一種流通式燃油壓力調節器的製作方法
2023-08-02 13:34:41 2
專利名稱：一種流通式燃油壓力調節器的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於驅動汽車的內燃機的燃油噴射系統的燃油壓力調節器。
從以前的專利，包括共同受讓的4928729，4991556，和5076320，已知在燃油管總成上安裝燃油壓力調節器，以調節供給安裝在油管上的噴油器的燃油的壓力。輸送給油管的加壓燃油是從油箱經供油導管泵送的，過多的燃油從燃油壓力調節器的回口經回油導管返回油箱。這種形式的系統有時稱為返回式系統。用於這樣的系統中的典型的燃油壓力調節器包括一個殼體，該殼體有一個可動壁，該可動壁將殼體分成一個燃油室和一個控制(或標準)室。控制室的內部以發動機進氣歧管的真空度為基準，因此，通過噴油器的調節壓力對於歧管真空度的變化特別不敏感。
另一種噴油系統沒有回油導管，因而有時稱為非返回的或終極的系統。在這類系統中，燃油壓力在油箱中調節，燃油壓力調節器是泵組件的一部份，而泵組件組裝於油箱中並尤其含有燃油泵。假如類似在前述返回系統中的那種燃油壓力調節器要被用於非返回系統，則來自發動機進氣歧管的真空導管就得連至其控制(標準)室，假如真空補償(調整)要同樣保持的話，並且燃油壓力調節器將只是經其回口將過多的燃油洩入油箱。另一方面，假如標準室暴露於油箱的頂隙處，那麼，或者不用進氣歧管真空補償，否則就不得不以某種其它方式設置它。
本發明在一方面涉及用於非返回系統的燃油壓力調節器的改進，而在另一方面則涉及這類燃油壓力調節器安裝的改進。產生本發明是由於認識到用於返回式系統的現有燃油壓力調節器當用於非返回系統時某些特徵是不必要的。因此，本發明對於非返回式燃油壓力調節器提供了一種新穎而獨特的構形，該調節器比其現有返回式的用的另件少，因此比只是將現有調節器移入油箱更經濟。在本發明中公開了幾個有發明性的燃油壓力調節器的實施例。
本發明的前述的，以及其它特點，優點和益處可從隨後對本發明的現有較佳實施例的詳細描述而得到。對本公開內容也附上了附圖，其展示了為實施本發明現在所設計的最佳模式。
圖1是表示內燃機燃油系統的圖，其有些部份是示意性地示出，有些部分切去了;
圖2是圖1一部分的放大橫剖視圖，以詳細地示出燃油壓力調節器及其安裝情況;
圖3與圖2相似，示出一個第二實施例;
圖4是圖3一部分局部放大示圖，但表示不同的工作情況;
圖5與圖2相似，示出第三個實施例;
圖6是圖5一部份局部放大視圖;
圖7是由其本身所示第三實施例的另件之一的放大的頂視平面圖;
圖8是由其本身所示第三實施例的另一另件的的頂視平面圖;
圖9是圖8的立面圖;
圖10是另一實施例的縱向剖視圖。
圖1表示內燃機驅動的汽車的燃油噴射系統的一部分。泵組件10連著燃油箱12一起布置，與本發明有關的其一部份包括燃油泵14，該泵一般是由電驅動的。泵14有一吸口16，當工作時，泵經該吸口16從油箱12吸入燃油。加壓燃油經油泵14的壓力口18通過供油管20泵入機裝燃油管22，該油管22包括用於將加壓燃油供給在油管的選擇位置處的噴油器24的油道。各噴油器由發動機ECU控制裝置(未示出)單獨地有選擇地操縱，以產生各個適當持續時間的燃油噴射，以便按照順序充入各個氣缸。供油管20的一部份是管26，而管26在組件10中並包括一與管呈T型結合的杯形插座28。該插座用於安裝燃油壓力調節器30。圖2示出了詳細情況。
插座28包括一環形側壁，該環形壁有一沿其敞開外端延伸的環形法蘭32和一個與法蘭32向內隔開的內肩34，內肩34尚未到達插座的底壁36。燃油壓力調節器30包括一環形殼體38，該殼體的下端部承納在插座28中。殼體38有一個外肩部40，其與肩部34互補，這二者限定一個容納環形密封圈42的空間，當燃油壓力調節器如圖示承納在插座中時，密封圈42在臺肩34與40之間起密封作用。該密封圈42形成了被密封區域44的上邊界，該被密封區域44是由在密封圈42下方的插座28和殼體38的部份共同限定的。正是該區域44通過一個適當的通道46與供給管20之間形成了T形接通。殼體38還包括一個環形法蘭48，當燃油壓力調節器30如圖示與插座28結合在一起時，法蘭48座落在法蘭32上。利用一個支架或某種其它已知形式的保持裝置(未示出)將該兩個法蘭保持在一起，藉此，將燃油壓力調節器保持在插座裝置中。
殼體38包括兩個拉延的金屬殼50和52，金屬殼50和52在法蘭48處連在一起，以密封的方式將一個膜片54的外緣夾住，藉此，將殼體38的內部分成了由膜片與金屬殼50限定的進油室56和由膜片與金屬殼52限定的出油室58。膜片54的中央區域含有一個圓形通孔，在該孔中布有一個圓環形件60。圓環形件60有一個沿其外徑延伸的環形法蘭62，該法蘭62靠在繞膜片中央圓形通孔邊緣的一側上。一個環形保持件64套裝在圓環形件60上，並靠在膜片的中央圓形通孔邊緣的相對一側上。這些另件連接起來形成一個總成，藉此總成，圓環形件60的外徑與膜片通孔密封起來。圓環形件60本身含有一個中央圓形通孔66，該通孔66提供一個在兩個室56和58之間溝通的通路。在朝向室56的圓環形件60的端部，一個密封突唇68形成一個包圍通孔66的座。
進油室56含有一個密封件70，布置密封件70用於與突唇68共同作用，以執行壓力調節功能。密封件70是一個大於半球的截球體，並在截斷處有一個平的圓面72。突唇68和圓面72相互對著。密封件(球)70被陷於包括一個柱體74和一個小的壓縮螺旋彈簧76的載簧迴旋座中。柱體74的底端(或近端)包括一個臺肩78，該臺肩78讓柱體處於直立狀態並座落於金屬殼50的底壁的一個圓孔的邊緣上，並以密封的方式連在繞該孔邊緣的那個壁上。柱體74的遠端含有一承窩，在該承窩中，密封件(球)70可以旋轉而不太鬆動。承窩的唇緣80在球70已承納在承窩中後稍稍朝內轉向，以便藉此將球70保持在承窩中同時仍允許旋轉。在將球70置於承窩中以前，先將彈簧76放在承窩底部的一個小肓孔中，在將環70裝好後，該簧施有一個偏壓力，彈性地迫使球70靠在承窩的稍向內傾的唇緣80上。
一個大的螺旋壓縮彈簧82裝在出油室58中。該簧82的一端座落在與金屬殼52的端壁整體形成的一個簧座上，該簧82的另一端座落在繞件60外側的法蘭62上。簧82基本與膜片54和件60的中央區域同軸線，用於將膜片54包括件60的中央區域向進油室56彈性偏壓，從而將密封唇68偏壓而座落在面72上。
一個或多個進油孔84通過金屬殼50的壁設置，因此，油從區域44可通至進油室56，而一個或多個出油孔86通過金屬殼52的壁設置，因此，油可從出油室58流出。在燃油組件10置於油箱12的情況下，孔86用於提供在出油室的內部和油箱內部之間的連通的通路。
現介紹燃油壓力調節器30的工作情況。泵14產生供油管20和區域44中壓力燃油的供給。該壓力燃油經孔84也供給進油室56，在這裡壓力燃油作用在暴露於該室的膜片54的那一面上。這會使膜片54朝室58移動，使得密封唇68離開球70，讓燃油經孔66從室56流入室58並經孔86流入油箱12。膜片離開球70的運動受到彈簧82作用的抵抗。彈簧特性與膜片和燃油供給的關係是這樣的，即可以完成壓力調節功能，使得供油壓力可調節至某一額定壓力。假如供油壓力趨於上升，膜片54會進一步離開球70，對室56和58之間的油流有較小的限制，讓過多的燃油返回油箱。假如供油壓力趨於降低。膜片54會更靠向球70移動，對兩室之間油流提供較大的限制，返回油箱的過多的燃油會較少。因此，從室56至室58的油流作為室56中初始燃油壓力及簧82之彈力的函數有選擇地受到限制，使供油壓力被調節至額定壓力。當泵14停止工作時，膜片可能有某種程定的稍稍翹起，但其結果並無重要影響，因為球70可以旋轉，使孔66密封地關閉。
示於圖3和圖4中的第二實施例包括一些與用於第一實施例類似的另件，它們將用在第一實施例中所用的相同的號碼引述，有時並不加以詳述，因為在兩個實施例中的相應另件之間的相似性讀者將很容易理解。第二實施例中的閥件包括一個整球70，整球70由圓環形件60承載著，圓環形件60的形狀與第一實施例中的相應另件有某種不同。第二實施例的件60是環形並有一中央通孔66。閥座68設於件60的一個內肩的徑向內稜邊上。球70以一種類似籠的方式受到在進油室56中處於閥座68之下的件60的那部份的限制。球70被圍在籠中是由一些短的捲曲的指狀件90完成的，而指狀件90是繞件60的下緣圍繞著通孔66周向隔開的。這些指狀件稍超過球70的赤道捲曲，因而，球的一半以上置於通孔66中。球70的超過通孔66的那一部份靠在構成金屬殼50的端壁的中央區域的一拱頂92的內凸表面上。圖3所示彈簧82向下推壓著件60和膜片54的中央區域，因而，球70同時靠在拱頂92上並落座於閥座68上，藉此，關閉通孔66，因此，燃油不能從進油室56流入出油室58。
通孔66與出油室58相通的件60的端壁包括一內肩94，該內肩94用作截錐形螺旋彈簧96的大直徑端的閥座。而簧96的小直徑端靠在球70上。簧96的彈力小於簧82所施加的彈力，因此簧96不能使球70脫離閥座68，除非在使用壓力調節器期間發生的某些工作條件下允許如此。
在使用中，即當加壓燃油流入室56而產生作用在分開二個室56和58的移動壁上的淨力而使該移動壁的中央區域向上位移，同時以出油室58的容積減小為代價而使進油室56的容積增加，簧96起作用，以保持球70在拱頂92上，其結果，球70與閥座68脫離。這可讓過多的燃油從進油室56通過球70和閥座68之間產生的間隙並通過通孔66進入出油室58，在這裡燃油經孔86之一流出返回到油箱。有所示截錐形的彈簧96是有利的，因為，其靠在球70的位置可從閥座68和球70之間產生的間隙處向內隔開。當壓力已解除時，可移動壁的中央區域向下移動，使得閥座68緊關在球70上。
在圖5～9的第三實施例中，閥件不再是球70，而是一平盤70A。盤70A被籠式地圍在件60上，而件60還是與第一和第二實施例的相應件60有某種不同的結構。件60包括一個本體，而本體有一個圓筒形插套98，插套98限定了引導至出油室58的通孔66的部份。插套98的端部與盤70A的一個無孔中央區100接觸並被構形為突起以提供閥座68，該閥座68與圖2中突出的閥座68相似，盤70A的籠式地被圍在件60上發生在閥座68的下方，件60的外稜邊被捲起來，成為一個圍繞盤70A的外緣的法蘭101，但允許盤在該籠式結構的範圍內相對於件60有稍許的軸向移動。一個波形簧墊圈102被置於件60本體的一個臺肩和盤70A的外緣之間，其功能是向著法蘭101的方向彈性地偏壓在盤上。
圖5示出了關閉位置，我該位置上，簧82的主要力量向下推壓著可動壁的中央區域，使得盤70A的無孔中央區100的下面被迫靠在拱頂92上，而該區100的上面被迫落座於閥座68上，當被引入進油室56的燃油達到某一壓力，其該壓力高得足以使可動壁的中央區域從圖5所示的位置向上稍稍位移時，簧102起作用，使盤70A的無孔區域100保持靠在拱頂92上，而件60，包括插套98，相對盤70A向上移動，使閥座68脫離盤70A的區域100的上表面。現在燃油則可流過設於盤的徑向中間部分的三個弧形槽104及在區域100的上面與閥座68之間所產生的間隙。該燃油流入出油室58，並從室58經孔86之一流出，進入油箱。當在進油室56內的壓力下降到不再有過多的燃油需要流回油箱時，簧82迫使可動壁的中央區域向下，再次使閥座68關閉在盤70A的區域100上。
圖10公開了燃油壓力調節器的另一實施例，它包括與先前實施例中的另件相似的一些另件。並且它們將用在那些先前實施例中的相同的號碼來引述，而無需詳細地描述這些另件，因為帶有相同號碼的另件的相似性將很容易為讀者所理解。但仍有些不同之處。現將介紹這些不同之處，並在認為需要時，再採用其它的參考號碼。
圖10的實施例包括大致圓筒形的殼體50，52，由一個膜片或可動壁54分成一個進油室56和一個出油室58。膜片54的中央區域含有一個圓環件60，該圓環件60有一通孔66。一環形保持件64被固定在件60上，用以將膜片54的徑向內緣夾在它們中間。彈簧82將膜片的中央區域偏壓向進油室56，進油孔84可讓加壓燃油進入室56。在殼體52端壁上的單一出油孔86與殼體的軸線87同軸線，其提供了讓過多的燃油流出出油室58的裝置。
圖10示出了處於關閉位置的壓力調節器，其中，通孔66由球70關閉，球70構成一個閥件，其與閥座68共同作用，限定了通孔66，從而可控制燃油從進油室56經過通孔66流到出油室58中。球70安裝於殼體50的端壁上，因此是不可移動的。殼體50的端壁包括一個中央凹坑110，凹向室56，一個圓孔112設於該凹坑處，並與軸線87同軸線。該孔構形成以圖示的方式接納球70。該球以防漏的方式沿孔112連接於殼體端壁，並與其密封。雷射焊接是完成此任務的特別適用的方法。因而，球70的大部份置於室56內，並且其中心落在軸線87上。
件60在通孔66的閥座68處構形成有一個內肩113。在閥座68和室58之間的通孔66的那一部分是一個直圓孔。從臺肩113向室56延伸的件60的那一部份包括一系列周向隔開的肋條114，它們從臺肩113軸向延伸至少遠至球70的一個直徑。考慮到球70的北極和南極均落在軸線87上，則該直徑是在球的赤道上。如圖10所示，肋條114實際上稍向該赤道的南方延伸。在肋條114之間的間隙115可讓室56中的燃油達到閥座68。由肋條114在球的赤道處的徑向內表面所給出的內徑稍稍大於球的直徑，因而可允許件60和球70之間有相對運動，基本是沿著軸線87的方向。
在圖10所示的關閉位置，球70落座在閥座68上，因為在室56中的壓力不足以克服彈簧82的偏壓足以使閥座脫離球。當室56中的壓力上升到足以克服彈簧的偏壓的壓力時，閥座便與球脫離，讓過多的燃油通過出油室58，並從室58經通孔86流出。產生脫離閥座的程度當然是作用於膜片上的淨力的函數。燃油壓力調節器的作用是將閥座68脫離球70至某一程度，此時，其會將室56中的壓力調節至某一壓力，該壓力基本上是由彈簧82的特性確定的。當脫離閥座的情況發生時，肋條114對於可動壁(包括膜片54和件60)中央區域的運動提供引導作用。當閥座脫離球時，燃油從室56經過肋條14間的間隙、在閥座68和球70之間的環狀間隙及通孔66流至室58，最後經孔86流出室58。
對於圖10的壓力調節器的實際實施例，由精壓加工產生的閥座68在與軸線87基本為60度的角「A」時所產生的密封面對於讓過量燃油從室56流至室58來講被發現可使壓力與流率的斜率最佳化。圖10所示的燃油壓力調節器比前幾個附圖中任一個所示的都好，因為它不用小彈簧，例如圖3和4中的彈簧96。在出油室的端壁設置單一的孔86，據信有利於減弱燃油流過在它和由閥座68與球70提供的內部閥機構之間的某一距離長度時所發生的噪音。
所公開的實施例是優越的，因為它們比假如4928729的燃油壓力調節器用於一個非返回的系統時所用的另件少。雖然對於所提供的較佳實施例進行了展示和說明，但應理解，本發明的原理也適用於其它實施例。
權利要求
1.一種內燃機驅動的車輛的燃油系統，它包括盛裝所供液體燃油的油箱；安裝在油箱上用於將燃油在壓力下從泵的出口泵出的泵；燃油導管裝置，用於將燃油從泵的出口輸送到機裝燃油噴射裝置，以便將燃油噴入該類發動機；壓力調節裝置，用於調節泵入燃油噴射裝置的燃油壓力；該燃油壓力調節裝置的特徵在於通孔裝置，它包括在該壓力調節器中的閥裝置，用於將過多的燃油從泵的出口傳回到油箱，該閥裝置用於有選擇地限制該通孔裝置，以有選擇地限制來自泵的過多的燃油流，以便對輸送給燃油噴射裝置的燃油提供希望的壓力。
2.如權利要求1所述的燃油系統，其特徵在於該燃油壓力調節器全部置於油箱內。
3.如權利要求1所述的燃油系統，其特徵在於該燃油壓力調節器包括一個殼體，該殼體有一軸線並由一個大致橫向於該軸線的可動壁分成一個進油室和一個出油室;經其加壓的液體燃油可進入該進油室的裝置;經其過多的液體燃油可從該出油室出去的裝置;布於該出油室中的彈性偏壓的彈簧裝置，用於對抗由該進油室中的燃油施加在該可動壁上的壓力而將該可動壁的中央區域朝該進油室彈性偏壓;該通孔裝置含在安裝於該可動壁和該閥上的一個環形件中;包圍該通孔裝置的一個環形閥座;裝在該殼體上的一個閥裝置，其有球形表面，布置得可與該閥座共同作用，根據該可動壁在該殼體中的定位，由該彈性偏壓彈簧裝置和該進油室中的油壓，落座於和脫離該閥座，從而關閉和打開該通孔裝置;將該閥件和環形件保持基本軸向對正的對正保持裝置。
4.如權利要求3所述的燃油系統，其特徵在於其中該通孔裝置包括一個裝在該可動壁的中央區域基本與該彈性偏壓彈簧裝置的中央軸線同軸線的環形件。
5.如權利要求3所述的燃油系統，其特徵在於其中該閥裝置包圍著該環形件的中央通孔，並且其從該環形件的一個表面突起，並且有一個閥的關閉件，該關閉件與該閥座共同作用，以便有選擇地限制該通孔裝置。
6.如權利要求5所述的燃油系統，其特徵在於其中，該閥的關閉件包括一個截頭球，該截頭球有一朝向該閥座的截斷面，以便與閥座共同起作用。
7.如權利要求6所述的燃油系統，其特徵在於其中，該截頭球可旋轉地安裝在一個柱體的一端，柱體另一端安裝在該殼體上。
8.如權利要求3所述的燃油壓力調節器，其特徵在於其中，該球形面包括至少一個半球，並且，該對正的保持裝置包括在該環形件上的籠式裝置，將該球形面的該半球籠罩起來。
9.如權利要求8所述的燃油壓力調節器，其特徵在於其中，該籠式裝置包括一系列周向隔開的肋條，這些肋條從該環形件軸向延伸至少至該半球的直徑那麼遠。
10.如權利要求3所述的燃油壓力調節器，其特徵在於其中，該閥座包括一個精壓表面，該精壓表面與該軸線基本呈60度角。
11.如權利要求5所述的燃油壓力調節器，其特徵在於其中，該閥關閉件是一個裝在該殼件上的整球。
12.如權利要求11所述的燃油壓力調節器，其特徵在於其中，該殼體有一個球安裝孔，該球的一部份落座於該孔上並繞該孔連接於該殼體並與其密封起來。
13.如權利要求12所述的燃油壓力調節器，其特徵在於其中，該孔布於該殼體的一個端壁的中央凹坑中。
14.如權利要求12所述的燃油壓力調節器，其特徵在於其中，經其燃油可進入該進油室的該裝置包括在該殼體上從該球安裝孔徑向向外的多個進油孔。
15.如權利要求3所述的燃油壓力調節器，其特徵在於其中，經其過多的液體燃油可從該出油室流出的該裝置是一個在該殼體的一個端壁上與該軸線同軸線的單孔。
全文摘要
一種流通式燃油壓力調節器(30)，其閥件有一球(70)，該球用雷射焊接在進油室(56)的殼體端壁(50)上，其閥座(68)有一精壓環形面，該環形面包圍著一個環形件(60)的一個通孔(66)，該環形件(60)位於一個可動壁(膜片)(54)的中央，該可動壁將進油室與出油室(58)分開並且由彈簧(82)彈性地朝向進油室偏壓，而彈簧(82)置於出油室中。該環形件包括一系列周向隔開的肋條(114)，這些肋條形成一個球的籠子，讓該球引導可動壁的中央區域相對該球的運動，該運動基本沿殼體的軸線進行。
文檔編號F02M55/02GK1113293SQ9510610
公開日1995年12月13日 申請日期1995年5月9日 優先權日1994年5月9日
發明者B·S·魯賓孫, M·J·霍恩比, J·L·本內特 申請人:美國西門子汽車公司