，1.4、分配外壳中油道；1.5、分配外壳与出油阀紧座之间锥面密封结构；
2.2、高压油腔；2.3、分配套筒中供油油道；
3.1.3、环槽；3.1.4、出油阀安装孔尾部的倾斜油道；
3.2.2、阻尼阀芯弹簧安装孔底部径向4个进油孔；3.2.3、弹簧安装孔；
3.4.1、出油阀座中的油道；
4.1、出油阀紧座中油道；
图3为本发明装有出油阀的分配泵柱塞充油时的结构示意图；
其中，1、分配外壳；
1.1、分配外壳中进油孔；1.2、进油电磁阀安装孔；1.3、进油阀座孔；
2、分配套筒；2.1、分配套筒中进油孔；
3.3、弹簧；3.5、销子；
4、出油阀紧座；5、泵头螺塞；6、放气螺钉；
图4为本发明装有出油阀的分配泵柱塞供油结束时的结构示意图；
3.1.1、柱塞进油槽；3.1.2、连接在第一泄油通道单元和柱塞进油槽底部之间的第二泄油通道单元；3.1.6、第一泄油通道单元；
3.2.1、阀芯中阻尼小孔；
7、油量控制套；
图5为本发明装有出油阀的分配泵柱塞上出油阀的局部放大图；
图6为本发明柱塞进油槽与分配套筒进油孔结构示意图，此时进油槽与进油孔不接通，进油结束。
具体实施方式
发明了一款新结构的分配泵柱塞，对出油阀紧座和阻尼阀创新设计，将出油阀装配在柱塞中，创新设计了燃油油路，实现了该新型柱塞，通过一个出油阀代替原结构四个出油阀的功能。
实施例1
一种装有出油阀的分配泵柱塞，通过凸轮盘带动在分配套筒内作往复、旋转运动，其中，往复运动使燃油在高压油腔内增压，旋转运动进行燃油分配；
所述高压油腔由柱塞3.1、分配套筒2以及泵头螺塞5三者围成，所述柱塞3.1上还设有：出油阀安装孔，沿柱塞3.1轴线方向设置在柱塞3.1伸入高压油腔的一端，用于安装出油阀，出油阀安装孔包括与柱塞同轴设置的第一轴孔、第二轴孔以及连接在第一轴孔和第二轴孔之间的环槽；
所述出油阀包括出油阀座3.4、阻尼阀芯3.2、弹簧3.3，其中，所述阻尼阀芯3.2左侧设计有弹簧安装孔3.2.3、弹簧安装孔3.2.3底部径向方向设计有4个进油孔3.2.2，以及阀芯右侧阻尼孔3.2.1，弹簧安装在所述弹簧安装孔3.2.3内，弹簧的一端与所述弹簧安装孔3.2.3底部抵触连接，弹簧另一端与所述柱塞第一油孔底部连接，阻尼阀芯3.2在弹簧的作用下另一端与安装在所述第二轴孔内的出油阀座3.4一端连接，出油阀座3.4另一端与高压油腔连接；所述环槽用于供高压油流通；
出油阀安装孔的尾部通过一倾斜油道与柱塞分配槽连接；本实施例中的供油槽有一个，相对应的所述倾斜油道也有一个。
出油阀安装孔的尾部另一个斜油槽与压力平衡槽相连接，压力平衡槽与供油槽角度，保证供油槽与分配套筒某一油孔接通时，压力平衡槽不接通。当柱塞向左移动，柱塞高压腔进油时，压力平衡槽与某一分配套筒高压油孔接通，将该路相连的高压油管通过出油阀芯阻尼孔与柱塞高压腔接通，保证高高压油管内压力在供油前保持一致。
柱塞上设有柱塞泄压槽和进油槽，其中，所述柱塞泄压槽通过泄油通道与进油槽相连；本实施例中，所述柱塞泄压槽的数量均为两个，所述进油槽的数量为4个，其中两个对称的进油槽各通过一个所述斜油路与所述柱塞泄压槽连接，另外两个进油槽径向方向各设计有一个销孔，用来固定出油阀座，保证出油阀座不与柱塞脱落；本实施例中所述泄油通道包括两个泄油通道单元，分别是沿所述柱塞径向设置的第一泄油通道单元、以及设置在柱塞中连接在所述第一泄油通道单元和柱塞进油槽底部之间的呈倾斜设置的第二泄油通道单元。
油量控制套筒，套接在柱塞上远离高压油腔的一端，用于当柱塞往复运动时，打开或关闭所述的柱塞泄压槽，实现供油量的控制。
实施例1一种装有出油阀的分配泵柱塞的工作过程是：
充油过程见图2所示，此时，柱塞转动到某一进油槽3.1.1与分配套筒进油孔2.1接通。于此同时，柱塞向左移动，泵头螺塞及分配套筒围成的高压油腔2.2体积变大。燃油依次经过分配外壳中的进油孔1.1、进油电磁阀安装孔1.2、进油阀座孔1.3，分配套筒中的进油孔2.1，柱塞中的进油槽3.1.1进入高压油腔2.2，完成柱塞充油过程。
供油过程见图3所示.此时柱塞3.1转过一定角度，进油槽3.1.1与分配套筒进油孔2.1不接通；油量控制套筒7关闭柱塞中的柱塞泄压槽3.1.7；柱塞3.1中的供油槽3.1.5与分配套筒2中的某一分配油道2.3接通。于此同时，柱塞3.1向右运动，高压油腔2.2容积减小，高压油腔2.2中的燃油压力升高。高压燃油从出油阀座中的油道3.4.1进入，并推动阻尼阀芯3.2克服弹簧3.3的弹簧力向左移动，出油阀打开，燃油从出油阀座3.4与阻尼阀芯3.2之间阀口流入环槽3.1.3中，燃油继续通过阻尼阀芯3.2中的4个进油孔3.2.2流入阻尼阀芯3.2的第一轴孔3.2.3，流入柱塞供油油路3.1.4，经供油槽3.1.5流入分配套筒2中的某一供油油道2.3，该油道连通分配外壳中对应的油道，最后经过出油阀紧座中的油路4.1，完成向下游高压油管及喷油器的供油过程。
当柱塞继续向右移动，至柱塞3.1中的柱塞泄压槽3.1.7漏出油量控制套7的密封面时，此时高压油腔2.2经过进油槽3.1.1及第二泄油通道单元3.1.2和第一泄油通道单元3.1.6与外界低压腔接通，燃油迅速从柱塞泄压槽外流，柱塞高压腔压力迅速降低，阻尼阀芯向右移动至出油阀座3.4的阀座面，出油阀关闭。此时喷油器、高压油管油路油依然与出油阀接通，高压油管中的残余压力的燃油可以通过阀芯中的阻尼孔3.2.1缓慢流入高压油腔2.2。保证了高压油管中压力迅速降低，喷油器快速关闭的的同时，在供油结束后高压油管内能够保持一定的压力，减小下一次供油时的柱塞有效升程。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于泄油通道的设置，本实施例中的泄油通道中改为从柱塞左侧打一个与柱塞同轴的油孔，该油孔链接泄油槽，并通过两个较短的对称斜孔分别与两个对称位置的进油槽尾部接通，并且该直孔左段通过堵头封闭。
采用销子3.5将出油阀座固定于柱塞，也可以在柱塞中加工螺纹，将出油阀座拧紧在柱塞中。

Claims (4)

1.一种装有出油阀的分配泵柱塞，通过凸轮盘带动在分配套筒内作往复、旋转运动，其中，往复运动使燃油在高压油腔内增压，旋转运动进行燃油分配；
所述高压油腔由柱塞、分配套筒以及泵头螺塞三者围成，其特征在于，所述柱塞上还设有：
出油阀安装孔，沿柱塞轴线方向设置在柱塞伸入高压油腔的一端，用于安装出油阀，包括与柱塞同轴设置的第一轴孔、第二轴孔以及连接在第一轴孔和第二轴孔之间的环槽；
所述出油阀包括弹簧、阻尼阀芯、出油阀座，其中阻尼阀芯左端设有弹簧安装孔，弹簧装入阻尼阀芯的弹簧安装孔中，阻尼阀芯右端设有阻尼小孔，弹簧安装孔底部径向设计了4个进油孔；阻尼阀芯装在柱塞第一轴孔中，阻尼阀芯可以左右移动，第一轴孔起到导向作用，第一轴孔底部起到限位作用；
第二轴孔中安装出油阀座，第二轴孔径向设有对称布置的两个销孔，通过两个销子将出油阀座固定于柱塞第二轴孔中；
阻尼阀芯左侧孔中装的弹簧，一端与第一轴孔底部接触、另一端与阻尼阀芯弹簧孔底部接触，弹簧力将阻尼阀芯向右压向出油阀座端面；
出油阀安装孔的尾部通过一倾斜油道与柱塞分配槽连接；
柱塞上设有柱塞泄压槽和进油槽，其中，所述柱塞泄压槽通过泄油通道与进油槽相连；
油量控制套筒，套接在柱塞上远离高压油腔的一端，用于当柱塞往复运动时，打开或关闭所述的柱塞泄压槽，实现供油量的控制。
2.根据权利要求1所述的一种装有出油阀的分配泵柱塞，其特征在于，所述泄油通道包括两个泄油通道单元，分别是沿所述柱塞径向设置的第一泄油通道单元、以及连接在所述第一泄油通道单元和柱塞进油槽底部之间的第二泄油通道单元。
3.根据权利要求1所述的一种装有出油阀的分配泵柱塞，其特征在于，分配外壳与出油阀紧座之间采用锥面密封。
4.一种如权利要求1~3中任一所述的一种装有出油阀的分配泵柱塞的工作方法，其特征在于，
充油过程：
凸轮盘转动带动柱塞转动到柱塞上某一进油槽与分配套筒的进油孔接通，于此同时，凸轮盘带动柱塞向左移动，高压油腔体积变大，燃油依次经过分配外壳中的进油孔、进油电磁阀安装孔、进油阀座孔、分配套筒中的进油孔、柱塞上的进油槽后进入高压油腔，完成柱塞充油过程；
供油过程：
柱塞转过一定角度，直至所述进油槽与分配套筒的进油孔不接通；
所述油量控制套筒关闭柱塞上的柱塞泄压槽，柱塞中的供油槽与分配套筒中的某一分配油道接通，于此同时，凸轮盘带动柱塞向右运动，高压油腔容积减小，高压油腔中的燃油压力升高，高压燃油从柱塞端部的出油阀座中的油道进入，并推动阻尼阀芯克服弹簧的弹力向左移动，将出油阀打开，燃油从出油阀座与阻尼阀芯之间阀口流入所述环槽中，燃油继续通过阻尼阀芯中径向的4个小孔，高压燃油依次通过出油阀座中油道、环槽、4个进油孔进人阻尼阀芯弹簧安装腔，再经过斜油道进入柱塞分配槽，最后经出油阀紧座中的油路完成向下游高压油管及喷油器的供油过程；
断油过程：
当柱塞继续向右移动，至柱塞中的柱塞泄压槽露出所述油量控制套筒的密封面时，此时高压油腔通过进油槽、泄油通道以及柱塞泄压槽与外界低压腔接通，燃油迅速从柱塞泄压槽外流，高压油腔压力迅速降低，此时阻尼阀芯在弹簧力的作用下迅速向右移动至出油阀座的阀座面，出油阀关闭，此时高压油管中的残余压力的燃油通过阻尼阀芯中的阻尼孔缓慢流入高压油腔，保证了高压油管中压力迅速降低，喷油器快速关闭的的同时，在供油结束后高压油管内能够保持一定的压力，减小下一次供油时的柱塞有效升程。
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