專利名稱：一種燃油噴射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及電子噴油裝置，尤其涉及一種應(yīng)用在內(nèi)燃機(jī)的電子燃油噴射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的BOSCH電子燃油噴射系統(tǒng)由嵌入在燃油箱中的旋轉(zhuǎn)電磁泵提供燃油，燃油通過(guò)高壓油路并經(jīng)調(diào)壓后到達(dá)噴嘴，電子控制單元(ECU)控制噴嘴將燃油定量定時(shí)地噴入進(jìn)氣歧管。這種系統(tǒng)用在小排量發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，例如摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，會(huì)存在成本高、安全性差以及進(jìn)氣壓力波動(dòng)影響大等問(wèn)題，對(duì)于缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng)，滿足較高的燃油噴射壓力也存在很大的困難。
中國(guó)發(fā)明專利ZL01103954.X“電動(dòng)燃油噴射裝置”提供了一種新型的脈沖式電磁驅(qū)動(dòng)的燃油噴射裝置，由燃料進(jìn)入裝置、燃料驅(qū)動(dòng)裝置和燃料噴出裝置組成，通過(guò)燃料驅(qū)動(dòng)裝置的工作線圈和回位線圈形成磁回路驅(qū)動(dòng)包含銜鐵和柱塞的從動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)吸油噴油的往復(fù)循環(huán)。此發(fā)明提供的集成式供油單元可以通過(guò)低壓油管直接從燃油箱中取得燃油，而且可以獲得較高的燃油噴射壓力，不但可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣道噴射，還能滿足缸內(nèi)直噴的要求。
這種燃油噴射裝置在應(yīng)用上可能會(huì)遇到以下問(wèn)題發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間擱置、熱車(chē)狀態(tài)啟動(dòng)、長(zhǎng)時(shí)間怠速以及高溫大負(fù)荷行駛等情況下，噴射裝置內(nèi)外的燃油通道容易產(chǎn)生和積累燃油蒸汽，從而影響正常工作。
現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)都是通過(guò)柱塞泵實(shí)現(xiàn)燃油壓送的，柱塞泵必然存在一個(gè)壓送燃油的壓力腔，一旦壓力腔內(nèi)出現(xiàn)蒸汽，燃油得不到有效的壓送，也就無(wú)法噴射。上述專利所提出的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，并且沒(méi)有特別涉及如何有效冷卻壓力腔容積，防止燃油蒸汽進(jìn)入壓力腔的問(wèn)題。為了用更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)更高的耐溫標(biāo)準(zhǔn)，需要提出新的方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的問(wèn)題，之目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠有效冷卻柱塞泵壓力腔，并降低燃油蒸汽進(jìn)入壓力腔的可能性，從而提高燃油噴射器的耐熱性。
本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)即一種燃油噴射器，其包括一個(gè)柱塞泵裝置，一個(gè)驅(qū)動(dòng)柱塞泵運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置，一個(gè)噴出裝置，其特征在于所述柱塞泵裝置包括一個(gè)柱塞，一個(gè)泵體，一個(gè)燃油腔，泵體壓力部置于燃油腔之中，泵體設(shè)有供柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)和壓送燃油的壓力腔，燃油腔設(shè)有燃油進(jìn)入通道和一個(gè)位于其上方的排出通道，在燃油腔與壓力腔之間設(shè)有燃油吸溢通道，吸溢通道的開(kāi)關(guān)由柱塞運(yùn)動(dòng)所控制，燃油經(jīng)燃油通道進(jìn)入燃油腔，一部分燃油及其蒸汽由排出通道排出，另一部分燃油在吸溢通道開(kāi)啟時(shí)進(jìn)入壓力腔，進(jìn)入壓力腔中的燃油(及其蒸汽)一部分因柱塞的運(yùn)動(dòng)被擠壓回到燃油腔，另一部分則被壓送到噴射裝置而噴出。
壓力腔與柱塞的邊界一起形成壓力容積，包含壓力容積的泵體部分為泵體壓力部。燃油腔是一個(gè)具有一定容積的空間，燃油腔能夠容納足夠的燃油以冷卻泵體壓力部之中的壓力容積。
柱塞的一端深入壓力腔內(nèi)，另一端在壓力腔之外接受動(dòng)力裝置的驅(qū)動(dòng)。柱塞的回位可以依靠彈簧力或者電磁力或者彈簧力與電磁力的組合，彈簧可以設(shè)在壓力腔之中，作用于柱塞的前端，也可以設(shè)在壓力腔之外，作用于柱塞的另外一端。
為了避免來(lái)自進(jìn)入通道的燃油蒸汽直接進(jìn)入吸溢通道，進(jìn)入通道盡可能設(shè)置在遠(yuǎn)離吸溢通道的位置。
噴出裝置包括出油閥和噴嘴。出油閥是一個(gè)單向閥，用于阻止進(jìn)入噴嘴的燃油倒流回壓力容積；噴嘴可以是一個(gè)依靠壓力向外開(kāi)啟的噴嘴，噴嘴閥座的外面可以存在一個(gè)導(dǎo)流裝置以改變噴射方向，導(dǎo)流裝置具有一個(gè)殘余容積和噴孔，燃油通過(guò)閥座進(jìn)入殘余容積，再經(jīng)噴嘴噴出。出油閥包括出油閥體、出油閥座、出油閥外體和出油閥彈簧，其中出油閥體的形狀可以是一個(gè)薄片，出油閥座可以設(shè)有彈性材料以增強(qiáng)出油閥的密封性，出油閥彈簧作用于出油閥外體和出油閥體之間。
所述動(dòng)力裝置可以是一個(gè)能夠提供往復(fù)動(dòng)力的機(jī)械裝置，例如凸輪機(jī)構(gòu)，也可以是一個(gè)螺旋線管式的電磁裝置。
所述電磁裝置包括線圈、電樞、電樞室和磁隙，電樞在所述線圈形成的電磁場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下在電樞室中運(yùn)動(dòng)，電樞室的上方設(shè)有回油通道，電樞室中的燃油及其蒸汽經(jīng)回油通道排出。
所述吸溢通道可以是一個(gè)或者多個(gè)簡(jiǎn)單的圓孔，也可以是具有方形截面的環(huán)狀油道。這時(shí)所述吸溢通道的一端設(shè)在壓力腔的光滑壁面上，柱塞與光滑壁面組成摩擦付，它們之間保持小而滑動(dòng)性好的間隙以建立壓力室中的燃油壓力，當(dāng)柱塞在壓送運(yùn)動(dòng)過(guò)程中關(guān)閉吸溢通道時(shí)，柱塞與壓力腔形成一個(gè)相對(duì)封閉的空間，柱塞開(kāi)始擠壓燃油，當(dāng)柱塞在回位運(yùn)動(dòng)過(guò)程中再次開(kāi)啟吸溢通道時(shí)，燃油因壓力腔中的真空度而被吸入壓力腔。
為了使得壓力容積中的燃油具有較低的溫度，包圍壓力容積的泵體壓力部需要得到良好的冷卻，將這部分泵體置于燃油腔之中，可以達(dá)到此目的。燃油腔可以是一個(gè)具有一定容積的圓柱型空間，泵體置入后，它們形成一個(gè)充滿燃油的環(huán)形空間，也可以形成幾個(gè)相互連通的小空間，這些空間分布在泵體的周?chē)渲械娜加涂蓪?duì)泵體乃至于壓力容積進(jìn)行冷卻，燃油蒸汽可以通過(guò)排出通道及時(shí)排出。
排出通道可以與噴射器之外的油路系統(tǒng)直接連接，也可以通過(guò)電樞室以及回油通道與噴射器之外的油路系統(tǒng)連接。在燃油腔的上部設(shè)有內(nèi)排出通道通向電樞室，進(jìn)入電樞室的燃油及其蒸汽可以進(jìn)一步帶走電樞室的熱量，并通過(guò)回油通道排出。還有一個(gè)有利于布置的方案是，排出通道沿著電樞的軸線，并且位于線圈和電樞之間，或者線圈與外殼之間布置，在通道的出口處與回油通道匯合并共用同一個(gè)出口與噴油器之外的油路連接。
柱塞可以大體為圓柱體，其一端可以設(shè)有供彈簧作用的環(huán)形凸臺(tái)，另一個(gè)端面位于吸溢通道附近，端面的位置決定吸溢通道的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，即，在柱塞壓送行程中，端面經(jīng)過(guò)吸溢通道后，吸溢通道被柱塞的密封側(cè)面所覆蓋，因此通向壓力容積的油路被切斷，反之，油路開(kāi)通。
為了避免端面控制吸溢通道開(kāi)關(guān)可能帶來(lái)的可靠性問(wèn)題，柱塞上設(shè)有一個(gè)上環(huán)槽，上環(huán)槽通過(guò)柱塞通道與壓力容積始終保持連通，上環(huán)槽位于吸溢通道附近，用上環(huán)槽的上沿位置決定吸溢通道的開(kāi)與關(guān)，上環(huán)槽的上沿控制吸溢通道開(kāi)關(guān)的原理與柱塞端面相仿。
一種有利于避免蒸汽干擾的更佳方案是在柱塞端面附近還設(shè)有一個(gè)下吸溢通道，下吸溢通道連接燃油腔和壓力腔，柱塞端面的位置決定下吸溢通道的開(kāi)與關(guān)。下吸溢通道與上吸溢通道的開(kāi)通與關(guān)閉時(shí)刻可以保持同步，也可以非同步。
與設(shè)上環(huán)槽同樣的理由，柱塞上還設(shè)有一個(gè)下環(huán)槽以及與壓力容積連通的柱塞通道，在下環(huán)槽附近還設(shè)有一個(gè)下吸溢通道，下吸溢通道連接燃油腔和壓力腔，下環(huán)槽的上沿位置決定下吸溢通道的開(kāi)與關(guān)。
通向噴出裝置的噴出油道位于上環(huán)槽的范圍之內(nèi)，壓力容積與噴出油道始終保持連通。噴出油道可以位于上環(huán)槽范圍內(nèi)，也可以位于其它壓力容積區(qū)以至于柱塞的運(yùn)動(dòng)不影響燃油進(jìn)入噴出裝置。
噴射裝置的軸線可以與柱塞的運(yùn)動(dòng)平行，也可以垂直，還可以成一定的角度安裝。無(wú)論那種安裝方式，噴出裝置都要穿過(guò)燃油腔的壁面而通向外面，為了防止穿過(guò)壁面時(shí)燃油泄漏，在噴出裝置的外體與燃油腔壁面之間可以設(shè)置密封材料，例如橡膠等。
電樞在其軸向可以設(shè)有電樞燃油通道，也可以在電樞室的壁面開(kāi)有側(cè)油道以避免燃油對(duì)于電樞運(yùn)動(dòng)形成阻力。除此之外，電樞的油道還有泵油功能，當(dāng)電樞燃油通道的入口處的流通面積大于出口處的流通面積時(shí)，這種泵油效果十分明顯。
在上述所有方案中，都可以在燃油腔與壓力容積之間設(shè)一個(gè)吸油單向閥，這個(gè)單向閥的入口位于燃油腔一端，從而可以減小柱塞運(yùn)動(dòng)的阻力，增強(qiáng)吸油效果。所述吸油單向閥包括吸油閥體，吸油閥座和復(fù)位彈簧，吸油閥體可以是一個(gè)鋼球。
在上述所有涉及螺線管式的電磁動(dòng)力裝置的方案中，為了加快電樞以及柱塞回退的速度，除了設(shè)置回退彈簧之外，可以增加一個(gè)線圈和相應(yīng)的磁路，所述磁路包括磁軛和磁隙。這種雙線圈結(jié)構(gòu)可以有效地提高所述燃油噴射器的工作頻率和噴射壓力。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述圖1為本發(fā)明提供的燃油噴射器的第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明提供的燃油噴射器的第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明提供的燃油噴射器的第三個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明的一實(shí)施例應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，在第一實(shí)施例中，本發(fā)明的燃油噴射器包括一個(gè)柱塞泵裝置10，一個(gè)驅(qū)動(dòng)柱塞泵運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置40，一個(gè)噴出裝置60。
柱塞泵裝置10包括一個(gè)柱塞11，一個(gè)泵體12，一個(gè)燃油腔80。
柱塞11大體為圓柱體，泵體12設(shè)有供柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)和壓送燃油的壓力腔13，壓力腔13是一個(gè)開(kāi)放的空間，它有一個(gè)供柱塞11進(jìn)入的入口，柱塞11的邊界面(例如端面)與壓力腔13之內(nèi)壁構(gòu)成的空間為壓力容積13a，壓力腔13的壁面至少包含一部分與柱塞外表面形狀相似的光滑壁面17，柱塞11與光滑壁面17組成摩擦付，它們之間保持小而滑動(dòng)性好的間隙，從而當(dāng)柱塞伸向壓力室13運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓力容積13a減小，其中的燃油被擠壓，此過(guò)程為壓送過(guò)程；當(dāng)柱塞11從壓力腔13回退時(shí)，壓力容積13a增大，其中的燃油壓力也會(huì)隨之減小，并出現(xiàn)負(fù)壓，此過(guò)程為回退過(guò)程。
在燃油腔80與壓力容積13a之間設(shè)有兩條可供燃油/蒸汽交換的通道吸溢通道81和下吸溢通道81a，它們一端都分別設(shè)在壓力腔13的光滑壁面上，它們的開(kāi)通與關(guān)閉收到柱塞11運(yùn)動(dòng)的控制，當(dāng)柱塞11的光滑側(cè)表面覆蓋吸溢通道81和下吸溢通道81a一端出口時(shí)，則它們被關(guān)閉，否則它們處于開(kāi)通狀態(tài)。
柱塞11設(shè)有一個(gè)上環(huán)槽15和一個(gè)下環(huán)槽16以及它們連通壓力容積13a的柱塞通道14。上環(huán)槽15位于吸溢通道81附近，在壓送過(guò)程中，當(dāng)上環(huán)槽15的上沿15a完全通過(guò)吸溢通道81時(shí)，該通道被關(guān)閉，在回退過(guò)程中，當(dāng)上環(huán)槽15的上沿15a經(jīng)過(guò)吸溢通道81時(shí)，該通道被開(kāi)通；下環(huán)槽16位于下吸溢通道81a附近，下環(huán)槽16的上沿位置16a決定下吸溢通道81a的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
當(dāng)吸溢通道81和下吸溢通道81a被完全關(guān)閉時(shí)，壓力容積13a中的燃油才受到擠壓，繼而被壓送到噴出裝置60，完成柱塞泵裝置10的泵油過(guò)程。當(dāng)吸溢通道81或下吸溢通道81a其中一個(gè)開(kāi)通時(shí)，燃油從燃油腔80進(jìn)入壓力容積13a，實(shí)現(xiàn)柱塞泵裝置10的吸油過(guò)程。在吸溢通道81以及下吸溢通道81a被完全關(guān)閉前的壓送過(guò)程中，壓力腔中的燃油蒸汽和部分燃油首先被擠壓回燃油腔80，從而清除了壓力容積13a中的蒸汽，保證了供油的精度。
燃油腔80是一個(gè)近似圓柱形空間，在其空間的上部設(shè)有一個(gè)排出通道83用于及時(shí)排除該空間內(nèi)的蒸汽。燃油通過(guò)一個(gè)進(jìn)入通道82進(jìn)入燃油腔80。燃油可直接來(lái)自油箱或者一個(gè)汽液分離裝置，或者通過(guò)一個(gè)供油泵到達(dá)進(jìn)入通道82；從排出通道83排出的燃油以及燃油蒸汽可以直接回到油箱或者進(jìn)入一個(gè)汽液分離裝置。
燃油腔80具有足夠大的容積以容納燃油，泵體壓力部12a則置于燃油腔80的燃油之中從而獲得冷卻。泵體壓力部12a包含壓力容積13a，因此其中的燃油也同時(shí)受到冷卻以減少燃油蒸汽的產(chǎn)生。燃油腔80的空間由油腔殼體85和泵體12圍成，工作時(shí)充滿燃油以及少量的燃油蒸汽。油腔殼體85可以由金屬或非金屬材料制成，燃油腔80可以是一個(gè)完整的空間，也可以是由若干個(gè)相互連通的小空間組成。
動(dòng)力裝置40是一個(gè)螺線管式的電磁裝置，它包括線圈47、電樞41、電樞室42、外磁路45、導(dǎo)磁套筒46和磁隙44，其中外磁路45、導(dǎo)磁套筒46、電樞41以及磁隙44構(gòu)成了一個(gè)電磁裝置的封閉磁路。電樞41在所述線圈47形成的電磁場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下在電樞室42中運(yùn)動(dòng)，電樞室42的上方設(shè)有回油通道48，電樞室42中的燃油及其蒸汽經(jīng)回油通道48排出。
線圈47由普通的導(dǎo)電材料(例如漆包線)繞制而成的螺旋線管。
電樞41是大致為一個(gè)圓柱體，由軟磁材料制成。電樞41包含貫通前后端面的電樞油道43，電樞油道43可以設(shè)一條通過(guò)其中心，也可以沿周向布置若干個(gè)。電樞油道的前端43a的流通面積大于電樞油道后端43b的流通面積，這樣有利于燃油流向回油通道48和排出燃油蒸汽。
電樞41在電樞室42中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，電樞室42是一個(gè)由導(dǎo)磁套筒46以及磁隙44、后端蓋49、柱塞泵體12劃定的空間。電樞室42在形狀上與電樞41的外形相匹配以利于其進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
磁隙44由非導(dǎo)磁材料填充，例如，不銹鋼、銅、塑料甚至是燃油或者空氣填充。
電樞41前端設(shè)有一個(gè)支撐件41a，支撐件41a與柱塞可以連為一體，也可以是兩個(gè)緊靠在一起的獨(dú)立件。設(shè)置支撐件41a的目的在于將電磁力傳遞給柱塞11，同時(shí)保證電樞油道的前端43a處有足夠大的流通面積，因此，在支撐件41a周?chē)贾糜袀?cè)向流道43c。
在電樞41運(yùn)動(dòng)的初始位置，電樞的前沿41b位于磁隙44之中，當(dāng)線圈47通過(guò)電流后，產(chǎn)生的磁力將電樞41向前推進(jìn)，從而推動(dòng)柱塞11以進(jìn)行它的壓送過(guò)程。
柱塞11靠近支撐件41a的一端設(shè)有一個(gè)供回位彈簧18作用的環(huán)形凸臺(tái)11a，回位彈簧18作用于柱塞11和泵體12之間，為柱塞11以及電樞41的回退提供回位力。
在燃油腔80的上部還設(shè)有內(nèi)排出通道83a通向電樞室42。內(nèi)排出通道83a可以與排出通道83同時(shí)存在，也可以完全取代排出通道83。
噴出裝置60包括出油閥90和噴嘴60a。
出油閥90包括出油閥體91、出油閥座92、出油彈簧93和出油閥外體95，其主要作用是保持噴出裝置內(nèi)的燃油壓力，防止燃油回流到壓力容積13a中。出油閥座92與出油閥體91之間在關(guān)閉狀態(tài)要有良好的密封性，出油閥座92可以含有密封性較好的材料，例如橡膠等；出油閥體91可以一個(gè)薄片，也可以是錐體或者球體。出油彈簧93作用于出油閥體91和出油閥外體95之間。
噴嘴60a包括噴嘴閥桿65、閥座66、噴嘴簧62、噴嘴外體22、導(dǎo)流罩61和噴孔68。閥桿65一端設(shè)有彈簧座65a，另一端為閥桿錐面65b；閥座66設(shè)有設(shè)有進(jìn)油孔69和閥座座面66b；噴嘴簧62作用于彈簧座65a和閥座66之間。噴嘴外體22與閥座66形成噴嘴內(nèi)腔64，噴嘴外體22設(shè)有進(jìn)入噴嘴內(nèi)腔的入油口21；導(dǎo)流罩61與閥座66形成殘余容積67。
在壓力腔13的壁面設(shè)有一個(gè)通向噴出裝置入口24的噴出油道19，噴出油道19位于上環(huán)槽15附近，使得壓力容積13a與噴出裝置入口94始終保持連通狀態(tài)。壓力容積13a中受到擠壓的燃油通過(guò)噴出油道19、噴出裝置入口24、出油閥座92到達(dá)噴嘴入油口21。
來(lái)自出油閥90的高壓燃油從入油口21進(jìn)入噴嘴內(nèi)腔64，再?gòu)倪M(jìn)油孔69到達(dá)閥的密封座面65b/66b，當(dāng)燃油壓力高于所定值后，閥桿座面65b在燃油壓力的作用下克服噴嘴簧62的作用力離開(kāi)閥座座面66b，燃油通過(guò)噴嘴閥后到達(dá)殘余容積67，并經(jīng)噴孔68噴出。當(dāng)燃油壓力降低到所定值后，閥桿座面65b在噴嘴簧62的作用下再次回到閥座座面66b，將噴嘴閥關(guān)閉。在噴嘴內(nèi)腔64中可能設(shè)有燃油過(guò)濾裝置以過(guò)濾通過(guò)進(jìn)油孔69的燃油以免影響噴嘴工作。
從燃油腔80到壓力容積13a還設(shè)有一個(gè)吸油單向閥70。
吸油單向閥70包括吸油閥體71、吸油閥座73和復(fù)位彈簧72。當(dāng)柱塞11開(kāi)始回退時(shí)，壓力容積13a內(nèi)的燃油壓力低于燃油腔內(nèi)的燃油壓力，在此壓差的作用下吸油閥體71克服彈簧力而開(kāi)啟，燃油通過(guò)此閥進(jìn)入壓力容積13a之中。
對(duì)上述裝置做以下簡(jiǎn)化后不會(huì)影響其基本功能，但有可能影響其它指標(biāo)取消吸油單向閥70；取消下吸溢通道81a以及下環(huán)槽16。
本發(fā)明之噴出裝置60的軸線可以與柱塞11的運(yùn)動(dòng)方向垂直，也可以成某一個(gè)角度以適應(yīng)不同的安裝方式。噴出裝置60的軸線也可以與柱塞11的運(yùn)動(dòng)方向平行，這時(shí)，噴出裝置60要設(shè)在柱塞11運(yùn)動(dòng)方向的前方。無(wú)論那種設(shè)計(jì)，噴出裝置60都要穿過(guò)燃油腔80的壁面85伸向外面，噴出裝置60的外體與壁面85之間設(shè)有密封材料23以防止燃油的泄漏，密封材料可以是橡膠O形圈等。
以下為本發(fā)明提供的燃油噴射器的工作過(guò)程在每個(gè)循環(huán)的初始時(shí)刻，電樞41的前端面41b位于非導(dǎo)磁的磁隙44的長(zhǎng)度之內(nèi)，線圈47通過(guò)輸入的電壓波形成脈沖磁場(chǎng)以驅(qū)動(dòng)電樞41向前運(yùn)動(dòng)，電樞41通過(guò)支撐件41a頂壓柱塞11下移，彈簧18被壓縮，開(kāi)始燃料的壓送行程。
在加壓的初始階段，壓力容積13a與燃油腔80通過(guò)吸溢通道81以及下吸溢通道81a連通，壓力容積13a中的部分燃料以及可能存在的燃油蒸汽被擠壓到燃油腔80中，燃油腔80中的燃油蒸汽通過(guò)排出通道83以及(或者)內(nèi)排出通道83a排出體外。
柱塞41繼續(xù)下行，同時(shí)(或者先后)關(guān)閉吸溢通道81和下吸溢通道81a，此時(shí)壓力容積13a中的燃油被擠壓，當(dāng)其中的燃油升到給定壓力時(shí)，出油閥90開(kāi)啟，壓力容積13a中的燃油經(jīng)出油閥90進(jìn)入噴嘴腔64，當(dāng)燃油壓力高于噴嘴簧62的預(yù)緊力時(shí)，閥桿65朝外頂出，燃油由噴嘴體66上的進(jìn)油孔69進(jìn)入噴嘴座面65b/66b，燃油隨之進(jìn)入殘余容積67并由噴孔68噴出。當(dāng)噴嘴內(nèi)腔64內(nèi)的油壓對(duì)于閥桿65產(chǎn)生的作用力低于彈簧69的作用力時(shí)，閥桿65開(kāi)始落座，噴嘴關(guān)閉。
線圈47的通電關(guān)閉后燃油結(jié)束噴射，柱塞41在回位彈簧18的作用下做回退運(yùn)動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行燃料的吸引行程。新鮮的燃油從燃油腔80首先經(jīng)吸油單向閥70進(jìn)入壓力容積13a，當(dāng)吸溢通道81或者/以及下吸溢通道81a打開(kāi)時(shí)，更多的燃油再經(jīng)它們進(jìn)入壓力容積13a，電樞41最后回到初始位置。在上述循環(huán)中，壓力容積13a中的燃油通過(guò)泵體壓力部12a始終得到燃油腔80中的燃油冷卻，避免了大量蒸汽的產(chǎn)生。電樞21的前端面亦回到磁隙28的長(zhǎng)度之內(nèi)，準(zhǔn)備開(kāi)始下一循環(huán)。
如圖2所示，在本發(fā)明提供的第二實(shí)施例中，柱塞泵的結(jié)構(gòu)在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上作了進(jìn)一步簡(jiǎn)化。在一個(gè)近似圓柱體的壓力腔105的光滑壁面111上布置有通向燃油腔107的吸溢通道102，吸溢通道可以只有一個(gè)或者多個(gè)，布置在柱塞104的柱塞端面110附近，吸溢通道102的開(kāi)關(guān)狀態(tài)由端面110的位置確定。本實(shí)施例中的柱塞端面110在實(shí)現(xiàn)吸溢通道102的開(kāi)關(guān)方面完全取代了第一實(shí)施例中的上環(huán)槽上沿15a的作用。
與第一實(shí)施例相比，壓力容積105a(13a)與燃油腔107(80)之間的燃油交換只通過(guò)吸溢通道102完成，取消了吸油單向閥70；另外，還取消了第一實(shí)施例中的柱塞通道14。
燃油腔107設(shè)有一個(gè)燃油進(jìn)入通道101和一個(gè)內(nèi)排出通道108，內(nèi)排出通道108設(shè)在燃油腔107的上部并與電樞室109始終保持連通狀態(tài)，從而保證燃油腔107內(nèi)的蒸汽能夠及時(shí)排出。
與第一實(shí)施例相比，燃油腔107只通過(guò)內(nèi)排出通道108排除蒸汽，而取消了排出通道83。
通向噴出裝置的側(cè)油道106布置在壓力容積105a的側(cè)壁上，以保證在柱塞的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中壓力容積105a與噴出裝置入口112處于連通狀態(tài)。
在每個(gè)循環(huán)的初始時(shí)刻，柱塞端面110位于吸溢通道102附近，并使得它們處于開(kāi)通狀態(tài)，隨著壓送過(guò)程的開(kāi)始，壓力容積105a逐漸縮小，在初期，吸溢通道102與壓力容積105a仍然保持連通狀態(tài)，其中的燃油蒸汽以及部分燃油首先被擠壓回燃油腔107，從而清除了壓力容積105a中的蒸汽。當(dāng)柱塞端面110完全通過(guò)吸溢通道102之后，柱塞104的光滑側(cè)面將吸溢通道102的出口覆蓋，壓力容積105a中的燃油才受到擠壓，繼而被壓送到噴出裝置60而噴出；噴油結(jié)束后，柱塞開(kāi)始回退，當(dāng)柱塞端面110經(jīng)過(guò)吸溢通道102時(shí)，它們?cè)俅伪婚_(kāi)通，由于壓力容積105a內(nèi)的燃油壓力要低于燃油腔107中的壓力，燃油腔107中的燃油通過(guò)吸溢油道102進(jìn)入壓力容積105a，從而完成柱塞泵的吸油過(guò)程。
本實(shí)施例的吸溢通道102可以有一個(gè)或者一個(gè)以上，另一個(gè)吸溢通道103沿徑向與吸溢通道102成一定角度布置，其在軸向的高低位置也可以與吸溢通道102有所不同，這樣更以有利于燃油蒸汽的排出。
其它同實(shí)施例1。
如圖3所示，本發(fā)明提供的供油單元在第三實(shí)施例中在本實(shí)施例中，噴出裝置215主軸線與柱塞218的運(yùn)動(dòng)方向一致，安裝在柱塞218的運(yùn)動(dòng)方向的前端，壓力腔205a設(shè)有噴出油道206，它與噴出裝置的入口220連通。
燃油腔203設(shè)有一個(gè)燃油進(jìn)入通道201和一個(gè)內(nèi)排出通道202，內(nèi)排出通道202設(shè)在燃油腔203的上部，并與電樞室216保持連通，將燃油腔203中的燃油蒸汽及時(shí)排出。在燃油腔203與壓力腔205之間設(shè)有吸溢通道204，吸溢通道204的出口設(shè)在壓力腔205的光滑壁面221上，以至于柱塞218的運(yùn)動(dòng)可以控制吸溢通道204的開(kāi)關(guān)，吸溢通道204的開(kāi)關(guān)狀態(tài)仍然由柱塞端面219的位置決定。
燃油腔203還設(shè)有一個(gè)排出通道202a，它與內(nèi)排出通道202并聯(lián)，位于電樞250和線圈252之間。排出通道的入口設(shè)在燃油腔203之中，出口與回油通道251連接。
本實(shí)施例所應(yīng)用的噴出裝置230包括出油215和一個(gè)外開(kāi)式軸針噴嘴230a。出油閥215與第一實(shí)施例中的出油閥90相同。
外開(kāi)式軸針噴嘴230a包括噴嘴閥桿210、噴嘴閥座207和噴嘴簧212。噴嘴桿210一端設(shè)有噴嘴彈簧座210a和閥桿座面208，噴嘴閥座207包括噴嘴閥座座面209和進(jìn)油孔213。
燃油進(jìn)入噴嘴內(nèi)腔214后，再?gòu)倪M(jìn)油孔213到達(dá)噴嘴閥的密封座面208/209，當(dāng)燃油壓力高于所定值后，閥桿座面208在燃油壓力的作用下克服噴嘴簧212的作用力離開(kāi)閥座座面209，燃油通過(guò)噴嘴密封座面208/209直接噴出。當(dāng)燃油壓力降低到所定值后，閥桿座面208在噴嘴簧212的作用下再次回到閥座座面209，將噴嘴閥關(guān)閉。
其它同實(shí)施例2如圖4所示，本發(fā)明之燃油噴射器在發(fā)動(dòng)機(jī)上的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用舉例燃油由油箱6經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)4a、燃油開(kāi)關(guān)10和過(guò)濾裝置4進(jìn)入汽液分離器7之空腔7a，其中過(guò)濾裝置4為可選擇件，另一個(gè)可選擇的通路是備用油通路，它是由備用過(guò)濾器4b進(jìn)入燃油開(kāi)關(guān)10，當(dāng)燃油液面6a低于過(guò)濾器4a之入口時(shí)，燃油開(kāi)關(guān)10才打開(kāi)，備用油路才能起作用，燃油開(kāi)關(guān)10可以將兩路燃油完全關(guān)閉。空腔7a內(nèi)的燃油經(jīng)過(guò)進(jìn)油管3到達(dá)本發(fā)明之燃油噴射器1的燃油進(jìn)入通道11，一部分燃油經(jīng)過(guò)噴射裝置60噴入發(fā)動(dòng)機(jī)2的進(jìn)氣道(或者氣缸)，其余部分從回油通道12排出，經(jīng)過(guò)回油管5回到汽液分離器7之空腔7a。
本發(fā)明之集成式供油單元1內(nèi)的燃油蒸汽從回油通道帶到汽液分離器7之空腔7a中，再通過(guò)排氣管路8將其中的燃油蒸汽排到油箱6之液面6a之上，排氣管路8的入口在空腔7a之上方，出口始終保持在液面6a之上或者附近。
權(quán)利要求
1.一種燃油噴射器，其包括一個(gè)柱塞泵裝置(10)，一個(gè)驅(qū)動(dòng)柱塞泵運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置(40)，一個(gè)噴出裝置(60)，其特征在于所述柱塞泵裝置(10)包括一個(gè)柱塞(11)，一個(gè)泵體(12)，一個(gè)燃油腔(80)，泵體壓力部(12a)置于燃油腔(80)之中，泵體(12)設(shè)有供柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)和壓送燃油的壓力腔(13)，燃油腔(80)設(shè)有燃油進(jìn)入通道(82)和一個(gè)位于其上方的排出通道(83)，在燃油腔(80)與壓力腔(13)之間設(shè)有燃油吸溢通道(81)，吸溢通道(81)的開(kāi)關(guān)由柱塞(11)運(yùn)動(dòng)所控制，燃油經(jīng)燃油進(jìn)入通道(82)進(jìn)入燃油腔(80)，一部分燃油及其蒸汽由排出通道(83)排出，另一部分燃油在吸溢通道(81)開(kāi)啟時(shí)進(jìn)入壓力腔(13)，進(jìn)入壓力腔(13)中的燃油及其蒸汽一部分因柱塞(11)的運(yùn)動(dòng)被擠壓回到燃油腔(80)，另一部分則被壓送到噴出裝置(60)而噴出。
2.如權(quán)利要求1所述的燃油噴射器，其特征在于動(dòng)力裝置(40)是一個(gè)螺線管式的電磁裝置，它包括線圈(47)、電樞(41)、電樞室(42)和磁隙(44)，電樞(41)在所述線圈(47)形成的電磁場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下在電樞室(42)中運(yùn)動(dòng)，電樞室(42)的上方設(shè)有回油通道(48)，電樞室(42)中的燃油及其蒸汽經(jīng)回油通道(48)排出。
3.如權(quán)利要求2所述的燃油噴射器，其特征在于，噴出裝置(60)包括出油閥(90)和噴嘴(60a)，出油閥(90)包括出油閥體(91)、出油閥座(92)和出油閥彈簧(93)。
4.如權(quán)利要求3所述的燃油噴射器，其特征在于所述吸溢通道(81)的一端設(shè)在壓力腔(13)的光滑壁面(17)上，柱塞(11)與光滑壁面(17)組成摩擦付，它們之間保持小而滑動(dòng)性好的間隙以建立壓力室(13)中的燃油壓力，當(dāng)柱塞(11)在壓送運(yùn)動(dòng)過(guò)程中關(guān)閉吸溢通道(81)時(shí)，柱塞(11)開(kāi)始擠壓燃油，當(dāng)柱塞(11)在回位運(yùn)動(dòng)過(guò)程中再次開(kāi)啟吸溢通道(81)時(shí)，燃油被吸入壓力腔(13)。
5.如權(quán)利要求4所述的燃油噴射器，其特征在于在燃油腔(80)的上部設(shè)有通向電樞室(42)的內(nèi)排出通道(83a)。
6.如權(quán)利要求5所述的燃油噴射器，其特征在于柱塞(11)的端面(11b)位于吸溢通道(81)附近，端面(11b)的位置決定吸溢通道(81)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求5所述的燃油噴射器，其特征在于柱塞(11)大體為圓柱體，體上設(shè)有一個(gè)上環(huán)槽(15)以及連通壓力容積(13a)的柱塞通道(14)，上環(huán)槽(15)位于吸溢通道(81)附近，上環(huán)槽(15)的上沿(15a)的位置決定吸溢通道(81)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求7所述的燃油噴射器，其特征在于在柱塞端面(11b)附近還設(shè)有一個(gè)下吸溢通道(81a)，下吸溢通道(81a)連接燃油腔(80)和壓力腔(13)，柱塞端面(11b)的位置決定下吸溢通道(81a)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求7所述的燃油噴射器，其特征在于柱塞(11)上還設(shè)有一個(gè)下環(huán)槽(16)以及與壓力容積(13a)連通的柱塞通道(14)，在下環(huán)槽(16)附近還設(shè)有一個(gè)下吸溢通道(81a)，下吸溢通道(81a)連接燃油腔(80)和壓力腔(13)，下環(huán)槽(16)的上沿位置(16a)決定下吸溢通道(81a)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求7-9之一項(xiàng)所述的燃油噴射器，其特征在于通向噴出裝置(60)的噴出油道(19)位于上環(huán)槽(15)的范圍之內(nèi)，壓力容積(13a)與噴出油道(19)始終保持連通。
11.如權(quán)利要求2-9之一項(xiàng)所述的燃油噴射器，其特征在于沿電樞(41)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的軸向設(shè)有電樞燃油通道(43)，電樞燃油通道(43)的入口(43a)處的流通面積大于出口(43b)處的流通面積。
12.如權(quán)利要求1-9之一項(xiàng)所述的燃油噴射器，其特征在于從燃油腔(80)到壓力容積(13a)還設(shè)有一個(gè)吸油單向閥(70)。
13.如權(quán)利要求2-9之一項(xiàng)所述的燃油噴射器，其特征在于動(dòng)力裝置(40)包括兩個(gè)線圈和磁隙，其中一個(gè)線圈和磁隙用于推動(dòng)柱塞泵裝置(10)壓送燃油，而另一個(gè)線圈和磁隙則用于電樞(41)以及柱塞(11)的回位。
全文摘要
一種燃油噴射器，屬發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，包括柱塞泵裝置(10)、驅(qū)動(dòng)柱塞泵的動(dòng)力裝置(40)和噴出裝置(60)，柱塞泵裝置包括柱塞(11)、泵體(12)和燃油腔(80)，泵體壓力部(12a)置于燃油腔中，泵體設(shè)供柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)和壓送燃油的壓力腔(13)，腔內(nèi)設(shè)燃油進(jìn)入通道(82)和排出通道(83)，燃油腔與壓力腔之間設(shè)燃油吸溢通道(81)，吸溢通道開(kāi)閉由柱塞運(yùn)動(dòng)所控制，燃油進(jìn)入燃油腔，一部分燃油及蒸汽由排出通道排出，另一部分燃油在吸溢通道開(kāi)啟時(shí)進(jìn)入壓力腔，燃油及蒸汽的一部分由柱塞運(yùn)動(dòng)被擠壓回燃油腔，另一部分被壓送到噴出裝置而噴出。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能有效冷卻柱塞泵壓力腔，降低蒸汽進(jìn)入壓力腔的可能，從而提高燃油噴射器的耐熱性。
文檔編號(hào)F02M51/04GK1786459SQ20051011971
公開(kāi)日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2005年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月8日
發(fā)明者郗大光, 楊延相, 劉昌文 申請(qǐng)人:浙江飛亞電子有限公司