單缸柴油機高壓共軌泵的共軌泵部件的製作方法

2023-10-18 04:20:29 1

本實用新型涉及單缸柴油機的燃燒系統，尤其涉及單缸柴油機的高壓共軌系統中共軌泵總成。

背景技術：

長期以來單缸柴油機因其價格低廉、輕便等原因，廣泛應用於備用電源、農業機械、抽水機械、工程機械、船用等各行業，近年來由於單缸柴油機的排放水平落後，國家環保排放要求的提高，國內市場份額逐步被壓縮；據中國內燃機工業協會數據，2015年我國單缸柴油機產量在400萬臺左右，峰值時在800萬臺左右，單缸機保有量在2000萬臺左右；一方面、單缸柴油機產業整體排放水平落後，導致其每年向大氣中排放大量的有害氣體；另一方面，落後排放水平使得其逐漸被市場所排斥，急需技術的更新換代。

中國將於2016年底全面實行非道路國三排放標準，預計2018年將實施非道路國4排放標準，其中單缸柴油機正在該法規的限制範圍之內。

排放法規升級後，單缸柴油機的共軌系統將成為單缸柴油機排放技術升級的根本性解決方案；在已公開的單缸柴油機共軌系統技術方案中，機械部分包含共軌泵、共軌管、噴油器三大部件，這三大部件之間採用高壓油管連接。雖然這種替代的技術方案能夠實現單缸柴油機的高壓共軌電噴化，但是，現有單缸柴油機的共軌系統成本太高，體積太大，無法在現有單缸柴油機上直接應用。

在發明專利201610025226.6中公開了「集成式柴油機高壓共軌燃油噴射系統用高壓油泵總成」，其仍然延續常規技術思路，將系統機械部分分為三大部件，彼此之間使用高壓油管連接；在該發明中，所述高壓油泵總成中的挺柱體導向 依賴柴油機，即柴油機的機體必須重新設計，需要機體上留有特殊的導向孔，柴油機的機體需要重新設計加工，整個加工生產線必須重新投入，投入很大；同時，這種高壓油泵總成的油量控制方式採用比例電磁閥進油計量控制，這種電磁閥的價格較高。

在實用新型專利ZL201120052744.X中公開了「泵軌一體的共軌高壓泵」，所述油泵應用於多缸柴油機供油系統；其油泵的驅動由自身凸輪軸執行，油泵體積龐大，在單缸柴油機上無法直接應用，也不能引用，在該實用新型中高壓原件柱塞套採用內凹端面結構設計，工藝性極差，既提高了加工、裝配的技術難度，增大了成本，又不能與現有單缸柴油機的機體配套使用，對現有單缸柴油機的噴油泵的替代性極差。現行的單缸柴油機生產商都不認可，更不接受。

為此，申請人發明了一種單缸柴油機用複合式高壓共軌泵，它包括單缸共軌蓄能器1和單缸共軌泵部件，單缸共軌蓄能器1和單缸共軌泵部件通過緊固件密封地固定連接成一體。它是根據現有單缸柴油機的特點設計，具有適應性強、結構經湊、成本低、技術潛力深特點，能直接應用於現有的單缸柴油機上，現有柴油機的機體無需改動，是現有單缸柴油機排放達國三標準的理想方案。其中，單缸共軌泵部件是最為關鍵部件之一。

技術實現要素：
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本實用新型的目的是提供一種單缸柴油機高壓共軌泵的共軌泵部件，採用它能使單缸柴油機高壓共軌系統中的泵體直接安裝在現有柴油機的機體上，以替代現有的噴油泵。

本實用新型採取的技術方案：

一種單缸柴油機高壓共軌泵的共軌泵部件，其特徵是：包括泵體、挺柱體、柱塞彈簧下座、柱塞彈簧、柱塞、柱塞導向套、徑向密封圈、高壓腔、油道分 配器、鋼珠、進油閥彈簧、出油閥座、出油閥芯、出油閥彈簧、出油閥彈簧座和高速電磁閥，在出油閥座的中心設有出油孔，在出油閥座的下端面設有鋼珠容腔，在出油閥座的側面設有上側進油道；在油道分配器的中心設有上端開口的進油盲孔、在油道分配器的側面設有下側進油道，在油道分配器的下側進油道下端設有水平進油道，在油道分配器的上端面與下端面之間設有垂直油道，在油道分配器的下端面設有進油凹油坑，垂直油道與進油凹油坑相通連；所述泵體包括對接孔、螺紋連接孔、配合孔、過渡孔、下導向孔、電磁閥安裝孔、轉向進油孔，對接孔、螺紋連接孔、配合孔、過渡孔、下導向孔從上到下依次同軸分布；柱塞導向套旋固在泵體的螺紋連接孔中，油道分配器和出油閥座設置在對接孔中，且出油閥座位於油道分配器的上方，鋼珠設置在出油閥座與油道分配器之間，出油閥芯套裝在出油閥座的出油孔中，進油閥彈簧設置在出油閥芯下端與鋼珠之間，出油閥彈簧的下端套裝在出油閥芯的上段，出油閥彈簧座套裝在出油閥彈簧的上端的內孔中，柱塞彈簧下座套裝在柱塞上且位於柱塞的下端，柱塞套裝在柱塞導向套的導向孔中，柱塞彈簧設置在柱塞導向套與柱塞彈簧下座之間，挺柱體套裝在泵體的下導向孔中，並由限位銷對挺柱體的升降行程進行限位，柱塞的下端與挺柱體接觸。

進一步，在柱塞導向套與泵體的配合孔之間設有徑向密封圈。

更進一步，在柱塞導向套與泵體的配合孔之間沿軸向間隔地設有二個徑向密封圈。

進一步，在泵體的對接面上設有端面密封圈。

本實用新型既能與單缸共軌蓄能器直接安裝，實現結構緊湊型共軌泵，也可以通過共軌管與噴油器相連接，即軌、泵分體連接。

本實用新型與單缸共軌蓄能器直接安裝時，通過泵體的對接孔安裝單缸共 軌蓄能器，所述單缸共軌蓄能器包括共軌體、定壓出油道、蓄壓容腔、定壓進油道、壓力傳感器和單向出油腔，蓄壓容腔設置在共軌體內，定壓出油道、定壓進油道、壓力傳感器和單向出油腔均與蓄壓容腔相連通，其中，定壓出油道、定壓進油道和單向出油腔同軸設置；單缸共軌蓄能器的進油端和單缸共軌泵的出油端對接後密封地固定連接成一體。

其工作過程如下：

吸油過程：凸輪軸處於下降段時，柱塞彈簧帶動挺柱體和柱塞彈簧下座、柱塞同步下行，此時高壓腔容積增大而形成負壓，油道分配器下端的進油凹油坑通過垂直油道與鋼珠的容腔相連通，此時高速電磁閥通電處於打開狀態，燃油通過轉向進油道、高速電磁閥進入泵體的對接孔中，然後通過出油閥座的上側進油道和油道分配器的下側進油道進入水平進油道和進油盲孔推開鋼珠，再進入鋼珠容腔從垂直油道吸入高壓腔；

壓油過程：凸輪軸處於上升階段時，挺柱體推動柱塞下端上移，柱塞彈簧在柱塞彈簧下座的作用下被壓縮，此時，高壓腔容積縮小，油壓升高，高壓腔中吸儲的燃油則從進油凹油坑、垂直油道進入鋼珠容腔中，鋼珠在壓力燃油的作用下密封地壓合在進油盲孔的開口處，關閉進油盲孔，壓力燃油推動出油閥芯上移，從而使出油閥芯處於開啟狀態，壓力燃油通過單缸共軌蓄能器的定壓進油道進入蓄壓容腔中，壓力傳感器對蓄壓容腔中油壓進行測控，當油壓達到預定值時，從定壓出油道輸入噴油裝置，完成壓油過程。

本實用新型既適用於油泵和共軌的一體化，又適用油泵和共軌之間分體連接，油泵能在現有柴油機上直接安裝使用，不需要對柴油機的機體的安裝孔系進行另外加工，同時取消連接共軌與油泵的共軌管，還能最大化地減小單缸柴油機高壓共軌泵的體積，採用高速電磁閥取代已有技術中比例電磁閥，成本可 以降低10％～15％；在本實用新型中，挺柱體的升降移動導向和定位結構均設置在泵體內孔中，對柴油機機體無特殊設計要求；它能對現有柴油機直接進行共軌電噴提升改造，對於現有單缸柴油機進行國三標準環保排放是十分經濟可行的技術方案，使用本實用新型能使單缸柴油機達到國四排放標準。

在本實用新型中將高壓元件柱塞導向套與泵體進行分離設計成為多級圓柱狀結構，該結構周向均質對稱，有利於後期柱塞套中孔的高精度加工；相比較現有技術中的異形結構，需要做配重處理，工藝難度大大降低；挺柱體、柱塞彈簧等運動件，內包結構設計，避免了與柴油機零部件產生碰撞、幹涉、影響的可能性。本實用新型的結構緊湊、低成本，工藝性好、性能穩定、適用於單缸柴油機使用的高壓共軌系統供油泵總成。

附圖說明：

圖1為單缸柴油機用複合式高壓共軌泵的結構示意圖；

圖2為單缸共軌蓄能器的結構示意圖；

圖3為單缸共軌泵的結構示意圖(即本實用新型)；

圖4為泵體的結構示意圖；

圖5為出油閥座的結構示意圖；

圖6為油道分配器的結構示意圖；

圖中：1-單缸共軌蓄能器；2-單缸共軌泵；3-端面密封圈；11-共軌體；12-定壓出油道；13-蓄壓容腔；14-定壓進油道；15-壓力傳感器；16-單向出油腔；17-進油端；21-泵體；22-挺柱體；23-柱塞彈簧下座；24-柱塞彈簧；25-柱塞；26-柱塞導向套；27-徑向密封圈；28-高壓腔；29-油道分配器；30-鋼珠；31-進油閥彈簧；32-出油閥座；33-出油閥芯；34-出油閥彈簧；35-出油閥彈簧座；36-高速電磁閥；37-限位銷；38-限位卡簧；211-對接孔；212-螺紋連接孔；213-配合孔；214-過渡孔；215-下導向孔；216-電磁閥安裝孔；217-轉向進油道； 291-進油盲孔；292-下側進油道；293-水平進油道；294-垂直油道；295-進油凹油坑；321-出油孔；322-鋼珠容腔；323-上側進油道。

具體實施方式：

下面結合附圖說明本實用新型的具體實施方式：

實施例1：一種使用本實用新型的單缸柴油機用複合式高壓共軌泵，如圖1～圖6所示，它由單缸共軌蓄能器1和單缸共軌泵2組成，單缸共軌蓄能器1和單缸共軌泵2通過端面密封圈3密封地固定連接成一體；所述單缸共軌蓄能器1包括共軌體11、定壓出油道12、蓄壓容腔13、定壓進油道14、壓力傳感器15和單向出油腔16，蓄壓容腔13設置在共軌體11內，定壓出油道12、定壓進油道14、壓力傳感器15和單向出油腔16均與蓄壓容腔13相連通，其中，定壓出油道12、定壓進油道14和單向出油腔16同軸設置；所述單缸共軌泵2包括泵體21、挺柱體22、柱塞彈簧下座23、柱塞彈簧24、柱塞25、柱塞導向套26、徑向密封圈27、高壓腔28、油道分配器29、鋼珠30、進油閥彈簧31、出油閥座32、出油閥芯33、出油閥彈簧34、出油閥彈簧座35和高速電磁閥36，在出油閥座32的中心設有出油孔321，在出油閥座32的下端面設有鋼珠容腔322，在出油閥座32的側面設有上側進油道323；在油道分配器29的中心設有上端開口的進油盲孔291、在油道分配器29的側面設有下側進油道292，在油道分配器29的下側進油道292下端設有水平進油道293，在油道分配器29的上端面與下端面之間設有垂直油道294，在油道分配器29的下端面設有進油凹油坑295，垂直油道294與進油凹油坑295相通連；所述泵體21包括對接孔211、螺紋連接孔212、配合孔213、過渡孔214、下導向孔215、電磁閥安裝孔216、轉向進油孔217，對接孔211、螺紋連接孔212、配合孔213、過渡孔214、下導向孔215從上到下依次同軸分布；柱塞導向套26旋固在泵體21的螺紋連接孔212中，油道分配器29和出油閥座32設置在對接孔211中，且出油閥座32位 於油道分配器29的上方，鋼珠30設置在出油閥座32與油道分配器29之間，出油閥芯33套裝在出油閥座32的出油孔321中，進油閥彈簧31設置在出油閥芯33下端與鋼珠30之間，出油閥彈簧34的下端套裝在出油閥芯33的上段，出油閥彈簧座35套裝在出油閥彈簧34的上端的內孔中，柱塞彈簧下座23套裝在柱塞25上且位於柱塞25的下端，柱塞25套裝在柱塞導向套26的導向孔中，柱塞彈簧24設置在柱塞導向套26與柱塞彈簧下座23之間，挺柱體22套裝在泵體21的下導向孔215中，並由限位銷37對挺柱體22的升降行程進行限位，限位銷37由限位卡簧38限位，柱塞25的下端與挺柱體22接觸；在柱塞導向套26與泵體21的配合孔213之間設有二個徑向密封圈27。

本實用新型既可與單缸共軌蓄能器1組裝成泵軌一體化產品，也可以通過共軌管與噴油器相連接，它的優點是能在現有單缸柴油機上直接應用。