本實(shí)用新型涉及單缸柴油機(jī)的燃燒系統(tǒng),尤其涉及單缸柴油機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)中共軌泵總成。
背景技術(shù):
長(zhǎng)期以來(lái)單缸柴油機(jī)因其價(jià)格低廉、輕便等原因,廣泛應(yīng)用于備用電源、農(nóng)業(yè)機(jī)械、抽水機(jī)械、工程機(jī)械、船用等各行業(yè),近年來(lái)由于單缸柴油機(jī)的排放水平落后,國(guó)家環(huán)保排放要求的提高,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額逐步被壓縮;據(jù)中國(guó)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),2015年我國(guó)單缸柴油機(jī)產(chǎn)量在400萬(wàn)臺(tái)左右,峰值時(shí)在800萬(wàn)臺(tái)左右,單缸機(jī)保有量在2000萬(wàn)臺(tái)左右;一方面、單缸柴油機(jī)產(chǎn)業(yè)整體排放水平落后,導(dǎo)致其每年向大氣中排放大量的有害氣體;另一方面,落后排放水平使得其逐漸被市場(chǎng)所排斥,急需技術(shù)的更新?lián)Q代。
中國(guó)將于2016年底全面實(shí)行非道路國(guó)三排放標(biāo)準(zhǔn),預(yù)計(jì)2018年將實(shí)施非道路國(guó)4排放標(biāo)準(zhǔn),其中單缸柴油機(jī)正在該法規(guī)的限制范圍之內(nèi)。
排放法規(guī)升級(jí)后,單缸柴油機(jī)的共軌系統(tǒng)將成為單缸柴油機(jī)排放技術(shù)升級(jí)的根本性解決方案;在已公開(kāi)的單缸柴油機(jī)共軌系統(tǒng)技術(shù)方案中,機(jī)械部分包含共軌泵、共軌管、噴油器三大部件,這三大部件之間采用高壓油管連接。雖然這種替代的技術(shù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)單缸柴油機(jī)的高壓共軌電噴化,但是,現(xiàn)有單缸柴油機(jī)的共軌系統(tǒng)成本太高,體積太大,無(wú)法在現(xiàn)有單缸柴油機(jī)上直接應(yīng)用。
在發(fā)明專利201610025226.6中公開(kāi)了“集成式柴油機(jī)高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)用高壓油泵總成”,其仍然延續(xù)常規(guī)技術(shù)思路,將系統(tǒng)機(jī)械部分分為三大部件,彼此之間使用高壓油管連接;在該發(fā)明中,所述高壓油泵總成中的挺柱體導(dǎo)向依賴柴油機(jī),即柴油機(jī)的機(jī)體必須重新設(shè)計(jì),需要機(jī)體上留有特殊的導(dǎo)向孔,柴油機(jī)的機(jī)體需要重新設(shè)計(jì)加工,整個(gè)加工生產(chǎn)線必須重新投入,投入很大;同時(shí),這種高壓油泵總成的油量控制方式采用比例電磁閥進(jìn)油計(jì)量控制,這種電磁閥的價(jià)格較高。
在實(shí)用新型專利ZL201120052744.X中公開(kāi)了“泵軌一體的共軌高壓泵”,所述油泵應(yīng)用于多缸柴油機(jī)供油系統(tǒng);其油泵的驅(qū)動(dòng)由自身凸輪軸執(zhí)行,油泵體積龐大,在單缸柴油機(jī)上無(wú)法直接應(yīng)用,也不能引用,在該發(fā)明中高壓原件柱塞套采用內(nèi)凹端面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),工藝性極差,既提高了加工、裝配的技術(shù)難度,增大了成本,又不能與現(xiàn)有單缸柴油機(jī)的機(jī)體配套使用,對(duì)現(xiàn)有單缸柴油機(jī)的噴油泵的替代性極差?,F(xiàn)行的單缸柴油機(jī)生產(chǎn)商都不認(rèn)可,更不接受。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
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本實(shí)用新型的目的是提供一種單缸柴油機(jī)用復(fù)合式高壓共軌泵,它是根據(jù)現(xiàn)有單缸柴油機(jī)的特點(diǎn)設(shè)計(jì),具有適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)經(jīng)湊、成本低、技術(shù)潛力深特點(diǎn)。
本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案:
一種單缸柴油機(jī)用復(fù)合式高壓共軌泵,其特征是:包括單缸共軌蓄能器和單缸共軌泵,單缸共軌蓄能器的進(jìn)油端和單缸共軌泵的出油端對(duì)接后密封地固定連接成一體。
進(jìn)一步,所述單缸共軌蓄能器包括共軌體、定壓出油道、蓄壓容腔、定壓進(jìn)油道、壓力傳感器和單向出油腔,蓄壓容腔設(shè)置在共軌體內(nèi),定壓出油道、定壓進(jìn)油道、壓力傳感器和單向出油腔均與蓄壓容腔相連通,其中,定壓出油道、定壓進(jìn)油道和單向出油腔同軸設(shè)置;所述單缸共軌泵包括泵體、挺柱體、柱塞彈簧下座、柱塞彈簧、柱塞、柱塞導(dǎo)向套、徑向密封圈、高壓腔、油道分配器、鋼珠、進(jìn)油閥彈簧、出油閥座、出油閥芯、出油閥彈簧、出油閥彈簧座和高速電磁閥,在出油閥座的中心設(shè)有出油孔,在出油閥座的下端面設(shè)有鋼珠容腔,在出油閥座的側(cè)面設(shè)有上側(cè)進(jìn)油道;在油道分配器的中心設(shè)有上端開(kāi)口的進(jìn)油盲孔、在油道分配器的側(cè)面設(shè)有下側(cè)進(jìn)油道,在油道分配器的下側(cè)進(jìn)油道下端設(shè)有水平進(jìn)油道,在油道分配器的上端面與下端面之間設(shè)有垂直油道,在油道分配器的下端面設(shè)有進(jìn)油凹油坑,垂直油道與進(jìn)油凹油坑相連通;
進(jìn)一步,所述泵體包括對(duì)接孔、螺紋連接孔、配合孔、過(guò)渡孔、下導(dǎo)向孔、電磁閥安裝孔和轉(zhuǎn)向進(jìn)油道,對(duì)接孔、螺紋連接孔、配合孔、過(guò)渡孔、下導(dǎo)向孔從上到下依次同軸分布;柱塞導(dǎo)向套旋固在泵體的螺紋連接孔中,油道分配器和出油閥座設(shè)置在對(duì)接孔中,且出油閥座位于油道分配器的上方,鋼珠設(shè)置在出油閥座與油道分配器之間,出油閥芯套裝在出油閥座的出油孔中,進(jìn)油閥彈簧設(shè)置在出油閥芯下端與鋼珠之間,出油閥彈簧的下端套裝在出油閥芯的上段,出油閥彈簧座套裝在出油閥彈簧的上端的內(nèi)孔中,柱塞彈簧下座套裝在柱塞上且位于柱塞的下端,柱塞套裝在柱塞導(dǎo)向套的導(dǎo)向孔中,柱塞彈簧設(shè)置在柱塞導(dǎo)向套與柱塞彈簧下座之間,挺柱體套裝在泵體的下導(dǎo)向孔中,并由限位銷對(duì)挺柱體的升降行程進(jìn)行限位,柱塞的下端與挺柱體接觸。
進(jìn)一步,在柱塞導(dǎo)向套與泵體的配合孔之間設(shè)有徑向密封圈。
更進(jìn)一步,在柱塞導(dǎo)向套與泵體的配合孔之間間隔地設(shè)有二個(gè)徑向密封圈。
進(jìn)一步,單缸共軌蓄能器的進(jìn)油端和單缸共軌泵的出油端對(duì)接結(jié)構(gòu)為,單缸共軌蓄能器的進(jìn)油端套裝在泵體的對(duì)接孔中。
更進(jìn)一步,單缸共軌蓄能器的進(jìn)油端和單缸共軌泵的出油端密封對(duì)接結(jié)構(gòu)為,單缸共軌蓄能器的進(jìn)油端套裝在泵體的對(duì)接孔中,在共軌體與泵體的對(duì)接處設(shè)有密封結(jié)構(gòu)。
更進(jìn)一步,共軌體與泵體在對(duì)接處設(shè)有的密封結(jié)構(gòu)為,在共軌體與泵體在對(duì)接面之間設(shè)有端面密封圈。
更進(jìn)一步,共軌體與泵體在對(duì)接處設(shè)有的密封結(jié)構(gòu)為,在單缸共軌蓄能器的進(jìn)油端外圓與泵體的對(duì)接孔之間設(shè)有徑向密封圈。
其工作過(guò)程如下:
吸油過(guò)程:凸輪軸處于下降段時(shí),柱塞彈簧帶動(dòng)挺柱體和柱塞彈簧下座、柱塞同步下行,此時(shí)高壓腔容積增大而形成負(fù)壓,油道分配器下端的進(jìn)油凹油坑通過(guò)垂直油道與鋼珠的容腔相連通,此時(shí)高速電磁閥通電處于打開(kāi)狀態(tài),燃油通過(guò)轉(zhuǎn)向進(jìn)油道、高速電磁閥進(jìn)入泵體的對(duì)接孔中,然后通過(guò)出油閥座的上側(cè)進(jìn)油道和油道分配器的下側(cè)進(jìn)油道進(jìn)入水平進(jìn)油道和進(jìn)油盲孔推開(kāi)鋼珠,再進(jìn)入鋼珠容腔從垂直油道吸入高壓腔;
壓油過(guò)程:凸輪軸處于上升階段時(shí),挺柱體推動(dòng)柱塞下端上移,柱塞彈簧在柱塞彈簧下座的作用下被壓縮,此時(shí),高壓腔容積縮小,油壓升高,高壓腔中吸儲(chǔ)的燃油則從進(jìn)油凹油坑、垂直油道進(jìn)入鋼珠容腔中,鋼珠在壓力燃油的作用下密封地壓合在進(jìn)油盲孔的開(kāi)口處,關(guān)閉進(jìn)油盲孔,壓力燃油推動(dòng)出油閥芯上移,從而使出油閥芯處于開(kāi)啟狀態(tài),壓力燃油通過(guò)單缸共軌蓄能器的定壓進(jìn)油道進(jìn)入蓄壓容腔中,壓力傳感器對(duì)蓄壓容腔中油壓進(jìn)行測(cè)控,當(dāng)油壓達(dá)到預(yù)定值時(shí),從定壓出油道輸入噴油裝置,完成壓油過(guò)程。
本實(shí)用新型將油泵和共軌的一體化,油泵與柴油機(jī)的安裝方式不變,能在現(xiàn)有柴油機(jī)上直接安裝使用,不需要對(duì)柴油機(jī)的機(jī)體的安裝孔系進(jìn)行另外加工,同時(shí)取消連接共軌與油泵的共軌管,還能最大化地減小單缸柴油機(jī)高壓共軌泵的體積,采用高速電磁閥取代已有技術(shù)中比例電磁閥,成本可以降低10%~15%;在本實(shí)用新型中,挺柱體的升降移動(dòng)導(dǎo)向和定位結(jié)構(gòu)均設(shè)置在泵體內(nèi)孔中,對(duì)柴油機(jī)機(jī)體無(wú)特殊設(shè)計(jì)要求;它能對(duì)現(xiàn)有柴油機(jī)直接進(jìn)行共軌電噴提升改造,對(duì)于現(xiàn)有單缸柴油機(jī)進(jìn)行國(guó)三標(biāo)準(zhǔn)環(huán)保排放是十分經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)方案,使用本實(shí)用新型能使單缸柴油機(jī)達(dá)到國(guó)四排放標(biāo)準(zhǔn)。
在本實(shí)用新型中將高壓元件柱塞導(dǎo)向套與泵體進(jìn)行分離設(shè)計(jì)成為多級(jí)圓柱狀結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)周向均質(zhì)對(duì)稱,有利于后期柱塞套中孔的高精度加工;相比較現(xiàn)有技術(shù)中的異形結(jié)構(gòu),需要做配重處理,工藝難度大大降低;挺柱體、柱塞彈簧等運(yùn)動(dòng)件,內(nèi)包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),避免了與柴油機(jī)零部件產(chǎn)生碰撞、干涉、影響的可能性。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)緊湊、低成本,工藝性好、性能穩(wěn)定、適用于單缸柴油機(jī)使用的高壓共軌系統(tǒng)供油泵總成。
附圖說(shuō)明:
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實(shí)用新型中單缸共軌蓄能器的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為單缸共軌泵的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為泵體的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為出油閥座的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為油道分配器的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖中:1-單缸共軌蓄能器;2-單缸共軌泵;3-端面密封圈;11-共軌體;12-定壓出油道;13-蓄壓容腔;14-定壓進(jìn)油道;15-壓力傳感器;16-單向出油腔;17-進(jìn)油端;21-泵體;22-挺柱體;23-柱塞彈簧下座;24-柱塞彈簧;25-柱塞;26-柱塞導(dǎo)向套;27-徑向密封圈;28-高壓腔;29-油道分配器;30-鋼珠;31-進(jìn)油閥彈簧;32-出油閥座;33-出油閥芯;34-出油閥彈簧;35-出油閥彈簧座;36-高速電磁閥;37-限位銷;38-限位卡簧;211-對(duì)接孔;212-螺紋連接孔;213-配合孔;214-過(guò)渡孔;215-下導(dǎo)向孔;216-電磁閥安裝孔;217-轉(zhuǎn)向進(jìn)油道;291-進(jìn)油盲孔;292-下側(cè)進(jìn)油道;293-水平進(jìn)油道;294-垂直油道;295-進(jìn)油凹油坑;321-出油孔;322-鋼珠容腔;323-上側(cè)進(jìn)油道。
具體實(shí)施方式:
下面結(jié)合附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式:
實(shí)施例1:一種單缸柴油機(jī)用復(fù)合式高壓共軌泵,如圖1~圖6所示,它由單缸共軌蓄能器1和單缸共軌泵2組成,單缸共軌蓄能器1和單缸共軌泵2通過(guò)緊固件和端面密封圈3固定連接成一體;所述單缸共軌蓄能器1包括共軌體11、定壓出油道12、蓄壓容腔13、定壓進(jìn)油道14、壓力傳感器15和單向出油腔16,蓄壓容腔13設(shè)置在共軌體11內(nèi),定壓出油道12、定壓進(jìn)油道14、壓力傳感器15和單向出油腔16均與蓄壓容腔13相連通,其中,定壓出油道12、定壓進(jìn)油道14和單向出油腔16同軸設(shè)置;所述單缸共軌泵2包括泵體21、挺柱體22、柱塞彈簧下座23、柱塞彈簧24、柱塞25、柱塞導(dǎo)向套26、徑向密封圈27、高壓腔28、油道分配器29、鋼珠30、進(jìn)油閥彈簧31、出油閥座32、出油閥芯33、出油閥彈簧34、出油閥彈簧座35和高速電磁閥36,在出油閥座32的中心設(shè)有出油孔321,在出油閥座32的下端面設(shè)有鋼珠容腔322,在出油閥座32的側(cè)面設(shè)有上側(cè)進(jìn)油道323;在油道分配器29的中心設(shè)有上端開(kāi)口的進(jìn)油盲孔291、在油道分配器29的側(cè)面設(shè)有下側(cè)進(jìn)油道292,在油道分配器29的下側(cè)進(jìn)油道292下端設(shè)有水平進(jìn)油道293,在油道分配器29的上端面與下端面之間設(shè)有垂直油道294,在油道分配器29的下端面設(shè)有進(jìn)油凹油坑295,垂直油道294與進(jìn)油凹油坑295相連通;所述泵體21包括對(duì)接孔211、螺紋連接孔212、配合孔213、過(guò)渡孔214、下導(dǎo)向孔215、電磁閥安裝孔216和轉(zhuǎn)向進(jìn)油道217,對(duì)接孔211、螺紋連接孔212、配合孔213、過(guò)渡孔214和下導(dǎo)向孔215從上到下依次同軸分布;柱塞導(dǎo)向套26旋固在泵體21的螺紋連接孔212中,油道分配器29和出油閥座32設(shè)置在對(duì)接孔211中,且出油閥座32位于油道分配器29的上方,鋼珠30設(shè)置在出油閥座32與油道分配器29之間,出油閥芯33套裝在出油閥座32的出油孔321中,進(jìn)油閥彈簧31設(shè)置在出油閥芯33下端與鋼珠30之間,出油閥彈簧34的下端套裝在出油閥芯33的上段,出油閥彈簧座35套裝在出油閥彈簧34的上端的內(nèi)孔中,柱塞彈簧下座23套裝在柱塞25上且位于柱塞25的下端,柱塞25套裝在柱塞導(dǎo)向套26的導(dǎo)向孔中,柱塞彈簧24設(shè)置在柱塞導(dǎo)向套26與柱塞彈簧下座23之間,挺柱體22套裝在泵體21的下導(dǎo)向孔215中,并由限位銷37對(duì)挺柱體22的升降行程進(jìn)行限位,限位銷37由限位卡簧38限位,柱塞25的下端與挺柱體22接觸;在柱塞導(dǎo)向套26與泵體21的配合孔213之間設(shè)有二個(gè)徑向密封圈27。
本實(shí)用新型的實(shí)施方式很多,只要采用與本實(shí)用新型相同原理的其它等功能代換的一切方案均屬本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。