CN115111097A - 一种分体式电控单体泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种分体式电控单体泵，包含单体泵组件和控制阀部件，其单体泵组件与所述控制阀部件采用平行布置设计并连接在一起。本发明采用单体泵组件和控制阀部件采用分体式结构与传统整体式电控单体泵相比，分体式结构具有简易的加工工艺和装配工艺，保证性能及可靠性的同时，有效降低了产品生产成本及售后维修成本。该分体式电控单体泵结构紧凑，装配简单，能够应用于转速500r/min～3000r/min，单缸功率为30kw～120kw，喷射压力150Mpa～200Mpa的柴油机使用需求。

Description

一种分体式电控单体泵

技术领域

本发明属于柴油机领域，特别涉及一种分体式电控单体泵，其应用于转速500r/min～1500r/min，单缸功率为80kw～120kw，喷射压力150Mpa～200Mpa的柴油机。

背景技术

随着柴油发动机的日益严格的排放标准，国内柴油发动机厂家纷纷采用各种电控燃油系统进行柴油发动机的研发。电控单体泵作为电控燃油系统主要路线之一，能实时控制喷射压力和喷油量，能有效提高柴油机排放及经济性指标，柴油机升级改动少，开发周期短费用低等特点。

传统电控单体泵柱塞偶件及控制阀偶件采用垂直布置设计，并且采用整体式结构即单体泵组件集成柱塞偶件付和控制阀芯偶件付，线束安装方式固定，单体泵泵体加工工序繁杂、加工精度要求高、零件单件价值高，过程控制及售后维护成本较高。

发明内容

本发明针对现有柴油机用电控单体泵存在的上述不足，提供一种结构改进的分体式电控单体泵，其适用于转速500r/min～1500r/min，单缸功率为80kw～120kw，喷射压力150Mpa～200Mpa的柴油机。

为了实现上述目的，本发明的一种分体式电控单体泵，包含单体泵组件和控制阀部件，其特征在于，所述单体泵组件与所述控制阀部件采用平行布置设计并连接在一起。

在本发明的一个优选实施例中，所述单体泵组件包含由单体泵泵体与柱塞配磨组成的一套柱塞偶件，所述控制阀部件包含阀体和控制阀芯配磨组成一套控制阀偶件，所述柱塞偶件的中心轴线与所述控制阀偶件的中心轴线相互平行；所述单体泵泵体与阀体之间通过各自的安装平面密封连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述单体泵泵体与阀体之间通过锁紧螺钉连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述柱塞偶件采用悬挂安装结构。

在本发明的一个优选实施例中，在所述单体泵泵体上设置有矩形的安装法兰并集成有导向结构。

在本发明的一个优选实施例中，在所述单体泵泵体内设置有阻尼阀部件安装孔、第一燃油油道、第二燃油油道、柱塞孔和阀套配装孔，所述阻尼阀部件安装孔、柱塞孔和阀套配装孔同轴，所述第一燃油油道的一端与所述阻尼阀部件安装孔连通，所述第一燃油油道的另一端与所述第二燃油油道连通；所述第二燃油油道的内端与所述柱塞孔连通，所述第二燃油油道的外端露出所述单体泵本体上的安装平面；所述单体泵组件中的阀套一部分采用过盈方式配装在所述阀套配装孔内，使得所述阀套集成在单体泵泵体中；所述柱塞配磨于所述柱塞孔和阀套的内孔中并由所述阀套的下部伸出。

在本发明的一个优选实施例中，所述柱塞的直径

升程为18mm。

在本发明的一个优选实施例中，在所述柱塞的外周面上设置有环形均压槽，在所述柱塞孔的孔面上设置有环形槽并在所述单体泵本体内设置有泄露油油道，所述泄露油油道的内端与环形槽连通，外端露出所述单体泵本体的外周面。

在本发明的一个优选实施例中，在所述阀体内的轴线方向的两端各设置有一个油室，两个油室之间通过控制阀芯孔连通；另外在阀体内设置有第三燃油油道，所述第三燃油油道的内端与所述控制阀芯孔连通，外端露出所述阀体上的安装平面；在所述单体泵泵体与阀体之间通过各自的安装平面密封连接后，所述第三燃油油道的外端与所述第二燃油油道的外端连通；所述控制阀芯配磨于所述控制阀芯孔中。

在本发明的一个优选实施例中，所述控制阀芯孔的中心轴线与所述柱塞孔的中心轴线相互平行。

由于采用了如上的技术方案，本发明与传统整体式电控单体泵相比，具有如下优点：

1)单体泵组件与控制阀部件采用平行布置设计并连接在一起，尤其是柱塞偶件及控制阀偶件付采用平行布置设计，即柱塞孔和控制阀芯孔中心线相互平行，改变电磁阀的安装方向便于燃油系统整体布置，满足不同发动机的安装需求。

2)柱塞偶件付及控制阀偶件付采用分体式结构，即传统的单体泵泵体拆分为泵体和阀体，泵体和柱塞配磨组成一套偶件付，阀体和阀芯配磨组成一套偶件付，两者通过超精密加工的平面密封，可有效减少单一零部件的工序，将复杂零部件分解，提高加工和装配效率。

3)柱塞偶件采用悬挂安装结构，能有效减少泵油部件的变形,尤其是柱塞孔的变形，从而保证喷油泵高转速运动下工作的可靠性。

4)将阀套集成与单体泵泵体中，有效杜绝由于阀套松动变形等故障产生的产品失效，且降低成本。

4)柱塞采用无螺旋槽结构，柱塞直径

柱塞升程为18mm，柱塞设计有环形均压槽，配合单体泵泵体上设计的环形槽和泄露油油道，一方面能利用通过柱塞均压槽及间隙泄露的燃油润滑柱塞偶件付，一方面能有效收集泄露油使其强制流回燃油腔。

5)控制阀采用双油室设计，油室位于阀体轴线方向的两端，通过单体泵泵体及阀体上的燃油油道相互连通，一方面由于燃油一直处于循坏状态可以降低油温对电磁阀的影响，一方面大部分油道相交与贯通处位于零件外部能有效减少毛刺，提高零部件清洁度。

附图说明

图1为本发明的一种分体式电控单体泵的结构剖面图

图2为图1中所采用的控制阀部件的结构剖面图

图3为图1中所采用的单体泵组件的结构剖面图

图4为本发明的一种分体式电控单体泵的外形图

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本发明。

参见图1，图中所示的分体式电控单体泵，由单体泵组件5和控制阀部件6组成，单体泵组件5与控制阀部件6采用平行布置设计并连接在一起。具体是：

单体泵组件5包含由单体泵泵体4与柱塞1配磨组成的一套柱塞偶件，控制阀部件6包含阀体11和控制阀芯9配磨组成一套控制阀偶件，柱塞偶件的中心轴线与控制阀偶件的中心轴线相互平行；单体泵泵体4与阀体11之间通过各自的安装平面4a、11a以及锁紧螺钉21密封连接。这样改变电磁阀的安装方向便于燃油系统整体布置，满足不同发动机的安装需求。还可有效减少单一零部件的工序，将复杂零部件分解，提高加工和装配效率。

结合图3，在单体泵泵体4内设置有阻尼阀部件安装孔4b、第一燃油油道4c、第二燃油油道4d、柱塞孔4e和阀套配装孔4f，阻尼阀部件安装孔4b、柱塞孔4e和阀套配装孔4f同轴，第一燃油油道4c的一端与阻尼阀部件安装孔4b连通，第一燃油油道4c的另一端与第二燃油油道4d连通；第二燃油油道6d的内端与柱塞孔4e连通，第二燃油4d的外端露出单体泵本体4上的安装平面4a。

单体泵组件4中的阀套3一部分采用过盈方式配装在阀套配装孔4f内，使得阀套3集成在单体泵泵体4中，可有效杜绝由于阀套3松动变形等故障产生的产品失效，且降低成本。

在单体泵泵体4上设置有矩形的安装法兰4i并集成有导向结构4j。

柱塞1配磨于柱塞孔4e和阀套3的内孔中并由阀套3的下部伸出，在柱塞1的底部安装有弹簧下座2。柱塞弹簧1a套在单体泵泵体4的下部、阀套3和柱塞1上，柱塞弹簧1a的上端作用在导向结构4j的底面上，下端作用在弹簧下座2上。这样柱塞偶件采用悬挂安装结构，能有效减少泵油部件的变形,尤其是柱塞孔的变形，从而保证喷油泵高转速运动下工作的可靠性。

在阻尼阀部件安装孔4b中安装有阻尼阀部件4ba，其作用是控制高压燃油的压力，起到稳压作用。

柱塞1采用无螺旋槽结构，柱塞1的直径

升程为18mm。在柱塞1的外周面上设置有环形均压槽1b，在柱塞孔4e的孔面上设置有环形槽4g并在单体泵本体4内设置有泄露油油道4h，泄露油油道4h的内端与环形槽4g连通，外端露出单体泵本体4的外周面。

结合参见图2，控制阀部件6由电磁阀紧帽15、调整垫圈16、电磁阀弹簧挡圈17、电磁阀弹簧18、高速电磁阀19、衔铁7、固定螺钉8、控制阀芯9、电磁阀弹簧座10、阀体11、挡块13、锁紧螺母14组成。

在阀体11内的轴线方向的两端各设置有一个油室11b、11c，两个油室11b、11c之间通过控制阀芯孔11d连通，油室11b为回油室，油室11c为吸油室；控制阀芯孔11d的中心轴线与柱塞孔4e的中心轴线相互平行。

另外在阀体11内设置有第三燃油油道11e，第三燃油油道11e的内端与控制阀芯孔11d连通，外端露出阀体11上的安装平面11a；在单体泵泵体4与阀体11之间通过各自的安装平面4a、11a密封连接后，第三燃油油道11e的外端与第二燃油油道4d的外端连通。

在油室11a的上方设置有挡圈安装孔11f，在挡圈安装孔11f的上方设置有电磁阀安装孔11g。电磁阀弹簧挡圈17安装在挡圈安装孔11f内，电磁阀弹簧挡圈17的下表面同挡圈安装孔11f与油室11b之间台阶面接触。调整垫圈16安装在电磁阀安装孔11g内，调整垫圈16的下表面同电磁阀安装孔11g与挡圈安装孔11f之间的台阶面接触，同时将电磁阀弹簧挡圈17压在挡圈安装孔11f中。

高速电磁阀19的下部安装在电磁阀安装孔11g内并将电磁阀弹簧挡圈17压紧在电磁阀安装孔11g内，高速电磁阀19还通过电磁阀紧帽15与阀体11固定连接。在高速电磁阀19与电磁阀安装孔11g之间设置有密封圈20。

衔铁7置于调整垫圈16的内孔中并通过固定螺钉8与控制阀芯9的上部固定连接，控制阀芯9由上而下穿过电磁阀弹簧挡圈17的内孔、油室11b和控制阀芯孔11d直达油室11c。

在控制阀芯9的底部设置有第一角度锥面9a，在控制阀芯孔11d的底部设置有第二角度锥面11da，在控制阀芯9向下运动时，第一角度锥面9a与第二角度锥面11da之间脱离密封接触，使得控制阀芯孔11d与油室11c连通。在控制阀芯9向上运动时，第一角度锥面9a与第二角度锥面11da之间密封接触，使得控制阀芯孔11d与油室11c之间关闭。这样控制阀芯9与阀体11通过第一角度锥面9a和第二角度锥面11da之间的密封，通过高速电磁阀19控制第一角度锥面9a与第二角度锥面11da的开启和关闭，达到实时控制油量和喷射压力。

电磁阀弹簧座10固定在控制阀芯9的中间位置，位于油室11b内，电磁阀弹簧18套在控制阀芯9上，电磁阀弹簧18的上端穿过调整垫圈16的内孔和衔铁7的内孔作用在高速电磁阀19的底部，电磁阀弹簧18的下端作用在电磁阀弹簧座10上。

在油室11c的下部设置有挡块安装孔11h和内螺孔11i,内螺孔11i位于挡块安装孔11h的下方，挡块13安装在挡块安装孔11h中并延伸至油室11c内，对控制阀芯9的运动行程进行限制。锁紧螺母14旋入内螺孔11i内将挡块13限制在挡块安装孔11h内。在挡块13与挡块安装孔11h中的台阶面中间设置有密封圈12。

上述分体式电控单体泵采用插入式并通过单向泵本体4上的导向结构4j导向安装在柴油机基体上，弹簧下座2下端安装挺柱体部件，挺柱体下端为油泵凸轮，凸轮轴的转动推动挺柱体往复运动，挺柱体的往复运动通过弹簧下座2和柱塞弹簧1a带动柱塞1上下运动。

当柱塞1在柱塞弹簧1a的作用下向下运动时，此时高速电磁阀6断电，电磁阀弹簧18通过电磁阀弹簧座10驱动控制阀芯9向下运动，使得控制阀芯9上的第一角度锥面9a与阀体11上的第二角度锥面11da之间脱离密封接触而开启，第三燃油油道11e通过控制阀芯9与控制阀芯孔11e之间的间隙以及控制阀芯9上的第一角度锥面9a与阀体11上的第二角度锥面11da之间的开启通道从油室11c即吸油室吸入燃油。吸入的燃油通过单向泵本体4的第二燃油油道4d进入柱塞孔4e内。当挺柱体的往复运动通过弹簧下座2带动柱塞1向上运动到一定时刻时，高速电磁阀6得电，通过衔铁7、固定螺钉8带动控制阀芯9向上运动，使得控制阀芯9上的第一角度锥面9a与阀体11上的第二角度锥面11da之间密封接触而关闭。

由于柱塞1继续向上运动，此时在柱塞孔4e、第一燃油油道4c、第二燃油油道4d、第三燃油油道11e内建立高压燃油，高压燃油通过单向泵本体内的高压油道(图中未示出)进入喷油器进行喷油。

本发明的控制阀芯9是整个分体式电控单体泵的控制系统的执行机构，通过高速电磁阀6控制其开启和关闭达到实时控制喷油时刻和油量的功能。

燃油经进油道送入油室11c即吸油室，然后分别进入控制阀芯孔11e和通过内部油路进入油室11b即回油室，油室11b即回油室的燃油则通过回油油道流回油箱。当柱塞1下行时，控制阀芯9打开，油室11c即吸油室内的燃油充满柱塞孔4e。当柱塞1向上运行时，控制阀芯9关闭，高压油建立；当柱塞继续向上运行时，燃油被送入高压油道，直到高速电磁阀6将控制阀芯9打开，高压系统泄载。

参见图4，分体式电控单体泵整体外形上部类似于梯形，下部为圆形，安装法兰4i为矩形，无泵体，下部不带挺柱体组件。

Claims (10)

1.一种分体式电控单体泵，包含单体泵组件和控制阀部件，其特征在于，所述单体泵组件与所述控制阀部件采用平行布置设计并连接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种分体式电控单体泵，其特征在于，所述单体泵组件包含由单体泵泵体与柱塞配磨组成的一套柱塞偶件，所述控制阀部件包含阀体和控制阀芯配磨组成一套控制阀偶件，所述柱塞偶件的中心轴线与所述控制阀偶件的中心轴线相互平行；所述单体泵泵体与阀体之间通过各自的安装平面密封连接。

3.根据权利要求2所述的一种分体式电控单体泵，其特征在于，所述单体泵泵体与阀体之间通过锁紧螺钉连接。

4.根据权利要求2所述的一种分体式电控单体泵，其特征在于，所述柱塞偶件采用悬挂安装结构。

5.根据权利要求2所述的一种分体式电控单体泵，其特征在于，在所述单体泵泵体上设置有矩形的安装法兰并集成有导向结构。

6.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的一种分体式电控单体泵，其特征在于，在所述单体泵泵体内设置有阻尼阀部件安装孔、第一燃油油道、第二燃油油道、柱塞孔和阀套配装孔，所述阻尼阀部件安装孔、柱塞孔和阀套配装孔同轴，所述第一燃油油道的一端与所述阻尼阀部件安装孔连通，所述第一燃油油道的另一端与所述第二燃油油道连通；所述第二燃油油道的内端与所述柱塞孔连通，所述第二燃油油道的外端露出所述单体泵本体上的安装平面；所述单体泵组件中的阀套一部分采用过盈方式配装在所述阀套配装孔内，使得所述阀套集成在单体泵泵体中；所述柱塞配磨于所述柱塞孔和阀套的内孔中并由所述阀套的下部伸出。

7.根据权利要求6所述的一种分体式电控单体泵，其特征在于，所述柱塞的直径

升程为18mm。

8.根据权利要求6所述的一种分体式电控单体泵，其特征在于，在所述柱塞的外周面上设置有环形均压槽，在所述柱塞孔的孔面上设置有环形槽并在所述单体泵本体内设置有泄露油油道，所述泄露油油道的内端与环形槽连通，外端露出所述单体泵本体的外周面。

9.根据权利要求6所述的一种分体式电控单体泵，其特征在于，在所述阀体内的轴线方向的两端各设置有一个油室，两个油室之间通过控制阀芯孔连通；另外在阀体内设置有第三燃油油道，所述第三燃油油道的内端与所述控制阀芯孔连通，外端露出所述阀体上的安装平面；在所述单体泵泵体与阀体之间通过各自的安装平面密封连接后，所述第三燃油油道的外端与所述第二燃油油道的外端连通；所述控制阀芯配磨于所述控制阀芯孔中。

10.根据权利要求9所述的一种分体式电控单体泵，其特征在于，所述控制阀芯孔的中心轴线与所述柱塞孔的中心轴线相互平行。

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