CN101608590A - 改善润滑的挺杆滚轮端部形状及与燃料泵和发动机的组合 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于改善润滑的挺杆滚轮端部形状及与燃料泵和发动机的组合。提供改进的端部形状，其用于高压燃料泵及类似应用中的侧限挺杆滚轮，用于改善抵靠柱状表面旋转时的润滑及磨损性能。滚轮端部设有直径小于滚轮直径但关于滚轮轴线隔开的环形端面。滚轮端部抵靠柱状表面的旋转提供位于经过滚轮轴线和柱状表面轴线的中央平面的相对两侧上的两个接触区域。所述布置分开与接触区域的接合之间的表面，并允许润滑剂到达与两个区域接触之间的端面表面。改进的挺杆滚轮将会提高采用该挺杆滚轮的燃料泵和发动机燃料系统的使用寿命。

Description

改善润滑的挺杆滚轮端部形状及与燃料泵和发动机的组合
技术领域
本发明涉及内燃机、用于该内燃机的高压燃料泵以及能够用在这种燃料泵中的滚轮式挺杆，该滚轮式挺杆包括用于改善侧限滚轮(laterally confined roller)润滑的滚轮端部形状。
背景技术
已发现，在诸如高压燃料喷射泵的应用中，具有带球形端部的侧限滚轮并与柱状保持件单点接合的滚轮式挺杆过度磨损。期望一种解决该磨损问题的方案。
发明内容
本发明提供改进的端部形状，其用于高压燃料泵及类似应用中的侧限挺杆滚轮中，用于改善抵靠柱状端面旋转时的润滑和耐磨性能。滚轮端部设有环形端面，该环形端面的直径小于滚轮直径但与滚轮轴线向外隔开。抵靠柱状表面的旋转在经过滚轮和柱状表面的轴线的中央平面的相对两侧提供两个接触区域。所述布置分开与接触区域的接合之间的表面，并允许润滑剂到达与两个区域接触之间的端面表面。
结合附图，从本发明某些具体实施方式的以下描述将会更充分地理解本发明的这些和其他特征及优点。
附图说明
图1是与高压燃料喷射泵的凸轮轴平行的剖视图；
图2是垂直于凸轮轴剖取的类似泵的剖视图；
图3是根据本发明用于图1和图2的泵的滚轮式挺杆的仰视图；
图4是根据本发明的随动滚轮式挺杆的下端的放大剖视图，示出了滚轮与引导套筒的柱状内壁的关系；以及
图5是与图1类似的视图，示出了图1的泵与发动机的组合。
具体实施方式
以下详细参照附图，附图标记10整体表示这样一种发动机高压燃料喷射泵，其可利用根据本发明的滚轮式挺杆。喷射泵10包括主体12，该主体限定一端由气缸盖16封闭的燃料泵送气缸14。
所述气缸盖包含：燃料进口18，燃料进口18包括吸入阀20；以及出口22，出口22包括高压排放阀24。延伸至气缸14的泵送头(pumping nose)26限定柱塞孔28，泵柱塞30延伸到柱塞孔28中。柱塞30承载坐靠滚轮式挺杆34的滑块32。围绕泵送头26的压缩弹簧36在气缸盖16和滚轮式挺杆34之间延伸。
主体12可旋转地支撑凸轮轴38，凸轮轴38承载与滚轮式挺杆34接合的双凸角凸轮40。
根据本发明，滚轮式挺杆34包括随动体42，该随动体具有上侧44和下侧45以及大致柱状的外周46。大致柱状的引导套筒48在该套筒下部接收随动体42，并可包括在相对的上端部52和下端部54之间隔开的内缘50。引导套筒48由压缩弹簧36向下偏压，并与滚轮式挺杆的随动体42接合，用于使引导套筒48和随动体42沿泵送气缸14的纵轴线56往复运动。压缩弹簧36还偏压泵柱塞30的滑块32，以保持滑块与滚轮式挺杆34接触。随动体42的下侧45包括向下开口的凹部58，部分柱状内支承面60横过随动体42延伸并具有开口端61。在组装时，随动体42装配在引导套筒的柱状内壁62中，随动体42的下侧45与引导套筒48的下端54共面，从而阻塞横向凹部58的开口端61。
滚轮式挺杆34借助随动滚轮64而完备，随动滚轮64可旋转地接收在凹部58内，用于绕滚轮轴线66旋转并可与凸轮40接合，以使滚轮式挺杆34往复运动并操作泵柱塞30。滚轮端部68与引导套筒的内壁62的接合限制滚轮64在凹部58内的横向运动。根据本发明，滚轮端部68均设有环形部70，环形部70可在滚轮端部的一径向部位处与套筒内壁62接合，该径向部分与滚轮轴线66向外隔开并与滚轮的外径72向内隔开。
经验表明，在半径小于套筒内壁半径的滚轮倒圆端部中，滚轮在滚轮轴线上的一个点处与套筒壁接触，这阻止了向该接触点输送充足的润滑剂，从而在套筒壁中产生过度磨损。另一方面，若滚轮设有方形端部，则方形端部会形成在滚轮的外径处与套筒接触的环形部，这会产生过大的滑动接触速度，从而有可能引起过度磨损。在本发明中，环形部形成有位于滚轮轴线与滚轮外径之间的直径，发现这会显著改善润滑从而延长部件的磨损寿命。
在提出的实施方式中，随动滚轮64的端部68形成有环形部70，该环形部的表面半径74(R2)与引导套筒48的套筒内壁62的半径76(R1)类似。环形部70具有内径78(D1)，其约为外径80(D2)的三分之一。端部68的位于环形部的径向向内和径向向外的部分凹入或者说被去除，从而环形部70形成位于滚轮64的端部68处的突起。环形部以内的凹进部分可形成润滑剂槽82，用于促进环形部的润滑。因而，仅表面半径74处与套筒内壁接触，并且该接触限于两个接触区域84、86，这两个接触区域在由引导套筒48和滚轮64的相交轴线56、66限定的中央平面88的相对两侧等间隔。在其他部位，环形部70的表面半径74离开引导套筒48的内壁62，并开放以与来自凸轮供应的外界润滑剂的接触。
要确定具体应用的优选构造可能需要考虑多种因素。一种因素是若使用的润滑剂是待由高压喷射泵泵送的燃料，则燃料的润滑性就可能是主要因素。因此，作为非限制性实施例，环形部的外径可以约为其内径的3倍大，而滚轮的外径可以约为环形部外径的11/2倍大。
在简化形式中，通过在先前滚轮的部分球形端部上形成未示出的平坦端部而实施本发明。该平坦部与球形端部相交而形成环形部，该环形部在上述的隔开接触部位与引导套筒内壁62接合。在其他部位，该环形部与内壁62隔开，从而润滑剂能够重新形成在环形部上。本发明的该形式延长了部件的磨损寿命
在以上讨论的实施方式中，可由高压燃料喷射泵10泵送的液体燃料提供润滑。
参照图5，公开了图1所示的燃料泵组件与内燃机90的组合，该内燃机90具有高压燃料系统92，高压燃料系统92连接成将燃料从燃料泵出口22导向多个燃料喷射器94，以输送至相关的发动机气缸(未示出)。
尽管已参照某些优选实施方式描述了本发明，然而应理解可在所述发明思想的精神和范围内进行多种更改。因而，不旨在将本发明限于所公开的实施方式，而是本发明具有所附权利要求的语言允许的全部范围。

Claims (15)

1.一种用于与凸轮致动机构一起使用的滚轮式挺杆，该挺杆包括：
随动体，该随动体具有上侧和下侧以及大致柱状的外周；引导套筒，该引导套筒绕所述外周装配并从所述随动体的下侧向其上侧延伸，超过所述上侧显著距离；以及柱状的随动滚轮，该随动滚轮可在部分柱状的凹部内绕滚轮轴线旋转，该凹部横过所述随动体的下侧延伸并具有横向开口端，所述开口端由环绕所述随动体的所述引导套筒的大致柱状的内壁封闭；
所述随动体可与由液体润滑的机构的可旋转凸轮接合，用于使所述挺杆在该机构的气缸内轴向往复运动，所述随动体的上侧可与高压燃料泵柱塞的滑块接合，用于使该柱塞往复运动以泵送液体燃料，并且所述引导套筒接收一弹簧，该弹簧可操作以抵靠所述凸轮偏压所述随动滚轮，并抵靠所述随动体的上侧偏压所述柱塞的滑块以操作该泵送机构；
所述随动滚轮在所述凹部中自由横向运动，并具有可与所述引导套筒的内壁接合的横向相对端部以限制所述滚轮在所述凹部内的横向运动；
至少一个滚轮端部形成有环形部，该环形部可在与所述滚轮轴线向外隔开并与所述滚轮的外径向内隔开的径向部位处与所述套筒的内壁接合，至少一个滚轮端部的在该环形部以内和以外的部分构造成防止与所述引导套筒的内壁接触；
从而，到达所述环形部和裙形内部的外部润滑剂防止滚轮/壁界面处过度磨损。
2.根据权利要求1所述的滚轮式挺杆，其中所述滚轮的两个端部都包括环形部，并且类似构造以防止过度磨损。
3.根据权利要求2所述的滚轮式挺杆，其中所述滚轮的两个端部在所述环形部向外的部分被去除，从而在各滚轮端部形成圆形突起，以促进润滑剂自由进入所述环形部。
4.根据权利要求3所述的滚轮式挺杆，其中所述滚轮的两个端部在所述环形部向内的部分被去除，以形成润滑剂槽，从而促进所述环形部的润滑。
5.根据权利要求2所述的滚轮式挺杆，其中所述环形部的外表面形成有以滚轮轴线为中心的半径，并且该半径与可与所述环形部接合的所述引导套筒内壁的半径近似。
6.根据权利要求5所述的滚轮式挺杆，其中所述环形部的外径约为其内径的3倍大。
7.根据权利要求6所述的滚轮式挺杆，其中所述滚轮的外径约为所述环形部的外径的11/2倍大。
8.一种用于火花点火内燃机的高压燃料泵组件，该泵组件包括：
凸轮轴，该凸轮轴可在主体内旋转，并承载与滚轮式挺杆的随动滚轮接合的凸轮，用于使该挺杆在所述主体的泵送气缸内往复运动；
所述挺杆与柱塞以及复位弹簧接合，用于使所述柱塞在柱塞孔中往复运动以将燃料通过入口泵入并通过出口泵出；
所述挺杆包括随动体，该随动体具有横过该随动体的下侧延伸并具有横向开口端的部分柱状的凹部；以及外周的引导套筒，该引导套筒绕所述随动体的下侧装配并延伸至所述随动体的下侧，并且具有封闭所述凹部的所述端部的大致柱状的内壁；所述随动滚轮接收在所述凹部中，并且关于该滚轮的横轴线自由旋转并在该凹部中自由横向运动，所述滚轮具有可与所述引导套筒的内壁接合的端部以限制该滚轮的横向运动；并且
至少一个滚轮端部形成有环形部，该环形部可在与所述滚轮轴线向外隔开并与所述滚轮的外径向内隔开的径向部位处与所述套筒的内壁接合，至少一个滚轮端部的在该环形部以内和以外的部分构造成防止与所述引导套筒的内壁接触；
从而，到达所述环形部和裙形内部的外部润滑剂防止滚轮/壁界面处过度磨损。
9.根据权利要求8所述的燃料泵组件，其中所述滚轮的两个端部都包括环形部，并且类似构造以防止过度磨损。
10.根据权利要求9所述的燃料泵组件，其中所述滚轮的两个端部在所述环形部向外的部分被去除，从而在各滚轮端部形成圆形突起，以促进润滑剂自由进入所述环形部。
11.根据权利要求10所述的燃料泵组件，其中所述滚轮的两个端部在所述环形部向内的部分被去除，以形成润滑剂槽，从而促进所述环形部的润滑。
12.根据权利要求9所述的燃料泵组件，其中所述环形部的外表面形成有以滚轮轴线为中心的半径，并且该半径与可与所述环形部接合的所述引导套筒内壁的半径近似。
13.根据权利要求12所述的燃料泵组件，其中所述环形部的外径约为其内径的3倍大。
14.根据权利要求13所述的燃料泵组件，其中所述滚轮的外径约为所述环形部的外径的11/2倍大。
15.一种如权利要求8所述的燃料泵组件与具有高压燃料系统的内燃机的组合，该高压燃料系统包括至少一个燃料喷射器，其中所述燃料泵的燃料出口连接至该燃料系统的所述至少一个燃料喷射器。
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