CN102016286A - 具有扁平衔铁式空气调节器的紧凑型喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一喷射装置，包括一个燃料泵(20a)，一个压力调节器(20b)，一个喷射器(20c)及一个空气调节器(20d)，其特征在于：燃料泵(20a)，喷射器(20c)及空气调节器(20d)为一个喷射组件(2)的组合组成部分，压力调节器(20b)为喷射器(20c)的组合组成部分，燃料泵(20a)包括一个活塞(26)，一个泵衔铁(22)及一个泵室(31)，空气调节器(20d)包括一个阀座(54，55)及一个扁平衔铁(23)，及泵衔铁(22)与扁平衔铁(23)借助一个共同的线圈(21)来操作。

Description

具有扁平衔铁式空气调节器的紧凑型喷射装置

技术领域

本发明涉及以紧凑结构方式设有一个燃料泵，一个压力调节器，一个喷射器及一个空气调节器的喷射装置。

背景技术

由现有技术已公知了各种构型的喷射装置。尤其出于成本及结构的原因仅具有一个或两个汽缸及小工作容积的小型内燃机需要独自的技术方案。这种小型内燃机的应用领域例如为两轮车，三轮车或割草机等。公知的喷射装置通常在油箱中包括一个具有压力调节器的燃料泵，其中燃料泵将具有一定压力的燃料输送到一个管路、诸如一个“轨”中。在管路的端部设有一个喷射器，它由一个控制装置控制。燃料被喷射到吸气管中或被直接喷射到燃烧室中。但这种喷射装置非常费事及尤其昂贵，以致它使小型内燃机也变得很昂贵。

由EP 1 340 906 B1公知了一种具有电子控制的燃料喷射装置，其中喷射器被布置在泵活塞的附近。此外这里设有一个用于在燃料回流到油箱时的活塞加压冲程的起始阶段中在燃料上施加一个预压力的预压阀。在此情况下该预压阀使位于压力室中的燃料的一部分向回流管路中排气。由此尤其可降低喷射器中汽泡的形成。然而该结构相对地复杂及该装置占有大的结构空间。

发明内容

相比之下根据本发明的具有权利要求1的特征的喷射装置具有其优点，即它具有非常紧凑的结构。此外根据本发明的喷射装置可特别简单及成本上有利地被制造。根据本发明该喷射装置包括一个燃料泵，一个用于调节喷射压力的压力调节器，一个喷射器及一个空气调节器，它们为一个喷射组件的组合的组成部分。该喷射组件是一个紧凑的、小型结构的组件。这里压力调节器为喷射器的组合的组成部分。根据本发明的喷射装置除喷射组件外还包括一个燃料输入管路，一个燃料回流管路及一个空气旁路管路。燃料泵包括一个活塞，一个泵衔铁及一个泵室，在泵室中可置入处于压力下的燃料。空气调节器包括一个阀座及一个扁平衔铁。这里泵衔铁与扁平衔铁借助一个共同的线圈来操作，以致对于空气调节器及燃料泵可使用一个共同的仅具有一个电接口的致动器。这里喷射组件可被紧凑地预组装，以致仅需连接所需的接口及直接地装入机动车中。在此情况下喷射组件的部件最好被设置在一个共同的喷射组件的壳体中。除了喷射组件的紧凑性外还有另一大优点，即用于喷射组件的其它部件也可最小化。

从属权利要求表示出本发明的进一步构型。

燃料泵的泵衔铁特别优选地被构成环形及燃料的回流路径通过环形的泵衔铁由喷射组件延伸回燃料箱。由此实现了喷射组件的特别紧凑的结构及还可通过燃料回流管路及通过泵衔铁使热量由喷射组件排出到燃料箱中。此外泵衔铁的透流仅可能具有很小的压力损耗。此外优选的是环形的泵衔铁基本上垂直地布置，以致燃料中可能存在的气泡可通过泵衔铁上升及排出到燃料箱中。因为在泵衔铁透流时燃料由于吸收了电磁铁线圈散出的热量而变热，气体由变热的燃料中的排出更增强。燃料的该循环又保证了始终有冷燃料输送到喷射组件。

此外优选的是空气调节器的扁平衔铁被构成环形。由此可保证：磁力线在轴向上穿入及穿出扁平衔铁。此外环形扁平衔铁也允许燃料在扁平衔铁的内部通过喷射组件的中心导流。最好空气调节器具有三个透孔，这些透孔被构成部分环形或肾状。在透孔的边缘上构有或为两个同心环形密封面形式的密封面或为由沿每个透孔的外围设置的凸缘区域构成的密封面。通过这些密封面在小行程时可释放相对大的面积，以致在相对小的打开行程时可提供大的空气量。

特别优选地燃料的回流路径也通过环形的扁平衔铁延伸。由此可使那里可能形成的热量排出及喷射组件可具有特别紧凑的结构。

根据本发明的另一优选构型扁平衔铁借助一个复位弹簧固定在喷射组件的壳体上。该复位弹簧最好是一个环形的盘状弹簧，它使扁平弹簧固定在壳体上。

最好泵室与抽吸室之间的一个连接透孔在泵活塞的轴向上被设置在泵活塞的上死点的下面。由此可作到：在燃料泵的压力建立阶段开始时在泵室中可不立即地建立压力及使可能存在的气体通过该连接透孔由泵室排出到抽吸室中。此外泵活塞可很快地加速到其目标速度，因为在压力建立阶段开始时仅具有很小的燃料的液压反作用力。当连接透孔被活塞关闭时，在泵室中开始了真正的压力建立阶段。

为了提供尽可能简单及成本上有利的结构，泵室与抽吸室之间的连接透孔最好被设置在抽吸室的一个下部环形通道区域中。此外优选的是在下部环形通道区域与抽吸室的一个主区域之间设有一个过滤部件。由此可保证：仅是吸入泵室中的燃料量才被过滤而无需输入到抽吸室中的所有燃料量被过滤。因此燃料的循环部分不被过滤及可达到过滤器更长的耐用性。

根据本发明的一个变换的构型泵活塞具有一个槽，该槽在泵活塞的外圆周上一直延伸到泵活塞的一个向着泵室的压力面。该槽在燃料泵的压力建立阶段开始时形成泵室与抽吸室之间的连接及在泵活塞移动一个预定的行程距离后中断了通过槽的连接。该槽最好为活塞中的一个纵向槽及由此在泵室中压力建立时提供一个缝式控制。

此外优选的是泵活塞的缸整体地构成在喷射组件的壳体上。由此达到喷射装置进一步的简化及成本的下降。该缸例如可为一个轴套。

此外本发明还涉及一种内燃机，它包括正好一个汽缸或正好两个汽缸及一个根据本发明的燃料喷射装置。该内燃机特别优选地包括一个燃料箱，该燃料箱被设置在喷射组件的上面。由此尤其是燃料泵可被设计得非常小。

附图说明

以下将参照附图来详细地描述本发明的优选实施例。附图中表示：

图1：设有根据本发明的第一实施例的喷射装置的小型发动机的概要视图，

图2：根据第一实施例的喷射装置的一个喷射组件的概要视图，

图3：空气调节器的一个密封座的概要俯视图，

图4：沿图3中线IV-IV的一个概要截面图，

图5：一个变换的密封座的概要俯视图，

图6：沿图5中线VI-VI的一个概要截面图，及

图7：根据本发明第二实施例的喷射装置的一个喷射组件的概要视图。

具体实施形式

以下参照图1至4来详细描述具有根据本发明的一个实施例的喷射装置的一个小型发动机1。

图1概要地表示被构成单缸发动机的小型发动机1的结构。该小型发动机1包括一个汽缸3，一个在其内部可往复运动的活塞4，一个控制单元5及一个油箱6。油箱6通过一个燃料输入管路6a与喷射组件2连接。一个燃料回流管路6b由喷射组件2返回油箱6。如由图1概要表示地，油箱6被设置在喷射组件2的上面。由此燃料基于重力通过燃料输入管路6a流到喷射组件2。该喷射组件2被非常概要地表示及包括一个燃料泵，一个具有组合的压力调节器的喷射器及一个空气调节器，以致该喷射组件2被非常紧凑地构成。

小型发动机1还包括一个节流阀7，该节流阀被设置在一个吸气管8中。在汽缸3上还设有一个火花塞9，一个进气阀10及一个排气阀11。标号12表示一个用于空气的旁路管路，它使空气由吸气管8中在空气流动方向上节流阀7前面的一个区域分支出来及直接地导入组合在喷射组件2中的空气调节器中。旁路管路12的一个出口12z在节流阀7的后面通入吸气管8中。

小型发动机1还包括一个排气管路13，它通过排气阀11释放或关闭。此外在排气管路13上设有一个氧传感器14，该氧传感器与控制单元5连接，及控制单元5还与一个冷却水传感器15，一个油温度传感器16及一个用于检测吸气管8中的节流位置、温度及吸气管8中压力的传感器单元17连接。在此情况下控制单元5借助得到的信号控制喷射组件2。

因此根据本发明的喷射装置包括具有一个燃料泵、一个压力调节器、一个喷射器及一个空气调节器的喷射组件2及一个燃输入管路，一个燃料回流管路及一个空气旁路接口，及可被设计成特别地紧凑及结构小。此外根据本发明的喷射装置可在成本上非常有利地制造及尤其可预先预装配成完备的喷射组件，以致它作为紧凑型结构的组件仅需被安装到小型发动机1上。因此通过四个单独部分即燃料泵，压力调节器，喷射器及空气调节器组合在一个喷射组件中保证了可简单且成本上有利的制造性。燃料泵及空气调节器在此情况下由一个共同的致动器操作。由此根据本发明的喷射装置2例如可使用在两轮车或割草机的小型发动机中。

图2表示喷射组件2的细节图。在该喷射组件2中组合了燃料泵20a，压力调节器20b，喷射器20c及空气调节器20d。为此设有一个壳体25，它由塑料注塑制成。在此情况下压力调节器20b是喷射器20c的组成部分。这里一个共同的致动器同时操作燃料泵20a及空气调节器20d。在此情况下该共同的致动器包括一个线圈21，一个泵衔铁22及一个用于空气调节器的扁平衔铁23。壳体25借助一个盖24封闭。

如由图2可看到的，泵衔铁22被构成环形的及具有圆柱形状，因而在泵衔铁22中构有一个透孔22a，通过该透孔燃料可由燃料输入管路6a流到燃料回流管路6b。线圈21设有一个塑料包封注塑部分21a及被一个磁路40包围。这里标号41与42指示磁路第一分隔点与磁路第二分隔点。用于线圈21的电端子44构成在壳体25的侧向上。

燃料泵20b除泵衔铁22外还包括一个圆柱形的活塞26及一个圆柱形的轴套35。活塞26在轴套35中导行。第一复位弹簧27使活塞达到图2中所示的原始位置，该位置表示一个抽吸冲程的终端。为了支撑第一复位弹簧27在活塞26上构有一个环形法兰盘26a。活塞26通过一个弯弓31与环形的泵衔铁22连接。这里弯弓31可松动地设置在泵衔铁22与活塞26之间或与这一个部件或两个部件连接。在此情况下第一复位弹簧27用其另一端部支撑在壳体25的一个内部环形法兰盘区域25c上(见图2)。

喷射组件2还包括一个抽吸室30，燃料输入管路6a通入到该抽吸室中。在抽吸室30中也设有燃料泵20a。抽吸室30包括一个环形通道区域30a，该环形通道区域被设置在抽吸室下部区域与壳体25的环形法兰盘区域25c相邻之处。环形通道区域30a借助一个过滤器37与抽吸室30的其余部分分开。

燃料泵20a还包括一个泵室29，处于压力下的燃料可被置入该泵室中，以便通过喷射器20c喷射到吸气管8中。喷射器20c被设置在喷射装置的一个端部上及还整体地包括喷射组件的压力调节器20b。压力调节器20b包括一个计量节流孔32及一个止回阀33，止回阀33被一个第三复位弹簧34预偏压。这里第三复位弹簧34支撑在一个支撑圈38上，该支撑圈被固定在壳体25上。

空气调节器20d-如由图2可看到的-包括一个扁平衔铁23，一个密封座43及一个充气室45。扁平衔铁23借助一个第二复位弹簧28固定在壳体25上，在该实施例中第二复位弹簧为一个环形的扁平弹簧。这里第二复位弹簧28例如可通过夹持被固定在壳体25与盖24之间。密封座43可更清楚地由图3及4看到。这里在密封座43上构有三个部分环形的孔51，52，53。在此情况下孔51，52，53在内侧上由一个凸起的内圈54限定及在外侧上由一个凸起的外圈55限定。这里内圈54与外圈55构成实际的密封面，扁平衔铁23紧密地贴在该密封面上。孔51，52，53之间的区域比内圈54上与外圈55上的密封面稍微低一些，以致当扁平衔铁23打开时将露出内圈54与外圈55之间的整个环形横截面。如由图2可看到的，在扁平衔铁23的下面设有充气室45，该充气室将保证线圈21通电流时扁平衔铁23的打开运动。

在抽吸室30与泵室29之间还设有一个连接透孔36。这里该连接透孔36尤其通入抽吸室30的环形通道区域30a中。在此情况下连接透孔36包括轴套35中的孔35a及壳体25的环形法兰盘区域25c中的孔25b。这里连接透孔36在喷射组件的轴向X-X上位于活塞26的上死点的下面一些。由此得到用于泵室29中压力建立的缝式控制，因为仅当活塞26完全移过连接透孔36及该连接透孔被活塞26的侧壁封闭时才实现泵室29中压力的建立。在此情况下活塞26的一个向着泵室29的压力面26b构成控制边缘。

这里根据本发明的喷射组件的功能如下。图2表示在抽吸冲程终端上活塞的一个位置。在此状态下线圈21被通电，以致一方面扁平衔铁23向着箭头A的方向移动及另一方面环形的泵衔铁22向着箭头B的方向运动。这里应指出，取决于电流强度也可以是：仅是扁平衔铁23运动，以致空气调节器20d打开，而燃料泵20a未被操作。但在足够的电流强度的情况下空气调节器20d与燃料泵20a同时被操作，以致一方面扁平衔铁23运动及另一方面环形的泵衔铁22向着箭头B的方向运动。由此活塞26通过弯弓31也向着箭头B的方向运动。但在压力冲程开始时在泵室29中仍不进行压力建立，因为活塞26还未移过连接透孔36。仅当活塞26完全地移过连接透孔36，在泵室29中才开始压力的建立。一旦泵室29中达到一个足够的压力，止回阀33抵抗复位弹簧34的力打开。由此燃料可由泵室29通过计量节流孔32喷射到吸气管8中。在此情况下通过计量节流孔32的直径及第三复位弹簧34的弹簧力的选择来实现喷射压力大小的调节。一旦泵室29中的压力又下降到打开压力以下时，第三复位弹簧34使止回阀33又返回到初始位置中，在该位置中止回阀33紧靠在整体地构成在壳体25上的阀座25a上及泵室29被关闭。由此结束了燃料的喷射及线圈21的通电也可结束。然后第一复位弹簧27使活塞26又返回到初始位置中，这时通过弯弓31也使环形的泵衔铁22复位。一旦活塞26移过连接透孔36，就开始了燃料从环形通道区域30a到泵室29的抽吸。因为仅从环形通道区域30a进行该抽吸，实际被抽吸的燃料才需通过过滤器37过滤。由此过滤器37具有一个很长的寿命。

因为泵衔铁22在轴向上开有透孔，燃料可由燃料输入管路6a通过抽吸室30到燃料回流管路6b在轴向上自由地流过泵衔铁22。由此喷射组件能以很小的压力损耗通过流体。因为燃料尤其在空心管形式的泵衔铁22中流过，可很好地吸收线圈21散出的热量。由此使燃料变热及上升并流过燃料回流管路6b返回油箱。因此在喷射装置工作期间导致燃料的循环，该循环使热量持续地通过燃料回流管路6b导出。这还附带地产生一个效果，即如果燃料变热时形成气泡，这些气泡可简单地通过泵衔铁22中基本上垂直定向的孔22a向上导出。

因为扁平衔铁23也被构成环形的，回流路径可通过喷射组件的中心地设置。由此得到一个特别紧凑的结构。还应指出，磁路40可被设置成插入部件及可在壳体压力注塑时被注塑在壳体中。轴套35最好通过压配合被压入到壳体25中。由此喷射组件可成本上特别有利地及用少的零件数目来制造。

图5及6表示扁平衔铁23的一个变换的构型。这里扁平衔铁23也具有三个孔51，52，53。但这里密封座沿每个孔51，52，53的外圆周单独地设置。在此情况下该变换的扁平衔铁尤其具有一个优点，即对于打开仅需要小的力，因为与图3及4中所示的扁平衔铁相比较一个减小了孔51，52，53之间的中间区域的区域与旁路管路12形成接触。

此外应指出，视扁平衔铁23上密封度的要求而定为了更好的密封例如可在密封配合件的一个或两个上设置塑料件或橡胶件或密封层。

图7表示根据本发明的第二实施例的一个喷射装置，其中与上一实施例相同或功能相同的部分用相同的标号指示。

这里该第二实施例基本上相应于第一实施例，其中在第二实施例中与第一实施例不同地设有用于泵室29的另一缝式控制部分。如由图7可看到的，在活塞26中设有一个构成在轴向X-X上的槽50。当活塞26处于活塞行程的上部区域时，通过该槽50形成泵室29与抽吸室30之间的连通。因此当活塞26移动直到槽50被轴套35覆盖并中断了泵室29与抽吸室30之间的连通时，在泵室29中才开始压力的建立。该压力建立可特别简单地实施，而无需例如在法兰盘区域25c或轴套35中设置孔。这里的缺点仅在于，所有的燃料容积流必需被过滤，而不再可能仅过滤抽吸到泵室20中的燃料。因此燃料过滤器必需设置在燃料输入管路6a中。其余部分相应于以上的实施例，由此可参考前面给出的说明。

所述的实施例给出了一个喷射组件2，它可特别紧凑地构成及通过扁平衔铁23与泵衔铁22的环形构型允许燃料轴向地流过喷射组件。由此尤其可避免由发热引起的问题，因为通过燃料的循环可由燃料吸收在工作中散发的热量及可导回到油箱中。由此可达到特别高的工作可靠性。

Claims (12)

1.喷射装置，包括一个燃料泵(20a)，一个压力调节器(20b)，一个喷射器(20c)及一个空气调节器(20d)，其特征在于：所述燃料泵(20a)，喷射器(20c)及空气调节器(20d)为一个喷射组件(2)的组合的组成部分，所述压力调节器(20b)为所述喷射器(20c)的组合的组成部分，所述燃料泵(20a)包括一个活塞(26)，一个泵衔铁(22)及一个泵室(31)，所述空气调节器(20d)包括一个阀座(54，55)及一个扁平衔铁(23)，所述泵衔铁(22)与扁平衔铁(23)借助一个共同的线圈(21)来操作。

2.根据权利要求1的喷射装置，其特征在于：所述泵衔铁(22)被构成环形，燃料的回流路径通过所述环形的泵衔铁延伸。

3.根据以上权利要求中任一项的喷射装置，其特征在于：所述空气调节器(20d)的所述扁平衔铁(23)被构成环形。

4.根据权利要求3的喷射装置，其特征在于：燃料的回流路径通过所述环形的扁平衔铁延伸。

5.根据以上权利要求中任一项的喷射装置，其特征在于：所述扁平衔铁(23)借助一个复位弹簧(28)固定在壳体(25)上。

6.根据以上权利要求中任一项的喷射装置，其特征在于：所述泵室(29)与所述抽吸室(30)之间的一个连接透孔(36)在所述泵活塞(26)的轴向(X-X)上被设置在所述泵活塞的上死点的下面。

7.根据权利要求6的喷射装置，其特征在于：所述连接透孔(36)通入所述抽吸室(30)的一个下部环形通道区域(30a)中。

8.根据权利要求7的喷射装置，其特征在于：在所述环形通道区域(30a)与所述抽吸室(30)的一个主区域之间设有一个过滤器(37)。

9.根据权利要求1至5中任一项的喷射装置，其特征在于：所述泵活塞(26)具有一个槽(50)、尤其一个纵向槽，该槽在所述泵活塞(26)的外圆周上一直延伸到所述泵活塞(26)的一个向着所述泵室的压力面，在所述燃料泵(20a)的压力建立阶段开始时所述槽(50)形成所述泵室(29)与所述抽吸室(30)之间的连接及在所述泵活塞(26)移动一个预定的行程距离后中断了通过所述槽(50)的连接。

10.根据以上权利要求中任一项的喷射装置，其特征在于：所述泵活塞(26)被设置在一个固定在所述壳体(25)中的轴套(35)内。

11.根据以上权利要求中任一项的喷射装置，其特征在于：所述压力调节器(20b)包括一个向外打开的阀件(33)，一个预偏压所述阀件(33)的弹簧件(34)及一个计量节流孔(32)，以便调节喷射压力。

12.内燃机，包括正好一个汽缸或正好两个汽缸及一个根据以上权利要求中任一项的喷射装置。

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