柴油機高壓油泵噴油量與噴油正時電磁控制閥的製作方法
2023-06-03 05:18:06
專利名稱：柴油機高壓油泵噴油量與噴油正時電磁控制閥的製作方法
技術領域：
本發明是一種應用於柴油機高壓燃油系統可電子控制建立高壓，進而控制噴入柴油機內的高壓燃油量(以下稱「噴油量」)及噴入時刻(以下稱「噴油正時」)的電磁鐵驅動的控制閥。藉助於本發明，可使車用柴油機達到國3以上排放標準的技術要求。
背景技術：
按國家頒發的機動車排放標準，我國以柴油機為主要動力源的商用車將實施第三階段排放標準，即國3標準。而車用柴油機的排放滿足國3標準的必要技術條件就是裝備電子控制的燃油噴射系統，即可電子控制噴油量和噴油正時。目前國際上普遍採用的柴油機電子燃油噴射系統分為兩大類可維持穩定噴射壓力及採用電控噴油器的高壓共軌電子燃油噴射系統(Common Rail Fuel System)；高壓燃油容積很小的可電控噴油量與噴油正時的單體泵和泵噴嘴電子燃油噴射系統，採用這兩種電子燃油噴射系統均可滿足車用柴油機國3排放標準所必備的技術條件。這兩種柴油機電子燃油噴射系統固然技術成熟，但其價格也相對高昂，特別是對於消費群體收入水平較低且對價格十分敏感的輕型卡車市場有難以接受之苦。因此，設計一種基於現有機械燃油泵可電控的低成本電子燃油噴射系統，對於國內低端輕型車市場具有重要的意義。
發明內容
本發明基於傳統的柴油機機械控制高壓燃油泵，通過取消原有的機械調速器、機械供油提前角提前器和油量控制齒條機構，而在柱塞套筒(單泵體)的頂部裝置一個本發明所設計的電磁閥控制機構，通過電子控制單元對該電磁閥開啟和關閉的控制，達到對柴油機噴油量和噴油正時的電子控制，進而達到控制尾氣排放的目的。
柴油機高壓油泵噴油量與噴油正時電磁控制閥由油泵體、柱塞、高壓油控制閥杆、閥杆堵頭、回位彈簧、電磁鐵、銜鐵、電磁鐵外殼等構成。其工作原理是當柱塞向減小壓力油腔容積的方向運行時，低壓燃油通過進油孔進入柱塞上方的壓力油腔，當柱塞向運行並擋住進油孔時，壓力油腔內的燃油在柱塞的推動下經壓力油腔上方的油孔進入高壓油控制閥杆的油槽內，該油槽與高壓油出油孔相通，油槽的左端經高壓油控制閥杆的錐形端面與低壓回油孔相通，高壓油控制閥杆受回位彈簧預緊力的作用被推向左端止於閥杆堵頭，通過調整堵頭的軸向尺寸，可調整高壓油控制閥杆錐面與閥座間的間隙，此間隙的存在，使得當柱塞擠壓燃油時，由於壓力油腔與低壓回油孔相通，因此建立不起高壓，進而不能向柴油機的高壓燃油噴油器供給高壓燃油；當電磁鐵在柴油機電控單元的控制下被通電激勵而產生電磁力，吸引銜鐵快速向右運動，與銜鐵相連的高壓油控制閥杆也一同向右運動，當該閥的錐面與閥座接觸並止於此，控制閥杆油槽與回油孔的通道被封閉，整個壓力腔容積內的燃油隨柱塞的進一步擠壓運行而被壓縮，壓力迅速升高，通過柴油機的噴油器噴入氣缸燃燒做功，進而輸出動力；當柴油機電控單元發出停止噴油指令時，電磁鐵的電流被迅速切斷電磁力消失，高壓油控制閥杆在回位彈簧力和施加在閥杆錐面上的高壓油的作用下右行，打開高壓油與回油孔間的通道，高壓油腔的壓力迅速釋放致使噴油器停止噴油。由此，完成了一次高壓油壓的建立及向柴油機缸內的燃油噴射。上述過程可以看出，通過控制電磁鐵的通電時刻即可控制噴油正時，而通過控制電磁鐵的通電持續期即可控制噴油量，這樣就滿足了國3排放標準對柴油機燃油系統所要求的技術條件。
本發明有如下優點(1)本發明採用的電磁驅動機構具有簡潔易於加工及成本低廉的特點。
(2)本發明可適用於一切柴油機直列式機械控制高壓燃油泵進行電子控制的改制，進而可適合於用電子控制單元對柴油機噴油量及噴油正時的控制。
(3)由於取消了原柴油機機械控制燃油泵柱塞套筒上的控制油量的斜槽及齒條機構，使柱塞套筒副的整體剛度提高，有利於提高燃油壓力。
本發明的結構由以下附圖和實例給出圖1電磁閥控制的電控泵結構2電磁閥結構圖1、進油孔 2、回油孔 3、泵體 4、堵頭 5、堵頭擋板 6、高壓油控制閥杆 7、高壓油出油孔 8、銜鐵與閥杆緊固螺釘 9、墊片 10、彈簧座 11、回位彈簧 12、電磁鐵 13、電磁鐵外殼 14、電磁鐵座 15、接線柱 16、連接座17、銜鐵 18、回油孔 19、壓力油腔 20、柱塞具體實施方式
如圖1、2所示，本發明包括基於傳統機械控制高壓燃油泵的油泵體1、柱塞20、構成對燃油壓縮產生高壓的柱塞副機構，高壓油控制閥杆6上的油槽與壓力油腔19、高壓油出油孔7及回油孔2構成一個二位三通閥，堵頭擋板5及堵頭4構成對高壓油控制閥杆行程的限位，螺釘8將銜鐵17與高壓油控制閥杆6連成一體，彈簧11及彈簧座10通過電磁鐵12基座施加的預緊力將高壓油控制閥杆6推至堵頭限定的常開位置，電磁鐵12通過電磁鐵外殼13被固定到泵體3上，電磁鐵12與銜鐵17的靜態間隙由墊片9加以調整。
本發明可在現有所有柴油機機械控制直列式高壓燃油泵上加以實施。
權利要求
1.柴油機高壓油泵噴油量與噴油正時電磁控制閥，其特徵在於採用一個電磁鐵控制的三通閥來控制由油泵柱塞壓縮燃油期間建立高壓的時刻以及建立高壓的持續期，由此控制噴入柴油機的油量和噴油正時，當柱塞向減小柱塞頂端壓力油腔容積的方向運動時，壓力油經高壓油控制閥杆與閥座間的間隙進入回油孔，壓力油腔內壓力升高不顯著，而當高壓油控制閥杆和與之緊固在一起的銜鐵被通電的電磁鐵吸引並克服復位彈簧的阻力使閥杆與閥座接觸而封閉回油通道時，油壓迅速上升至可噴入柴油機氣缸所需的高壓，通過柴油機噴油器噴入氣缸內的燃燒室，當電磁閥的電流斷開時，閥杆在回位彈簧和高壓燃油施加於閥杆錐面上的力作用下迅速離開閥座，高壓油經回油孔迅速減壓，柴油機噴油器停止噴油。由此，完成一次可由電子控制單元按照排放要求而標定的柴油機燃油噴射。
2.根據權利要求1所述的柴油機高壓油泵噴油量與噴油正時電磁控制閥，其特徵在於所述三通閥，採用一個復位彈簧使高壓油控制閥杆處於壓力油腔與回油孔常通的狀態，只有當電磁鐵通電時，壓力油腔由高壓油控制閥杆的位移至閥座與回油通道隔開而產生可噴入柴油機的高壓燃油。
3.根據權利要求1所述的柴油機高壓油泵噴油量與噴油正時電磁控制閥，其特徵在於高壓油控制閥杆與銜鐵採用螺釘連接，便於安裝和加工。
4.根據權利要求1所述的柴油機高壓油泵噴油量與噴油正時電磁控制閥，其特徵在於回位彈簧置入電磁鐵內部，使本發明控制閥的空間尺寸有較大的壓縮。
5.根據權利要求1所述的柴油機高壓油泵噴油量與噴油正時電磁控制閥，其特徵在於電磁鐵與銜鐵之間的間隙可由電磁鐵與泵體之間的墊片加以調整，電磁鐵與泵體之間採用一個外殼用螺紋連接的方式加以緊固。
全文摘要
柴油機高壓油泵噴油量與噴油正時電磁控制閥，採用一個電磁鐵控制的三通閥來控制由油泵柱塞壓縮燃油期間建立高壓的時刻以及建立高壓的持續期，由此控制噴入柴油機的油量和噴油正時。當柱塞向減小柱塞頂端壓力油腔容積的方向運動時，壓力油經高壓油控制閥杆與閥座間的間隙進入回油孔，壓力油腔內壓力升高不顯著，而當高壓油控制閥杆和與之緊固在一起的銜鐵被通電的電磁鐵吸引並克服復位彈簧的阻力使閥杆與閥座接觸而封閉回油通道時，油壓迅速上升通過噴油器噴入柴油機氣缸內，當電磁閥的電流斷開時，閥杆在回位彈簧和高壓燃油施加於閥杆錐面上的力作用下迅速離開閥座，高壓油經回油孔迅速減壓，柴油機噴油器停止噴油。
文檔編號F02M51/04GK1928348SQ20061010965
公開日2007年3月14日 申請日期2006年8月14日 優先權日2006年8月14日
發明者張育華, 吳北雅 申請人:北京美動力發動機技術有限公司