[實(shí)用新型]燃料噴射泵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220345411.0
• 申請(qǐng)日: 2012-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN202937392U
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張京臺(tái)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昱曦機(jī)械高新科技有限公司
• 主分類號(hào): F02M59/10
• 分類號(hào): F02M59/10;F02M59/44
• 代理公司: 北京派特恩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11270
• 代理人: 武晨燕;遲姍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型一般涉及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射泵和相關(guān)的機(jī)械部件。更具體地，本實(shí)用新型涉及包括發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的機(jī)械構(gòu)件的密封。?

背景技術(shù)

通常，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射泵的活塞不具有任何密封裝置。通過柴油燃料的粘性結(jié)合活塞和汽缸腔膛內(nèi)壁之間的精度約為幾微米量級(jí)的最小間隙獲得活塞的密封。技術(shù)進(jìn)步使得在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中使用共軌直噴(Common?Rail?DirectInjection，簡(jiǎn)稱CRDI)的高壓燃料噴射系統(tǒng)成為可能。?

以前的燃料噴射系統(tǒng)的平均壓力為300巴(bar)。使用CRDI的新系統(tǒng)能產(chǎn)生將近3000bar的壓力，其比大氣壓大3000倍，從而更好地燃燒在極高的壓力下噴射的更精細(xì)的燃料液滴。因而極大地改進(jìn)了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒條件。在分離的噴射系統(tǒng)中極高的壓力下噴射極其精細(xì)的燃料顆粒結(jié)合每個(gè)燃燒周期內(nèi)多次燃料噴射而非單次燃料噴射，獲得近乎完美的燃燒，該燃燒幾乎不產(chǎn)生有毒廢氣。?

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在引入CRDI系統(tǒng)之后明顯好得多，但由于燃料噴射泵的活塞上缺少密封裝置，實(shí)際上仍然無法節(jié)約燃料。?

當(dāng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射泵在將近3000bar的極高壓下工作時(shí)，因?yàn)樵谌绱烁叩膲毫ο禄钊系目傌?fù)載高達(dá)一公噸以上，所以活塞的直徑必須盡可能地小。例如，當(dāng)活塞直徑為7mm時(shí)，在3000bar的內(nèi)部壓力下7mm的活塞上的總負(fù)載為1154kg。在泵中使用三個(gè)橫截面直徑為7mm的活塞，從活塞轉(zhuǎn)移到軸上的總負(fù)載變?yōu)?462kg。當(dāng)考慮50％的安全系數(shù)時(shí)，額定負(fù)載隨后變?yōu)?293kg。泵中需要極大直徑的軸和傳動(dòng)軸承。?

平常的3000cc的客車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料泵應(yīng)當(dāng)以300cc/分鐘的速度泵送燃料以使汽車以60公里/小時(shí)的速度行駛。利用橫截面直徑為7mm并且橫截面面積為0.385平方厘米的汽缸腔膛，泵沖程為7mm的三活塞泵在泵軸每次旋轉(zhuǎn)時(shí)泵送0.81cc。泵軸以370rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)以泵送300cc/分鐘。當(dāng)燃料噴射泵的汽缸腔膛的橫截面直徑為7mm時(shí)，活塞的外直徑不能超過6.98mm，活塞的外直徑比汽缸腔膛的直徑小0.02mm。活塞的橫截面積等于0.382平方厘米。因而汽缸腔膛與活塞之間的間隙的面積為0.003平方厘米。該面積是汽缸腔膛的橫截面積的0.8％。換句話說，即使泵閑置，大氣壓下汽缸腔膛與活塞之間仍有最小0.8％的內(nèi)部泄露。當(dāng)泵運(yùn)行且施加3000bar的內(nèi)部壓力時(shí)，內(nèi)部泄露能達(dá)到泵的總泵送流量的60％以上，這意味著將近60％的燃料泵送能量通過內(nèi)部泄露損失。在泵的使用壽命期間，內(nèi)部泄露速率進(jìn)一步迅速增加。這是由于在燃燒周期中汽缸腔膛與活塞之間的間隙導(dǎo)致腔膛中的活塞振動(dòng)，該振動(dòng)逐漸拓寬間隙，從而逐漸增加內(nèi)部泄露。?

典型的燃料噴射泵送系統(tǒng)包括蓄壓器，該蓄壓器用于在蓄壓器中存儲(chǔ)加壓燃料以保持壓力恒定，使壓力波動(dòng)盡可能小以燃燒均勻并且最小化發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)。燃料噴射泵必須泵送比發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒能力至少多40％的燃料，從而能在蓄壓器中存儲(chǔ)過多的加壓燃料。由于內(nèi)部泄露逐漸增加，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間地保持運(yùn)行而沒有閑置的情況下，最終燃料噴射泵不能泵送足夠的額外燃料以在蓄壓器中積蓄加壓燃料。從燃料泵供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料少于用于燃燒以維持速度的燃料。此時(shí)，需要更換燃料噴射泵。該更換通常平均每年發(fā)生一次。因此，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的領(lǐng)域中通常需要找到更好的燃料噴射泵，特別是不會(huì)經(jīng)常磨損的更好的燃料噴射泵。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射泵的設(shè)計(jì)方案，該柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射泵能產(chǎn)生高壓，內(nèi)部泄露最少并且該內(nèi)部泄露不會(huì)逐漸增加，耐久性更好并且制造的復(fù)雜性較低。本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提供使用?全金屬密封環(huán)的這種設(shè)計(jì)方案。?

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種燃料噴射泵，其特征在于，包括：泵主體；裝配到所述泵主體中的驅(qū)動(dòng)軸；裝配到所述驅(qū)動(dòng)軸上的活塞驅(qū)動(dòng)的凸輪；以及一個(gè)或多個(gè)汽缸蓋，每個(gè)汽缸蓋包括插入汽缸腔膛內(nèi)的泵活塞，其中所述泵活塞配有一個(gè)或多個(gè)全金屬密封環(huán)；其中驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)引起泵活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；以及其中配有一個(gè)或多個(gè)全金屬密封環(huán)的泵活塞的橫截面積等于汽缸腔膛的橫截面積，由此產(chǎn)生的內(nèi)部泄露為零。?

根據(jù)本實(shí)用新型的多個(gè)實(shí)施方式，全金屬密封環(huán)用于密封柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射泵的活塞和汽缸腔膛。具有活塞上的一個(gè)或多個(gè)全金屬密封環(huán)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射泵即使在例如20rpm的極低速度下，仍能產(chǎn)生絕對(duì)為零的內(nèi)部泄露。?