一種采用電磁閥自動調節吸、噴油量的柱塞式噴油泵的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種采用電磁閥自動調節吸、噴油量的柱塞式噴油泵，主要包括柱塞、柱塞套、吸油量調節裝置和噴油量調節裝置。其特點是自動調節吸油、噴油量。本實用新型通過吸油量調節裝置實現吸油量的自動調節；通過噴油量調節裝置實現噴油量的自動調節；通過45°角斜槽實現噴油量的線性調節和斜槽的受力均衡；通過錐油孔實現燃油的多進、少出；通過T型桿與轉軸的間隙配合實現轉軸的無干涉轉動；通過柱塞套下端的角位移傳感器實現柱塞轉角的測量；通過齒條兩端的起始、終止限位桿防止齒輪脫離齒條；通過噴油泵供油壓力的計算公式實現快速得到供油壓力。
【專利說明】
一種采用電磁閥自動調節吸、噴油量的柱塞式噴油泵
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種采用電磁閥自動調節吸、噴油量的柱塞式噴油栗，尤其涉及一種通過吸油量調節裝置實現吸油量的自動調節，通過噴油量調節裝置實現噴油量的自動調節，通過45°角斜槽實現噴油量的線性調節和斜槽的受力均衡，通過錐油孔實現燃油的多進、少出，通過T型桿與轉軸的間隙配合實現轉軸的無干涉轉動，屬于柱塞式噴油栗的技術研發領域。
【背景技術】
[0002]噴油栗的功用是按照柴油機的運行工況和氣缸工作順序，以一定的規律，定時定量地向噴油器輸送高壓燃油，其中柱塞式噴油栗是利用柱塞在柱塞套內的往復運動吸油和壓油。但是由于目前柱塞式噴油栗結構的單一性，造成以下問題:一是驅動結構復雜，目前噴油栗主要采用機械裝置驅動，機械裝置存在結構復雜，易出故障，維修不變的缺點，此外其效率較低;二是吸油量固定、無法調節，如采用凸輪裝置驅動柱塞上、下移動時，因凸輪結構固定，造成柱塞往復運動吸油量固定，而要改變吸油量時，需另換凸輪裝置，這給不同工況下的使用帶來不便。
[0003]因此，針對現有柱塞式噴油栗在使用中普遍存在的驅動結構復雜，吸油量無法調節等問題，應從柱塞式噴油栗的整體結構上進行綜合考慮，設計驅動結構簡易且可自動調節吸油量的一種噴油栗。

【發明內容】

[0004]本實用新型針對現有柱塞式噴油栗在使用中普遍存在的驅動結構復雜，吸油量無法調節等問題，提供了一種可有效解決上述問題的一種采用電磁閥自動調節吸、噴油量的柱塞式噴油栗。
[0005]本實用新型的一種采用電磁閥自動調節吸、噴油量的柱塞式噴油栗采用以下技術方案:
[0006]—種采用電磁閥自動調節吸、噴油量的柱塞式噴油栗，主要包括柱塞、柱塞套、吸油量調節裝置和噴油量調節裝置，吸油量調節裝置主要由豎直電磁閥、T型桿、轉軸和齒輪組成，噴油量調節裝置主要由水平電磁閥、螺紋桿和齒條組成；所述柱塞開有中心孔和斜槽，斜槽角度a為45°，斜槽底端與中心孔相通，柱塞處于最大有效行程時，斜槽頂端距柱塞頂端的距離為lu，柱塞處于最小有效行程時，斜槽頂端距柱塞頂端的距離為h2，h2=2/3 hi；所述柱塞套開有錐油孔，錐油孔的錐度為1:3;所述T型桿的結構為桿頭呈長條形、桿身呈圓柱形，桿頭兩端凸出桿身;所述轉軸與柱塞固定連接，轉軸上部安裝有齒輪，齒輪通過平鍵固定在轉軸上，轉軸下端開有“倒凸形”圓槽，T型桿放置在“倒凸形”圓槽內，T型桿與“倒凸形”圓槽呈間隙配合;所述齒輪的齒厚為柱塞最大有效行程的3/5;所述螺紋桿兩端分別與齒條和鐵芯固定連接;所述齒條與齒輪嚙合，齒條齒厚為齒輪齒厚的1/2。
[0007]所述柱塞套下端安裝有角位移傳感器。
[0008]所述齒條兩端設有起始限位桿和終止限位桿。
[0009]所述噴油栗的供油壓力計算公式為P=Pg1^(ISOr)，其中P為供油壓力，P為油液密度，g為重力加速度，Φ為柱塞的旋轉角度，r為柱塞半徑。
[0010]本實用新型將斜槽設計為呈45°角的結構，通過這種設計既能實現噴油量的線性調節，又能實現斜槽受力均衡；即當噴油栗調節噴油量時，45°角斜槽的設計實現柱塞的徑向旋轉位移與軸向移動位移呈線性關系，以此通過調節柱塞旋轉量來線性調節斜槽與錐油孔的接觸位置，這樣能準確的控制噴油量;此外，斜槽的45°角結構，又能實現斜槽內流體以等值的軸向和徑向分力作用于斜槽，使斜槽受力均衡，延長其使用壽命。
[0011]本實用新型在柱塞套上開有錐度為1:3的錐油孔，通過這種設計實現燃油的多進、少出；即當噴油栗吸油時，隨著柱塞的下移，在柱塞上方產生負壓，帶動燃油由錐油孔進入噴油栗內，而噴油栗吸油量的多少，往往受柱塞上方負壓、柱塞下移空間的影響，本實用新型將噴油栗的進油通道設計為錐度為1:3的錐油孔，通過截面積的增大，使燃油在錐油孔流動過程中，處于由高壓區向低壓區的流動狀態，通過壓力差來加速燃料進入噴油栗內，加之增大的截面積也在一定程度上增加燃油的儲存空間，從而整體實現燃油的多進;而當噴油栗噴油時，傳統的噴油栗隨著柱塞的上移，會使一部分燃油經進油通道流出，這在一定程度上不僅減少噴油量，還降低油壓，而本實用新型錐油孔的設計，能使燃料在經錐油孔流出時，對流體產生阻力，從而阻礙流體流出，保證噴油量及油壓，即當柱塞上移促使燃油經錐油孔流出時，因流體流經的截面積呈逐漸減小的趨勢，使得燃油由低壓區向高壓區流動，流體流動受阻，從而實現燃油的少出。
[0012]本實用新型將T型桿與轉軸下端的“倒凸形”圓槽設計為間隙配合，通過這種設計實現轉軸的無干涉轉動，即當齒輪帶動轉軸旋轉時，這種間隙配合設計使轉軸繞T型桿自由轉動，防止T型桿干涉轉軸運動。
[0013]本實用新型將齒輪的齒厚設計為柱塞最大有效行程的3/5，并且齒條齒厚設計為齒輪齒厚的I /2，通過這種設計防止齒輪隨轉軸、柱塞上移時，齒輪和齒條出現脫齒。
[0014]本實用新型在柱塞套下端安裝有角位移傳感器，通過這種設計實現柱塞轉角的測量。
[0015]本實用新型在齒條兩端設有起始限位桿和終止限位桿，通過這種設計防止齒輪與齒條在嚙合移動時，齒輪脫離齒條。
[0016]本實用新型所設計的噴油栗供油壓力的計算公式為P=Pg1^(ISOr)，其中P為供油壓力，P為油液密度，g為重力加速度，Φ為柱塞的旋轉角度，r為柱塞半徑，P、g和r為定值，Φ為變量，通過柱塞套下端的角位移傳感器測量柱塞的旋轉角度，帶入公式即可計算出該噴油栗的供油壓力。
[0017]本實用新型通過由豎直電磁閥、T型桿、轉軸和齒輪組成的吸油量調節裝置，實現吸油量的自動調節，即通過調節豎直電磁閥的供電量，使豎直電磁閥彈簧實現不同的壓縮量，在滿足T型桿、轉軸帶動柱塞上、下移動使噴油栗實現吸油、噴油的基礎上，還能改變柱塞的最大軸向位移量，從而通過調節柱塞上方空間的大小，實現噴油栗吸油量的自動調節。
[0018]本實用新型通過由水平電磁閥、螺紋桿和齒條組成的噴油量調節裝置，實現噴油量的自動調節，即當對水平電磁閥中電磁線圈通電時，對鐵芯產生磁力，并使鐵芯克服彈簧的彈力，帶動螺紋桿、齒條運動，進而帶動齒輪、轉軸和柱塞旋轉，改變斜槽位置，從而實現噴油量調節，而本實用新型通過對水平電磁閥中電磁線圈的供電量進行調節，可間接的調節鐵芯移動量，進而調節斜槽位置，實現噴油栗噴油量的自動調節。
[0019]本實用新型的有益效果是:通過吸油量調節裝置實現吸油量的自動調節;通過噴油量調節裝置實現噴油量的自動調節;通過45°角斜槽實現噴油量的線性調節和斜槽的受力均衡;通過錐油孔實現燃油的多進、少出；通過T型桿與轉軸的間隙配合實現轉軸的無干涉轉動;通過柱塞套下端的角位移傳感器實現柱塞轉角的測量;通過齒條兩端的起始、終止限位桿防止齒輪脫離齒條;通過噴油栗供油壓力的計算公式實現快速得到供油壓力。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的柱塞到達底端的整體結構示意圖。
[0021]圖2是本實用新型中水平電磁閥與齒條連接處的結構示意圖。
[0022]圖3是本實用新型的柱塞到達頂端的整體結構示意圖。
[0023]圖4是本實用新型中減小柱塞有效行程后的整體結構示意圖。
[0024]圖5是本實用新型中錐油孔的結構示意圖。
[0025]圖6是本實用新型中豎直電磁閥與轉軸連接處的結構示意圖。
[0026]圖7是本實用新型中T型桿的俯視示意圖。
[0027]圖8是本實用新型中齒輪與齒條嚙合的示意圖。
[0028]其中:1、豎直電磁閥，2、轉軸，3、齒輪，4、齒條，5、柱塞，6、柱塞套，7、錐油孔，8、斜槽，9、角位移傳感器，10、水平電磁閥，11、螺紋桿，12、鐵芯，13、彈簧，14、電磁線圈，15、彈簧座，16、T型桿，17、終止限位桿，18、起始限位桿。
【具體實施方式】
[0029]實施例:
[0030]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實用新型的一種采用電磁閥自動調節吸、噴油量的柱塞式噴油栗，主要包括柱塞5、柱塞套6、吸油量調節裝置和噴油量調節裝置。吸油量調節裝置主要由豎直電磁閥1、T型桿16、轉軸2和齒輪3組成，工作時，由豎直電磁閥1、T型桿16、轉軸2和齒輪3組成的吸油量調節裝置，能實現吸油量的自動調節，即通過調節豎直電磁閥I的供電量，使豎直電磁閥I彈簧實現不同的壓縮量，在滿足T型桿16、轉軸2帶動柱塞5上、下移動使噴油栗實現吸油、噴油的基礎上，還能改變柱塞的5最大軸向位移量，從而通過調節柱塞5上方空間的大小，實現噴油栗吸油量的自動調節。噴油量調節裝置主要由水平電磁閥
10、螺紋桿11和齒條4組成，工作時，由水平電磁閥10、螺紋桿11和齒條4組成的噴油量調節裝置，實現噴油量的自動調節，即當對水平電磁閥10中電磁線圈14通電時，對鐵芯12產生磁力，并使鐵芯12克服彈簧13的彈力，帶動螺紋桿11、齒條4運動，進而帶動齒輪3、轉軸2和柱塞5旋轉，改變斜槽8位置，從而實現噴油量調節，而本實用新型通過對水平電磁閥10中電磁線圈14的供電量進行調節，可間接的調節鐵芯12移動量，進而調節斜槽8位置，實現噴油栗噴油量的自動調節。
[0031]柱塞5開有中心孔和斜槽8，斜槽8角度a為45°，斜槽8底端與中心孔相通，柱塞5處于最大有效行程時，斜槽8頂端距柱塞5頂端的距離為In，柱塞5處于最小有效行程時，斜槽8頂端距柱塞5頂端的距離為h2，h2=2/3 hu將斜槽8設計為呈45°角的結構，工作時，這種設計既能實現噴油量的線性調節，又能實現斜槽8受力均衡；即當噴油栗調節噴油量時，45°角斜槽8的設計實現柱塞5的徑向旋轉位移與軸向移動位移呈線性關系，以此通過調節柱塞5旋轉量來線性調節斜槽8與錐油孔7的接觸位置，這樣能準確的控制噴油量;此外，斜槽8的45°角結構，又能實現斜槽8內流體以等值的軸向和徑向分力作用于斜槽8，使斜槽8受力均衡，延長其使用壽命。
[0032]齒輪3的齒厚為柱塞5最大有效行程的3/5;螺紋桿11兩端分別與齒條4和鐵芯12固定連接;齒條4與齒輪3嚙合，齒條4齒厚為齒輪3齒厚的1/2，工作時，這種設計能防止齒輪3隨轉軸2、柱塞5上移時，齒輪3和齒條4出現脫齒。
[0033]柱塞套6下端安裝有角位移傳感器9，工作時，這種設計實現柱塞5轉角的測量。
[0034]噴油栗的供油壓力計算公式為P=Pg1^(ISOr)，其中P為供油壓力，P為油液密度，g為重力加速度，Φ為柱塞5的旋轉角度，r為柱塞5半徑，P、g和r為定值，Φ為變量，通過柱塞套6下端的角位移傳感器9測量柱塞5的旋轉角度，帶入公式即可計算出該噴油栗的供油壓力。
[0035]結合圖5所示，柱塞套6開有錐油孔7，錐油孔7的錐度為1:3。工作時，這種設計實現燃油的多進、少出；即當噴油栗吸油時，隨著柱塞5的下移，在柱塞5上方產生負壓，帶動燃油由錐油孔7進入噴油栗內，而噴油栗吸油量的多少，往往受柱塞5上方負壓、柱塞5下移空間的影響，本實用新型將噴油栗的進油通道設計為錐度為1:3的錐油孔7，通過截面積的增大，使燃油在錐油孔7流動過程中，處于由高壓區向低壓區的流動狀態，通過壓力差來加速燃料進入噴油栗內，加之增大的截面積也在一定程度上增加燃油的儲存空間，從而整體實現燃油的多進;而當噴油栗噴油時，傳統的噴油栗隨著柱塞5的上移，會使一部分燃油經進油通道流出，這在一定程度上不僅減少噴油量，還降低油壓，而本實用新型錐油孔7的設計，能使燃料在經錐油孔7流出時，對流體產生阻力，從而阻礙流體流出，保證噴油量及油壓，即當柱塞5上移促使燃油經錐油孔7流出時，因流體流經的截面積呈逐漸減小的趨勢，使得燃油由低壓區向高壓區流動，流體流動受阻，從而實現燃油的少出。
[0036]結合圖6、圖7所示，轉軸2與柱塞5固定連接，轉軸2上部安裝有齒輪3，齒輪3通過平鍵固定在轉軸2上，轉軸2下端開有“倒凸形”圓槽，T型桿16放置在“倒凸形”圓槽內，T型桿16與“倒凸形”圓槽呈間隙配合;T型桿16的結構為桿頭呈長條形、桿身呈圓柱形，桿頭兩端凸出桿身。將T型桿16與轉軸2下端的“倒凸形”圓槽設計為間隙配合，工作時，這種設計實現轉軸2的無干涉轉動，即當齒輪3帶動轉軸2旋轉時，這種間隙配合設計使轉軸2繞T型桿16自由轉動，防止T型桿16干涉轉軸2運動。
[0037]結合圖8所示，齒條4兩端設有起始限位桿18和終止限位桿17，工作時，這種設計能防止齒輪3與齒條4在嚙合移動時，齒輪3脫離齒條4。
【主權項】
1.一種采用電磁閥自動調節吸、噴油量的柱塞式噴油栗，主要包括柱塞、柱塞套、吸油量調節裝置和噴油量調節裝置，吸油量調節裝置主要由豎直電磁閥、T型桿、轉軸和齒輪組成，噴油量調節裝置主要由水平電磁閥、螺紋桿和齒條組成;其特征在于:所述柱塞開有中心孔和斜槽，斜槽角度a為45°，斜槽底端與中心孔相通，柱塞處于最大有效行程時，斜槽頂端距柱塞頂端的距離為In，柱塞處于最小有效行程時，斜槽頂端距柱塞頂端的距離為h2，h2=2/3 h1;所述柱塞套開有錐油孔，錐油孔的錐度為1:3;所述T型桿的結構為桿頭呈長條形、桿身呈圓柱形，桿頭兩端凸出桿身;所述轉軸與柱塞固定連接，轉軸上部安裝有齒輪，齒輪通過平鍵固定在轉軸上，轉軸下端開有“倒凸形”圓槽，T型桿放置在“倒凸形”圓槽內，T型桿與“倒凸形”圓槽呈間隙配合;所述齒輪的齒厚為柱塞最大有效行程的3/5;所述螺紋桿兩端分別與齒條和鐵芯固定連接;所述齒條與齒輪嚙合，齒條齒厚為齒輪齒厚的1/2。2.如權利要求1所述的一種采用電磁閥自動調節吸、噴油量的柱塞式噴油栗，其特征在于:所述柱塞套下端安裝有角位移傳感器。3.如權利要求1所述的一種采用電磁閥自動調節吸、噴油量的柱塞式噴油栗，其特征在于:所述齒條兩端設有起始限位桿和終止限位桿。4.如權利要求1所述的一種采用電磁閥自動調節吸、噴油量的柱塞式噴油栗，其特征在于:所述噴油栗的供油壓力計算公式為P=PgW(ISOr),其中P為供油壓力，P為油液密度，g為重力加速度，Φ為柱塞的旋轉角度，r為柱塞半徑。
【文檔編號】F02M59/28GK205478045SQ201620291226
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月11日
【發明人】安延濤, 周炎, 范壯壯, 趙東, 楊玉娥
【申請人】濟南大學