阅读说明：本技术 一种甲醇/柴油双燃料发动机喷油泵 (Methanol/diesel dual-fuel engine fuel injection pump ) 是由 朱建军 张步勇 左振宇 于 2020-05-14 设计创作，主要内容包括：本发明属于发动机喷油泵领域,具体是一种甲醇/柴油双燃料发动机喷油泵。解决如何将同时给发动机泵甲醇与柴油的问题,包括柴油燃料油轨、强制润滑控制阀、甲醇燃料油轨、甲醇喷油器、柴油喷油器、柴油燃料箱、甲醇燃料箱和喷油泵总体,喷油泵总体的柴油泵油部的柴油燃料出油口与柴油燃料油轨的进油口连通,柴油燃料油轨的回油口与柴油燃料箱连通,柴油燃料箱接柴油泵油部的柴油燃料进油口；喷油泵总体的甲醇泵油部中甲醇柱塞的环状楔形槽、甲醇燃料出油口和甲醇燃料进油口分别与强制润滑控制阀的出油口、甲醇燃料油轨的的进油口和甲醇燃料箱连通,强制润滑控制阀进油口与柴油燃料油轨的出油口连通,甲醇燃料油轨的回油口与甲醇燃料箱连通。(The invention belongs to the field of engine fuel injection pumps, and particularly relates to a methanol/diesel dual-fuel engine fuel injection pump. The problem of how to pump methanol and diesel oil to an engine at the same time is solved, and the problem comprises a diesel fuel rail, a forced lubrication control valve, the methanol fuel rail, a methanol injector, a diesel fuel tank, the methanol fuel tank and a fuel injection pump assembly, wherein a diesel fuel oil outlet of a diesel pump oil part of the fuel injection pump assembly is communicated with an oil inlet of the diesel fuel rail, an oil return port of the diesel fuel rail is communicated with the diesel fuel tank, and the diesel fuel tank is connected with a diesel fuel oil inlet of the diesel pump oil part; the annular wedge-shaped groove, the methanol fuel oil outlet and the methanol fuel oil inlet of a methanol plunger in the oil part of the methanol pump of the fuel injection pump are respectively communicated with the oil outlet of a forced lubrication control valve, the oil inlet of a methanol fuel oil rail and a methanol fuel tank, the oil inlet of the forced lubrication control valve is communicated with the oil outlet of a diesel fuel oil rail, and the oil return port of the methanol fuel oil rail is communicated with the methanol fuel tank.)

一种甲醇/柴油双燃料发动机喷油泵

技术领域

本发明属于发动机喷油泵领域，具体是一种甲醇/柴油双燃料发动机喷油泵。

背景技术

传统发动机使用的燃料为化石燃料汽油和柴油，属于不可再生能源，因此会面临能源短缺问题，还要面对化石燃料燃烧后的污染问题。发动机清洁可再生代用燃料的应用迫在眉睫，当前甲醇作为清洁可再生燃料，不仅可以作为直接应用于发动机，更是氢气能源迄今为止存储密度最高的材料，被誉为“液态阳光”，必将成为未来能源的中坚力量。

关于清洁可再生燃料甲醇代替化石燃料汽油和柴油作为内燃机燃料的研究已经很多，取得了一定的成就。但是单纯得甲醇燃料在发动机上的应用存在一定得问题，甲醇得沸点低，容易蒸发在油管或者进气道上形成气阻；甲醇气化潜热高，汽化时吸热量大，低温启动困难；甲醇粘度低，使柴油机的供油泵和柱塞得不到很好得润滑，是柱塞偶件磨损较快，导致柱塞偶件间的间隙增大，柱塞腔中得甲醇会沿其间隙泄露到凸轮轴箱体中稀释润滑油进而加剧其他运动部件得磨损。

为了促进甲醇在发动机上得应用，双燃料发动机随之出现，其中利用柴油引燃甲醇的双燃料均质压燃发动机易于实现，且不需要对发动机结构进行较大得改动、易于操作。但是由于甲醇粘度低具有腐蚀性，因此甲醇/柴油双燃料发动机的喷油泵显得尤为重要。

发明内容

本发明为了解决如何将同时给发动机同时泵甲醇燃料与柴油燃料的喷油泵的总体结构，以及如何稳定利用喷油泵泵出的柴油实现润滑甲醇柱塞偶件，实现双燃料发动机喷油泵高粘度燃料自润滑低粘度燃料柱塞偶件，提供一种甲醇/柴油双燃料发动机喷油泵。

本发明采取以下技术方案：一种喷油泵总体，包括喷油泵体和喷油泵盖，喷油泵盖安装在喷油泵体上，喷油泵盖和喷油泵体内部共同形成有腔体A和腔体B，腔体A和腔体B内分别设置有柴油泵油部和甲醇泵油部，喷油泵盖两侧设置分别设置有柴油燃料进油口和甲醇燃料进油口，柴油燃料进油口与放置柴油泵油部的腔体A连通，甲醇燃料进油口与放置甲醇泵油部的腔体B连通，柴油泵油部和甲醇泵油部底部安装在喷油泵凸轮轴上。

进一步的，甲醇泵油部包括密封垫圈B、出油阀紧座B、出油阀弹簧B、出油阀座B、出油阀B、甲醇柱塞套、甲醇柱塞、柱塞弹簧B、下柱塞弹簧座B、供油定时调节螺钉B、供油定时螺钉锁紧螺母B和挺柱B，甲醇柱塞套设置在腔体B内，甲醇柱塞设置在甲醇柱塞套内，甲醇柱塞套与甲醇柱塞形成的柱塞腔与甲醇燃料进油口连通，甲醇柱塞底部连接下柱塞弹簧座B, 下柱塞弹簧座B下部连接供油定时调节螺钉B，供油定时调节螺钉B下部依次拧进供油定时螺钉锁紧螺母B和挺柱内B，挺柱B底部与喷油泵凸轮轴连接；甲醇柱塞顶部连接出油阀B，出油阀B安装在出油阀座B上，出油阀座B上部设置出油阀紧座B，出油阀座B与出油阀紧座B连接位置设置密封垫圈B，出油阀紧座B内部的腔体设置出油阀弹簧B，出油阀弹簧B底部设置在出油阀B上，出油阀弹簧B顶部支撑出油阀紧座B的内部，出油阀紧座B顶部设置有甲醇燃料出油口。

进一步的，甲醇柱塞套内壁加工有一道环状楔形槽，环状楔形槽在靠近甲醇柱塞顶部直径大，远离甲醇柱塞顶部直径小。

进一步的，喷油泵盖上设置有强制润滑油孔，强制润滑油孔内设置有自润滑管接头，自润滑管接头通过锁紧螺母紧固，自润滑管接头内部穿过甲醇柱塞套与甲醇柱塞套和甲醇柱塞之间的腔体连通。

进一步的，柴油泵油部包括密封垫圈A、出油阀紧座A、出油阀弹簧A、出油阀座A、出油阀A、柴油柱塞套、柴油柱塞、柱塞弹簧A、下柱塞弹簧座A、供油定时调节螺钉A、供油定时螺钉锁紧螺母A和挺柱A，柴油柱塞套设置在腔体A内，柴油柱塞设置在柴油柱塞套内，柴油柱塞套与柴油柱塞形成的柱塞腔与柴油燃料进油口连通，柴油柱塞底部连接下柱塞弹簧座A, 下柱塞弹簧座A下部连接供油定时调节螺钉A，供油定时调节螺钉A下部依次拧进供油定时螺钉锁紧螺母A和挺柱内A，挺柱A底部与喷油泵凸轮轴连接；柴油柱塞顶部连接出油阀A，出油阀A安装在出油阀座A上，出油阀座A上部设置出油阀紧座A，出油阀座A与出油阀紧座A连接位置设置密封垫圈A，出油阀紧座A内部的腔体设置出油阀弹簧A，出油阀弹簧A底部设置在出油阀A上，出油阀弹簧A顶部支撑出油阀紧座A的内部，出油阀紧座A顶部设置有柴油燃料出油口。

一种甲醇—柴油双喷射发动机喷油泵，包括柴油燃料油轨、强制润滑控制阀、甲醇燃料油轨、甲醇喷油器、柴油喷油器、柴油燃料箱、甲醇燃料箱和所述的喷油泵总体，喷油泵总体的柴油泵油部的柴油燃料出油口与柴油燃料油轨的进油口连通，柴油燃料油轨的回油口与柴油燃料箱连通，柴油燃料箱接柴油泵油部的柴油燃料进油口；喷油泵总体的甲醇泵油部中甲醇柱塞的环状楔形槽、甲醇燃料出油口和甲醇燃料进油口分别与强制润滑控制阀的出油口、甲醇燃料油轨的的进油口和甲醇燃料箱连通，强制润滑控制阀进油口与柴油燃料油轨的出油口连通，甲醇燃料油轨的回油口与甲醇燃料箱连通。

进一步的，强制润滑控制阀上的进油口靠近下端盖，回油口靠近上端盖，强制润滑控制阀上还设置有压力平衡油道，压力平衡油道为平行于柱塞腔的一小孔，位于出油油道正下方，压力平衡油道上端与出油油道相通，压力平衡油道下端与柱塞底部腔体相通。

进一步的，强制润滑控制阀上的进油口靠近下端盖，回油口靠近上端盖，即在回油口位于进油口上方。强制润滑控制阀上的压力平衡油道为平行于柱塞腔的一小孔，位于出油油道正下方，压力平衡油道上端与出油油道相通，压力平衡油道下端与柱塞底部腔体相通。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、强制润滑采用的是柴油作为润滑油，且喷油泵能同时泵柴油与甲醇，因此不需要单独设计机构对柴油进行加压，能充分的利用能量。

2、由于强制润滑采用的是柴油作为润滑油，在甲醇柱塞偶件的环状楔形槽处形成柴油动力润滑，由于强制润滑的柴油压力略大于甲醇的喷油压力，在甲醇柱塞腔压缩甲醇时，不会出现甲醇沿柱塞偶件间隙向下冲破柴油液体密封环而发生甲醇泄露，这可能出现少量柴油泄露到甲醇柱塞腔中混合甲醇，而发动机本来就是甲醇/柴油双燃料的，因此柴油向上向下泄露都对发动机运转几乎没有影响。

3、在甲醇柱塞相对于甲醇柱塞套向下高速运动时，由于环状楔形槽在截面上呈上宽下窄，便会在甲醇柱塞偶件处形成柴油动力润滑，建立压力油膜，能够防止柱塞偶件被甲醇腐蚀。

4、强制润滑控制阀既能控制强制润滑柴油的压力，又能防止润滑处的柴油由于压力回流到柴油燃料油轨和柴油燃料箱。

附图说明

图1是本发明甲醇/柴油双燃料发动机喷油系统结构示意图；

图2是本发明喷油泵主要部分结构示意图；

图3是图2中B—B剖视的甲醇柱塞偶件示意图；

图4是图3中C处局部放大的甲醇柱塞偶件处环状楔形槽示意图；

图5是强制润滑控制阀示意图；

图中：1—柴油燃料油轨，2—强制润滑控制阀，3—甲醇燃料油轨，4—甲醇喷油器，5—柴油喷油器，6—柴油燃料箱，7—甲醇燃料箱，8—喷油泵总体，9—喷油泵凸轮轴，10—甲醇泵油部，11—柴油泵油部，12—挺柱A，13—供油定时螺钉锁紧螺母A，14—供油定时调节螺钉A，15—下柱塞弹簧座A，16—柱塞弹簧A，17—柴油柱塞A，18—喷油泵体，19—柴油柱塞套，20—密封垫圈A，21—出油阀座A，22—出油阀A，23—喷油泵盖，24—出油阀紧座A，25—岀油阀弹簧A，26—岀油阀弹簧B，27—出油阀紧座B，28—出油阀B，29—出油阀座B，30—密封垫圈B，31—甲醇柱塞，32—甲醇柱塞套，33—柱塞弹簧B，34—下柱塞弹簧座B，35—供油定时调节螺钉B，36—供油定时螺钉锁紧螺母B，37—挺柱B，38—锁紧螺母，39—自润滑管接头，40—阀芯弹簧，41—阀芯，42—密封圈I，43—上端盖，44－弹簧座，45—调整螺钉，46—密封圈II，47—柱塞弹簧，48—柱塞，49—阀体，50—下端盖，51—阀体接头，A1—柴油燃料进油口，A2—柴油燃料岀油口，A3—甲醇燃料出油口，A4—甲醇燃料进油口，A5—环状楔形槽，A6—强制润滑油孔，A7—回油口，A8—进油囗，A9—压力平衡油道，A10—出油油道，A11—出油囗。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1~5所示，本发明实施例提供了一种甲醇/柴油双燃料发动机喷油泵，包括喷油泵体12、柴油泵油部11、甲醇泵油部10和强制润滑控制阀2。所述的喷油泵体12上。

加工有柴油燃料进油口A1、甲醇燃料进油口A4；所述甲醇泵油部10中的甲醇柱塞套32内壁加工有一道环状楔形槽A5；所述强制润滑控制阀2中有润滑柴油方向控制阀芯41和减压柱塞48。所述阀芯41通过与阀芯弹簧40和阀体接头51配合确定阀芯41开启油压；所述柱塞48通过柱塞弹簧47、调整螺钉45和阀体49内部的间隙来降低出油油道A10处的油压。

具体的，如图1~2所示，一种喷油泵总体，包括喷油泵体18和喷油泵盖23，喷油泵盖23安装在喷油泵体18上，喷油泵盖23和喷油泵体18内部共同形成有腔体A和腔体B，腔体A和腔体B内分别设置有甲醇泵油部10和柴油泵油部11，喷油泵盖23两侧设置分别设置有柴油燃料进油口A1和甲醇燃料进油口A4，柴油燃料进油口A1与放置柴油泵油部11的腔体A连通，甲醇燃料进油口A4与放置甲醇泵油部10的腔体B连通，柴油泵油部11和甲醇泵油部10底部安装在喷油泵凸轮轴9上。

喷油泵体18左侧为泵柴油燃料结构，柴油泵油部11包括密封垫圈A20、出油阀紧座A24、出油阀弹簧A26、出油阀座A21、出油阀A22、柴油柱塞套19、柴油柱塞17、柱塞弹簧A16、下柱塞弹簧座A15、供油定时调节螺钉A14、供油定时螺钉锁紧螺母A13和挺柱A12，柴油柱塞套19设置在腔体A内，柴油柱塞17设置在柴油柱塞套19内，柴油柱塞套19与柴油柱塞17形成的柱塞腔与柴油燃料进油口A1连通，柴油柱塞17底部连接下柱塞弹簧座A15, 下柱塞弹簧座A15下部连接供油定时调节螺钉A14，供油定时调节螺钉A14下部依次拧进供油定时螺钉锁紧螺母A13和挺柱A12内，挺柱A12底部与喷油泵凸轮轴9连接；柴油柱塞17顶部连接出油阀A22，出油阀A22安装在出油阀座A21上，出油阀座A21上部设置出油阀紧座A24，出油阀座A21与出油阀紧座A24连接位置设置密封垫圈A20，出油阀紧座A24内部的腔体设置出油阀弹簧A25，出油阀弹簧A25底部设置在出油阀A22上，出油阀弹簧A25顶部支撑出油阀紧座A24的内部，出油阀紧座A24顶部设置有甲醇燃料出油口A3。

低压柴油燃料从柴油燃料进油口A1吸入到柴油柱塞套19与柴油柱塞17形成的柱塞腔中，喷油泵凸轮轴9转动顶起挺柱A12向上运动，带动螺纹连接在挺柱A12上供油定时调节螺钉A14向上推动柴油柱塞17向上运动压缩柴油燃料，较高的柴油压力克服出油阀弹簧A25弹力推动出油阀A22使得出油阀A22与出油阀座A21形成间隙，从而柴油燃料沿着此间隙流至出油阀紧座A24的柴油燃料出油口A2，从而高压柴油燃料沿着油管进入柴油燃料油轨1中。当柴油柱塞腔中的柴油燃料压力不足以克服出油阀弹簧A25弹力时，出油阀A22落下，停止泵油；当柴油柱塞17运动到最高点后，依靠柱塞弹簧A16的弹力推动下柱塞弹簧座A15向下运动，从而带动柴油柱塞17向下运动。此过程交替反复进行便会连续不断的向柴油燃料油轨1中泵油，随着喷油泵凸轮轴9的转速变化，泵油的频率随之变化。

具体的，如图1~2所示，喷油泵体18右侧为泵甲醇燃料结构。甲醇泵油部10包括密封垫圈B30、出油阀紧座B27、出油阀弹簧B26、出油阀座B29、出油阀B28、甲醇柱塞套32、甲醇柱塞31、柱塞弹簧B33、下柱塞弹簧座B34、供油定时调节螺钉B35、供油定时螺钉锁紧螺母B36和挺柱B37，甲醇柱塞套32设置在腔体B内，甲醇柱塞31设置在甲醇柱塞套32内，甲醇柱塞套32与甲醇柱塞31形成的柱塞腔与甲醇燃料进油口A4连通，甲醇柱塞31底部连接下柱塞弹簧座B34, 下柱塞弹簧座B34下部连接供油定时调节螺钉B35，供油定时调节螺钉B35下部依次拧进供油定时螺钉锁紧螺母B36和挺柱B37内，挺柱B37底部与喷油泵凸轮轴9连接；甲醇柱塞31顶部连接出油阀B28，出油阀B28安装在出油阀座B29上，出油阀座B29上部设置出油阀紧座B27，出油阀座B29与出油阀紧座B27连接位置设置密封垫圈B30，出油阀紧座B27内部的腔体设置出油阀弹簧B26，出油阀弹簧B26底部设置在出油阀B28上，出油阀弹簧B26顶部支撑出油阀紧座B27的内部，出油阀紧座B27顶部设置有甲醇燃料出油口A3。甲醇柱塞套32内壁加工有一道环状楔形槽A5，环状楔形槽A5在靠近甲醇柱塞31顶部直径大，远离甲醇柱塞31顶部直径小。喷油泵盖23上设置有强制润滑油孔A6，强制润滑油孔A6内设置有自润滑管接头39，自润滑管接头39通过锁紧螺母38紧固，自润滑管接头39内部穿过甲醇柱塞套32与甲醇柱塞套32和甲醇柱塞31之间的腔体连通。

低压甲醇燃料从甲燃料进油口A4吸入到甲醇柱塞套32与甲醇柱塞31形成的柱塞腔中，喷油泵凸轮轴9转动顶起挺柱B37向上运动，带动螺纹连接在挺柱B37上供油定时调节螺钉B35向上推动甲醇柱塞31向上运动压缩柴油燃料，较高的柴油压力克服出油阀弹簧B26弹力推动出油阀B28使得出油阀B28与出油阀座B29形成间隙，从而甲醇燃料沿着此间隙流至出油阀紧座B27的甲醇燃料出油口A3，从而高压甲醇燃料沿着油管进入甲醇燃料油轨3中。当甲醇柱塞腔中的甲醇燃料压力不足以克服出油阀弹簧B26弹力时，出油阀B28落下，停止泵油；当甲醇柱塞31运动到最高点后，依靠柱塞弹簧B33的弹力推动下柱塞弹簧座B34向下运动，从而带动甲醇柱塞31向下运动。此过程交替反复进行便会连续不断的向甲醇燃料油轨3中泵油，随着喷油泵凸轮轴9的转速变化，泵油的频率随之变化。

具体的，如图5所示，来自柴油燃料油轨1中的高压柴油经进油口A8进入强制润滑控制阀2，沿着柱塞48与阀体49内孔的间隙向下流到出油油道A10沿着压力平衡油道A9进入柱塞48底端，此时由于出油油道A10柴油压力过高会克服柱塞弹簧47的弹力使得柱塞48向上移动，此时柱塞48与阀体49之间的开度会变小，直到柱塞48上的液压力与柱塞弹簧47的弹簧力相平衡时，此时出油油道A10的柴油压力基本维持在我们需要的调定值上。调定制通过调节调整螺钉45来调整。出油油道A10处的柴油压力克服阀芯弹簧48作用在阀芯41的弹簧力和出油口A11柴油作用在阀芯41上的液压力（喷油泵第一次运转时没有此液压力）时，会推动阀芯41向左移动，从而使得出油油道A10处的柴油经过阀芯41中的油孔从出油口A11流出。当出油油道A11处的柴油压力不足以克服阀芯弹簧40作用在阀芯41的弹簧力和出油口A11柴油作用在阀芯41上的液压力时，来自出油口A11的柴油（可能含有少量甲醇）不会经过阀芯41回流而污染柴油燃料。在柱塞48工作的过程中可能有微量柴油经柱塞48与阀体49之间的间隙向上泄露可以通过回油口A7流回柴油燃料箱6。

其中，出油口A11与强制润滑螺纹管右端相连，进油口A8与柴油燃料油轨1相连。

具体的，如图3~4所示，来自出油口A11的柴油经自润滑管接头39中的强制润滑油孔A6进入甲醇柱塞套32上的环状楔形槽A5，依靠甲醇柱塞31的高速运动在甲醇柱塞套32上的环状楔形槽A5处建立有效的压力油膜隔离甲醇对甲醇柱塞偶件的腐蚀；由于环状楔形槽A5处的柴油具有一定压力也能隔离甲醇柱塞腔中的甲醇燃料向下泄露到喷油泵凸轮轴箱稀释润滑油。

本发明工作过程如下：当发动机运转时，发动机的曲轴通过齿轮传动带动喷油泵凸轮轴9转动，通过喷油泵凸轮轴9上的凸轮分别顶起柴油柱塞17和甲醇柱塞31的上下往复运动从而将柴油燃料泵入柴油燃料油轨1，将甲醇燃料泵入甲醇燃料油轨3，与此同时，柴油燃料油轨1中高压柴油经油管进入进油口A8经过强制润滑控制阀2的减压和固定柴油流向的作用，在出油口A11处得到调定值得柴油，在经过油管输送到自润滑管接头39中的强制润滑油孔A6中，最终进入甲醇柱塞套32上的环状楔形槽A5对甲醇柱塞偶件进行强制自润滑形成压力油膜。由于本喷油泵用于柴油引燃甲醇燃烧的双燃料发动机，因此在发动机运转时柴油要早于甲醇喷射，即柴油柱塞17相对于甲醇柱塞31有一个运动提前角，因此在甲醇柱塞31工作时强制润滑的柴油已经到达甲醇柱塞套32上的环状楔形槽A5。

最后应说明的是：上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明只局限于这些说明；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同换；而这些修改戒者替换，井不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。