[实用新型]一种储能式高压电子燃油泵

说明书

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，特别涉及火花点火式发动机缸内燃油直喷系统。

背景技术

将燃油直接喷入火花点火式发动机气缸的燃烧方式称为直喷技术。由于直喷发动机具有良好的经济性，是未来发动机的重要发展方向。实现直喷燃烧的关键在于燃油供应系统，系统最大限度满足发动机燃烧、性能和排放的要求、成本低和便于应用等是直喷技术所追求的目标。

越来越多的轿车发动机采用汽油直喷系统（GDI）。应用于轿车发动机的直喷系统多数采用汽油共轨技术路线，除了启动过程外，油轨内的压力通常在8-20MPa之间。目前，建立油轨压力的手段主要依靠一种带有电磁控制的机械式柱塞泵，这种泵需要凸轮驱动，安装时，发动机需要重新设计。除此之外，机械式GDI高压泵还存在以下问题：

1）  发动机启动前油轨压力不确定。长期搁置后压力低于1MPa，因此会影响启动和启动后的过渡过程、发动机排放污染物等；

2）   油轨压力不稳定，压力随凸轮相位变化较大；

3）   从完全断油到恢复供油的过渡工况比较复杂，不喷油时或者怠速时，维持轨压不变较难；

4）    在部分负荷，燃油被反复加热，低压膜片（MMD）受温度和交变压力双重破坏；

5）     发动机油量需求计算逻辑与高压油泵的控制关联度大，控制逻辑复杂；

6）     油轨容积太小，压力波动增大，容积过大，启动前压力建立过程太长。

总之，上述问题和矛盾是当前GDI机械泵固有的，彻底解决需要改变泵油的技术路线。

相对而言，若用电子式燃油泵供油，则不存在上述问题。电子油泵的优点包括：在发动机启动前可以建立高压；可以不受限制地增大油轨容积或者引入缓冲器，使得油轨压力波动大幅度降低，以实现恒压喷射；可以比较精确地实现按需供油；断油工况，可以完全停止工作；油泵工作对油路系统（FUEL-LINE）影响很小；泵体独立于发动机，可以任意安装，便于生产和售后服务；但是，已知公开的电子油泵（电动油泵）供应8MPa以上的燃油压力是比较困难的。旋转式电子燃油泵的建压范围不大于3MPa。以旋转电机驱动的柱塞油泵可实现的压力理论上与机械式没有差异，但效率比机械式直接驱动更低，成本更高。如用凸轮机构而采用直线电机往复运动直接驱动柱塞油泵，已知公开的方案只能单程加载导致能

量转化效率低时间利用率低，实现高压会导致产品的体积很大，成本也很高。

发明内容

针对现有技术中存在的诸多问题，本实用新型之目的在于运用电能往复式直接驱动装置和储能原理，将全相位的做功能量在部分相位释放，以提高往电能驱动装置的瞬态能量密度，提高泵油压力。

本实用新型上述目的通过以下技术方案实现，即：一种储能式高压电子燃油泵，包括电磁动力装置、柱塞套筒组件，柱塞套筒组件包括高压容积和含有柱塞孔的柱塞套以及可在柱塞孔中滑动的柱塞，电磁动力装置与柱塞套筒组件之间的余隙容积形成低压油腔，柱塞在柱塞孔中划分出高压油腔，在电磁驱动装置的作用下，柱塞套筒组件将低压油腔中的燃油吸入高压油腔并压送至高压容积中，其特征为，所述电磁动力装置包括储能装置、运动部和静止部，电磁动力装置由驱动电流控制将电能转化为交替变化的双向驱动力，以驱动运动部往复运动，在往复运动的第一方向，储能装置吸收来自运动部的能量，在往复运动的第二方向，柱塞套筒组件在运动部和储能装置的共同作用下压送燃油。

储能装置包括至少一个位于运动部和静止部之间的储能弹簧，也可以采用具有一定容积的液压油腔储能，其中包括一个可压缩液压油腔的活塞，一个从液压供应源到液压油腔的常开单向阀，当液压腔内压力高过所定值时，单向阀关闭和储能开始。

电磁动力装置包括一个音圈电机，运动部包括提篮和与之连接的线圈，提篮用于传递线圈产生的力。

所述音圈电机包括一个包括U型软磁体和磁堆，磁堆大致为柱状体，磁堆包括沿轴向分割的第一永磁体和第一软磁体，U型软磁体包括侧壁和底面，磁堆的第一永磁体与底面连接并与侧壁形成一个均匀的环形空间，第一永磁体沿轴向充磁， 所述线圈包括第一线圈，第一线圈的内壁与第一软磁体的侧周相互配合，可以没有阻力地在所述环形空间中轴向滑动。

进一步，所述磁堆包括沿轴向分割的第二永磁体和第二软磁体，其中，第二永磁体与第一软磁体和第二软磁体相邻，第二永磁体轴向充磁，其极性与第一永磁体相反。