CN1171833A - 活塞泵 - Google Patents

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Abstract

由两台活塞泵组成的装置,用于供给两个独立的液体管路、特别是内燃机燃料注入和润滑管路,其特征在于,它包括:单独一个机箱,其中固定泵体;单独一个带偏心轮(11)的驱动轴(10),控制两个泵;一组油泵活塞(20),每个活塞与偏心轮(11)配合,产生远离轴(10)的运动,由弹簧(23)确保活塞复位;一组注入泵活塞(30),其运动与油泵活塞(20)的运动垂直,注入泵的每个活塞(30)与偏心轮(11)合作,通过一个半环(31)推动活塞并使活塞复位,半环的开口朝向对应的油泵活塞(20),半环(31)的端部分别带有一活塞导向件(33)和一活塞杆(32),二者位于其相互延长线上,每个活塞杆(32)在一缸筒(35)中滑动,缸筒中有一开口(45),它与杆(32)的斜坡形(47)的一端一起确定注入的开始,与杆(32)上的孔(42)一起确定注入的结束。

Description

活塞泵
本发明涉及用于供给两个独立液体管路、特别是内燃机燃料注入管路和润滑管路的活塞泵。它特别是涉及一台横向轴泵。
按常规方式，注入燃料和润滑的功能是由两个不同的装置来完成的。
对于润滑，通过一油泵来保证，油泵直接或通过齿轮由曲轴转动驱动。
另一方面，给每个缸供给燃料是由一台所谓“注入”泵来完成。对常规设计的发动机，这种泵带有多个活塞，由一根带凸轮的轴驱动，由弹簧使活塞返回。弹簧返回显然限制了泵的最大速度，吸收许多功率，造成许多噪声并引起发热。
总而言之，以人们已知的方式，注入燃料和润滑油是由两个不同的机构完成的，这就增加了总的成本，特别限制了它的应用。
本发明克服了这些缺点。
本发明提出一种泵，能为发动机注入润滑油，还能为同一发动机注入燃料。
本发明涉及给两个独立的液体管路供料的两台活塞泵组成的一种装置，所述管路特别是为内燃机注入润滑油和燃料的管路，其特征在于，它包括：
-唯一一个机箱，在该机箱中固定泵体；
-唯一一根带偏心轮的驱动轴，以控制两台泵；
-一组油泵活塞，油泵的每个活塞与偏心轮合作，使活塞远离轴运动，用弹簧使其返回；
-一组注入泵活塞，其运动垂直于油泵活塞的运动，注入泵的活塞与偏心轮合作，通过一半环形装置，推动活塞，使其返回，半环形装置的开口朝向相应的油泵活塞，所述半环形装置的端部分别带有一活塞导向件和一活塞杆，二者位于其相互延长线上，每个活塞杆在一缸筒中滑动，缸筒带有一开口，该开口与活塞杆的斜坡形一端一起确定注入的开始，与活塞杆上的孔一起确定注入的结束。
有利的是，在实践中：
-它还包括联接所有缸筒的整体注入汽缸盖，所有缸筒都固定在机箱整体上；
-每个缸筒都在缸筒套壳中运动，套壳相对于缸筒的位置用螺丝调节；
-注入盖对着缸筒具有一个压力室，其中装有阀门、弹簧，并通向两个注油器的起点；
-对注入泵的流量变化的控制是由活塞在其轴上的转动来实现的，这种转动是从半环形装置的背部控制的，在半环形装置上，加工有凹槽的两个臂接纳一根焊接的针杆，该针杆平行于活塞的轴线，能够与一个齿条配合，该齿条平行于带偏心轮的轴；
-机箱包括固定在机箱的其它部分上的一壳盖，壳盖带有一滑轨和一开口，开口能够让齿条上的触头向着调节器通过；
-齿条的触头由固定在机箱的壳盖上的速度调节器来控制；
-活塞杆的斜坡、活塞杆上的孔以及缸筒的开口配置成当其线速度最大时，在活塞行程中点两侧进行注入；
-偏心轴的一个端部可直接联接到曲轴上，而另一端可接一皮带轮，以便驱动另一附加设备，如水泵或交流发电机。
油泵的泵体和注入泵的泵体在同一个充满燃料的机箱之外相互垂直配置，机箱用于放置带偏心轮的轴，它以相同的偏心轮控制全体泵。油泵活塞的复位是用压缩的弹簧来完成，而注入泵活塞的驱动是机械控制的，是用一半环形装置控制的，其端部有两个偏平的内部支承面部件，与活塞运动方向垂直，用于与偏心轮接触。每个内部支承面对应一杆：在一端是泵的活塞，另一端是导向杆，它确保由半环形装置和两个杆组成的整体的导向。
机箱包含所有泵体，机箱由两部分构成：第一部分组成箱体，主要用于装偏心轮和注入泵活塞的半环形装置。注入泵活塞的安装是从开口处开始斜着进行的，活塞的位置由在机箱中活塞导向杆的座给定。在对面，在机箱上注入缸筒的位置从导向杆开始，由活塞给定。在注入泵活塞周围，机箱的孔具有便于安装的重要作用，并在注入结束时使未注入的燃料返回。这种返回是在缸筒和缸筒套壳之间进行，通过缸筒下面的十字形缝流向活塞周围的机箱中的孔。
正如刚才看到的，在机箱中缸筒的位置是由活塞借助于以很小公差安装在机箱底部座中的导向杆来给定。
缸筒套壳由两个螺钉固定在缸筒上，这两个螺钉还能在试验台上调整泵时，使缸筒轻微自相转动，以便在所有活塞的同样角度上开始注入。这种调节是将汽缸盖轻轻打开，使无衬垫密封的缸筒松开，至使由两个环形衬垫密封的缸筒套壳松开。一个环形衬垫确保机箱的密封，另一个环形衬垫确保汽缸盖的密封。拧紧时，所有缸筒的汽缸盖整体将固定在缸筒上和机箱上，环形衬垫确保与缸筒套壳的柔软密封。
汽缸盖是对所有注入缸筒公用的分配部件。这种配置保证了整体更好的刚性和稳定性。在该汽缸盖中，每个锥形室对应一个活塞，在锥形室中有带复位弹簧的球阀。在缸筒中直接有球的位置。在这个锥形室中，加工有两个出口，用于与两个注入器(未示出)联通，这两个注入器给一个发动机汽缸供燃料或给一个燃烧室供燃料。这种配置是显著的，对于两个注入器，注入的体积分配是相等的，且有相同的注入压力标定。
当发动机运转时，燃料泵的流量是可变的。这种流量的变化借助活塞头上的一斜坡获得。这种斜坡封闭活塞筒上的一个孔，当活塞在围绕自己转动时，改变了这种封闭的位置，因此，就注入了多或少的燃料。
通过活塞上升注入的燃料体积包括在一个关闭和一个开通之间，关闭由斜坡使体积受压来完成，开通是使体积泄漏，并对应于注入结束。注入结束总是一个保持固定的点。注入开始是随着斜坡变化的一点；在活塞上升中，关闭越靠前，流量就越大，在活塞上升中，关闭越靠后，流量就越小。流量的这种变化由活塞绕其轴线转动，以改变斜坡相对于泵缸上开口的位置来给定。
这个开口通过一端控制注入的开始，由另一端控制注入的结束。泵活塞绕其轴线转动的控制由焊接在每个活塞的半环上的针来完成。
该针以恒定距离、完全平行于活塞轴线，该针与同时控制所有活塞的齿条啮合。
换句话说，注入泵的活塞行程是固定的，流量的变化由在活塞行程上改变注入开始点来实现，如同许多注入泵的情况一样。
油泵的活塞行程与注入泵活塞行程一样，但对于一给定的工作状态，其流量是恒定的。
注入泵流量的变化由一个电子调节器控制，该电子调节器能避免发动机的超速运行。安装在泵的侧面的电子调节器控制齿条，而齿条控制活塞的转动，以改变流量。
机箱的第二部分由用作齿条腔室的盖壳形成。这种配置是很出色的，因为：
-齿条的腔室很容易精密加工；
-很容易将齿条安装在其腔室中和针上，针在齿条和活塞之间起联接作用，之后用几个固定螺钉将机箱的两部分封闭起来。
在腔室中纵向移动齿条，使活塞绕其轴线转动，从而改变活塞头上的斜坡位置，因此改变流量。在往上移动时，活塞的内孔将通向开口，这是注入的结束。
在机箱的盖壳外部，固定一电子速度调节器。
该调节器安装在齿条的后面，调节器和齿条之间用一个作为齿条组成部分的触头联接，触头停留在调节器中。
齿条的触头垂直于齿条的背，位于齿条背的中央。
在机箱的表面、调节器的对面和在注入泵活塞半环开口对着的地方，安装无流量调节的油泵泵体。油泵在偏心轮的整个行程上吸入和排出，在高和低死点处速度减缓，这使得即便在高速时仍可通过复位弹簧工作。油泵活塞盖和缸筒是独立的，管路在每个缸筒上是独立的。注入活塞的运行良好，因为只使用行程的一小部分进行注入。
在线性速度最大时的周期中，注入所用的这部分行程位于活塞的半行程附近。行程的其余部分引起泄漏，通过注入泵缸筒上的开口和槽口返流到机箱中。在缸筒和缸筒套壳之间的自由空间也参与燃料往机箱返回的线路，这就是缸筒套壳的作用。
注入装置本身是抽屉型的。活塞头是圆柱形和空心的。中心孔使压力室与径向孔连通，该径向孔随着活塞行程通向缸筒上的开口。活塞的头部有一斜坡，它根据缸筒上同一开口调节注入的开始。
注入结束在所有的缸筒和活塞上都是一致的一个固定点。
注入开始是一个可动点，它随着活塞头部斜坡的位置而变化。当注入开始提前且注入结束保持固定时，流量增加。相反，当注入开始在活塞行程上后退，流量减小。随着流量的增加，注入的提前也增加。
一旦泵在试验台上调整好，就可将泵直接安装在发动机曲轴的端头。
其驱动是由小键槽来保证的，这些小键槽可使得按照所要的注入提前量，在每个燃烧室上方便地定位注入的开始。借助于接纳泵的两个固定螺钉的机箱上的开口，使泵绕自身转动，从而完成最终调整。精细调整可在运转中进行，轻轻松动两个螺钉，借助拧在机箱上的一螺丝杆维持泵的运转。这个操纵杆的臂用于克服泵的驱动力，以便在发动机转动时，在再固定两螺钉之前和在拧松操纵杆之前，找到最好的注入点。
这种最终调整的可能性值得注意，因为常规的注入泵不可能进行这种调整，常规泵的驱动所消耗的力约为本发明泵的四至五倍。
本发明的实施方式和优点将借助附图从实施例中体现出来。
图1是装备有注入泵活塞的带偏心轮的轴的立体图。
图2是注入泵一个活塞的侧视图。
图3是同一个活塞的俯视图。
图4是活塞杆头部的放大细部图。
图5是沿垂直于带偏心轮的轴的平面的总的剖视图。
如同在图1上简要示出的，本发明把一台油泵和一台特别用于柴油机上的注入泵结合在一起，这种泵的活塞数目是不受限制的。
这个整体包括一个带偏心轮的横向轴10，一组带阀门的圆柱形油泵活塞20，和一组呈半环形31的注入泵活塞30，在半环形的端部有一活塞杆32和一同轴导向杆33。该整体封闭在一个机箱15(图1未示出)中。油泵的活塞20在缸筒21内部滑动，缸筒由一汽缸盖22固定。同样，注入泵的活塞导向杆在同一机箱15内部滑动。最后，注入泵活塞的杆32，在其终端部分，在缸筒35中滑动，缸筒外面环绕着缸筒套壳36，其上置有注入盖37(未示出)。
图5更好地表示出在装配状态下的不同部件。在该剖视图上，可看到图1表示的带偏心轮11的轴10。在偏心轮的一侧，有一空心圆柱形油泵活塞20，此时处于离转动轴12最近的位置。该活塞可在一个缸筒21内部滑动，推进是由偏心轮11的运动产生的，复位(在该图上为最大复位)由一弹簧23保证。活塞室与装备有阀门(未示出)的汽缸盖22相通，确保按图上箭头方向让油通过。
注入泵的活塞30安置在与油泵的活塞20垂直的方向上。该活塞30由三个不同部分构成，即活塞杆32、传动和联接用的半环形部分31及导向杆33。活塞杆32在缸筒35的内部移动，以便产生对一定数量燃料的压力并将燃料送入汽缸盖37中，并通过球阀38一直送到注入器。
该活塞杆32钻有一轴向孔40，在半环形部件31的轴线上，连通到活塞杆32上的径向孔42，后者，在活塞直径上开通，并当对着缸筒的开口45时控制注入的结束。
缸筒35由一缸筒套壳36密封环绕，二者用一螺钉46固定。该螺钉46在试验台上用作改变缸筒和松动的汽缸盖37的位置，以便对所有活塞在齿条的任一相同位置上获得在角度上相同的注入开始。缸筒套壳36用于容纳在注入结束时沿箭头F向着机箱泄漏回来的燃料。
另一方面，活塞导向杆33位于带偏心轮的轴10另一端活塞杆32的延长线上。该导向杆33在机箱15的内部滑动。导向杆33和活塞杆32用一半环31联接，其内部形状与偏心轮11配合。当偏心轮11转动时，转动轴12的最偏心部分13刚好推压杆32，以保证压缩运动，当最偏心部分推压导向杆33时，活塞复位。这种构形使得能避免使用复位弹簧。
半环31在外表面50有一个平行于活塞运动轴线的轴51，它由两个臂52、53支撑在半环31的外表面50上。该轴51用于由速度调节器57带动的齿条56上的一凹口55来平移。这样，这个齿条56的动作能够使活塞30围绕交替运动的轴转动。沿着带偏心轮的轴11安装的不同活塞30同时由这个速度调节器57和齿条56带动。
当运转时，带偏心轮的轴11转动，引起油泵活塞20的纵向交替运动，这样保证了该泵的功能。同时，注入泵的活塞30也作纵向交替运动，这就给压力室中的燃料施加压力，压力室位于缸筒35上的球阀下面。
从活塞30抽出的最大位置开始，运转按下述阶段进行。
首先，活塞杆32的头部41对着缸筒35上的开口45。这样，整个机箱、在缸筒套壳36和缸筒35之间包括的空间、缸筒的开口45以及活塞杆的内部40都相通，因此处于低压。
然后，活塞杆32开始向缸筒35内部运动，活塞杆的头41离开缸筒35的开口45。从这一时刻起，封闭在活塞杆内部40并在阀38这边的燃料受压。
然后，活塞30沿同一方向继续运动，位于活塞杆32上的孔42到达缸筒35的开口45处。在此瞬间，压力室40重新与机箱15相通，压力下降。
流量的调节是通过缸筒35内部活塞杆32的转动来进行。这种转动是由齿条在半环31上的动作驱动的，半环带动活塞杆转动。为此，在活塞杆32的头部41有一斜坡47，根据活塞30相对于缸筒35的角度，即相对于开口45的角度，斜坡47和开口45相对的瞬间是变化的，这就可调节流量和注入的提前。
从上面的描述中能清楚地看出本发明的多重优点。首先，该整体由一个驱动带动两个泵，这就减轻了重量，降低了成本。另外，这样的泵不使用弹簧使注入泵活塞复位，这样，转动速度明显地高于目前所有的泵，噪音小，发热少且吸收功率小。
此外，横向轴的使用使得能够在该轴的一端带动其它机构。

Claims (9)

1.由用于供给两个独立的液体管路、特别是内燃机燃料注入和润滑管路的两个活塞泵构成的装置，其特征在于，它包括：
-唯一一个机箱(15)，在该机箱中固定泵体；
-唯一一个控制两个泵的带偏心轮(11)的驱动轴(10)；
-一组油泵活塞(20)，每个油泵活塞(20)与偏心轮(11)配合产生远离轴(10)的运动，活塞(20)由弹簧(23)复位；
-一组注入泵的活塞(30)，其运动垂直于油泵活塞(20)的运动，注入泵的每个活塞(30)与偏心轮(11)合作，通过半环形部件(31)产生推压力和复位，半环形的开口朝向对应的油泵活塞(20)，半环形的端部分别带有活塞导向杆(33)和活塞杆(32)，二者分别位于其相互延长线上，每个活塞杆(32)在带有开口(45)的缸筒(35)中滑动，开口与活塞杆(32)一端的斜坡(47)确定注入的开始，与活塞杆(32)上的孔(42)确定注入的结束。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，它还包括一个注入汽缸盖整体，它把所有缸筒(35)都固定连接在机箱(15)整体上。
3.根据权利要求1或2的装置，其特征在于，每个缸筒(35)可在缸筒套壳(36)内部移动，套壳相对于缸筒(35)的位置由一螺钉(46)调节。
4.根据权利要求1至3之一的装置，其特征在于，注入汽缸盖整体(37)对着缸筒(35)带有一压力室(27)，内有球阀(38)和弹簧(39)，并通向两个注入器的起点(28)。
5.根据权利要求1至4之一的装置，其特征在于，注入泵流量变化的控制利用活塞(30)在其轴线上的转动来得到，这种活塞的转动是从半环(31)的背部控制的，在半环上加工有凹槽的两个臂(52，53)接纳一个平行于活塞轴的焊接针杆(51)，能与一齿条(55)配合，齿条平行于带偏心轮(11)的轴。
6.根据权利要求1至5之一的装置，其特征在于，机箱(15)包括一个固定在机箱(15)其余部分上的盖壳(16)，它包括一齿条滑道和一开口，该开口能让齿条的触头通过。
7.根据权利要求1至6之一的装置，其特征在于，齿条的触头由固定在机箱(15)盖壳(16)上的速度调节器(57)来控制。
8.根据权利要求1至7之一的装置，其特征在于，活塞杆上的斜坡(47)、活塞杆(32)上的孔(42)以及缸筒(35)的开口(45)配置成使得当线性速度最大时，在活塞(30)行程中点两侧进行注入。
9.根据权利要求1至8之一的装置，其特征在于，偏心轴(10)的一个端部可以直接联接到曲轴，而另一端部可以接一皮带轮，以便带动一附加设备，如水泵或交流发电机。
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