CN214118356U - 发动机油路排空及点火供油球形泵 - Google Patents

Abstract

本专利公布了发动机油路排空及点火供油球形泵，油箱(300)中的燃油依次经粗滤及油气分离组件(200)、球形泵(100)、细滤组件(600)后，其中一部分燃油经主油泵(500)进入发动机(400)，未进入主油泵(500)的燃油及进入发动机(400)未燃烧的燃油再经管道流回到油箱(300)，形成发动机油路排空及点火供油油路；本专利的优点是：球形泵自吸能力强，可以排空供油系统管路中的空气，把油远距离从油箱抽吸到主油泵，代替手泵使柴油机车整车下线工人劳动强度低，解决了甲醇汽车整车下线和使用过程中管路排空和点火问题。

Description

发动机油路排空及点火供油球形泵

技术领域

本专利涉及一种汽车发动机用液压泵，特别是一种发动机油路排空及点火供油球形泵。

背景技术

汽车发动机供油系统特别是柴油发动机供油系统一般采用齿轮泵、膜片式泵等泵型作为主油泵，通过主油泵把油箱中的油经输油管路抽吸到发动机，在管路中设置有过滤系统；供油系统的泵实际上都是小流量，尤其是发动机在怠速的时候；由于从油箱到发动机管路系统较长，加上滤清器的阻力，导致抽吸阻力大，但是齿轮泵和膜片式泵的排空能力都很差，因此需要把主油泵的排量加大，而多余的油都排回油箱，这样要损耗功率的功率很大。同时，在整车下线时，管路中有空气，或者在用户使用过程中，管路中也容易产生空气，主油泵由于自吸能力不足，不能把油箱中的油泵直接抽吸到泵入口中，为此，在柴油机供油系统中设置手泵，在整车下线或者用户使用中管路出现空气的时候使用。

对于柴油发动机来说，由于柴油粘度系数高，用手泵容易抽吸容易排空管路中的空气，但是对于甲醇燃料，由于甲醇的粘度系数低，用手泵无法抽吸和排空供油管道中的空气，从而造成主油泵抽吸不到甲醇燃油而无法点火。同时，在用户使用过程中，无法点火时用户无法判断是否是油路有问题。

球形泵是近年来新发明的全新的泵型结构，球形泵转子和定子之间为面接触，密封性能好，密封带宽度易保证，其优势是球形泵体积小、重量小、压力高，特别是自吸能力强。

发明内容

本专利的目的就是设计一种发动机油路排空及点火供油球形泵，采用最新发明的球形泵，代替柴油发动机供油系统中的手泵，作为甲醇燃料发动机的油路排空及点火供油泵，在整机下线时或者当使用过程中管路出现空气时使用，保障汽车发动机点火的可靠性，提升汽车的性能和品质。

本专利的技术方案是：发动机油路排空及点火供油球形泵，其特征是：油箱中的燃油依次经粗滤及油气分离组件、球形泵、细滤组件后，其中一部分燃油经主油泵进入发动机，未进入主油泵的燃油及进入发动机未燃烧的燃油再经管道流回到油箱，形成发动机油路排空及点火供油油路；所述球形泵泵体安装固定在发动机室内的支架上，球形泵的进液孔与粗滤及油气分离组件的液体出口通过管道连接，球形泵的排液孔与细滤组件的液体进口通过管道连接；

所述球形泵包括：

缸体，该缸体具有半球形内腔，在缸体上设置有贯通缸外的转盘轴过孔；

缸盖，该缸盖具有半球形内腔，该缸盖的下端与所述缸体的上端固定连接形成一球形内腔，在该缸盖的内球面上设置有活塞轴孔、进液腰形孔和排液腰形孔，进液腰形孔和排液腰形孔在缸盖内球面上的孔口分别布置在垂直于活塞轴孔轴线的环形空间内，进液腰形孔与缸盖上端的进液孔连通，排液腰形孔与缸盖上端的排液孔连通；

活塞，该活塞具有球形顶面、两个成一定角度的侧面和在两侧面下部的活塞销座，在活塞的球形顶面中央凸出一活塞轴，活塞轴的轴线通过球形顶面的球心；所述球形顶面与所述球形内腔具有相同的球心并形成密封动配合；

转盘，该转盘在其上部具有与活塞销座相对应的转盘销座；在转盘的下端中心凸出一转盘轴，转盘轴通过转盘球面的球心，在转盘轴的端部固定设置有滑靴；该转盘上部和下端面之间的外周面为转盘球面，该转盘球面与所述球形内腔具有相同的球心并紧贴球形内腔形成密封动配合；

主轴及主轴支架，该主轴通过主轴支架连接在缸体的下端，主轴支架与缸体的下端固定连接，主轴支架为主轴的旋转提供支撑；主轴的上端面上设置有滑槽；主轴的下端与动力机构连接；

其中，所述活塞轴孔和转盘轴的轴线都通过所述球形内腔的球心，活塞轴孔和转盘轴的轴线与主轴的轴线的夹角相同；所述转盘销座和活塞销座相配形成柱面铰链，柱面铰链的各配合面之间形成密封动配合；转盘轴从缸体的下端伸出后滑靴插入主轴上端的滑槽内，滑靴相互平行的两侧面与滑槽的两侧面相贴合并形成滑动配合；所述滑靴平行的两侧面对称布置在转盘轴线的两侧并与所述柱面铰链的轴线平行；主轴旋转驱动转盘和活塞时，滑靴在滑槽内往复滑动，活塞和转盘相对摆动，在所述转盘的上端面、所述活塞的两侧面与所述球形内腔之间形成容积交替变化的两个工作室；

进一步的，所述活塞销座为半圆柱结构，半圆柱的中部有凹槽，在半圆柱的中心轴线上设置有贯通的活塞销孔；所述转盘销座的两端为半圆柱凹槽，中部为凸起的半圆柱，在半圆柱的中心轴线上设置有贯通的转盘销孔；中心销插入所述转盘销座和活塞销座相配所形成的销孔中形成柱面铰链；中心销的两端为圆弧，圆弧的形状与球形内腔的形状相适配。

本专利的优点是：球形泵自吸能力强，可以排空供油系统管路中的空气，把油远距离从油箱抽吸到主油泵，代替手泵使柴油机车整车下线工人劳动强度低，解决了甲醇汽车整车下线和使用过程中管路排空和点火问题。

附图说明

图1：本专利所述球形泵在汽车供油系统中连接关系示意图；

图2：球形泵结构示意图；

图3：图2中A-A剖视图；

图4：缸盖结构示意图；

图5：图4中C-C剖视图；

图6：缸体结构示意图；

图7：图6中D-D剖视图；

图8：主轴结构示意图；

图9：图8中E-E剖视图；

图10：主轴支架示意图；

图11：图10中F-F剖视图；

图12：活塞结构示意图；

图13：图12中L-L剖视图；

图14：转盘结构示意图；

图15：图14中K-K剖视图；

图中：1-缸盖；101-进液孔；102-排液孔；103-活塞轴孔；104-排液腰形孔；105-进液腰形孔；2-活塞；201-活塞基体；202-活塞PEEK覆层；3-中心销； 4-转盘；401-转盘基体；402-转盘PEEK覆层；403-滑靴；5-缸体；6-主轴；601- 滑槽；7-主轴支架；8-轴承；9-密封环；10-缸体套；1001-工作室；

100-球形泵；200-粗滤及油气分离组件；300-油箱；400-发动机；500-主油泵；600-细滤组件；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本专利进行详细说明。

如图1所示，以甲醇发动机为例，为本专利所述发动机油路排空及点火供油球形泵构成的低压供油系统，通过球形泵100把油箱300中的甲醇燃油抽吸到主油泵500的进液口，供发动机油路排空和点火供油；球形泵100接入到所述发动机低压供油油路中，球形泵100的壳体安装在发动机室内的支架上用螺钉固定，球形泵100的进液口101与粗滤及油气分离组件200的液体出口通过管道连接，球形泵100的排液口102与细滤组件600的液体进口通过管道连接。

油箱300中的燃油先经粗滤及油气分离组件200进行粗滤和油气分离后，过滤掉颗粒状杂质及分离出及气体后，再通过球形泵100把燃油通过管道到球形泵100的进液孔101，经球形泵100加压后从排液孔102排出，排出的具有一定压力的甲醇燃油再经管道输送到细滤组件600进一步过滤后，其中一部分燃油从主油泵500的进液口进入主油泵500内加压再进入发动机400的高压供油系统，进入发动机的燃油再经发动机高压供油系统高压雾化后进入发动机400 燃烧室燃烧，另一部分燃油直接通过管道回流到油箱300中；进入发动机400 的燃油其中多数燃油燃烧，少部分未燃烧的燃油再通过管道回流到油箱300中。

球形泵100作为输油泵，把燃油从油箱300抽吸到主油泵500的进液口，球形泵100由于有很好的自吸能力，可以排空输油管道中的空气，在主油泵500 进液口前端的管道中充满一定压力的燃油。球形泵100在汽车整车下线时以及用户使用过程中管道中出现气体需要排空时用，保证发动机正常点火供油，汽车正常行驶时可以不工作。本专利不但可用于甲醇燃料发动机汽车，也可用于普通的柴油发动机汽车。

如图2到图3所示，本专利所述的球形泵包括缸盖1、活塞2、转盘4、缸体5、主轴6、主轴支架7等，缸体5和缸盖1具有半球形内腔，缸体5和缸盖1和主轴支架7依次通过螺钉固定连接形成具有球形内腔的球形泵机壳即球形泵定子；活塞2、转盘4、主轴6依次连接构成球形泵转子；主轴支架7作为主轴 6的旋转的支撑，主轴支架7通过螺钉固定连接在缸体5的下端；活塞2、转盘 4通过中心销3铰结形成柱面铰链，活塞轴插入缸盖1内的活塞轴孔103内，转盘轴下端的滑靴403插入主轴6上端的滑槽601内。

如图1、图4、图5所示，在缸盖1的上端面上设置有进液孔101和排液孔 102，在缸盖1的内球面上设置有进液腰形孔105、排液腰形孔104和活塞轴孔 103；活塞轴孔103的轴线通过缸盖内球面的球心，进液腰形孔105和排液腰形孔104在缸盖1内球面上的孔口分别布置在垂直于活塞轴孔103轴线的环形空间内，进液腰形孔105与缸盖1上端的进液孔101连通，排液腰形孔104与缸盖1上端的排液孔102连通。通过活塞2的转动来实现进排液控制，在各工作室需要排液或进液时，相应的工作室1001与进液腰形孔105或者排液腰形孔104 连通。

如图6、图7所示，在缸体5的下端设置有贯通缸外的转盘轴通过孔，孔的大小以保证转盘4在旋转过程中转盘轴不与缸体5干涉；在主轴6与缸体5下端相配合的部分设置有缸体套10，在缸体5的下端设置有缸体套孔，缸体套10 置于缸体套孔内用于主轴6旋转时的上端旋转支撑(相当于滑动轴承)，缸体套孔的轴线、缸体套10的轴线与主轴6的轴线重合，并通过缸体内球面的球心，缸体套10的内径与主轴6上端轴颈相适配，缸体套10的外径与缸体套孔的内径相适配，缸体套10为圆柱型套筒，材料选用PEEK，在缸体套10的外圆柱和内圆柱面上沿轴向设置有贯通的冷却沟槽，用于通过冷却液对主轴6和缸体套 10进行冷却和润滑。

如图12到图13所示，活塞2具有球形顶面、两个成一定角度的侧面和在两侧面下部的活塞销座，在活塞2的球形顶面中央凸出一活塞轴，活塞轴的轴线通过活塞球形顶面的球心；活塞轴插入缸盖1内球面上的活塞轴孔103内，活塞球形顶面与所述球形内腔具有相同的球心并形成密封动配合；活塞销座为半圆柱结构，在半圆柱的中心轴线上有贯通的活塞销孔；在活塞2下部的活塞销座上设置一开档，形成半圆柱凹槽，该活塞2的开档位于活塞销座中间并与活塞销座的活塞销孔的轴线垂直，活塞2的开档宽度与转盘销座的凸起的半圆柱体的宽度相适配；实际生产中，活塞2是在不锈钢金属基体即活塞基体201 上通过注塑的方式包覆一层PEEK层即活塞PEEK覆层202，保证在活塞球面、活塞销座的外圆柱面和两侧球面、活塞销座的半圆柱凹槽的两侧面和圆弧底面、活塞轴圆柱面的表面设置PEEK覆层，从而使运动部分形成钢与PEEK摩擦副， PEEK材料耐磨损、强度高、耐腐蚀和自润滑性能，是良好的耐磨材料，而且与不锈钢具有良好的摩擦配对性能。

如图14到图15所示，该转盘4具有在其上部与活塞销座相对应的转盘销座；在转盘4的下端中心凸出一转盘轴，转盘轴通过转盘球面的球心，在转盘轴的端部设置有滑靴403；该转盘4上部和下端面之间的外周面为转盘球面，转盘球面与所述球形内腔具有相同的球心并紧贴球形内腔形成密封动配合；所述转盘销座的两端为半圆柱凹槽，中部为凸起的半圆柱，在半圆柱的中心设置有贯通的转盘销孔；中心销3插入所述转盘销座和活塞销座相配所形成的销孔中形成柱面铰链，柱面铰链的各配合面之间形成密封动配合，柱面铰链的两端与球形内腔之间形成密封动配合；活塞3与转盘5通过柱面铰链形成密封动连接，中心销3的两端为圆弧，圆弧的形状与球形内腔的形状相适配。实际生产中，转盘4是在不锈钢金属基体即转盘基体401上通过注塑的方式包覆一层PEEK层即转盘PEEK覆层402，保证在转盘球面、滑靴403与滑槽601相贴合的平行的两侧面的表面覆层为PEEK，从而使运动部分形成钢与PEEK摩擦副。中心销3的两端为圆弧面，中心销3与活塞销座和转盘销座销孔相配的部分的圆柱面材料为PEEK，为了保证中心销3的强度，中心销3是在钢基体上包覆一层PEEK材料。

如图8到图11所示，主轴支架7通过螺钉固定在缸体5的下端，主轴6通过主轴支架7连接在缸体5的下端，主轴6的上端面上设置有长方形的滑槽601，滑槽601的截面尺寸与转盘4上滑靴403的两平行侧面之间的厚度尺寸相适配，转盘轴从缸体5的下端伸出后滑靴403插入主轴6上端的滑槽601内，滑靴403 相互平行的两侧面与滑槽601的两侧面相贴合形成滑动配合；在主轴6下端与主轴支架7相配合的部分设置有轴承8和密封环9；主轴支架7为主轴的旋转提供支撑，主轴6的下端与动力机构连接为球形泵运转提供动力。

所述活塞轴孔103和转盘轴的轴线都通过所述球形内腔的球心，活塞轴孔 103和转盘轴的轴线与主轴6的轴线的夹角均为α；所述滑靴403平行的两侧面对称布置在转盘轴线的两侧并与柱面铰链的轴线平行；主轴6旋转驱动转盘4 和活塞2时，滑靴403在滑槽601内往复滑动，活塞2和转盘4相对摆动，在所述转盘4的上端面、所述活塞2的两侧面与所述球形内腔之间形成容积交替变化的两个工作室1001，其中一个工作室1001吸液时，另一个工作室1001压缩排液；主轴6旋转一周，活塞2绕活塞轴孔104的轴线旋转一周，活塞2相对转盘4绕中心销3的轴线摆动一次，同时，转盘4的滑靴在主轴6内的滑槽 601内摆动一次，摆动的摆幅为2α，两个工作室1001各发生一次完整的吸液或者压缩排液过程。

Claims (3)

1.发动机油路排空及点火供油球形泵，其特征是：油箱(300)中的燃油依次经粗滤及油气分离组件(200)、球形泵(100)、细滤组件(600)后，其中一部分燃油经主油泵(500)进入发动机(400)，未进入主油泵(500)的燃油及进入发动机(400)未燃烧的燃油再经管道流回到油箱(300)，形成发动机油路排空及点火供油油路；所述球形泵(100)的泵体安装固定在发动机室内的支架上，球形泵(100)的进液孔(101)与粗滤及油气分离组件(200)的液体出口通过管道连接，球形泵(100)的排液孔(102)与细滤组件(600)的液体进口通过管道连接。

2.根据权利要求1所述的发动机油路排空及点火供油球形泵，其特征是：所述球形泵(100)包括：

缸体(5)，该缸体(5)具有半球形内腔，在缸体(5)上设置有贯通缸外的转盘轴过孔；

缸盖(1)，该缸盖(1)具有半球形内腔，该缸盖(1)的下端与所述缸体(5)的上端固定连接形成一球形内腔，在该缸盖(1)的内球面上设置有活塞轴孔(103)、进液腰形孔(105)和排液腰形孔(104)，进液腰形孔(105)和排液腰形孔(104)在缸盖内球面上的孔口分别布置在垂直于活塞轴孔(103)轴线的环形空间内，进液腰形孔(105)与缸盖(1)上端的进液孔(101)连通，排液腰形孔(104)与缸盖(1)上端的排液孔(102)连通；

活塞(2)，该活塞(2)具有球形顶面、两个成一定角度的侧面和在两侧面下部的活塞销座，在活塞(2)的球形顶面中央凸出一活塞轴，活塞轴的轴线通过球形顶面的球心；所述球形顶面与所述球形内腔具有相同的球心并形成密封动配合；

转盘(4)，该转盘(4)在其上部具有与活塞销座相对应的转盘销座；在转盘(4)的下端中心凸出一转盘轴，转盘轴通过转盘球面的球心，在转盘轴的端部固定设置有滑靴(403)；该转盘(4)上部和下端面之间的外周面为转盘球面，该转盘球面与所述球形内腔具有相同的球心并紧贴球形内腔形成密封动配合；

主轴(6)及主轴支架(7)，该主轴(6)通过主轴支架(7)连接在缸体(5)的下端，主轴支架(7)与缸体(5)的下端固定连接，主轴支架(7)为主轴(6)的旋转提供支撑；主轴(6)的上端面上设置有滑槽(601)；主轴(6)的下端与动力机构连接；

其中，所述活塞轴孔(103)和转盘轴的轴线都通过所述球形内腔的球心，活塞轴孔(103)和转盘轴的轴线与主轴(6)的轴线的夹角相同；所述转盘销座和活塞销座相配形成柱面铰链，柱面铰链的各配合面之间形成密封动配合；转盘轴从缸体(5)的下端伸出后滑靴(403)插入主轴(6)上端的滑槽(601)内，滑靴(403)相互平行的两侧面与滑槽(601)的两侧面相贴合并形成滑动配合；所述滑靴(403)平行的两侧面对称布置在转盘轴线的两侧并与所述柱面铰链的轴线平行；主轴(6)旋转驱动转盘(4)和活塞(2)时，滑靴(403)在滑槽(601)内往复滑动，活塞(2)和转盘(4)相对摆动，在所述转盘(4)的上端面、所述活塞(2)的两侧面与所述球形内腔之间形成容积交替变化的两个工作室(1001)。

3.根据权利要求2所述的发动机油路排空及点火供油球形泵，其特征是：所述活塞销座为半圆柱结构，半圆柱的中部有凹槽，在半圆柱的中心轴线上设置有贯通的活塞销孔；所述转盘销座的两端为半圆柱凹槽，中部为凸起的半圆柱，在半圆柱的中心轴线上设置有贯通的转盘销孔；中心销(3)插入所述转盘销座和活塞销座相配所形成的销孔中形成柱面铰链；中心销(3)的两端为圆弧，圆弧的形状与球形内腔的形状相适配。

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