一種內燃機噴油泵的製作方法

2023-04-26 04:56:16

專利名稱：一種內燃機噴油泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種噴油泵，屬於內燃機領域，該裝置用於內燃機中的供油系統。
背景技術：
現在國內絕大部分柴油機的噴油泵都是分列式泵、多缸直列泵或分配泵。這些種類的泵都有一段相當長的高壓油管。由於該油管的存在內燃機在高速高負荷工況下容易產生二次噴射，在低速低負荷特別是怠速工況下容易產生不穩定噴射並且還容易產生穴蝕現象，而且隨著噴油壓力的提高，上述現象則更加嚴重，以至於不能正常工作。所以上述種類的泵一般是在低於300巴的噴射壓力的情況下使用。由於不能提高噴射壓力，所以採用上述種類的泵的內燃機不能達到國III的排放標準。為了取消高壓油管，人們在柴油機上採用泵噴嘴，泵噴嘴的穴蝕和二次噴射的傾向性很小，低速穩定性也好，而且它還可以大幅度地提高供油系統的工作壓力，實現超高壓噴射。在現在全世界各國對內燃機的排放要求日益苛刻的情況下，泵噴嘴可以輕而易舉地使柴油機達到國III的排放標準。但泵噴嘴不能用於現有的在數量上佔絕大部分的使用分列式泵、直列泵或分配泵的柴油機，因為這些型號的柴油機沒有給泵噴嘴預留安裝空間。另外，以上噴油泵都只能泵柴油，而對於粘度小和潤滑性差的汽油不能可靠持久地工作。

發明內容
本發明的目的是要提供一種噴油泵裝置，該裝置具有泵噴嘴上述的優點，但卻不象泵噴嘴那樣需要預留安裝空間，在現在絕大部分使用分列式泵、多缸直列泵或分配泵的內燃機上都可以安裝上去，為現有內燃機的改造升級換代提供了條件。另外本發明其中的一個實施例可以泵汽油，為解決汽油機缸內噴射又提供了一個有力的技術手段。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是現有的噴油泵是將一定量的燃油壓入噴油嘴，也就是說噴油泵既要計量還要負責產生壓力把計量出的燃油壓入噴油嘴，一個泵要同時完成兩項工作，噴油泵與噴油嘴之間也就必須有相當長的高壓油管相連，此油管越長工作壓力越高產生二次噴射和穴蝕現象的可能性越大。本發明的構思是，將計量與產生高壓這兩項工作分開，一個泵A只負責計量燃油，把一定量的燃油通過燃料油管、單向閥輸送到一個叫增壓器的裝置裡面去，另一個泵B只負責產生高壓，通過壓力介質油把增壓器裡面的燃油定時地壓送到噴油器裡然後噴入汽缸。增壓器裡面有一對直徑不同的連在一起的柱塞，其直徑之比也就是介質油與燃油的壓力之比，所以選擇好適當的參數，可以使燃料獲得很高的壓力，遠大於壓力泵所提供的壓力，能像泵噴嘴一樣實現超高壓噴射。試驗結果表明，增壓器與壓力泵之間的高壓油管的長短、增壓器與計量泵之間的高壓油管的長短對整個噴油系統產生二次噴射和穴蝕現象的影響很小，所以這兩根油管可以適當加長，使增壓器和噴油器可以靠得很近甚至可以設計為一體，而二次噴射和穴蝕現象的主要影響因素是增壓器與噴油器之間的高壓油路的長短以及此油路中油量的多少，由於增壓器和噴油器靠得很近甚至結合為一體，因此裡面的高壓油路很短，就像泵噴嘴一樣，所以有與泵噴嘴一樣的積極效果。另外，由於增壓器與壓力泵B之間、增壓器與計量泵A之間的管路可以適當地加長，所以計量泵A與壓力泵B可以緊湊地設計在一起，原來安裝分列式泵、多缸直列泵或分配泵的空間可以讓位於它，這對於現有柴油機的改造升級換代具有重要意義，而不像泵噴嘴那樣要對它們進行重新設計。這裡還要指出的是，產生高壓的泵B是工作在介質油裡面的，介質油可以是潤滑性更好和粘度更適合的柴油、機油或其混合油，所以現在所有的噴油泵包括機械式泵和電控泵都可以充當泵B。而負責計量的泵A只需要把燃料油壓入增壓器就可以了，其工作壓力比較低，一般不會超過100巴。如果燃料油是柴油，則現在所有的噴油泵包括機械式泵和電控泵都可以充當泵A。如果燃料油是粘度低潤滑性差的汽油或酒精之類的液體就可能出現柱塞副膠著和卡死的現象，為此可以在油泵內設置油道並相應地在柱塞上刻槽，讓柱塞副充滿潤滑油，這樣柱塞副膠著和卡死的現象就基本解決了。
本發明的有益效果是，一是提供了一種能超高壓工作的噴油泵來代替現有的只能提供較低壓力的分列式泵、多缸直列泵或分配泵而不必對柴油機進行大的改造，二是提供了一種可以泵汽油的噴油泵，為汽油機的缸內噴射創造了條件。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是本發明的第一個實施例結構示意圖。
圖2是圖1中的柱塞(2)、(3)處在另一位置的示意圖。
圖3是本發明的第二個實施例結構示意圖。
圖4是圖3中的柱塞(2)、(3)處在另一位置的示意圖。
圖5是本發明的第三個實施例結構示意圖。
圖6是本發明的第四個實施例結構示意圖。
圖7是圖6C處的局部放大圖。
圖8是本發明實施例中排氣閥的結構示意圖。
圖9是圖8所示的排氣閥處在另一位置的示意圖。
圖中1.噴油器，2.柱塞，3.柱塞，4.連通腔，5.上限位圈，6.壓縮彈簧，7.增壓器，8.增壓器體，9.介質油室，10.介質油進口，11.介質油低壓迴路，12.漏油回收管，13.單向閥，14.燃料油箱，15.介質油箱，16.低壓燃料油管，17.高壓燃料油管，18.出油閥，19.低壓介質油管，20.高壓介質油管，21.排氣出油閥，22.凸輪軸，23.凸輪軸，24.燃料油進口，25.下限位圈，26.燃料油室，27.燃料油出口，28.管路，29.出油閥，30.管路，31.噴油頭，32.端面，33.潤滑油槽，34.潤滑油道，35.潤滑油箱，36.單向閥，37.輸油管，38.油道，39.油槽，40.計量泵柱塞，41.滑塞套，42.壓力泵柱塞，43.彈簧，44.單向閥，45.滑塞，46.彈簧，47柱塞套。
具體實施例方式
在圖1中，A是計量泵，所有分列式泵、多缸直列泵、分配泵以及其它能夠定時定量地提供一定壓力燃油的噴油泵包括電控泵等都可以用作計量泵。B是壓力泵，所有能夠定時地提供足夠高壓力、足夠量油的噴油泵都可以作為壓力泵B，這裡說的足夠量是指它每一次的噴油量必須大於計量泵A所提供的燃料油量，一般是把泵B的噴油量固定不變，使它的噴油量大於計量泵A的最大噴油量即可。現有的分列式泵、多缸直列泵、分配泵以及電控泵等都可以用作壓力泵B。由於B不必要有量的調節，這些泵的柱塞可以沒有調節噴油量的斜槽。(7)是增壓器，它由增壓器體(8)，兩個直徑不同的連在一起的柱塞(2)、柱塞(3)和上限位圈(5)、壓縮彈簧(6)、下限位圈(25)等組成，柱塞(2)的下面有燃料油室(26)，柱塞(3)的上面是介質油室(9)，其端部有連通腔(4)，增壓器(7)的上端有介質油進口(10)，下端有燃料油進口(24)和燃料油出口(27)，中間有介質油低壓迴路(11)和漏油回收管(12)。增壓器(7)在沒有開始工作之前，柱塞(2)柱塞(3)在壓縮彈簧(5)的推力作用下抵住下限位圈(25)，此時連通腔(4)與介質油低壓迴路(11)相通。工作原理如下計量泵A在其凸輪軸(23)的推動下，通過低壓燃料油管(16)從燃料油箱(14)中吸入一定量的燃油，加壓後經出油閥(18)高壓燃料油管(17)單向閥(13)燃料油進口(24)送入燃料油室(26)，推動柱塞(2)、柱塞(3)克服壓縮彈簧(6)的推力往上運動，使燃料油室(26)的容積增大，連通腔(4)與介質油低壓迴路(11)的位置錯開，錯開的距離與計量泵A輸入到燃料油室(26)的燃料油的多少成正比，如圖2所示。泵B在凸輪軸(22)的驅動下，從介質油箱(15)中通過低壓介質油管(19)吸入介質油，加壓後經排氣出油閥(21)、高壓介質油管(20)、介質油進口(10)送入介質油室(9)內，推動柱塞(3)、柱塞(2)向下運動，使燃料油室(26)的容積縮小，從而使裡面的燃料油經管路(28)出油閥(29)管路(30)被壓送到噴油器(1)中，噴油開始，當柱塞(2)、柱塞(3)向下運動到接近下限位圈(25)使連通腔(4)與介質油低壓迴路(11)相通時，如圖1所示，介質油室(9)內的壓力驟然下降，柱塞(2)、柱塞(3)停止向下運動，燃料油室(26)裡面的壓力急劇下降，噴油器(1)停止噴射。下一次工作周期又這樣重新開始。圖1左邊雙點畫線方框內所表示的是一般柴油機用的噴油器(1)，該噴油器是所謂的閉式噴油器。從圖1中可以看出，增壓器(7)與噴油器(1)可以靠得很近，甚至可以設計為一體，管路(28)、(30)可以很短，而產生二次噴射和穴蝕現象的根本因素主要取決於增壓器(7)與噴油器(1)之間的油路的長短，這個長度越短越好，因此本實施例能夠有效地避免二次噴射和穴蝕現象的產生。試驗表明，高壓介質油管(20)的長短對二次噴射和穴蝕現象的影響不明顯，而高壓燃料油管(17)的長短根本不是影響因素，所以這兩根油管可以適當地加長，使泵A和泵B可以象現有的多缸直列泵一樣緊湊地設計在一起，而泵A和泵B的動力仍可以由現有柴油機的油泵傳動軸提供，所以本發明的噴油泵不需要對現有採用多缸直列泵、分列式泵或分配泵的柴油機進行重新設計和大的改造，就可以在其上面安裝使用。
圖3顯示的是本發明的噴油泵連接開式噴油頭的示意圖。噴油頭(31)是一般泵噴嘴所用的開式噴油頭。在本實施例開始工作之前，柱塞(2)柱塞(3)在壓縮彈簧(6)的推力作用下抵住下限位圈(25)，處在圖3所示的位置上，柱塞(3)的端面(32)處在介質油低壓迴路(11)的下面，當計量泵A將一定量的燃料油壓入燃料油室(26)後，柱塞(2)柱塞(3)向上運動到圖4所示的位置，此時端面(32)與介質油低壓迴路(11)的位置錯開，錯開的距離與計量泵A輸入到燃料油室(26)的燃料油的多少成正比，介質油室(9)與介質油低壓迴路(11)不相通。壓力泵B在凸輪軸(22)的驅動下把介質油壓入介質油室(9)，推動柱塞(3)柱塞(2)向下運動使燃料油室(26)中的燃料油壓入噴油頭(31)中，噴射開始，當(3)、(2)運動到圖3所示的位置時，端面(32)處在介質油低壓迴路(11)的下面，介質油室(9)裡的壓力驟然下降，(3)、(2)停止向下運動，噴油頭(31)停止噴射。下一個噴油周期又這樣開始。圖1、圖3所顯示的柱塞(2)的直徑比柱塞(3)的直徑小，根據液壓原理可知，增壓器(7)是起到增壓的作用，燃料油的壓力大於介質油的壓力，即噴油器的噴射壓力大於壓力泵B提供的壓力。這適合柴油機的供油系統，為實現高壓特別是超高壓噴射提供了一個技術手段。
圖5是本發明的第三個實施例結構示意圖，本實施例可以用於柴油但更適合汽油的高壓噴射。請看圖5的左邊，與圖1、圖3不同的是增壓器(7)的增壓器體(8)內設計有潤滑油道(34)，在柱塞(2)上有相應的潤滑油槽(33)。由於燃料油是汽油，汽油的潤滑性差，粘度小，使與它接觸的柱塞(2)極容易磨損，設計潤滑油道(34)和潤滑油槽(33)是為了改善柱塞(2)的潤滑條件。但汽油的滲透性很強，很容易滲透到介質油裡面去，使介質油變質，因此必須使介質油的壓力大於燃料油即汽油的壓力，為此(2)的直徑必須大於(3)的直徑，選擇適當的直徑比可以使汽油不滲透到介質油裡面去，而相反有少量的介質油會滲透到汽油裡面去，但這也不要緊，這種介質油與汽油的混合油不影響內燃機的燃燒。計量泵A泵汽油可能有問題，容易出現柱塞副膠著和卡死的現象，原因是汽油的潤滑性差造成的，也同樣可以採取增設油道和在柱塞上刻槽的方法來解決，讓柱塞副充滿潤滑油，這樣柱塞副膠著和卡死的現象就不存在了。下面結合圖6、圖7作進一步地詳細說明。見圖6，在計量泵A的右側有潤滑油箱(35)，裡面裝了具有相當高壓力的潤滑油。又見圖7，計量泵柱塞(40)上開了油槽(39)，相應的在柱塞套上開了油道(38)，潤滑油通過單向閥(36)、輸油管(37)和油道(38)向油槽(39)提供潤滑油。潤滑油箱(35)內的壓力必須相當地高，這裡所謂「相當地高」的意思是指讓潤滑油能少量地進入汽油裡，而不能讓汽油滲入油槽(39)裡。計量泵A的柱塞副有了潤滑油的潤滑一般不會出現卡死和膠著的現象。
下面對排氣出油閥(21)的作用及工作原理進行說明。請看圖1，壓力泵B開始工作的時候，泵腔及高壓介質油管(20)裡都有空氣，如果這部分空氣不排除掉，油泵根本不可能提供高壓介質油，所以油泵開始工作之前必須把介質油系統裡的空氣全部排除乾淨，而且油泵正常工作以後介質油系統內也會因升溫和其他某種原因而不斷產生氣體，所以油泵B無論在工作之前還是工作中都存在一個不斷排除空氣的問題。為此本發明提供一種排氣出油閥(21)，可以比較好地解決這個問題。排氣出油閥(21)安裝在壓力泵B的柱塞套(47)之上，由滑塞套(41)、彈簧(43)、單向閥(44)、滑塞(45)和彈簧(46)組成。滑塞(45)與滑塞套(41)是滑動配合。它的工作過程是計量泵A將燃料油壓入燃料油室(26)時，柱塞(2)柱塞(3)向上移動，覆蓋介質油低壓迴路(11)(圖1)，使介質油室(9)容積縮小，介質油沿著高壓介質油管(20)流回壓力泵B，並使排氣出油閥(21)向下滑動一段距離s(見圖8)，由圖8可見排氣出油閥(21)上面的介質油流回不到泵腔裡，在一定時刻壓力泵B的柱塞(42)向上頂起，把介質油壓入高壓介質油管(20)裡，此時排氣出油閥(21)向上移動到頂部，但還有多餘的介質油衝開單向閥(44)流進(20)中，如圖9所示，而流進(20)裡以後卻再也回不到泵腔D裡。所以泵腔D內的介質油和空氣被不斷地壓入到(20)和增壓器(7)中，最後到介質油箱(15)中，這樣空氣被不斷地排出，介質油也在不斷地循環，使介質油系統特別是泵B的工作腔D內的溫度不會升得過高。
權利要求
1.一種內燃機噴油泵，其特徵是由燃料油箱(14)、低壓燃料油管(16)、凸輪軸(23)、計量泵A、出油閥(18)、高壓燃料油管(17)、單向閥(13)、增壓器(7)、高壓介質油管(20)、壓力泵B、低壓介質油管(19)和介質油箱(15)順序連接而成，計量泵A連凸輪軸(23)，壓力泵B連凸輪軸(22)，現在所有的噴油泵包括機械式泵(如分列式泵、多缸直列泵、分配泵)和電控泵都可以用作計量泵A和壓力泵B，其中壓力泵B裡的柱塞可以沒有調節噴油量的斜槽，增壓器(7)裡面有連在一起的柱塞(2)和(3)，柱塞(2)的下端有下限位圈(25)和燃料油室(26)，柱塞(3)的上端有壓縮彈簧(6)，增壓器體(8)上設置有5個孔，它們分別是燃料油進口(24)，燃料油出口(27)，漏油回收管(12)，介質油低壓迴路(11)和介質油進口(10)，其中燃料油進口(24)連接單向閥(13)，漏油回收管(12)和介質油低壓迴路(11)分別連接介質油箱(15)，介質油進口(10)與高壓介質油管(20)相連接，燃料油出口(27)與噴油頭(31)相連或經管路(28)、出油閥(29)和管路(30)與噴油器(1)相連。
2.根據權利要求1所述的一種內燃機噴油泵，其特徵是在壓力泵B的柱塞套(47)的上面安裝有排氣出油閥(21)，(21)由滑塞套(41)、彈簧(43)、單向閥(44)、滑塞(45)和彈簧(46)組成，其中彈簧(43)、單向閥(44)安裝在滑塞(45)的裡面，(43)靠其彈力始終頂著單向閥(44)，滑塞(45)在滑塞套(41)的裡面並可以自由滑動，彈簧(46)頂著滑塞(45)。
3.根據權利要求1所述的一種內燃機噴油泵，其特徵是在增壓器體(8)之內有潤滑油道(34)，在柱塞(2)上有潤滑油槽(33)。
4.根據權利要求2所述的一種內燃機噴油泵，其特徵是在增壓器體(8)之內有潤滑油道(34)，在柱塞(2)上有潤滑油槽(33)。
5.根據權利要求3所述的一種內燃機噴油泵，其特徵是柱塞(2)的直徑比柱(3)的直徑大。
6.根據權利要求4所述的一種內燃機噴油泵，其特徵是柱塞(2)的直徑比柱(3)的直徑大。
7.根據權利要求5所述的一種內燃機噴油泵，其特徵是在計量泵A裡有輸油(37)、油道(38)和油槽(39)，在A的外面有潤滑油箱(35)和單向閥(36)，其中(35)、(36)、(37)、(38)依順序相連。
8.根據權利要求4所述的一種內燃機噴油泵，其特徵是在計量泵A裡有輸油管(37)、油道(38)和油槽(39)，在A的外面有潤滑油箱(35)和單向閥(36)，其中(35)、(36)、(37)、(38)依順序相連。
9.根據權利要求8所述的一種內燃機噴油泵，其特徵是柱塞(2)的直徑比柱塞(3)的直徑大。
全文摘要
一種內燃機噴油泵，用於內燃機的供油系統。由燃料油箱(14)、低壓燃料油管(16)、凸輪軸(23)、計量泵A、出油閥(18)、高壓燃料油管(17)、單向閥(13)、增壓器(7)、高壓介質油管(20)、壓力泵B、凸輪軸(22)、低壓介質油管(19)和介質油箱(15)順序連接而成。計量泵A在凸輪軸(23)的驅動下，從燃料油箱(14)中吸入燃料油，加壓後通過高壓燃料油管(17)單向閥(13)輸入燃料油室(26)中，使柱塞(2)、(3)向上移動而覆蓋介質油低壓迴路(11)，壓力泵B在凸輪軸(22)的驅動下，通過低壓介質油管(19)從介質油箱(15)中吸入介質油加壓後經高壓介質油管(20)輸入增壓器(7)中，推動柱塞(3)、(2)向下運動，從而將(26)內的燃料油壓入噴油器中。本發明利用現有的泵可以實現超高壓噴射，而不必對現有的柴油機進行重新設計和大的改造，另外其中的一個實施例還可以用於汽油的高壓噴射。
文檔編號F02M59/00GK101070804SQ20071012676
公開日2007年11月14日 申請日期2007年6月18日 優先權日2007年6月18日
發明者寧華秋 申請人:寧華秋