專利名稱：徑流壓力調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及燃油壓力調(diào)節(jié)器，更具體地涉及一種浮球調(diào)節(jié)器，其中封閉閥的球能自行定位以提供精確密封。發(fā)明概述發(fā)明背景1986年12月9日公布的名為“燃油壓力調(diào)節(jié)器”(“Fuel PressureRegulator”)的美國專利4,627,463公開了一種燃油壓力調(diào)節(jié)器，它包括一個殼體，一個把殼體分成第一腔和第二腔的隔板，一個從殼體外部到第一腔的通道，與殼體第二腔相連的一個入口和一個出口，以及與出口相連的一個閥座。一個骨架結(jié)構(gòu)安裝在隔板上且和隔板一起移動，位于第一腔內(nèi)的一個彈簧朝著閥座可壓縮地推動骨架結(jié)構(gòu)。骨架結(jié)構(gòu)支撐著一對保持閥球的板。第一板有一個開口，通過該開口球的一部分突出，而第二板把第一板和球保持在骨架結(jié)構(gòu)內(nèi)。第一板可側(cè)向移動以便為球提供在閥座內(nèi)的合適定心。一個輕彈簧在骨架結(jié)構(gòu)和球之間延伸以便驅(qū)動球抵靠著第一板。燃油通過該球閥部分流入第一腔，并且通過一個通道從第一腔流出來。這不是徑流壓力調(diào)節(jié)器。
名為“燃油壓力調(diào)節(jié)器”(“Fuel Pressure Regulator”)的美國專利4,741,360是比美國專利4,627,463更緊湊、更易于裝配且成本更低的燃油壓力調(diào)節(jié)器。該調(diào)節(jié)器不使用球作為閥件并且不是一個徑流壓力調(diào)節(jié)器。
公布于1990年5月29日名為“燃油壓力調(diào)節(jié)器閥”(“Fuel PressureRegulator Valve”)的美國專利4,928,729，公布于1991年2月12日名為“帶有用于安裝燃油調(diào)節(jié)器的整體裝置的汽車燃油輸送線路組件”(“Automotive Fuel Rail Assemblies with Integral Means forMounting Fuel Regulator”)的美國專利4,991,556，公布于1991年3月26日名為“用于內(nèi)燃機(jī)的燃油輸送線路組件”(“Fuel RailAssemblies for Internal Combustion Engines”)的美國專利5,002,030和公布于1991年12月31日名為“安裝燃油壓力調(diào)節(jié)器的燃油輸送線路”(“Fuel Rail Mounted Fuel Pressure Regulator”)的美國專利5,076,320，所有這些現(xiàn)有技術(shù)的美國專利都講述了為了調(diào)節(jié)供給噴嘴的燃油壓力而在燃油輸送線路組件上安裝燃油壓力調(diào)節(jié)器。輸送到燃油輸送線路的加壓燃油從一個燃油箱通過燃油供給管道泵入，而且過量的燃油從燃油壓力調(diào)節(jié)器的返回口通過一個燃油返回管道返回到燃油箱。這些類型的系統(tǒng)被歸類為返回型系統(tǒng)。該燃油壓力調(diào)節(jié)器涉及發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口歧管真空裝置(manifold Vacuum)，以使通過燃油噴嘴的被調(diào)節(jié)的壓力對于歧管真空裝置的變化基本上不敏感。前面提到的燃油壓力調(diào)節(jié)器沒有一個是徑流調(diào)節(jié)器；因此通常二腔室之一是一個提到的壓力腔，其通常連接到歧管真空裝置并且保持干燥。
名為“徑流燃油壓力調(diào)節(jié)器”(“Flow Through Pressure Regulator)的美國專利申請序號08/269,406和名為“徑流燃油調(diào)節(jié)器”(“FlowThrough Fuel Regulator”)的美國專利序號08/239,665被轉(zhuǎn)讓給本申請同一受讓人。這兩個申請都指一個壓力調(diào)節(jié)器，其通常安置在燃油箱內(nèi)并且使用在基本分類為無返回的燃油系統(tǒng)中。在每一個申請中，流過壓力調(diào)節(jié)器的燃油被供給到濾油器并且從那里供給到用于將燃油分配到燃油噴嘴的燃油輸送線路。本燃油壓力調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)更為簡單并且因此制造費(fèi)用更少。
美國專利4,627,463描述的燃油壓力調(diào)節(jié)器在同一殼體腔內(nèi)有燃油入口和燃油出口。為了保持閥動器，調(diào)節(jié)器需要二個墊圈，一個墊圈被夾持就位而另一個墊圈被第一個墊圈保持且具有軸向和徑向移動。在該專利里沒有調(diào)節(jié)閥動器徑向移動的裝置，該閥動器為一球件。軸向移動總體是部件間隙的作用。在常規(guī)的調(diào)節(jié)器里，軸向移動的調(diào)節(jié)是通過改變定位且保持閥動器的部件上的夾緊力來實(shí)現(xiàn)的。以這種方式，調(diào)節(jié)器各部件的間隙累積被考慮。附加的墊圈產(chǎn)生附加的間隙，這導(dǎo)致附加的軸向移動、費(fèi)用的增加和制造的復(fù)雜性。為了安置一個球形的閥動器，該裝置需要具有一個帶中心支柱的骨架結(jié)構(gòu)，該支柱提供與球接觸的點(diǎn)。支柱的位置正好在骨架結(jié)構(gòu)內(nèi)，該位置使加工支柱表面困難。一個小的偏動彈簧必須圍繞支柱且在骨架結(jié)構(gòu)內(nèi)組裝。支柱的外徑通過彈簧的內(nèi)徑支撐并且保持彈簧，并且在組裝調(diào)節(jié)器時必須仔細(xì)地確保彈簧被合適地安置且不偏離中心或在骨架結(jié)構(gòu)罩內(nèi)翹起。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)徑流調(diào)節(jié)器的問題，本徑流調(diào)節(jié)器使用一個套來安置一個球、彈簧和容許球沿軸向和徑向移動的球保持裝置。第一偏動裝置、即一個小偏動彈簧恰好落入套內(nèi)，并且因此當(dāng)它使球偏離套的底部時，該偏動裝置不會偏離中心或翹起。
此外，用于保持和安置球的所述套在制造和組裝方面不象現(xiàn)有技術(shù)的骨架結(jié)構(gòu)那樣昂貴。這是因?yàn)橹圃旃畈幌蟋F(xiàn)有技術(shù)的骨架結(jié)構(gòu)那樣緊。
球閥動器在設(shè)計和使用上比平表面閥動器簡單的多，無論它是球形件上的平坦件或平板。附圖簡述在圖中

圖1是徑流壓力調(diào)節(jié)器的平面圖；圖2是沿圖1的2-2線截取的徑流壓力調(diào)節(jié)器的截面圖；圖3是徑流壓力調(diào)節(jié)器另一實(shí)施例的平面圖；圖4是沿圖3的4-4線截取的截面圖；圖5是閥座件的平面圖；圖6是沿圖5的6-6線截取的截面圖；圖7是圖1所示調(diào)節(jié)器的流體壓力函數(shù)的曲線圖；圖8是圖3所示調(diào)節(jié)器的流體壓力函數(shù)的曲線圖。詳細(xì)描述參見圖1，圖示了一個具有第一杯形覆蓋件12和第二杯形覆蓋件14的徑流壓力調(diào)節(jié)器10，二覆蓋件夾在一起形成一個單一的中空件。第一覆蓋件12的封閉端16的軸向?qū)?zhǔn)中心是一個出口18，燃油從此流出調(diào)節(jié)器10。圍繞第二覆蓋件14的封閉端22的底部20至少安置一個燃油入口孔24，以用于接收進(jìn)入調(diào)節(jié)器10的燃油。
參見圖2，即調(diào)節(jié)器10的一個截面圖，第一覆蓋件12在形成燃油出口18和彈簧定位裝置28的封閉端16有一個凹的中心部分26。一個偏動裝置例如彈簧30起著以與調(diào)節(jié)器所需壓力有關(guān)的預(yù)定壓力值使調(diào)節(jié)器10的閥座件36偏置的作用。彈簧30的另一端位于固定在閥座件36的彈簧保持器34內(nèi)，閥座件安置于隔板40的中心孔38內(nèi)。隔板40圍繞著它的周邊支撐在一個從第二覆蓋件14的開口端44徑向延伸的環(huán)形法蘭42上，并且被夾緊在第一覆蓋件12的開口端48朝外徑向延伸的環(huán)形法蘭46之間。第二覆蓋件14的法蘭42卷繞過第一覆蓋件12的環(huán)形邊沿并且夾緊形成整體件。在第二覆蓋件14的封閉端22處是一個閥動器殼體件50，該殼體件被固定于第二覆蓋件14內(nèi)。
第一和第二覆蓋件12和14基本是杯形管狀件，其一端封閉而另一端敞開，在第一覆蓋件12內(nèi)形成第一腔52并在第二覆蓋件內(nèi)形成第二腔54。
參見圖5和6，圖示如圖1和3所示兩實(shí)施例中的閥座件36。安置在隔板40中心孔38內(nèi)的是閥座件36，其通過閥座件36上的法蘭56和彈簧保持器34固定于隔板。隔板40在第一和第二腔52和54之間形成界限。閥座件36具有一個中央流體通道58，其通向在第一覆蓋件12中形成的第一腔52或出口腔。通道的另一端62是一個密封表面60，在該表面上座落有閥動器64、即一個球。該表面60開始在具有側(cè)壁68的套66的底部，該壁68朝著閥座件36的軸線會聚。閥座件36的端部62通向第二腔54或入口腔。在閥座件36的制造中，密封表面60被精壓而成以確保一個與球64平滑密封的表面。
球閥動器64位于閥動器殼體件50內(nèi)的錐形腔70內(nèi)。在錐形腔70的底部72是一個封閉的管狀孔74。錐形腔70的尺寸使其不干涉球閥動器64的移動。球64被保持在球保持裝置76內(nèi)，該球保持裝置76是墊圈形件77且具有一直徑比球64的直徑稍小的中心孔78。中心孔78被精壓而成以防止粗糙表面與球64接觸，在錐形腔70的寬端80形成一個套82。墊圈形件77的外徑小于閥動器殼體50之套82的直徑，并且如圖2所示通過在墊圈形件77上方使閥動器殼體50的上邊沿84卷邊而將墊圈形件77沿軸向保持就位。保持件76并未在錐形腔70的端部被緊緊地保持在套82內(nèi)，而是在套82內(nèi)軸向和徑向自由移動。在封閉的管狀孔74中，設(shè)置小偏動彈簧86以用于沿軸向移動球64從錐形腔70的底部72偏移。如圖2所示，當(dāng)彈簧86使球64偏置時，位于球最大直徑或其水平軸線之上的球保持裝置76被放置在套82內(nèi)頂靠著閥動器殼體50的上邊沿84。
彈簧86起著使球64抵靠著閥座件36內(nèi)的密封表面60偏置的作用。當(dāng)入口燃油壓力比大偏動彈簧30施加的力大時，隔板40沿軸向移動且球64離開閥座件36。然后燃油流過調(diào)節(jié)器10直到大偏動彈簧30的壓力大到足以使閥座件36返回到球64表面，這樣就關(guān)閉了閥座件36中的通道58。這由圖7的曲線圖表示，其中燃油壓力調(diào)節(jié)器10的斜率是正的并且從如在摩托車油門全開發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)(wide open throttleengine operation)所見的低壓低燃油流動延伸到如空轉(zhuǎn)油門發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)(idle throttle engine operation)所見的高壓高流動速率。
燃油調(diào)節(jié)器幾種部件的材料最好是能抵抗燃油性質(zhì)導(dǎo)致的腐蝕的不銹鋼或類似材料。
參見圖3和4，圖示了徑流燃油壓力調(diào)節(jié)器的第二實(shí)施例88。在該實(shí)施例中除了第一覆蓋件12的出口18之外，所有部件與圖1和2的實(shí)施例中一樣，如圖4所示該覆蓋件朝上翻轉(zhuǎn)形成一個管狀出口90。管狀出口90的長度或高度起著改變調(diào)節(jié)器88背壓的作用，該背壓影響通過該實(shí)施例壓力調(diào)節(jié)器88的流量，使之不同于圖1和2所示的實(shí)施例10。圖8表示了作為在X-軸線或橫坐標(biāo)上的流動速率與Y-軸線或縱坐標(biāo)上的壓力的函數(shù)曲線圖。理論上曲線圖上的線的斜率應(yīng)該是零，其將產(chǎn)生平行于X-軸線的水平線。在現(xiàn)實(shí)生活中，在油門全開處通過調(diào)節(jié)器10或88的流量是很低的，因?yàn)閬碜晕词境龅娜加捅玫乃腥加褪菑奈词境龅娜加蛧娮靽娙雭硎境龅陌l(fā)動機(jī)中的。如圖7所示，在全開油門處燃油壓力比空轉(zhuǎn)油門處低。這不是好的發(fā)動機(jī)設(shè)置。反過來，在空轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)情況下，發(fā)動機(jī)不需要如此多的燃油并且壓力調(diào)節(jié)器10或88幾乎一直打開并且大量的燃油流過調(diào)節(jié)器。這產(chǎn)生大約0.05-0.1正向斜率，它是一條自曲線圖坐標(biāo)原點(diǎn)起始的斜線，其代表從壓力和通過調(diào)節(jié)器的流速都低的全開油門情況到壓力和通過調(diào)節(jié)器的流速都高的空轉(zhuǎn)油門情況。一個壓力調(diào)節(jié)器設(shè)計成能總是運(yùn)轉(zhuǎn)并使燃油返回到燃油箱。
為了發(fā)動機(jī)更好的運(yùn)轉(zhuǎn)，期望在低流速時獲得高壓。管狀出口90的作用是在很低的流速下快速升高燃油壓力，并且一旦流速開始增加，管狀出口90的作用減小并且曲線返回到更常規(guī)的斜率。這在圖8中示出。此外，管狀出口90在減小燃油流動的噪聲方面有有益的作用。
燃油壓力調(diào)節(jié)器10或88的特點(diǎn)是構(gòu)成燃油調(diào)節(jié)器的幾個部件很簡單。由于包含在保持裝置76的球閥動器64在球64直徑一側(cè)的位置圍繞球固定，球能軸向浮動并且由于簡易安置的小偏動彈簧86，所以球抵靠著閥動器殼體50的上法蘭邊沿84被保持?；臼且粋€墊圈件77的保持裝置76具有一個精壓到尺寸小于球64之直徑的中心孔78，并且墊圈77的外徑比在閥動器殼體50內(nèi)形成的套82的直徑小。當(dāng)幾個部件，即第一和第二覆蓋件12與14、包括彈簧保持器34和閥座件36的隔板40以及閥動器殼體50被組裝并卷邊形成一個整體件以便密封腔52、54時，球閥件64在閥座件36上搜尋并尋找它的座落位置。
組裝燃油調(diào)節(jié)器10、88的一個方法是首先將閥動器殼體50固定到第二覆蓋件12上。小偏動彈簧86被放置在孔74內(nèi)。然后帶有安置于其內(nèi)的球件64的球保持裝置76被放置在形成于閥動器殼體50內(nèi)的上部套82內(nèi)，而殼體的邊沿84卷邊以使保持件76保持在在此形成的套82內(nèi)。閥座件36被放置和固定在位于閥座件36的法蘭56和彈簧保持件34之間的隔板40的中心孔38內(nèi)。完整的隔板被放置在第二覆蓋件14上法蘭42的表面上。偏動彈簧30安置在彈簧保持裝置34內(nèi)，然后第一覆蓋件12被放在偏動彈簧30上方和隔板40上。第二覆蓋件14的法蘭42被向下彎邊以固定第一覆蓋件12，第二覆蓋件14和隔板40形成整體件。保持燃油的壓力由通過其彈簧長度而作用的偏動彈簧30的彈簧力決定。
權(quán)利要求
1.一種徑流燃油壓力調(diào)節(jié)器，它包括一個閥動器殼體，其具有在其中形成的從封閉孔延伸到位于所述腔遠(yuǎn)端之成形邊沿的錐形腔，用于形成一個對置于該孔的柱形套；位于封閉孔內(nèi)且延伸到所述套內(nèi)的第一偏動裝置；具有一個墊圈形件的球保持件，該墊圈形件的中心孔內(nèi)安放有一球閥件，所述球閥件由所述中心孔的環(huán)形邊沿限制沿一個方向的移動，并且其內(nèi)放置有所述球閥件的墊圈件被固定在形成于所述閥動器殼體內(nèi)的套中，所述墊圈形件的外徑比所述套的內(nèi)徑小并且所述套的深度比所述墊圈形件的厚度大。以一端封閉的第一杯形覆蓋件，它形成一個內(nèi)腔并且在封閉端至少有一個入口；所述閥動器殼體被固定于所述第一覆蓋件的封閉端并且使所述至少一個入口暢通，從而使燃油流入所述內(nèi)腔，所述第一覆蓋件有一個向所述覆蓋件開口端徑向向外延伸的環(huán)形法蘭；一個閥座件，它具有從閥座到軸向相對表面延伸的軸向延伸通道；一個具有中心孔的隔板，以用于放置和固定所述閥座件；承壓著所述閥座件的第二偏動裝置，所述第二偏動裝置有效地將所述的閥座放置在所述的球閥件上；和一個以一端封閉的第二杯形覆蓋件，它在所述封閉端有一個中心孔并且沿軸向遠(yuǎn)離封閉端延伸形成第二腔，所述第二覆蓋件具有從所述第二覆蓋件開口端徑向延伸的環(huán)形法蘭，所述法蘭抵靠著所述第一覆蓋件的法蘭安置和固定所述隔板以形成一個整體件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的徑流調(diào)節(jié)器，其特征在于，徑流壓力調(diào)節(jié)器具有從低壓低燃油速率到高壓高燃油速率的正向運(yùn)轉(zhuǎn)斜率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的徑流調(diào)節(jié)器，它還包括固定于所述第二杯形覆蓋件之中心孔的管狀出口形消聲裝置，以用于減小燃油流過調(diào)節(jié)器的噪音水平。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的徑流調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述管狀出口形消聲裝置產(chǎn)生低流速的高燃油壓力特征，并且當(dāng)流速增加時，燃油壓力調(diào)節(jié)器衰減，以使正向斜率交叉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的徑流調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述閥座件具有圍繞所述通道一端的一個精壓錐形閥座。繞所述通道一端的一個精壓錐形閥座。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的徑流調(diào)節(jié)器，其特征在于，燃油從所述第一杯形蓋中的所述至少一個入口經(jīng)所述隔板中心的所述通道流入并流出所述第二成形蓋件的所述中心孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的徑流調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述閥座件具有一個圍繞所述通道一端的精壓錐形閥座。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的徑流調(diào)節(jié)器，其特征在于，燃油從所述第一杯形蓋中的所述至少一個入口經(jīng)所述隔板中心的所述通道流入并流出所述第二成形蓋件的所述管形出口。
全文摘要
一種可用于摩托車燃油輸送系統(tǒng)中的徑流壓力調(diào)節(jié)器(10),它包括一個浮球閥。該球閥(64)打開和關(guān)閉一個通過調(diào)節(jié)器隔板的中央通道。該隔板(40)把調(diào)節(jié)器內(nèi)部分成二個有燃油的腔。一個保持裝置(76)支撐球且允許軸向和徑向移動,并且連接有一個座落于孔內(nèi)的小偏動彈簧(86),球有自動定位的作用。小的偏動彈簧不干涉球閥的自定位。
文檔編號G05D16/04GK1185214SQ96194047
公開日1998年6月17日 申請日期1996年3月14日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月30日
發(fā)明者B·S·羅濱遜, J·貝內(nèi)特, C·T·范諾伊 申請人:美國西門子汽車公司