二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料泵的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料泵，包括箱體，所述箱體一側(cè)安裝有驅(qū)動(dòng)軸，所述箱體腔內(nèi)設(shè)置有可將驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置，所述箱體另一側(cè)安裝有泵頭，所述泵頭包括左泵頭和右泵頭，所述左泵頭和右泵頭在結(jié)合面處共同形成的中空腔體由隔膜分成獨(dú)立的兩部分，一半密封液壓油，形成液壓缸結(jié)構(gòu)，另一半吸排二甲醚，整體結(jié)構(gòu)簡單供油效率高、壓力脈沖小等特點(diǎn)，能有效解決二甲醚因低粘性帶來的柱塞偶件磨損問題，并能滿足車用化要求。
【專利說明】二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料泵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體地指一種二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料栗Ο

【背景技術(shù)】
[0002]二甲醚因其沒有毒性、沸點(diǎn)低、來源廣、成本低且其十六烷含量高于柴油而被作為代替柴油的清潔燃料之一。研宄表明，二甲醚燃料能使傳統(tǒng)的直噴式柴油機(jī)的功率提高16%，熱效率提高2%?3%，Ν0χ排放降低約40%，壓力升高率由原來的0.6MPa/°C Α下降到0.28?0.47MPa/°C A，實(shí)現(xiàn)無煙燃燒，噪聲也明顯降低；甚至能夠滿足嚴(yán)格的歐洲第IV階段排放限制標(biāo)準(zhǔn)和美國加州超低排放車輛(ULEV)標(biāo)準(zhǔn)。
[0003]但二甲醚的物化特性與柴油相比存在明顯差異而不能直接在柴油機(jī)上使用，首先二甲醚霧化壓力在lOMPa左右，而柴油霧化壓力在80?90MPa，所以二甲醚并不需要如此高壓的柴油機(jī)噴油泵裝置，其次，二甲醚的低粘性(黏度約為柴油的1/10?1/20)容易導(dǎo)致高壓供油系統(tǒng)中的噴油泵的柱塞偶件極易磨損，造成燃料供應(yīng)量不足及泵油壓力低等后果Ο
[0004]在已有的研宄中，主要有兩種方案來解決噴油泵柱塞偶件的磨損與泄漏問題:一種是將二甲醚與柴油高比例混合使用，另一種是在二甲醚燃料中加入潤滑改進(jìn)劑。研宄表明，高比例二甲醚與柴油混合燃料相對(duì)于純二甲醚雖可有效地改善高壓柱塞偶件早期磨損及泄漏，但從長遠(yuǎn)角度來看，并未根本解決噴油泵柱塞偶件的磨損與泄漏問題；另外，在二甲醚燃料中加入潤滑改進(jìn)劑后，雖能從一定程度上減輕偶件磨損，但對(duì)燃燒和排放性能將造成負(fù)面影響，當(dāng)添加量超過一定比例后會(huì)明顯產(chǎn)生顆粒，即ΡΜ的排放。
[0005]基于以上所述，現(xiàn)有的噴油泵不能滿足二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)燃料需求，需要設(shè)計(jì)一種新型的適合二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油泵。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的就是要克服上述克服現(xiàn)有噴油泵不能滿足二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的加壓需求，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，壓力小、可以解決二甲醚低粘性帶來的磨損泄漏問題的二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料泵。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料泵，包括箱體、帶有滾動(dòng)軸承的驅(qū)動(dòng)軸將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置、柱塞和泵頭，所述驅(qū)動(dòng)軸穿過箱體一側(cè)側(cè)壁與傳動(dòng)裝置的輸入端連接，所述滾動(dòng)軸承安裝在箱體內(nèi)并與箱體的內(nèi)壁抵接，所述傳動(dòng)裝置位于箱體內(nèi)，所述柱塞與傳動(dòng)裝置的輸出端連接，其特征在于:所述泵頭包括設(shè)有液壓腔和油孔的左泵頭及設(shè)有二甲醚通道和二甲醚通孔的右泵頭，所述左泵頭固定在箱體上，所述液壓腔位于箱體內(nèi)并通過壓緊螺母與柱塞的一端密封連接，所述右泵頭與左泵頭連接且結(jié)合面處為中空腔體結(jié)構(gòu)，所述中空腔體結(jié)構(gòu)由中間隔膜分隔形成左部油液腔和右部二甲醚腔，所述油液腔與液壓腔之間由油孔連通，所述二甲醚通道與二甲醚腔之間由二甲醚通孔連通，所述二甲醚通道的兩端分別設(shè)有出油孔和進(jìn)油孔。
[0008]進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)裝置包括固定在箱體上的滾輪架、聯(lián)軸器和平面凸輪盤，所述滾輪架套接在驅(qū)動(dòng)軸外并分別與驅(qū)動(dòng)軸軸肩和滾輪盤連接，所述滾輪盤上設(shè)置有多個(gè)滾輪，所述滾輪架內(nèi)設(shè)置有聯(lián)軸器，所述連軸器一端與驅(qū)動(dòng)軸軸端連接，另一端與平面凸輪盤連接，所述平面凸輪盤的A面設(shè)置有多個(gè)凸輪，所述A面與滾輪抵接，所述平面凸輪盤的B面與柱塞的另一端連接。平面凸輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周，柱塞可來回運(yùn)動(dòng)四次，提高了供油效率，減少了柱塞的行程，從而有效減小隔膜動(dòng)繞度，這樣在保證了二甲醚燃料流量的同時(shí)，大大增加了隔膜的使用壽命。
[0009]更進(jìn)一步地，為方便拆卸，所述箱體的內(nèi)壁設(shè)有半邊法蘭上，所述柱塞的一端穿過半邊法蘭插入液壓腔內(nèi)，所述柱塞的另一端設(shè)有環(huán)狀凸臺(tái)，所述環(huán)狀凸臺(tái)與平面凸輪盤的B面抵接，所述柱塞上套裝有柱塞彈簧，所述柱塞彈簧的兩端分別與環(huán)狀凸臺(tái)和半邊法蘭抵接。
[0010]再進(jìn)一步地，所述滾輪有4個(gè)且呈相位差為90。設(shè)置，所述凸輪有4個(gè)且呈相位差為90°設(shè)置。使得受力均勻，噴油平穩(wěn)。
[0011]再進(jìn)一步地，所述油孔有2?5個(gè)；所述二甲醚通孔有2?5個(gè)。
[0012]再進(jìn)一步地，所述聯(lián)軸器上設(shè)置有4個(gè)相位差為90°設(shè)置的連接槽，其中兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的連接槽與驅(qū)動(dòng)軸連接，另外兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的連接槽與平面凸輪盤連接連接。
[0013]再進(jìn)一步地，所述柱塞側(cè)壁與液壓腔內(nèi)壁之間的配合間隙為0.0013?0.0026mm,方便油液對(duì)組件的潤滑。
[0014]為方便拆卸，所述箱體采用分段組合結(jié)構(gòu)。
[0015]再進(jìn)一步地，所述泵頭還包括帶有閥門的油杯，所述左泵頭還設(shè)有輸油通孔，油杯通過輸油通孔與油液腔連通?？蓪?duì)油液腔進(jìn)行補(bǔ)油同時(shí)油液腔壓力過大時(shí)也起到泄壓作用。
[0016]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:設(shè)計(jì)帶有四個(gè)滾輪的平面凸輪盤，平面凸輪盤旋轉(zhuǎn)一周，柱塞可往復(fù)運(yùn)動(dòng)四次，在保證了噴油量的同時(shí)提高了工作效率、減少了柱塞的行程，降低了隔膜的動(dòng)繞度。其次，設(shè)計(jì)隔膜把液壓油和二甲醚燃料隔開，使得二甲醚燃料不與柱塞接觸，可有效地解決二甲醚低粘性帶來的柱塞磨損問題。整體結(jié)構(gòu)簡單緊湊、供油效率高、壓力脈沖小，能極大的滿足車用化要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為一種二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料泵結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為圖1中傳動(dòng)裝置爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:驅(qū)動(dòng)軸1(其中:滾動(dòng)軸承1.1)，箱體2，傳動(dòng)裝置3(其中:滾輪架3.1，聯(lián)軸器3.2，平面凸輪盤3.3，凸輪3.31，滾輪盤3.4，滾輪3.41)，泵頭4 (其中:左泵頭4.1，液壓腔4.11，油液腔4.12，油孔4.13，壓緊螺母4.14，圓形螺母4.15，右泵頭4.2，二甲醚腔4.21，二甲醚通道4.22，二甲醚通孔4.23，出油孔4.24，進(jìn)油孔4.25，隔膜4.3，油杯4.4，中空腔體4.5)，柱塞5 (其中:柱塞彈簧5.1)，半邊法蘭6。

【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0021]圖中所示的二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料泵，包括箱體2、帶有滾動(dòng)軸承1.1的驅(qū)動(dòng)軸1、將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置3、柱塞5和泵頭4，所述驅(qū)動(dòng)軸1穿過箱體2 —側(cè)側(cè)壁與傳動(dòng)裝置3的輸入端連接，滾動(dòng)軸承1.1安裝在箱體2內(nèi)并與箱體2的內(nèi)壁抵接，所述傳動(dòng)裝置3位于箱體2內(nèi)，柱塞5與傳動(dòng)裝置3的輸出端連接，泵頭4包括設(shè)有液壓腔4.11和油孔4.13的左泵頭4.1及設(shè)有二甲醚通道4.22和二甲醚通孔4.23的右泵頭4.2，左泵頭4.1固定在箱體2上，液壓腔4.11位于箱體2內(nèi)并通過壓緊螺母4.14與柱塞5的一端密封連接，右泵頭4.2與左泵頭4.1連接且結(jié)合面處為中空腔體4.5結(jié)構(gòu)，中空腔體4.5結(jié)構(gòu)由中間隔膜4.3分隔形成左部油液腔4.12和右部二甲醚腔4.21，油液腔4.12與液壓腔4.11之間由2?5個(gè)油孔4.13連通，油液腔4.12通過輸油通孔與帶有閥門的油杯4.4連通，二甲醚通道4.22與二甲醚腔4.21之間由2?5個(gè)二甲醚通孔4.23連通，二甲醚通道4.22的兩端分別設(shè)有出油孔4.24和進(jìn)油孔4.25。
[0022]為了在一定供油量的基礎(chǔ)上提高工作效率，對(duì)傳動(dòng)3進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的傳動(dòng)裝置3包括固定在箱體2上的滾輪架3.1、聯(lián)軸器3.2和平面凸輪盤3.3，滾輪架3.1套接在驅(qū)動(dòng)軸1外并分別與驅(qū)動(dòng)軸1軸肩和滾輪盤3.4連接，滾輪盤3.4上設(shè)置有4個(gè)相位差為90°的滾輪3.41，滾輪架3.4內(nèi)設(shè)置有聯(lián)軸器3.2，聯(lián)軸器3.2上設(shè)置有4個(gè)相位差為90°設(shè)置的連接槽3.21，其中兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的連接槽3.21與驅(qū)動(dòng)軸1連接，另外兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的連接槽3.21與平面凸輪盤3.3連接連接；平面凸輪盤3.3的A面3.32設(shè)置有4個(gè)相位差為90°的凸輪3.31，A面3.32與滾輪3.41抵接，平面凸輪盤3.3的B面3.33與柱塞5的另一端連接。平面凸輪盤3.3轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，柱塞可往復(fù)運(yùn)動(dòng)四次，減小了柱塞行程，降低了隔膜的動(dòng)繞度。
[0023]本裝置中柱塞5的設(shè)置采用可拆卸結(jié)構(gòu)，其中，箱體2的內(nèi)壁設(shè)有半邊法蘭6上，柱塞5的一端穿過半邊法蘭6插入液壓腔4.11內(nèi)，柱塞5側(cè)壁與液壓腔4.11內(nèi)壁之間的配合間隙為0.0013?0.0026mm ;柱塞5的另一端設(shè)有環(huán)狀凸臺(tái)5.2，環(huán)狀凸臺(tái)5.2與平面凸輪盤3.3的B面3.33抵接，柱塞5上套裝有柱塞彈簧5.1，柱塞彈簧5.1的兩端分別與環(huán)狀凸臺(tái)5.2和半邊法蘭6抵接。
[0024]為方便安裝與拆卸，箱體2整體采用分段組合結(jié)構(gòu)，結(jié)合由螺栓連接。
[0025]本方案的運(yùn)動(dòng)過程如下:驅(qū)動(dòng)軸1在外部發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力下轉(zhuǎn)動(dòng)，通過聯(lián)軸器
3.2帶動(dòng)平面凸輪盤3.3轉(zhuǎn)動(dòng)，因二甲醚的霧化壓力比較低，只需提供lOMPa左右的輸出壓力即可，平面凸輪盤3.3的四個(gè)凸輪3.31與滾輪盤3.4的四個(gè)滾輪3.41活動(dòng)接觸，通過連軸器3.2將驅(qū)動(dòng)軸1的動(dòng)力傳遞到平面凸輪盤3.3上，帶動(dòng)平面凸輪盤3.3進(jìn)行旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)柱塞5往復(fù)運(yùn)動(dòng)；柱塞5的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使液壓油來回?cái)D壓隔膜4.3，隔膜4.3反復(fù)鼓動(dòng)，從而達(dá)到吸排二甲醚燃料的目的，隔膜4.3的設(shè)置也是綜合二甲醚的物理特性而設(shè)置的。平面凸輪盤3.3設(shè)有四個(gè)小凸輪3.31，相位差為90°，平面凸輪盤3.3每旋轉(zhuǎn)一周，柱塞5來回運(yùn)動(dòng)四次，提高了供油效率，減少了柱塞5的行程，從而有效減小隔膜4.3的動(dòng)繞度，這樣在保證了二甲醚燃料流量的同時(shí)，大大增加了隔膜4.3的使用壽命。且隔膜
4.3把液壓油和二甲醚燃料隔開，且二甲醚燃料不與柱塞5接觸。有效地解決二甲醚低粘性帶來的柱塞5磨損問題。本燃料泵具有結(jié)構(gòu)簡單、供油效率高、壓力脈沖小等特點(diǎn)，能有效解決二甲醚因低粘性帶來的柱塞偶件磨損問題，并能滿足車用化要求。
【權(quán)利要求】
1.一種二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料泵，包括箱體(2)、帶有滾動(dòng)軸承(1.1)的驅(qū)動(dòng)軸(I)、將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置(3)、柱塞(5)和泵頭(4)，所述驅(qū)動(dòng)軸(I)穿過箱體(2) —側(cè)側(cè)壁與傳動(dòng)裝置(3)的輸入端連接，所述滾動(dòng)軸承(1.1)安裝在箱體(2)內(nèi)并與箱體(2)的內(nèi)壁抵接，所述傳動(dòng)裝置(3)位于箱體(2)內(nèi)，所述柱塞(5)與傳動(dòng)裝置(3)的輸出端連接，其特征在于:所述泵頭(4)包括設(shè)有液壓腔(4.11)和油孔(4.13)的左泵頭(4.1)及設(shè)有二甲醚通道(4.22)和二甲醚通孔(4.23)的右泵頭(4.2)，所述左泵頭(4.1)固定在箱體(2)上，所述液壓腔(4.11)位于箱體(2)內(nèi)并通過壓緊螺母(4.14)與柱塞(5)的一端密封連接，所述右泵頭(4.2)與左泵頭(4.1)連接且結(jié)合面處為中空腔體(4.5)結(jié)構(gòu)，所述中空腔體(4.5)結(jié)構(gòu)由中間隔膜(4.3)分隔形成左部油液腔(4.12)和右部二甲醚腔(4.21)，所述油液腔(4.12)與液壓腔(4.11)之間由油孔(4.13)連通，所述二甲醚通道(4.22)與二甲醚腔(4.21)之間由二甲醚通孔(4.23)連通，所述二甲醚通道(4.22)的兩端分別設(shè)有出油孔(4.24)和進(jìn)油孔(4.25)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述傳動(dòng)裝置(3)包括固定在箱體(2)上的滾輪架(3.1)、聯(lián)軸器(3.2)和平面凸輪盤(3.3)，所述滾輪架(3.1)套接在驅(qū)動(dòng)軸(I)外并分別與驅(qū)動(dòng)軸(I)軸肩和滾輪盤(3.4)連接，所述滾輪盤(3.4)上設(shè)置有多個(gè)滾輪(3.41)，所述滾輪架(3.4)內(nèi)設(shè)置有聯(lián)軸器(3.2)，所述連軸器(3.2) 一端與驅(qū)動(dòng)軸(I)軸端連接，另一端與平面凸輪盤(3.3)連接，所述平面凸輪盤(3.3)的A面(3.32)設(shè)置有多個(gè)凸輪(3.31)，所述A面(3.32)與滾輪(3.41)抵接，所述平面凸輪盤(3.3)的B面(3.33)與柱塞(5)的另一端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述箱體(2)的內(nèi)壁設(shè)有半邊法蘭(6)上，所述柱塞(5)的一端穿過半邊法蘭(6)插入液壓腔(4.11)內(nèi)，所述柱塞(5)的另一端設(shè)有環(huán)狀凸臺(tái)(5.2)，所述環(huán)狀凸臺(tái)(5.2)與平面凸輪盤(3.3)的B面(3.33)抵接，所述柱塞(5)上套裝有柱塞彈簧(5.1)，所述柱塞彈簧(5.1)的兩端分別與環(huán)狀凸臺(tái)(5.2)和半邊法蘭(6)抵接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述滾輪(3.41)有4個(gè)且呈相位差為90°設(shè)置，所述凸輪(3.31)有4個(gè)且呈相位差為90°設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述油孔(4.13)有2?5個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述二甲醚通孔(4.23)有2?5個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述聯(lián)軸器(3.2)上設(shè)置有4個(gè)相位差為90°設(shè)置的連接槽(3.21)，其中兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的連接槽(3.21)與驅(qū)動(dòng)軸(I)連接，另外兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的連接槽(3.21)與平面凸輪盤(3.3)連接連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述柱塞(5)側(cè)壁與液壓腔(4.11)內(nèi)壁之間的配合間隙為0.0013?0.0026mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述箱體(2)采用分段組合結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述泵頭(4)還包括帶有閥門的油杯(4.4)，所述左泵頭(4.1)還設(shè)有輸油通孔，油杯(4.4)通過輸油通孔與油液腔(4.12)連通。
【文檔編號(hào)】F02M59/44GK204163906SQ201420415070
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】姚強(qiáng), 余國強(qiáng), 賈育恒, 李書偉, 金明, 謝德海, 鄭雪茹, 李平, 李利員 申請(qǐng)人:東風(fēng)汽車股份有限公司