內燃機低粘度燃料加壓裝置的製作方法

2023-06-22 09:57:56

專利名稱：內燃機低粘度燃料加壓裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及內燃機低粘度燃料加壓裝置，具體涉及一種應用於內 燃機共軌式燃料噴射系統中，用於提供缸內直噴所需低粘度高壓燃料的加 壓裝置。
背景技術：
在內燃機代用燃料中，二甲醚、液化石油氣等燃料存在粘度低的特點，
在加壓過程中需要解決零件的磨損和洩漏問題。AVL公司在美國專利 US006119664A中公開了 一種二甲醚燃料噴射系統，所用的加壓裝置包括一 個低壓柱塞泵和一個斜盤式軸向柱塞泵，這種設計的缺點是用柱塞泵直 接對二甲醚進行加壓，油泵柱塞偶件的密封和磨損問題不可避免。 發明內容
本實用新型的目的，提出一種內燃機低粘度燃料加壓裝置的新方案， 能有效地避免低粘度燃料造成的油泵柱塞偶件的密封和磨損問題。 上述目的是通過如下設計實現的
該加壓裝置包括至少2個並聯連接的工作單元，每個工作單元包括 耐壓殼體2;耐壓殼體2內部被一個隔離元件分隔成兩個互不相通的腔 室， 一個腔室是內存燃料的工作腔18，另一個腔室是內存加壓液態工質的 加壓腔3，隔離元件能在加壓腔3與工作腔18之間在壓力差作用下自由變 形或自由位移；
工作腔18並聯連接著進油通道17和出油通道8,進油通道17經一進 油單向閥15與燃料輸入口 16連接，出油通道8經一出油單向閥13與燃料 輸出口 12連接；
加壓腔3與換向元件11的工質輸出口 10連接；
換向元件11的高壓輸入口 9與高壓泵連接，換向元件11的回油口 7與工質箱連接。
上述液態工質可以是液壓油、發動機潤滑油或者柴油的任何一種。
上述的隔離元件的一種技術方案是一橡膠柔性膜片6,橡膠柔性膜片6 的外邊緣無洩漏地固定在殼體內壁上,橡膠柔性膜片6能在加壓腔3與工 作腔18之間自由變形。上述的橡膠柔性膜片6，優選由氟橡膠製成的橡膠 柔性膜片。作為進一步優選，上述的橡膠柔性膜片6的中心鑲嵌一剛性擋 片5,擋片的直徑大於工作腔燃料出入口 14和加壓腔工質出入口 4的直徑。
上述隔離元件的另一種技術方案為耐壓殼體2內部是一圓柱面，隔 離元件為沿圓柱面自由移動的隔離活塞19,所述隔離活塞19的外圓面還加 工有活塞環槽20，活塞槽內安裝柔性活塞環21。所述的柔性活塞環21，是 一O型橡膠密封圈。所述的O型橡膠密封圈是由氟橡膠製成。所述工作單 元1還包括位於工作腔18內部沿腔室軸線方向的活塞復位彈簧22,活塞所 受到的彈簧力指向加壓腔3方向。
關於工作單元的數量，優選偶數；工作單元的數量，進一步優選2個。
上述換向元件11,優選二位四通電磁閥；二位四通電磁閥的控制方式 優選電控單元控制。
上述設計摒棄了現有技術釆用油泵柱塞直接對低粘度燃料進行加壓的 方案，採用粘度較高的液體，比如液壓油、發動機機油、柴油等作為傳遞 壓力的工質，間接對低粘度燃料進行加壓，從而徹底避免了柱塞的洩漏和 磨損問題，大大提高系統的可靠性和使用壽命。

圖1為低粘度燃料加壓裝置實施例1的示意圖。 圖2為低粘度燃料加壓裝置實施例2的示意圖。 具體實加方式
以下結合附圖，對這種二甲醚共軌式電控噴射系統的結構和工作原理 作進一步說明。
5實施例1
圖1是實施例1的示意圖，包括兩個工作單元1,每個工作單元外部是
耐壓殼體2，內部被一柔性膜片6隔離成兩個互不相通的腔室，其中一個腔 室是內存燃料的工作腔18，另一個腔室是內存加壓液體的加壓腔3,所述 的隔離元件是一橡膠柔性膜片6，橡膠柔性膜片6的外邊緣無洩漏地固定在 殼體2內壁上，膜片能在加壓腔3與工作腔18之間自由變形，從而將加壓 腔內3的液體壓力傳遞到工作腔18內的燃料。每個工作單元的加壓腔3各 自有一個工質出入口 4，並經過進出通道與換向元件11的工質輸出口 10相 連。每個工作腔都有一燃料出入口 14,並與進油單向閥15和出油單向閥 13聯通，進油單向閥15與燃料輸入口 16連接，出油單向閥13與燃料輸出 口12連接。為了防止橡膠柔性膜片6在到達極限位置時造成損傷，在橡膠 柔性膜片6的中心鑲嵌一剛性擋片5,剛性擋片5的直徑大於燃料出入口 14直徑和工質出入口 4直徑。為了提高橡膠柔性膜片6的抗溶脹和抗腐蝕 能力，橡膠柔性膜片6是由氟橡膠製成。
上述實施例所用的換向元件ll是一個二位四通電磁閥，在工作過程中， 電磁閥在電控單元(圖中未表達)的控制下周期性換向，即每個工作周期 內，都有一個工作單元的工質出入口 4經工質輸出口 IO與高壓輸入口 9聯 通，而另一個工作單元的工質出入口 4經工質輸出口 IO與回油口 7聯通(如 圖l所示狀態)。當然實現上述功能的換向元件不局限於二位四通電磁閥， 比如可以通過多個電磁通斷閥的組合來實現(圖中未表達)。
加壓腔3內的加壓液體可選擇粘度比燃料高的液體，比如液壓油或 者發動機機油或者柴油。即實施例中的二位四通電磁閥的高壓輸入口 9流 入的液體可選擇上述液體。高壓輸入口 9經管路與一高壓油泵(圖中未表 達)相連，回油口 7經管路與工質箱相連(圖中未表達)。
實施例1的工作原理是這樣的當加壓腔3內的液體處於高壓時，液體 壓力通過橡膠柔性膜片6傳遞到工作腔18內的燃料，燃料受壓通過出油單向閥13排出，此時進油單向閩17關閉；當加壓腔3處於低壓時，燃料通 過進油單向閥17進入工作腔，並推動橡膠柔性膜片6將加壓腔3內的液體 排出，此時出油單向閥13關閉；兩個工作單元交替工作保證連續出油。 實施例2
圖2是實施例2的裝置原理圖。與實施例1的不同點在於所述的隔離元 件是一隔離活塞19,隔離活塞19將殼體2內的圓柱腔分隔為兩個互不相通 的工作腔18和加壓腔3，隔離活塞19可以沿腔室的軸線方向作自由移動。 隔離活塞19的外圓面加工有活塞環槽20，活塞槽內安裝柔性活塞環21。 實施例中的活塞環，是一O型橡膠密封圈，為了提高O型橡膠密封圈的抗 溶脹和抗腐蝕能力，由氟橡膠製成。當然活塞環還可以採用其它形狀和材 料，比如由聚四氟乙烯製成的矩形活塞環(圖中未表達)。
為了提高裝置的自吸能力，在工作腔內部沿腔室軸線方向安裝有活塞復 位彈簧22，隔離活塞19所受到的彈簧力指向加壓腔3方向。
實施例2的管路和閥的布置與實施例l相同。
實施例2的工作原理與實施例l相同。
在上述兩個實施例中，兩個工作單元可以放置在燃料箱之外工作，也可 埋置在燃料箱之內工作，工作單元放置方式圖中未表達。
權利要求1、內燃機低粘度燃料加壓裝置，其特徵在於，該加壓裝置包括至少2個並聯連接的工作單元(1)，每個工作單元包括耐壓殼體(2)；耐壓殼體(2)內部被一個隔離元件分隔成兩個互不相通的腔室，一個腔室是內存燃料的工作腔(18)，另一個腔室是內存加壓液態工質的加壓腔(3)，隔離元件能在加壓腔(3)與工作腔(18)之間在壓力差作用下自由變形或自由位移；工作腔(18)並聯連接著進油通道(17)和出油通道(8)，進油通道(17)經一進油單向閥(15)與燃料輸入口(16)連接，出油通道(8)經一出油單向閥(13)與燃料輸出口(12)連接；加壓腔(3)與換向元件(11)的工質輸出口(10)連接；換向元件(11)的高壓輸入口(9)與高壓泵連接，換向元件(11)的回油口(7)與工質箱連接。
2、 根據權利要求l所述內燃機低粘度燃料加壓裝置，其特徵在於，所 述的隔離元件是一橡膠柔性膜片(6)，膜片的外邊緣無洩漏地固定在殼體內 壁上，膜片能在加壓腔(3)與工作腔(18)之間自由變形。
3、 根據權利要求2所述內燃機低粘度燃料加壓裝置，其特徵在於，所 述的橡膠柔性膜片(6)的中心鑲嵌一剛性擋片(5),擋片的直徑大於工作腔 燃料出入口 (14)和加壓腔(3)工質出入口 (4)的直徑。
4、 根據權利要求1所述內燃機低粘度燃料加壓裝置，其特徵在於，所 述耐壓殼體(2)內部是一圓柱面，隔離元件為沿圓柱面自由移動的隔離活塞 (19),所述隔離活塞(19)的外圓面還加工有活塞環槽(20),活塞槽內安裝 柔性活塞環(21)。
5、 根據權利要求4所述內燃機低粘度燃料加壓裝置，其特徵在於，所 述工作單元a)還包括位於工作腔(18)內部沿腔室軸線方向的活塞復位彈簧(22),活塞所受到的彈簧力指向加壓腔(3)方向。
6、根據權利要求1至5任何一項所述內燃機低粘度燃料加壓裝置，其特徵在於，所述的工作單元數量為2,所述的換向元件(ll)是一個受電控單元控制的二位四通電磁閥。
專利摘要本實用新型涉及內燃機低粘度燃料加壓裝置，該加壓裝置包括至少2個並聯連接的工作單元，每個工作單元包括耐壓殼體；耐壓殼體內部被一個隔離元件分隔成兩個互不相通的腔室，一個腔室是內存燃料的工作腔，另一個腔室是內存加壓液態工質的加壓腔，隔離元件能在加壓腔與工作腔之間在壓力差作用下自由變形或自由位移；工作腔並聯連接著進油通道和出油通道，進油通道經一進油單向閥與燃料輸入口連接，出油通道經一出油單向閥與燃料輸出口連接；加壓腔與換向元件的工質輸出口連接；換向元件的高壓輸入口與高壓泵連接，換向元件的回油口與工質箱連接。本發明間接對低粘度燃料進行加壓，徹底避免了柱塞的洩漏和磨損問題，大大提高系統的可靠性和使用壽命。
文檔編號F02M45/12GK201401246SQ20092009595
公開日2010年2月10日 申請日期2009年3月20日 優先權日2009年3月20日
發明者方 何, 曉 張, 濤 朱, 洋 汪, 田青雲, 超 蓋 申請人:天津大學