CN1587699A - 电磁柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽油机燃油喷射系统中压力燃油供给的电磁柱塞泵。主要包括进、出油阀、柱塞、线圈等。进油阀包括一进油阀弹簧、进油阀阀芯及进油阀阀座，进油阀阀座和柱塞连为一体，进油阀通过位于在柱塞内部的进油孔与进油口连通。在柱塞与下端盖之间沿柱塞的轴心线布置着一柱塞复位弹簧。进油阀阀芯和出油阀阀芯的形状均为圆片状，外围分别有进油导油槽和出油导油槽。本发明的有益效果在于：由于压缩腔里不包含柱塞复位弹簧，使得腔内有害容积减少，提高泵的自吸能力并减少了气阻现象，从而保证电磁柱塞泵能提供较高的供油压力，尤其适合在摩托车发动机的电控喷射系统中应用。当然也可以扩展应用于其它领域。

Description

电磁柱塞泵

                            技术领域

本发明涉及一种用于汽油机电控燃油喷射系统中压力燃油供给的电磁柱塞泵。

                            背景技术

汽油机电控燃油喷射系统中所使用的汽油泵，要求能稳定提供2.5bar以上的压力燃油，目前市场上普遍采用一种由直流电机驱动的转子泵，其缺点是价格较贵，电功耗及安装体积均较大，这些特点使得该类型油泵不太适合在小型汽油机如摩托车发动机上应用。目前用于化油器式汽油机的电磁柱塞泵，价格和电功率较低，但供油压力低，不适合应用于电喷系统，只能用于向化油器提供低压燃油。产品如B501电动式汽油泵，该泵包括：进油阀、出油阀、柱塞、柱塞套、线圈等。线圈驱动柱塞在柱塞套中运动，出油阀设计在柱塞内，进油阀设计在下端盖的进油口附近，在进油阀和出油阀之间，有一压缩腔，在腔体中有一柱塞复位弹簧，当线圈断电时，该弹簧促使柱塞复位。这种设计的缺点是：压缩腔中安装柱塞复位弹簧，容积较大，工作压力提高时，容易发生气阻现象，因此阻碍该类油泵供油压力进一步提高。

                            发明内容

针对目前电磁柱塞泵供油压力低的缺陷，发明的目的是提供一种供油压力在2.5bar以上，而且造价低廉、电功耗低、体积小的电磁柱塞泵。

为了实现上述目的，本发明所提出的电磁柱塞泵，主要包括：进油阀1、出油阀2、柱塞3、柱塞套4、线圈5，以及进油口6和出油口7。在进油阀1和出油阀2之间，有一压缩腔8。进油阀1包括一进油阀弹簧9、进油阀阀芯10及进油阀阀座11。进油阀阀座11和柱塞3连为一体，进油阀1通过位于在柱塞3内部的进油孔12与进油口6连通，在柱塞3与下端盖13之间沿柱塞3的轴心线布置着一柱塞复位弹簧14。其工作原理为：当线圈断电时，柱塞3在柱塞复位弹簧14的作用下复位，并挤压压缩腔8内的燃油至出油阀2及出油口7。当线圈通电时，柱塞3在电磁力作用下，向进油口6方向运动，压缩腔8体积扩大，燃油依次经过进油口6、进油阀1进入压缩腔8，完成充油过程，为下一次泵油过程作好准备。由于柱塞复位弹簧14不安装在压缩腔8中，腔体内的有害容积大幅度减少，从而明显减少气阻现象的发生，并且提高了泵的自吸能力，保证电磁柱塞泵在较高的工作压力下仍能正常工作。为了进一步减少压缩腔的容积，进油阀阀座11设计在柱塞3的顶部，这样保证进油阀1接近出油阀2，从而减少两者之间的压缩腔容积。为了更进一步减少压缩腔的容积，进油阀的阀芯10以及出油阀的阀芯15的形状均为圆片状，外围分别有进油导油槽16和出油导油槽17。这种片阀结构可以在保证阀的流通面积的前提下，实现阀所占容积的最小化，从而使两个阀之间的压缩腔容积进一步缩小。为了减少磁路的磁阻，提高泵的电能利用率，柱塞3柱塞套4均由软磁材料制成，在两者的摩擦表面，分别附有耐磨合金层。为了提高电磁柱塞泵的工作频率，柱塞3的内部有一圆柱形弹簧腔18，柱塞复位弹簧14的一部分安装在弹簧腔18内，弹簧的顶端与弹簧腔的顶面接触，这样设计可以降低柱塞的运动质量，有利于提高柱塞的往复运动速度。

                                 附图说明

图1本发明实施例沿轴线方向的剖视图。

图2为本发明实施例进油阀阀芯的俯视图。

图3为本发明实施例出油阀阀芯的俯视图。

其中：进油阀-1；出油阀-2；柱塞-3；柱塞套-4；线圈-5；进油口-6；出油口-7；压缩腔-8；油阀弹簧-9；进油阀阀芯-10；进油阀阀座-11；进油孔-12；下端盖-13；柱塞复位弹簧-14；出油阀阀芯-15；进油导油槽-16；出油导油槽-17；弹簧腔-18；出油阀弹簧-19；出油阀阀座-20；上端盖-21；密封元件-22；铁芯-23；隔磁垫-24；壳体-25；线圈骨架-26；插座-27；引线-28。

                              具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明(参照图1)。原理如前所述，柱塞3与柱塞套4之间属于动密封配合，线圈5驱动柱塞3在柱塞套4中运动。在柱塞3内部有进油孔12以及圆柱形的弹簧腔18，这样进油口6与进油阀1相互连通。在柱塞4与下端盖13之间沿柱塞3的轴心线布置着一柱塞复位弹簧14，柱塞复位弹簧14大约1/3长度安装在弹簧腔18内，弹簧的顶端与弹簧腔的顶面接触。进油阀阀座11设计在柱塞的顶部，这样有利于进一步减少压缩腔8的容积。进油阀阀芯10的形状如图2所示，是一圆片，外围开有进油导油槽16。进油阀弹簧9的下端顶在进油阀阀芯10上。出油阀2的结构与进油阀1类似，包括出油阀弹簧19、出油阀阀芯15和出油阀阀座20，出油阀阀芯也为圆片状，外有出油导油槽17(如图3所示)。出油阀阀座21安装在上端盖22的下部，在出油阀阀座20与上端盖21以及柱塞套4的交界处，有一密封元件22，用于密封压力燃油。柱塞3和柱塞套4均由软磁材料制成，这样有利于减少磁路磁阻，提高电能利用率。在柱塞的下面是一软磁材料制成的下端盖13，其上部为铁芯23。在柱塞3的底端与铁芯的上端之间有一吸合间隙，在此间隙中装有由非磁性材料制成的隔磁垫24，其厚度为0.25mm，目的是防止柱塞与铁芯完全吸合，影响释放速度。电磁柱塞泵的外围是一软磁材料制成的壳体25。柱塞3、柱塞套4、壳体25、下端盖13、铁芯23依次连接，构成围绕线圈5的闭合磁路，使柱塞3在磁路中具备衔铁的功能。为方便安装，线圈5绕在一个线圈骨架26上，该骨架由非磁性材料制成，线圈骨架与柱塞套4及铁芯23之间，采用过盈配合或其它方式保持密封。为减少柱塞3和柱塞套4摩擦面之间的磨损，在相对摩擦表面镀有一层耐磨合金，本实施例是采用真空离子轰击的方法在摩擦面上形成含有铬、镍、磷等元素的复合镀层，这样可以延长电磁柱塞泵的使用寿命。在电磁柱塞泵上安装有插座27，内有两根引线28，分别与线圈5的两个线头相通。

本实施例的工作过程如下：

当外部驱动信号经过引线28给线圈5通电时，柱塞3受到向下的电磁力，并克服复位弹簧14的弹簧力下行，此时压缩腔8的容积增大，产生一定的真空度，出油阀2关闭，进油阀1开启，燃油通过进油口6、弹簧腔18、进油孔12、进油阀1进入压缩腔8，这是油泵的充油过程。当外部驱动信号为零时，线圈断电，作用在柱塞3上的电磁力消失，柱塞3在复位弹簧14的作用下上行，压缩腔8的容积减小，压力升高，此时进油阀1关闭，出油阀2开启，压缩腔8内的燃油经过出油阀2、出油口7泵出。这是泵油过程。本实施例中的进油阀1和出油阀2的形式，并不局限在片阀形式，还可以采用其他形式，比如球阀和锥阀形式。实施例中的进油阀阀座11，并不局限在柱塞3的顶部，也可以固定安装在柱塞3的内部或柱塞的其他位置。本发明在其它情况下实施时，还可将两个或多个油泵并联使用，即将上述电磁柱塞泵的出油口7合并成一个出油口。通过交替给这些油泵单元通电，使多个电磁柱塞泵交替出油，这样可以获得更稳定的油压。

本发明的有益效果在于：由于压缩腔里不包含柱塞复位弹簧，使得腔内有害容积减少，提高泵的自吸能力并减少了气阻现象，从而保证电磁柱塞泵能提供较高的供油压力，尤其适合在摩托车发动机的电控喷射系统中应用。当然也可以扩展应用于其它领域。

Claims (5)

1.电磁柱塞泵，主要包括进油阀(1)、出油阀(2)、柱塞(3)、柱塞套(4)、线圈(5)，以及进油口(6)和出油口(7)，进油阀(1)包括一进油阀弹簧(9)、进油阀阀芯(10)及进油阀阀座(11)，其特征在于所述的进油阀阀座(11)和柱塞(3)连为一体，进油阀(1)通过位于在柱塞(3)内部的进油孔(12)与进油口(6)连通，在柱塞(3)与下端盖(13)之间沿柱塞(3)的轴心线布置着一柱塞复位弹簧(14)。

2.根据权利要求1所述的电磁柱塞泵，其特征在于所述进油阀阀座(11)位于柱塞(3)的顶部。

3.根据权利要求1所述的电磁柱塞泵，其特征在于所述进油阀阀芯(10)和出油阀阀芯(15)的形状均为圆片状，外围分别有进油导油槽(16)和出油导油槽(17)。

4.根据权利要求1所述的电磁柱塞泵，其特征在于所述的柱塞(3)及所述的柱塞套(4)均由软磁材料制成，在两者的摩擦表面，分别附有耐磨合金层。

5.根据权利要求1所述的电磁柱塞泵，其特征在于所述的柱塞(3)的内部，有一圆柱形弹簧腔(18)，所述柱塞复位弹簧(14)的一部分安装在弹簧腔(18)内，弹簧的顶端与弹簧腔(18)的顶面接触。

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