供油泵以及具有所述供油泵的柴油的製造方法
2023-09-21 14:18:05 1
供油泵以及具有所述供油泵的柴油的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種供油泵,其特徵在於,所述供油泵包括:殼體,其限定充有潤滑油的容腔;在所述殼體內固定的柱塞套;以及在所述柱塞套的柱塞孔內適於移動地安裝的柱塞,所述柱塞以將燃油吸入到所述柱塞套內、將燃油加壓並然後將加壓後的燃油從所述柱塞套排出的方式操作,所述柱塞孔與所述容腔流體連通,在所述柱塞孔內設置令所述燃油與所述潤滑油隔離的氣體密封。本實用新型還涉及具有所述供油泵的柴油機。
【專利說明】供油泵以及具有所述供油泵的柴油機
【技術領域】
[0001]本實用新型大體上涉及供油泵、尤其用於柴油機的供油泵,在所述供油泵中設置氣體密封,從而防止燃油與潤滑油混合。本實用新型還涉及具有這種供油泵的柴油機。
【背景技術】
[0002]在當代的柴油機中,燃油通過高壓供油泵被加壓並且然後被泵送到高壓軌中,從所述高壓軌,加壓後的燃油受控地噴射到發動機的氣缸中。大體上,高壓供油泵為柱塞泵的形式,這種柱塞泵主要包括殼體、在殼體內安裝的柱塞套、以及在柱塞套內能夠滑動地安裝的柱塞,其中輸入閥座、輸入閥芯、輸出閥座、輸出閥芯以及出油接頭依次在柱塞套內安裝。在殼體內能夠旋轉地安裝有凸輪,該凸輪由發動機驅動。供油通道在柱塞套內形成,從而該供油通道與輸入閥座流體連通。凸輪用於驅動柱塞,從而使得柱塞在柱塞套內往復移動,以使得燃油能夠被吸入到柱塞套內,在柱塞套內被加壓並然後經由出油接頭從柱塞套排出。
[0003]為了實現柱塞與凸輪的足夠的潤滑,潤滑油被充注到殼體的接收有凸輪以及至少一部分柱塞的容腔內。因為在柱塞與柱塞套之間不可避免地會出現加工或組裝誤差,所以在柱塞高速往復運動時燃油有可能洩漏到充滿潤滑油的容腔內。如果這種情況出現的話,則潤滑油的品質有可能受到負面影響。也就是說,將會無法確保柱塞和凸輪的足夠的潤滑。因此,根據現有技術,在柱塞套內形成有燃油返回通道,從而防止這種洩漏的情況出現。然而,即使設置燃油返回通道的話,也不可能完全地避免燃油洩漏到潤滑油中。
[0004]此外,潤滑油也有可能沿著柱塞被帶到柱塞套中,從而與燃油混合。在這種情況中,燃油的品質降級,從而柴油機的效率負面地受到影響。
[0005]因此,急需找到一種避免柴油機柱塞泵內燃油與潤滑油混合的措施。
實用新型內容
[0006]為了解決上述問題,本實用新型的目的就是提出一種柱塞泵,在該柱塞泵內,燃油被高效地防止與潤滑油混合。
[0007]根據本實用新型的一個方面,提供了一種供油泵(尤其用於柴油機的供油泵),所述供油泵包括:
[0008]殼體,其限定充有潤滑油的容腔;
[0009]在所述殼體內固定的柱塞套;以及
[0010]在所述柱塞套的柱塞孔內適於移動地安裝的柱塞,所述柱塞以將燃油吸入到所述柱塞套內、將燃油加壓後再將加壓後的燃油從所述柱塞套排出的方式操作,所述柱塞孔與所述容腔流體連通,
[0011]在所述柱塞孔內設置令所述燃油與所述潤滑油隔離的氣體密封。
[0012]優選地,所述氣體密封包括在所述柱塞孔的內表面中形成的第一氣體接收部以及在所述柱塞套內形成的第一氣體供應通道,所述第一氣體供應通道與所述第一氣體接收部流體連通,所述第一氣體供應通道連接至氣源,並且所述第一氣體接收部由所述柱塞封閉。[0013]優選地,所述氣體密封包括在所述柱塞孔的內表面中與所述第一氣體接收部相鄰形成的第二氣體接收部以及在所述柱塞套內形成的與所述第二氣體接收部流體連通的氣體排出通道,所述第二氣體接收部由所述柱塞封閉。
[0014]優選地,燃油返回通道在所述柱塞套內與所述柱塞孔流體連通地形成,所述氣體密封在所述柱塞孔內沿著所述柱塞的下行方向位於所述燃油返回通道下遊。
[0015]優選地,所述氣體排出通道與氣體收集裝置流體連通或者通向大氣,並且所述第一和/或第二氣體接收部保持恆定的氣壓。
[0016]優選地,附加的氣體密封在所述柱塞孔中沿柱塞的下行方向設置在燃油返回通道的上遊。
[0017]優選地,所述第二氣體接收部位於所述燃油返回通道與所述第一氣體接收部之間。
[0018]優選地,所述氣體接收部是形成在柱塞套上的環形凹槽。
[0019]作為替代地,所述氣體密封包括在所述柱塞的外表面中形成的第一氣體接收部以及在所述柱塞套內形成的第一氣體供應通道,所述第一氣體供應通道總是與所述第一氣體接收部相通,所述第一氣體供應通道連接至氣源。
[0020]作為替代地,所述氣體密封包括在所述柱塞的外表面中與所述第一氣體接收部相鄰形成的第二氣體接收部以及在所述柱塞套內形成的總是與所述第二氣體接收部相通的氣體排出通道。
[0021]優選地,所述凹槽具有矩形或半圓形的橫截面。
[0022]根據本實用新型的另一個方面,還提供了一種具有上述供油泵的柴油機。
[0023]在所附的權利要求書中描述了其它獨特的特徵或者與其它特徵結合從而被認為屬於本實用新型特性的那些特徵。
[0024]通過結合附圖的優選實施例的以下說明將更好地理解本實用新型的結構以及其它客觀的和有益的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]為了提供本實用新型的進一步解釋,附圖作為說明書的一部分示出了本實用新型的優選實施例,並且各附圖被用於與說明書一起解釋本實用新型的原理。在各附圖中:
[0026]圖1示意性示出了根據現有技術的柱塞泵的局部剖視圖;
[0027]圖2示意性示出了根據本實用新型第一實施例的柱塞泵的局部剖視圖;並且
[0028]圖3示意性示出了根據本實用新型替代實施例的柱塞泵的局部剖視圖。
【具體實施方式】
[0029]在各附圖中,相同的部件由相同的附圖標記表示。
[0030]圖1示意性示出了根據現有技術的柱塞泵的局部剖視圖。該柱塞泵包括殼體(未示出)、在所述殼體內固定的柱塞套I以及在柱塞套I的孔Ib內可以滑動地安裝的柱塞2。如圖1所示,輸入閥座3、輸入閥芯6、輸出閥座4、輸出閥芯8以及出油接頭5依次在柱塞套I內安裝。
[0031]供油通道Ia在柱塞套I內形成,從而來自柴油機的(未示出)的油路的燃油可以被供入到柱塞泵內、尤其被供入到柱塞泵的柱塞套內。柱塞套I形成有用於接收柱塞2的柱塞孔Ib以及用於接收輸入閥座3、輸入閥芯6、輸出閥座4、輸出閥芯8以及出油接頭5的容室lc。在這些部件被組裝到柱塞孔Ib和容室Ic內之前,供油通道la、柱塞孔Ib和容室Ic彼此相互連通。
[0032]在柱塞泵殼體的(未示出)的容腔內能夠旋轉地安裝有凸輪(未示出)。在圖1中,凸輪和容腔可以位於柱塞套I的下方。凸輪可以由柴油機驅動旋轉。凸輪操作性連接至柱塞2,從而柱塞2可以由凸輪的旋轉被驅動以在柱塞孔Ib內往復移動。為了實現凸輪與柱塞2的足夠的潤滑,容腔充滿潤滑油。
[0033]如圖1所示,燃油返回通道Id在柱塞套I內形成,從而防止燃油洩漏到容腔內。大部分燃油返回通道Id設置成相對於柱塞孔Ib傾斜。傾斜的燃油返回通道Id在與輸入閥座3隔開的位置處與柱塞孔Ib連通。更具體地講,在該位置處,柱塞孔Ib形成有與燃油返回通道Id連通的環形凹槽。因此,在柱塞泵運行時,尤其是在柱塞2處於其下降行程中時,由柱塞2攜帶於環形凹槽處的燃油能夠從柱塞套I排出。例如,排出的燃油可以返回到柴油機的油路中並且然後被再次供入到柱塞套I內。
[0034]然而,即使在柱塞套I內設有燃油返回通道ld,由於柱塞孔Ib與柱塞2之間的機械加工或組裝誤差也會有少量的燃油不可避免地洩漏到容腔內。在這種情況中,在容腔內與潤滑油混合的燃油會使得潤滑油品質降級,從而凸輪或柱塞將會潤滑不足。
[0035]此外,柱塞孔Ib與充滿潤滑油的容腔連通。在這種情況中,在柱塞2處於其上升行程中時,少量的潤滑油很有可能由柱塞2被攜帶至環形凹槽並且因而經由燃油返回通道Id被排出。也就是說,少量的潤滑油很有可能與燃油混合。如果這種情形出現的話,那麼燃油的品質將會降級,從而負面地影響柱塞泵的效率。
[0036]因此,無論上述兩種情形中的哪一種情形出現,柱塞泵都將會低效地運行。
[0037]圖2示意性示出了根據本實用新型第一實施例的柱塞泵的局部剖視圖。為了清楚起見,圖2僅僅示出了柱塞泵的被改進的一部分。應當理解,根據該實用新型的柱塞泵的其它部分與如圖1所示的相同,並且對其說明參見上述內容。
[0038]根據本實用新型第一實施例的柱塞泵大體上包括柱塞套I以及柱塞2。柱塞2在柱塞套I的柱塞孔Ib內能夠滑動地安裝。環形凹槽If在柱塞孔Ib內形成並且與在柱塞套I內傾斜地形成的燃油返回通道Id連通。凹槽If用於積聚柱塞2處於其下降行程過程中由柱塞所攜帶的燃油。例如,在柱塞2處於其上升行程中時,在凹槽If內積聚的燃油能夠經由燃油返回通道Id從柱塞套I排出。
[0039]為了防止燃油與來自容腔的如上所述的少量潤滑油混合,在凹槽If與柱塞孔Ib的同用於接收凸輪並充滿潤滑油的容腔連通的開口之間設置氣體密封。如圖2所示,氣體密封包括氣體接收部9a。在所示的實施例中,氣體接收部9a可以形式為在柱塞孔Ib內形成的環形凹槽。凹槽9a自柱塞孔Ib的表面徑向向外地延伸。氣體密封還包括在柱塞套I內形成的氣體供應通道%。氣體供應通道9b與氣源(未示出)相連,該氣源用於將諸如空氣、惰性氣體等的加壓氣體供入到凹槽9a中。這樣,在柱塞泵運行時,在凹槽9a與柱塞2的外表面之間實現氣體密封。
[0040]除氣體供應通道9b外,凹槽9a由柱塞2、尤其由柱塞2的外表面封閉。因此,如果氣源供應足夠多的氣體以將氣體密封的氣壓、尤其凹槽9a處的氣壓維持為2?3巴的特定值的話,則任何有可能洩漏到容腔內的燃油將不會與潤滑油混合或者任何有可能由柱塞2所攜帶的潤滑油將不會與燃油混合。也就是說,如果在柱塞2與柱塞孔Ib之間由於機械加工或組裝誤差而出現間隙的話,則加壓後的氣體能夠沿柱塞2的下降和上升行程方向順著間隙流動。這樣,有可能洩漏至容腔的燃油或者有可能由柱塞2所攜帶的潤滑油能夠沿著相反的方向被加壓後的氣體推壓,以使得燃油沒有機會與潤滑油混合。
[0041]在所示的實施例中,凹槽9a具有矩形橫截面。然而,應當清楚,任何合適的橫截面均可以由凹槽9a所採用。例如,凹槽9a可以具有半圓形、方形或甚至三角形的橫截面。此夕卜,在所示的實施例中,氣體供應通道9b形式為直線。然而,還應當清楚,氣體供應通道可以採用任何其它合適的形狀。例如,氣體供應通道%可以是彎曲的或甚至是摺疊形狀的,只要其能夠與氣源相連即可。
[0042]圖3示意性示出了根據本實用新型的替代實施例的柱塞泵的局部剖視圖。為了清楚起見,圖3僅僅示出了柱塞泵的被改進的一部分。應當理解,根據該實用新型的柱塞泵的其它部分與如圖1所示的相同,並且對其說明參見上述內容。
[0043]圖3所示的實施例與圖2所示的實施例的區別之處在於氣體密封由兩個氣體接收部IOa和Ila形成。類似地,氣體接收部IOa和Ila可以為在凹槽If與柱塞孔Ib的同用於接收凸輪且充滿潤滑油的容腔連通的開口之間設置的凹槽IOa和Ila的形式。氣體接收部IOa和Ila在柱塞孔Ib內彼此靠近地形成。類似地,每個氣體接收部IOa或Ila可以為環形凹槽的形式。每個凹槽IOa或Ila自柱塞孔Ib的表面徑向向外地延伸。每個凹槽IOa或Ila相應地配備有氣體供應通道IOb或氣體排出通道lib。通道IOb和Ilb在柱塞套I內形成,從而氣體供應通道IOb連接至(未示出的)氣源並且氣體排出通道Ilb能夠連接至(未示出的)氣體收集裝置或通向大氣,並且使得氣體接收部IOa和/或Ila保持恆定的氣壓。
[0044]每個接收凹槽IOa或Ila示出具有半圓形的橫截面。作為替代地,任何合適的橫截面可以由接收凹槽所採用。例如,凹槽可以具有矩形、方形或甚至三角形的橫截面。類似地,通道IOb或Ilb可以與通道9b同樣地被成形。在所示的實施例中,凹槽IOa位於凹槽Ila下方。作為替代地,凹槽Ila可以位於凹槽IOa下方。
[0045]在柱塞2組裝到柱塞孔Ib中後,凹槽IOa和Ila都由柱塞2封閉。在這種情況中,在柱塞泵運行時,加壓的氣體經由氣體供應通道IOb從(未示出的)氣源連續地供應至氣體接收凹槽10a。因為在柱塞2與柱塞孔Ib之間由於機械加工或組裝誤差不可避免地會出現微間隙以及這兩個凹槽IOa和Ila彼此靠近,所以凹槽IOa內的大部分供應的氣體可以順著微間隙流到凹槽Ila中並且然後從那裡經由氣體排出通道Ilb排至氣體收集裝置或排至大氣,並且使得氣體接收部IOa和/或Ila保持恆定的氣壓。
[0046]與如圖2所示的實施例相比,氣體密封由在兩個凹槽IOa與Ila之間連續流動的氣體形成。因此,即使柱塞2與柱塞孔Ib之間的間隙變大,燃油也可以通過所產生的氣體密封與潤滑油足夠地隔開。也就是說,密封效果不易受到柱塞2與柱塞孔Ib之間的誤差影響。此外,因為氣體密封通過連續流動的氣體來實現,所以容易將氣體密封的氣壓維持在大約2?3巴的特定值。同時,氣體收集裝置可以經由(未示出的)管線連接至氣源,從而氣源、氣體供應通道10b、氣體接收凹槽IOa和Ila以及氣體排出通道Ilb可以構成一個氣體迴路。[0047]在由圖2和3所示的實施例中,僅僅一個氣體密封在柱塞孔Ib內設置在沿柱塞2的下降方向的凹槽If或燃油返回通道Id的下遊。然而,應當清楚,具有相同構造和功能的附加的氣體密封可以在柱塞孔Ib內設置在沿柱塞2的上升方向的凹槽If或燃油返回通道Id的上遊。在這種情況中,上遊的氣體密封用於防止燃油順著柱塞孔或柱塞向下遊移動以與潤滑油混合,而下遊的氣體密封用於防止由柱塞攜帶的潤滑油順著柱塞孔向上遊移動以與燃油混合。
[0048]在已經提到和附圖示出的實施例中,氣體密封由在柱塞套的內表面中形成的凹槽以及在柱塞套內形成的通道組成。但是,本領域技術人員應當清楚,相應的凹槽也可以在柱塞上形成。例如,在附圖2和3所示的實施例中,作為替代地,凹槽9a和/或凹槽10a、lla也可以在柱塞2的外表面中形成,以使得無論柱塞如何在柱塞孔內移動,柱塞套I內設置的氣體供應通道%和/或氣體供應通道10a、氣體排出通道Ilb總是相應地與凹槽9a和/或凹槽10a、IIa相通,並且在柱塞泵運行時,各凹槽由柱塞套I的柱塞孔的內表面封閉。在這種情況下,參照附圖2和3所示的上述實施例中的氣體密封原理同樣適用。
[0049]可以想到,如果氣體密封具有足以防止燃油與潤滑油混合的軸向密封界面的話,貝IJ凹槽If和通道Id可以替代地自柱塞套I省略。也就是說,在這種情況下,在柱塞套內不用設置燃油返回通道,並且僅僅通過氣體密封就可以防止燃油與潤滑油混合。
[0050]應當理解,在說明書所述的任何實施例中,無論氣體密封以何種方式設置在柱塞孔內,柱塞應當布置成總是封閉每個氣體密封、尤其是氣體密封的氣體接收凹槽。
[0051]儘管已經通過具體的實施例示出並說明了本實用新型,但是本實用新型並不限於這些所解釋的具體情況。相反地,在權利要求書及其等價物的範圍內本實用新型的各種改型是可行的。
【權利要求】
1.一種供油泵,其特徵在於,所述供油泵包括: 殼體,其限定充有潤滑油的容腔; 在所述殼體內固定的柱塞套;以及 在所述柱塞套的柱塞孔內適於移動地安裝的柱塞,所述柱塞以將燃油吸入到所述柱塞套內、將燃油加壓後再將加壓後的燃油從所述柱塞套排出的方式操作,所述柱塞孔與所述容腔流體連通, 在所述柱塞孔內設置令所述燃油與所述潤滑油隔離的氣體密封。
2.根據權利要求1所述的供油泵,其特徵在於,所述氣體密封包括在所述柱塞孔的內表面中形成的第一氣體接收部以及在所述柱塞套內形成的第一氣體供應通道,所述第一氣體供應通道與所述第一氣體接收部流體連通,所述第一氣體供應通道連接至氣源,並且所述第一氣體接收部由所述柱塞封閉。
3.根據權利要求2所述的供油泵,其特徵在於,所述氣體密封包括在所述柱塞孔的內表面中與所述第一氣體接收部相鄰形成的第二氣體接收部以及在所述柱塞套內形成的與所述第二氣體接收部流體連通的氣體排出通道,所述第二氣體接收部由所述柱塞封閉。
4.根據權利要求1至3任一所述的供油泵,其特徵在於,在所述柱塞套內形成燃油返回通道與所述柱塞孔流體連通,所述氣體密封在所述柱塞孔內沿著所述柱塞的下行方向位於所述燃油返回通道下遊。
5.根據權利要求3所述的供油泵,其特徵在於,附加的氣體密封在所述柱塞孔中沿柱塞的下行方向設置在燃油返回通道的上遊。
6.根據權利要求3所述的供油泵,其特徵在於,所述氣體排出通道與氣體收集裝置流體連通或者通向大氣,並且所述第一和/或第二氣體接收部保持恆定的氣壓。
7.根據權利要求2或3所述的供油泵,其特徵在於,所述氣體接收部是形成在柱塞套上的環形凹槽。
8.根據權利要求1所述的供油泵,其特徵在於,所述氣體密封包括在所述柱塞的外表面中形成的第一氣體接收部以及在所述柱塞套內形成的第一氣體供應通道,所述第一氣體供應通道總是與所述第一氣體接收部相通,所述第一氣體供應通道連接至氣源。
9.根據權利要求2所述的供油泵,其特徵在於,所述氣體密封包括在所述柱塞的外表面中與所述第一氣體接收部相鄰形成的第二氣體接收部以及在所述柱塞套內形成的總是與所述第二氣體接收部相通的氣體排出通道。
10.一種柴油機,其特徵在於,所述柴油機具有根據權利要求1至9任一所述的供油泵。
【文檔編號】F02M59/44GK203515901SQ201320398375
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年7月5日 優先權日:2013年7月5日
【發明者】A·薩沙 申請人:羅伯特·博世有限公司