專利名稱：內(nèi)燃機(jī)引擎燃料泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)引擎的燃料泵。
特別是涉及一種用于直接注入汽油的燃料泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)追求沒(méi)有任何一般性損失的處理。
背景技術(shù)：
在直接注入汽油的系統(tǒng)中，眾所周知使用一種汽油泵，汽油泵包含一個(gè)增壓室，為了使其容積能夠周期性變化，該增壓室在底部用一個(gè)可運(yùn)動(dòng)的表面界定。對(duì)應(yīng)增壓室的上表面的位置上安裝一個(gè)單向的吸納閥和一個(gè)單向的傳送閥，其中，該吸納閥使增壓室與油缸相通，使汽油流向增壓室，，而該傳送閥使增壓室和供給噴油器的導(dǎo)管相通以便汽油在壓力之下能夠從增壓室流出。
通常，吸納閥和傳送閥都是球形的，即，每個(gè)閥包含一個(gè)球形的閥體，該閥體沿供油通道運(yùn)動(dòng)，還包含一個(gè)閥座，該閥座設(shè)計(jì)成以液密方式被球形閥體嵌入并且被安裝在供油通道的一端。一個(gè)彈簧以液密的方式推動(dòng)球形閥體到閥座的結(jié)合位。
球形閥有相當(dāng)高的慣性，主要由于球形閥體的不容忽略的質(zhì)量并且需要克服開(kāi)口期間彈簧產(chǎn)生的彈力。當(dāng)通過(guò)閥的壓力差異大的時(shí)候，球形閥的高慣性是可以忽略的，但通過(guò)閥的壓力差異被減小的時(shí)候，球形閥的慣性就變得重要了。因此，一個(gè)球形閥適合被用于一個(gè)汽油泵的傳送閥，但是確實(shí)不太適合被用作汽油泵的吸納閥，因?yàn)樗喈?dāng)?shù)倪t鈍。
例如，有一個(gè)單一泵單元的油泵(即，只有一個(gè)壓縮室)能夠達(dá)到每分鐘執(zhí)行14000個(gè)泵沖程，當(dāng)電動(dòng)機(jī)達(dá)到最大的轉(zhuǎn)速，即7000r.p.m時(shí)。因此，估計(jì)4缸引擎有大約兩升的排出量，泵的平均容量，因此，每個(gè)閥的平均容量，能夠是大約每小時(shí)150升，而泵的瞬時(shí)最大容量，因此，每個(gè)閥的瞬時(shí)最大容量，能夠達(dá)到每小時(shí)800升。為了達(dá)到每小時(shí)800升的瞬時(shí)容量，每分鐘執(zhí)行14000個(gè)泵沖程，兩個(gè)閥必須在打開(kāi)和關(guān)閉期間都特別快。
US6223724批露了一種高壓力燃料泵，該燃料泵有一個(gè)低壓燃料入口和一個(gè)高壓燃料出口，它們被一個(gè)包含一對(duì)平板和一彈性薄板的閥系統(tǒng)所控制，該彈性薄板有大于入口尺寸而小于出口尺寸的瓣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種沒(méi)有上述缺點(diǎn)、制造簡(jiǎn)單且成本低的內(nèi)燃機(jī)引擎燃料泵。
根據(jù)本發(fā)明，一種提供給內(nèi)燃機(jī)引擎的燃料泵，該燃料泵包含一用于容納燃料的第一可變?nèi)萘颗撌?；至少一個(gè)吸納閥，該吸納閥被連接到第一可變?nèi)萘颗撌也⑶野辉O(shè)有多個(gè)供油通孔的盤(pán)狀物和一可變形的薄板，該薄板固定于該盤(pán)狀物的外緣上，并且設(shè)有一系列的瓣，每個(gè)瓣都被分別連接到一個(gè)獨(dú)立的供油孔；連接到第一可變?nèi)萘颗撌业闹辽僖粋€(gè)傳送閥；以及用于改變第一可變?nèi)萘颗撌业娜莘e的泵裝置；所述燃料泵其特征在于泵裝置包含一用于容納汽油的第二艙室；一滑動(dòng)安裝在第二艙室內(nèi)的活塞；用于推動(dòng)活塞在第二艙室內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置；和一以液密的方式隔離第一艙室和第二艙室的可變形的隔膜。


現(xiàn)在將結(jié)合附圖描述本發(fā)明，這些附圖示出了一些非限制性實(shí)施例，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的燃料泵的縱向的、示意性的剖面圖；圖2是圖1所示的燃料泵吸納閥的仰視平面圖；
圖3是根據(jù)圖2所示的吸納閥的沿線III-III剖取的一縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖4是圖2吸納閥的俯視平面圖；圖5是圖1所示的燃料泵的一吸納閥的不同實(shí)施例的一平面視圖；圖6是根據(jù)圖5所示的吸納閥的沿線VI-VI剖取的一剖面?zhèn)纫晥D，以及；圖7是圖5吸納閥的俯視平面圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1，數(shù)字1所指的是，作為一個(gè)整體，用于直接注入汽油的內(nèi)燃機(jī)引擎(未示出)的汽油泵。
所述泵1包含一個(gè)泵體2，該泵體有一縱向的軸3，并且依次包含一頂板4，該頂板在軸向上被垂直于縱軸3的兩個(gè)平面5和6所限定，并且有一共用縱軸3的圓柱形腔體7。圓柱形腔體7在對(duì)應(yīng)于表面6的相應(yīng)區(qū)域上開(kāi)口向外，并且被一個(gè)與表面6接觸并且通過(guò)焊接被固定到平板4上的底板8封閉。
所述底板8被垂直于縱軸3的兩個(gè)平面9和10軸向限定。底板8的表面9與頂板4的表面6相接觸并且有一圓柱形腔體11，該圓柱形腔體貫穿平板8，與平板8共用縱軸3，并且在表面9與表面10的相應(yīng)區(qū)域都有朝外的開(kāi)口。
腔體7和11通過(guò)一個(gè)可變形的不銹鋼隔膜12被互相分離，該隔膜被焊接到兩平板4和8之間相應(yīng)的外邊緣的位置上，并且與圓柱形腔體7一起限定了一個(gè)用于容納汽油的可變?nèi)萘康呐撌?3。頂板4內(nèi)設(shè)有與可變?nèi)萘颗撌?3連通的一吸納閥14和一傳送閥15。
腔體11包含一個(gè)設(shè)在面向隔膜12的位置上的加寬的頂部16，和一個(gè)受限制的底部17，該底部17與具有一個(gè)活動(dòng)端面19的活塞18滑動(dòng)地連接。該活動(dòng)端面19在垂直于縱軸3的方向上延伸，并且同腔體11和隔膜12一起限定出一個(gè)具有用于容納引擎的汽油的基本上恒定容積的艙室20(未示出)。
艙室20設(shè)有一個(gè)電磁閥21安裝在腔體22之內(nèi)，該腔體22被設(shè)在平板8上，該腔體22有一個(gè)橫斷縱軸3的中軸23，并且通過(guò)一個(gè)貫通平板8的孔24與艙室20相連。閥21包含一個(gè)基本上杯形的外部管狀套筒25，該套筒位于腔體22之內(nèi)，使得它共用橫軸23，并且設(shè)有多個(gè)徑向孔26和一個(gè)軸向孔27，為了能夠在套筒25內(nèi)供應(yīng)汽油，所述徑向孔26均一的繞橫軸23分布。
套筒25被一個(gè)電磁鐵28軸向封閉并在其內(nèi)安置一個(gè)的球形開(kāi)關(guān)元件29，該球形開(kāi)/關(guān)元件滑動(dòng)的連接套筒25并且有一個(gè)球30用于封閉孔27。因此，在設(shè)在電磁鐵28和開(kāi)關(guān)元件29之間的彈簧31的推力下，開(kāi)關(guān)元件29和因此球30通常處在關(guān)閉孔27的位置(圖2)，以及被反抗彈簧31的作用的電磁鐵28移位到打開(kāi)孔27的位置上(未示出)，其中，汽油通過(guò)多個(gè)設(shè)在球30外表面的平行于軸23的輸送通道32被送到孔27。
活塞18在傳動(dòng)裝置32(僅部分示出)的推力之下，沿著用于執(zhí)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的腔體11的底部17運(yùn)動(dòng)。該往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)包含一前進(jìn)沖程，該沖程期間隔膜12從一個(gè)泵作用的操作位置(圖1所示)被轉(zhuǎn)移到一個(gè)靜止位置(未示出)，并且艙室13的容積增加致使吸納閥14打開(kāi)，還包含一個(gè)后退沖程，該沖程期間隔膜12從一個(gè)靜止位置被轉(zhuǎn)移到一個(gè)泵作用的操作位置，并且艙室13的容積減小致使傳送閥15打開(kāi)。
傳動(dòng)裝置32包含一個(gè)適合活塞18并且共有縱軸3的彈簧33，該彈簧被設(shè)在平板8與活塞18之間用于支持活塞18的前進(jìn)沖程。傳動(dòng)裝置32還包含一個(gè)凸輪(未示出)，該凸輪以能夠繞其垂直于縱軸3的中心軸旋轉(zhuǎn)的方式被安裝。凸輪(未示出)與推桿滾柱(未示出)配合以可旋轉(zhuǎn)的方式連接并且軸向的固定到活塞18上以便支持活塞18的后退沖程。
傳送閥15是一個(gè)球形閥，而吸納閥14包含一個(gè)盤(pán)狀物34，該盤(pán)狀物垂直于用于給艙室13供應(yīng)汽油的管36的軸35被安裝，并且其上設(shè)有多個(gè)貫穿盤(pán)狀物34且平行于軸35的供油孔37。此外，吸納閥14包含一個(gè)可變形的薄板38，該薄板被安裝在盤(pán)狀物34的外邊緣的位置上，并且設(shè)有一系列的瓣39(詳見(jiàn)圖2、圖3)，每一個(gè)瓣都被連接到一個(gè)單獨(dú)的供油孔37。通常薄板38上的每個(gè)瓣39被設(shè)在關(guān)閉供油孔37的位置并且是活動(dòng)的，每個(gè)瓣在活塞18的前進(jìn)沖程期間，從供油孔37的關(guān)閉位置運(yùn)動(dòng)到打開(kāi)位置使汽油能進(jìn)入艙室13。
隔膜12有一被夾緊在兩個(gè)基本上杯形硬質(zhì)元件40之間的中央部，該硬質(zhì)元件一個(gè)(下文指定為40a)被安置在艙室13之內(nèi)，另一個(gè)(下文指定為40b)被安置在艙室20之內(nèi)。所述硬質(zhì)元件40b被成形，使其在活塞18的前進(jìn)沖程期間與限定艙室20的壁41接觸并且因此控制隔膜12的變形。此外，硬質(zhì)元件40b設(shè)有多個(gè)徑向通道(未詳細(xì)示出)，為了當(dāng)其開(kāi)始與壁41接觸時(shí)使汽油能夠通過(guò)其本身。作為變體(未示出)，硬質(zhì)元件40b的通道可以被壁41之上的相應(yīng)的多個(gè)供油通道替代。
隔膜12，艙室20，活塞18和傳動(dòng)裝置23確定了一個(gè)泵設(shè)備，該泵設(shè)備使用包含在艙室20內(nèi)的油用于使隔板12變形并且因此改變艙室13的容量。隔膜12的變形通過(guò)以一種方式制備隔膜12和活塞18被有選擇的控制，該方式為隔膜12的表面與端面19的表面的比值至少是5。
在艙室20的一個(gè)初始填充步驟中，電磁鐵28被激勵(lì)用于使開(kāi)關(guān)元件29，因此球30移位到打開(kāi)孔27的位置以便為孔24供油，并且因此為艙室20供應(yīng)既定的初始量的油。在使用中，通過(guò)選擇性打開(kāi)閥21，被送入艙室20的初始油量能夠保持不變，以至于供應(yīng)給艙室20的油量與每次通過(guò)腔體11的底部17和活塞18之間的滲出從艙室20滲出的油量完全相當(dāng)。
綜上所述，在活塞18的后退沖程期間施加在隔膜12上的壓力，，因此，隔膜12由靜止位置被轉(zhuǎn)換到泵作用的操作位置，即，傳送閥15敞開(kāi)，依賴艙室20內(nèi)的含油量并且通過(guò)閥21被選擇性的控制。
而且，彈簧31被以一種方式校準(zhǔn)，使得推動(dòng)開(kāi)關(guān)元件29進(jìn)入封閉孔27的位置的力無(wú)論如何都小于當(dāng)艙室20內(nèi)的油壓值大于被設(shè)定的最大壓力閾值時(shí)被包含在艙室20與孔24內(nèi)的油施加在開(kāi)關(guān)元件29上反向的力。這樣，在過(guò)壓情況下，汽油通過(guò)孔26被排泄從而避免了隔膜12的任何故障。
泵1的操作能夠很容易的從上述說(shuō)明中被推斷出并且不需要任何進(jìn)一步的解釋。
如圖2、3和4所示，吸納閥14的薄板38包含一個(gè)通過(guò)焊接(最好是由激光點(diǎn)焊)被固定到盤(pán)狀物34上的外環(huán)42。從環(huán)42向內(nèi)延伸的是瓣39，每個(gè)瓣包含一個(gè)密封元件43，該密封元件43有一個(gè)圓形的外形，并且通過(guò)細(xì)柄44-一個(gè)長(zhǎng)比寬大得多的能發(fā)生彈性形變的柄-被連接到環(huán)42。因此，作為柄44產(chǎn)生的彈力的結(jié)果，每個(gè)密封元件43被設(shè)在封閉供油孔37的位置上。在活塞18的前進(jìn)沖程期間，汽油沿著供油管36的壓力作用于每個(gè)密封元件43致使柄44彈性形變，從而引起了密封元件43從關(guān)閉供油孔37的位置到敞開(kāi)供油孔37的位置的位移，使汽油能夠進(jìn)入艙室13。
作為優(yōu)選實(shí)施例，可變形的薄板38用彈性鋼板來(lái)獲得，其次，可變形的薄板38使用激光點(diǎn)焊被連接到由沖壓獲得的盤(pán)狀物34。
圖5、6和7示出了吸納閥14的另一實(shí)施例，在盤(pán)狀物34內(nèi)，除了供油孔37繞中心軸35對(duì)稱分布以外，還有一個(gè)進(jìn)一步的控制孔45，該控制孔被設(shè)在中心位置并且被薄板38的中心部分46封閉?？刂瓶?5能夠與壓在薄板38的中心部分46之上的流量調(diào)節(jié)裝置連接，從而延遲吸納閥14的正常的關(guān)閉，以便使處于艙室13內(nèi)的一定量的汽油通過(guò)供油管36回流而不用通過(guò)傳送閥15被泵回。在圖5、6和7所示的實(shí)施例中，密封元件43必須被連接到薄板38的中心部46，以便通過(guò)在薄板38的中心部46之上壓迫，所有的密封元件43均與盤(pán)狀物34保持分離。
根據(jù)圖2、3和4所示的實(shí)施例，每個(gè)密封元件43通過(guò)其柄44被連接到外環(huán)42。根據(jù)圖5、6和7所示的實(shí)施例，一些密封元件43通過(guò)其柄44被連接到外環(huán)42，盡管另一些密封元件43沒(méi)有被直接連接到外環(huán)42上，而是被連接到直接連到外環(huán)42的密封元件43上。
上述吸納閥14有一高的滲透性和短的響應(yīng)時(shí)間。事實(shí)上，大量供油孔37和獨(dú)立的瓣39的存在使得高滲透性和非常小的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量能夠被獲得。因此，上述吸納閥14適合被用在內(nèi)燃機(jī)引擎的燃料泵中，所述燃料泵要求在存在相關(guān)壓力突升的情況下的高速響應(yīng)和高滲透性。
應(yīng)該注意上述吸納閥14特別適合用于一種隔膜燃料泵，只要所述的吸納閥14有一個(gè)大的直徑并且因此能夠被與有一個(gè)大的直徑的增壓室以最佳方式組合，正如出現(xiàn)在一種燃料隔膜泵中。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)引擎的燃料泵(1)，該燃料泵(1)包含一用于容納燃料的第一可變?nèi)萘颗撌?13)；至少一個(gè)吸納閥(14)，該吸納閥被連接到第一可變?nèi)萘颗撌?13)并且包含一設(shè)有多個(gè)供油通孔(37)的盤(pán)狀物(34)一可變形的薄板(38)，該薄板被安裝在盤(pán)狀物(34)的外邊緣位置上，并且設(shè)有一系列的瓣(39)，每個(gè)瓣都被分別連接到供油孔(37)；連接到第一可變?nèi)萘颗撌?13)的至少一個(gè)傳送閥(15)；以及用于改變第一可變?nèi)萘颗撌?13)的容量的泵裝置；所述燃料泵(1)其特征在于泵裝置包含一用于容納汽油的第二艙室(20)；一滑動(dòng)安裝在第二艙室(20)內(nèi)的活塞(18)；用于推動(dòng)活塞(18)在第二艙室(20)內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置(32)；和一以液密的方式隔離第一艙室(13)和第二艙室(20)的可變形的隔膜(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料泵(1)，其特征在于在吸納閥(14)的薄板(38)內(nèi)包含一外環(huán)(42)，該外環(huán)被固定在盤(pán)狀物(34)上；從薄板(38)的外環(huán)向內(nèi)延伸的是瓣(39)，每一個(gè)瓣包含一個(gè)有圓形外形的密封元件(43)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料泵(1)，其特征在于瓣(39)通過(guò)細(xì)柄(44)被連接到外環(huán)(42)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料泵(1)，其特征在于每個(gè)密封元件(43)通過(guò)一個(gè)單獨(dú)的細(xì)柄(44)被連接到外環(huán)(42)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料泵(1)，其特征在于一些密封元件(43)通過(guò)一個(gè)柄(44)被連接到外環(huán)(42)，同時(shí)另一些密封元件(43)沒(méi)有被直接連接到外環(huán)(42)，但是被連接到直接連到外環(huán)(42)的密封元件(43)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料泵(1)，其特征在于盤(pán)狀物(34)有另一控制孔(45)，該控制孔被設(shè)在中部并且被薄板(38)的中部(46)封閉；控制孔(45)設(shè)計(jì)成與流量調(diào)節(jié)裝置連接以便壓在薄板(38)的中部(46)之上，從而延遲吸納閥(14)的自然關(guān)閉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料泵(1)，其特征在于密封元件(43)被連接到薄板(38)的中部(46)，以便通過(guò)在薄板(38)的中部(46)之上壓緊，所有的密封元件(43)均與盤(pán)狀物(34)保持分離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料泵(1)，其特征在于第二艙室(20)設(shè)有一另外的閥(21)以保持該第二艙室(20)內(nèi)的油量恒定。
全文摘要
一種用于內(nèi)燃機(jī)引擎的燃料泵(1)，該燃料泵(1)設(shè)有一用于容納燃料的可變?nèi)萘康呐撌?13)，一被連接到可變?nèi)萘康呐撌?13)的吸納閥(14)，一被連接到可變?nèi)萘康呐撌?13)的傳送閥(15)，和一用于改變第一可變?nèi)萘颗撌?13)的容量的泵裝置。所述吸納閥(14)有一個(gè)盤(pán)狀物(34)，該盤(pán)狀物設(shè)有多個(gè)供油通孔(37)，和一個(gè)可變形的薄板(38)，該薄板固定在與盤(pán)狀物(34)的外邊緣上，并且薄板設(shè)有一系列的瓣(39)，每一個(gè)瓣都被連接到獨(dú)立的供油孔(37)。
文檔編號(hào)F02M37/04GK1865687SQ20061007828
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2006年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月20日
發(fā)明者馬西莫·馬蒂奧利, 保羅·帕爾斯夸利, 路易吉·加利亞爾迪 申請(qǐng)人:瑪涅蒂瑪瑞利動(dòng)力系公開(kāi)有限公司