专利名称：一种流通式燃油压力调节器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于驱动汽车的内燃机的燃油喷射系统的燃油压力调节器。
从以前的专利，包括共同受让的4928729，4991556，和5076320，已知在燃油管总成上安装燃油压力调节器，以调节供给安装在油管上的喷油器的燃油的压力。输送给油管的加压燃油是从油箱经供油导管泵送的，过多的燃油从燃油压力调节器的回口经回油导管返回油箱。这种形式的系统有时称为返回式系统。用于这样的系统中的典型的燃油压力调节器包括一个壳体，该壳体有一个可动壁，该可动壁将壳体分成一个燃油室和一个控制(或标准)室。控制室的内部以发动机进气歧管的真空度为基准，因此，通过喷油器的调节压力对于歧管真空度的变化特别不敏感。
另一种喷油系统没有回油导管，因而有时称为非返回的或终极的系统。在这类系统中，燃油压力在油箱中调节，燃油压力调节器是泵组件的一部份，而泵组件组装于油箱中并尤其含有燃油泵。假如类似在前述返回系统中的那种燃油压力调节器要被用于非返回系统，则来自发动机进气歧管的真空导管就得连至其控制(标准)室，假如真空补偿(调整)要同样保持的话，并且燃油压力调节器将只是经其回口将过多的燃油泄入油箱。另一方面，假如标准室暴露于油箱的顶隙处，那么，或者不用进气歧管真空补偿，否则就不得不以某种其它方式设置它。
本发明在一方面涉及用于非返回系统的燃油压力调节器的改进，而在另一方面则涉及这类燃油压力调节器安装的改进。产生本发明是由于认识到用于返回式系统的现有燃油压力调节器当用于非返回系统时某些特征是不必要的。因此，本发明对于非返回式燃油压力调节器提供了一种新颖而独特的构形，该调节器比其现有返回式的用的另件少，因此比只是将现有调节器移入油箱更经济。在本发明中公开了几个有发明性的燃油压力调节器的实施例。
本发明的前述的，以及其它特点，优点和益处可从随后对本发明的现有较佳实施例的详细描述而得到。对本公开内容也附上了附图，其展示了为实施本发明现在所设计的最佳模式。
图1是表示内燃机燃油系统的图，其有些部份是示意性地示出，有些部分切去了;
图2是图1一部分的放大横剖视图，以详细地示出燃油压力调节器及其安装情况;
图3与图2相似，示出一个第二实施例;
图4是图3一部分局部放大示图，但表示不同的工作情况;
图5与图2相似，示出第三个实施例;
图6是图5一部份局部放大视图;
图7是由其本身所示第三实施例的另件之一的放大的顶视平面图;
图8是由其本身所示第三实施例的另一另件的的顶视平面图;
图9是图8的立面图;
图10是另一实施例的纵向剖视图。
图1表示内燃机驱动的汽车的燃油喷射系统的一部分。泵组件10连着燃油箱12一起布置，与本发明有关的其一部份包括燃油泵14，该泵一般是由电驱动的。泵14有一吸口16，当工作时，泵经该吸口16从油箱12吸入燃油。加压燃油经油泵14的压力口18通过供油管20泵入机装燃油管22，该油管22包括用于将加压燃油供给在油管的选择位置处的喷油器24的油道。各喷油器由发动机ECU控制装置(未示出)单独地有选择地操纵，以产生各个适当持续时间的燃油喷射，以便按照顺序充入各个气缸。供油管20的一部份是管26，而管26在组件10中并包括一与管呈T型结合的杯形插座28。该插座用于安装燃油压力调节器30。图2示出了详细情况。
插座28包括一环形侧壁，该环形壁有一沿其敞开外端延伸的环形法兰32和一个与法兰32向内隔开的内肩34，内肩34尚未到达插座的底壁36。燃油压力调节器30包括一环形壳体38，该壳体的下端部承纳在插座28中。壳体38有一个外肩部40，其与肩部34互补，这二者限定一个容纳环形密封圈42的空间，当燃油压力调节器如图示承纳在插座中时，密封圈42在台肩34与40之间起密封作用。该密封圈42形成了被密封区域44的上边界，该被密封区域44是由在密封圈42下方的插座28和壳体38的部份共同限定的。正是该区域44通过一个适当的通道46与供给管20之间形成了T形接通。壳体38还包括一个环形法兰48，当燃油压力调节器30如图示与插座28结合在一起时，法兰48座落在法兰32上。利用一个支架或某种其它已知形式的保持装置(未示出)将该两个法兰保持在一起，借此，将燃油压力调节器保持在插座装置中。
壳体38包括两个拉延的金属壳50和52，金属壳50和52在法兰48处连在一起，以密封的方式将一个膜片54的外缘夹住，借此，将壳体38的内部分成了由膜片与金属壳50限定的进油室56和由膜片与金属壳52限定的出油室58。膜片54的中央区域含有一个圆形通孔，在该孔中布有一个圆环形件60。圆环形件60有一个沿其外径延伸的环形法兰62，该法兰62靠在绕膜片中央圆形通孔边缘的一侧上。一个环形保持件64套装在圆环形件60上，并靠在膜片的中央圆形通孔边缘的相对一侧上。这些另件连接起来形成一个总成，借此总成，圆环形件60的外径与膜片通孔密封起来。圆环形件60本身含有一个中央圆形通孔66，该通孔66提供一个在两个室56和58之间沟通的通路。在朝向室56的圆环形件60的端部，一个密封突唇68形成一个包围通孔66的座。
进油室56含有一个密封件70，布置密封件70用于与突唇68共同作用，以执行压力调节功能。密封件70是一个大于半球的截球体，并在截断处有一个平的圆面72。突唇68和圆面72相互对着。密封件(球)70被陷于包括一个柱体74和一个小的压缩螺旋弹簧76的载簧回旋座中。柱体74的底端(或近端)包括一个台肩78，该台肩78让柱体处于直立状态并座落于金属壳50的底壁的一个圆孔的边缘上，并以密封的方式连在绕该孔边缘的那个壁上。柱体74的远端含有一承窝，在该承窝中，密封件(球)70可以旋转而不太松动。承窝的唇缘80在球70已承纳在承窝中后稍稍朝内转向，以便借此将球70保持在承窝中同时仍允许旋转。在将球70置于承窝中以前，先将弹簧76放在承窝底部的一个小肓孔中，在将环70装好后，该簧施有一个偏压力，弹性地迫使球70靠在承窝的稍向内倾的唇缘80上。
一个大的螺旋压缩弹簧82装在出油室58中。该簧82的一端座落在与金属壳52的端壁整体形成的一个簧座上，该簧82的另一端座落在绕件60外侧的法兰62上。簧82基本与膜片54和件60的中央区域同轴线，用于将膜片54包括件60的中央区域向进油室56弹性偏压，从而将密封唇68偏压而座落在面72上。
一个或多个进油孔84通过金属壳50的壁设置，因此，油从区域44可通至进油室56，而一个或多个出油孔86通过金属壳52的壁设置，因此，油可从出油室58流出。在燃油组件10置于油箱12的情况下，孔86用于提供在出油室的内部和油箱内部之间的连通的通路。
现介绍燃油压力调节器30的工作情况。泵14产生供油管20和区域44中压力燃油的供给。该压力燃油经孔84也供给进油室56，在这里压力燃油作用在暴露于该室的膜片54的那一面上。这会使膜片54朝室58移动，使得密封唇68离开球70，让燃油经孔66从室56流入室58并经孔86流入油箱12。膜片离开球70的运动受到弹簧82作用的抵抗。弹簧特性与膜片和燃油供给的关系是这样的，即可以完成压力调节功能，使得供油压力可调节至某一额定压力。假如供油压力趋于上升，膜片54会进一步离开球70，对室56和58之间的油流有较小的限制，让过多的燃油返回油箱。假如供油压力趋于降低。膜片54会更靠向球70移动，对两室之间油流提供较大的限制，返回油箱的过多的燃油会较少。因此，从室56至室58的油流作为室56中初始燃油压力及簧82之弹力的函数有选择地受到限制，使供油压力被调节至额定压力。当泵14停止工作时，膜片可能有某种程定的稍稍翘起，但其结果并无重要影响，因为球70可以旋转，使孔66密封地关闭。
示于图3和图4中的第二实施例包括一些与用于第一实施例类似的另件，它们将用在第一实施例中所用的相同的号码引述，有时并不加以详述，因为在两个实施例中的相应另件之间的相似性读者将很容易理解。第二实施例中的阀件包括一个整球70，整球70由圆环形件60承载着，圆环形件60的形状与第一实施例中的相应另件有某种不同。第二实施例的件60是环形并有一中央通孔66。阀座68设于件60的一个内肩的径向内棱边上。球70以一种类似笼的方式受到在进油室56中处于阀座68之下的件60的那部份的限制。球70被围在笼中是由一些短的卷曲的指状件90完成的，而指状件90是绕件60的下缘围绕着通孔66周向隔开的。这些指状件稍超过球70的赤道卷曲，因而，球的一半以上置于通孔66中。球70的超过通孔66的那一部份靠在构成金属壳50的端壁的中央区域的一拱顶92的内凸表面上。图3所示弹簧82向下推压着件60和膜片54的中央区域，因而，球70同时靠在拱顶92上并落座于阀座68上，借此，关闭通孔66，因此，燃油不能从进油室56流入出油室58。
通孔66与出油室58相通的件60的端壁包括一内肩94，该内肩94用作截锥形螺旋弹簧96的大直径端的阀座。而簧96的小直径端靠在球70上。簧96的弹力小于簧82所施加的弹力，因此簧96不能使球70脱离阀座68，除非在使用压力调节器期间发生的某些工作条件下允许如此。
在使用中，即当加压燃油流入室56而产生作用在分开二个室56和58的移动壁上的净力而使该移动壁的中央区域向上位移，同时以出油室58的容积减小为代价而使进油室56的容积增加，簧96起作用，以保持球70在拱顶92上，其结果，球70与阀座68脱离。这可让过多的燃油从进油室56通过球70和阀座68之间产生的间隙并通过通孔66进入出油室58，在这里燃油经孔86之一流出返回到油箱。有所示截锥形的弹簧96是有利的，因为，其靠在球70的位置可从阀座68和球70之间产生的间隙处向内隔开。当压力已解除时，可移动壁的中央区域向下移动，使得阀座68紧关在球70上。
在图5～9的第三实施例中，阀件不再是球70，而是一平盘70A。盘70A被笼式地围在件60上，而件60还是与第一和第二实施例的相应件60有某种不同的结构。件60包括一个本体，而本体有一个圆筒形插套98，插套98限定了引导至出油室58的通孔66的部份。插套98的端部与盘70A的一个无孔中央区100接触并被构形为突起以提供阀座68，该阀座68与图2中突出的阀座68相似，盘70A的笼式地被围在件60上发生在阀座68的下方，件60的外棱边被卷起来，成为一个围绕盘70A的外缘的法兰101，但允许盘在该笼式结构的范围内相对于件60有稍许的轴向移动。一个波形簧垫圈102被置于件60本体的一个台肩和盘70A的外缘之间，其功能是向着法兰101的方向弹性地偏压在盘上。
图5示出了关闭位置，我该位置上，簧82的主要力量向下推压着可动壁的中央区域，使得盘70A的无孔中央区100的下面被迫靠在拱顶92上，而该区100的上面被迫落座于阀座68上，当被引入进油室56的燃油达到某一压力，其该压力高得足以使可动壁的中央区域从图5所示的位置向上稍稍位移时，簧102起作用，使盘70A的无孔区域100保持靠在拱顶92上，而件60，包括插套98，相对盘70A向上移动，使阀座68脱离盘70A的区域100的上表面。现在燃油则可流过设于盘的径向中间部分的三个弧形槽104及在区域100的上面与阀座68之间所产生的间隙。该燃油流入出油室58，并从室58经孔86之一流出，进入油箱。当在进油室56内的压力下降到不再有过多的燃油需要流回油箱时，簧82迫使可动壁的中央区域向下，再次使阀座68关闭在盘70A的区域100上。
图10公开了燃油压力调节器的另一实施例，它包括与先前实施例中的另件相似的一些另件。并且它们将用在那些先前实施例中的相同的号码来引述，而无需详细地描述这些另件，因为带有相同号码的另件的相似性将很容易为读者所理解。但仍有些不同之处。现将介绍这些不同之处，并在认为需要时，再采用其它的参考号码。
图10的实施例包括大致圆筒形的壳体50，52，由一个膜片或可动壁54分成一个进油室56和一个出油室58。膜片54的中央区域含有一个圆环件60，该圆环件60有一通孔66。一环形保持件64被固定在件60上，用以将膜片54的径向内缘夹在它们中间。弹簧82将膜片的中央区域偏压向进油室56，进油孔84可让加压燃油进入室56。在壳体52端壁上的单一出油孔86与壳体的轴线87同轴线，其提供了让过多的燃油流出出油室58的装置。
图10示出了处于关闭位置的压力调节器，其中，通孔66由球70关闭，球70构成一个阀件，其与阀座68共同作用，限定了通孔66，从而可控制燃油从进油室56经过通孔66流到出油室58中。球70安装于壳体50的端壁上，因此是不可移动的。壳体50的端壁包括一个中央凹坑110，凹向室56，一个圆孔112设于该凹坑处，并与轴线87同轴线。该孔构形成以图示的方式接纳球70。该球以防漏的方式沿孔112连接于壳体端壁，并与其密封。激光焊接是完成此任务的特别适用的方法。因而，球70的大部份置于室56内，并且其中心落在轴线87上。
件60在通孔66的阀座68处构形成有一个内肩113。在阀座68和室58之间的通孔66的那一部分是一个直圆孔。从台肩113向室56延伸的件60的那一部份包括一系列周向隔开的肋条114，它们从台肩113轴向延伸至少远至球70的一个直径。考虑到球70的北极和南极均落在轴线87上，则该直径是在球的赤道上。如图10所示，肋条114实际上稍向该赤道的南方延伸。在肋条114之间的间隙115可让室56中的燃油达到阀座68。由肋条114在球的赤道处的径向内表面所给出的内径稍稍大于球的直径，因而可允许件60和球70之间有相对运动，基本是沿着轴线87的方向。
在图10所示的关闭位置，球70落座在阀座68上，因为在室56中的压力不足以克服弹簧82的偏压足以使阀座脱离球。当室56中的压力上升到足以克服弹簧的偏压的压力时，阀座便与球脱离，让过多的燃油通过出油室58，并从室58经通孔86流出。产生脱离阀座的程度当然是作用于膜片上的净力的函数。燃油压力调节器的作用是将阀座68脱离球70至某一程度，此时，其会将室56中的压力调节至某一压力，该压力基本上是由弹簧82的特性确定的。当脱离阀座的情况发生时，肋条114对于可动壁(包括膜片54和件60)中央区域的运动提供引导作用。当阀座脱离球时，燃油从室56经过肋条14间的间隙、在阀座68和球70之间的环状间隙及通孔66流至室58，最后经孔86流出室58。
对于图10的压力调节器的实际实施例，由精压加工产生的阀座68在与轴线87基本为60度的角“A”时所产生的密封面对于让过量燃油从室56流至室58来讲被发现可使压力与流率的斜率最佳化。图10所示的燃油压力调节器比前几个附图中任一个所示的都好，因为它不用小弹簧，例如图3和4中的弹簧96。在出油室的端壁设置单一的孔86，据信有利于减弱燃油流过在它和由阀座68与球70提供的内部阀机构之间的某一距离长度时所发生的噪音。
所公开的实施例是优越的，因为它们比假如4928729的燃油压力调节器用于一个非返回的系统时所用的另件少。虽然对于所提供的较佳实施例进行了展示和说明，但应理解，本发明的原理也适用于其它实施例。
权利要求
1.一种内燃机驱动的车辆的燃油系统，它包括盛装所供液体燃油的油箱；安装在油箱上用于将燃油在压力下从泵的出口泵出的泵；燃油导管装置，用于将燃油从泵的出口输送到机装燃油喷射装置，以便将燃油喷入该类发动机；压力调节装置，用于调节泵入燃油喷射装置的燃油压力；该燃油压力调节装置的特征在于通孔装置，它包括在该压力调节器中的阀装置，用于将过多的燃油从泵的出口传回到油箱，该阀装置用于有选择地限制该通孔装置，以有选择地限制来自泵的过多的燃油流，以便对输送给燃油喷射装置的燃油提供希望的压力。
2.如权利要求1所述的燃油系统，其特征在于该燃油压力调节器全部置于油箱内。
3.如权利要求1所述的燃油系统，其特征在于该燃油压力调节器包括一个壳体，该壳体有一轴线并由一个大致横向于该轴线的可动壁分成一个进油室和一个出油室;经其加压的液体燃油可进入该进油室的装置;经其过多的液体燃油可从该出油室出去的装置;布于该出油室中的弹性偏压的弹簧装置，用于对抗由该进油室中的燃油施加在该可动壁上的压力而将该可动壁的中央区域朝该进油室弹性偏压;该通孔装置含在安装于该可动壁和该阀上的一个环形件中;包围该通孔装置的一个环形阀座;装在该壳体上的一个阀装置，其有球形表面，布置得可与该阀座共同作用，根据该可动壁在该壳体中的定位，由该弹性偏压弹簧装置和该进油室中的油压，落座于和脱离该阀座，从而关闭和打开该通孔装置;将该阀件和环形件保持基本轴向对正的对正保持装置。
4.如权利要求3所述的燃油系统，其特征在于其中该通孔装置包括一个装在该可动壁的中央区域基本与该弹性偏压弹簧装置的中央轴线同轴线的环形件。
5.如权利要求3所述的燃油系统，其特征在于其中该阀装置包围着该环形件的中央通孔，并且其从该环形件的一个表面突起，并且有一个阀的关闭件，该关闭件与该阀座共同作用，以便有选择地限制该通孔装置。
6.如权利要求5所述的燃油系统，其特征在于其中，该阀的关闭件包括一个截头球，该截头球有一朝向该阀座的截断面，以便与阀座共同起作用。
7.如权利要求6所述的燃油系统，其特征在于其中，该截头球可旋转地安装在一个柱体的一端，柱体另一端安装在该壳体上。
8.如权利要求3所述的燃油压力调节器，其特征在于其中，该球形面包括至少一个半球，并且，该对正的保持装置包括在该环形件上的笼式装置，将该球形面的该半球笼罩起来。
9.如权利要求8所述的燃油压力调节器，其特征在于其中，该笼式装置包括一系列周向隔开的肋条，这些肋条从该环形件轴向延伸至少至该半球的直径那么远。
10.如权利要求3所述的燃油压力调节器，其特征在于其中，该阀座包括一个精压表面，该精压表面与该轴线基本呈60度角。
11.如权利要求5所述的燃油压力调节器，其特征在于其中，该阀关闭件是一个装在该壳件上的整球。
12.如权利要求11所述的燃油压力调节器，其特征在于其中，该壳体有一个球安装孔，该球的一部份落座于该孔上并绕该孔连接于该壳体并与其密封起来。
13.如权利要求12所述的燃油压力调节器，其特征在于其中，该孔布于该壳体的一个端壁的中央凹坑中。
14.如权利要求12所述的燃油压力调节器，其特征在于其中，经其燃油可进入该进油室的该装置包括在该壳体上从该球安装孔径向向外的多个进油孔。
15.如权利要求3所述的燃油压力调节器，其特征在于其中，经其过多的液体燃油可从该出油室流出的该装置是一个在该壳体的一个端壁上与该轴线同轴线的单孔。
全文摘要
一种流通式燃油压力调节器(30)，其阀件有一球(70)，该球用激光焊接在进油室(56)的壳体端壁(50)上，其阀座(68)有一精压环形面，该环形面包围着一个环形件(60)的一个通孔(66)，该环形件(60)位于一个可动壁(膜片)(54)的中央，该可动壁将进油室与出油室(58)分开并且由弹簧(82)弹性地朝向进油室偏压，而弹簧(82)置于出油室中。该环形件包括一系列周向隔开的肋条(114)，这些肋条形成一个球的笼子，让该球引导可动壁的中央区域相对该球的运动，该运动基本沿壳体的轴线进行。
文档编号F02M55/02GK1113293SQ9510610
公开日1995年12月13日 申请日期1995年5月9日 优先权日1994年5月9日
发明者B·S·鲁宾孙, M·J·霍恩比, J·L·本内特 申请人:美国西门子汽车公司