用於共軌系統的單缸高壓共軌柴油泵組件的製作方法

2023-12-04 00:11:16

本實用新型涉及柴油機技術領域，尤其涉及一種用於共軌系統的單缸高壓共軌柴油泵組件。

背景技術：

隨著國家排放法規升級，為了滿足國三、國四非道路用以及車機國四、國五小型柴油機使用要求，需要設計開發高壓共軌柴油泵組件，以滿足排放法規需求。現有技術中的高壓共軌泵多採用兩缸及以上結構，體積較大。缸數多供油能力遠遠超出小柴油機需求。現有的高壓共軌泵輸油泵多採用葉片泵，製造、使用維護成本高，容易出現故障。

技術實現要素：

本實用新型的目的就是為解決現有技術存在的上述問題，提供一種用於共軌系統的單缸高壓共軌柴油泵組件；本實用新型高壓共軌柴油泵組件結構緊湊、輕便，體積小，使用可靠性高，製造、使用維護成本低。

本實用新型解決技術問題的技術方案為：

一種用於共軌系統的單缸高壓共軌柴油泵組件，包括泵體、泵油系部件、輸油泵部件、挺柱體部件、凸輪軸、動力結構，所述泵體設有泵油系部件及滾輪體腔、下部凸輪軸腔、燃油進油通道、回油通道，泵油系部件與泵體滾輪腔間隙配合，挺柱體部件位於泵油系部件腔下部於泵體滾輪腔為間隙配合，凸輪軸的左、右兩端分別支撐在泵體兩側的滑動軸承上，在動力結構一側即左側的滑動軸承外側設有軸蓋板，所述輸油泵部件與凸輪軸一端平鍵連接，凸輪軸另一端與動力結構連接，凸輪軸中部設有三桃凸輪，所述凸輪與挺柱體部件配合，凸輪旋轉驅動挺柱體部件在滾輪腔內往復直線運動，挺住體部件驅動坐落在上面的柱塞完成一次又一次的吸油與壓油；所述軸蓋板在高於泵體中心線位置設有若干回油小孔，端蓋與凸輪軸配合位置設有骨架油封；所述泵油系部件包括柱塞套、柱塞，所述柱塞套的外圓柱面與泵體滾輪腔間隙配合，所述柱塞套的上部直徑大的軸向內腔一中設有單向進出油閥結構，所述柱塞套下部直徑較小的外圓處設有柱塞彈簧，柱塞彈簧的上端面與柱塞套下部的外圓面配合、柱塞彈簧的下端面與彈簧下座連接；

在進油通道上設有比例閥，通過比例閥接收共軌系統ECU指令控制進入泵體內的柴油量；在進油通道上設有溢流閥，所述溢流閥保證輸油泵供給的柴油壓力超過上限時，將部分柴油溢流回油箱及燃油進油口；在進油通道上設有節流堵，所述節流堵保證需要比例閥關閉的工況下將比例閥洩露的燃油燃油導回油箱；所述節流堵設於比例閥後端與溢流閥後端開始位置的通道上，燃油由比例閥一側流向溢流閥一側；

在泵體的上部一側設有燃油進油孔Ⅰ，所述燃油進油孔Ⅰ與螺栓Ⅰ配合，所述螺栓Ⅰ設有貫通的徑向孔和軸向孔Ⅰ，螺栓Ⅰ與發動機油管連接，燃油通過進入到泵體中；

在泵體的中部一側設有螺紋孔Ⅱ，所述螺紋孔Ⅱ與螺栓Ⅱ配合，所述螺栓Ⅱ設有貫通的徑向孔和軸向孔Ⅱ，螺栓Ⅱ與發動機油管連接，燃油通過螺栓Ⅱ進入到泵體中；

在泵體的中部與螺紋孔Ⅱ垂直的一側設有機油孔，所述機油孔與螺栓Ⅲ配合；所述螺栓Ⅲ設有貫通的徑向孔和軸向孔Ⅱ，所述螺栓Ⅲ與機油管連接，機油通過進入到泵體中。

所述單向進油結構的下部支撐在柱塞套的內腔凹槽上端面，所述單向出油結構的下部與單向進油結構的上部連接，所述單向出油結構的上部與緊固座連接，緊固座與柱塞套通過螺紋配合連接，所述柱塞套下部與挺柱體部件連接，挺柱體部件下部與凸輪軸配合，輸油泵與凸輪軸一端連接；

所述單向進油結構包括進油閥彈簧、進油閥、進油閥座，進油閥座的底部與柱塞套的內腔凹槽上端面配合，進油閥的上部密封面與進油閥座的上部出油口密封面配合，進油閥的下部導向面與進油閥座的下部內導向孔配合，在進油閥座的徑向壁上設有兩個進油口，在進油閥座的下部內導向孔的外圍設有若干進油孔。

所述單向出油結構包括彈簧上座、出油閥彈簧、出油閥、出油閥座，所述彈簧上座與緊固座的腔體一內壁配合，出油閥座的上端面與緊固座的下端面配合，出油閥的上部密封面與出油閥座的上部出油口密封面配合，出油閥的下部導向面與出油閥座的下部內導向孔配合，所述出油閥彈簧的上端與彈簧上座的下部凹槽配合、出油閥彈簧的下端與出油閥的上端面配合，所述彈簧上座設有高壓油孔，緊固座上部設有高壓出口，通過高壓油管打到共軌管中；

所述出油閥的上部密封面、出油閥座的上部出油口密封面，以及進油閥的上部密封面、進油閥座的上部出油口密封面採用圓錐面。

所述挺柱體部件包括挺柱體、滾輪、滾輪銷，滾輪套裝在滾輪銷上，滾輪銷與挺柱體下部的銷孔配合，挺柱體上部設有挺柱體凹槽，所述滾輪採用鼓形設計，在泵體一側設有挺柱體定位銷，通過挺柱體定位銷限制挺柱體部件在泵體泵油系部件腔內軸向轉動，保證滾輪旋轉中心與凸輪軸始終保持平行；所述彈簧下座下部與挺柱體凹槽配合，通過挺柱體凹槽限位，柱塞的下端穿過彈簧下座的軸向中間孔後與滾輪配合；所述滾輪與凸輪軸中間位置的凸輪配合；凸輪軸另一端錐面，通過錐面貼合擰緊，實現動力結構的動力傳動；

所述凸輪軸通過兩個滑動軸承支撐在泵體的凸輪軸腔內，滑動軸承上開設環槽；在滑動軸承的內側的凸輪軸上設有減磨墊片，通過兩個減磨墊片調節凸輪軸的軸向竄動量；進油閥、出油閥採用錐面密封，具有導向結構保證油泵傾斜的情況下能夠順利回位；

在靠近輸油泵一側的滑動軸承的外側設有雙唇骨架油封，通過雙唇骨架油封將機油與輸油泵的柴油分離開來。

所述輸油泵採用內嚙合擺線式輸油泵，低速供油能力遠遠超越葉片式輸油泵結構；輸油泵蓋板上設有洩壓閥結構；輸油泵包括配流盤、殼體、外轉子、內轉子、蓋板，輪軸通過輸油泵鍵帶動內轉子旋轉從而帶動外轉子旋轉，外轉子與內轉子旋轉中心不同形成偏心；偏心結構使內外轉子旋轉過程中形成容積不同的區間，配流盤與蓋板上開設與不同容積配合的環槽，完成泵油過程；板上設有洩壓閥，保證輸油泵高速輸出柴油壓力緩慢上升；所述配流盤分別在與泵體、殼體配合位置設有密封圈四，在殼體與蓋板配合位置設有密封圈；凸輪軸旋轉凸輪面支撐挺柱體在泵油系部件腔內往復運動；柱塞彈簧保證挺柱體部件始終與凸輪軸凸輪面接觸與柱塞的快速回位完成抽吸過程。

在燃油進油孔Ⅰ、螺紋孔Ⅱ上分別設有進油螺套，所述螺栓Ⅰ、螺栓Ⅱ分別與各自的進油螺套連接。

所述緊固座與柱塞套之間通過密封圈二密封連接，柱塞套與泵體之間通過密封圈三密封連接實現密封。

所述泵體在泵體與軸蓋板配合位置的外端面設有凹槽，所述凹槽內設有密封圈，密封圈套在軸蓋板外圓柱面上，實現泵體與軸蓋板配合位置的密封，防止發動機機油外洩。

本實用新型的有益效果：

1.本實用新型高壓共軌柴油泵組件結構緊湊、輕便，體積小，使用可靠性高，製造、使用維護成本低。凸輪與挺柱體部件配合，凸輪旋轉驅動挺柱體部件在滾輪腔內往復直線運動，從而挺住體部件驅動坐落在上面的柱塞完成一次又一次的吸油與壓油；所述軸蓋板在高於泵體中心線位置設有四個回油小孔，端蓋與凸輪軸配合位置設有骨架油封，軸蓋板上骨架油封限制機油只通過軸蓋板上端的四個小孔回油，這樣保證凸輪軸腔內的機油在非道路機械傾斜等特殊工作工況下量保持充足，能夠良好的潤滑相對滑動的零部件，解決了現有技術圖中沒有骨架油封、機油就順軸蓋板油封安裝位置流出，從而出現油泵腔內機油液面較低、不易潤滑油泵總成的問題。

在進油通道上設有比例閥，通過比例閥接收共軌系統ECU指令控制進入泵體內的柴油量；在進油通道上設有溢流閥，所述溢流閥保證輸油泵供給的柴油壓力超過上限時，將部分柴油溢流回油箱及燃油進油口。用於保證輸油泵提供的預壓柴油在進泵油系之前壓力恆定，以保證共軌管內壓力的穩定性。在進油通道上設有節流堵，所述節流堵保證需要比例閥關閉的工況下將比例閥洩露的燃油燃油導回油箱；

2．輸油泵採用內外轉子結構，低速供油能力強。輸油泵蓋板上設置洩壓閥，保證輸油泵高速運轉時輸出壓力緩慢上升。除輸油泵出口設置在泵的側面，通過油管引入濾清器再引入泵體。本實用新型高壓共軌柴油泵組件為正壓泵，可以在輸油泵與泵體之間增加精濾器，增加系統過濾效果；此結構還可以降低對濾清器的使用要求，有利於降低成本；由於精濾器中壓力較高，有利於共軌系統的排氣，啟動方便。

3．本實用新型高壓共軌柴油泵組件的泵體採用巧妙的結構設計，使左機泵、右機泵、左旋泵、右旋泵可採用同一款泵體毛坯減小模具成本，並且泵體所需加工部位大部分不變，節省刀具和夾具成本。

4．滾輪採用鼓形設計，能夠增加接觸面積，在泵體一側設有挺柱體定位銷，通過挺柱體定位銷限制挺柱體部件在泵體泵油系部件腔內軸向轉動，保證滾輪旋轉中心與凸輪軸始終保持平行；所述彈簧下座下部與挺柱體凹槽配合，通過挺柱體凹槽限位，柱塞的下端穿過彈簧下座的軸向中間孔後與滾輪配合；所述滾輪與凸輪軸中間位置的凸輪配合；凸輪軸另一端錐面，通過錐面貼合擰緊，實現動力結構的動力傳動。凸輪軸通過兩個滑動軸承支撐在泵體的凸輪軸腔內，滑動軸承上開設環槽，便於機油強制潤滑。在滑動軸承的內側的凸輪軸上設有減磨墊片，通過兩個減磨墊片調節凸輪軸的軸向竄動量；進油閥、出油閥採用錐面密封，具有導向結構保證油泵傾斜的情況下能夠順利回位；在靠近輸油泵一側的滑動軸承的外側設有雙唇骨架油封，通過雙唇骨架油封將機油與輸油泵的柴油分離開來。

5.輸油泵採用內嚙合擺線式輸油泵，低速供油能力遠遠超越葉片式輸油泵結構；輸油泵蓋板上設有洩壓閥結構，滿足輸油泵高轉速情況下柴油壓力緩慢上升，從而保證輸油泵的使用可靠性。輸油泵包括配流盤、殼體、外轉子、內轉子、蓋板，輪軸通過輸油泵鍵帶動內轉子旋轉從而帶動外轉子旋轉，外轉子與內轉子旋轉中心不同形成偏心。偏心結構使內外轉子旋轉過程中形成容積不同的區間，配流盤與蓋板上開設與不同容積配合的環槽，完成泵油過程；板上設有洩壓閥，保證輸油泵高速輸出柴油壓力恆定；所述配流盤分別在與泵體、殼體配合位置設有密封圈四，在殼體與蓋板配合位置設有密封圈。凸輪軸旋轉凸輪面支撐挺柱體在泵油系部件腔內往復運動。柱塞彈簧保證挺柱體部件始終與凸輪軸凸輪面接觸與柱塞的快速回位完成抽吸過程。

6. 在燃油進油孔Ⅰ、螺紋孔Ⅱ上分別設有進油螺套，所述螺栓Ⅰ、螺栓Ⅱ分別與各自的進油螺套連接。採用進油螺套與螺栓連接，螺栓多次拆卸不易損壞，避免了螺栓與鋁材泵體連接時，由於螺栓多次拆卸早晨的泵體損壞，減少泵的使用和維護更換成本。

附圖說明

圖1是本實用新型的高壓共軌柴油泵組件的正視圖；

圖2是圖1的左視圖；

圖3是圖2的B-B剖視圖；

圖4是圖1的C-C剖視圖；

圖5是圖2的A-A局部剖視圖；

圖6為現有技術的後軸蓋板機油孔位置示意圖；

圖7為 本實用新型的後軸蓋板機油孔位置示意圖。

具體實施方式

為了更好地理解本實用新型，下面結合附圖來詳細解釋本實用新型的實施方式。

如圖1至圖7所示，一種用於共軌系統的單缸高壓共軌柴油泵組件，包括泵體19、泵油系部件(2-12)、輸油泵部件（26-30）、挺柱體部件（34-36）、凸輪軸14、動力結構，所述泵體設有泵油系部件及滾輪體腔、下部凸輪軸腔、燃油進油通道、回油通道設置的泵體內部，泵油系部件與泵體滾輪腔間隙配合，挺柱體部件位於泵油系部件腔下部於泵體滾輪腔為間隙配合，凸輪軸的左、右兩端分別支撐在泵體兩側的滑動軸承上，在動力結構一側即左側的滑動軸承外側設有軸蓋板15，所述輸油泵部件與凸輪軸一端平鍵連接，凸輪軸另一端與動力結構連接，凸輪軸中部設有三桃凸輪，所述凸輪與挺柱體部件配合，凸輪旋轉驅動挺柱體部件在滾輪腔內往復直線運動，從而挺住體部件驅動坐落在上面的柱塞完成一次又一次的吸油與壓油。所述軸蓋板在高於泵體中心線位置設有四個回油小孔，端蓋15與凸輪軸配合位置設有骨架油封13，軸蓋板上骨架油封13限制機油只通過軸蓋板上端的四個小孔回油41，如圖6，圖7所示，這樣保證凸輪軸腔內的機油在非道路機械傾斜等特殊工作工況下量保持充足，能夠良好的潤滑相對滑動的零部件。解決了現有技術圖6中的回油孔42位置沒有骨架油封13、機油就順軸蓋板油封安裝位置流出，從而出現油泵腔內機油液面較低、不易潤滑油泵總成的問題。所述泵油系部件包括柱塞套5、柱塞11，所述柱塞套5的外圓柱面與泵體滾輪腔間隙配合，所述柱塞套5的上部直徑大的軸向內腔一中設有單向進出油閥結構，所述柱塞套5下部直徑較小的外圓處設有柱塞彈簧10，柱塞彈簧10的上端面與柱塞套5下部的外圓面配合、柱塞彈簧10的下端面與彈簧下座12連接。

在進油通道上設有比例閥21，通過比例閥21接收共軌系統ECU指令控制進入泵體內的柴油量。在進油通道上設有溢流閥40，所述溢流閥40保證輸油泵供給的柴油壓力超過上限時，將部分柴油溢流回油箱及燃油進油口。用於保證輸油泵提供的預壓柴油在進泵油系之前壓力恆定，以保證共軌管內壓力的穩定性。在進油通道上設有節流堵42，所述節流堵42保證需要比例閥21關閉的工況下將比例閥洩露的燃油燃油導回油箱（比例閥為滑閥式，關閉時間隙會有燃油洩露）。所述節流堵42設於比例閥21後端與溢流閥40後端開始位置的通道上，燃油由比例閥21一側流向溢流閥40一側。

在泵體19的上部一側設有燃油進油孔Ⅰ，所述燃油進油孔Ⅰ與螺栓Ⅰ18配合。所述螺栓Ⅰ18設有貫通的徑向孔和軸向孔Ⅰ，螺栓Ⅰ18與發動機油管連接，燃油通過18進入到泵體中。

在泵體19的中部一側設有螺紋孔Ⅱ，所述螺紋孔Ⅱ與螺栓Ⅱ32配合。所述螺栓Ⅱ32設有貫通的徑向孔321和軸向孔Ⅱ322，螺栓Ⅱ32與發動機油管連接，燃油通過螺栓Ⅱ32進入到泵體中。

在泵體19的中部與螺紋孔Ⅱ垂直的一側設有機油孔，所述機油孔與螺栓Ⅲ39配合。所述螺栓Ⅲ39設有貫通的徑向孔和軸向孔Ⅱ，所述螺栓Ⅲ39與機油管連接，機油通過39進入到泵體中。

在燃油進油孔Ⅰ、螺紋孔Ⅱ上分別設有進油螺套，所述螺栓Ⅰ18、螺栓Ⅱ32分別與各自的進油螺套連接。採用進油螺套與螺栓連接，螺栓多次拆卸不易損壞，避免了螺栓與鋁材泵體連接時，由於螺栓多次拆卸早晨的泵體損壞，減少泵的使用和維護更換成本。

所述單向進油結構的下部支撐在柱塞套5的內腔凹槽上端面，所述單向出油結構的下部與單向進油結構的上部連接，所述單向出油結構的上部與緊固座1連接，緊固座1與柱塞套5通過螺紋配合連接，所述柱塞套5下部與挺柱體部件連接，挺柱體部件下部與凸輪軸14配合，輸油泵與凸輪軸14一端連接。

所述單向進油結構包括進油閥彈簧7、進油閥8、進油閥座9，進油閥座9的底部與柱塞套5的內腔凹槽上端面配合，進油閥8的上部密封面與進油閥座9的上部出油口密封面配合，進油閥8的下部導向面與進油閥座9的下部內導向孔配合，在進油閥座9的徑向壁上設有兩個進油口，在進油閥座9的下部內導向孔的外圍設有若干進油孔。

所述單向出油結構包括彈簧上座2、出油閥彈簧3、出油閥4、出油閥座6，所述彈簧上座2與緊固座1的腔體一內壁配合，出油閥座6的上端面與緊固座1的下端面配合，出油閥4的上部密封面與出油閥座6的上部出油口密封面配合，出油閥4的下部導向面與出油閥座6的下部內導向孔配合，所述出油閥彈簧3的上端與彈簧上座2的下部凹槽配合、出油閥彈簧3的下端與出油閥4的上端面配合，所述彈簧上座2設有高壓油孔，緊固座1上部設有高壓出口，通過高壓油管打到共軌管中。

所述出油閥4的上部密封面、出油閥座6的上部出油口密封面，以及進油閥8的上部密封面、進油閥座9的上部出油口密封面採用圓錐面。採用圓錐面密封，且下部採用導向面機構，滿足非道路機械特殊工況下閥的順利找正回位。

所述挺柱體部件包括挺柱體34、滾輪35、滾輪銷36，滾輪35套裝在滾輪銷36上，滾輪銷36與挺柱體34下部的銷孔配合，挺柱體34上部設有挺柱體凹槽，所述滾輪35採用鼓形設計，能夠增加接觸面積。在泵體一側設有挺柱體定位銷33，通過挺柱體定位銷33限制挺柱體部件在泵體泵油系部件腔內軸向轉動，保證滾輪旋轉中心與凸輪軸始終保持平行。所述彈簧下座12下部與挺柱體凹槽配合，通過挺柱體凹槽限位，柱塞11的下端穿過彈簧下座12的軸向中間孔後與滾輪35配合。所述滾輪35與凸輪軸14中間位置的凸輪配合。凸輪軸14另一端錐面，通過錐面貼合擰緊，實現動力結構的動力傳動。

所述凸輪軸14通過兩個滑動軸承23支撐在泵體的凸輪軸腔內，滑動軸承上開設環槽，便於機油強制潤滑。在滑動軸承23的內側的凸輪軸14上設有減磨墊片22，通過兩個減磨墊片22調節凸輪軸的軸向竄動量。進油閥、出油閥採用錐面密封，且具有導向結構保證油泵傾斜的情況下能夠順利回位。

在靠近輸油泵一側的滑動軸承23的外側設有雙唇骨架油封24，通過雙唇骨架油封24將機油與輸油泵的柴油分離開來，保證兩種油質不相互汙染。

所述輸油泵採用內嚙合擺線式輸油泵，低速供油能力遠遠超越葉片式輸油泵結構。輸油泵蓋板上設有洩壓閥結構，滿足輸油泵高轉速情況下柴油壓力緩慢上升，從而保證輸油泵的使用可靠性。輸油泵包括配流盤26、殼體27、外轉子28、內轉子29、蓋板30。凸輪軸14通過輸油泵鍵31帶動內轉子29旋轉從而帶動外轉子28旋轉，外轉子與內轉子旋轉中心不同形成偏心。偏心結構使內外轉子旋轉過程中形成容積不同的區間，配流盤與蓋板上開設與不同容積配合的環槽，完成泵油過程。蓋板上設有洩壓閥43，保證輸油泵高速輸出柴油壓力緩慢上升。所述配流盤26分別在與泵體、殼體配合位置設有密封圈四25，在殼體27與蓋板30配合位置設有密封圈。

凸輪軸旋轉凸輪面支撐挺柱體在泵油系部件腔內往復運動。柱塞彈簧10保證挺柱體部件始終與凸輪軸凸輪面接觸與柱塞的快速回位完成抽吸過程。

所述緊固座1與柱塞套5之間通過密封圈二16密封連接，柱塞套5與泵體19之間通過密封圈三20密封連接實現密封。

所述泵體在泵體與軸蓋板配合位置的外端面設有凹槽，所述凹槽內設有密封圈38，密封圈38套在軸蓋板外圓柱面上，實現泵體與軸蓋板配合位置的密封，防止發動機機油外洩。

上述雖然結合附圖對實用新型的具體實施方式進行了描述，但並非對本實用新型保護範圍的限制，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護範圍以內。