专利名称：电磁泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁泵，它能保证少量流体的稳定供给。
电磁泵应用于二冲程发动机，例如传送所需的润滑油。这种传统的电磁泵如
图14所示。
图14给出了传统电磁泵的剖面图。所述的泵101有一油进口通道110和一个与泵室125相连通的泵出口通道117。通过分别调节位于泵室125中的油进口端的单向阀112和油出口端的单向阀121，使油进口通道110和泵出口通道117打开和关闭。油进口端的单向阀112由球112和对其加力的弹簧114构成。而出口端的单向阀121由球122和对其加力的弹簧123构成，这一特征允许油从泵室125流入泵出口通道117。
图14的垂直方向上还有活塞111作往复运动，它在泵室125中起抽吸作用。位于泵室125中的弹簧116对所述的活塞111施加向上的力，活塞由电磁线圈104驱动。
当没有电流被引入电磁线圈104时，如图所示，由弹簧116施加的向上的力使活塞111上升。接着，当电流被引入电磁线圈104时，电磁力使活塞在泵室125中下降ΔS，提高了泵室中的油压，其大小等于由体积ΔV产生的压力。作用在所述油上的压力使泵出口端的单向阀121打开，使体积为ΔV的油排入泵的出口通道117。当电磁线圈104中的电流被切断时，弹簧116对活塞111施加的力使其向上返回如图所示的位置。这一机械装置在泵室中产生负压，该负压使油进口端的单向阀112打开，体积为ΔV的油流入泵室125。
上述作用的重复活塞111上下往复运动，电磁泵间歇地排送所要求的体积为ΔV的油。
与上述传统的电磁泵相关的问题是活塞111的往复运动使体积ΔV(泵体积)改变，体积ΔV相对泵室125的体积V很小，这一特点使泵室125中的油压比相对较低，有时会影响单向阀112，121的工作稳定性。特别是，当空气进入泵室125时，就不可能在泵室中产生适量的正、负压，而造成的气封使单向阀112，121不能工作。
而且，由于排出的油量ΔV的绝对值相对较高，发动机在运行状态下的油量供给不能很好的控制。这种现象会使排气装置中产生白烟，这是由于为发动机的运行供给了过多的油，同时很不经济的增加了油的消耗。
本发明致力于上述问题的解决，其目的是考虑到电磁泵要具有简单的结构以保证流体的稳定供给。
本发明的另一个目的是提供一种小型、便宜的电磁泵，其中的单一机构可同时向许多对象供给少量的流体。
为达到上述目的，本发明的权利要求1中提供了一种电磁泵，它包括在泵室中接有两个油通道，它们可通过单向阀单独打开和关闭，一活塞在泵室中往复运动，它们可通过单向阀单独打开和关闭，一活塞在泵室中往复运动，一线圈驱动所述的活塞，所述的电磁泵的特征是至少一个上述单向阀与上述活塞同轴，其方向根据活塞运动方向确定。
根据权利要求1，本发明的权利要求2中提供一种电磁泵其特征是其结构为，当上述线圈处于关闭位置时，上述活塞接触并关闭上述同轴线放置的单向阀。
根据权利要求1、2，本发明的权利要求3中提供一种电磁泵其特征是通过开-关电信号和静压电量来监测线圈的工作，静压电量是由压电元件以及将上述活塞和另一个导电元件分开产生的。
根据权利要求1、2、3，本发明的权利要求4中提供一种电磁泵，其特征是包括多个附属组件，每一组件包括上述的泵室和接在所述泵室中的两个油通道，油通道可通过单向阀单独打开和关闭，一线圈驱动多个的活塞。
根据权利要求4，本发明的权利要求5中提供一种电磁泵，其特征是上述的许多活塞等角地沿一圆周放置，并指向同一方向。
由于权利要求1中所述的发明指出至少有一个单向阀与活塞同轴线地位于活塞的运动方向上，这就可以减少泵室体积，提高流体压力比，从而防止气封，提高单向阀工作稳定性。同时，获得少量流体的稳定供给取决于每次循环将泵容积控至最小值。
根据权利要求2中所述发明，由于当电流没有被引入线圈时，一个单向阀被活塞强行关闭，就可防止额外的流体体积流入泵室，从而解决了流体排出时的任何问题。
根据权利要求3中所述发明，由于线圈的工作是通过电信号开-关方式或静压电量来控制，所述的电磁泵有很好的故障保险。
根据权利要求4中所述发明，由于一个线圈同时驱动多个活塞，就可以使用所述的小型，便宜的电磁泵同时为多个对象提供少量流体。
根据权利要求5中所述发明，由于许多活塞在同一圆周上同角度排列并指向同一方向，就可以用单一线圈驱动许多活塞。
基于附图，本发明的实施例叙述如下。
图1是本发明电磁泵的第一实施例的垂直剖视圈。
图2是本发明电磁泵的第一实施例的仰视图。
图3是包括本发明电磁泵的二冲程发动机控制系统的模块图。
图4是本发明电磁泵的顶部的第二实施例的垂直剖视图。
图5是本发明电磁泵的第三实施例的垂直剖视图。
图6是本发明电磁泵的底部的第四实施例的垂直剖视图。
图7是本发明电磁泵的第四实施例的仰视图。
图8是本发明电磁泵的第五实施例的垂直剖视图。
图9是沿图8的剖线A-A的剖视图。
图10是本发明电磁泵的第六实施例的垂直剖视图。
图11是沿图10的剖线B-B的剖视图。
图12是本发明电磁泵的第七实施例的垂直剖视图。
图13是沿图12的剖线C-C的剖视图。
图14是传统电磁泵的主要部件的剖视图。
第一实施例图1显示了本发明电磁泵的第一实施例的垂直剖面图；图2是同一电磁泵的仰视图；图3显示了包括同一电磁泵在内的二冲程发动机的控制系统的示意图。
首先，二冲程发动机50的控制系统的通用结构参照图3描述。
参照图3的二冲程发动机50，51为气缸体，52为曲柄箱，53为气缸盖。活塞54可在气缸体51的气缸51a中滑动，所述活塞54通过连杆56与曲柄箱52中的曲轴55相连。有一旋转传感器57安装于曲柄箱侧记录发动机转数，由传感器57记录的发动机RPM返馈入发动机控制系统60(以下简称ECU)。
在气缸体50中还没有一个进气通道和一个排气通道。化油器61与进气通道58相连，一个旋转式变排气定时阀62和一个阀孔传感器63连接于排气通道59中，阀孔传感器可测定的旋转式排气定时阀62的孔。
一个活塞式节流阀64安装在上述化油器61上，节流阀64通过节流阀线65与位于摩托车或类似车辆的把手上的节流阀杆相连。还有一个节流阀传感器67位于化油器61上来记录节流阀64的孔。由节流阀传感器67记录的节流孔信号返馈入上述ECU60中。
上述旋转式变排气定时阀62由一伺服电动机68驱动；ECU60发出的控制信号控制伺服电动机的动作。上述孔传感器63记录的旋转式变排定时阀62的孔的信号返馈入上术ECU60。
火花塞69被旋入气缸盖53的顶部，ECU60发出的控制信号控制点火线圈70，该点火线圈控制火花塞69的点火。
在本实施例中，有两个电磁泵1(1A，1B)。每个泵1(1A，1B)在输入端有一输入线a，输入端通过过滤器71与油箱72相连。电磁泵A的输出线b向二冲程发动机50的进气通道58输送油，同时，电磁泵B的输出线b向二冲程发动机的油缸51a和活塞54之间的滑动表面输送油。
上述电磁泵1(1A)的结构参照图1和图2描述。另一电磁泵1B的结构与电磁泵1A的结构类似，这里省略了解释。
如图1所示，本实施例的电磁泵1通过铝制泵体2顶部的绝缘部分34固定线圈4，盖5被固定在泵体2的下半部；泵整体被一薄金属层覆盖，形成一紧密的结构。
从盖5向下伸出并作为其组成部分的是输入短柱5A和输出短柱5B。在所述泵体2和盖5之间的接触面上形成一沟槽5c，过滤器7放置于所述沟槽中。穿过输入短柱5A和输出短柱5B的分别是油输入通道5a和泵输出通道5b。如图3所示，输入线a和泵输出线b分别与油输入通道5a和泵输出通道5b相连。在图1中，8是密封环。
在上述泵体2中部的是一大口径孔9和一小口径油输入通道20。油输入通道10打开并连入位于盖上的上述沟槽区域5c；活塞11插入孔9可自由的上下滑动。在输入端有一单向阀12，它由球13和弹簧14构成，它打开和关闭油输入通道10。考虑进口端的单向阀12，弹簧14对球13在一方向上施加力，使它关闭输入通道10并向上推动活塞11。活塞11也被弹簧16向上推动，弹簧位于泵体2和在活塞11顶部外缘的弹簧夹具15之间。球13的直径近似等于或稍小于活塞11的直径。
小直径出口通道17和大直径圆孔18形成(水平)于泵体2上使上述圆孔9和油输入通道10相交成直角，泵出口通道与圆孔9相连。此外，一个泵出口通道19在泵体2的垂直方向(与油输入通道10平行)上。所述泵出口通道19的一端连接圆孔18，另一端连接出口通道5b。
上述圆孔18的一端被盖20封闭，由球22和弹簧23构成的单向阀的输出端位于所述圆孔18内。弹簧23向单向阀22的出口端施加一力，推动其向关闭方向。在图1中，24表示一个密封环。
因此，在当前实施例下，输入端的单向阀12和活塞11位于所述活塞11运动方向的同轴线上(图1的垂直方向)，由圆孔9和泵出口通道17中的球13和22以及活塞11划限的区域构成了泵室。两个单向阀的球13，22与泵体2面接触或线接触；通过面接触，任何尺寸的偏差会被减低，通过线接触，可获得单向阀12，21的非常牢固的密封。
上述线圈4被封闭在壳体26中，金属导向元件27位于壳体内部圆周下方。可上下自由滑动的杆28插在所述金属导向元件27的中心。弹簧30位于导向元件27和装在杆28顶部的金属夹具19之间，它产生的力向上推动杆28。
上述泵体2的顶部面构造的沟槽中装有一环状制动器31和一橡胶油密封32，油密封32的内缘与上述杆28的外缘弹性接触。
如图2所示，上述盖5有一刻槽5d。四根线头33，34从上述ECU60(见图3)引出并穿过刻槽5d进入电磁泵内。33的两根线头与线圈4相连，剩下的线头34分别与上述杆28和活塞11相连。
下面，将要解释电磁泵的运行。
当没有电流被引入线圈(在关闭状态)时(如图1所示)，杆28被弹簧30的弹力推向上，使其顶住外壳6。这时，所述杆28与活塞11分开一段规定的间隙。相应的，活塞11也被弹簧14，16的力向上推，其顶部与上述制动器31接触。这时，活塞11与泵室25中的球13分开一段距离ΔS。
接着，当电流沿着线头33将接线圈4处于开的状态时，所述线圈4产生的电磁力使杆28克服弹簧30的下降至与活塞11接触。所述活塞11被下压直到其底部与球13接触并被制动。当这种情况出现，泵室25中的油被体积ΔV(＝活塞11的底面积A乘以冲程ΔS)挤压，从而提高了油压。该压力克服弹簧23的力，推动球22在单向阀出口端“打井”，将体积等于ΔV的油从室泵25排出泵出口通道19。如图3所示，油沿着出口线b供给到二冲程发动机的进气道58，这样通道里变成气/油混合汽。
当线圈4中的电流被切断时。电磁力消失，弹簧30的力使杆28向上回复到图1所示位置。弹簧14、16产生的弹簧力也使活塞11向上直到其顶住制动器31。在这一过程中，泵室25中产生负压，负压克服了弹簧14施加在单向阀12输入端的球13上的力，从而打开阀门。如图3所示，油量为ΔV的油沿油箱72流出，穿过供给线a(见图3)，油输入通道5a，过滤器7和油输入通道10，到达泵室25。
重复上述工作使活塞11上下往复运动，使电磁泵1间歇地抽送一定的体积ΔV。
如上所述，由于这一实施例中提供了以上所述结构。其中在输入端的单向阀12和活塞11位于所述活塞11的运动方向(图1垂直方向)的同一轴线上，就可以利用一简单结构减少小泵室容积V并提高油压比ΔV/V。其结果是，气封被避免，提高了两个单向阀12和21的工作稳定性。
由于本实施例中，每次循环(活塞11一次往复运动)的排出油量ΔV被减至最小，就可保证二冲程发动机50供给很少的油量，根据发动机转速或负荷，可非常准确地控制所述少的油量，发动机的转速通过旋转传感器57检测，其负荷由图3所示节气门传感器检测，以及其它因素如曲柄箱压力、油温、水温、短柱基础温度等，它们会影响二冲程发动机50的运行状态。特别是当二冲程发动机50运行于低速、低载荷状态时，活塞11单位时间的循环数会降低，使油量供给减少，当在高速，高载荷状态运行时，活塞11的往复循环数增加，从而提高油供给量。当发动机50开始运转，油供给量为最小值。
在本实施例中，电流引入线圈4，杆28与活塞11接触时，打开信号沿双线头34返馈入ECU60(见图3)，还由于在引入线圈4的电流被切断时，当没有电流穿过双线头34，当杆28与活塞11分开时，关闭信号返馈入ECU60，线圈的工作可通过检查信号状态开-关来确定，因此所述电磁泵有很好的故障保护。
上述讨论仅考虑到一个电磁泵1A，但另一电磁泵1B运行在相似情况下。如图3所示，所需油量穿过泵出口线b输送到油缸51a和活塞54的滑动表面上。
第二实施例本发明的第一装置实施例基于图4描述。图4是本发明实施例的电磁泵的垂直剖视图。在图中，与图1所示元件相同的元件用同样的标号表示。
本实施例的电磁泵1其特征是压电元件35和膜片密封36装配在杆28和活塞11之间。压电元件35与活塞11的顶部相连，膜片密封36沿着它的边缘，当无电流引入线圈4时，如图所示，杆28与元件35分开，其间有一定的尺寸间隙。当无电流引入时，也可使杆28与压电元件接触。
杆28与线头34a连接，压电元件与线头34b连接。这与上述第一实施例相同，当电流重复状态开-关，与线圈接通或断开时，活塞11上下往复，进行所需的抽吸动作。若电流引入线圈4，杆28从压电元件35中获得压力，该元件通过线头34a和34b产生静压电，而ECU60(见图3)记录线头状态，确定线圈4的工作情况。这种设计保证所述电磁泵有很好的故障保护。
因为本实施例的电磁泵的其它部分与上述第一实施例的相似，所以其作用也与第一实施例中的相似。
第三实施例本发明的第三装置实施例基于图5描述。图5是本发明第三实施例的垂直剖视图。在图中，与图1所示元件相同的元件用同样的标号表示。
本实施例的电磁泵1提供一圆柱金属弹簧夹具38，它旋入覆盖于线圈4顶部的盖37。弹簧40装配在弹簧夹具和与金属弹簧导向元件39相连的活塞之间，弹簧施加向下的力。弹簧40通过塑料制成的绝缘元件41与活塞11接触，所以弹簧夹具38和活塞11的弹簧40之间由于绝缘元件41而不具导电性。在图5中，42是一个锁定螺母，43是一个油密封。
本实施例也在输入端有一单向阀12，且与活塞11同轴线，它们的方向沿活塞11的运动方向(图5中垂直方向)。当无电流引入线圈4时，弹簧40向下推动活塞11，如图所示，作用在球13上的压力使输入端的单向阀关闭。这时，在弹簧夹具38和弹簧导向元件39之间有一定尺寸的间隙。
在图5所示位置，当电流被引入线圈4，电磁力以及弹簧14的力的共同作用使活塞11和弹簧导向元件39上升，直到弹簧导向元件39接触弹簧夹具38并被其制动。由此在泵室25中产生负压，负压使输入端的单向阀打开，并使油量为ΔV(＝活塞11的底面积A乘以冲程ΔS)的油流入泵室25。
当线圈4的电流被切断后，活塞11和弹簧导向元件39在弹簧40的力的作用下下降，如图5所示，直到活塞11与球13相接触。这时，泵室25中的油被体积ΔV挤压，高油压使泵出口端的单向阀打开，将体积等于ΔV的油以泵室25排入泵出口通道19。
这些动作的重复使电磁泵1间歇地供给体积为ΔV的油，同样，由于输入端的单向阀和活塞1同轴线布置，其作用也与第一实施例中的类似。特别是，本实施例中，当无电流被引入线圈4时，活塞11作用于输入端的单向阀12的球13很大的力，在此时油沿输入端的所述单向阀12流入泵室25的可能性很小。
线圈的工作通过开-关来保证，同时伴随有弹簧夹具38与弹簧导向元件39的接触与分开，因而确保了电磁泵1运行的很好的故障保护。
第四实施例本发明的第四实施例基于图6和图7描述。图6是本发明电磁泵的实施例的底部的垂直剖视图；图7是同一电磁泵的仰视图；在这些图中，与图1和图2所示元件相同的元件用同样的标号表示。
如图7所示，本实施例的电磁泵1在外壳底面弯曲处有一刻槽6a。四根线头33，34穿过刻槽6a进入电磁泵。
本实施例的其它结构与第一实施例的相同。因为输入端的单向阀12和活塞11同轴线，其作用也与第一实施例中的相同。
第五实施例本发明的第五实施例基于图8和图9描述。图8是本发明电磁泵的第五实施例的垂直剖视图；图9是沿图8的A-A剖线的剖面图；在这些图中，与图1和图2所示元件相同的元件用同样的标号表示。
本实施例的电磁泵1可利用一个泵同时向两个对象供给少量的油。它包括两套附属组件，每一套组件包括油通道10，17以及接在泵室25中的可控制其开和闭的单向阀12，21，以及活塞11。两个活塞11同时被一个线圈4驱动。在这种情况下，两个活塞11和两个输出短柱5B指向同方向(垂直方向)并在同一圆周上等角度(180°)放置。活塞的上端通过活塞部件45与杆28相接触。
线圈4同时驱动两个活塞11，就使本实施例的电磁泵能够同时向两个对象供给少量的油，其中的泵在结构上既小型又经济。
由于油塞在同一圆周上等角度放置，且指向同方向，就可用一个线圈4顺利驱动两个活塞11为两个对象稳定供给少量的油。
第六实施例本发明的第六实施例基于图10和图11描述。图12是本发明电磁泵的第六实施例的垂直剖视图；图11是沿图10的B-B剖线的剖面图；在这些图中，与图1和图3所示元件的相同元件用同样的标号表示。
本实施例的电磁泵1可利用一个泵系统同时向三个对象供给少量的油。泵1包括三套附属组件，每一套组件包括油通道10，17以及接在泵室25中的可控制其开和闭的单向阀12，21，以及活塞11。三个活塞11同时被一个线圈4驱动。在这种情况下，三个活塞11和三个输出短柱5B指向同方向(垂直方向)，在同一圆周上等角度(120°)放置。活塞的上端通过活塞部件45与杆28相接触。
线圈4同时驱动三个活塞11，就使本实施例的电磁泵能够同时向三个对象供给少量的油，其中的泵在结构上既小型又经济。
由于活塞在同一圆周上等角度放置，就可用一个线圈4顺利驱动三个活塞11为三个对象稳定供给少量的油。
第七实施例本发明的第七实施例基于图12和图13描述。图12是本发明电磁泵的第七实施例的垂直剖视图；图13是沿图12的C-C剖线的剖面图；在这些图中，与图1和图2所示元件的相同元件用同样的标号表示。
本实施例的电磁泵1可利用一个泵系统同时向六个对象供给少量的油(例如，六个油缸)。泵1包括六套附属组件，每一套组件包括油通道10，17以及接在泵室25中的可控制其开和闭的单向阀12，21，以及活塞11。六个活塞11同时被一个线圈4驱动。在这种情况下，六个活塞11和六个输出短柱5B指向同方向(垂直方向)，在同一圆周上等角度(60°)放置。活塞的上端通过活塞部件45与杆28相接触。
线圈4同时驱动六个活塞11，就使本实施例的电磁泵能够同时向六个对象供给少量的油，其中的泵在结构上既小型又经济。
由于活塞在同一圆周上等角度放置，就可用一个线圈4顺利驱动六个活塞11为六个对象稳定供给少量的油。
由上述解释可以清楚了解，根据权利要求1，由于至少有一个单向阀与活塞同轴线地位于活塞的运动方向上，这就可以减少泵室体积，提高流体压力比，从而防止气封，提高单向阀工作稳定性。而且，由于单循环泵的排出量被减小，就可保证供给少量流体。
根据权利要求2中所述发明，由于当电流没有被引入线圈时，一个单向阀被活塞强行关闭，就可防止流体在那时通过所述的阀门流入泵室，从而避免额外的流体被排出。
根据权利要求3中所述发明，由于线圈的工作是通过电信号开-关方式或静压电量来控制，所述的电磁泵有很高的故障保险。
根据权利要求4中所述发明，由于一个线圈同时驱动多个活塞，就可以使用所述的小型，便宜的电磁泵同时为多个对象提供少量流体。
根据权利要求5中所述发明，由于许多活塞在同一圆周上同角度排列，就可以用单一线圈驱动多个活塞。
权利要求
1.一种电磁泵，包括接在在泵室中的两个油通道，它们可通过单向阀单独打开和关闭，一活塞在泵室中往复运动，一线圈驱动所述的活塞，所述的电磁泵的特征是至少一个上述单向阀与上述活塞同轴，其方向根据活塞运动方向确定。
2.根据权利要求1所述的电磁泵，其特征是其结构为，当上述线圈处于关闭时，上述活塞接触并关闭上述同轴线放置的单向阀。
3.根据权利要求1或2所述的电磁泵，其特征是通过开-关电信号和静压电量来监测线圈的工作，静压电量是由压电元件以及将上述活塞和另一个导电元件分开产生的。
4.根据权利要求1、2或3所述的电磁泵，其特征是包括多个附属组件，每一组件包括上述的泵室和接在所述泵室中的两个油通道，油通道可通过单向阀单独打开和关闭，一线圈驱动多个活塞。
5.根据权利要求4所述的电磁泵，其特征是上述的多个活塞等角地沿同一圆周放置，并指向同一方向。
全文摘要
一种电磁泵，利用简单的结构可靠地传送稳定量的少量流体。它包括油通道10、17以及接在泵室25中的可控制其开和闭的单向阀12、21；活塞11在泵室中往复运动，线圈4驱动活塞1，其中所述单向阀12和活塞11同轴线布置于活塞的运动方向上。由于上述布置，可以减小泵室2的容积并提高泵室中的油(流体)压比，从而防止气封现象。并提高单向阀12、21的工作稳定性。而且由于每次循环排出油量减至最小，就可以提高可靠的少量的油量。
文档编号F04B17/04GK1153869SQ96113258
公开日1997年7月9日 申请日期1996年8月13日 优先权日1996年8月13日
发明者山田诚一郎 申请人:雅马哈发动机株式会社