本發(fā)明涉及船用單體泵技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種單體泵內(nèi)部回油壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)越高，對(duì)柴油機(jī)廢氣排放及控制的研究成為了目前柴油機(jī)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。國(guó)際海事組織IMO最新修正的MARPOL公約附則VI對(duì)船用柴油機(jī)NOX的排放提出了日益嚴(yán)格的要求。從2011年1月起，IMO TIER II排放法規(guī)在IMO所有締約國(guó)海域內(nèi)強(qiáng)制實(shí)施。TIER II階段NOX排放量比TIER I降低16％～20％，前針對(duì)這一標(biāo)準(zhǔn)世界各大船用柴油機(jī)生產(chǎn)商已經(jīng)有大量的TIER II機(jī)型投入市場(chǎng)，而在2016年1月1日起將要強(qiáng)制實(shí)施TIER III階段法規(guī)，要求NOX排放量相比TIER I階段降低80％，這對(duì)制造商提出了更高的要求，對(duì)燃油系統(tǒng)的噴射壓力要求越來(lái)越高，同時(shí)相應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的可靠性要求越來(lái)越高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的單體噴油泵采用傳統(tǒng)的穩(wěn)壓閥結(jié)構(gòu)的缺陷導(dǎo)致的柴油機(jī)啟動(dòng)困難、功率波動(dòng)等故障問(wèn)題。傳統(tǒng)的穩(wěn)壓閥部件是利用密封鋼球在穩(wěn)壓閥體的錐面上實(shí)現(xiàn)密封，同時(shí)利用彈簧來(lái)調(diào)節(jié)鋼球的開(kāi)啟壓力大小，而當(dāng)錐面加工精度超差或燃油的清潔度及錐面磨損后會(huì)導(dǎo)致密封部分失效或完全失效，而引起單體泵進(jìn)油壓力的波動(dòng)引起單體泵吸油波動(dòng)，進(jìn)一步導(dǎo)致柴油機(jī)的功率波動(dòng)，當(dāng)穩(wěn)壓閥部件完全失效時(shí)會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)不能啟動(dòng)。本發(fā)明的目的是提供一種單體泵內(nèi)部回油壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，該單體泵內(nèi)部回油壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)利用單體泵體內(nèi)部的油道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)回油壓力的調(diào)節(jié)可有效避免上述的所有問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種單體泵內(nèi)部回油壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，包括單體柱塞泵和電磁閥，所述單體柱塞泵包括單體泵體、柱塞、柱塞彈簧和柱塞彈簧座，在所述單體泵體中同軸設(shè)置有柱塞閥孔和高壓噴油孔并在所述單體泵體內(nèi)設(shè)置有控制閥腔，所述控制閥腔與所述高壓噴油孔相互貫通且兩者的軸線相互垂直；所述柱塞的第一部分插入所述柱塞孔中，第二部分延伸出所述單體泵體，所述柱塞彈簧座固定在所述柱塞第二部分的末端，在所述柱塞的第二部分上套設(shè)有所述柱塞彈簧，所述柱塞彈簧的一端與所述單體泵體接觸，柱塞彈簧的第二端與所述柱塞彈簧座接觸；所述電磁閥包括電磁鐵、銜鐵、電磁鐵彈簧、控制閥芯、閥套、擋塊，所述擋塊安裝在所述控制閥腔的第一端并將該控制閥腔的第一端封閉，所述電磁鐵通過(guò)調(diào)整墊塊安裝在所述控制閥腔的第二端并將該控制閥腔的第二端封閉，所述閥套安裝在所述控制閥腔內(nèi)，所述銜鐵安裝在所述調(diào)整墊塊的內(nèi)孔中，所述控制閥芯安裝在所述閥套內(nèi)，所述控制閥芯的第一端與所述閥套之間設(shè)置有吸油間隙，所述控制閥芯的第二端與所述銜鐵驅(qū)動(dòng)連接，所述電磁鐵彈簧套設(shè)在所述控制閥芯的第二端上并通過(guò)彈簧座安裝在所述控制閥腔中以驅(qū)動(dòng)所述控制閥芯復(fù)位；其特征在于，在所述單體泵體靠近控制閥腔的位置設(shè)置有進(jìn)油孔、進(jìn)油通道、回油孔和回油通道，所述進(jìn)油孔的進(jìn)口與所述進(jìn)油管連接，進(jìn)油孔的出口與所述進(jìn)油通道的入口連通，所述回油孔的出口與所述回油管連通，所述回油管與所述油箱連通，所述回油孔的出口與所述回油通道的出口連接；在所述擋塊與所述控制閥腔之間設(shè)置有第一進(jìn)回油腔，在所述控制閥芯與所述閥套之間設(shè)置有高壓油腔，在所述控制閥芯內(nèi)設(shè)置有第二進(jìn)回油腔，在所述控制閥芯與所述控制閥腔之間設(shè)置有第三進(jìn)回油腔，其中所述第一進(jìn)回油腔與所述進(jìn)油通道的出口連通，所述高壓油腔一方面與所述吸油間隙連通，另一方面與所述高壓噴油孔連通；所述第二進(jìn)回油腔分別與所述第一進(jìn)回油腔、第三進(jìn)回油腔連通，所述第三進(jìn)回油腔與所述回油通道的入口連接；在所述回油通道中設(shè)置有一段阻尼孔。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述阻尼孔的長(zhǎng)徑比根據(jù)柴油機(jī)不同需求設(shè)計(jì)不同。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述阻尼孔的孔徑為Φ1.5，長(zhǎng)度為15mm。

本發(fā)明通過(guò)在回油通道內(nèi)設(shè)置阻尼孔，即可實(shí)現(xiàn)達(dá)到替代傳統(tǒng)穩(wěn)壓閥裝置。本發(fā)明在不增加額外穩(wěn)壓裝置的前提下，利用單體泵體內(nèi)部的油道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)回油壓力的調(diào)節(jié)，通過(guò)調(diào)節(jié)回油壓力，可相應(yīng)調(diào)整單體泵的進(jìn)油腔的充油壓力，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)單體泵的泵端壓力。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明單體泵的外形示意圖。

圖2為圖1的E-E剖視圖。

圖3為圖2的A-A剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍內(nèi)。

參見(jiàn)圖1至圖3，圖中給出的一種單體泵內(nèi)部回油壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，包括單體柱塞泵和電磁閥，單體柱塞泵包括單體泵體1、柱塞6、柱塞彈簧4和柱塞彈簧座5，在單體泵體1中同軸設(shè)置有柱塞閥孔13和高壓噴油孔14并在單體泵體1內(nèi)設(shè)置有控制閥腔15，控制閥腔15與高壓噴油孔14相互貫通且兩者的軸線相互垂直。

柱塞6的上半部分插入柱塞孔13中，下半部分延伸出單體泵體1，柱塞彈簧座5固定在柱塞6下半部分的末端，在柱塞6的下半部分上套設(shè)有柱塞彈簧4，柱塞彈簧4的上端與單體泵體1接觸，下端與柱塞彈簧座5接觸。

電磁閥包括電磁鐵10、銜鐵9、電磁鐵彈簧7、控制閥芯8、閥套3、擋塊2，擋塊2安裝在控制閥腔15的左端并將該控制閥腔15的左端封閉，電磁鐵10通過(guò)調(diào)整墊塊16安裝在控制閥腔15的右端并將該控制閥腔15的右端封閉，閥套3安裝在控制閥腔15內(nèi)，銜鐵9安裝在調(diào)整墊塊16的內(nèi)孔17中，控制閥芯8安裝在閥套3內(nèi)，控制閥芯8的右端與閥套3之間設(shè)置有吸油間隙27，該吸油間隙27為0.2mm。

控制閥芯8的左端與銜鐵9驅(qū)動(dòng)連接，電磁鐵彈簧7套設(shè)在控制閥芯8的左端上并通過(guò)彈簧座18安裝在控制閥腔8中以驅(qū)動(dòng)控制閥芯8復(fù)位。

單體泵體1靠近控制閥腔15的位置設(shè)置有進(jìn)油孔19、進(jìn)油通道20、回油孔21和回油通道22，進(jìn)油孔19的進(jìn)口與進(jìn)油管(圖中未示出)連接，進(jìn)油管與油箱連接。進(jìn)油孔19的出口與進(jìn)油通道20的入口連通。

回油孔21的出口與回油管(圖中未示出)連通，回油管與油箱連通，回油孔21的出口與回油通道22的出口連接。

在擋塊2與控制閥腔15之間設(shè)置有第一進(jìn)回油腔23，在控制閥芯8與閥套3之間設(shè)置有高壓油腔24，在控制閥芯8內(nèi)設(shè)置有第二進(jìn)回油腔25，在控制閥芯8與控制閥腔15之間設(shè)置有第三進(jìn)回油腔26，其中第一進(jìn)回油腔23與進(jìn)油通道20的出口連通。

高壓油腔24一方面與吸油間隙27連通，另一方面與高壓噴油孔14連通；第二進(jìn)回油腔25分別與第一進(jìn)回油腔23、第三進(jìn)回油腔26連通，第三進(jìn)回油腔26與回油通道22的入口連接；在回油通道22中設(shè)置有一段阻尼孔22a，阻尼孔22a的長(zhǎng)徑比根據(jù)柴油機(jī)不同需求設(shè)計(jì)不同。本具體實(shí)施方式中阻尼孔22a的孔徑為Φ1.5，長(zhǎng)度為15mm。

工作原理：噴油泵向噴油器提供壓力足夠高的燃油，是一個(gè)吸油和壓油的過(guò)程，它是由柱塞6在單體泵體1內(nèi)的柱塞閥孔13中往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成。當(dāng)柱塞6下移過(guò)程中實(shí)現(xiàn)單體泵體從進(jìn)油管吸油，單體泵通過(guò)吸油管所吸的油一部分進(jìn)入到第一進(jìn)回油腔23、第二進(jìn)回油腔25和第三進(jìn)回油腔26內(nèi)，另一部分通過(guò)的控制閥芯8與閥套3之間的0.2mm的吸油間隙27吸入到高壓油腔24內(nèi)，柱塞6上移至適當(dāng)時(shí)刻，ECU給電磁鐵10通電指令，電磁鐵10通電后產(chǎn)生吸力，此吸力通過(guò)銜鐵9傳遞到控制閥芯8并關(guān)閉吸油間隙27形成高壓油往外噴油。多余的一部分燃油通過(guò)回油孔21回到油箱。由于以上一系列動(dòng)作都是在很短的時(shí)間內(nèi)完成且都是循環(huán)往復(fù)進(jìn)行的,因此單體泵內(nèi)部的進(jìn)油包括通過(guò)控制閥芯8與閥套3之間的0.2mm的吸油間隙27的吸油和回油是相互影響、相互藕合的一個(gè)過(guò)程。此發(fā)明中通過(guò)單體泵的回油通道22增加Φ1.5的長(zhǎng)阻尼孔22a后會(huì)直接影響第一進(jìn)回油腔23、第二進(jìn)回油腔25和第三進(jìn)回油腔26的壓力，而此壓力又會(huì)進(jìn)一步影響到單體泵通過(guò)控制閥芯8與閥套3之間的0.2mm的吸油間隙27的吸油充分程度，壓力越高吸油越充分，相同的單位時(shí)間內(nèi)吸油量越多形成的泵端壓力會(huì)越高，反之所形成的泵端壓力會(huì)越低。所以此處長(zhǎng)阻尼孔起到了相當(dāng)于回油穩(wěn)壓閥調(diào)節(jié)裝置的作用。

阻尼孔22a調(diào)節(jié)第一進(jìn)回油腔23、第二進(jìn)回油腔25和第三進(jìn)回油腔26壓力的理論基礎(chǔ)如下：阻尼孔22a兩端的壓力差△P(阻尼孔外部為大氣壓力p0、阻尼孔22a內(nèi)部壓力為p1即為進(jìn)回油腔的壓力)，

根據(jù)(式中q為通過(guò)阻尼孔的流量、u為燃油的動(dòng)力粘度、d0為阻尼孔徑，l為阻尼孔長(zhǎng)度)，因此可通過(guò)調(diào)節(jié)阻尼孔長(zhǎng)度和孔徑的比值來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)進(jìn)回油腔內(nèi)壓力的目的。