专利名称：喷油泵双弹簧双升程出油阀部件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及柴油机燃油喷射装置，特别是喷油泵的零部件结构。
技术背景近年来各种车用柴油机迫切要求降低排放、噪声和振动。为满足这些要求，主要是改进柴油机的燃烧和燃油喷射系统。车用直喷式柴油机采用提高喷油压力和减小喷油嘴喷孔的措施后降低了排放，但需要解决噪声和振动过大的问题。特别是车用柴油机在怠速和小负荷工况下如果喷油率过高，则将产生强烈的振动和噪声，对机器的可靠性和车辆乘员的舒适性产生不利影响。为此需要在保持较高的总喷油率的情况下降低初期喷油率，控制柴油机怠速和小负荷工况下的喷油率。德国Bosch公司，日本Zexel公司采用凹圆弧凸轮和双弹簧喷油器控制喷油率形状(SAE paper 940194)。日本电装公司采用双切线两级凸轮和带有副进油孔的柱塞偶件降低初期喷油率(Proceedings of 1995 Small Engine TechnologyConference 13-15 Sep.1995 USA.P.269-275).。美国Stanadyne公司开发的一种针阀节流的RSN型喷油嘴专利产品，采用“间隙控制”技术，能控制初期喷油量(《Diesel Progress Engines & Drives》1995年8月号，译载《内燃机燃油喷射和控制》1996年2期)。以上几种技术虽然能满足柴油机降低噪声和振动的性能要求，但是存在制造工艺复杂，成本较高的缺点。
柴油机喷油泵中的出油阀部件大多是单弹簧、单行程结构。德国Bosch公司的产品中有一种回油节流式出油阀，采用双弹簧单升程结构(Diesel FuelInjection Pumps Types PE and PF Technical Instruction，ISBN1-85-226010-6)。英国Bryce公司有一种出油阀上带有节流小孔的阻力式出油阀部件，它采用了双弹簧双升程结构。但是这种出油阀部件采用埋入出油阀座中的杯形出油阀零件，出油阀的锥面上加工有节流小孔。出油阀上方有一个具有法兰边和定位槽口的弹簧限位器，限位器中装有控制预升程的内弹簧，限位器外装有一个大弹簧，因此这种出油阀部件的结构尺寸较大，只适用于大缸径的内燃机车和船用柴油机等用途，不适合用于车用柴油机。而且这种出油阀部件的供油速度曲线并不令人满意(《内燃机燃油喷射和调节》美国波许公司波尔曼和梯留卡合著，译文由机械工业出版社出版，1977版)。
此外，近年来新发展的电控燃油喷射系统也能控制柴油机喷油率的形状，解决噪声和振动过大的问题。但是结构复杂，成本较高。
实用新型内容本实用新型的目的是要提供一种喷油泵双弹簧双升程出油阀部件，它能有效地控制柴油机的喷油率形状，特别是能解决车用柴油机在怠速和小负荷工况下的振动和噪声问题，而且结构简单，制造成本低。
本实用新型的技术方案是在柴油机喷油泵上采用一种喷油泵双弹簧双升程出油阀部件，该部件具有由出油阀(1)和出油阀座(2)组成的出油阀偶件，出油阀紧座(3)，出油阀弹簧(4)。其特征在于具有定位环(5)及紧靠着定位环(5)的定位片(6)和压在定位片(6)上的定位弹簧(7)。其中出油阀的初升程(H1)由定位环(5)和紧靠着定位环(5)的定位片(6)控制。出油阀弹簧(4)通过定位片(6)上的中孔(8)仍和现有技术一样压在出油阀座(2)上。在喷油过程的初始阶段，燃油压力使出油阀克服出油阀弹簧(4)的压力，从出油阀座(2)上升起。当出油阀(1)升高到与定位片(6)接触时，出油阀(1)暂停升高，这时出油阀的升程为初升程H1。当油压继续升高，使出油阀(1)的上升力足以克服出油阀弹簧和定位弹簧两者共同的弹簧压力时，出油阀(1)才能继续上升。出油阀(1)在后期上升的升程为后升程H2。全升程是H1和H2之和。当油压下降时，出油阀在弹簧力的作用下迅速下降，回落到出油阀座(2)的密封面上。
本实用新型的有益效果是本使用新型可以通过调整出油阀的初升程H1和定位弹簧(7)及出油阀弹簧(4)的刚度有效地控制柴油机喷油率随喷油泵凸轮转角θ变化的曲线形状。因此本实用新型和现有技术相比可以保证柴油机在怠速和小负荷工况下各缸喷油量的均匀性、稳定性。经试验证实，可显著降低柴油机的振动和噪声。而且本实用新型具有设计结构简单、零部件的互换性、通用性强，成本低的显著优点。
本实用新型的附图包括图1本实用新型的一种实施例，等容式双弹簧双升程出油阀部件的剖视图。
图2本实用新型所采用的圆柱形定位片的正视图。
图3本实用新型所采用的三角形定位片的正视图。
图4采用本实用新型和采用现有技术的柴油机喷油率形状曲线对比图。
图5采用本实用新型技术方案前后柴油机的振动曲线图图6本实用新型的另一种实施例，等压式双弹簧双升程出油阀部件的剖视图。
图7本实用新型的第三种实施例，阻尼式双弹簧双升程出油阀部件的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的具体结构和三种实施例。
在图1所示的本实用新型的一种实施例，等容式双弹簧双升程出油阀部件的剖视图中，由出油阀(1)和出油阀座(2)组成的出油阀偶件和常规的出油阀偶件完全相同；出油阀紧座(3)和出油阀弹簧(4)的外形尺寸与常规出油阀部件中相应的零件相同。图中定位环(5)紧靠在出油阀座(2)的端面上。从定位环(5)上端面到菌形出油阀(1)大端面之间的距离就是出油阀的初升程H1。调整定位环(5)的高度尺寸可以改变初升程H1的大小。定位片(6)紧靠在定位环(5)上面，由定位弹簧(7)向下压紧。在图1所示的等容式双弹簧双升程出油阀部件中，在其中的出油阀紧座(3)中还装有减容器(10)。出油阀(1)的后升程H2是定位片(6)上端面到出油阀紧座(3)台肩面之间的距离。因此出油阀的全升程H＝H1+H2。调整定位片(6)的厚度和出油阀紧座(3)中台肩面的深度可以改变全升程H的大小。当然初升程H1也对全升程H的大小有直接的影响。
本实用新型所采用的喷油泵双弹簧双升程出油阀部件中定位片(6)的形状可以是圆柱形的(图2)，三角形的(图3)或其他形状。在图2所示的圆柱形定位片中，中间是一个中孔(8)，其直径应大于出油阀弹簧(7)的外径，使出油阀弹簧(7)能在中孔(8)中自由通过。中孔(8)的周围可以有一个或多个通油孔(9)。图2中所示的通油孔是三个长圆形孔。采用长圆形通油孔时，通油孔的流通截面较大，阻力较小。
图3是一种三角形定位片(6)的正视图。这种定位片的形状是弧边三棱柱。定位片(6)的中央是一个中孔(8)。在三角形定位片(6)上不需要加工出通油孔(9)，而是利用三角形与外接圆之间的间隙起通油作用。
图4所示是喷油率形状的曲线图。图中横坐标表示喷油泵凸轮转角θ，纵坐标代表柴油机燃油喷射系统的喷油率。图4中实线是本实用新型的喷油率形状曲线。虚线代表未采用本实用新型时典型的喷油率形状。喷油泵凸轮采用常规的切线凸轮。从图4的曲线中可以清楚地看出，采用本实用新型后初期喷油率降低，当出油阀上升到初升程H1时喷油率曲线出现一个明显的平台，然后喷油率再继续升高。在开始回油后喷油率曲线陡然下降。改进前后喷油系统的喷油持续期基本不变，但是在柴油机怠速和小负荷工况下，采用本实用新型的出油阀部件后喷油率得到控制，而且各缸之间的喷油均匀性、稳定性较好。
图5是改进前后柴油机的振动曲线图。图中横坐标代表柴油机的转速，纵坐标代表柴油机振动的振幅。图中曲线a是采用本实用新型改进的喷油泵双弹簧双升程出油阀部件后的柴油机振动曲线。图中曲线b是未采用本实用新型时柴油机的振动曲线。由图可以看到，改进后柴油机的振幅降低到原有振幅的三分之一以下。振动降低后柴油机的噪声也有明显的减少。
图6所示的等压式双弹簧双升程出油阀部件的剖视图代表本实用新型的第二种实施例。图中出油阀(1)和出油阀座(2)组成出油阀偶件；其特征是出油阀(1)上具有一个或多个垂直的节流小孔(11)，使出油阀升起后高压油管中的油压有一段等压过程。图中定位环(5)紧靠在出油阀座(2)的端面上。从定位环(5)上端面到出油阀(1)的大端面之间的距离是出油阀的初升程H1。定位片(6)紧靠在定位环(5)上面，由定位弹簧(7)向下压紧。出油阀(1)的后升程H2是从定位片(6)上端面到出油阀紧座(3)台肩面之间的距离。出油阀的全升程H＝H1+H2。出油阀弹簧(4)压在出油阀(1)上。在出油阀(1)的初升程H1中，出油阀(1)只受到出油阀弹簧(4)的压力。而在出油阀(1)的后升程H2中，出油阀(1)同时受到出油阀弹簧(4)和定位弹簧(7)两者的作用力。
图7所示的阻尼式双弹簧双升程出油阀部件剖视图代表本实用新型的第三种实施例。这种出油阀部件的特征是在其中的出油阀紧座(3)中装有一个阻尼器(14)，阻尼器(14)由阻尼弹簧(12)和阻尼孔板(13)组成，它对出油阀部件内高压燃油的压力波有显著的阻尼作用，可以明显地减少高压油管中及喷油器体内的高压燃油的压力波动，避免不良的二次喷油现象。这种出油阀部件中其它零件的结构、名称和件号与图1所示的等容式双弹簧双升程出油阀部件中对应的零件相同。
权利要求1.一种喷油泵双弹簧双升程出油阀部件，该部件具有由出油阀(1)和出油阀座(2)组成的出油阀偶件，出油阀紧座(3)，出油阀弹簧(4)，其特征在于具有定位环(5)，紧靠着定位环(5)的定位片(6)和压在定位片(6)上的定位弹簧(7)。
2.根据权利要求1所述的喷油泵双弹簧双升程出油阀部件，其特征是其中的定位片(6)是圆柱形的，定位片(6)上具有通过出油阀弹簧(4)的中孔(8)以及一个或多个通油孔(9)。
3.根据权利要求1所述的柴油机双弹簧升程出油阀部件，其特征是其中的定位片(6)是三角形的，定位片(6)上具有通过出油阀弹簧(7)的中孔(8)。
4.根据权利要求1所述的喷油泵双弹簧双升程出油阀部件，其特征是在上述的出油阀紧座(3)中装有减容器(10)。
5.根据权利要求1所述的喷油泵双弹簧双升程出油阀部件，其特征是其中的出油阀(1)具有一个和多个节流小孔(11)。
6.根据权利要求1所述的喷油泵双弹簧双升程出油阀部件，其特征是在上述的出油阀紧座(3)中装有一个由阻尼弹簧(12)和阻尼孔板(13)组成的阻尼器(14)。
7.根据权利要求2所述的喷油泵双弹簧双升程出油阀部件，其特征是其中的定位片(6)上的通油孔(9)是一个长圆孔。
专利摘要喷油泵双弹簧双升程出油阀部件，涉及柴油机燃油喷射装置，特别是对喷油泵零部件结构的改进。其特征在于具有定位环，紧靠定位环的定位片和压在定位片上的定位弹簧。它能有效地控制柴油机的喷油率形状，特别是能解决车用柴油机在怠速和小负荷工况下的振动和噪声问题。
文档编号F02M61/04GK2661948SQ02239170
公开日2004年12月8日 申请日期2002年6月23日 优先权日2002年6月23日
发明者张礼林 申请人:无锡油泵油嘴研究所