CN1865687A - 内燃机引擎燃料泵 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃机引擎的燃料泵(1)，该燃料泵(1)设有：一用于容纳燃料的可变容量的舱室(13)，一被连接到可变容量的舱室(13)的吸纳阀(14)，一被连接到可变容量的舱室(13)的传送阀(15)，和一用于改变第一可变容量舱室(13)的容量的泵装置。所述吸纳阀(14)有一个盘状物(34)，该盘状物设有多个供油通孔(37)，和一个可变形的薄板(38)，该薄板固定在与盘状物(34)的外边缘上，并且薄板设有一系列的瓣(39)，每一个瓣都被连接到独立的供油孔(37)。

Description

内燃机引擎燃料泵
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机引擎的燃料泵。
特别是涉及一种用于直接注入汽油的燃料泵***，该***追求没有任何一般性损失的处理。
背景技术
在直接注入汽油的***中，众所周知使用一种汽油泵，汽油泵包含一个增压室，为了使其容积能够周期性变化，该增压室在底部用一个可运动的表面界定。对应增压室的上表面的位置上安装一个单向的吸纳阀和一个单向的传送阀，其中，该吸纳阀使增压室与油缸相通，使汽油流向增压室，，而该传送阀使增压室和供给喷油器的导管相通以便汽油在压力之下能够从增压室流出。
通常，吸纳阀和传送阀都是球形的，即，每个阀包含一个球形的阀体，该阀体沿供油通道运动，还包含一个阀座，该阀座设计成以液密方式被球形阀体嵌入并且被安装在供油通道的一端。一个弹簧以液密的方式推动球形阀体到阀座的结合位。
球形阀有相当高的惯性，主要由于球形阀体的不容忽略的质量并且需要克服开口期间弹簧产生的弹力。当通过阀的压力差异大的时候，球形阀的高惯性是可以忽略的，但通过阀的压力差异被减小的时候，球形阀的惯性就变得重要了。因此，一个球形阀适合被用于一个汽油泵的传送阀，但是确实不太适合被用作汽油泵的吸纳阀，因为它相当的迟钝。
例如，有一个单一泵单元的油泵(即，只有一个压缩室)能够达到每分钟执行14000个泵冲程，当电动机达到最大的转速，即7000r.p.m时。因此，估计4缸引擎有大约两升的排出量，泵的平均容量，因此，每个阀的平均容量，能够是大约每小时150升，而泵的瞬时最大容量，因此，每个阀的瞬时最大容量，能够达到每小时800升。为了达到每小时800升的瞬时容量，每分钟执行14000个泵冲程，两个阀必须在打开和关闭期间都特别快。
US6223724批露了一种高压力燃料泵，该燃料泵有一个低压燃料入口和一个高压燃料出口，它们被一个包含一对平板和一弹性薄板的阀***所控制，该弹性薄板有大于入口尺寸而小于出口尺寸的瓣。
发明内容
本发明的目的是提供一种没有上述缺点、制造简单且成本低的内燃机引擎燃料泵。
根据本发明，一种提供给内燃机引擎的燃料泵，该燃料泵包含：
一用于容纳燃料的第一可变容量舱室；
至少一个吸纳阀，该吸纳阀被连接到第一可变容量舱室并且包含一设有多个供油通孔的盘状物和一可变形的薄板，该薄板固定于该盘状物的外缘上，并且设有一系列的瓣，每个瓣都被分别连接到一个独立的供油孔；
连接到第一可变容量舱室的至少一个传送阀；以及
用于改变第一可变容量舱室的容积的泵装置；
所述燃料泵其特征在于泵装置包含：
一用于容纳汽油的第二舱室；
一滑动安装在第二舱室内的活塞；
用于推动活塞在第二舱室内往复运动的传动装置；和
一以液密的方式隔离第一舱室和第二舱室的可变形的隔膜。
附图说明
现在将结合附图描述本发明，这些附图示出了一些非限制性实施例，其中：
图1是根据本发明的燃料泵的纵向的、示意性的剖面图；
图2是图1所示的燃料泵吸纳阀的仰视平面图；
图3是根据图2所示的吸纳阀的沿线III-III剖取的一纵向剖面侧视图；
图4是图2吸纳阀的俯视平面图；
图5是图1所示的燃料泵的一吸纳阀的不同实施例的一平面视图；
图6是根据图5所示的吸纳阀的沿线VI-VI剖取的一剖面侧视图，以及；
图7是图5吸纳阀的俯视平面图。
具体实施方式
参见图1，数字1所指的是，作为一个整体，用于直接注入汽油的内燃机引擎(未示出)的汽油泵。
所述泵1包含一个泵体2，该泵体有一纵向的轴3，并且依次包含一顶板4，该顶板在轴向上被垂直于纵轴3的两个平面5和6所限定，并且有一共用纵轴3的圆柱形腔体7。圆柱形腔体7在对应于表面6的相应区域上开口向外，并且被一个与表面6接触并且通过焊接被固定到平板4上的底板8封闭。
所述底板8被垂直于纵轴3的两个平面9和10轴向限定。底板8的表面9与顶板4的表面6相接触并且有一圆柱形腔体11，该圆柱形腔体贯穿平板8，与平板8共用纵轴3，并且在表面9与表面10的相应区域都有朝外的开口。
腔体7和11通过一个可变形的不锈钢隔膜12被互相分离，该隔膜被焊接到两平板4和8之间相应的外边缘的位置上，并且与圆柱形腔体7一起限定了一个用于容纳汽油的可变容量的舱室13。顶板4内设有与可变容量舱室13连通的一吸纳阀14和一传送阀15。
腔体11包含一个设在面向隔膜12的位置上的加宽的顶部16，和一个受限制的底部17，该底部17与具有一个活动端面19的活塞18滑动地连接。该活动端面19在垂直于纵轴3的方向上延伸，并且同腔体11和隔膜12一起限定出一个具有用于容纳引擎的汽油的基本上恒定容积的舱室20(未示出)。
舱室20设有一个电磁阀21安装在腔体22之内，该腔体22被设在平板8上，该腔体22有一个横断纵轴3的中轴23，并且通过一个贯通平板8的孔24与舱室20相连。阀21包含一个基本上杯形的外部管状套筒25，该套筒位于腔体22之内，使得它共用横轴23，并且设有多个径向孔26和一个轴向孔27，为了能够在套筒25内供应汽油，所述径向孔26均一的绕横轴23分布。
套筒25被一个电磁铁28轴向封闭并在其内安置一个的球形开关元件29，该球形开/关元件滑动的连接套筒25并且有一个球30用于封闭孔27。因此，在设在电磁铁28和开关元件29之间的弹簧31的推力下，开关元件29和因此球30通常处在关闭孔27的位置(图2)，以及被反抗弹簧31的作用的电磁铁28移位到打开孔27的位置上(未示出)，其中，汽油通过多个设在球30外表面的平行于轴23的输送通道32被送到孔27。
活塞18在传动装置32(仅部分示出)的推力之下，沿着用于执行往复直线运动的腔体11的底部17运动。该往复直线运动包含一前进冲程，该冲程期间隔膜12从一个泵作用的操作位置(图1所示)被转移到一个静止位置(未示出)，并且舱室13的容积增加致使吸纳阀14打开，还包含一个后退冲程，该冲程期间隔膜12从一个静止位置被转移到一个泵作用的操作位置，并且舱室13的容积减小致使传送阀15打开。
传动装置32包含一个适合活塞18并且共有纵轴3的弹簧33，该弹簧被设在平板8与活塞18之间用于支持活塞18的前进冲程。传动装置32还包含一个凸轮(未示出)，该凸轮以能够绕其垂直于纵轴3的中心轴旋转的方式被安装。凸轮(未示出)与推杆滚柱(未示出)配合以可旋转的方式连接并且轴向的固定到活塞18上以便支持活塞18的后退冲程。
传送阀15是一个球形阀，而吸纳阀14包含一个盘状物34，该盘状物垂直于用于给舱室13供应汽油的管36的轴35被安装，并且其上设有多个贯穿盘状物34且平行于轴35的供油孔37。此外，吸纳阀14包含一个可变形的薄板38，该薄板被安装在盘状物34的外边缘的位置上，并且设有一系列的瓣39(详见图2、图3)，每一个瓣都被连接到一个单独的供油孔37。通常薄板38上的每个瓣39被设在关闭供油孔37的位置并且是活动的，每个瓣在活塞18的前进冲程期间，从供油孔37的关闭位置运动到打开位置使汽油能进入舱室13。
隔膜12有一被夹紧在两个基本上杯形硬质元件40之间的中央部，该硬质元件一个(下文指定为40a)被安置在舱室13之内，另一个(下文指定为40b)被安置在舱室20之内。所述硬质元件40b被成形，使其在活塞18的前进冲程期间与限定舱室20的壁41接触并且因此控制隔膜12的变形。此外，硬质元件40b设有多个径向通道(未详细示出)，为了当其开始与壁41接触时使汽油能够通过其本身。作为变体(未示出)，硬质元件40b的通道可以被壁41之上的相应的多个供油通道替代。
隔膜12，舱室20，活塞18和传动装置23确定了一个泵设备，该泵设备使用包含在舱室20内的油用于使隔板12变形并且因此改变舱室13的容量。隔膜12的变形通过以一种方式制备隔膜12和活塞18被有选择的控制，该方式为隔膜12的表面与端面19的表面的比值至少是5。
在舱室20的一个初始填充步骤中，电磁铁28被激励用于使开关元件29，因此球30移位到打开孔27的位置以便为孔24供油，并且因此为舱室20供应既定的初始量的油。在使用中，通过选择性打开阀21，被送入舱室20的初始油量能够保持不变，以至于供应给舱室20的油量与每次通过腔体11的底部17和活塞18之间的渗出从舱室20渗出的油量完全相当。
综上所述，在活塞18的后退冲程期间施加在隔膜12上的压力，，因此，隔膜12由静止位置被转换到泵作用的操作位置，即，传送阀15敞开，依赖舱室20内的含油量并且通过阀21被选择性的控制。
而且，弹簧31被以一种方式校准，使得推动开关元件29进入封闭孔27的位置的力无论如何都小于当舱室20内的油压值大于被设定的最大压力阈值时被包含在舱室20与孔24内的油施加在开关元件29上反向的力。这样，在过压情况下，汽油通过孔26被***从而避免了隔膜12的任何故障。
泵1的操作能够很容易的从上述说明中被推断出并且不需要任何进一步的解释。
如图2、3和4所示，吸纳阀14的薄板38包含一个通过焊接(最好是由激光点焊)被固定到盘状物34上的外环42。从环42向内延伸的是瓣39，每个瓣包含一个密封元件43，该密封元件43有一个圆形的外形，并且通过细柄44-一个长比宽大得多的能发生弹性形变的柄-被连接到环42。因此，作为柄44产生的弹力的结果，每个密封元件43被设在封闭供油孔37的位置上。在活塞18的前进冲程期间，汽油沿着供油管36的压力作用于每个密封元件43致使柄44弹性形变，从而引起了密封元件43从关闭供油孔37的位置到敞开供油孔37的位置的位移，使汽油能够进入舱室13。
作为优选实施例，可变形的薄板38用弹性钢板来获得，其次，可变形的薄板38使用激光点焊被连接到由冲压获得的盘状物34。
图5、6和7示出了吸纳阀14的另一实施例，在盘状物34内，除了供油孔37绕中心轴35对称分布以外，还有一个进一步的控制孔45，该控制孔被设在中心位置并且被薄板38的中心部分46封闭。控制孔45能够与压在薄板38的中心部分46之上的流量调节装置连接，从而延迟吸纳阀14的正常的关闭，以便使处于舱室13内的一定量的汽油通过供油管36回流而不用通过传送阀15被泵回。在图5、6和7所示的实施例中，密封元件43必须被连接到薄板38的中心部46，以便通过在薄板38的中心部46之上压迫，所有的密封元件43均与盘状物34保持分离。
根据图2、3和4所示的实施例，每个密封元件43通过其柄44被连接到外环42。根据图5、6和7所示的实施例，一些密封元件43通过其柄44被连接到外环42，尽管另一些密封元件43没有被直接连接到外环42上，而是被连接到直接连到外环42的密封元件43上。
上述吸纳阀14有一高的渗透性和短的响应时间。事实上，大量供油孔37和独立的瓣39的存在使得高渗透性和非常小的运动质量能够被获得。因此，上述吸纳阀14适合被用在内燃机引擎的燃料泵中，所述燃料泵要求在存在相关压力突升的情况下的高速响应和高渗透性。
应该注意上述吸纳阀14特别适合用于一种隔膜燃料泵，只要所述的吸纳阀14有一个大的直径并且因此能够被与有一个大的直径的增压室以最佳方式组合，正如出现在一种燃料隔膜泵中。

Claims (8)

1.一种用于内燃机引擎的燃料泵(1)，该燃料泵(1)包含：
一用于容纳燃料的第一可变容量舱室(13)；
至少一个吸纳阀(14)，该吸纳阀被连接到第一可变容量舱室(13)并且包含一设有多个供油通孔(37)的盘状物(34)一可变形的薄板(38)，该薄板被安装在盘状物(34)的外边缘位置上，并且设有一系列的瓣(39)，每个瓣都被分别连接到供油孔(37)；
连接到第一可变容量舱室(13)的至少一个传送阀(15)；以及
用于改变第一可变容量舱室(13)的容量的泵装置；
所述燃料泵(1)其特征在于泵装置包含：
一用于容纳汽油的第二舱室(20)；
一滑动安装在第二舱室(20)内的活塞(18)；
用于推动活塞(18)在第二舱室(20)内往复运动的传动装置(32)；和
一以液密的方式隔离第一舱室(13)和第二舱室(20)的可变形的隔膜(12)。
2.根据权利要求1所述的燃料泵(1)，其特征在于在吸纳阀(14)的薄板(38)内包含一外环(42)，该外环被固定在盘状物(34)上；从薄板(38)的外环向内延伸的是瓣(39)，每一个瓣包含一个有圆形外形的密封元件(43)。
3.根据权利要求2所述的燃料泵(1)，其特征在于瓣(39)通过细柄(44)被连接到外环(42)。
4.根据权利要求2所述的燃料泵(1)，其特征在于每个密封元件(43)通过一个单独的细柄(44)被连接到外环(42)。
5.根据权利要求2所述的燃料泵(1)，其特征在于一些密封元件(43)通过一个柄(44)被连接到外环(42)，同时另一些密封元件(43)没有被直接连接到外环(42)，但是被连接到直接连到外环(42)的密封元件(43)上。
6.根据权利要求1所述的燃料泵(1)，其特征在于盘状物(34)有另一控制孔(45)，该控制孔被设在中部并且被薄板(38)的中部(46)封闭；控制孔(45)设计成与流量调节装置连接以便压在薄板(38)的中部(46)之上，从而延迟吸纳阀(14)的自然关闭。
7.根据权利要求6所述的燃料泵(1)，其特征在于密封元件(43)被连接到薄板(38)的中部(46)，以便通过在薄板(38)的中部(46)之上压紧，所有的密封元件(43)均与盘状物(34)保持分离。
8.根据权利要求1所述的燃料泵(1)，其特征在于第二舱室(20)设有一另外的阀(21)以保持该第二舱室(20)内的油量恒定。
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