二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料泵的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料泵，包括箱體，所述箱體一側安裝有驅(qū)動軸，所述箱體腔內(nèi)設置有可將驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為直線運動的傳動裝置，所述箱體另一側安裝有泵頭，所述泵頭包括左泵頭和右泵頭，所述左泵頭和右泵頭在結合面處共同形成的中空腔體由隔膜分成獨立的兩部分，一半密封液壓油，形成液壓缸結構，另一半吸排二甲醚，整體結構簡單供油效率高、壓力脈沖小等特點，能有效解決二甲醚因低粘性帶來的柱塞偶件磨損問題，并能滿足車用化要求。
【專利說明】二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料泵

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發(fā)動機領域，具體地指一種二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料栗Ο

【背景技術】
[0002]二甲醚因其沒有毒性、沸點低、來源廣、成本低且其十六烷含量高于柴油而被作為代替柴油的清潔燃料之一。研宄表明，二甲醚燃料能使傳統(tǒng)的直噴式柴油機的功率提高16%，熱效率提高2%?3%，Ν0χ排放降低約40%，壓力升高率由原來的0.6MPa/°C Α下降到0.28?0.47MPa/°C A，實現(xiàn)無煙燃燒，噪聲也明顯降低；甚至能夠滿足嚴格的歐洲第IV階段排放限制標準和美國加州超低排放車輛(ULEV)標準。
[0003]但二甲醚的物化特性與柴油相比存在明顯差異而不能直接在柴油機上使用，首先二甲醚霧化壓力在lOMPa左右，而柴油霧化壓力在80?90MPa，所以二甲醚并不需要如此高壓的柴油機噴油泵裝置，其次，二甲醚的低粘性(黏度約為柴油的1/10?1/20)容易導致高壓供油系統(tǒng)中的噴油泵的柱塞偶件極易磨損，造成燃料供應量不足及泵油壓力低等后果Ο
[0004]在已有的研宄中，主要有兩種方案來解決噴油泵柱塞偶件的磨損與泄漏問題:一種是將二甲醚與柴油高比例混合使用，另一種是在二甲醚燃料中加入潤滑改進劑。研宄表明，高比例二甲醚與柴油混合燃料相對于純二甲醚雖可有效地改善高壓柱塞偶件早期磨損及泄漏，但從長遠角度來看，并未根本解決噴油泵柱塞偶件的磨損與泄漏問題；另外，在二甲醚燃料中加入潤滑改進劑后，雖能從一定程度上減輕偶件磨損，但對燃燒和排放性能將造成負面影響，當添加量超過一定比例后會明顯產(chǎn)生顆粒，即ΡΜ的排放。
[0005]基于以上所述，現(xiàn)有的噴油泵不能滿足二甲醚發(fā)動機燃料需求，需要設計一種新型的適合二甲醚發(fā)動機的噴油泵。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的就是要克服上述克服現(xiàn)有噴油泵不能滿足二甲醚發(fā)動機燃料的加壓需求，提供一種結構簡單，壓力小、可以解決二甲醚低粘性帶來的磨損泄漏問題的二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料泵。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所設計的二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料泵，包括箱體、帶有滾動軸承的驅(qū)動軸將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為直線運動的傳動裝置、柱塞和泵頭，所述驅(qū)動軸穿過箱體一側側壁與傳動裝置的輸入端連接，所述滾動軸承安裝在箱體內(nèi)并與箱體的內(nèi)壁抵接，所述傳動裝置位于箱體內(nèi)，所述柱塞與傳動裝置的輸出端連接，其特征在于:所述泵頭包括設有液壓腔和油孔的左泵頭及設有二甲醚通道和二甲醚通孔的右泵頭，所述左泵頭固定在箱體上，所述液壓腔位于箱體內(nèi)并通過壓緊螺母與柱塞的一端密封連接，所述右泵頭與左泵頭連接且結合面處為中空腔體結構，所述中空腔體結構由中間隔膜分隔形成左部油液腔和右部二甲醚腔，所述油液腔與液壓腔之間由油孔連通，所述二甲醚通道與二甲醚腔之間由二甲醚通孔連通，所述二甲醚通道的兩端分別設有出油孔和進油孔。
[0008]進一步地，所述傳動裝置包括固定在箱體上的滾輪架、聯(lián)軸器和平面凸輪盤，所述滾輪架套接在驅(qū)動軸外并分別與驅(qū)動軸軸肩和滾輪盤連接，所述滾輪盤上設置有多個滾輪，所述滾輪架內(nèi)設置有聯(lián)軸器，所述連軸器一端與驅(qū)動軸軸端連接，另一端與平面凸輪盤連接，所述平面凸輪盤的A面設置有多個凸輪，所述A面與滾輪抵接，所述平面凸輪盤的B面與柱塞的另一端連接。平面凸輪盤轉(zhuǎn)動一周，柱塞可來回運動四次，提高了供油效率，減少了柱塞的行程，從而有效減小隔膜動繞度，這樣在保證了二甲醚燃料流量的同時，大大增加了隔膜的使用壽命。
[0009]更進一步地，為方便拆卸，所述箱體的內(nèi)壁設有半邊法蘭上，所述柱塞的一端穿過半邊法蘭插入液壓腔內(nèi)，所述柱塞的另一端設有環(huán)狀凸臺，所述環(huán)狀凸臺與平面凸輪盤的B面抵接，所述柱塞上套裝有柱塞彈簧，所述柱塞彈簧的兩端分別與環(huán)狀凸臺和半邊法蘭抵接。
[0010]再進一步地，所述滾輪有4個且呈相位差為90。設置，所述凸輪有4個且呈相位差為90°設置。使得受力均勻，噴油平穩(wěn)。
[0011]再進一步地，所述油孔有2?5個；所述二甲醚通孔有2?5個。
[0012]再進一步地，所述聯(lián)軸器上設置有4個相位差為90°設置的連接槽，其中兩個相對設置的連接槽與驅(qū)動軸連接，另外兩個相對設置的連接槽與平面凸輪盤連接連接。
[0013]再進一步地，所述柱塞側壁與液壓腔內(nèi)壁之間的配合間隙為0.0013?0.0026mm,方便油液對組件的潤滑。
[0014]為方便拆卸，所述箱體采用分段組合結構。
[0015]再進一步地，所述泵頭還包括帶有閥門的油杯，所述左泵頭還設有輸油通孔，油杯通過輸油通孔與油液腔連通?？蓪τ鸵呵贿M行補油同時油液腔壓力過大時也起到泄壓作用。
[0016]本實用新型的優(yōu)點在于:設計帶有四個滾輪的平面凸輪盤，平面凸輪盤旋轉(zhuǎn)一周，柱塞可往復運動四次，在保證了噴油量的同時提高了工作效率、減少了柱塞的行程，降低了隔膜的動繞度。其次，設計隔膜把液壓油和二甲醚燃料隔開，使得二甲醚燃料不與柱塞接觸，可有效地解決二甲醚低粘性帶來的柱塞磨損問題。整體結構簡單緊湊、供油效率高、壓力脈沖小，能極大的滿足車用化要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為一種二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料泵結構示意圖。
[0018]圖2為圖1中傳動裝置爆炸結構示意圖。
[0019]圖中:驅(qū)動軸1(其中:滾動軸承1.1)，箱體2，傳動裝置3(其中:滾輪架3.1，聯(lián)軸器3.2，平面凸輪盤3.3，凸輪3.31，滾輪盤3.4，滾輪3.41)，泵頭4 (其中:左泵頭4.1，液壓腔4.11，油液腔4.12，油孔4.13，壓緊螺母4.14，圓形螺母4.15，右泵頭4.2，二甲醚腔4.21，二甲醚通道4.22，二甲醚通孔4.23，出油孔4.24，進油孔4.25，隔膜4.3，油杯4.4，中空腔體4.5)，柱塞5 (其中:柱塞彈簧5.1)，半邊法蘭6。

【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0021]圖中所示的二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料泵，包括箱體2、帶有滾動軸承1.1的驅(qū)動軸1、將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為直線運動的傳動裝置3、柱塞5和泵頭4，所述驅(qū)動軸1穿過箱體2 —側側壁與傳動裝置3的輸入端連接，滾動軸承1.1安裝在箱體2內(nèi)并與箱體2的內(nèi)壁抵接，所述傳動裝置3位于箱體2內(nèi)，柱塞5與傳動裝置3的輸出端連接，泵頭4包括設有液壓腔4.11和油孔4.13的左泵頭4.1及設有二甲醚通道4.22和二甲醚通孔4.23的右泵頭4.2，左泵頭4.1固定在箱體2上，液壓腔4.11位于箱體2內(nèi)并通過壓緊螺母4.14與柱塞5的一端密封連接，右泵頭4.2與左泵頭4.1連接且結合面處為中空腔體4.5結構，中空腔體4.5結構由中間隔膜4.3分隔形成左部油液腔4.12和右部二甲醚腔4.21，油液腔4.12與液壓腔4.11之間由2?5個油孔4.13連通，油液腔4.12通過輸油通孔與帶有閥門的油杯4.4連通，二甲醚通道4.22與二甲醚腔4.21之間由2?5個二甲醚通孔4.23連通，二甲醚通道4.22的兩端分別設有出油孔4.24和進油孔4.25。
[0022]為了在一定供油量的基礎上提高工作效率，對傳動3進行了改進，改進后的傳動裝置3包括固定在箱體2上的滾輪架3.1、聯(lián)軸器3.2和平面凸輪盤3.3，滾輪架3.1套接在驅(qū)動軸1外并分別與驅(qū)動軸1軸肩和滾輪盤3.4連接，滾輪盤3.4上設置有4個相位差為90°的滾輪3.41，滾輪架3.4內(nèi)設置有聯(lián)軸器3.2，聯(lián)軸器3.2上設置有4個相位差為90°設置的連接槽3.21，其中兩個相對設置的連接槽3.21與驅(qū)動軸1連接，另外兩個相對設置的連接槽3.21與平面凸輪盤3.3連接連接；平面凸輪盤3.3的A面3.32設置有4個相位差為90°的凸輪3.31，A面3.32與滾輪3.41抵接，平面凸輪盤3.3的B面3.33與柱塞5的另一端連接。平面凸輪盤3.3轉(zhuǎn)動一圈，柱塞可往復運動四次，減小了柱塞行程，降低了隔膜的動繞度。
[0023]本裝置中柱塞5的設置采用可拆卸結構，其中，箱體2的內(nèi)壁設有半邊法蘭6上，柱塞5的一端穿過半邊法蘭6插入液壓腔4.11內(nèi)，柱塞5側壁與液壓腔4.11內(nèi)壁之間的配合間隙為0.0013?0.0026mm ;柱塞5的另一端設有環(huán)狀凸臺5.2，環(huán)狀凸臺5.2與平面凸輪盤3.3的B面3.33抵接，柱塞5上套裝有柱塞彈簧5.1，柱塞彈簧5.1的兩端分別與環(huán)狀凸臺5.2和半邊法蘭6抵接。
[0024]為方便安裝與拆卸，箱體2整體采用分段組合結構，結合由螺栓連接。
[0025]本方案的運動過程如下:驅(qū)動軸1在外部發(fā)動機提供的動力下轉(zhuǎn)動，通過聯(lián)軸器
3.2帶動平面凸輪盤3.3轉(zhuǎn)動，因二甲醚的霧化壓力比較低，只需提供lOMPa左右的輸出壓力即可，平面凸輪盤3.3的四個凸輪3.31與滾輪盤3.4的四個滾輪3.41活動接觸，通過連軸器3.2將驅(qū)動軸1的動力傳遞到平面凸輪盤3.3上，帶動平面凸輪盤3.3進行旋轉(zhuǎn)往復運動，從而推動柱塞5往復運動；柱塞5的往復運動使液壓油來回擠壓隔膜4.3，隔膜4.3反復鼓動，從而達到吸排二甲醚燃料的目的，隔膜4.3的設置也是綜合二甲醚的物理特性而設置的。平面凸輪盤3.3設有四個小凸輪3.31，相位差為90°，平面凸輪盤3.3每旋轉(zhuǎn)一周，柱塞5來回運動四次，提高了供油效率，減少了柱塞5的行程，從而有效減小隔膜4.3的動繞度，這樣在保證了二甲醚燃料流量的同時，大大增加了隔膜4.3的使用壽命。且隔膜
4.3把液壓油和二甲醚燃料隔開，且二甲醚燃料不與柱塞5接觸。有效地解決二甲醚低粘性帶來的柱塞5磨損問題。本燃料泵具有結構簡單、供油效率高、壓力脈沖小等特點，能有效解決二甲醚因低粘性帶來的柱塞偶件磨損問題，并能滿足車用化要求。
【權利要求】
1.一種二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料泵，包括箱體(2)、帶有滾動軸承(1.1)的驅(qū)動軸(I)、將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為直線運動的傳動裝置(3)、柱塞(5)和泵頭(4)，所述驅(qū)動軸(I)穿過箱體(2) —側側壁與傳動裝置(3)的輸入端連接，所述滾動軸承(1.1)安裝在箱體(2)內(nèi)并與箱體(2)的內(nèi)壁抵接，所述傳動裝置(3)位于箱體(2)內(nèi)，所述柱塞(5)與傳動裝置(3)的輸出端連接，其特征在于:所述泵頭(4)包括設有液壓腔(4.11)和油孔(4.13)的左泵頭(4.1)及設有二甲醚通道(4.22)和二甲醚通孔(4.23)的右泵頭(4.2)，所述左泵頭(4.1)固定在箱體(2)上，所述液壓腔(4.11)位于箱體(2)內(nèi)并通過壓緊螺母(4.14)與柱塞(5)的一端密封連接，所述右泵頭(4.2)與左泵頭(4.1)連接且結合面處為中空腔體(4.5)結構，所述中空腔體(4.5)結構由中間隔膜(4.3)分隔形成左部油液腔(4.12)和右部二甲醚腔(4.21)，所述油液腔(4.12)與液壓腔(4.11)之間由油孔(4.13)連通，所述二甲醚通道(4.22)與二甲醚腔(4.21)之間由二甲醚通孔(4.23)連通，所述二甲醚通道(4.22)的兩端分別設有出油孔(4.24)和進油孔(4.25)。
2.根據(jù)權利要求1所述的二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述傳動裝置(3)包括固定在箱體(2)上的滾輪架(3.1)、聯(lián)軸器(3.2)和平面凸輪盤(3.3)，所述滾輪架(3.1)套接在驅(qū)動軸(I)外并分別與驅(qū)動軸(I)軸肩和滾輪盤(3.4)連接，所述滾輪盤(3.4)上設置有多個滾輪(3.41)，所述滾輪架(3.4)內(nèi)設置有聯(lián)軸器(3.2)，所述連軸器(3.2) 一端與驅(qū)動軸(I)軸端連接，另一端與平面凸輪盤(3.3)連接，所述平面凸輪盤(3.3)的A面(3.32)設置有多個凸輪(3.31)，所述A面(3.32)與滾輪(3.41)抵接，所述平面凸輪盤(3.3)的B面(3.33)與柱塞(5)的另一端連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述箱體(2)的內(nèi)壁設有半邊法蘭(6)上，所述柱塞(5)的一端穿過半邊法蘭(6)插入液壓腔(4.11)內(nèi)，所述柱塞(5)的另一端設有環(huán)狀凸臺(5.2)，所述環(huán)狀凸臺(5.2)與平面凸輪盤(3.3)的B面(3.33)抵接，所述柱塞(5)上套裝有柱塞彈簧(5.1)，所述柱塞彈簧(5.1)的兩端分別與環(huán)狀凸臺(5.2)和半邊法蘭(6)抵接。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述滾輪(3.41)有4個且呈相位差為90°設置，所述凸輪(3.31)有4個且呈相位差為90°設置。
5.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述油孔(4.13)有2?5個。
6.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述二甲醚通孔(4.23)有2?5個。
7.根據(jù)權利要求2或3所述的二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述聯(lián)軸器(3.2)上設置有4個相位差為90°設置的連接槽(3.21)，其中兩個相對設置的連接槽(3.21)與驅(qū)動軸(I)連接，另外兩個相對設置的連接槽(3.21)與平面凸輪盤(3.3)連接連接。
8.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述柱塞(5)側壁與液壓腔(4.11)內(nèi)壁之間的配合間隙為0.0013?0.0026mm。
9.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述箱體(2)采用分段組合結構。
10.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的二甲醚發(fā)動機用平面凸輪隔膜式燃料泵，其特征在于:所述泵頭(4)還包括帶有閥門的油杯(4.4)，所述左泵頭(4.1)還設有輸油通孔，油杯(4.4)通過輸油通孔與油液腔(4.12)連通。
【文檔編號】F02M59/44GK204163906SQ201420415070
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權日:2014年7月25日
【發(fā)明者】姚強, 余國強, 賈育恒, 李書偉, 金明, 謝德海, 鄭雪茹, 李平, 李利員 申請人:東風汽車股份有限公司