一種高壓共軌泵用進出油複合控制結構的製作方法

2023-11-30 00:07:36

技術領域：

本發明涉及柴油機高壓共軌泵的進、出油控制技術。

背景技術：
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隨著社會的進步，對柴油機的節能、減排要求越來越高；這就對柴油機燃油供給系統提出了新的要求，要求其能以更加精準時間和噴射量，提供更高壓力的燃油；隨著柴油機高壓共軌技術的發展和完善，共軌系統已成為能同時滿足上述三方面要求的唯一燃油供給系統。

高壓共軌泵是共軌系統的關鍵部件之一，其作用是將輸油泵輸送來的低壓燃油根據油軌的需要加壓後輸送到油軌中，而實現上述功能的關鍵就是實現高壓共軌泵的進油和出油控制，目前高壓共軌泵普遍採用的進出油控制方案如附圖1所示，它為進油閥體和出油閥體的分體組合結構，進出油開關閥安裝在共軌高壓泵柱塞腔的上方，藉助其下端面同柱塞套內端面密封形成高壓腔，進油端通過柱塞套上的油道孔實現進油，通過出油閥緊帽大端螺紋旋壓在柱塞套內腔，出油端通過出油閥緊帽小端螺紋為高壓油管提供連接。該結構採用鋼球密封的方式分別實現進油和出油控制，其工作原理是：在吸油階段，柱塞下行，在柱塞2下行過程中燃油通過進油閥座11上的橫孔克服進油閥彈簧5的壓力開啟進油鋼球4，再通過進油閥座11上豎直孔進入柱塞腔內完成進油程序；在出油階段，柱塞2上行，柱塞2在上行過程中，柱塞2頂端油壓不斷升高，形成壓力高壓油，在高壓油的作用下，進油鋼球4回落密封，將高壓油與進油端分開，同時，在高壓油的作用下，出油鋼珠13克服出油閥彈簧8的壓力開始上升，高壓油通過出油閥座12和出油鋼珠13之間的間隙流出，通過出油閥緊帽10實現高壓共軌泵出油，出油結束後出油鋼珠13回落在出油閥座12上，重新形成密封結構，一個工作循環結束。這種結構進油和出油分別由二套啟閉系統來實現，雖然加工、裝配工藝性好，但零件多結構複雜，工作的可靠性差，只要二者中有一個出現問題，整個高壓共軌油泵就不能正常工作；同時，由於進油閥體和出油閥體的分體組合結構所形成的高壓腔死容積增大，在高壓油泵工作過程中，尤其是高工作壓力下燃油被壓縮造成高壓共軌泵效率下降，且在進油閥座同出油閥座結合面之間增加了一道高壓密封結合面，加大了高壓油洩露的概率；這種結構因零件多，因此裝配相對繁瑣，裝配質量難控制，高壓共軌泵的整體裝配效率受到影響。

技術實現要素：
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本發明的目的是提供一種高壓共軌泵用進出油複合控制結構，它結構緊湊，控制零件少，進油端通過鋼球密封，出油端則採用錐面閥密封，錐面閥芯在落座過程中被液壓力和彈簧力雙重緩衝，這將有效提升錐面閥和閥體的使用壽命。獨

特的進出油閥體結構設計，不僅結構巧妙，而且加工工藝性好，它是實現進油出油的核心密封基礎件，高壓死容積大幅度縮小，有效提高高壓共軌泵的效率，整體式結構使裝配效率得到提高。

本發明採取的技術方案是：

一種高壓共軌泵用進出油複合控制結構，其特徵是：包括柱塞套、柱塞、進出油閥體、進油鋼球、進油閥彈簧、進油彈簧座、出油閥芯、出油閥彈簧、出油彈簧座、出油閥緊帽，所述進出油閥體包括本體、閥芯孔、出油容腔、下密封面口、出油密封面口、進油軸徑、橫向進油孔、縱向出油孔和中心輸油孔，閥芯孔、出油容腔、下密封面口和出油密封面口同軸設置，進油軸徑的外徑小於本體的配合外圓，橫向進油孔通過中心輸油孔與出油容腔相通，縱向出油孔也與出油容腔相通，橫向進油孔和縱向出油孔錯開，下密封面口設置在中心輸油孔的上埠，出油密封面口設置在閥芯孔的上埠；所述出油閥芯從下向上依次設有導向柱、啟程環槽、出油密封面、閥芯頭和彈簧座頭，在導向柱的中心設有進油彈簧孔，在導向柱的圓柱表面上設有軸向進油結構，軸向進油結構的上端與啟程環槽相通，軸向進油結構的下端與導向柱的下端面相通，導向柱、出油密封面、閥芯頭、彈簧座頭和進油彈簧孔同軸設置，出油密封面設置在閥芯頭上，柱塞精密地套裝在柱塞套的柱塞孔中，進出油閥體套裝在柱塞套的配合孔中，進油鋼球放置在下密封面口上，進油彈簧座放置在進油閥彈簧上端的內孔中，進油彈簧座和進油閥彈簧的組合體套裝在出油閥芯的進油彈簧孔中，進油閥彈簧的下端壓住進油鋼球，出油閥彈簧的下端內孔套裝在彈簧座頭上，出油彈簧座放置在出油閥彈簧的上端內孔中，在出油彈簧座的中心設有出油孔，出油彈簧座的上端面由旋固在柱塞套上的螺紋孔中的出油閥緊帽軸向壓合。

進一步，所述軸向進油結構為間隔設置在導向柱外圓上的軸向進油槽。

更進一步，在出油閥芯的導向柱的外圓上等份地設有2～3條軸向進油槽。

更進一步，在出油閥芯的導向柱的外圓上設有免接觸凹坑，由此大幅度減小導向柱與閥芯孔的接觸面積，減小移動阻力。

進一步，所述軸向進油結構為間隔設置在導向柱外圓上的進油平面。

其工作過程如下：在吸油階段，高壓共軌泵的柱塞下行，在柱塞頂部與進出油閥體下端面形成負壓的存油腔，低壓燃油從柱塞套上的側面進油孔進入，進出油閥體的進油軸徑與柱塞套的內孔之間形成的進油間隙空間，再從橫向進油孔、中心輸油孔進入，此時，低壓燃油的壓力克服進油閥彈簧的彈力，將進油鋼球向上推移，低壓燃油再從縱向出油孔中被抽吸進入柱塞頂部與進出油閥體下端面形成的存油腔，在此過程中，出油閥芯在出油閥彈簧的作用下，出油密封面將出油密封面口密閉，出油口處於關閉狀態，直到柱塞下行到最下端位置後完成吸油過程；在出油階段，柱塞上行，在柱塞頂部與進出油閥體下端面之間的存油腔壓力開始上升，進油鋼球被進一步封壓密封，高壓燃油通過出油閥芯上的軸向進油結構進入啟程環槽內，並對推動整個出油閥芯克服出油閥彈簧的阻力上移，此時，出油密封面口與出油密封面之間的密封狀態被打破，高壓燃油從出油彈簧座的中心孔流入出油閥緊帽的出油孔輸出，完成高壓出油，一個工作循環結束。

本發明與現有技術相比，柱塞套、柱塞、出油閥彈簧、出油彈簧座、出油閥緊帽都與現有產品相同，將現有技術的進油閥座、出油閥座改為無洩漏結構的整體結構，消除了進油閥座和出油閥座結合面這滲漏卸壓缺陷；將出油鋼珠線性密封結構改為帶密封錐面和軸嚮導向性能的出油閥芯，出油鋼珠的線性密封雖然密封性好，但可靠性差，當燃油中含有固態雜質導緻密封接觸線破壞後，原有的密封性能就無法保證，造成吸油不足，止油不止的缺陷，採用出油閥芯取代出油鋼珠，由於出油閥芯既有精準的軸嚮導向，又有可靠的密封錐面，即使燃油中含有的固態雜質導緻密封面局部存有微小缺陷也不會影響整個出油密封面的密封，同時，出油閥芯在出油和回落過程中，出油閥芯的上端受出油閥彈簧作用，下端受進油閥彈簧的作用，密封錐面受壓力油的作用，因此，出油閥芯升降落座平穩，不會產生刷烈衝擊，同時，整個燃油啟閉裝置的高壓死容積比現有持術縮小25％～30％，因此，使用壽命和使用可靠性大幅度提高，出油壓力平穩，波動性小。

附圖說明：

圖1為現有高壓共軌泵進出油閥的結構示意圖；

圖2為本發明的結構示意圖；

圖3為進出油閥座的立體結構示意圖；

圖4為進出油閥座的軸向剖視圖；

圖5為出油閥芯的軸向剖視圖；

圖6為圖5的a-a的一種剖視圖，導向柱上設有軸向進油平面；

圖7為圖5的a-a的另一種剖視圖，導向柱上設有軸向進油槽；

圖8為圖5的a-a的第三種剖視圖，導向柱上設有軸向進油槽和免接觸內凹坑；

圖9為圖8的b向視圖；

圖10為本發明處於吸油狀態時的結構示意圖；

圖11為本發明處於出油狀態時的結構示意圖；

圖中：1-柱塞套；2-柱塞；3-進出油閥體；4-進油鋼球；5-進油閥彈簧；6-進油彈簧座；7-出油閥芯；8-出油閥彈簧；9-出油彈簧座；10-出油閥緊帽；11-進油閥座；12-出油閥座；13-出油鋼珠；31-本體；32-閥芯孔；33-出油容腔；34-下密封面口；35-出油密封面口；36-進油軸徑；37-橫向進油孔；38-縱向出油孔；39-中心輸油孔；71-導向柱；72-軸向進油槽；73-啟程環槽；74-出油密封面；75-閥芯頭；76-彈簧座頭；77-進油彈簧孔；78-免接觸凹坑。

具體實施方式：

下面結合附圖說明本發明的具體實施方式：

實施例1：

一種高壓共軌泵用進出油複合控制結構，如圖2所示，它包括柱塞套1、柱塞2、進出油閥體3、進油鋼球4、進油閥彈簧5、進油彈簧座6、出油閥芯7、出油閥彈簧8、出油彈簧座9、出油閥緊帽10，所述進出油閥體3如圖3、圖4所示，包括本體31、閥芯孔32、出油容腔33、下密封面口34、出油密封面口35、進油軸徑36、橫向進油孔37、縱向出油孔38和中心輸油孔39，閥芯孔32、出油容腔33、下密封面口34和出油密封面口35同軸設置，進油軸徑36的外徑小於本體31的配合外圓，橫向進油孔37通過中心輸油孔39與出油容腔33相通，縱向出油孔38也與出油容腔33相通，橫向進油孔37和縱向出油孔38錯開，下密封面口34設置在中心輸油孔39的上埠，出油密封面口35設置在閥芯孔32的上埠；所述出油閥芯7如圖5所示，從下向上依次設有導向柱71、啟程環槽73、出油密封面74、閥芯頭75和彈簧座頭76，導向柱71、出油密封面74、閥芯頭75、彈簧座頭76和進油彈簧孔77同軸設置，出油密封面74設置在閥芯頭75上，在導向柱71的中心設有進油彈簧孔77，在導向柱71的圓柱表面上設有3個間隔設置的軸向進油槽72，如圖7所示，軸向進油槽72的上端與啟程環槽73相通，柱塞2精密地套裝在柱塞套1的柱塞孔中，進出油閥體3套裝在配合孔中，進油鋼球4放置在下密封面口34上，進油彈簧座6放置在進油閥彈簧5上端的內孔中，進油彈簧座6和進油閥彈簧5的組合體套裝在出油閥芯7的進油彈簧孔77中，進油閥彈簧5的下端壓住進油鋼球4，出油閥彈簧8的下端內孔套裝在彈簧座頭76上，出油彈簧座9放置在出油閥彈簧8的上端內孔中，在出油彈簧座9的中心設有出油孔，出油彈簧座9的上端面由旋固在柱塞套1上的螺紋孔中的出油閥緊帽10軸向壓合。

實施例2：如圖8、圖9所示，在實施例1的基礎上，在導向柱71的外圓上還設有免接觸凹坑78，免接觸凹坑78處在兩條軸向進油槽72之間的區域上，但免接觸凹坑78與導向柱71的下端面和啟程環槽73不通，這樣既可以大幅度減小導向柱71與閥芯孔32的接觸面積，又可減輕出油閥芯7的重量，減小移動阻力，還能儲存潤滑油和微塵雜質。

實施例3：如圖6所示，它是實施例1的特例，即將軸向進油槽72擴大為間隔設置在導向柱71外圓上的進油平面。

本發明的實施方式很多，在此不逐一羅列，只要採用本發明的設計思想引發的各種等功能代換的方案均在本發明的保護範圍之內。