一种集成式供油单元的制作方法

日期:2019-06-26 06:48:47

专利名称:一种集成式供油单元的制作方法
技术领域
本发明属于发动机技术领域,具体涉及电子喷油装置,尤其涉及一种应用于小型发动机的电子燃油喷射系统。
背景技术
现有的BOSCH电子燃油喷射系统由嵌入在燃油箱中的旋转电磁泵提供燃油,燃油通过高压油路并经调压后到达喷嘴,电子控制单元(ECU)控制喷嘴将燃油定量定时地喷入进气歧管。在应用到小型高速发动机时,例如摩托车发动机,会存在成本高、安全性差以及进气压力波动影响大等问题。
中国发明专利CN1133810C“电动燃油喷射装置”提供了一种新型的脉冲式电磁驱动的燃油喷射装置,由燃料进入装置、燃料驱动装置和燃料喷出装置组成,通过燃料驱动装置的工作线圈和回位线圈形成磁回路驱动包含衔铁和柱塞的从动装置,实现吸油喷油的往复循环。此发明提供的集成式供油单元可以通过低压油管直接从燃油箱中取得燃油。
集成式供油单元在应用上可能会遇到以下问题安装姿态严格限制、发动机长时间搁置、热车状态启动、长时间怠速以及高温大负荷行驶等情况下,供油单元内外的燃油通道中产生的燃油蒸汽会严重地干扰正常的供油。为此,需要提出更加完善的结构方案以有效地抑制燃油蒸汽的产生并迅速地排除已经产生的蒸汽。
专利申请CN1474910A“电子控制燃料喷射装置”中特别强调了可能发生的上述问题,因此它从进油的入口到回流的出口在线圈与气缸之间设置了一个旁通的“回流管路”用以导引燃油直接回到燃料箱,由于这种回流所通过的结构均处于相对静止状态,缺乏足够的动力,对安装姿态过于敏感,燃油蒸汽仍然极有可能集聚在供油单元内外并影响它的正常工作。另一项具有改进意义的专利申请CN1458403A“电子控制燃料喷射装置”在前者的基础上,即保留上述“回流管路”,在其溢流出口处增加了一个单向阀以防止燃油蒸汽进入“压送室”。
上述专利或者专利申请没有提出主动抑制燃油蒸汽产生和动力排除蒸汽的结构机制,对于安装姿态有着严格的限制,因此在实际应用上仍然不能完全避免上述问题的发生。

发明内容
本发明针对现有的问题,之目的在于提供一种能够主动抑制燃油蒸汽的产生和主动排出蒸汽、结构简单、可靠的集成式供油单元。
本发明的目的通过以下技术方案实现即一种集成式供油单元,其包括一个提供往复运动的驱动装置和一个被驱动的柱塞泵装置,一个燃油喷出装置,一个进油件,一个回油件,从进油件到回油件有一条始终保持畅通的回油通路,回油通路中的部分燃油通过柱塞泵装置的作用从燃油喷射装置喷出,其特征在于驱动装置包括线圈和套筒以及一个在所述线圈之磁场作用下在套筒中做往复运动的运动装置,所述运动装置在所述回流通路中以产生流量差的方式往复运动,从而产生从进油件到回油件的回油流动。
本发明利用运动装置在回油通路中的往复运动所产生的伴随流动,形成一个从进油件到回油件的回油流动。所述运动装置在回油通路中的往复运动,必然会产生燃油的伴随流动,这个伴随流动的特点是双向脉动,其流量差(净流量)有三种不同的结果始终保持一个从进油件到回油件的回油流动;始终保持一个从回油件到进油件的反回油流动;流向不确定,有时正向(回流方向),有时反向。本发明将所述运动装置之结构和运动方式限定在产生第一种情况的流动,即始终保持一个回油流动。
影响回流的因素有运动装置的结构、回流通路的形状以及往复运动的速度之比等等。它们以下述方式影响所述流量差由于运动装置之几何形状的影响,在回位方向受到的流体运动阻力大于其反向阻力时,则有利于增大回油量;由于回油通路之几何形状的影响,在回油方向增大流量系数时,则有利于增大回油量;由于运动装置之速度比的影响,运动装置在回位方向(即回流方向)的速度提高时,则有利于回油流量的增大;当运动装置的回位运动使得通过燃油通道的有效流通面积减小时,有利于增大回油量。
所述线圈通过输入的PWM电压波形成脉冲磁场以驱动运动装置,磁场力可以由一个线圈或者两个产生不同方向力的线圈提供。如果磁场力是单向的,那么另一个方向的力则需要弹簧或者液压等其它方式提供。
本发明之运动装置的一种简单结构为一个电枢。
上述的电枢还设有与所述回油通路串联的电枢油道,从而有利于该装置的小型化,并减小电枢的运动阻力。
上述电枢油道的一种改进方案是在回油方向的入口处的流通面积大于或者等于出口处的流通面积。这样,电枢在回油方向所遇到的流体阻力要大于其反向阻力。
上述电枢油道的更进一步简化布置是电枢油道贯通电枢中心。这样,不仅有利于磁场的合理分布,而且能够降低加工难度。
在上述方案的基础上,在电枢与柱塞接触的前端面设有一个跨越电枢油道入口的拱形传力件,从而使得电枢在驱动柱塞泵装置的同时又能够减小流体的阻力。所述拱形传力件可以是U字形的,也可以呈放射状,可以固定于电枢和/或柱塞,也可以独立于两者。
本发明之上述电枢在回油方向的回位运动由所述回油件限位,在所述电枢的后端面设有一个围绕电枢油道出口的凸台,在回油件上设有一个能够避让所述凸台运动并且形状与之相匹配的阶梯孔。所述的凸台—阶梯孔结构不但可以增大电枢在回油方向的流体阻力,而且可以减小与回油件之间的冲击噪音。基于此思想,所述凸台和阶梯孔可以换位设置或者有其它各种不同形式,例如,将凸台设于回油件之上,电枢后端设有阶梯孔。
本发明之回油件设有一个与回油通路串联的回油道,回油道包含一个整流段,燃油从两个方向通过整流段时,在回油流动方向具有更大的流量系数。
本发明之电枢油道设置在电枢与套筒之间,这样比较容易安排电枢与柱塞之间力的传递。
本发明之运动装置还可以包括一个与电枢同步运动的回油驱动件,回油驱动件设有与所述回油通路串联的动回油道,回油驱动件位于回油件和电枢之间。此动回油道的设计原理与所述电枢油道相似,即使得回油驱动件在回油方向的运动受到比反向更多的流体阻力。
本发明之柱塞泵装置包括一个柱塞和一个与柱塞相互配合压送燃油的压力室,在压力室和所述回油通路之间设有一个吸溢通道,柱塞被所述运动装置所驱动,进行吸油/压送的往复运动,柱塞吸油运动时,燃油通过吸溢通道进入压力室,柱塞在压送运动的初期,压力室中的部分燃油或者燃油蒸汽通过吸溢通道排出,当所述吸溢通道被柱塞运动关闭时,则开始对燃油进行有效压送。
上述柱塞泵装置之进一步的改进方案是,在压力室和回油通路之间还设有一个吸油单向阀,柱塞吸油运动时,燃油先通过吸油单向阀再通过吸溢通道进入压力室,柱塞在压送运动的初期,压力室中的部分燃油或者燃油蒸汽通过吸溢通道排出,当吸溢通道被柱塞运动关闭时,则开始对燃油进行有效压送。
上述柱塞泵装置之更进一步的改进方案是,吸溢通道还串联一个通向所述回油通路的单向溢油阀,燃油只能通过所述吸油单向阀进入压力室。本发明之柱塞泵装置之另一种方案是,其特征在于吸溢通道通过一个单向溢油阀通向所述回油通路,一个进油口设在回油通路的吸油单向阀通过所述吸溢通道连通压力室。
本发明之柱塞泵装置之再一种方案是,在压力室与回油通路之间设有流量微调装置,流量微调装置包括量孔和微调螺钉,量孔连接压力室和回油通路,通过微调螺钉可以切断或者改变通过量孔的流量。
本发明之集成式供油单元,上述柱塞泵装置中的吸油单向阀的入口处还可以设有防止气泡或者燃油杂质进入压力室的过滤装置。
本发明之集成式供油单元,燃料喷射装置可以仅为燃料喷出口;或者包括出油阀和雾化喷嘴,以获得更佳的雾化混合效果。
上述的出油阀由阀体、阀座及弹簧组成,其中阀体是球体,阀座是轴对称曲面,或者阀体是平面薄片,阀座是弹性件。
上述的雾化喷嘴由喷嘴体,阀杆以及弹簧组成,其中阀杆的前端部的锥形体或者球形体形成阀体,喷嘴体上的锥面形成阀座,喷嘴体上开有进油孔;阀杆后端部设有弹簧座,它与喷嘴体之间的轴向间隙形成阀杆的最大升程。另外,在喷嘴的入口处还可以设置过滤装置,以防止喷嘴之阀杆卡住。
本发明提供的集成式供油单元,其燃料喷射装置中的雾化喷嘴还包括设在出口的导流罩,导流罩设一个或者多个燃油出口。
上述雾化喷嘴的阀杆,在开启时的最大流通面积与柱塞截面积之比限定在0.025之内。
将燃油通过所述集成式供油单元喷入内燃机的进气道或汽缸。从而实现进气口喷射和缸内直接喷射。
本发明之集成式供油单元的应用范围是小型发动机,包括但不限于汽车,摩托车,发电机,通用汽油机,小型飞机,小型水上艇用发动机,可以用于汽油机或者柴油机或者其它代用燃料发动机,可以用于进气道喷射和缸内直接喷射燃烧系统。


下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步详细描述图1为本发明提供的集成式供油单元的第一个实施例的结构示意2为本发明提供的集成式供油单元的第二个实施例的结构示意3为本发明提供的集成式供油单元的第三实施例局部结构示意图。
图4为本发明提供的集成式供油单元的第四实施例局部结构示意图。
图5为本发明提供的集成式供油单元的第五实施例局部结构示意图。
图6为本发明提供的集成式供油单元的第六实施例局部结构示意图。
图7为本发明提供的集成式供油单元的第七实施例局部结构示意图。
图8为本发明提供的集成式供油单元的第八实施例局部结构示意图。
图9为本发明的一实施例应用于发动机供油系统的构成图。
具体实施例方式
实施例1如图1所示,在第一实施例中,本发明的集成式供油单元包括一个提供往复运动的驱动装置20和一个被驱动的柱塞泵装置30,一个燃油喷出装置90,一个进油件13,一个回油件14。
从进油件13到回油件14有一条始终保持畅通的回油通路15,回油通路15中的部分燃油通过柱塞泵装置30的作用从燃油喷射装置90喷出,其余燃油通过驱动装置20经回油通路15被输送到回油件14。
驱动装置20包括线圈25、套筒27、磁轭26以及磁隙28和一在所述线圈25之磁场作用下在套筒27中做往复运动的运动装置10。
回油件14包括回油通道12、回油件体50和整流段51,整流段51与回油通路15以及回流通道12连通串联。整流段51为一个阶梯状的梯形通道,从回油方向流过整流段51的流量系数大于反方向流动的流量系数。回油件14与回油的低压油管相连接。
运动装置10包括电枢21,电枢21大致为圆柱体,在套筒27近似圆柱形的空间中作往复直线运动,空间的侧面由导磁的套筒27以及非导磁的磁隙28划定,一端被回油件14划定,另一端边界被柱塞泵装置30划定。电枢21与套筒27之间存在适当的间隙以保持良好的滑动性,电枢21置于圆柱形空间内,可滑动自如地往复直线运动,在初始位置即每个循环的初时时刻,电枢21的前端面位于磁隙28的长度之内。
电枢21的中心贯通形成为电枢油道22,电枢油道22的入口处22a的流通面积大于或等于整个通道的最小截面积,较优的选择是通道一段设置成锥形,即入口处22a为最大流通面积,电枢油道22的出口处22b为截面积最小,这种设计有利于增大电枢在回油方向运动受到的流体阻力,或者减小反向的阻力。电枢21通过柱塞31压送燃油的运动通过电磁力实现,其回位运动由弹簧36和/或36a完成。
电枢21后端具有一个围绕中心电枢油道22的凸台23,回油件体50的整流段51入口处开设一个能避让凸台23的阶梯孔29,阶梯孔29的深度和直径大于或者等于电枢21后端的凸台23高度。当电枢21的回位运动接近回油件体50,电枢21的后端面与回油件体50的端面趋于形成一个一定程度的封闭空间,此空间中的流体受到限制,燃油因此而受到挤压同时减缓了电枢21回位对回油件体50的冲击,同时,这种凸台一阶梯孔结构更有利于在回油方向产生流量差。
柱塞泵装置30包括柱塞31、泵体49、压力室32以及置于压力室32之内用于柱塞运动复位的回位弹簧36。回位弹簧36设在压力室32内或者其它能够对柱塞31施加回位力的地方,回位弹簧36可以是一个或者多于一个。
柱塞31的形状大致是一个圆柱体,与电枢21同轴设置并在泵体49内的一个腔体内运动。电枢21通过设置两者之间的拱形传力件24驱动柱塞31往复运动。拱形传力件24可以固定在电枢油道22的入口边缘,可以跨设,也可以为电枢21伸出的突出片;也可以将传力件24设计成放射状固定在柱塞31上;并且也可以将电枢21、传力件24以及柱塞31设计为一体;只需要保证回流通路15中的流体能够通畅地流入电枢21的电枢油道22。
泵体49与电枢21之间设弹簧36a,弹簧36a一端位于电枢21的凸肩,一端自由接触于在泵体49的端面上。回位弹簧36a可提高所述电枢的复位速度而得到有利于回油,促进运动装置泵油能力,同时可以减小压力室的体积,相应缩小供油单元的体积。在弹簧36和/或36a的作用下,运动装置10有足够大的回位速度,运动装置10的往复运动会在回油通路15中产生一个流量差,以维持从进油件13到回油件14的回油流动。
泵体49上纵向开孔或沟槽形成为回油通路15的一部分。
泵体49与柱塞31划定供柱塞31往复运动的空间,泵体49内孔的腔体一段为供柱塞作往复运动的滑动壁面32a和与柱塞31不接触的非滑动璧面32b。连通压力室32和回流通路15的吸溢通道33设在滑动壁面32a上,滑动壁面32a按普通柱塞式油泵的要求与柱塞31配合;压力室32为泵体49的腔体与柱塞31形成的空间。
在柱塞31压送行程的初始位置时,溢流通道33、压力室32以及回流通路15连通;电枢21驱动柱塞31向压力室32运动,压力室32内的部分燃油连同可能存在的气体通过吸溢通道33流出;当吸溢通道33被柱塞31的运动关闭后,压力室32内的燃油因受挤压,压力超过限定值流向燃油喷出装置90,压送行程结束;柱塞31在回位弹簧36的作用下开始吸入行程,在回位过程中,当溢流通道33再一次被打开时,燃油通过溢流通道33进入压力室32,这时电枢21正处于回位行程的末期,回油通路15中可能存在的燃油蒸汽由于运动装置10向回油方向的运动被带离溢流通道33的入口部分,溢流通道33附近为新鲜的燃油,蒸汽进入压力室32的可能性较小。
燃料喷射装置90的入油口设在压力室32的非滑动壁面32b上,燃料喷射装置90包括出油阀70和雾化喷嘴60,出油阀70由阀体71、阀座72及弹簧73组成,其中阀体71是球体,阀座72是轴对称曲面,或者阀体71是平面薄片,阀座72是弹性件。
雾化喷嘴60由喷嘴体62,阀杆61以及弹簧65组成,阀杆61的前端部69a的锥形体或者球形体形成阀体,喷嘴体上的锥面69b形成阀座,在弹簧65预紧力的作用下,阀杆61坐落于喷嘴体上的锥面69b上使得雾化喷嘴60处于关闭状态,喷嘴体62上开有进油孔68;后端部设有弹簧座66,它与喷嘴体62之间的轴向间隙形成阀杆61的最大升程。
燃油喷出口74为出油阀71的出油口,在燃油喷出口74与进油孔68之间还设有滤网67,用于阻止杂质从进油孔68到达阀杆61喷嘴体62之间的配合间隙中。
压力室32内压力达到限定压力后,燃油进入燃料喷射装置90的燃油腔,经过滤网67由进油孔68进入喷嘴座面,当燃油压力高于弹簧65的预紧力时,阀杆61朝向外顶出,喷嘴开启,燃油随之喷出。
本发明之燃油喷出装置90的轴线可以与柱塞31运动方向平行或者垂直,也可以成某一个角度以适应最佳燃油喷射方向。
进油件13包含一进油通道11,进油件13与外部的低压供油油管相连接,进油通道11与柱塞泵装置30中回油通路15连通。
以下为本发明提供的集成式供油单元的工作过程在每个循环的初始时刻,电枢21的前端面位于非导磁的磁隙28的长度之内,线圈25通过输入的PWM电压波形成脉冲磁场以驱动电枢21向前运动,电枢21通过传力件24顶压柱塞31下移,弹簧36a和36被压缩,开始燃料的压送行程。
在加压的初始阶段,设在压力室32滑动壁面32a的吸溢通道33与压力室32以及回油通路15连通,压力室32部分燃料以及可能存在的燃油蒸汽从吸溢通道33排出到回油通路15。
柱塞31继续下行,关闭吸溢通道33,此时压力室32中的燃油被挤压,等压力室32内压力升至给定压力时,出油阀70开启,压力室32中的燃油经过高压通道进入燃料喷射装置90的燃油腔,经过滤网67过滤杂质,当燃油压力高于弹簧65的预紧力时,阀杆61向外顶出,燃油由喷嘴体62上的进油孔68进入喷嘴座面69b,燃油随之喷出。当喷嘴体62腔体内的油压对于阀杆61产生的作用力低于弹簧65的作用力时,阀杆61开始落座,喷嘴关闭。
线圈25的通电关闭后燃油结束喷射,柱塞31在回位弹簧36的作用下做回位运动,同时进行燃料的吸引行程,新鲜的燃油由进油道11进入回流通路15,当柱塞31的运动再次打开吸溢通道33时,燃油由吸溢通道33被吸入压力室32,与此同时,回油通路15中的燃油在电枢21回位运动作用下沿回油通路15经电枢油道22从回油件14排出,用以冷却机体并排出气泡,当电枢21回位至回油件体50的阶梯孔29的端面时,回到初始位置,电枢21的前端面亦回到磁隙28的长度之内,准备开始下一循环。
由于电枢油道22的几何形状和回油件体50的几何形状的关系,以及足够的回位弹簧力,电枢21的往复运动可以产生足够的回油净流量,从而有效地冷却本体并排除蒸汽以保证稳定的燃油喷射。
实施例2如图2所示,在第二实施例中本实施例的运动装置的电枢21包含一段锥形油道22c,由于锥形油道22c的存在,使得电枢21在往复运动中,在回流方向受到的流体阻力大于反向阻力,从而促进回油方向流量差的产生。
电枢21后端具有一个围绕中心电枢油道22的凸台23,回油件14设一个能避让凸台23的阶梯孔29,阶梯孔29的深度和直径大于或者等于电枢21后端的凸台23高度和直径。当电枢21的回位运动接近回油件14,电枢21的后端面与回油件14的端面趋于形成一个一定程度的封闭空间,此空间中的流体受到限制,燃油因此而受到挤压同时减缓了电枢21回位对回油件14的冲击,同时,这种凸台一阶梯孔结构更有利于在回油方向产生流量差。
作为柱塞泵装置30的进一步改进,在压力室32和回油通路15之间设一个吸油单向阀40,其出口设在压力室32的非滑动壁面,其目的是减小柱塞的回位运动阻力和进一步降低蒸汽进入压力室的可能性。吸油单向阀40的入口处设置过滤装置44,过滤装置可为普通滤网。
吸油单向阀40包括阀体41、弹簧43以及阀座42,其中,阀体41可以是球体、阀座42可为轴对称曲面。
在加压阶段,吸油单向阀40关闭;在吸油阶段的初始,吸溢通道33关闭,压力室32内压力低,吸油单向阀40开启,在回油通路15的燃油通过开启的吸油单向阀40流入压力室32,柱塞31继续上移至吸溢通道33开启,燃油同时经吸油单向阀40和吸溢通道33进入压力室32。
压力室32与回油通路15之间还设有流量微调装置80,流量微调装置82包括量孔81和微调螺钉82,量孔81连接压力室32和回油通路15,通过微调螺钉82可以切断量孔81或者改变通过量孔81的燃油流量。设立流量微调装置80的目的在于提高流量的一致性。
此实施例中,作为燃油喷出装置90的进一步改进,在所述的雾化喷嘴60之喷射方向的前方设有一个导流罩63,导流罩63与阀杆61和喷嘴体62之前端形成残余容积63a,可以根据供油单元的具体安装位置在导流罩63上开设一个或者多个燃油出口64,用于改变喷射的锥角和方向。
当油压对阀体61所产生力的能够克服弹簧65的预紧力时,阀体61向残余容积63a方向运动,喷嘴随之开启,由导流罩63上开设的至少一个的燃油出口64喷出。
其它同实施例1。
实施例3如图3所示,本发明提供的供油单元在第三实施例中在本实施例中,运动装置10还包括一个与电枢21同步运动的回油驱动件52,设置于回油件体50和电枢21之间。回油驱动件52上开有与回油通路15串联的动回油道53,动回油道53为一个入口较大的锥形通道,即从回油方向流过动回油道53的流量系数大于反方向流动的流量系数。回油驱动件52的侧面还开设有从动回油道53通向滑动璧面的侧通道18。
回油驱动件52通过设于其前端的弹簧36b实现与电枢21的同步运动,并且弹簧36b有利于电枢21以产生流量差的方式往复运动。
回油驱动件52可以与电枢21固接,也可以为单独件与电枢21靠紧,它们可以同轴设置,也可以非同轴设置。电枢211上可不设燃油通道,也可以有多个或者一个电枢油道22d布设于电枢21内,套筒27筒体外侧与线圈25之间开设有旁通燃油通道16,在电枢两个端面附近的套筒27筒体上开设有侧向燃油通道17和17a,它们在轴向的长度分别覆盖电枢两个端面的运动范围,以致于在任何时刻,燃油都能够从回油通路15通过侧向燃油通道17a进入旁通燃油通道16,再从侧向燃油通道17进入侧通道18,然后再进入动回油道53。这样,回油通路15-侧向燃油通道17a-旁通燃油通道16-侧向燃油通道17-侧通道18-动回油道53构成一个始终保持连通的燃油通路,有了这个燃油通路,即便没有电枢油道22d,或者电枢油道22d的流通面积很小,在回油驱动件52和电枢21的往复运动的作用下,也能够产生一个回油流动。
侧向燃油通道17a的一部分会与磁隙28在空间上重叠,磁隙28是由非导磁材料制造,例如黄铜等。
在回流驱动件52和回油件14之间,仍然可以设置凸台—阶梯孔结构以减小冲击和有利于产生回油方向的流量差。在回油件14上也可以设置锥形阶梯状的整流段51,从而增强回油能力。
其它同实施例1实施例4如图4所示,在第四实施例中本实施例同实施例3作为驱动装置的改进实施例,在本实施例中电枢油道22e为电枢21筒体四周加工的纵向孔或者沟槽。电枢油道22可以减轻电枢21的重量以及电枢21运动的阻力。提高电枢21运动的高速特性。电枢油道22e串联与回油通路15中。
在本实施例中,在回油件14上设有一个朝向电枢的回油腔54。回油腔54可以是一个简单的与回油道12串联的孔,开口的尺寸与电枢油道22e相匹配,其匹配原则是当电枢与回油件靠紧时,仍然能够保持电枢油道22e与回油腔54的连通,即回油腔54的开口与电枢油道22e之间有一定的重合;当电枢21的回位运动接近回油件14时,电枢油道22e的有效流通面积在减小,受到的流体阻力增大,从而有利于产生回油方向的流量差。
回油方向流量差的产生有利于排出体内的热量和蒸汽的排除。
其它同实施例2实施例5如图5所示,在第五实施例中本实施例中,回油件14包含一回油道,此回油道由油道55和一个与之连通的环槽56构成,电枢21设有电枢油道22,并在电枢21的后端面设有与电枢油道22连通的侧孔19。当电枢21的回位运动接近回油件14时,环槽56会被电枢21的侧面部分覆盖,当电枢21后端面与回油件14的端面靠紧时,环槽56只有通过侧孔19与电枢油道22连通,在这个过程中,电枢21的回位运动使得电枢油道22的有效流通面积减小,受到的流体阻力增大,从而有利于增大回油量。
本实施例提供一种提高工作频率的结构,驱动装置20包括一个工作线圈25a和一个回位线圈25以及磁隙28a和回位磁隙28,工作线圈25a和回位线圈25同轴设置,它们分别由两个相互独立的PWM控制,产生一个交变的磁场,工作线圈25a形成的磁回路驱动电枢21正向运动,回位线圈25形成的磁回路帮助所述的电枢21回位,此改进方案不仅能够加速电枢21的回位速度,从而增大回油量,而且可以使得该装置的工作频率提高。
其它同实施例1
实施例6如图6所示,在第六实施例中与实施例5不同的是在电枢油道22与回油道12之间设一单向阀50,单向阀50包括阀体58、弹簧591以及阀座59构成,其中,阀体50是球体、阀座59为轴对称曲面;或者阀体50为平面薄片、阀座59为“O”型圈。单向阀50的进口连通电枢油道22,出口设在回油道12上。
单向阀50并联燃油通道55,从而保持油道15始终保持通畅。由于单向阀50的存在,使得燃油通过回油道12的流量系数在回油方向大于反方向,从而产生促进回油流量。
其它同实施例5实施例7如图7所示的第七实施例作为实施例一之柱塞泵装置30的进一步改进,在压力室32和回油通路15之间为吸油单向阀40,其出口设在压力室32的非滑动壁面,吸溢通道33串联一个通向所述回油通路15的单向溢油阀46,出口设在回流通路15。
吸油单向阀40包括阀体41、弹簧43以及阀座42,在其入口处可设燃油过滤装置44。
溢油阀46包括阀体47、弹簧149以及阀座48,如果阀体47依靠重力能够落座,则弹簧149可以省略。
在吸油的整个阶段,吸溢通道33被单向溢流阀46关闭,通向压力室32的燃油全部由吸油单向阀40的供给,阻断回油通路15的燃油蒸汽,更进一步避免燃油蒸汽通过吸溢通道33回流到压力室32。
实施例8如图8所示的第八实施例为实施例一之柱塞泵装置30更进一步的改进,本实施例中,吸溢通道33通过单向溢油阀100通向回油通路15,吸油单向阀110通过吸溢通道33将回油通路15与压力室32连通,吸油单向阀110的进油口设在回油通路15上。
单向溢油阀100包括阀体102、弹簧101和阀座103,如果阀体47依靠重力能够落座,则弹簧101可以省略。
吸油单向阀110由阀体111、弹簧113和阀座112构成,此单向阀为常规的单向阀结构。
在柱塞31运动的初始阶段,压力室32部分燃油以及携夹的燃油蒸汽从吸溢通道33通过单向溢油阀100排出到回油通路15,柱塞31继续下行,关闭吸溢通道33,此时压力室32中的燃油被加压,等压力室32内压力升至给定压力时,由燃油喷出装置90喷出。
燃油线圈的通电结束后,柱塞31在回位弹簧36的作用下开始回位运动,开始进行燃料的吸油行程,此时,燃油由进油通道11进入回流通路15,通过吸油单向阀110由吸溢通道33进入压力室32,此时单向溢油阀100关闭,阻止了残留蒸汽被吸入压力室32的可能。
此种结构有利于简化结构,使集成式供油单元小型化。
其它同实施例1。
实施例9如图9所示,本发明之集成式供油单元在发动机上的一个实际应用举例燃油由油箱6经过滤器4a和燃油箱通道241a以及过滤装置4进入汽液分离器7之空腔7a,其中过滤装置4为可选择件,另一个可选择的通路是备用油通路,它是由备用过滤器4b、备用燃油箱通路241b和燃油开关9构成,当燃油液面6a低于过滤器4a之入口时,燃油开关9才打开,备用油路才能起作用。空腔7a内的燃油经过进油管4到达本发明之集成式供油单元1的进油件13,一部分燃油经过喷射装置90喷入发动机2的进气道(或者气缸),其余部分从回油件14排出,经过回油管5回到汽液分离器7之空腔7a。
本发明之集成式供油单元1内的燃油蒸汽被回油流动带到汽液分离器7之空腔7a中,再通过排气管路8将其中的燃油蒸汽排到油箱6之液面6a之上,排气管路8的入口在空腔7a之上方,出口始终保持在液面6a之上或者附近。
权利要求
1.一种集成式供油单元,其包括一个提供往复运动的驱动装置(20)和一个被驱动的柱塞泵装置(30),一个燃油喷出装置(90),一个进油件(13),一个回油件(14),从进油件(13)到回油件(14)有一条始终保持畅通的回油通路(15),回油通路(15)中的部分燃油通过柱塞泵装置(30)的作用从燃油喷射装置(90)喷出,其特征在于驱动装置包括线圈(25)和套筒(27)以及一个在线圈(25)之磁场作用下在套筒(27)中做往复运动的运动装置(10),所述运动装置(10)在所述回流通路(15)中以产生流量差的方式往复运动,从而产生从进油件(13)到回油件(14)的回油流动。
2.如权利要求1所述的集成式供油单元,其特征在于所述运动装置(10)包括一个电枢(21)。
3.如权利要求2所述的集成式供油单元,其特征在于电枢(21)设有电枢油道(22),所述电枢油道(22)串联于所述回油通路(15)。
4.如权利要求3所述的集成式供油单元,其特征在于电枢油道(22)在回油方向的入口处(22a)的流通面积大于或者等于出口处(22b)的流通面积。
5.如权利要求4所述的集成式供油单元,其特征在于电枢油道(22)贯通电枢(21)之中心。
6.如权利要求5所述的集成式供油单元,其特征在于电枢(21)的前端面设有一个跨越动回油道入口的拱形传力件(24),从而使得电枢(21)在驱动柱塞泵装置(30)的同时不影响燃油的回油流动。
7.如权利要求6所述的集成式供油单元,其特征在于电枢(21)在回油方向的回位运动由所述回油件(14)限位,在所述电枢的后端面设有一个围绕电枢油道出口(22b)的凸台(23),在回油件(14)上设有一个能够避让所述凸台(23)运动并且形状与之相匹配的阶梯孔(29)。
8.如权利要求1所述的集成式供油单元,其特征在于回油件(14)设有一个与回油通路(15)串联的回油道(12),回油道(12)包含一个整流段(51),燃油从两个方向通过整流段(51)时,在回油流动方向具有更大的流量系数。
9.如权利要求3所述的集成式供油单元,其特征在于电枢油道设置在电枢(21)与套筒(27)之间。
10.如权利要求2所述的集成式供油单元,其特征在于运动装置(10)还包括一个与电枢(21)同步运动的回油驱动件(52),回油驱动件(52)设有与所述回油通路(15)串联的动回油道(53),回油驱动件(52)位于回油件(14)和电枢(21)之间。
11.如权利要求1-10之一所述的集成式供油单元,其特征在于柱塞泵装置(30)包括一个柱塞(31)和一个与柱塞相互配合压送燃油的压力室(32),在压力室(32)和所述回油通路(15)之间设有一个吸溢通道(33),柱塞(31)被所述运动装置(10)所驱动,进行吸油/压送的往复运动,柱塞吸油运动时,燃油通过吸溢通道(33)进入压力室,柱塞(31)在压送运动的初期,压力室(32)中的部分燃油或者燃油蒸汽通过吸溢通道(33)排出,当所述吸溢通道(33)被柱塞(31)运动关闭时,则开始对燃油进行有效压送。
12.如权利要求11所述的集成式供油单元,其特征在于在压力室(32)和回油通路(15)之间还设有一个吸油单向阀(40),柱塞(31)吸油运动时,燃油先通过吸油单向阀(40)再通过吸溢通道(33)进入压力室,柱塞(31)在压送运动的初期,压力室(32)中的部分燃油或者燃油蒸汽通过吸溢通道(33)排出,当吸溢通道(33)被柱塞运动关闭时,则开始对燃油进行有效压送。
13.如权利要求12所述的集成式供油单元,其特征在于吸溢通道(33)还串联一个通向所述回油通路(15)的单向溢油阀(46),燃油只能通过所述吸油单向阀(40)进入压力室(32)。
14.如权利要求11所述的集成式供油单元,其特征在于吸溢通道(33)通过一个单向溢油阀(100)通向所述回油通路(15),一个进油口设在回油通路(15)的吸油单向阀(110)通过所述吸溢通道(33)连通压力室(32)。
15.如权利要求12所述的集成式供油单元,其特征在于在压力室(32)与回油通路(15)之间设有流量微调装置(80),流量微调装置(80)包括量孔(81)和微调螺钉(82),量孔(81)连接压力室(32)和回油通路(15),通过微调螺钉(82)可以切断或者改变通过量孔(81)的流量。
16.如权利要求12-15之一项所述的集成式供油单元,其特征在于吸油单向阀(40)或者吸油单向阀(110)的入口处设有防止气泡或者燃油杂质进入压力室的过滤装置(44)。
17.如权利要求1-16之一项所述的集成式供油单元,其特征在于燃料喷射装置为燃料喷出口(74)。
18.如权利要求1-16之一项所述的集成式供油单元,其特征在于燃料喷射装置包括出油阀(70)和雾化喷嘴(60)。
19.如权利要求18所述的集成式供油单元,其特征在于出油阀(70)由阀体(71)、阀座(72)及弹簧(73)组成,其中阀体(71)是球体,阀座(72)是轴对称曲面,或者阀体(71)是平面薄片,阀座(72)是弹性件。
20.如权利要求19所述的集成式供油单元,其特征在于雾化喷嘴(60)由喷嘴体(62),阀杆(61)以及弹簧(65)组成,其中阀杆(61)的前端部(69a)的锥形体或者球形体形成阀体,喷嘴体上的锥面(69b)形成阀座,喷嘴体(62)上开有进油孔(68);阀杆(61)后端部设有弹簧座(66),它与喷嘴体(61)之间的轴向间隙形成阀杆的最大升程。
21.如权利要求20所述的集成式供油单元,其特征在于雾化喷嘴(60)还包括设在出口的导流罩(63),导流罩(63)设一个或者多个燃油出口(64)。
22.如权利要求20或21所述的集成式供油单元,其特征在于阀杆(61)开启时的最大流通面积与柱塞(31)截面积之比限定在0.025之内。
23.一种使用权利要求1-22之一项所述的集成式供油单元的内燃机,燃油通过所述集成式供油单元喷入内燃机的进气道或汽缸。
全文摘要
一种集成式供油单元,属发动机技术领域。包括提供往复运动的驱动装置(20)和被驱动的柱塞泵装置(30),燃油喷出装置(90),进油件(13)和回油件(14),从进油件(13)到回油件(14)有一条始终保持畅通的回油通路(15),回油通路(15)中的部分燃油通过柱塞泵装置(30)的作用从燃油喷射装置(90)喷出,其特征是驱动装置包括线圈(25)和套筒(27)以及在线圈(25)磁场作用下在套筒(27)中做往复运动的运动装置(10),运动装置(10)在回流通路(15)中以产生流量差的方式往复运动,从而产生从进油件(13)到回油件(14)的回油流动。本发明能主动抑制和排除所述集成式供油单元中的燃油蒸汽。
文档编号F02M55/00GK1786458SQ20051007560
公开日2006年6月14日 申请日期2005年5月30日 优先权日2004年12月8日
发明者郗大光, 杨延相, 刘昌文 申请人:浙江飞亚电子有限公司


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