专利名称：内燃机低粘度燃料加压装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机低粘度燃料加压装置，具体涉及一种应用于内燃机 共轨式燃料喷射系统中，用于提供缸内直喷所需低粘度高压燃料的加压装
背景技术：
在内燃机代用燃料中，二甲醚、液化石油气等燃料存在粘度低的特点，
在加压过程中需要解决零件的磨损和泄漏问题。AVL公司在美国专利 US006119664A中公开了 一种二甲醚燃料喷射系统，所用的加压装置包括一 个低压柱塞泵和一个斜盘式轴向柱塞泵，这种设计的缺点是用柱塞泵直 接对二甲醚进行加压，油泵柱塞偶件的密封和磨损问题不可避免。
发明内容
本发明的目的，提出一种内燃机低粘度燃料加压装置的新方案，能有 效地避免低粘度燃料造成的油泵柱塞偶件的密封和磨损问题。 上述目的是通过如下设计实现的
该加压装置包括至少2个并联连接的工作单元，每个工作单元包括 耐压壳体2;耐压壳体2内部被一个隔离元件分隔成两个互不相通的腔 室， 一个腔室是内存燃料的工作腔18，另一个腔室是内存加压液态工质的 加压腔3，隔离元件能在加压腔3与工作腔18之间在压力差作用下自由变 形或自由位移；
工作腔18并联连接着进油通道17和出油通道8，进油通道17经一进 油单向阀"与燃料输入口 16连接，出油通道8经一出油单向阀13与燃料 输出口 12连接；
加压腔3与换向元件11的工质输出口 10连接；
换向元件11的高压输入口 9与高压泵连接，换向元件11的回油口 7与工质箱连接。
上述液态工质可以是液压油、发动机润滑油或者柴油的任何一种。
上述的隔离元件的一种技术方案是一橡胶柔性膜片6,橡胶柔性膜片6 的外边缘无泄漏地固定在壳体内壁上，橡胶柔性膜片6能在加压腔3与工 作腔18之间自由变形。上述的橡胶柔性膜片6，优选由氟橡胶制成的橡胶 柔性膜片。作为进一步优选，上述的橡胶柔性膜片6的中心镶嵌一刚性挡 片5，挡片的直径大于工作腔燃料出入口 14和加压腔工质出入口 4的直径。
上述隔离元件的另一种技术方案为耐压壳体2内部是一圆柱面，隔 离元件为沿圆柱面自由移动的隔离活塞19，所述隔离活塞19的外园面还加 工有活塞环槽20，活塞槽内安装柔性活塞环21。所述的柔性活塞环21,是 一O型橡胶密封圈。所述的O型橡胶密封圈是由氟橡胶制成。所述工作单 元1还包括位于工作腔18内部沿腔室轴线方向的活塞复位弹簧22,活塞所 受到的弹簧力指向加压腔3方向。
关于工作单元的数量，优选偶数；工作单元的数量，进一步优选2个。
上述换向元件11，优选二位四通电磁阀；二位四通电磁阀的控制方式 优选电控单元控制。
上述设计摒弃了现有技术采用油泵柱塞直接对低粘度燃料进行加压的 方案，采用粘度较高的液体，比如液压油、发动机润滑油、柴油等作为传 递压力的工质，间接对低粘度燃料进行加压，从而彻底避免了柱塞的泄漏 和磨损问题，大大提高系统的可靠性和使用寿命。
图1为低粘度燃料加压装置实施例1的示意图。 图2为低粘度燃料加压装置实施例2的示意图。 具体实加方式
下面结合附图，对这种二甲醚共轨式电控喷射系统的结构和工作原理 作进一步说明。实施例1
图l是实施例1的示意图，包括两个工作单元1，每个工作单元外部是
耐压壳体2，内部被一柔性膜片6隔离成两个互不相通的腔室，其中一个腔 室是内存燃料的工作腔18，另一个腔室是内存加压液体的加压腔3，所述 的隔离元件是一橡胶柔性膜片6,橡胶柔性膜片6的外边缘无泄漏地固定在 壳体2内壁上，膜片能在加压腔3与工作腔18之间自由变形，从而将加压 腔内3的液体压力传递到工作腔18内的燃料。每个工作单元的加压腔3各 自有一个工质出入口 4,并经过进出通道与换向元件11的工质输出口 10相 连。每个工作腔都有一燃料出入口 14,并与进油单向阀15和出油单向阀 13联通，进油单向阀15与燃料输入口 16连接，出油单向阀13与燃料输出 口 12连接。为了防止橡胶柔性膜片6在到达极限位置时造成损伤，在橡胶 柔性膜片6的中心镶嵌一刚性挡片5,刚性挡片5的直径大于燃料出入口 14直径和工质出入口 4直径。为了提高橡胶柔性膜片6的抗溶胀和抗腐蚀 能力，橡胶柔性膜片6是由氟橡胶制成。
上述实施例所用的换向元件ll是一个二位四通电磁阀，在工作过程中， 电磁阀在电控单元(图中未表达)的控制下周期性换向，即每个工作周期 内，都有一个工作单元的工质出入口 4经工质输出口 10与高压输入口 9联 通，而另一个工作单元的工质出入口 4经工质输出口 IO与回油口 7联通(如 图l所示状态)。当然实现上述功能的换向元件不局限于二位四通电磁阀， 比如可以通过多个电磁通断阀的组合来实现(图中未表达)。
加压腔3内的加压液体可选择粘度比燃料高的液体，比如液压油或 者发动机润滑油或者柴油。即实施例中的二位四通电磁阀的高压输入口 9 流入的液体可选择上述液体。高压输入口9经管路与一高压油泵(图中未 表达)相连，回油口 7经管路与工质箱相连(图中未表达)。
实施例1的工作原理是这样的当加压腔3内的液体处于高压时，液体 压力通过橡胶柔性膜片6传递到工作腔18内的燃料，燃料受压通过出油单向阀13排出，此时进油单向阀17关闭；当加压腔3处于低压时，燃料通 过进油单向阀17进入工作腔，并推动橡胶柔性膜片6将加压腔3内的液体 排出，此时出油单向阀13关闭；两个工作单元交替工作保证连续出油。 实施例2
图2是实施例2的装置原理图。与实施例1的不同点在于所述的隔离元 件是一隔离活塞19,隔离活塞19将壳体2内的圆柱腔分隔为两个互不相通 的工作腔18和加压腔3,隔离活塞19可以沿腔室的轴线方向作自由移动。 隔离活塞19的外园面加工有活塞环槽20,活塞槽内安装柔性活塞环21。 实施例中的活塞环，是一O型橡胶密封圈，为了提高O型橡胶密封圈的抗 溶胀和抗腐蚀能力，由氟橡胶制成。当然活塞环还可以釆用其它形状和材 料，比如由聚四氟乙烯制成的矩形活塞环(图中未表达)。
为了提高装置的自吸能力，在工作腔内部沿腔室轴线方向安装有活塞复 位弹簧22,隔离活塞19所受到的弹簧力指向加压腔3方向。
实施例2的管路和阀的布置与实施例l相同。
实施例2的工作原理与实施例l相同。
在上述两个实施例中，两个工作单元可以放置在燃料箱之外工作，也可 埋置在燃料箱之内工作，工作单元放置方式图中未表达。
权利要求
1、内燃机低粘度燃料加压装置，其特征在于，该加压装置包括至少2个并联连接的工作单元(1)，每个工作单元包括耐压壳体(2)；耐压壳体(2)内部被一个隔离元件分隔成两个互不相通的腔室，一个腔室是内存燃料的工作腔(18)，另一个腔室是内存加压液态工质的加压腔(3)，隔离元件能在加压腔(3)与工作腔(18)之间在压力差作用下自由变形或自由位移；工作腔(18)并联连接着进油通道(17)和出油通道(8)，进油通道(17)经一进油单向阀(15)与燃料输入口(16)连接，出油通道(8)经一出油单向阀(13)与燃料输出口(12)连接；加压腔(3)与换向元件(11)的工质输出口(10)连接；换向元件(11)的高压输入口(9)与高压泵连接，换向元件(11)的回油口(7)与工质箱连接。
2、 根据权利要求l所述内燃机低粘度燃料加压装置，其特征在于，所 述的隔离元件是一橡胶柔性膜片(6),膜片的外边缘无泄漏地固定在壳体内 壁上，膜片能在加压腔(3)与工作腔(18)之间自由变形。
3、 根据权利要求2所述内燃机低粘度燃料加压装置，其特征在于，所 述的橡胶柔性膜片(6)是由氟橡胶制成。
4、 根据权利要求2所述内燃机低粘度燃料加压装置，其特征在于，所 述的橡胶柔性膜片(6)的中心镶嵌一刚性挡片(5),挡片的直径大于工作腔 燃料出入口 (14)和加压腔(3)工质出入口 (4)的直径。
5、 根据权利要求1所述内燃机低粘度燃料加压装置，其特征在于，所 述耐压壳体(2)内部是一圆柱面，隔离元件为沿圆柱面自由移动的隔离活塞 (19)，所述隔离活塞(19)的外园面还加工有活塞环槽(20),活塞槽内安装 柔性活塞环(21)。
6、 根据权利要求5所述内燃机低粘度燃料加压装置，其特征在于，所述的柔性活塞环(21)，是一O型橡胶密封圈。
7、 据权利要求6所述内燃机低粘度燃料加压装置，其特征在于，所述 的O型橡胶密封圈是由氟橡胶制成。
8、 根据权利要求5所述内燃机低粘度燃料加压装置，其特征在于，所 述工作单元(1)还包括位于工作腔(18)内部沿腔室轴线方向的活塞复位弹 簧(22),活塞所受到的弹簧力指向加压腔(3)方向。
9、 根据权利要求1至8任何一项所述内燃机低粘度燃料加压装置，其 特征在于，所述的工作单元数量为2，所述的换向元件(ll)是一个受电控单 元控制的二位四通电磁阀。
10、 根据权利要求1至8任何一项所述内燃机低粘度燃料加压装置， 其特征在于，所述液态工质可以是液压油、发动机润滑油或者柴油的任何一 种。
全文摘要
本发明涉及内燃机低粘度燃料加压装置，该加压装置包括至少2个并联连接的工作单元，每个工作单元包括耐压壳体；耐压壳体内部被一个隔离元件分隔成两个互不相通的腔室，一个腔室是内存燃料的工作腔，另一个腔室是内存加压液态工质的加压腔，隔离元件能在加压腔与工作腔之间在压力差作用下自由变形或自由位移；工作腔并联连接着进油通道和出油通道，进油通道经一进油单向阀与燃料输入口连接，出油通道经一出油单向阀与燃料输出口连接；加压腔与换向元件的工质输出口连接；换向元件的高压输入口与高压泵连接，换向元件的回油口与工质箱连接。本发明间接对低粘度燃料进行加压，彻底避免了柱塞的泄漏和磨损问题，大大提高系统的可靠性和使用寿命。
文档编号F02B43/00GK101509416SQ20091006819
公开日2009年8月19日 申请日期2009年3月20日 优先权日2009年3月20日
发明者方 何, 晓 张, 涛 朱, 洋 汪, 田青云, 超 盖 申请人:天津大学