專利名稱：泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及泵，特別是用在壓縮著火內(nèi)燃機(jī)燃油噴射系統(tǒng)中的燃油噴射泵。
在壓燃式燃油噴射系統(tǒng)中，發(fā)動機(jī)每個氣缸都配有噴油泵。當(dāng)活塞在氣缸中運(yùn)動時，噴油器在適當(dāng)?shù)臅r刻噴射燃油，燃油經(jīng)輸油閥泵送到噴油器。所述輸油閥接受從油泵來的燃油。該油泵包括活塞和油缸組件(它們通常稱為柱塞和柱塞套)。柱塞與發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)同步地作往復(fù)運(yùn)動。


圖1和圖2示出了一種常用之結(jié)構(gòu)，其中圖1示出了一種常規(guī)噴射系統(tǒng)。它包括噴油器10，油管11，輸油閥12和油泵13。圖1還詳細(xì)示出了帶燃油通道17和柱塞16的油泵柱塞套14的結(jié)構(gòu)。圖2是柱塞16上部及柱塞套壁上燃油通道17附近部分的放大圖。
在圖1的結(jié)構(gòu)中，燃油通過柱塞套壁上的通道17供入柱塞套14的封閉端19中。隨著柱塞16向上運(yùn)動通過燃油通道17，通道17開始關(guān)閉。這時，封在柱塞套14封閉端19中的燃油經(jīng)輸油閥12和油管11泵送入噴油器。
為改變泵油量，柱塞16之圓周面21有一個螺旋槽18。該槽延伸至前表面(上表面)23。很清楚，當(dāng)柱塞16向上運(yùn)動足夠距離后，螺旋槽18和燃油通道17連通，然后，柱塞上方的(柱塞套封閉端19中的)壓力經(jīng)槽18卸掉，從而停止向輸油閥12泵送油。由于螺旋槽18是螺旋形的，柱塞16與其套14的相對轉(zhuǎn)動會使螺旋槽18與燃油通道17在柱塞16不同的軸向位置連通。常用的結(jié)構(gòu)是柱塞16由齒條和小齒輪帶動，繞其軸線旋轉(zhuǎn)(圖中未示出)。因此，每個循環(huán)燃油之泵油量就可控制了。
圖2示出了油泵柱塞16周向面21，螺旋槽18及燃油通道17相關(guān)位置的放大圖。實際上，柱塞16上下往復(fù)運(yùn)動。但為了便于作圖，圖中示出了燃油通道17相對柱塞16運(yùn)動的情況(本來燃油通道是不動的)。因此，圖中示出的是，柱塞16之周向面21是與柱塞套壁和螺旋槽18(或部分螺旋槽)密封連接的。
在柱塞16與通道17之初始相關(guān)位置(該通道處于圖中Ⅰ位置)，柱塞上方通道與柱塞套的封密端19相連通，所以柱塞運(yùn)動不會壓縮其上方的燃油。當(dāng)通道的位置如圖中Ⅱ所示時，通道17由柱塞之周面封住，因此柱塞向上運(yùn)動壓縮柱塞套封閉端19中的燃油，并使其泵入燃油器。當(dāng)柱塞與通道的相對位置處于圖中Ⅲ所示的位置時，通道開始與槽18連通，所以，隨著柱塞進(jìn)一步向上運(yùn)動，柱塞上部的壓力經(jīng)槽18和通道17而卸掉。
上面所描述的各部件基本上是常規(guī)的。
多年來，人們認(rèn)識到所謂的“柴油敲缸”(“dieselknock”)能借助于這樣的方法減輕，即大量的燃油在主供油階段供入發(fā)動機(jī)氣缸之前噴入小量的燃油(即引燃燃油)的方法。
美國專利說明書4824341公開了一種噴射泵，其主噴射開始之前噴入初始引燃燃油。然而，該美國專利說明書所述的結(jié)構(gòu)在實際應(yīng)用時有許多困難。該專利中油泵缸壁上設(shè)有一對凹坑(11.14)，這兩個凹坑通常是長方形的。很顯然，在閉合的受空間限制的油缸中精確地加工這種凹坑是很困難的。此外，要準(zhǔn)確使該裝置動作起來也存在困難。它要這些凹坑(11)和(14)的上下邊緣準(zhǔn)確地平齊，顯然，這對小直徑的油缸加工將帶來困難。
本發(fā)明提供的液體泵包括泵體，在泵體中作往復(fù)運(yùn)動的且通常與泵體密封的活塞，該泵體帶有在其上設(shè)有液體出口之封閉端和引導(dǎo)液體進(jìn)入所述泵體的封密端的裝置，所述活塞包括其周面上設(shè)置的并與泵體封閉端呈流體聯(lián)接的螺旋槽裝置，所述泵體包括另外的裝置，即當(dāng)活塞處于位置A-B與位置E之間的C-D位置時，連通所述通道與所述泵體封閉端的裝置，在所述的A-B位置，通道與泵體封閉端直接連通，所述的另外的裝置還包括設(shè)置在活塞的周面及所述螺旋槽裝置與活塞靠近泵體封閉端的部分之間的第二槽，其特征在于所述另外的裝置還包括設(shè)在所述殼體壁上與所述第二槽連通的切除部分，該切除部分與所述的通道共軸線。
這種結(jié)構(gòu)極為有效，且便于制造。由于切除部分22和通道裝置17共軸線，所以，可用同一刀具將它們加工出來。實際上，可希望通道部分17和切除部分22用同一旋轉(zhuǎn)鉆頭加工出來。
在最佳結(jié)構(gòu)中，當(dāng)引燃充量切斷時，可設(shè)置多對通道裝置和切除部分以幫助流體流過切除部分和第二槽。
螺旋槽裝置不必以恒定的角度沿著長度方向延伸至軸線。
在使用時，隨著活塞(柱塞)進(jìn)一步向著泵體(即柱塞套)的封閉端運(yùn)動，首先關(guān)閉通道，柱塞進(jìn)一步運(yùn)動，就開始壓縮柱塞套封閉端內(nèi)的液體，使液體從出口流出(即引燃充量)，柱塞再繼續(xù)運(yùn)動使槽與通道和切除部分連通，借以卸除封閉端中的液體壓力，柱塞進(jìn)一步向柱塞套封閉端運(yùn)動并關(guān)閉連通通道，從而再壓縮柱塞套封閉端中的液體，使之從出口(主充量)流出，柱塞再進(jìn)一步向柱塞套封閉端運(yùn)動使所述的第一槽與通道連通，從而卸除封閉端中的液壓。
下面參照附圖，僅作為示例的方式來說明本發(fā)明的最佳結(jié)構(gòu)。
圖3是本發(fā)明類似于圖1所示的泵的示意圖。
圖4是類似于圖2所示泵柱塞頂部的放大圖，該圖2中還示出了通道位置。
圖5是本發(fā)明類似于圖4結(jié)構(gòu)的替代結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖6是本發(fā)明類似于圖3的結(jié)構(gòu)的替代結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖7和圖8是本發(fā)明對應(yīng)于圖4和圖5所示結(jié)構(gòu)的替代結(jié)構(gòu)的示意圖。
在圖3至圖8中，類似零部件使用在圖1和圖2中所用的同一編號。
參見附圖3，可以看到在通道17的對面，柱塞套14側(cè)壁上設(shè)有一個一端不通的旁通孔22一樣的切除部分。該切除部分實際上在加工通道17的同時將鉆頭進(jìn)一步深鉆到通道17對面柱塞套14的壁上形成的?？拷忾]端19的柱塞上表面23是階梯形的，以提供一個上階梯26和下階梯27。在該結(jié)構(gòu)中，兩個階梯26.27基本上為半圓形面。柱塞16上表面23和槽18之間在周面21上有一個第二槽28，該槽的形狀及作用是顯而易見的。
現(xiàn)在讓我們來看圖4，該圖除通道17的位置外，還展示了旁通孔22的對應(yīng)位置。第二槽28的形狀在圖4中已清楚地表示出來。具體地說，該槽包括上圓周部分28A和下圓周部分28B及內(nèi)連通部分28C。
圖4示出了柱塞和標(biāo)有A到E的通道之間的五個相關(guān)位置，位置A、B和E分別對應(yīng)于圖2中的位置Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。
當(dāng)通道17處于位置A和B之間時，它與封閉端直接連通。在位置B和C之間時，通道17與第二槽28的圓周部分連通，而旁通孔22只與封閉端19連通。隨著柱塞從B至C運(yùn)動，柱塞壓縮封閉端19中的液體，并經(jīng)輸送閥12泵出以提供引燃充量。
然而，當(dāng)柱塞運(yùn)動到通道處于C和D之間的位置時，通道17與第二槽28連通，并且旁通孔22除與封閉端19連通外還和第二槽28的下圓周部分28B連通。因此，在該位置封閉端19經(jīng)第二槽28與通道17連通，所以封閉端中的液體卸壓，從而停止將液體泵入輸送閥。柱塞16再繼續(xù)向上運(yùn)動，液體就簡單地從封閉端19經(jīng)旁通孔22和第二槽28流入通道17。
然而，當(dāng)柱塞運(yùn)動到D和E位置間的某一位置時，旁通孔22不再與封閉端19相通，這時封閉端成了獨(dú)立的了。柱塞繼續(xù)向上運(yùn)動就會壓縮封閉端19中的液體，從而流體通過輸送閥12提供主充量。
當(dāng)柱塞運(yùn)動到通道處于E所示位置時，然后封端19中的液壓經(jīng)槽18以圖1和圖2所示例子同樣的方式卸掉。
從根本上說，本發(fā)明提供的裝置，能在很短的瞬間，柱塞16將液體經(jīng)輸送閥12從封閉端19中泵出之后，卸掉封閉端19中的壓力，致使在一個循環(huán)中不是一個壓力脈沖而是兩個壓力脈沖通過噴油器10。但是，將會理解的是，第一脈沖與第一和第二脈沖之間的間隔是極短的，實際上比如由柱塞槽行程或者通過通道17的柱塞環(huán)槽脊(land)所要求的時間更短。
第一脈沖間隔短一方面是由通道17與上階梯26和上圓周部分28A的重疊性決定的，另一方面是由旁通孔22與下階梯27和下圓周部分28B的重疊性決定的。第一個小壓力脈沖的持續(xù)期和準(zhǔn)確的時間可由改變上階梯26、上圓周部分28A和下階梯27、下圓周部分28B的各自的排布而改變。第一脈沖與第二脈沖之間隔一方面是由旁通孔22與下階梯27(位置C)的重疊性，另一方面是由旁通孔22與下圓周部分28B(位置D)的重疊性決定。該間隔之準(zhǔn)確時間及持續(xù)期可隨下階梯27和下圓周部分28B各自的排布而變化。
在圖6中，旁通孔22設(shè)置于通道17上部，所以，柱塞16的上表面23沒有必要做成階梯狀，可以是平的。此外，第二槽28也可不必做成帶上下圓周部分28A、28B的臺階狀，可以由單個圓周部分組成。實際上，圖6所示之結(jié)構(gòu)除旁通孔22之外，與圖3和圖4相對應(yīng)只要將下階梯27和第二槽28的下圓周部分28B上升與另一部分一樣即可。這樣，使柱塞的加工就簡單化了，并且可用不同半徑的鉆頭同時鉆出通道17和旁通孔22。
圖3、圖4和圖6所示結(jié)構(gòu)的動作過程可概括于下列表1中表1
<p>＊E點(diǎn)以下即柱塞處于通道17之上部。
圖5示出了另一種替代結(jié)構(gòu)，其中上圓周部分28A和下圓周部分28B位置調(diào)換。因此，內(nèi)連通部分按下列表2所示變化
由此可清楚地知道，上述提供的裝置，可以安排成向噴油器10中泵入一定的初始或引燃充量，繼而停止，然后進(jìn)行主噴射。這種引燃充量是在位置B和C之間泵入的，而主充量是通道和柱塞通過位置D之后泵入的。改變位置C和D就可改變引燃充量之噴射持續(xù)期和時間。
本發(fā)明還可采用其它結(jié)構(gòu)。如柱塞16之上表面23(不管它是否包括上下階梯)不必一定是圓形的，也可設(shè)置成與軸線成一定的角度。具體說就是可用螺旋形的。這樣，在引燃充量噴射期間，噴射的時間及燃油量可設(shè)計得隨發(fā)動機(jī)之負(fù)荷而變化。
槽28的棱邊，柱塞的頂部棱邊及槽18的頂部棱邊可以是凹溝形的或者其上帶有臺階(在不同的徑向位置)。這樣，噴射時間與噴射量可設(shè)計得隨發(fā)動機(jī)的速度而變。臺階或凹溝對燃油壓力的升高或衰落速度有一定的控制作用。
此外，所述的泵可與電控卸油閥配用，對時間，如主噴射結(jié)束之時間，作出某種程度的控制。
如上所述，最初的小噴射量是依賴于位置B和C之間的軸向運(yùn)動的。然而，旁通孔在主通道(即位置C之前)位置B之前發(fā)生卸油可能是必要的。在柱塞低速情況下，不會發(fā)生初始噴射，但高速情況下，通道和槽中的節(jié)流將會足以產(chǎn)生足夠的噴射壓力。如果這種情況存在，那么槽中和臺階就沒有必要有了，它可變成一種結(jié)構(gòu)簡單的圓周形槽。
將兩種噴射分開是通過柱塞尺寸(包括柱塞頭部階梯)確定的。這本可以是不分開的噴射，只要將單個噴射的初始噴射速率降低就可以了。
現(xiàn)在參看圖7和圖8，在圖7中示出了一種除有第二通道17A和相應(yīng)的第二旁通孔22A之外與圖4相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，第二通道17A和第二旁通孔22A相對于另一對通道17和旁通孔22成一角度布置，這種布置的優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)旁通孔22的下緣與槽28B開始接觸時提供了一條使流體從柱塞16上方流動的另一流體通道，這就有助于精確地切斷引燃充量。
權(quán)利要求
1.一種液體泵，它包括泵體(14)，在泵體(14)內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動并通常與泵體(14)密封的活塞(16)，泵體(14)具有帶液體出口(11、12)的封閉端(19)，將液體導(dǎo)入所述泵體(14)封閉端(19)的通道裝置(17)，所述活塞(16)包括圓周表面的、與所述泵體(14)密封端呈流體連接的螺旋槽裝置(18)，所述活塞(16)還包括當(dāng)活塞(16)處于位置A-B與位置E之間的位置C-D時使所述通道(17)與所述泵體(14)封閉端(19)連通的另外的裝置(22、23)，在所述位置A-B，通道(17)與泵體封閉端(19)直接連通，在所述位置E，通道(17)與螺旋槽(18)連通，所述的另外的裝置(22、28)包括設(shè)在活塞(16)的周面位于所述螺旋槽裝置(18)與活塞(16)靠近泵體(14)封閉端(19)的部分之間的第二槽(28)，本發(fā)明的特征是，所述的另外的裝置(22、28)還包括設(shè)在所述泵體壁上與所述第二槽(28)連通的切除部分(22)，該切除部分(22)與所述的通道裝置(17)共軸線。
2.如權(quán)利要求1所述的泵，其特征是所述切除部分(22)是用加工通道裝置(17)的同一刀具加工而成的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的泵，其特征是所述切除部分(22)和所述通道裝置(17)的橫截面為圓形。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的泵，其特征是所述的第二槽(28)包括兩個由沿非圓周方向延伸的聯(lián)接部分(28C)的圓周部分(28A、28B)，該兩部分的第一部分(28A)與通道裝置(17)協(xié)同工作，第二部分(28B)與切除部分協(xié)同工作。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的泵，其特征是所述的通道裝置和切除部分的共軸線朝液體出口方向與活塞軸線成小于90°角度。
6.如權(quán)利要求1至5所述的泵，其特征是，使用時隨著活塞(16)繼續(xù)向泵體(14)的封閉端(19)運(yùn)動，首先關(guān)閉通道(17)，活塞(16)再向上運(yùn)動，壓縮泵體(14)封閉端(19)中的液體，使液體從通道(11、12)流出以提供引燃充量，活塞(16)再繼續(xù)向上運(yùn)動使第二槽(28)與通道(17)及切除部分(22)連通，致使封閉端(19)中的液體卸壓，活塞(16)進(jìn)一步朝泵體(14)的封閉端(19)運(yùn)動，關(guān)閉連通，壓縮泵體(14)封閉端(19)中的液體，使之從出口(11、12)流出以提供主充量，活塞再進(jìn)一步朝泵(14)的封閉端(19)運(yùn)動，使螺旋槽(18)與通道(17)連通，以卸除封閉端(19)中的液壓。
7.如權(quán)利要求1至6任一項所述的泵，其特征是設(shè)置有一對以上的通道(17)及各自的共軸線的切除部分(22)。
全文摘要
一種特別用于內(nèi)燃機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的燃油泵，它包括泵體(14)，活塞(16)，液體出口(11、12)，將液體導(dǎo)入所述泵體(14)的封閉端(19)的通道裝置(17)，所述活塞(16)在其圓周面上具有螺旋槽裝置(18)與泵體(14)的封閉端(19)液體連通，所述活塞(16)還具有當(dāng)活塞(16)處于中間位置(C-D)時將所述通道裝置(17)與所述泵體(14)的所述封閉端(19)連通的裝置(22，28)。
文檔編號F04B7/04GK1042218SQ8910817
公開日1990年5月16日 申請日期1989年10月5日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月6日
發(fā)明者詹姆斯·馬丁·安德敦·艾斯丘 申請人:盧卡斯工業(yè)有限公司