专利名称：一种缸内直喷汽油机燃料高压产生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽油发动机缸内直接喷射的燃料高压产生装置。主要用于 发动机燃油喷射系统，目的是为了提供稳定且足够高的燃油喷射压力。
背景技术：
汽油机缸内直接喷射技术由于改变了传统汽油机油气混合的机理，能够极 大地提高燃油经济性，目前已成为内燃机研究的一个重要方向。而高压产生装 置是直喷式发动机燃料供给系统中最关健的部分，传统的压力产生装置一般由 发动机带动柱塞式油泵来产生高压燃料，由于柱塞偶件的高精度配合，工作时 它们处于高速运动状态，要求有良好的润滑以防磨损，但汽油等燃料的润滑性 很差，甚至还有腐蚀作用，用传统方式可靠性不高。
也有像专利200410067003中介绍的那种技术，这种技术采用两个液压缸交 替供油的方式提供燃油喷射所需的高压油，这中技术的缺点是当两缸交替工作 时，会产生一定的压力波动。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种汽油发动机缸内直接喷射 的燃料高压产生装置。
它具有蓄油缸A缸和供油缸B缸，在供油缸B缸第二燃料输入孔上依次串 接有第一单向阀、燃油输送泵、燃油滤清器、燃料箱，在供油缸B缸第二燃料 输出孔和供油缸A缸第一燃料输入孔之间串接有第二单向阔，在供油缸A缸第 一燃料输出孔上连接有压力传感器3，在供油缸B缸第二工作油进出孔、第三工 作油进出孔与电液换向阀相连接，电液换向阀经溢流阀与蓄油缸A缸第一工作 油进出孔相连接，在蓄油缸A缸al腔内设有第一位置传感器，在供油缸B缸 bl腔和b2腔内分别设有第二位置传感器和第三位置传感器。
所述的第一活塞和第二活塞的面积之比是第三活塞和第四活塞面积之比的 1.001 1.01倍。
所述的燃料压力增压装置蓄油缸A缸具有第一缸套和第二缸套，第一缸套 与第二缸套通过第一组紧固螺栓固定，第一缸套内部设有第一活塞，第二缸套 内部设有第二活塞，第一活塞与第二活塞通过第一活塞杆相连接，第一活塞与 第一活塞杆通过第一锁紧螺母固定，第二活塞与第一活塞杆通过第二锁紧螺母 固定，第一活塞与第一缸套之间设有第一密封活塞环，第二活塞与第二缸套之间设有第二密封活了塞环，在第一缸套上部设有al腔，在al腔上设有第一工作 油进出孔，al腔内设有第一位置传感器，第二缸套中部设有a3腔，a3腔上设有 通气孔，在第二缸套下部设有a2腔，在a2腔上设有第一燃料输入孔和第一燃料 输出孔。
所述的燃料压力增压装置供油缸B缸具有第三缸套和第四缸套，第三缸套与 第四缸套经缸套连接法兰，通过第二组紧固螺栓固定，在第三缸套内设有第三 活塞，在第四缸套内设有第四活塞，第三活塞与第四活塞通过第二活塞杆相连 接，第二活塞杆与第三活塞通第三锁紧螺母固定，第二活塞杆与第四活塞通过 第四锁紧螺母固定，第三活塞与第三缸套之间设有第三密封活塞环，第四活塞 与第四缸套之间设有第四密封活塞环，在第三缸套与缸套连接法兰之间设有第 一密封圈，在第四缸套与缸套连接法兰之间设有第三密封圈，第二活塞杆与缸 套连接法兰设有第二密封圈，在第三缸套上部设有bl腔，在bl腔上设有第三 工作油进出孔，bl腔中设有第二位置传感器，在第三缸套下部设有b2腔，b2 腔设有第三位置传感器，在缸套连接法兰上设有第二工作油进出孔，在第四缸 套上部设有b3腔，在b3腔设有燃料泄漏搜集孔，在第四缸套下部设有b4腔， 在b4腔设有第二燃料输入孔和第二燃料输出孔。 本发明与现有技术相比具有的有益效果-
1) 容易实现燃料的高压增压，适用于多种液体及气体燃料；
2) 解决了低粘度、低润滑燃料的密封问题；
3) 无高速运动部件，提高了系统可靠性；
4) 采用单独的蓄油缸，不需要蓄压装置便可以保持供油压力稳定。
图1是汽油发动机缸内直接喷射的燃料高压产生装置示意图； 图2是燃料增压装置A缸结构示意图； 图3是燃料增压装置B缸结构示意图中第一单向阀1、第二单向阀2、压力传感器3、第一位置传感器4、 第二位置传感器5、第三位置传感器6、燃料箱7、燃油滤清器8、燃油输送泵9、 工作油回油箱10、溢流阀11、电液换向阀12、第一缸套13、第一活塞14、第 一密封活塞环15、第一锁紧螺母16、第一活塞杆17、通气孔18、第二锁紧螺 母19、第二密封活塞环20、第二活塞21、第二缸套22、第一燃料输出孔23、 第一燃料输入孔24、第一组紧固螺栓25、第一工作油进出孔26、第三缸套27、 第三活塞28、第三密封活塞环29、第三锁紧螺母30、第一密封圈31、缸套连接法兰32、第二密封圈33、第三密封圈34、第二组紧固螺栓35、第二活塞杆 36、第四锁紧螺母37、第四密封活塞环38、第四活塞39、第四缸套40、第二 燃料输入孔41、第二燃料输出孔42、燃料泄漏搜集孔43、第二工作油进出孔 44、第三工作油进出孔45。
具体实施例方式
如图1所示，汽油发动机缸内直接喷射的燃料高压产生装置具有蓄油缸A 缸和供油缸B缸，在供油缸B缸第二燃料输入孔41依次串接有第一单向阀1、 燃油输送泵9、燃油滤清器8、燃料箱7，在供油缸B缸第二燃料输出孔42和供 油缸A缸第一燃料输入孔24之间串接有第二单向阀2，在供油缸A缸第一燃料 输出孔23上连接有压力传感器3，在供油缸B缸第二工作油进出孔44、第三工 作油进出孔45与电液换向阀12相连接，电液换向阀12经溢流阀11与蓄油缸A 缸第一工作油进出孔26相连接，在蓄油缸A缸al腔内设有第一位置传感器4， 在供油缸B缸bl腔和b2腔内分别设有第二位置传感器5和第三位置传感器6。
所述的第一活塞14和第二活塞21的面积之比是第三活塞28和第四活塞39 面积之比的L01 1.02倍。
如图2所示，燃料压力增压装置蓄油缸A缸具有第一缸套13和第二缸套 22，第一缸套13与第二缸套22通过第一组紧固螺栓25固定，第一缸套13内 部设有第一活塞14，第二缸套22内部设有第二活塞21，第一活塞14与第二活 塞21通过第一活塞杆17相连接，第一活塞14与第一活塞杆17通过第一锁紧 螺母16固定，第二活塞21与第一活塞杆17通过第二锁紧螺母19固定，第一 活塞14与第一缸套13之间设有第一密封活塞环15，第二活塞21与第二缸套 22之间设有第二密封活了塞环20，在第一缸套13上部设有al腔，在al腔上设 有第一工作油进出孔26， al腔内设有第一位置传感器4，第二缸套22中部设有 a3腔，a3腔上设有通气孔18，在第二缸套22下部设有a2腔，在a2腔上设有 第一燃料输入孔24和第一燃料输出孔23。
如图3所示，燃料压力增压装置供油缸B缸具有第三缸套27和第四缸套40， 第三缸套27与第四缸套40经缸套连接法兰32，通过第二组紧固螺栓35固定， 在第三缸套27内设有第三活塞28，在第四缸套40内设有第四活塞39，第三活 塞28与第四活塞39通过第二活塞杆36相连接，第二活塞杆36与第三活塞28 通第三锁紧螺母30固定，第二活塞杆36与第四活塞40通过第四锁紧螺母37 固定，第三活塞28与第三缸套27之间设有第三密封活塞环29，第四活塞39与 第四缸套40之间设有第四密封活塞环38，在第三缸套27与缸套连接法兰32之间设有第一密封圈31，在第四缸套40与缸套连接法兰32之间设有第三密封圈 34,第二活塞杆36与缸套连接法兰32设有第二密封圈33，在第三缸套27上部 设有bl腔，在bl腔上设有第三工作油进出孔45， bl腔中设有第二位置传感器 5，在第三缸套27下部设有b2腔，b2腔设有第三位置传感器6，在缸套连接法 兰32上设有第二工作油进出孔44，在第四缸套40上部设有b3腔，在b3腔设 有燃料泄漏搜集孔43，在第四缸套40下部设有b4腔，在b4腔设有第二燃料输 入孔41和第二燃料输出孔42。 本发明工作时
根据电液换向阀12阀芯所处的位置不同，供油缸B缸可以分为两个工作阶 段。当电液换向阀12阀芯处在图1中上端位置时，经过溢流阀11调压之后的 工作油一边通过蓄油缸A缸第一工作油进出孔26连通al腔， 一边通过供油缸 B缸第三工作油进出孔45进入bl腔；供油缸B缸第二工作油进出孔44连通到 工作油回油箱10;此时由于供油缸B缸第三活塞28和第四活塞39之间的面积 比比蓄油缸第一活塞14和第二活塞21之间的面积比稍大，根据液压计算公式， 供油缸B缸b4腔内的燃油压力略大于蓄油缸A缸a2腔的燃油压力，供油缸B 缸活塞第三活塞28和第四活塞39向下运动，第一单向阀l关闭，第二单向阀2 打开，供油缸B缸b4腔内的燃料流入蓄油缸A缸a2腔，此时蓄油缸A缸第一 活塞14和第二活塞21向上运动，蓄油缸A缸al腔中的工作油从第一工作油进 出孔26流出。
当供油缸B缸第三活塞28向下运动到最大位置，第三位置传感器6向控制 器发出信号，控制电液换向阔12换向，使阀芯处在图1中下端位置，经过溢流 阀11调压之后的工作油一边通过蓄油缸A缸第一工作油进出孔26连通al腔， 一边通过供油缸B缸第二工作油进出孔44连通b2腔，供油缸B缸第三工作油 进出孔45连通到工作油回油箱10，供油缸B缸第三活塞28和第四活塞39向上 运动，由于供油缸B缸b4腔压力呈负压状态，此时第一单向阀l打开，第二单 向阀2关闭，燃油输送泵9泵出的燃料经供油缸B缸第二燃料输入孔41流入供 油缸B缸b4腔内，随着蓄油缸A缸a2腔中的燃料减少，第一活塞14和第二活 塞21向下运动，工作油经过蓄油缸A缸第一工作油进出孔26流入al腔中。
当供油缸B缸第三活塞28向上运动到最大位置，第二位置传感器5向控制 器发出信号，控制电液换向阀12换向，使阀芯再次处在图1中上端位置，此后 供油缸B缸又重复第一步的工作，如此便周而复始地工作。
供油缸B缸并不总是处在工作状态，当蓄油缸A缸第一活塞14到达第一位置传感器4位置时，说明A缸a2腔的燃料已满，控制器检测到第一位置传感 器4信号，并控制电液换向阀12换向使其阀芯置于中位，此时供油缸B缸不工 作，第一单向阀l和第二单向阀2均关闭；当蓄油缸A缸第一活塞14离开第一 位置传感器4时，控制器检测不到第一位置传感器4信号，控制电液换向阀12 使其阀芯置于上端位置，供油缸B缸开始工作。
燃油喷射所需的喷射压力由蓄油缸A缸第一活塞14和第二活塞21的面积 比决定，所能达到的压力范围为0.5 100MPa。增压后的燃料从蓄油缸A缸第 一燃料输出孔23流向喷油器O。
压力传感器3的作用是采集高压油路中的压力信息，反馈给控制器，并以 此为基础控制溢流阀11的开启大小；在供油缸B缸第四缸套40上与b3腔相连 的燃料泄漏搜集孔43的作用是当供油缸B缸b4腔内的燃料被压縮时，搜集由 第四活塞39泄漏的燃料；在蓄油缸A缸第二缸套22上所开的通气孔18的作用 是保持a3腔内的压力不受体积改变的影响，为外界大气压。
权利要求
1.一种汽油发动机缸内直接喷射的燃料高压产生装置，其特征在于它具有蓄油缸A缸和供油缸B缸，在供油缸B缸第二燃料输入孔(41)依次串接有第一单向阀(1)、燃油输送泵(9)、燃油滤清器(8)、燃料箱(7)，在供油缸B缸第二燃料输出孔(42)和供油缸A缸第一燃料输入孔(24)之间串接有第二单向阀(2)，在供油缸A缸第一燃料输出孔(23)上连接有压力传感器(3)，在供油缸B缸第二工作油进出孔(44)、第三工作油进出孔(45)与电液换向阀(12)相连接，电液换向阀(12)经溢流阀(11)与蓄油缸A缸第一工作油进出孔(26)相连接，在蓄油缸A缸a1腔内设有第一位置传感器(4)，在供油缸B缸b1腔和b2腔内分别设有第二位置传感器(5)和第三位置传感器(6)。
2. 根据权利要求1所述的一种汽油发动机缸内直接喷射的燃料高压产生装 置，其特征在于所述的第一活塞(14)和第二活塞(21)的面积之比是第三活 塞(28)和第四活塞(39)面积之比的L01 1.02倍。
3. 根据权利要求1所述的一种汽油发动机缸内直接喷射的燃料高压产生装 置，其特征在于所述的燃料压力增压装置蓄油缸A缸具有第一缸套(13)和第 二缸套(22)，第一缸套(13)与第二缸套(22)通过第一组紧固螺栓(25)固 定，第一缸套(13)内部设有第一活塞(14)，第二缸套(22)内部设有第二活 塞(21)，第一活塞(14)与第二活塞(21)通过第一活塞杆(17)相连接，第 一活塞(14)与第一活塞杆(17)通过第一锁紧螺母(16)固定，第二活塞(21) 与第一活塞杆(17)通过第二锁紧螺母(19)固定，第一活塞(14)与第一缸 套(13)之间设有第一密封活塞环(15)，第二活塞(21)与第二缸套(22)之 间设有第二密封活了塞环(20)，在第一缸套(13)上部设有al腔，在al腔上 设有第一工作油进出孔(26)， al腔内设有第一位置传感器(4)，第二缸套(22) 中部设有a3腔，a3腔上设有通气孔(18),在第二缸套(22)下部设有a2腔， 在a2腔上设有第一燃料输入孔(24)和第一燃料输出孔(23)。
4. 根据权利要求1所述的一种汽油发动机缸内直接喷射的燃料高压产生装 置，其特征在于所述的燃料压力增压装置供油缸B缸具有第三缸套(27)和第 四缸套(40)，第三缸套(27)与第四缸套(40)经缸套连接法兰(32)，通过 第二组紧固螺栓(35)固定，在第三缸套(27)内设有第三活塞(28)，在第四 缸套(40)内设有第四活塞(39)，第三活塞(28)与第四活塞(39)通过第二 活塞杆(36)相连接，第二活塞杆(36)与第三活塞(28)通第三锁紧螺母(30) 固定，第二活塞杆(36)与第四活塞(40)通过第四锁紧螺母(37)固定，第三活塞(28)与第三缸套(27)之间设有第三密封活塞环(29)，第四活塞(39) 与第四缸套(40)之间设有第四密封活塞环(38)，在第三缸套(27)与缸套连 接法兰(32)之间设有第一密封圈(31)，在第四缸套(40)与缸套连接法兰(32) 之间设有第三密封圈(34)，第二活塞杆(36)与缸套连接法兰(32)设有第二 密封圈(33)，在第三缸套(27)上部设有bl腔，在bl腔上设有第三工作油进 出孔(45)， bl腔中设有第二位置传感器(5)，在第三缸套(27)下部设有b2 腔，b2腔设有第三位置传感器(6)，在缸套连接法兰(32)上设有第二工作油 进出孔(44)，在第四缸套(40)上部设有b3腔，在b3腔设有燃料泄漏搜集孔 (43)，在第四缸套(40)下部设有b4腔，在b4腔设有第二燃料输入孔(41) 和第二燃料输出孔(42)。
全文摘要
本发明公开了一种汽油发动机缸内直接喷射的燃料高压产生装置。它具有蓄油缸A缸和供油缸B缸，供油缸B缸b4腔依次串接有第一单向阀、燃油输送泵、燃油滤清器、燃料箱，供油缸A缸a2腔连接有压力传感器3，供油缸B缸b4腔和供油缸A缸a2腔之间串接有第二单向阀，供油缸B缸b1腔、b2腔与电液换向阀相连接，电液换向阀经溢流阀与蓄油缸A缸a1腔相连接，在蓄油缸A缸a1腔内设有第一位置传感器，在供油缸B缸b1腔和b2腔内分别设有第二位置传感器和第三位置传感器。本发明容易实现燃料的高压增压，适用于多种液体及气体燃料；解决了低粘度、低润滑燃料的密封问题；采用单独的蓄油缸，不需要蓄压装置便可以保持供油压力稳定。
文档编号F02M37/04GK101302977SQ200810062739
公开日2008年11月12日 申请日期2008年7月1日 优先权日2008年7月1日
发明者何文华, 刘建军, 田素恒 申请人:浙江大学