專利名稱：一種單缸柴油機用電控高壓噴油泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及單缸柴油機，尤其涉及柴油機供油系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前我國單缸柴油機年產(chǎn)量為700 900萬臺，是農(nóng)業(yè)機械化普及的主要動力源， 在運輸、灌溉、農(nóng)產(chǎn)品加工等農(nóng)村經(jīng)濟活動中發(fā)揮了積極作用。據(jù)統(tǒng)計，全國柴油的60%以 上被單缸柴油機消耗。單缸柴油機配套用的噴油泵總成是由泵體、柱塞偶件、出油閥偶件、 調(diào)節(jié)齒輪、齒條、柱塞彈簧、出油閥緊座等構(gòu)成，裝配在柴油機上，動作原理是由柴油機凸輪 通過挺柱體驅(qū)動柱塞產(chǎn)生高壓，由噴油器將高壓油噴入氣缸壓燃，進行做功，由機械離心式 調(diào)整器調(diào)節(jié)油量的大小，輸出不同功率。該結(jié)構(gòu)應(yīng)用半個多世紀以來，能夠保證單缸機配套 需求。由于純機械結(jié)構(gòu)的先天性結(jié)構(gòu)性原因，在使用中存在如下不足壓力低、噴霧質(zhì)量差， 燃油不能充分燃燒，產(chǎn)生大量的炭化顆粒及燃燒煙霧，不利于環(huán)境保護；機械離心式調(diào)速器 調(diào)速精度差、調(diào)速率偏高，難于滿足柴油機速度特性要求，噪音大；不同轉(zhuǎn)速下不同的供油 提前角不能連續(xù)調(diào)整，油耗較大；柱塞的螺旋槽部位易磨損，壽命短、精度低。隨著科學技術(shù) 的發(fā)展和環(huán)境保護要求提高，減排環(huán)保、節(jié)能降耗是單缸柴油機改進的主要目標。作為柴油 機的心臟，噴油泵總成的改進和提高成為重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是提供一種節(jié)能、環(huán)保、高效、調(diào)控精確的優(yōu)質(zhì)單缸噴油泵，改善 柴油機供油工況，提高配套性能，提升產(chǎn)品檔次，滿足主機升級需要，延長使用壽命，增加經(jīng) 濟效益和社會效益。本發(fā)明的任務(wù)是這樣完成的設(shè)計一種單缸柴油機用電控高壓噴油泵，與單缸柴 油機配套，由泵體、柱塞、柱塞彈簧座、柱塞彈簧、供油螺栓、電磁鐵、電磁控制閥及配套件連 接組合構(gòu)成，由控制器及配套傳感器控制，泵體為矩形泵臺連接臺階軸構(gòu)成的單件實體，泵 臺內(nèi)前面閥孔連接后面低壓油腔，臺階軸內(nèi)的軸向柱塞孔連接貫通泵臺的高壓油孔，連通 閥孔和端部節(jié)流閥孔，泵臺頂面垂直螺孔配裝供油螺栓，柱塞為臺階芯軸，內(nèi)端伸入泵體的 柱塞孔，外端套裝柱塞彈簧座與挺柱體配裝，柱塞彈簧套裝在泵體臺階軸細軸上，外端頂觸 柱塞彈簧座，內(nèi)端壓緊在泵體臺階軸粗軸端面上，電磁控制閥及配套件裝設(shè)在閥孔及低壓 油腔內(nèi)，后面由泵后蓋封閉，泵臺前面裝設(shè)隔板，隔板上固定裝設(shè)電磁鐵，泵臺端部凸臺內(nèi) 的節(jié)流閥孔裝設(shè)節(jié)流閥。泵體大端為帶凸臺的矩形泵臺，小端為臺階軸，泵臺開有前后貫通 的閥孔連接低壓油腔，泵臺頂面垂直螺孔連接通油斜孔，與低壓油腔連通，臺階軸中心開有 軸向柱塞孔，與泵臺內(nèi)的高壓油孔相連，高壓油孔貫穿閥孔，與端部凸臺內(nèi)的節(jié)流閥孔相連 通。電磁控制閥及配套件包括閥體、閥芯、銜鐵、閥芯彈簧、彈簧后座、彈簧擋板、升程擋塊， 閥體為圓筒套，底部帶有盤邊，閥芯為空心細長臺階軸，后端帶有止口，前部軸頸帶有卡槽， 可配裝彈簧后座，閥芯與閥體配套裝設(shè)，閥體卡裝在閥孔內(nèi)固定，閥壁上對稱開有徑向通油 孔，可與貫穿閥孔的高壓油孔相連通，閥芯配裝彈簧后座，前部細軸外套閥芯彈簧，前端頂面固定裝設(shè)銜鐵伸入隔板中孔內(nèi)，閥芯彈簧頂部抵在隔板中孔內(nèi)底部的彈簧擋板上，閥芯 的底面可抵觸升程擋塊，升程擋塊為帶凸臺的螺塞，裝設(shè)在低壓油腔內(nèi)，泵后蓋在泵臺后面 固定封閉低壓油腔。隔板為矩形平面厚金屬板，中間開有通孔，環(huán)繞底面和頂面中間通孔的 周圍各開有環(huán)形凹槽，配裝隔板密封圈，平面四角開有螺孔，配裝螺釘，隔板前面固定連接 電磁鐵，后面固定裝設(shè)在泵體的大端泵臺上。銜鐵為扁長方形金屬塊，中間開有安裝螺釘?shù)?錐形孔，在銜鐵的長度方向錐形孔兩邊開有槽孔，寬度方向兩側(cè)對稱開有定位孔。升程檔塊 為帶凸臺的螺塞，底盤內(nèi)槽套裝擋塊密封圈，底端面中心開有調(diào)節(jié)螺孔，可配裝調(diào)節(jié)螺釘。 控制器采用單片機，裝設(shè)在駕駛室內(nèi)或柴油機上，用線束分別連接曲軸信號傳感器、凸輪軸 信號傳感器、水溫信號傳感器、油門踏板信號傳感器、車載電源、電磁鐵。曲軸信號傳感器裝 設(shè)在柴油機飛輪的檢測支架上，凸輪軸信號傳感器裝設(shè)在凸輪軸的相位支架上，水溫信號 傳感器裝設(shè)在冷卻水循環(huán)管路中，油門踏板信號傳感器裝設(shè)在油門踏板上。本發(fā)明裝有控 制器、傳感器、電磁鐵和電磁控制閥，控制器通過電磁鐵吸合銜鐵控制電磁控制閥使噴油泵 供油，形成以時間控制為特征的燃油噴射系統(tǒng)，可在所需的范圍內(nèi)對供油時機和供油量進 行精確的調(diào)整。本發(fā)明的核心是以機械和電控的組合轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)供油質(zhì)量和效率的最佳組 合。曲軸信號傳感器將柴油機轉(zhuǎn)速、角加速度的瞬間狀態(tài)值和平均值傳輸至控制器，凸輪軸 信號傳感器主要用于柴油機運轉(zhuǎn)時的相角初定位，水溫信號傳感器隨時將冷卻水溫度反饋 回控制器，油門踏板信號傳感器可以將位置轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成電信號反饋至控制器?？刂破麽槍?所采集的各項數(shù)值進行綜合處理，確定供油量和供油時機，將指令傳達至電磁鐵，通過電磁 控制閥的控制實現(xiàn)噴油泵的精確供油。經(jīng)過泵臺上的供油螺栓向噴油泵輸油。柱塞連接的 挺柱體受柴油機凸輪的驅(qū)動，推動柱塞往復(fù)運動。當電磁鐵不通電時，電磁控制閥的閥芯在 閥芯彈簧的作用下移到后邊，閥芯油槽相應(yīng)后移，與閥體底部開口之間形成環(huán)形間隙，將柱 塞孔腔與低壓油腔連通，此時柱塞向左行，燃油進入柱塞孔腔。當柱塞向右行時，若電磁鐵 加電，則將銜鐵吸合，銜鐵帶動電磁控制閥的閥芯克服閥芯彈簧力作用向前行，閥芯底部封 合閥體中孔，切斷與低壓油腔的連通孔徑，此時燃油在柱塞的推動下以高壓通過高壓油孔 穿過閥體通油孔和閥孔，流向噴油泵的節(jié)流閥出口，經(jīng)過噴油器噴入氣缸。按照上述設(shè)計方案進行試制、試驗，證明本發(fā)明的設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)緊湊，配套性能 好，控制精度高，泵端壓力顯著提高，電控系統(tǒng)靈活可靠，能夠在所需范圍內(nèi)對供油提前角 和供油量進行精確調(diào)控，有效地降低了油耗和噪聲，排放達到國家II級排放標準，屬于更 新?lián)Q代產(chǎn)品，延長了使用壽命，經(jīng)濟效益和社會效益良好，較好地達到了預(yù)定目的。


圖1是本發(fā)明的裝配結(jié)構(gòu)正視示意圖；圖2是圖1的A向結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1的B向局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的泵體(3)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明的電磁控制閥的閥體(17)半剖結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明的電磁控制閥的閥芯(16)半剖結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明的控制系統(tǒng)連接示意圖。
圖中1_挺柱體，2-柱塞彈簧，3-泵體，4-泵體密封圈，5-電磁鐵，6_供油螺栓， 7-柱塞彈簧座，8-柱塞，9-隔板，10-彈簧后座，11-彈簧檔板，12-銜鐵螺釘，13-銜鐵， 14-隔板密封圈，15-閥芯彈簧，16-閥芯，17-閥體，18-節(jié)流閥，19-擋塊密封圈，20-升程擋 塊，21-泵后蓋，22-曲軸信號傳感器，23-凸輪軸信號傳感器，24-水溫信號傳感器，25-油 門踏板信號傳感器，26-線束，27-控制器；T-泵臺，X-接線柱，W-安裝孔，F(xiàn)-凸臺，L-供油 孔，Z-柱塞孔，H-護帽，S-調(diào)節(jié)螺孔，C-環(huán)槽，G-高壓油孔，K-閥孔，J-節(jié)流閥孔，U-通油 斜孔，Q-低壓油腔，E-通油孔，P-盤邊，N-閥芯油槽，R-閥芯內(nèi)孔，V-卡槽，M-閥芯螺孔， D-車載電源。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式加以說明。參閱圖1，本發(fā)明的裝配結(jié)構(gòu)，泵體3大端的矩形泵臺T頂面連接供油螺栓6，泵臺 T前面固定裝設(shè)電磁鐵5，電磁鐵5的右邊接線柱X連接電線，泵體3左段為臺階空心軸，軸 頸開有環(huán)槽C裝設(shè)泵體密封圈4，細軸端部與挺柱體1配裝，在細軸外面套裝柱塞彈簧2。參閱圖2，泵體3的泵臺T頂面裝設(shè)供油螺栓6，泵臺T端面帶有凸臺F，泵臺T四 個角上開有安裝孔W，用于裝設(shè)固定螺栓，泵臺T前面固定裝設(shè)電磁鐵5，電磁鐵5上帶有雙 接線柱X。供油螺栓6為空心螺套，螺栓柱面帶有對稱的徑向供油孔L，通過泵臺T內(nèi)通油 斜孔U連通低壓油腔Q。參閱圖3、圖4，泵體3的泵臺T外端凸臺F帶有外螺紋，用于安裝高壓油管，連接 噴油器總成。由左端臺階軸的細軸端部伸出柱塞8，套裝柱塞彈簧座7，與挺柱體1配合安 裝，柱塞彈簧2套裝在細軸外面，一端頂觸柱塞彈簧座7，一端頂壓在臺階軸的粗軸端面。粗 軸頸部環(huán)槽C內(nèi)套裝泵體密封圈4。柱塞8裝設(shè)在泵體3的軸向柱塞孔Z內(nèi)，柱塞孔Z與 泵臺T內(nèi)的高壓油孔G相連通，高壓油孔G貫穿閥孔K，右端連通節(jié)流閥孔J，孔內(nèi)裝設(shè)節(jié)流 閥18，外面凸臺F套裝護帽H用于防塵，裝配時再取下。閥孔K內(nèi)裝設(shè)電磁控制閥，包括閥 體17、閥芯16、銜鐵13、閥芯彈簧15、彈簧后座10、彈簧擋板11，隔板9裝設(shè)在泵體3的泵 臺T前面，中心通孔內(nèi)裝設(shè)彈簧擋板11、銜鐵13，閥芯彈簧15套裝在閥芯16的芯軸上，前端 由彈簧擋板11壓住，后端頂觸彈簧后座10。閥芯16與閥體17配套裝設(shè)在泵體3的閥孔K 中，銜鐵螺釘12將銜鐵13固定在閥芯16前端。閥體17上開有徑向通油孔E，與貫通閥孔 K的高壓油孔G相連通。電磁鐵5不通電時，閥芯16被閥芯彈簧15向后頂，其后端可抵觸 升程擋塊20。升程擋塊20套裝擋塊密封圈19，裝設(shè)在連通閥孔K的低壓油腔Q中，泵后蓋 21在泵臺T后面封裝固定。升程擋塊20后端面中心開有調(diào)節(jié)螺孔S，可裝入調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié) 升程擋塊20的位置，用于調(diào)整閥芯16活動間隙。泵臺T前面連接的隔板9上固定裝設(shè)電 磁鐵5，可直接吸合閥芯16前端的銜鐵13。參閱圖5，泵體3大端為矩形立體泵臺T，左端為臺階空心軸，右端帶有凸臺F，泵 臺T中心臺階式徑向閥孔K連通低壓油腔Q，可配裝電磁控制閥各部件和升程擋塊20，低壓 油腔Q側(cè)壁上開有通油斜孔U，通過泵臺T頂面的垂直螺孔與供油螺栓6連通。貫通閥孔K 的高壓油孔G外端連通凸臺F上的節(jié)流閥孔J，內(nèi)端與臺階軸內(nèi)的軸向柱塞孔Z相連通。臺 階軸的軸頸開有環(huán)槽C，柱塞孔Z中部開有向下的徑向細通孔。參閱圖6、圖7，電磁控制閥的閥體17為帶盤邊P的空心套，盤邊P止口處開有安裝槽，閥體17上開有徑向通油孔E，可與泵體3上貫通閥孔K的高壓油孔G連通。閥芯16 為長臺階式空心軸，與閥體17配裝；前端細軸內(nèi)孔前段為閥芯螺孔M，可與銜鐵螺釘12配 裝；細軸軸頸處開有卡槽V，用于配裝彈簧后座10 ；中部粗軸體連接后段凹進的閥芯油槽N， 后端為止口盤。閥芯內(nèi)孔R為由前至后內(nèi)徑逐漸加大的臺階孔。 參閱圖8，控制系統(tǒng)由控制器27和各個傳感器連接組成，控制器27選E⑶單片機， 裝設(shè)在駕駛室內(nèi)或柴油機上，由線束26分別連接車載電源D、曲軸信號傳感器22、凸輪軸信 號傳感器23、水溫信號傳感器24、油門踏板信號傳感器25、電磁鐵5。曲軸信號傳感器22 固定裝設(shè)在柴油機飛輪的檢測支架上，凸輪軸信號傳感器23裝在柴油機凸輪軸的相位檢 測支架上，水溫信號傳感器24裝設(shè)在冷卻水循環(huán)管路中，油門踏板信號傳感器25裝在油門 踏板上，電磁鐵5裝設(shè)在單缸噴油泵的泵體3上。油門踏板信號傳感器25的反饋信號優(yōu)于 曲軸信號傳感器22和凸輪軸信號傳感器23，即控制器27優(yōu)先對油門踏板作出反應(yīng)，同時油 門踏板信號傳感器25反饋信號受到水溫信號傳感器24的制約，即當冷卻水溫升高超過規(guī) 定溫值度后，油門踏板將不再起作用，控制不再加速，防止事故。控制器27收到各個傳感器 的信號后，將處理指令傳輸至電磁鐵5，電磁鐵5通電吸合銜鐵13，使電磁控制閥的閥芯16 動作，與柱塞8往復(fù)運動相互協(xié)調(diào)配合，即電信號控制噴油泵噴油壓力和噴油量，成為以時 間控制為特征的新式燃油噴射系統(tǒng)，從而獲得了較理想的控制性能。
本發(fā)明可在所需范圍內(nèi)對供油量和供油時機自動進行精確的調(diào)整控制，其優(yōu)良性 能是傳統(tǒng)的柱塞式機械泵無法企及的。泵體3采用合金鋼制作，柱塞8采用高速鋼制作，強 度大大提高，承受泵端壓力達到160MPa，為現(xiàn)有機械泵的5倍。以1115型柴油機主機裝配 試驗為例。燃油耗由原250g/kwh降為220g/kwh，噪聲由原103dB降為95dB，一氧化碳及氫 氧化合物排放、顆粒排放均達到國家II級排放標準。配套性能好，控制精度高，適用范圍廣 泛，是單缸柴油機配套噴油泵較理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
權(quán)利要求
一種單缸柴油機用電控高壓噴油泵，與單缸柴油機配套，其特征在于由泵體(3)、柱塞(8)、柱塞彈簧座(7)、柱塞彈簧(2)、供油螺栓(6)、電磁鐵(5)、電磁控制閥及配套件連接組合構(gòu)成，由控制器(27)及配套傳感器控制，泵體(3)為矩形泵臺(T)連接臺階軸構(gòu)成的單件實體，泵臺(T)內(nèi)前面閥孔(K)連接后面低壓油腔(Q)，臺階軸內(nèi)的軸向柱塞孔(Z)連接貫通泵臺(T)的高壓油孔(G)，連通閥孔(K)和端部節(jié)流閥孔(J)，泵臺(T)頂面垂直螺孔配裝供油螺栓(6)，柱塞(8)為臺階芯軸，內(nèi)端伸入泵體(3)的柱塞孔(Z)，外端套裝柱塞彈簧座(7)與挺柱體(1)配裝，柱塞彈簧(2)套裝在泵體(3)臺階軸細軸上，外端頂觸柱塞彈簧座(7)，內(nèi)端壓緊在泵體(3)臺階軸粗軸端面上，電磁控制閥及配套件裝設(shè)在閥孔(K)及低壓油腔(Q)內(nèi)，后面由泵后蓋(21)封閉，泵臺(T)前面裝設(shè)隔板(9)，隔板(9)上固定裝設(shè)電磁鐵(5)，泵臺(T)端部凸臺(F)內(nèi)的節(jié)流閥孔(J)裝設(shè)節(jié)流閥(18)。
2.按照權(quán)利要求1所述的單缸柴油機用電控高壓噴油泵，其特征在于所說的泵體(3) 大端為帶凸臺(F)的矩形泵臺(T)，小端為臺階軸，泵臺(T)開有前后貫通的閥孔(K)連接 低壓油腔(Q)，泵臺(T)頂面垂直螺孔連接通油斜孔(U)，與低壓油腔(Q)連通，臺階軸中心 開有軸向柱塞孔(Z)，與泵臺(T)內(nèi)的高壓油孔(G)相連，高壓油孔(G)貫穿閥孔(K)，與端 部凸臺(F)內(nèi)的節(jié)流閥孔(J)相連通。
3.按照權(quán)利要求1所述的單缸柴油機用電控高壓噴油泵，其特征在于所說的電磁控制 閥及配套件包括閥體(17)、閥芯(16)、銜鐵(13)、閥芯彈簧(15)、彈簧后座(10)、彈簧擋板 (11)、升程擋塊(20)，閥體(17)為圓筒套，底部帶有盤邊(P)，閥芯(16)為空心細長臺階 軸，后端帶有止口，前部軸頸帶有卡槽(V)，可配裝彈簧后座(10)，閥芯(16)與閥體(17)配 套裝設(shè)，閥體(17)卡裝在閥孔⑷內(nèi)固定，閥壁上對稱開有徑向通油孔(E)，可與貫穿閥孔 (K)的高壓油孔(G)相連通，閥芯(16)配裝彈簧后座(10)，前部細軸外套閥芯彈簧(15)，前 端頂面固定裝設(shè)銜鐵(13)伸入隔板(9)中孔內(nèi)，閥芯彈簧(15)頂部抵在隔板(9)中孔內(nèi) 底部的彈簧擋板(11)上，閥芯(16)的底面可抵觸升程擋塊(20)，升程擋塊(20)為帶凸臺 的螺塞，裝設(shè)在低壓油腔(Q)內(nèi)，泵后蓋(21)在泵臺(T)后面固定封閉低壓油腔(Q)。
4.按照權(quán)利要求1所述的單缸柴油機用電控高壓噴油泵，其特征在于所說的隔板(9) 為矩形平面厚金屬板，中間開有通孔，環(huán)繞底面和頂面中間通孔的周圍各開有環(huán)形凹槽，配 裝隔板密封圈(14)，平面四角開有螺孔，配裝螺釘，隔板(9)前面固定連接電磁鐵(5)，后面 固定裝設(shè)在泵體(3)的大端泵臺(T)上。
5.按照權(quán)利要求1所述的單缸柴油機用電控高壓噴油泵，其特征在于所說的銜鐵(13) 為扁長方形金屬塊，中間開有安裝螺釘?shù)腻F形孔，在銜鐵(13)的長度方向錐形孔兩邊開有 槽孔，寬度方向兩側(cè)對稱開有定位孔。
6.按照權(quán)利要求1所述的單缸柴油機用電控高壓噴油泵，其特征在于所說的升程檔塊 (20)為帶凸臺的螺塞，底盤內(nèi)槽套裝擋塊密封圈(19)，底端面中心開有調(diào)節(jié)螺孔(S)，可配 裝調(diào)節(jié)螺釘。
7.按照權(quán)利要求1所述的單缸柴油機用電控高壓噴油泵，其特征在于所說的控制 器(27)采用單片機，裝設(shè)在駕駛室內(nèi)或柴油機上，用線束(26)分別連接曲軸信號傳感器 (22)、凸輪軸信號傳感器(23)、水溫信號傳感器(24)、油門踏板信號傳感器(25)、車載電源 ⑶、電磁鐵(5)。
8.按照權(quán)利要求1所述的單缸柴油機用電控高壓噴油泵，其特征在于所說的曲軸信號傳感器(22)裝設(shè)在柴油機飛輪的檢測支架上，凸輪軸信號傳感器(23)裝設(shè)在凸輪軸的相 位支架上，水溫信號傳感器(24)裝設(shè)在冷卻水循環(huán)管路中，油門踏板信號傳感器(25)裝設(shè) 在油門踏板上。
全文摘要
一種單缸柴油機用電控高壓噴油泵，配有電磁鐵(5)和電磁控制閥，由控制器(27)及配套傳感器控制。閥體(17)與閥芯(16)配套裝設(shè)在閥孔(K)內(nèi)，閥芯(16)前部外套閥芯彈簧(15)，頂部裝設(shè)銜鐵(13)。低壓油腔(Q)內(nèi)裝升程擋塊(20)，后部由泵后蓋(21)封住。控制器(27)通過線束(26)連接傳感器和電磁鐵(5)。不通電時，閥芯(16)被閥芯彈簧(15)向后頂，閥芯(16)與閥體(17)底部間隙連通低壓油腔(Q)，燃油自低壓油腔(Q)進入柱塞孔(Z)。電磁鐵(5)通電吸合銜鐵(13)，帶閥芯(16)向前封閉閥體(17)底孔，柱塞(8)在柱塞孔(Z)內(nèi)以高壓將液壓油推向高壓油孔(G)，流出節(jié)流閥(18)口，經(jīng)噴油器噴入氣缸。本發(fā)明控制精度高，配套性能好，油耗噪音低，經(jīng)濟社會效益良好。
文檔編號F02M51/04GK101900062SQ20101023229
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者付立昌, 呂殿祥, 張明, 李秀芹, 杜賀, 賈生剛, 鮑慧濤 申請人:山東鑫亞工業(yè)股份有限公司