CN1226949A - 泵喷嘴 - Google Patents

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Abstract

一种用于将燃料喷射入内燃机,特别是一种单缸柴油发动机中的泵喷嘴,它具有一个活塞基座(3),一个泵缸(8),一个泵活塞(7),一个垫片(16)和一个包括压缩弹簧(14),压缩弹簧垫板(15)以及喷嘴针(20)在内的喷油嘴。通过将压缩弹簧(14)偏离于喷嘴针的轴线设置在其一侧,就能够缩短泵喷嘴的结构长度。

Description

泵喷嘴
本发明涉及一种用于将燃烧喷射入内燃机，特别是一种单缸柴油发动机中的泵喷嘴，它具有一个活塞基座，一个泵缸，一个泵活塞，一个垫片和一个包括压缩弹簧，压缩弹簧垫板以及喷嘴针在内的喷油嘴。
常规的喷射系统由一个喷射泵组成，其出口通过高压油管道与多个喷油嘴相连。而高压油管道的物理特性限制了喷射效率，因为在高压喷射系统内的条件下，燃料不能再被看成刚性的不可压缩的液体，而且喷射过程按照类似于声学原理的规律进行。因此高压油管道就成了系统内的“有害”物，因为它限制了所能达到的最高压力值，而且高压油管道的动力学特性使得喷射过程不易控制(再喷，空化作用)。
为了避免这些由管道引起的不利因素，人们长期以来一直使用泵喷嘴。在其设计上喷油泵和喷油嘴构成一个整体。每一个汽缸上有一个泵喷嘴装在汽缸头内，它或者直接通过一个活塞座或者间接通过一个摇臂由凸轮轴驱动。调节则或者通过一个位于汽缸头内的类似于一个多级喷油泵的共同调节杆，或者通过一个替代的低压计量泵来完成。即使是直接控制的泵喷嘴也已公知。在这一设计中，溢流口通过一个能够快速通断的高压磁阀来控制，而在多级喷油泵中为调节流量则是以斜棱来调节溢流口的。只要该磁阀闭合，泵喷嘴就喷油。
德国专利文献DE 4127003 A1公开了一种如上述类型的用于内燃机中的燃油喷射装置的电子控制泵喷嘴。其中所述泵喷嘴具有一个泵壳，它包含了一个泵缸，在泵缸内有一个限定了泵的工作容积并以恒定冲程驱动的泵活塞。在其中心线的延长线上设有一个支撑体，支撑体上有一个喷嘴体。
同其它公知的泵喷嘴的变型一样，该专利文献中所涉及的泵喷嘴也具有一个大的结构长度。鉴于此，到目前为止它首先用在尺寸很大的发动机上。
虽然在专利文献DE-AS 1126678介绍的一种泵喷嘴中设置了一个盘型弹簧作为压力阀弹簧，用以减少喷油壳被燃气所加热的面积和缩短壳的直径，但是该方案有其缺点，即弹簧压力无法调节，不能使用市场上通用的泵零件来降低成本。
因此，本发明的目的在于创造一种制造成本低廉，结构长度短的泵喷嘴，使其也适用于小型柴油发动机。
这一目的按照本发明通过权利要求1所述的特征来实现。
符合本发明的泵喷嘴要如此设计，使得泵活塞基座与一个泵活塞相连，而泵活塞又为一个泵缸所容纳。一个垫片和一个与之相连的喷嘴针同一个喷嘴体共同构成喷嘴。一个压缩弹簧作为喷嘴针闭合弹簧偏离于喷嘴针的轴线设在其一侧。由此而使该泵喷嘴结构紧凑且结构长度非常短。
在本发明的一个优选改进方案中，压缩弹簧置于泵缸的一旁。这样即可将压缩弹簧设计成螺旋弹簧，其轴线与喷嘴针的轴线平行。
在一符合本发明的改进方案中，喷嘴针通过一个转向杆受到被预压的压缩弹簧的压力作用。而转向杆则在垫片，喷嘴针和压缩弹簧垫板上分别有利地具有一个铰链或一个杠杆支点。
当达到开启压力时，燃料压迫喷嘴针并将其和转向杆同时提升。这里的开启压力必须大到能够克服压力弹簧通过转向杆作用于喷嘴针上的弹簧压力并与之逆向作用。喷嘴针越是远离喷嘴座，则压缩弹簧被压缩得越紧。反之，当达到了闭合压力时，喷嘴针被压缩弹簧通过转向杆紧密地压入喷嘴口内并将喷油嘴关闭。
在垫片上有利地设计出一条纵向沟槽来容纳转向杆。这样可以继续缩短结构长度。
根据本发明的一个优选改进方案，为了能够机械调节喷射量，设计了一个调节套筒并在活塞座和泵活塞之间设计了一个活塞凸肩。在这种情况下，燃料的配给根据溢流原理由斜棱来完成，泵元件的工作冲程可通过扭转来改变。在泵缸内设有多个与喷油泵的吸气室相连通的注入口。
调节套筒被有利地设计成带有一个调节导杆的成形金属薄板套筒。所以调节套筒可由一多棱型钢构成，它能使活塞凸肩有足够的轴向上下移动的间隙，以便通过铆接的或点焊的调节导杆使泵活塞和纵向沟槽能够扭转。这样就可以避免使用昂贵的与一装在活塞上的密封齿轮啮合的调节齿杆。
另一优选的实施例设计了一个可以提前启合的磁阀，用以电子调节喷油。这样就能简单地通过一个零件来调节喷油量和喷油开始时刻。
另外有利的是，活塞座通过一卡头与一传动元件相连。通过卡头在传动元件(例如传动凸轮或者摇臂上)的固定，而且还可通过这种可能，即让卡头稍稍偏转一些而使其与活塞端头连接，使得喷油泵在发动机内的安装特别地简单。在将包括加宽了的基座垫板在内的活塞座安装到与传动元件相靠的位置后，可使卡头容易地通过基座垫板偏转并通过其背面卡住，从而防止基座垫板在发动机工作时被传动元件提升。这样也就完全取代了常规喷射系统通用的昂贵的活塞弹簧。
在符合本发明的另一个优选实施例中，压缩弹簧室设计成燃料输入口。这种多功能的设计同样能达到造价低廉，结构紧凑的效果。
下面借助于一个优选实施形式和附图来说明本发明，附图中：
图1为一符合本发明的泵喷嘴的实施例的截面图；
图2为与图1所示截面垂直的另一截面图；
图3为图1所示泵喷嘴的俯视示意图；
图4为沿图1中所示的Ⅳ-Ⅳ线所作的截面图。
图1示出的符合本发明的泵喷嘴1的一个优选实施例中包括一个卡头2，它与泵活塞7的一个活塞基座3相连，而泵活塞7带有一个未示出的传动元件。活塞基座3上有一个活塞凸肩4，它可沿轴向自由移动地装在一个成形的带有一个调节杆6的调节套筒5内。泵活塞7安装在一个泵缸8内，而后者又被装在一个泵喷嘴壳9中。该泵喷嘴壳9在一侧由一个盖板10，一个密封条11和螺栓12密封闭合。泵喷嘴壳9又具有一个压缩弹簧室13，包括一个压缩弹簧14和一压缩弹簧垫板15。在泵喷嘴壳9中有一个垫片16安在与泵缸8相连处，垫片上有一条能够容纳转向杆17的沟槽。转向杆17依靠一个作为支点的铰链18支撑在垫片16的下面，并借助于另一个铰链19支在喷嘴针20的上面。第三个铰链21通过压缩弹簧垫板15支撑着压缩弹簧14。喷嘴针20位于喷嘴体22内。另外还可看到压力通道23，它通过垫片引入喷嘴体22。此外还可看到一个固定销24，它将垫片16定位于喷嘴体22上。泵喷嘴壳9上有一个镗孔25，它一方面与压缩弹簧室13相通，另一方面通过孔26,27与泵缸8的内腔相连。一调节凸轮50用于元件缸与泵喷嘴壳9之间的相对扭转，因而可以精确标定喷射量。密封环51用于泵缸8与垫片16之间的高压密封。
图2所示为泵喷嘴沿图1中所示箭头A方向的另一个截面。除了图1中所示出的各个零件外，在图2中还能看到另一个固定销28，用来将垫片16固定于喷嘴体22上，以及燃料管道29。燃料管道29与盖板10相连并与压缩弹簧室13交会(参照图3)。
图3为图1所示泵喷嘴的俯视示意图。此外用虚线示出调节杆的三种不同位置30,31,32。另外示出卡头2的几何结构。还可清楚地看到分别用虚线示出的燃烧管道29同压缩弹簧室13交会的情况。
图4为沿图1中所示的Ⅳ-Ⅳ线的截面，包括以虚线示出的调节杆的三种位置30,31,32。另外示出转向杆17和密封条11。固定销24,28的位置以及垫片16中的压力通道23也很清楚。沿Ⅳ-Ⅳ线所作的截面是一个位错截面，它通过密封条11，然后向下并在那里截垫片16，却不截安在其中的转向杆17。压缩弹簧14和压缩弹簧垫板15为使视图清楚未予示出。
燃料在燃料泵的提升压力作用下通过燃料管道29进入也起着吸气室作用的压力弹簧室13内并进入环形空腔25内，进而经过孔26以及27进入泵缸8的内部。通过操纵一个传动元件，例如一个凸轮，活塞基座3连同泵活塞7从下止点(UT)沿朝着垫片16的轴向被推向上止点(OT)。活塞凸肩4在这一过程中在调节套筒5内做轴向运动。只要泵活塞7完全封闭了孔26，压力通道23内的压力就会上升，直到超过通过转向杆17作用在喷嘴针上的弹簧压力。在这一所谓的喷嘴开启力作用下，喷嘴针从其基座上抬起，燃料经喷嘴尖端敞开的喷射孔以细雾状喷出。这时弹簧14被继续压缩。当泵活塞7向上运动时，压力通道23内的压力在吸气孔26被泵活塞7的调节棱开启时的一瞬间消失，而燃料经压缩弹簧室漏泄到燃料管道内，也就是说，这发生在高压与低压区产生联系时。
此过程中转向杆17在设于垫片16中的一个纵向沟槽内运动。通过调整调节杆6可将活塞凸肩4通过调节套筒5沿切线方向扭转，而图中未示出的用于改变喷射量的相对于吸气孔26的调节棱也随着被扭转。

Claims (10)

1．一种用于将燃料喷射入内燃机，特别是一种单缸柴油发动机中的泵喷嘴(1)，它具有一个活塞基座(3)，一个泵缸(8)，一个泵活塞(7)，一个垫片(16)和一个包括压缩弹簧(14)，压缩弹簧垫板(15)以及喷嘴针(20)在内的喷油嘴，其特征在于，该压缩弹簧(14)偏离于喷嘴针的轴线设在其侧面。
2．如权利要求1所述的泵喷嘴，其特征在于，所述压缩弹簧(14)设在泵缸(8)的侧面。
3．如权利要求1所述的泵喷嘴，其特征在于，
所述喷嘴针(20)通过一个转向杆(17)受到被预压的压缩弹簧(14)的压力作用。
4．如权利要求3所述的泵喷嘴，其特征在于，
所述转向杆(17)在喷嘴针(20)的垫片(16)和压缩弹簧垫板(15)上分别具有一个铰链或一个导杆支撑点(18,19)。
5．如权利要求3所述的泵喷嘴，其特征在于，
所述垫片(16)具有一个用来容纳转向杆(17)的纵向沟槽(52)。
6．如权利要求1所述的泵喷嘴，其特征在于，
为了能够机械调节喷射量，设置了一个活塞凸肩(4)和一个调节套筒(5)。
7．如权利要求6所述的泵喷嘴，其特征在于，
所述调节套筒(5)被设计成一个带有调节杆(6)的成形金属薄板套筒。
8．如权利要求1所述的泵喷嘴，其特征在于，
为了能够电子调节喷射量，设置了一个能够预先启闭的磁阀。
9．如权利要求1所述的泵喷嘴，其特征在于，
所述活塞基座(3)通过一个卡头(2)与一个传动元件相连。
10．如权利要求1所述的泵喷嘴，其特征在于，
所述压缩弹簧室(13)设计成燃料输入口。
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