電控高壓油泵柱塞偶件的製作方法

2023-06-12 23:22:21 2

專利名稱：電控高壓油泵柱塞偶件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種20MPa高壓電控燃料油噴射汽油機油泵柱塞運動副偶件。
背景技術：
在現有技術電控燃料油噴射汽油機油泵中，液壓夾緊力是液壓技術中的一個技術術語。產生液壓夾緊力的原因是當一個軸和一個軸套配合。在軸和軸套兩端壓力不同，如果軸和軸套兩端的間隙也不同，當間隙大的一端的壓力低於間隙小的一端的壓力時，柱塞偶件受高壓燃油作用發生變形，就會產生使徑向間隙大大增加的液壓夾緊力。由於軸和軸套在加工時不會是理想狀態，誤差總是存在的，因此產生夾緊力的條件會隨機發生，導致高壓油泵產生洩漏。作為油泵柱塞運動副的柱塞和柱塞套配合構成的柱塞偶件就屬於這種情況。 柱塞與柱塞套是加工十分精密的配套件。通常柱塞身上有一道傾斜槽，柱塞套上有小孔稱為吸入口，這個吸入口充滿著燃油，當柱塞傾斜槽對著吸入口時，燃油進入柱塞套內，柱塞被凸輪軸頂至一定高度時，柱塞傾斜槽與吸入口錯開，吸入口被封閉，使柴油既不能吸入也不能被壓出，柱塞繼續上升時壓迫柴油，柴油壓力到一定程度就會頂開單向閥蜂擁而出進入噴油嘴，再從噴油嘴進入氣缸燃燒室。柱塞每次排出一定量的燃油，只有一部分噴入氣缸，其餘部分則由回油孔洩走，並利用增減洩走的回油量來調節噴油量。柱塞套上的進油孔被柱塞上端面完全擋住的時刻稱為理論供油始點。柱塞繼續向上運動時，供油也一直繼續著，壓油過程持續到柱塞上的螺旋斜邊讓開柱塞套回油孔時為止，當油孔一被打開，高壓油從油室經柱塞上的縱向槽和柱塞套上的回油孔流回泵體內的油道。此時柱塞套油室的油壓迅速降低，出油閥在彈簧和高壓油管中油壓的作用下落回閥座，噴油器立即停止噴油。這時雖然柱塞仍繼續上行，但供油已終止。柱塞套上回油孔被柱塞斜邊打開的時刻稱為理論供油終點。在柱塞向上運動的整個過程中，只是中間一段行程才是壓油過程，這一行程稱為柱塞的有效行程。在圖2所示現有技術柱塞偶件結構中，柱塞套2是一個圓筒形構件，柱塞I在液壓夾緊力大的柱塞套2的容腔內可滑動。液壓夾緊力使所述柱塞I偏向所述柱塞套2的圓柱孔的一邊，產生很大的摩擦力，導致所述柱塞I和所述柱塞套2的接觸面因磨損加劇而失效。因此減小偶件可能出現的液壓夾緊力至關重要。當同軸線配合在柱塞套中的柱塞零件的內徑與外徑之間，中部設置的環形凹槽101兩端的形位誤差容易形成一個錐狀間隙，並且間隙小的一端的壓力高於另一端時，低粘度的汽油就會在柱塞套和柱塞兩個配合零件之間產生最大值為i7 ++的液壓夾緊力式中Fm為液壓夾緊力的最大值，d為柱塞偶件的配合直徑，I為偶件的配合長度，e為柱塞I不對中時兩側的間隙差，Ap為配合長度兩端的壓力差Ap = P1-P2, P1為柱塞右端的壓力，P2為柱塞導向段與高壓密封段之間開槽處的槽內壓力。[0007]由於柱塞套中的柱塞由於配合間隙小而產生的液壓夾緊力，易導致柱塞套中的柱塞偶件磨損或被卡死。通常為減少柱塞偶件的液壓夾緊力，現有技術一般採用在圖2所示柱塞偶件的圓柱面上開一個上述環形凹槽形狀的環形均壓環槽101，以減小汽油機缸內直接噴射電控高壓油泵柱塞套與柱塞偶件之間的液壓夾緊力，用這種方法減小液壓夾緊力的不足之處在於，不能完全消除液壓夾緊力對柱塞偶件的磨損或被卡死的現象。而且柱塞套2中段內孔與均壓環槽101 —邊上有相通不對稱的徑向孔。該徑向孔所受的液體的壓力P2使所述柱塞I緊貼在柱塞套2的下邊，形成不對稱的受力狀態構成容易導致柱塞可能的磨損失效摩擦力。
發明內容本實用新型的目的是針對現有技術高壓油泵中柱塞和柱塞套在工作液壓夾緊力較大，容易導致其配合磨損失效的缺陷，提供一種能夠提高高壓油泵柱塞偶件可靠性和耐久性，並能消除液壓夾緊力導致偶件磨損或卡死現象的柱塞偶件。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種電控高壓油泵柱塞偶件，包括，同軸裝配在柱塞套中的柱塞，其特徵在於，在所述柱塞套2孔壁的柱塞導向段L3 L2之間的交界處制有內孔環槽102，該內孔環槽102和環形均壓環槽101均制有對稱中心軸線的徑向孔3，其中，柱塞套2前端面至內孔環槽102的距離L3和內孔環槽102至環形均壓環槽101的導向距離L2是柱塞導向段，且導向距離L2的末端是柱塞導向段的到頭運動極限，該柱塞導向段不參與液壓燃油的高壓密封，柱塞I後部端面至均壓環槽101的距離LI是液壓燃油導向的高壓密封段，所述柱塞導向段和高壓密封段由上述內孔環槽102隔開。本實用新型相比於現有技術具有如下有益效果。 本實用新型通過在柱塞套的導向段與高壓密封段交界處開槽，採用在柱塞導向段末端開有柱塞導向段不參與高壓密封，將柱塞導向段和高壓密封段隔開的內孔環槽102，使導向段兩端承受相同壓力。由於柱塞導向段與高壓密封段之間開槽處的槽內壓力P2 = P1,所以有Ap = P1-P2 = 0,於是 =^|(^ + 1)^'|^- + 1-^|^ = 0上式說明，利用柱塞套的使柱塞導向段穩定地對中，完全消除了可能產生的液壓夾緊力。通過在柱塞套設置不參與高壓密封的柱塞導向段和高壓密封段，並用環槽隔開，使導向段前後兩端承受相同壓力，減小了柱塞套與柱塞配合間隙形位誤差錐狀間隙的形成機會，同時減少柱塞和柱塞套在工作中產生的液壓夾緊力，使得電控高壓油泵柱塞偶件可以完全消除液壓夾緊力。本實用新型利用在柱塞套內孔制有的環形凹槽和對稱徑向孔減少柱塞I與述柱塞套2的液壓夾緊力來減少柱塞和柱塞套之間的磨損，提高了高壓油泵的可靠性和耐久性，解決了現有技術在柱塞偶件僅有一個均壓槽和不對稱徑向孔，不能完全消除液壓夾緊力對柱塞偶件的磨損或被卡死的現象的問題。解決了超高壓工作條件下柱塞泵柱塞偶件，因其間隙大而產生的洩漏與間隙小所引發的卡滯之間的矛盾.試驗結果表明，在保證良好潤滑的條件下，設計的柱塞偶件在I 50MPa下的容積效率可達60%以上.
圖I是本實用新型電控高壓油泵柱塞偶件的構造示意圖。圖2是現有技術電控高壓油泵柱柱塞偶件的結構原理剖視圖。圖中1柱塞，2柱塞套，3徑向孔，4高壓腔，101壓環槽，102內孔環槽。
具體實施方式
在圖I中，用於消除電控高壓油泵柱塞偶件除液壓夾緊力的柱塞偶件，由同軸配合在柱塞套2中的柱塞I組成。柱塞套2是一個帶有臺階端面軸的圓形筒體，臺階端面圓 柱面上制有徑向環形槽。在所述柱塞套2孔壁的柱塞導向段L3 L2之間的交界處制有將高低腔壓隔開的內孔環槽102。所述內孔環槽102上下方制有對稱中心軸線並與低壓油腔相通的徑向孔3。在上述柱塞導向段L2 LI之間交界處的內孔環槽101內同樣制有對稱中心軸線的徑向孔，該徑向孔與高壓油腔相通，其中，柱塞套2前端面至內孔環槽102的距離L3和內孔環槽102至環形均壓環槽101的導向距離L2是柱塞導向段，且導向距離L2的末端是柱塞導向段的到頭運動極限，柱塞I後部端面至均壓環槽101的距離LI是導向液壓燃油的高壓密封段。柱塞導向段不參與導向燃油密封，高壓密封段參與導向密封。與低壓腔相通的對稱徑向孔3，承受低壓壓力，與柱塞高壓腔4相通的對稱徑向孔，所受的液體壓力被稱之為柱塞壓力，其大小均為P2，承受的壓力與所述柱塞I右端所受的液體壓力相等。由於柱塞套2兩個環形凹槽上與高低壓腔相通的兩個對稱徑向孔3承受的壓力為低壓腔壓力，其大小為P3。柱塞套2的左端承受的壓力為發動機曲軸箱壓力，用P1表示，其值與所述低壓腔壓力大體相當，即P3 ^ P1,當柱塞泵油時，P2 > P1,當所述柱塞I右端的直徑大於左端直徑，即dK > dL,或所述柱塞套2的內孔的左端的直徑大於右端直徑，即^ > De時，本實用新型可能產生液壓夾緊力比現有技術的液壓夾緊力可以減少AFm = —\dim-dL3 (s + l)Jj^j + l-s |a^式中AFmS本實用新型比現有技術的液壓夾緊力的減少值，d為柱塞的配合直
徑，L3為偶件的配合長度，e為柱塞和柱塞套兩端的間隙差之比，S =DK，dK分別
為柱塞套和柱塞右邊的直徑差，Dl, dL分別為柱塞套和柱塞左邊的直徑差，Ap為配合長度兩端的壓力差，Ap = Pl-P2，p :為柱塞套左端的壓力，P2為柱塞右邊的壓力。上式表明採取本實用新型的技術以後比使用現有技術大大的減少了柱塞和柱塞套之間的液壓夾緊力。從而減少所述柱塞和所述柱塞套之間的磨損，提高了高壓油泵的可靠性和耐久性。
權利要求1.一種電控高壓油泵柱塞偶件，包括，同軸裝配在柱塞套中的柱塞，其特徵在於，在所述柱塞套(2)孔壁的柱塞導向段(L3 L2)之間的交界處制有內孔環槽(102)，該內孔環槽(102)和環形均壓環槽(101)均制有對稱中心軸線的徑向孔(3)，其中，柱塞套(2)前端面至內孔環槽(102)的距離和內孔環槽(102)至環形均壓環槽(101)的導向距離是柱塞導向段，且導向距離(L2)的末端是柱塞導向段的到頭運動極限，柱塞(I)後部端面至均壓環槽(101)的距離是液壓燃油導向的高壓密封段，所述柱塞導向段和高壓密封段由上述內孔環槽(102)隔開。
2.如權利要求I所述的電控高壓油泵柱塞偶件，其特徵在於，所述的柱塞導向段不參與導向燃油密封，高壓密封段參與導向密封。
3.如權利要求I所述的電控高壓油泵柱塞偶件，其特徵在於，與低壓腔相通的對稱徑向孔(3)，承受低壓壓力，與柱塞高壓腔(4)相通的對稱徑向孔，所受的液體壓力被稱之為柱塞壓力，其大小均為A，承受的壓力與所述柱塞(I)右端所受的液體壓力相等。
專利摘要本實用新型提供的一種電控高壓油泵柱塞偶件，在所述柱塞套孔壁的柱塞導向段L3～L2之間的交界處制有內孔環槽，該內孔環槽和現有技術環形均壓環槽均制有對稱中心軸線的徑向孔，其中，柱塞套前端面至內孔環槽的距離L3和內孔環槽至環形均壓環槽的距離L2是柱塞導向段，且L2的末端是柱塞導向段的到頭運動極限，柱塞後部端面至均壓環槽的距離L1是液壓燃油導向的高壓密封段，所述柱塞導向段和高壓密封段由上述內孔環槽隔開。本實用新型通過將柱塞導向段和高壓密封段隔開的內孔環槽，解決了現有技術不能完全消除液壓夾緊力對柱塞偶件的磨損或被卡死的現象的問題。
文檔編號F02M51/04GK202545080SQ20112056910
公開日2012年11月21日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者宋厚杭, 張鍾靈 申請人:成都威特電噴有限責任公司