本发明涉及柴油机用电控共轨喷油系统的高压供油泵总成技术领域,尤其涉及一种电控共轨喷油系统的简易高压供油泵总成。
技术背景
柴油机广泛应用于汽车、工程机械、农业机械、船舶、发电等领域。为降低油耗,改善环境,越来越多的柴油机开始采用高压共轨式燃油供给系统。柴油机电控共轨喷油系统包括高压供油泵总成、喷油器总成、共轨管总成、电控制单元(ecu)、线束等。
现有技术中的传统型电控共轨喷油系统中的高压供油泵总成比较复杂,如传统高压供油泵总成上连接有油量计量单元,传统共轨管总成上连接有轨压传感器,ecu控制线束中接插口元件及对应的连接线路复杂,配套线束的加工成本高和加工难度大,在一定程度上造成生产成本和发动机空间布置的浪费。本发明可以解决这种生产成本和发动机空间布置上的浪费问题,同时又满足降低油耗和减少污染的要求。
技术实现要素:
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的技术缺点,提供一种电控共轨喷油系统的简易高压供油泵总成。本发明用机械式轨压控制装置取代传统高压供油泵总成上的油量计量单元,同时相应的取消共轨管总成上的轨压传感器,精简控制策略,简化线束,降低了高压供油泵总成的生产成本;同时使电控制单元(ecu)控制策略得到简化,省略了油量计量单元在ecu中的控制模块,减少了ecu电子器件,简化了电路板,节约了ecu的生产成本。
本发明所采取的技术方案是:
一种电控共轨喷油系统的简易高压供油泵总成,包括高压供油泵总成主体,还包括与高压供油泵总成主体连接的机械式轨压控制装置,所述机械式轨压控制装置包括调压弹簧、弹簧下座、控制阀紧座、滑阀偶件、外套、弹簧上座、顶杆、调压阀体、活塞、控制套;
弹簧上座左端与外套右端连接、右端与调压阀体左端连接,外套左端与滑阀偶件连接;调压阀体右端与控制阀紧座左端连接,控制阀紧座右端与高压油管连接;顶杆支撑在在弹簧上座和弹簧下座上。弹簧上座设有轴向右端大孔、轴向左侧小孔,顶杆左端穿过左侧小孔,左侧小孔的壁上设有轴向左侧通油孔,左侧通油孔分别与滑阀偶件的整体式阀体、弹簧上座右端大孔连通。调压阀体左侧大孔内设有弹簧下座,顶杆右端与弹簧下座左端配合;顶杆上套装有调压弹簧,调压弹簧左侧与弹簧上座右端大孔左端面配合、右侧与弹簧下座配合;调压阀体右侧小孔内设有控制套,控制套轴向内孔设有相配合的活塞。活塞左端与弹簧下座右端配合,在弹簧下座上设有弹簧下座轴向通油孔,右侧小孔外侧的调压阀体上设有调压阀体轴向通油孔,弹簧下座轴向通油孔的右端与调压阀体轴向通油孔的左端连通,弹簧下座轴向通油孔的左端与调压阀体左侧大孔连通。控制阀紧座上设有控制阀紧座轴向高压油孔。
所述滑阀偶件包括阀芯、阀芯弹簧、压盖、整体式阀体,所述整体式阀体左侧设有泵油系进油口、右侧设有顶杆左端配合孔。泵油系进油口内设有阀芯、阀芯弹簧、压盖,阀芯弹簧套装在阀芯上,压盖设于靠近泵油系进油口外侧部位,阀芯弹簧左端与压盖内侧配合、右端与阀芯内孔端面配合,阀芯右端与顶杆左端配合,外套左端与整体式阀体右端连接,外套与整体式阀体做成整体结构。
所述整体式阀体的侧壁上设有与阀芯位置相配合的径向出油孔,阀芯侧壁上设有径向贯通的出油口,所述整体式阀体在径向出油孔位置的内壁上设有出油环腔,阀芯出油口与出油环腔相通,整体式阀体在出油环腔两侧的内孔与阀芯偶件式配合,阀芯的内腔与整体式阀体的泵油系进油口连通。
所述出油口的径向截面从右向左逐渐增大,或者从左向右逐渐增大,出油口的形状包括但不限于:三角形、梯形、长方形、椭圆形。
所述整体式阀体径向出油孔的外侧设有滤网部件。
在弹簧上座右端大孔底面与调压弹簧端部之间设有调整垫片。
在调压阀体的与控制阀紧座连接的外圆柱面上设有o型密封圈,在弹簧上座的与外套连接的外圆柱面上设有o型密封圈。
在整体式阀体左端部的与高压供油泵总成主体油孔连接的外圆柱面上设有o型密封圈,在整体式阀体左端与高压供油泵总成主体的右端面配合位置设有平面密封圈,整体式阀体左端平面与高压供油泵总成主体的右端平面之间采用单纯的平面密封、纸垫密封或者加胶密封结构。
所述高压供油泵总成的缸数包括单缸、两缸、及多缸结构,结构包括直列式、转子式以及其他结构。
在整体式阀体右侧孔腔内设有限位块,或者采用在顶杆上设置限位挡圈,或者增加整体式阀体长度作为轨压保护装置。
本发明的有益效果:
1.本发明相比现有技术的高压供油泵总成具有以下优点:本发明用机械式轨压控制装置取代传统高压供油泵总成上的油量计量单元,同时相应的取消共轨管总成上的轨压传感器,精简控制策略,简化线束,降低了高压供油泵总成的生产成本;同时使电控制单元(ecu)控制策略得到简化,省略了油量计量单元在ecu中的控制模块,减少了ecu电子器件,简化了电路板,节约了ecu的生产成本。
2.本发明的简易高压供油泵总成通过采用一套机械式轨压控制装置,同时取代了传统共轨管总成上的轨压传感器,简化了整个电控共轨喷油系统,降低了电控共轨喷油系统的生产成本,同时在ecu控制策略方面得到简化,省略了轨压传感器在ecu中的控制模块,减少了ecu电子器件,简化了电路板,节约了ecu的生产成本。
3.本发明的简易高压供油泵总成通过一套机械式轨压控制装置取代传统高压供油泵总成上的油量计量单元和轨压传感器,ecu控制线束可以减少两个接插口元件及对应的连接线路,极大的降低了配套线束的加工成本和加工难度。
4.使用发明简易高压供油泵总成,能够减少对轨压传感器和油量计量单元的依赖,使整个电控共轨喷油系统零部件的生产高度集中,减少生产成本,增强产品在行业中的竞争力。
5.本发明简易高压供油泵总成,通过轨压的实时变化直接控制供油量,简化了中间控制环节,响应速度大大提升,提高了供油的精确度。
6.采用本发明简易高压供油泵总成,可减少电控共轨喷油系统中的电子元件,降低了整个系统的故障率,同时结构简单,降低了系统的维护维修成本和维修难度,也为发动机空间布置提供了更多设计和优化的可能。
附图说明
附图1是本发明简易高压供油泵总成的主视图;
附图2是本发明简易高压供油泵总成的主视图剖面;
附图3是本发明中机械式轨压控制装置的主视图剖面;
附图4是本发明中滑阀偶件主视图剖面。
图中,1.高压供油泵总成主体,2.机械式轨压控制装置,3.o型密封圈,4.滤网部件,5.平面密封圈,6.o型密封圈,7.调整垫片,8.调压弹簧,9.弹簧下座,10.o型密封圈,11.控制阀紧座,12.压盖,13.阀芯弹簧,14.阀芯,15.整体式阀体,16.外套,17.弹簧上座,18.顶杆,19.调压阀体,20.活塞,21.控制套,22.阀体封油边,23.阀芯出油口,24出油环腔,25.限位块,26阀体径向出油孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例:
结合图1-图4,一种电控共轨喷油系统的简易高压供油泵总成,包括传统的高压供油泵总成主体1(不含油量计量单元),还包括与高压供油泵总成主体连接的机械式轨压控制装置2,高压供油泵总成主体1的油量计量单元被机械式轨压控制装置2代替,机械式轨压控制装置2不仅起到油量计量单元的作用,还能控制整个电控共轨喷油系统的轨压,并实现轨压和供油量的闭环控制。
如附图3所示,所述机械式轨压控制装置2包括调压弹簧8、弹簧下座9、控制阀紧座11、压盖12、阀芯弹簧13、阀芯14、整体式阀体15、外套16、弹簧上座17、顶杆18、调压阀体19、活塞20、控制套21、阀体封油边22、阀芯出油口23、出油环腔24,限位块25,径向出油孔26。
所述弹簧上座17左端与外套16右端连接、右端与调压阀体19左端连接,外套16左端与滑阀偶件连接,调压阀体19右端与控制阀紧座11左端连接,控制阀紧座11右端与高压油管连接连接,顶杆18支撑在调压阀体19上,
所述弹簧上座17设有轴向右端大孔、轴向左侧小孔。顶杆18左端穿过左侧小孔,左侧小孔的壁上设有轴向左侧通油孔x,左侧通油孔x分别与滑阀偶件的整体式阀体15、弹簧上座17右端大孔连通,调压阀体19左侧大孔内设有弹簧下座9,顶杆18右端与弹簧下座9左端配合,顶杆18上套装有调压弹簧8,调压弹簧8与左侧弹簧上座17右端大孔左端面配合、右侧与弹簧下座9配合,在弹簧上座17右端大孔左端面与调压弹簧8端部之间设有调整垫片7。调压阀体19右侧小孔内设有控制套21,控制套21轴向内孔设有相配合的活塞20,活塞20左端与弹簧下座9右端配合,在弹簧下座9上设有弹簧下座轴向通油孔y,右侧小孔外侧的调压阀体19设有调压阀体轴向通油孔z,弹簧下座轴向通油孔y的右端与调压阀体19轴向通油孔z的左端连通,弹簧下座轴向通油孔y的左端与调压阀体19左侧大孔连通,控制阀紧座11上设有控制阀紧座轴向油孔,右端与高压油管连通。
所述滑阀偶件包括阀芯14、阀芯弹簧13、压盖12、整体式阀体15,所述整体式阀体15左侧设有泵油系进油口、右侧设有顶杆18左端配合孔,泵油系进油口内设有阀芯14、阀芯弹簧13、压盖12,阀芯弹簧13套装在阀芯14上,压盖12设于靠近泵油系进油口外侧部位,阀芯弹簧13外端与压盖12内侧配合、内端与阀芯14内孔端面配合,阀芯14端部与顶杆18左端配合,外套16左端与整体式阀体15右端连接。
所述整体式阀体15的侧壁上设有与阀芯14位置相配合的径向出油孔24,阀芯14侧壁上设有径向贯通的阀芯出油口23,所述整体式阀体15在阀体径向出油孔26位置的内壁上设有出油环腔24,阀芯出油口23与出油环腔24配合。整体式阀体15在出油环腔24两侧的内孔与阀芯14偶件式配合,出油环腔24的左右两侧的端面形成阀体封油边22。阀芯14的内腔与整体式阀体15的泵油系进油口连通。
所述阀芯出油口23的径向截面从右向左逐渐增大,或者从左向右逐渐增大,出油口的形状包括但不限于:三角形、梯形、长方形、椭圆形等,各种形状均在本专利的保护范围内。
所述阀体径向出油孔26的外侧设有滤网部件4,可过滤燃油中的杂质和小颗粒,提高油泵总成燃油的清洁度。
在调压阀体19的与控制阀紧座11连接的外圆柱面上设有o型密封圈10,在弹簧上座17的与外套16连接的外圆柱面上设有o型密封圈6,在整体式阀体15左端部的与高压供油泵总成主体1油孔连接的外圆柱面上设有o型密封圈3。在整体式阀体15左端与高压供油泵总成主体1的右端面配合位置设有平面密封圈5、通过平面密封圈5密封,或者通过纸垫密封、加胶密封,保证密封可靠。
如附图3所示,机械式轨压控制装置2中的控制阀紧座11与高压油管的一端相连,高压油管的另一端连接共轨管总成(图中未示出高压油管和共轨管总成)。所以共轨管总成中轨压的变化会实时反应到活塞20上,并推动活塞20向左移动,从而使弹簧下座9开始克服调压弹簧8的弹簧力向左推动顶杆18。随着轨压的持续上升,活塞20继续向左推动弹簧下座9,进而推动顶杆18,顶杆18推动阀芯14向左移动。
如附图4所示,阀芯14向左移动时,其上的阀芯出油口23开始进入阀体封油边22,此时进入高压供油泵总成的泵油系中的油量开始减少,当轨压到达额定值,即发动机到达额定工况时,阀芯出油口23和阀体封油边22维持一个平衡状态,此时高压供油泵总成1开始进入稳定工作状态。如果出现异常,轨力过高,阀芯出油口23完全进入封油边22,进入高压供油泵总成的泵油系中的油量接近于零,此时高压供油泵总成进入不供油状态。
本发明的工作原理如下:
高压供油泵总成上安装有输油泵。柴油机启动时,高压供油泵的转速较低,机械式轨压控制装置2的阀芯14和整体式阀体15的相对位置使阀芯出油口23完全处于出油环腔24内,输油泵输出的柴油进入高压供油泵总成的泵油系中的油量为最大,此时高压供油泵总成1处于最大供油状态。随着高压供油泵转速的上升,共轨管总成中的轨压开始迅速建立并升高。
所述高压供油泵总成的缸数包括单缸、两缸、三缸、四缸及以上多缸结构,结构包括直列式、转子式、以及其他结构。
如图3所示,在整体式阀体右侧孔腔内设有轨压保护装置限位块25。通过限位块25可防止活塞非正常原因卡滞导致轨压升高到一定数值后,活塞被冲开,顶杆迅速向左移动冲开压盖致轨压控制装置失效。也可以采用其他的轨压保护装置,如在顶杆上设置限位挡圈、整体式阀体长度增加等结构形式,也在本专利保护范围。通过设置限位块25等轨压保护装置,当一些非正常原因造成活塞20有一定程度的卡滞,轨压会迅速升高到一定数值后、活塞20被冲开,顶杆18迅速向左移动,在限位块25的限位下,顶杆18不会将阀芯14和压盖12顶出整体式阀体15,避免导致机械式轨压控制装置失效。
当发动机停机时,共轨管中的压力迅速降低,弹簧下座9在调压弹簧8的弹簧力下向右移动,从而阀芯14在阀芯弹簧13的作用下回到原位,至此,机械式轨压控制装置2的一个工作循环完成。
本发明简易高压供油泵总成采取一套机械式轨压控制装置取代传统高压供油泵总成上的油量计量单元,同时相应的取消共轨管总成上的轨压传感器,精简控制策略,简化线束,其余结构和工作原理同传统的高压供油泵总成。
基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。