TW201002936A - Compact injection device having a flat armature air adjuster - Google Patents

Description

201002936 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 泵 本發明係關於一種緊密喷油裝置，該噴油裝置具有、 壓力調節器、噴油器及空氣調整器。 【先前技術】 先前技術中存在多種採用不同設計之習知噴油裝置。 僅具有-或兩個汽缸及較小汽紅容量的小型内燃機出 本及安裝空間原因需要獨立的解決方案。舉例而言，此， 小型内燃機之應用領域為兩輪車、三輪車或割草機 喷油農置通常包括位於油箱内且帶有壓力調節器之油泵 其中，該油泵以預定麼力將燃油輸入一管路（例如導動’ 巾^ ㈣心在控«置控制下將姆 油噴入吸油管或直接噴入燃燒室。然此類喷油襄置福 雜且特別昂貴，因而亦令小型内燃機之成本極复“ ’ EP 1 340 906 B1揭示一種帶電子控制裝置=油裝 ，該贳油裝置之喷油器靠近泵活塞布置。 … 回油箱夕 ώ其 匕外’燃油流 由相之回流官路中設置有初壓閥，該初 墼縮仃程之初始階段為燃油施加 ;' _將壓力室内的一部分燃油排入回流中’該初

:主：在於減少噴油器内之汽泡形成。然該噴油=之二 冓相當複雜，需佔用較大安裝空間。 、H 【發明内容】 與之相比，本發明具有請求項i之特 有、·、“冓極緊密之優點。此外，本發明 釣由裝置具 、/ 4置易於製造， 201002936 且造價低廉。根據本發明，該喷油裝置包括油果、用 節喷油屢力的壓力調節器、噴油器及空氣調整器，該等部 件為-噴油模組之一體式組成部分。該喷油模組為一 積緊毪”且##中’壓力調節器係為噴油器之一體式組 部分:除噴油模組外，本發明之喷油裝置亦包括供油管、 回油管及空氣旁通管。油泵包括活塞、泵錨件及泵室，在 該泵室内可對燃油施加壓力。空氣調整器包括閥座及扁平 “件其巾’藉由—共用線圈可對件及4平錯件進行 操縱’因而僅需藉由一個電連接件即可為空氣調整器及油 泵設置共用致動器。該喷油模組可實現完整預裝，只需將 ，、連接在必要之連接件上，再直接裝入車輛内。該喷油模 組之組件較佳布置在該噴油模組的共用外殼内。除喷油模 組之緊密性外’該噴油裝置亦具有可將用於該喷油模組之 其他組件最小化的優點。 本發明之較佳改良方案由各附屬項給出。 根據一尤佳設計方案，油泵之泵錨件呈環形，燃油自 喷油模組流回油箱的回流路徑穿過該環形泵錨件。藉此可 :喷油模組具有特別緊密的結構，此外，ϋ由燃油；過粟 錫件之回流亦可將噴油模組的熱量排人油箱。《需較小壓 力損失即可實現泵料之通流。根據另—較佳設計方案， 該環形泵錨件基本豎直布置，在此情況下’燃油中可能存 在之氣泡可在上升過程中穿過果錯件，進人油箱。燃油穿 過泵錨件時被其所吸收的電磁線圈廢熱加熱，藉此可進一 〆加強對文熱燃油的除氣作用。此種燃油循環此外亦確保 201002936 向噴油模組的總是冷燃油。 成環ΓΓ較佳設計方案’空氣調整器之扁平錯件設計 此可確保磁力線沿轴向出入該扁平錫件。此J 衣形扁平錨件亦可令燃油在 組。空氣㈣…土 ❺十知件内4居中穿過噴油模 該等诵：！ 個呈部分環形或腎形的通孔。 之邊緣上構建有密封面，該等 心環形密封面之形式，抑^ :讀面或為兩個同 突出邱眘 卩或藉由沿每個通孔之圓周設置的 犬出邛而實現。藉由 ^ ± 寸在对面之β又置，僅需較小位移即 ==大面積’亦即’僅需較小開啟行程即可提供較大 平r:據尤佳叹：方案，燃油回流路徑亦穿過該環形扁 a 7 °此可將環形扁平錨件中可能產生的熱量排出， 7賀油模組具有特別緊密的結構。 根據本發明之另一較讯 探锌m 权佳5又叶方案，扁平錨件藉由復位 彈育固疋在喷油模組夕々k紅 、、’卜λ又上。該復位彈簧較佳為一將扁 平錨件固定在外殼上的環形碟簧。 自& &塞之#向看’I室與吸人室之間的連接通道較 佳布置在泵活塞之上側 死點的下方。在此情況下，當油泵 之壓力恢復階段開始時， , 了糸至内無法立即恢復壓力，而是 藉由該連接通道將可能存在之氣體自泵室排入吸入室。此 n活塞亦可μ加速至其目標速度因為壓力恢復階 段開始時，僅存在燃油所產生之較小液塵反作用力。連接 通道被活塞封閉後，恧金 階段。 7至内即開始真正意義上的議復 7 201002936 為能最大程度地簡化結構、降低成本，泵室與吸入室 之間的連接通道較佳布置在吸入室之下部環形通道區内。 根據另一較佳實施方案’吸入室之下部環形通道區與主區 之間布置有過濾元件。藉此可確保僅對吸入泵室之燃油量 進订過慮’而無需對輸入吸入室之總燃油量進行過濾。亦 即，不對參加循環的燃油進行過濾，藉此可延長過濾器的 使用壽命。 根據本發明之替代性設計方案，泵活塞具有一空隙， 6亥空隙在泵活塞的外圓周上一直延伸至泵活塞朝泵室定向 的壓力面。邊空隙於油泵之壓力恢復階段開始時在泵室與 吸入至之間建立連接，該連接在泵活塞移動一定距離後被 解除。該空隙較佳為活塞中的一縱槽，藉此可在泵室内之 壓力恢復過程中實現縫式配氣。 根據另-較佳設計方案，喷油模組之外殼上設置有 於泵活塞的套筒，該套筒與外殼成一整體。藉此可進一 嶋油裝置之結構，進一步降低噴油裝置之成本。… §之，該套筒可為一汽缸套。 本發明此外亦關於一種内揪德，h ^ 裡Η燃機，该内燃機精確包括 或兩個汽缸及一本發明之噴 Η 衣直根據一尤佳設計 案’該内燃機包括一油箱，★玄湳益古 L 相4油相布置在噴油模組上方 藉此可顯著縮小油泵之設計尺寸。 【實施方式】 下面藉由圖1至圖4對一 該小型電動機具有採用本發明 小型電動機1進行詳細說明， 之實施例的噴油裝置。 8 201002936 圖1展示設計為單4 型電動冑1包括沐 ^電動機1的結構圖。小 4、控制單元5及：箱/、可在該汽虹内做往復運動的活塞 3及，由相6。油箱6藉由供、法放a 2相連。回油管6,自噴油模組2向::=與噴油模組 不，油箱6布置在噴油模組2上方。因此，^、。如圖1所 用下沿供油管6 、* 燃油在重力作

簡單’其包括油泵、帶整合式壓力：=之圖示極其 調整器，因此，噴 力調即15之嘴油器及空氣 小型電動機=具有極緊密之結構。 7。汽-3上布置有火^括布置在吸油管8内的節流閥 流動方向為基準位於二旁通管將吸油管8以空氣 此部分空氣直接導向域内的空氣分流，並將 旁通管12的出口 12z /吴組2中的空氣調整器。 卽流閥7後面與吸油瞢S、查、3 小型電動機！此外亦包_1 ^ 8連通。 該排氣管之開通及封閉。排氣s 非出閥11負責 該氧感測器與控制單元 S上设置有氧感測器14， 測器心油溫感測器16及_\控制單元5另與冷卻水感 用於感測節流閥位置*凡17相連，該感測單元 控制單元5根據接收到的信；』：二…力。其中， 介日n 了贺油杈組2進扞批制。 ’、，本發明之噴油裴置包括嗜& " 油管及空氣旁通接頭，其中 ^由模組2、供油管、回 調節器、噴油器及空氣調整/油模組2具有油果、麼力 特別緊密之小體積設計。此外目此’該噴油裝置可採用 ’本發明之喷油裝置造價極 9 201002936 即可作為完整喷油模組進行預裝，因而只需將直 =緊'模塊裝入小型電動…可。藉由將油泵'壓； ::可氣調整器等四個零件整合在該噴油模 了簡化製造’降低成本。其中，油栗及空氣調敕考 由一共用致動器操縱。借此可將本發明之喷油裝置 在兩輪車或割草機的小型電動機上。 " 圖2為噴油模組2之詳圖。喷油模組2中整 2〇a、壓力調節器2〇b、 '栗 設置有一…… C及空氣調整器2〇d。為此 " ^外殼係用塑料以射出成型法製成。直 中，屢力調節器鳩係為喷油器2〇c之組成部分。致 動器同時對油粟2〇a月介々 ，、用致 動琴包括缘圈” i工軋調整器20d進行操縱。該共用致 動“括線圈2卜系錨件22及用 件〜外殼25由一護蓋“封閉。氣之扁千錫 銷件所示，㈣件22採用環形設計’呈圓柱形。粟 ,“ 因此而產生—通道22a，燃油可藉由該通道自供 油^流向回油f 6b。線圈21配有擠磁 路40白囹 _ , t 被一磁 二磁分離點。…伐41及42分別表示第-磁分離點及第 面^離點1於線圈21之電連接件44布置在外殼⑴則 柱形汽缸：：22外油泵2〇b亦包括圓柱形活塞26及圓 活塞26插入在汽缸…。第-復位彈 入行程：」：入二2所示之起始位置’該起始位置係吸 27的環形凸缘2:a=上布置有用於支承第一復位彈菁 ‘ 活塞26藉由弓形件31與環形泵錨件 10 201002936 22相連。弓形件3 1可不固定地布置在泵錨件22與 之間’抑或與該兩個部件中的一個相連，或與該兩個部件 皆相連。第一復位彈簧27之另一末端支承在外殼25的内 側環形凸緣區2 5 c上（參見圖2 )。 喷油模組2此外亦包括吸入室3〇，供油管6a與該吸入 室連通。油泵20a亦布置在吸入室3〇内。吸入室3〇包括環 形通道區30a’該環形通道區在吸入室之底部區域内與外殼 25之環形凸緣區25c相鄰布置，環形通道區3〇a 器37與吸入室30之其餘部分隔開。 错由、4 油泵20a此外亦包括豕室29，在該果室内可對燃油施 加壓力，以便藉由噴油器2〇c將燃油噴入吸油管8内。噴油 器20c布置在噴油件的末端，亦包括噴油模組之壓力調節器 鳩且與之成一整體。壓力調節器施包括定量閥Μ及止 回閥33,該止回閥由第三復位彈簧34施加預力。其中，第

二復位彈簧34支承在支承产Q 衣38上，該支承環固定在外殼 上。 如圖2所示，空氣調整 座43及充氣室45。__ '括扁平料23、密封 在外殼25上，該第二復位：-復位彈簧28固定 簧。舉例言之，第二復位== 25與護蓋24之間。密封上由夹緊件固定在外殼 圖示。密封座43中存在：個邱、圖3及圖4中有更詳細之 等通孔5b52、53u Ρ分環形通孔51、52、53。該 52、兄之内側由— 由―突出外環55界定。内環外㈣ 及外續55真正構成用於密 11 201002936 封扁平料23之密封面。通孔Mu 深於内環54及外璟μ以& 間的區域略 n ,, B± " 上的岔封面，因而當扁平錨件23祜 開啟％ ’可開放 3被 4 @ 1 與外展55之間的整個環形#而 如圖2所示，充氣室4 4截面。 亚加At H 牡狗十1田件2 3下方，確你巨 田件η可在線圈21通電時進行開啟運動。 吸入室30與泵官‘ H ^ , 之間亦布置有連接通道36。連接 通道36與吸入室3〇 接 ^ , 衣形通道區30a連通。其中，連接通 道36包括位於汽缸套3 堤拱逋 带 上的開口 35a及位於外殼25之環 I凸緣區25c内的開口 25b。白 接通，曾w幻 自嗔油模組之軸向X-X看，連 36略低於活塞26之上側死點布置。藉此可實現用 ::至巧内之塵力恢復的縫式配氣，因為只有當活塞％ 疋王越過連接通道36，該連接通道被活塞％之側壁封閉 時：果室29内才能實現壓力恢復。其中，活塞％朝泵室 29疋向之壓力面26b構成控制邊緣。 本發明之噴油模組的功能如下。圖2展示處於吸入行 程之端位的活塞。在該狀態下，線圈21通電，從而令扁平 錫件23沿箭頭a之方向運動，環形泉銷件22沿箭頭b之 方向運動。此處須指出，視具體電流強度而定，亦可僅由 扁平i田件23進行運動，藉此開啟空氣調整器观，然油果 未又操縱。然當電流強度足夠大時，空氣調整器2〇d及 油泵2〇a同％欠到操縱，從而一方面令扁平錯件進行運 動，另一方面令環形泵錨件22沿箭頭B之方向進行運動。 在此If況下，活塞2 6亦藉由弓形件3丨沿箭頭b之方向進 行運動。然當壓縮行程開始時，泵室29内尚不發生壓力恢 12 201002936 復，因為活塞26尚未越過連接通道36。只有當活塞26完 2越過連接通道36後，泵室29内才會開始恢復^力。2 =Μ内一旦達到足夠大的壓力，止回閥33即會克服復位 彈簧34之作用力而開啟。此時即可藉由定量閥32自泵室 29將燃油喷入吸油管8。其中，藉由對定量閥^之直徑及 第三復位彈簧34之彈力進行選擇，可對喷射壓頭進行控 制。泵室29内之壓力一旦再度下降至開啟壓力以下，第三 復位彈簧34即會將止回閥33重新送入起始位置，處於該 起始位置之止回閥33緊密抵靠在一體式形成在外殼乃上 的閥座25a上，從而將泵室29封閉。燃油喷射至此結束， 亦可結束對線圈之通電。第—復位彈簧27隨後將活塞 %再度送入起始位置，在此過程中，環形泵錨件22亦在弓 形件3 1之作用下復位。活塞％ 一旦越過連接通道，即 開始將燃油自環形通道區3〇a吸入泵室29之過程。由於所 吸入之燃油僅來自於環形通道區術，因而只需用過濾器π 對實際吸取的燃油進行37因此而具有極長的 使用壽命。 …由於泵錨件22為軸向鑽穿，因此，燃油可沿軸向自供 由g 6a丄由吸入至3〇及泵錨件22流向回油管抑。藉此可 μ力#失實現嘴油模組之通流。由於燃油流經空 心管狀之m 22,因而亦可對線圈21之廢熱進行極佳吸 收。在此情況下’燃油受熱上升，經由回油管⑼流回油箱。 藉此在喷油裝置工作過程中實現燃油循環，並藉由回油管 實現連、貝放熱。該措施之附加效果係為，若在燃油受熱 13 201002936 時產生氣泡’則可簡單藉由泵錨件22内基本為豎直定向的 鑽孔22a向上排出該等氣泡。 由於扁平錯件23亦呈環形，因而可設定穿過喷油模組 中心之回流路徑。藉此可產生極緊密之結構。此處須指出， 磁路40可設計為嵌入件，在用射出成型法製造外殼25時， 可將该磁路射入該外殼内。汽缸套35較佳藉由壓配合工藝 壓入外α 2 5内。藉此可以特低成本及較少零件數製造該 油模組。 圖及圖6展示扁平錨件23之替代設計方案。採用 °又计方案之扁平錨件23同樣具有三個通孔5丨、Μ、Μ。 此處之密封座係沿每個通孔5卜52、53之外圓周分離設置 :種替代扁平料之優點主要在於，開啟時僅需施加較 用力因為與圖3及圖4所示之扁平錯件相比，該替 平錨件與旁通管12接觸的區域中不包括通孔5卜52、: 之間的區域。 此處須指出，視扁平錫件23之具體密封要求亦可在 Τ —個或兩個卷您& μ #在封件上設置塑料元件、橡膠元件或; 封塗層，以期取得更佳之密封效果。 圖7展示採用本 相同或相同功^ ^ 例之贺油裝置，其中 號。 11 °件採用與前一實施例相同的元件： 第一實施例與笫一., 第 式 ‘實施例為，不同之處在 如圖7所示“不同於第-實施例之縫式配 / 土 26中設置有—沿軸向χ_χ定向 14 201002936

:K 5〇。當活塞26處於活塞行程之上部分區時，槽5〇將泵室 29與吸入室30相連。在此情況下，只有當活塞26運動至 槽50被汽缸套35遮住，泵室29與吸入室3〇之間的連接 解除時，泵室2 9内才開始恢復壓力。此種壓力恢復極易實 現，無需在凸緣區25c及汽缸套35上設置開口。缺點僅在 於須對總燃油體積流量進行過濾，因為此時無法再做到僅 對被吸入泵室20的燃油進行過濾。因此，濾油器須設置在 供油管6a中。本實施例在其他方面與前一實施例相符，因 而可參見前一實施例所給出的說明。 上述實施例均指向一結構特別緊密的噴油模組2，藉由 扁平錨件23及泵錨件22之環形設計可實現燃油在該噴油 、\ '、且内的轴向通流。藉此可避免產生與熱相關的問題，因 為燃油在其循環過程中可吸收裝置工作時所產生的熱量， 並將其回輪至油箱。藉此可達到特別高的工作可靠性。 【圖式簡單說明】 二 】、型電動機之示意圖，該小型電動機具有採 用本發明第一實施例之喷油裝置； 圖圖2為採用第—實施例之喷油裝置之喷油模組的示意 圖3為空氣調整器之密封座的俯視圖； 圖4為沿圖3之Ιν·Ιν線截取的剖視圖； 為替代性密封座之俯視圖； 圖 6 為 c 圖7 /圖5之VI_VI線截取的剖視圖；以及 7為採用本發明第二實施例之喷油裝置之嘴油模纪 15 201002936 的示意圖。 【主要元件符號說明】 1 :小型電動機 2 :喷油模組 3 :汽缸 4 :活塞 5 :控制單元 6 :油箱 6a :供油管 6b :回油管 7 :節流閥 8 :吸油管 9 :火花塞 10 :進入閥 11 :排出閥 12 :旁通管 12z :出口 1 3 :排氣管 1 4 :氧感測器 1 5 :冷卻水感測器 1 6 :油溫感測器 17 :感測單元 2 0 a ·油泉 20b :壓力調節器 16 201002936 20c :噴油器 20d :空氣調整器 21 :線圈 2 1 a :擠塑塗層 22 :泵錨件 22a :通道，鑽孔 23 :扁平錨件 24 :護蓋 25 :外殼 25a :閥座 25b :開口 25c :環形凸緣區 26 :活塞 26a :環形凸緣 26b :壓力面 27 :第一復位彈簧 28 :第二復位彈簧 29 :泵室 3 0 :吸入室 3 0 a :環形通道區 3 1 :弓形件 32 :定量閥 33 :止回閥 34 :第三復位彈簧 201002936 3 5 :汽缸套 3 5a :開口 36 :連接通道 3 7 :過濾器 38 :支承環 40 :磁路 41 :第一磁分離點 42 :第二磁分離點 43 :密封座 44 :電連接件 45 :充氣室 50 :槽 5 1 :通孑L 5 2 :通孑L 5 3 :通孑L 54 :内環 5 5 :外環 A :箭頭 B :箭頭 18

Claims (1)

1. 201002936 七、申請專利範圍： I.一種喷油裝置，包括油泵（20a)、壓力調節器（2〇b)、 喷油器（20c)及空氣調整器（20d)，其特徵在於，該油果 (20a)、該喷油器（20c)及該空氣調整器（2〇d)係為一緊 密喷油模組（2)之一體式組成部分，該壓力調節器（2〇b) 係為該喷油器（2〇c)之一體式組成部分，該油泵（2〇y包 括活塞（26)、泵錨件（22)及泵室（31)，該空氣調整器 (20d)包括閥座（54，55)及扁平錨件（23)，藉由一共 用線圈（21)可對該泵錯件（22)及該爲平錯件⑺）進 行操縱。 2·如申請專利範圍第1項之喷油裝置，其中： /泵4田件（22 )呈核形，燃油回流路徑穿過該環形果 3.如申請專利範圍第1或第2項之噴油裝置，盆中·· ^調整器（20d)之扁平銷件（23)設計成環形。 如申請專利範圍第3項之噴油裝置，1中. 該燃油回流路徑穿過該環形扁平錫件⑺)。 上 =專利範圍第1或第2項之嘴油裝置，其中： "件（23)藉由復位彈簧（28)固定在外殼（25 T請專利範圍第 自兮= a布ζ項之噴油裝置，其中： θ 5亥豕活塞（26)之軸合r v 吸入室hA、 <釉向（X-X)看，該泵室（29) # 〇)之間的連接诵冶γ 側死點的7 、道（36 )布置在該泵活塞之J 卜方。 19 201002936 f其中·. 之下部環形通道 7 ·如申請專利範圍第6項之噴油裝置 該連接通道（36)與該吸入室（3〇) 區（30a)連通。 8 _如申睛專利範圍第7項之喷油裝置，其中· 該吸入室（30)之下部環形通道區（3〇a)與主區之間 布置有過濾器（37)。 S 9·如申請專利範圍第1或第2項之噴油裝置，其中： 該泵活塞（26)具有一空隙（50)，特定言之係一縱槽， 該空隙在該泵活塞（26)的外圓周上—直延伸至該泉活塞 (26)朝該泵室定向的壓力面，該空隙（5〇)於該油泵（2如 之壓力恢復階段開始時在該|室（29)與該吸入室（3〇)' 之間建立連接，該連接在該|活塞（26)經過—定之行程 長度後被解除。 10·如申請專利範圍第i或第2項之喷油裝置，其中： 該栗活塞（26)布置在—汽知套（35)中，該汽缸套 固定在該外殼（25 )内。 11. 如申請專利範圍第1或第2項之喷油裝置，其中： 該壓力調節器（鳩）包括開口向外的閥元件（33)、 元件施加預力的彈性元件（34)及定量閥（32)， 以便對噴油壓力進行調節。 12. 一種内燃機，其精確包括一或兩個汽缸及如上述請 求項中任一項之喷油裝置。 20