CN107859582B - 一种汽车发动机油泵 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种结构简单、紧凑的汽车发动机油泵，以降低油泵的重量、成本及工艺复杂程度，优化布置空间。本发明包括油泵本体，油泵本体设有依次连通的进油口、工作油腔、阀腔、出油口，工作油腔内活动设有油泵柱塞，阀腔内沿工作油腔至出油口的方向依次设有安全阀弹簧、安全阀板、挡圈、出口阀板、出口阀弹簧，挡圈的中央设有供油通孔，并在供油通孔的旁侧设有泄油通孔；出口阀板在对应泄油通孔的位置设有连通结构，以使出口阀板的两侧通过所述连通结构连通；安全阀板的中央设有通孔，且安全阀板与挡圈紧贴时会封闭所述泄油通孔。本发明的油泵减少了多个零件，并且无需设置旁通油道，简化了结构及生产工艺的难度，降低了成本。

Description

一种汽车发动机油泵

技术领域

本发明属于内燃机燃油喷射***技术领域，具体涉及一种适用于车载缸内直喷汽油发动机的油泵。

背景技术

随着消费者对汽车动力性需求的提升和国家对环境要求的提高，缸内直喷发动机因具备更强动力、更低油耗、更少的污染物排放的优势，在国内迎来了井喷式发展。因喷射条件的要求，油泵作为必不可少的零件，其作用是将燃油二次加压，将高压燃油提供给发动机。而随着燃油喷射压力的不断提升，油泵也在通过增加材料厚度等方式，不断提高结构强度来应对，相应地，也就增加了零部件的重量、材料和制作成本，因此简化油泵结构对油泵的减重、降本尤为重要。

在传统油泵中，低压燃油经工作油腔内的活塞做功压缩后，进入到高压油路中，通过出油口输送到燃油分配管内，经喷油器喷射进气缸燃烧。当高压零部件出现堵塞或***控制数据异常等因素导致高压油路燃油压力过高时，旁通道内的安全阀打开，高压燃油通过旁通道回到工作油腔内，起到泄压的目的。因油泵为安全件，如果发动机高压油路油压过高，可能会导致高压零部件损坏，出现漏油情况，严重的，可能会造成生命财产损失，因而用于泄压的安全模块必不可少。

目前，油泵的泄油是通过其内部一个旁通道来实现的，该旁通道通常布置在工作油腔的上端或侧端，这种结构设计需求使得油泵必须提供足够空间安放，这样就限制了油泵的结构在高度或宽度上的定义空间。出油接口与油泵本体连接处，需同时覆盖高压燃油主通道和旁通道，出油接口体积必然设计得很大。另外，多了一个旁通道，至少增加一道加工工序，且因加工旁通道和压装安全阀座产生的颗粒物杂质也会增加，提高了油泵和喷油器卡滞的风险。

发明内容

本发明的目的是提出一种结构简单、紧凑的汽车发动机油泵，以降低油泵的重量、成本及工艺复杂程度，优化布置空间。

本发明的汽车发动机油泵包括油泵本体，所述油泵本体设有依次连通的进油口、工作油腔、阀腔、出油口，所述工作油腔内活动设有油泵柱塞，关键在于所述阀腔内沿工作油腔至出油口的方向依次设有安全阀弹簧、安全阀板、挡圈、出口阀板、出口阀弹簧，所述出口阀弹簧的两端分别与出口阀板、阀腔朝向出油口一侧的侧壁相抵，所述安全阀弹簧的两端分别与安全阀板、阀腔朝向工作油腔一侧的侧壁相抵；所述挡圈的中央设有供油通孔，并在供油通孔的旁侧设有一个或者多个泄油通孔；所述出口阀板在对应泄油通孔的位置设有连通结构，以使出口阀板的两侧通过所述连通结构连通；所述安全阀板的中央设有通孔，且安全阀板与挡圈紧贴时会封闭所述泄油通孔。

上述汽车发动机油泵的工作原理如下：

油泵工作时，低压（此时油压为P0）燃油进入工作油腔内，油泵柱塞上行时压缩燃油，使工作油腔内的燃油压力迅速升高（此时油压为P1），出油口处的燃油压力为P2，工作油腔内的燃油通过安全阀板的通孔及挡圈的供油通孔而向出口阀板施加作用力，当该作用力与安全阀弹簧的弹力的合力（该合力为F1）将出口阀板向出油口方向推动；同时，出口阀板还受到出油口处燃油的压力推动及出口阀弹簧的弹力（两者的合力为F2），当F1大于F2时，出口阀板就会向出油口方向移动，从而使出口阀板与挡圈之间出现间隙，工作油腔内的燃油经过挡圈的供油通孔及出口阀板的连通结构流到出油口，实现正常供油。当出口阀板移动一定距离后，安全阀弹簧达到自由状态，不再向安全阀板提供弹力，但由于工作油腔的燃油压力还会继续增加直到最大压力Pmax，因此仅依靠工作油腔的燃油压力即可维持出口阀板的位置稳定或者继续向出油口方向移动，从而保证继续正常供油。

当工作油腔内的燃油压力随着油泵柱塞从上止点下行而逐渐下降后，出口阀板就会随之向工作油腔方向移动，最终与挡圈相抵，从而将挡圈中部的供油通孔封闭，此时工作油腔内的燃油无法继续向出油口方向流动。

当高压油路零件或控制***出现异常而导致出油口处的燃油压力大于预定的限制压力值时，出油口处燃油的压力与出口阀弹簧的弹力的合力（两者的合力为F2）就会大于工作油腔内的燃油压力与安全阀弹簧的弹力的合力（两者的合力为F1），出油口处的燃油经过出口阀板的连通部及挡圈的泄油通孔而推动安全阀板向工作油腔方向移动，从而使安全阀板与挡圈之间出现间隙，燃油经过安全阀板中央的通孔回到工作油腔内而实现泄压。当安全阀板移动一定距离后，出口阀弹簧达到自由状态，不再向出口阀板提供弹力，但出油口处的燃油压力还会维持安全阀板的位置稳定或者继续向工作油腔方向移动，从而保证继续泄压，直到出油口处的燃油压力减小到预定的限制压力值以下，安全阀板和出口阀板在两侧燃油压力和安全阀弹簧、出口阀弹簧的弹力作用下复位，继续后续的正常工作。

在正常情况下，出油口处的压力无法达到预定的限制压力值，因此不会出现泄压的情形。

进一步地，所述安全阀板为漏斗状结构，安全阀板的中央朝向安全阀弹簧一侧突出，这样就会使安全阀板的中部与挡圈之间不会紧贴，而是形成了一个可供燃油积存的空间，相应地减少了安全阀板与挡圈紧贴的面积（减少了两者之间真空所形成的结合力），在泄压过程中，出油口处流过来的燃油可以较容易地将安全阀板推离挡圈，使该燃油快速地进入到上述空间内，并流入到工作油腔内实现泄压。

进一步地，所述汽车发动机油泵还包括柱状的出油接头，所述出油口贯通设于出油接头上，所述出油接头的一端伸入阀腔内并与阀腔固定连接，出油接头伸入阀腔内的端部构成阀腔的侧壁。设置独立的出油接头，不仅方便了安装阀腔内的各个部件，还提供了出口阀弹簧的抵靠位置。具体来说，为便于安装，所述出油接头通过螺旋副与阀腔连接固定。

进一步地，所述泄油通孔有两个，并对称设置于挡圈的两侧；所述出口阀板为腰形板，出口阀板两侧的缺失部分构成所述的连通结构。对称设置的泄油通孔有利于保持挡圈的平稳状态，而出口阀板设计为腰形板，不仅方便生产（可以用冲压一体形成），还同时形成了连通结构。

进一步地，所述出口阀板的中央设有朝向挡圈的供油通孔突出的凸部，上述凸部可以伸入到挡圈的供油通孔处，使挡圈与出口阀板的相对位置保持稳定，同时还能够使出口阀板的外缘与挡圈的外缘之间形成一定的间隙，避免两者的外缘位置紧密贴合而形成真空，从而阻碍正常的工作。

由于上述出口阀弹簧和安全阀弹簧的弹力会影响到正常供油和泄压，为了减少上述两个弹簧弹力对正常工作的影响，本发明特别设计了下述结构：所述阀腔由出口腔和泄压腔构成，所述安全阀弹簧、安全阀板、挡圈均位于泄压腔内，所述出口阀板、出口阀弹簧均位于出口腔内；出口腔与泄压腔的交界处设有限位结构，以使出口阀板只能在出口腔内移动，以及使安全阀板只能在泄压腔内移动。上述限位结构的存在，使得在正常供油过程中，当出口阀板、挡圈及安全阀板向出油口方向移动一定距离后，挡圈会被限位结构挡住而无法继续随出口阀板移动，出口阀板与挡圈之间的间隙会逐渐增大，从而保证正常供油；而在泄压过程中，当安全阀板、挡圈、出口阀板向工作油腔方向移动一定距离后，出口阀板会被限位结构挡住而无法继续随挡圈移动，使得挡圈主要受到的作用力为燃油压力将挡圈向出油口方向的推力，这样挡圈与安全阀板之间的间隙会逐渐增大，从而保证继续泄压。

具体来说，所述出口腔和泄压腔均为截面为椭圆形的腔体，且出口腔和泄压腔的长轴方向正交，通过两个腔体的不同截面形状，使得两个腔体的交界处自然形成了可以阻碍出口阀板、挡圈跨越所属腔体的限位结构。

相对于传统的油泵，本发明的油泵减少了多个零件，并且无需在油泵本体上设置旁通油道，简化了油泵的结构及生产工艺的难度，降低了零件成本，提高了产品的可靠性，节省了布置空间，具有很好的实用性。

附图说明

图1是本发明的油泵的剖视结构示意图。

图2是本发明的油泵的分体结构示意图。

图3 是本发明中的挡圈的结构示意图。

图4是本发明中的安全阀板的正视图。

图5是本发明中的安全阀板的侧视图。

图6是本发明油泵的供油原理示意图。

图7是本发明油泵的泄压原理示意图。

附图标示：1、油泵本体；2、进油口；3、工作油腔；4、阀腔；5、出油口；6、油泵柱塞；7、出油接头；8、安全阀弹簧；9、安全阀板；91、安全阀板的通孔；10、挡圈；101、供油通孔；102、泄油通孔；11、出口阀板；111、连通结构；112、凸部；12、出口阀弹簧。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

如图所示，本实施例的汽车发动机油泵包括油泵本体1，所述油泵本体1设有依次连通的进油口2、工作油腔3、阀腔4、出油口5，所述工作油腔3内活动设有油泵柱塞6，油泵本体1还设有柱状的出油接头7。

阀腔4内沿工作油腔3至出油口5的方向依次设有安全阀弹簧8、安全阀板9、挡圈10、出口阀板11、出口阀弹簧12，出口阀弹簧12的两端分别与出口阀板11、阀腔4朝向出油口5一侧的侧壁相抵，安全阀弹簧8的两端分别与安全阀板9、阀腔4朝向工作油腔3一侧的侧壁相抵。

挡圈10的中央设有供油通孔101，并在供油通孔101的两侧对称设有泄油通孔102；出口阀板11为腰形板，出口阀板11两侧的缺失部分构成所述的连通结构111，连通结构111使出口阀板11的两侧通过所述连通结构111连通，以供燃油流过。对称设置的泄油通孔102有利于保持挡圈10的平稳状态。

出口阀板11的中央设有朝向挡圈10的供油通孔101突出的凸部112，上述凸部112可以伸入到挡圈10的供油通孔101处，使挡圈10与出口阀板11的相对位置保持稳定，同时还能够使出口阀板11的外缘与挡圈10的外缘之间形成一定的间隙，避免两者的外缘位置紧密贴合而形成真空，从而阻碍正常的工作。

安全阀板9为中央设有通孔91的漏斗状结构，安全阀板9的中央朝向安全阀弹簧8一侧突出，且安全阀板9与挡圈10紧贴时会封闭挡圈10上的泄油通孔102。

出油口5贯通设于出油接头7上，所述出油接头7的一端伸入阀腔4内并通过螺旋副与阀腔4固定连接，出油接头7伸入阀腔4内的端部构成阀腔4的侧壁。设置独立的出油接头7，不仅方便了安装阀腔4内的各个部件，还提供了出口阀弹簧12的抵靠位置。

上述汽车发动机油泵的工作原理如下：

油泵工作时，低压（此时油压为P0）燃油进入工作油腔3内，油泵柱塞6上行时压缩燃油，使工作油腔3内的燃油压力迅速升高（此时油压为P1），出油口5处的燃油压力为P2，工作油腔3内的燃油通过安全阀板9的通孔及挡圈10的供油通孔101而向出口阀板11施加作用力，当该作用力与安全阀弹簧8的弹力的合力（该合力为F1）将出口阀板11向出油口5方向推动；同时，出口阀板11还受到出油口5处燃油的压力推动及出口阀弹簧12的弹力（两者的合力为F2），当F1大于F2时，出口阀板11就会向出油口5方向移动，从而使出口阀板11与挡圈10之间出现间隙，工作油腔3内的燃油经过挡圈10的供油通孔101及出口阀板11的连通结构111流到出油口5，实现正常供油。当出口阀板11移动一定距离后，安全阀弹簧8达到自由状态，不再向安全阀板9提供弹力，但由于工作油腔3的燃油压力还会继续增加直到最大压力Pmax，因此仅依靠工作油腔3的燃油压力即可维持出口阀板11的位置稳定或者继续向出油口5方向移动，从而保证继续正常供油。

当工作油腔3内的燃油压力随着油泵柱塞6从上止点下行而逐渐下降后，出口阀板11就会随之向工作油腔3方向移动，最终与挡圈10相抵，从而将挡圈10中部的供油通孔101封闭，此时工作油腔3内的燃油无法继续向出油口5方向流动。

当高压油路零件或控制***出现异常而导致出油口5处的燃油压力大于预定的限制压力值时，出油口5处燃油的压力与出口阀弹簧12的弹力的合力（两者的合力为F2）就会大于工作油腔3内的燃油压力与安全阀弹簧8的弹力的合力（两者的合力为F1），出油口5处的燃油经过出口阀板11的连通部及挡圈10的泄油通孔102而推动安全阀板9向工作油腔3方向移动，从而使安全阀板9与挡圈10之间出现间隙，燃油经过安全阀板9中央的通孔91回到工作油腔3内而实现泄压。当安全阀板9移动一定距离后，出口阀弹簧12达到自由状态，不再向出口阀板11提供弹力，但出油口5处的燃油压力还会维持安全阀板9的位置稳定或者继续向工作油腔3方向移动，从而保证继续泄压，直到出油口5处的燃油压力减小到预定的限制压力值以下，安全阀板9和出口阀板11在两侧燃油压力和安全阀弹簧8、出口阀弹簧12的弹力作用下复位，继续后续的正常工作。

在正常情况下，出油口5处的压力无法达到预定的限制压力值，因此不会出现泄压的情形。

Claims (5)

1.一种汽车发动机油泵，包括油泵本体，所述油泵本体设有依次连通的进油口、工作油腔、阀腔、出油口，所述工作油腔内活动设有油泵柱塞，所述阀腔内沿工作油腔至出油口的方向依次设有安全阀弹簧、安全阀板、挡圈、出口阀板、出口阀弹簧，所述出口阀弹簧的两端分别与出口阀板、阀腔朝向出油口一侧的侧壁相抵，所述安全阀弹簧的两端分别与安全阀板、阀腔朝向工作油腔一侧的侧壁相抵；所述挡圈的中央设有供油通孔，并在供油通孔的旁侧设有一个或者多个泄油通孔；所述出口阀板在对应泄油通孔的位置设有连通结构，以使出口阀板的两侧通过所述连通结构连通；所述安全阀板的中央设有通孔，且安全阀板与挡圈紧贴时会封闭所述泄油通孔；其特征在于所述阀腔由出口腔和泄压腔构成，所述安全阀弹簧、安全阀板、挡圈均位于泄压腔内，所述出口阀板、出口阀弹簧均位于出口腔内；出口腔与泄压腔的交界处设有限位结构，以使出口阀板只能在出口腔内移动，以及使安全阀板只能在泄压腔内移动，挡圈相对于阀腔活动设置；所述出口腔和泄压腔均为截面为椭圆形的腔体，且出口腔和泄压腔的长轴方向正交；所述泄油通孔有两个，并对称设置于挡圈的两侧；所述出口阀板为腰形板，出口阀板两侧的缺失部分构成所述的连通结构。

2.根据权利要求1所述的汽车发动机油泵，其特征在于所述安全阀板为漏斗状结构，安全阀板的中央朝向安全阀弹簧一侧突出。

3.根据权利要求1或2所述的汽车发动机油泵，其特征在于所述汽车发动机油泵还包括柱状的出油接头，所述出油口贯通设于出油接头上，所述出油接头的一端伸入阀腔内并与阀腔固定连接，出油接头伸入阀腔内的端部构成阀腔的侧壁。

4.根据权利要求3所述的汽车发动机油泵，其特征在于所述出油接头通过螺旋副与阀腔连接固定。

5.根据权利要求1或2所述的汽车发动机油泵，其特征在于所述出口阀板的中央设有朝向挡圈的供油通孔突出的凸部。

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