一种内燃机油泵.pdf

在内燃机油泵中，一个泵作用装置(28)适合于改变容纳燃油的第一隔腔(13)的容积，并由一个可容纳油料的第二隔腔(20)，一个可变形的用于相互间密封隔离的隔膜(12)，和一个安装在第二隔腔(20)中的滑杆上并包括一个限定该第二隔腔(20)的工作端表面(19)的活塞(18)所构成；隔膜(12)随着第二隔腔(20)中的活塞(18)的往复运动，可以在第二隔腔(20)中所容纳油料的推动作用下变形以改变第一隔腔(13)的容积。

1.  一种内燃机油泵；该泵包括：
一个适于容纳燃油的第一可变容积隔腔(13)，该第一隔腔(13)具有一个输入阀门(14)和一个导出阀门(15)；
用来改变所述第一隔腔(13)容积的泵作用装置(28)，所述泵作用装置(28)包括一个适于容纳燃油的第二隔腔(20)、一个安装为在所述第二隔腔(20)中滑动的活塞(18)、可使所述活塞(18)在该第二隔腔(20)中进行往复运动的致动装置(23)、和用来以不泄漏方式分隔所述第一和第二隔腔(13，20)的隔离器装置；其中所述活塞(18)具有一个限定所述第二隔腔(20)的工作端表面(19)，所述隔离器装置(12)包括一个可变形的隔膜(12)，隔膜(12)适于在使用中随着所述活塞(18)在所述第二隔腔(20)中的往复运动，而在容纳于所述第二隔腔(20)中的燃油所施加的推力作用下变形，以改变第一隔腔(13)的容积；和
至少一个加固构件(40a，40b)固定至所述隔膜(12)的中心部分(39)，其安装在所述第二隔腔(20)中并设置为在使用中可与界定该第二隔腔(20)的壁(41)相接触；
所述燃油泵的特征在于，所述第二二隔腔(20)具有多个沟槽(42)作为油流经所述加固构件(40a，40b)的通道。

2.  根据权利要求1所述的燃油泵，其中所述隔膜(12)和所述活塞(18)的工作表面(19)分别包括第一和第二表面，所述第一和第二表面之间的比率至少等于5。

3.  根据权利要求1所述的燃油泵，其中所述第二隔腔(20)具有一个最大压力阀门(22)，适于在所述第二隔腔(20)中的油压值大体上等于预定值时该最大压力阀门(22)处在打开位置。

4.  根据权利要求1所述的燃油泵，其中所述隔膜(12)是一个钢制隔膜。

5.  根据权利要求1所述的燃油泵，其中所述活塞(18)的往复运动包括一个向外冲程和一个返回冲程，所述致动装置(23)包括使所述活塞(18)做向外冲程的第一推动装置和使所述活塞(18)做返回冲程的第二推动装置。

6.  根据权利要求5所述的燃油泵，其中所述第一推动装置包括弹性推动装置。

7.  根据权利要求5所述的燃油泵，其中所述第二推动装置包括一个凸轮和一个安装在所述活塞(18)上并与所述凸轮(25)相配合的推杆滚柱(27)。

8.  根据权利要求1所述的燃油泵，其中所述第二隔腔(20)还具有一个输入阀门(21)，该输入阀门(21)适于维持容纳于所述第二隔腔(20)的油量大体上不变。

9.  根据权利要求1所述的燃油泵，其中所述活塞(18)的往复运动包括一个向外冲程以增加所述第一隔腔(13)的容积并控制所述输入阀门(14)的打开，该往复运动还包括一个返回冲程以减少所述第一隔腔(13)的容积并使所述导出阀门(15)打开，为在返回冲程中可以选择性地控制所述导出阀门(15)的打开设有流量调节装置(29；43)。

10.  根据权利要求9所述的燃油泵，其中所述流量调节装置(29)包括在返回冲程中可以打开所述输入阀门(14)的另一个致动装置(30)，在返回冲程中仅当所述输入阀门(14)被关闭时所述导出阀门(15)才会打开。

11.  根据权利要求10所述的燃油泵，其中所述另一个致动装置(30)包括一个电磁致动器。

12.  根据权利要求9所述的燃油泵，其中所述流量调节装置(43)包括一个可选择性地控制向所述第二隔腔(20)中供油的供应阀门(43)。

13.  根据权利要求12所述的燃油泵，其中所述供应阀门(43)包括一个闸门(51)、通常可以将该闸门(51)维持在关闭所述供应阀门(43)位置上的第三推动装置(53)、和可以将所述闸门(51)从所述供应阀门(43)的关闭位置移动到打开位置上的第四推动装置(50)。

14.  根据权利要求13所述的燃油泵，其中所述第四推动装置(50)还包括另一个电磁致动器。

15.  根据权利要求13所述的燃油泵，其中所述第三推动装置(53)被校准以用一个力将所述闸门(51)维持在关闭位置，当所述第二隔腔(20)中的油压值大体上等于一预定值时，该力在任何情况下小于由容纳在所述第二隔腔(20)中的油所施加在所述闸门(51)上的相反方向的力。

16.  根据权利要求1所述的燃油泵，其中所述第二隔腔(20)具有多个设置在所述壁(41)上用作油通道的沟槽(42)。

一种内燃机油泵
发明领域
本发明涉及一种内燃机油泵。
更特别地本发明涉及一种用于直接注入燃油装置的油泵，对于本发明中的燃油，在下面描述中将不会过多详细地提及。
背景技术
在燃油直接注入部件的部分中，已知使用的一种汽油泵包括一个具有预定纵轴的圆筒，一个在圆筒中的安装在滑杆上的活塞，和使活塞在该圆筒中做线性往复运动的致动装置。
活塞包括一个与上述轴线成横向设置的工作端表面，同圆筒一起限定一个具有第一可变容积来容纳汽油的隔腔，并同圆筒一起设定一个大体上为固定容积来容纳油料的第二隔腔，最后在活塞上以密封方式设置一个环形垫圈将第一隔腔与第二隔腔分隔开来。
因为活塞必须具有一个大体上与圆筒相同的直径，以减少沿活塞的汽油和油料的泄漏，主要因为那些不可避免地存在于圆筒内部的污染物粒子可能在圆筒内造成活塞堵塞的情况，上述现有的该类型汽油泵具有一些缺点。
上述已知该类型的泵也具有另一个缺点，上述污染物粒子的存在也招致环形垫圈相对较高的磨损。
美国专利US-5520523-A1披露了一种隔膜式泵，这种泵包括一个类似圆盘状的、由弹性材料制成的隔膜，该隔膜保持在上部腔室和下部腔室之间。在该隔膜式泵中，隔膜在安装在泵中之前为扁平形状，沿阻塞物弯曲并安装在泵中；因此，一个沿施加于隔膜阻塞物方向的驱动力一直作用在隔膜上。隔膜随着活塞的往复运动而变形，当活塞到达底部死点，圆筒隔腔在压力作用下被压缩，在作用在隔膜阻塞物上的驱动力和伺服泵的伺服力作用下，隔膜被压在阻塞物上。
美国专利US-6071089-A1披露了一种在隔膜一侧设有压力隔腔、在另一侧设有导出隔腔的高压液压隔膜泵，该隔膜泵有一个包括一个活塞部件、做往复运动的活塞组件，该活塞部件用来将液态流体压入压力隔腔中，并将压力隔腔与能维持流体预期导出压力的压力调节器相连接，在压力调节器中，活塞部件与隔膜定位机构相结合来将隔膜相对于活塞部件维持在一个期望的位置上，使得确保隔膜在泵正常操作中能充分伸展。
英国专利GB-849557-A披露了一种液压致动隔膜泵；一个液压隔腔设置为通过固定在隔膜上的阀门与一个液体存储器相连，具有一个与隔腔相通的部分，并和通过阀门与存储器相连的任何部分相通，使得过多的液体能够导出或者不足的能够补充。如果发生多余的压力施加在隔膜有泵的一侧，隔膜面被固定在隔腔的表面。泵腔通过一对输入阀与输入导管相连，并通过一个输出阀与输出导管相连。泵可以包括多个隔膜隔腔。
美国专利US-6554578-B1涉及一种具有一个控制隔膜位置的隔膜式泵，该隔膜将输送隔腔从移动隔腔分隔开来。作为再装填过程控制机构的替代，一个压力传感器设置在移动隔腔中，移动隔腔与一个设计用来产生再装填信号的评估装置相连，信号转换使得通过一个作业线路驱动一个再装填阀门；可取的是，还具有一个用来检测活塞冲程的第二传感器，它的信号与从压力传感器中传来的信号相连接。
发明内容
本发明的目的是提供一种能消除上述缺点并能简便、经济地实施的内燃机油泵。
本发明因此涉及一种在权利要求中所主张的内燃机油泵。
附图说明
本发明参照附图描述如下，附图显示非限定的实施例，其中：
图1为本发明油泵一个优选实施例的纵向概略截面图；
图2为图1中另一种油泵的纵向概略截面图；
图3为图2中详细的平面视图。
具体实施方式
在图1中，一个用于汽油直接注入类型内燃机(未显示)的油泵整体由标号1显示。
油泵1包括一个具有预定纵轴3的圆柱形本体2，圆柱形本体2又包括一个与轴3共轴的第一板状物4，油泵1被两个与轴3成直角的平面5、6在轴线上所限定，并具有一个圆柱形腔7，腔7在板状物6的所在位置上向外开口，被一个与表面6相接触并固定在板状物4上的第二板状物8所封闭。
板状物8被两个与轴3成直角的平面9、10在轴向上限定，表面9被设置与表面6相接触并具有一个贯穿板状物8、轴向上与轴3共轴的圆柱形腔11，腔11在表面9和表面10的位置上向外开口。
腔7和11通过一个可变形的由不锈钢制成的隔膜12相互隔离，隔膜12的外周焊接在板状物4和8之间并与腔7一起限定可变容积的隔腔13，隔腔13适于容纳汽油并带有已知类型的输入球阀14和输出球阀15。
腔11包括一个安置在面向隔膜12的位置上的扩展部分16，和一个以滑动方式与活塞18相啮合的收缩部分17，活塞18具有一个沿与轴3成直角的方向上延伸、在轴向上限制活塞18的工作端表面19，工作端表面19与腔11和隔膜12一起限定了一个大体上具有固定的容积、适于容纳引擎(未显示)油料的隔腔20。
隔腔20具有一个已知类型的输入阀门21，输入阀门21适合向隔腔20供应一些油料，这些油在量上大体上与通过在部分17和活塞18之间抽取出现在隔腔20中地油相同，并因此可以维持隔腔20内的油量不变，当隔腔20内的油压数值大体上等于一预定值时，最大压力阀22可以位于打开位置。
活塞18可以在致动装置的推动下沿部分17移动以执行往复的线性运动，该线性运动包括一个向外的冲程，在此期间隔膜12从操作中泵作用位置(由附图中连续线的显示)移动到停止位置(由附图中的虚线表示)且隔腔13容积增加使得输入阀门14打开，该线性运动还包括一个返回冲程，在此期间隔膜12从停止位置移动到操作中泵作用位置且隔腔13的容积减少使得输出阀门15打开。
装置23包括一个套在活塞18上并与轴3同轴、设置在板状物8和活塞18之间给活塞18提供向外的推力的弹簧24，和以螺旋方式安装、绕其垂直于轴3的纵轴26旋转的凸轮25，凸轮25与推杆滚柱27配合给该活塞18提供返回冲程，推杆滚柱27以旋转和轴向固定的方式与活塞18相耦合。
隔膜12、隔腔20、活塞18和致动装置23形成一个泵作用装置28，该装置可以用隔腔20中的油料使隔膜12变形并因此改变隔腔13的容积。隔膜12的变形通过设置隔膜12和活塞18使得隔膜12的表面和表面19之间的比值至少等于五来选择性地控制。
阀门15在活塞18的返回冲程中打开，因此，经阀门15供应的汽油数量在泵1的每个操作循环中通过流量调节装置29进行选择性控制，该调节装置包括一个安装在阀门14处的电磁致动器30。致动器30包括一个平行于轴3在阀门14中延伸的输出杆31，并且输出杆31以滑动的方式安装使得能在一个操作位置(附图中以虚线显示)和一个停止位置(附图中以连续线显示)之间移动，在所述操作位置上输出杆31设置为使得阀门14打开，在所述停止位置上输出杆31设置为使得阀门14关闭。
因为阀门15被校准使得其在活塞18的返回冲程期间只有当阀门14关闭时才打开，致动器30的致动使得选择性地控制阀门15的打开成为可能。
泵1的运转能够被容易地从上面的描述中推导出来，而无需做进一步的解释。
图2所示的变化涉及泵32，泵32与泵1不同之处在于，输入球阀14被输入阀33所代替，输入阀33包括一个板状物34，板状物34与供应汽油到隔腔13的导管36的纵轴35成直角安装并具有多个贯穿于板状物34且平行于轴35的供应孔37，和一个外缘与板状物34相固定的可变形的薄板38，薄板38通常设置在闭合孔37的位置上(图2)，在活塞18向外运动时移动，从这些孔37的闭合位置到打开位置(未显示)的移动使得汽油进入到隔腔13中。
泵32与泵1的不同之处还在于，隔膜12包括一个夹在两个大体为杯状的加固构件40之间的中心部分39，加固构件40其中之一(标识为40a)安置在隔腔13中，另一个(标识为40b)安置在隔腔20中。
如图2所示，部件40b被塑造使得在活塞18的向外冲程期间与界定隔腔20的壁41相接触，从而控制隔膜12的变形，并还具有多个允许油在部件40b与壁41相接触时通过部件40b的径向沟槽42。
依照没有显示的变化，沟槽42被多个形成于壁41上的供应沟槽所代替。
泵32与泵1最后的不同之处在于，输入阀门21、最大压力阀门22和电磁致动器被一个安装在腔44中的、单一的电磁阀门43所代替，腔44设置在板状物8中，具有一个垂直于轴3的纵轴45并经过贯穿于该板状物8形成的孔46与隔腔20相连通。
阀门43包括一个大体为杯状的外部管状护套47，外部管状护套47与轴45共轴地容纳在腔44中，并具有多个环绕轴45均匀分布的径向孔48使得油料能被供应进入该护套47中，还具有一个轴向孔49。
护套47由一个电磁体50轴向闭合，并容纳一个以滑动方式与护套47相耦合的球状闸门51，球状闸门51具有一个封堵孔49的球体52。在放置在电磁体50和闸门51之间的弹簧53的推力作用下，闸门51和对应的球体52一般处在关闭孔49的位置(图2)上，在电磁体50作用下克服弹簧53的弹力移动到打开孔49的位置(未显示)上，在这个位置，油料通过多个形成在球体52外表面、平行于轴45的供应沟槽54被供应到孔49。
在隔腔20被充满的最初状态中，电磁石50被致动来移动闸门51和球体52到它们打开孔49的位置上，使得供应预定的初始量的油到孔46中，从而进入隔腔20中。被供应进入隔腔20中的初始油量能维持不变，在使用中，通过选择性地打开阀门43供应给隔腔20一些油料，数量上大体与由于部分17和活塞18之间的渗漏而脱出隔腔20的油料相等。
从上述内容中可以注意到，在活塞18的返回冲程中，在隔膜12上施加压力并且隔膜12因此而从其停止位置移位到其操作泵作用位置，即输出阀门15的打开取决于隔腔20中容纳的油量，并通过阀门43进行选择性地控制。
在油料供应到隔腔20的线路中，阀门43的配置使得有可能把吸入隔腔13中的汽油直接供应到输出阀门15、以防止由于通过输入阀门14被吸入隔腔13中的汽油的回流所造成能量损失，使用电磁致动器30与此相反，会出现此能量损失。
弹簧53也被校准，使得可以用一个力将闸门51推至关闭孔49的位置，当隔腔20中的油压值大体上等于一预定值时，该力在任何情况下小于由容纳在隔腔20和孔46中的油料所施加在闸门51上的相反方向的力。以这种方式，油料通过孔48泄出，从而避免隔膜12损坏。