CN102518539A - 一种中速柴油机喷油泵总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中速柴油机喷油泵总成，包括喷油泵泵体、柱塞偶件、压油阀偶件和喷油泵压盖，柱塞偶件包括柱塞套筒和与柱塞套筒筒腔内壁滑动配装的柱塞，柱塞的下部配装有导向套，导向套的导向孔与柱塞套筒下部转动相配合；喷油泵泵体内安装有由齿条、调整齿套和含油衬套组成的齿条组件；调整齿套与导向套相套配，并且导向套制有外缘齿，调整齿套的外轮齿和导向套的外缘齿均与齿条的齿圈相啮合，齿条双啮合传动带动柱塞相对柱塞套筒转动，调节柱塞螺旋槽相对柱塞套筒进油口的方位，实现喷油泵供油特性的可调。本发明操作简单，调控方便，降低了柴油机的油耗和排放，提高了喷油泵的使用寿命，满足柴油机对喷油泵总成的要求。

Description

一种中速柴油机喷油泵总成

技术领域

本发明涉及柴油机喷油泵技术领域,尤其涉及P系列的喷油泵技术，具体地说是P系列的一种中速柴油机喷油泵总成。

背景技术

喷油泵被喻为柴油机的心脏,其主要功能是按照柴油机的运行工况和气缸工作顺序，以一定的规律适时、定量地向喷油器定时供给高压柴油，以获得良好的喷雾质量。喷油泵每循环的供油量主要取决于柱塞的有效行程，行程越大则供油越多，反之则越少，其主要原理转动柱塞改变有效行程，以适应柴油机负荷变化的需要。喷油泵的系列化是以柱塞行程、泵缸中心距和结构型式为基础，再分别配以不同尺寸的柱塞，组成若干种在一个工作循环内供油量不等的喷油泵，形成几个不同的系列，以满足各种柴油机工况的需要。国产喷油泵主要分为I、Ⅱ、Ⅲ和A、B、P、Z等系列。

喷油泵的结构形式很多，目前应用最广泛的是柱塞式喷油泵。柱塞式喷油泵柱塞运动的总行程不变，供油开始时间是由柱塞上边缘遮住套筒上油孔的时间来控制的，供油延续时间和供油量由柱塞上边缘遮住油孔到斜槽打开油孔的时间来控制，即由柱塞的有效行程来控制。传统的P系列喷油泵结构较为复杂，且难以对供油量进行有效的调节，因而存在耗油量高，污染排放量大的缺陷，不能满足当前节能环保和充分利用有限资源减少成本开资的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供具有耗油低、排放少、可靠性强且供油量能方便任意调整的一种中速柴油机喷油泵总成。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种中速柴油机喷油泵总成，包括相配组装的喷油泵泵体、柱塞偶件、压油阀偶件和喷油泵压盖，柱塞偶件包括柱塞套筒和与柱塞套筒筒腔内壁液密封滑动配装的柱塞，柱塞的下部挺杆配装有导向套，导向套的导向孔与柱塞套筒下部的外圆导向柱面转动相配合；喷油泵泵体内安装有由齿条、调整齿套和含油衬套组成的齿条组件；调整齿套与导向套相套配，并且导向套制有外缘齿，调整齿套的外轮齿和导向套的外缘齿均与齿条的齿圈相啮合，齿条双啮合传动通过调整齿套和导向套带动柱塞相对柱塞套筒转动，调节柱塞螺旋槽相对柱塞套筒进油口的方位，实现喷油泵供油特性的可调。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：

上述的齿条的格数为40mm或格数为30mm或格数为20mm。

上述的柱塞与柱塞套筒研磨相配装，柱塞与柱塞套筒筒腔内壁配合面的配合间隙为0.009mm-0.011mm，配合表面粗糙度为Ra0.05μm，配合周面的圆柱度为0.002mm。

上述的喷油泵泵体为整体铸造成型，柱塞偶件和压油阀偶件配装在喷油泵泵体制有的纵向阀腔中，柱塞套筒上端外周面制有圆环凸台体，圆环凸台体的下表面与纵向阀腔的限位平面经研磨配合达到刚性平面密封，柱塞套筒下段外周面位于导向套配合面的上方至少制有一道环形凹槽，环形凹槽内配装有起高压密封作用的特殊O型圈。

上述的压油阀偶件包括压油阀和压油阀座，压油阀与压油阀座装配腔周面的配合面配合间隙为0.015mm-0.020mm，表面粗糙度为Ra0.05μm，圆柱度为0.002mm。

上述的压油阀座装配腔底面中心制有带有锥形密封面的锥形孔，压油阀的前端制有与锥形密封面相配合的锥体面，锥体面与锥形密封面的配合面经研磨达到刚性密封，锥体面与锥形密封面配合面的径向跳动幅度在0.001mm-0.003mm。

上述的压油阀座包括一体相连的盘体和柱体，盘体的下端面与柱塞套筒的上端面密封相压配，柱体伸入到柱塞套筒的筒腔中，柱体前端中心制有连通锥形孔的喇叭形导油出孔。

上述的喷油泵压盖装配在喷油泵泵体的端面上，喷油泵压盖外圆密封槽安装有密封圈，并且喷油泵压盖制有用于连通高压油管和压油阀偶件出油端的出油孔。

上述的柱塞偶件热处理采用毛坯调质处理，柱塞与柱塞套筒筒腔内壁的配合面均具有一层经渗氮处理的渗氮层。

上述的柱塞偶件配装有柱塞复位弹簧，柱塞复位弹簧套装在导向套下部的外周，并且柱塞复位弹簧的一端与安装在喷油泵泵体内的弹簧上座相顶接，另一端与固定在柱塞下端头的弹簧下座顶压相配合。

与现有技术相比，本发明的喷油泵泵体内安装有齿条组件，能通过齿条组件的啮合传动很方便地改变柱塞螺旋槽方位，达到改变柱塞有效行程的目的，实现对喷油泵供油量的调节，从而大大提高了燃油的利用率，具有性能好、耗油低的特点。喷油泵泵体采用整体铸造成型，能满足泵体对强度和刚度的要求。本发明降低了柴油机的油耗和排放，提高了喷油泵的使用寿命，能满足柴油机对喷油泵总成的要求。

附图说明

图1是本发明实施例的纵剖结构示意图；

图2是图1中柱塞偶件和压油阀偶件的装配结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

图1至2为本发明的结构示意图。

其中的附图标记为：喷油泵泵体1、柱塞偶件2、柱塞套筒21、圆环凸台体211、柱塞22、柱塞螺旋槽23、弹簧上座24、弹簧下座25、柱塞复位弹簧26、压油阀偶件3、压油阀31、锥体面311、压油阀座32、盘体321、柱体322、喇叭形导油出孔322a、喷油泵压盖4、齿条组件5、特殊O型圈6、导向套7。

如图1至图2所示，本发明的一种中速柴油机喷油泵总成，包括相配组装的喷油泵泵体1、柱塞偶件2、压油阀偶件3和喷油泵压盖4，柱塞偶件2包括柱塞套筒21和与柱塞套筒21筒腔内壁液密封滑动配装的柱塞22，柱塞22的下部挺杆配装有导向套7，导向套7的导向孔与柱塞套筒21下部的外圆导向柱面转动相配合；喷油泵泵体1内安装有由齿条、调整齿套和含油衬套组成的齿条组件5；调整齿套与导向套7相套配，并且导向套7制有外缘齿，调整齿套的外轮齿和导向套的外缘齿均与齿条的齿圈相啮合，齿条双啮合传动通过调整齿套和导向套7带动柱塞22相对柱塞套筒21转动，调节柱塞螺旋槽23相对柱塞套筒21进油口的方位，实现喷油泵供油特性的可调。本发明的柱塞套筒21上有两进油孔，柱塞运动时通过螺旋槽和柱塞周面控制进油孔打开或关闭的时间，进油孔的关闭和打开的时间直接影响了油泵的供油量的多少。与现有技术相比，本发明的喷油泵泵体1内腔中安装有齿条组件5，人们都能通过操纵齿条轻松方便地改变柱塞螺旋槽23相对柱塞套筒21进油孔的位置，从而改变柱塞22在柱塞套筒21筒腔中的有效行程，实现调节喷油泵的供油特性的目的。双啮合传动提高了齿条调节的保证系数，因而安全性高，实用性强。本发明具有耗油低、排放少、供油槽位置可以任意调整的特点，能更好地适应柴油机负荷变化的需要。

实施例中，本发明的齿条的格数为40mm或格数为30mm或格数为20mm。本发明的喷油泵总成在凸轮转速260转/分，齿条格数为40mm时，喷油量为425±10毫升。

喷油泵总成在凸轮转速260转/分，齿条格数为30mm时，喷油量为312.5±10毫升。

喷油泵总成在凸轮转速为100转/分，齿条格数为20mm时，喷油量为190±10毫升。

实施例中，柱塞22与柱塞套筒21研磨相配装，柱塞22与柱塞套筒21筒腔内壁配合面的配合间隙为0.009mm-0.011mm，配合表面粗糙度为Ra0.05μm，配合周面的圆柱度为0.002mm。本发明的柱塞22与柱塞套筒21采用Cimatron软件编程与加工，并采用三尘标测量技术，检测螺旋槽加工精度，因而配合精密，不能互换。

本发明的柱塞偶件2所用材料为38CrMoAlA,热处理采用毛坯调质处理,并且柱塞22与柱塞套筒21筒腔内壁的配合面均具有一层经渗氮处理的渗氮层。热处理后再经粗精加工后,表面渗氮处理,保证了柱塞22和柱塞套筒21工作面的高硬度及芯部高韧性,使柱塞偶件在工作过程中性能更加可靠。

实施例中，喷油泵泵体1采用整体铸造成型，能满足泵体对强度和刚度要求。图1中可以看出，柱塞偶件2和压油阀偶件3配装在喷油泵泵体1制有的纵向阀腔中，压油阀偶件3安装在柱塞偶件2的上方。如图2所示，柱塞套筒21上端外周面制有圆环凸台体211，圆环凸台体211的下表面与纵向阀腔的限位平面经研磨配合达到刚性平面密封，柱塞套筒21下段外周面位于导向套7配合面的上方至少制有一道环形凹槽，环形凹槽内配装有起高压密封作用的特殊O型圈6。为了提高柱塞套筒21周面与纵向阀腔内壁的密封性，本发明优选配装特殊O型圈6，特殊O型圈6有利于高压密封。

本发明的压油阀偶件3包括压油阀31和压油阀座32，压油阀31与压油阀座32装配腔周面的配合面配合间隙为0.015mm-0.020mm，表面粗糙度为Ra0.05μm，圆柱度为0.002mm。如图2所示，压油阀座32装配腔底面中心制有带有锥形密封面的锥形孔，压油阀31的前端制有与锥形密封面相配合的锥体面311，锥体面311与锥形密封面的配合面经研磨达到刚性密封，锥体面311与锥形密封面配合面的径向跳动幅度在0.001mm-0.003mm。本发明的压油阀31和压油阀座32通过精磨后再研磨使相配合的平面和锥面达到刚性密封。

实施例中，压油阀座32包括一体相连的盘体321和柱体322，盘体321的下端面与柱塞套筒11的上端面密封相压配，柱体322伸入到柱塞套筒21的筒腔中，柱体322前端中心制有连通锥形孔的喇叭形导油出孔322a。喇叭形导油出孔322a有利于提高高压燃油的流畅性，减少流体流动的阻力。

本发明的喷油泵压盖4装配在喷油泵泵体1的端面上，喷油泵压盖4外圆密封槽安装有密封圈，并且喷油泵压盖4制有用于连通高压油管和压油阀偶件3出油端的出油孔。出油孔安装有出油接头出油接头通过螺栓固定在泵盖上，其内孔装有升程限制块和弹簧，主要用来控制压油阀的行程。

实施例中，柱塞偶件2配装有柱塞复位弹簧26，柱塞复位弹簧26套装在导向套7下部的外周，并且柱塞复位弹簧26的一端与安装在喷油泵泵体1内的弹簧上座24相顶接，另一端与固定在柱塞22下端头的弹簧下座25顶压相配合。柱塞复位弹簧26的主要作用是推动柱塞22下行回到下止点。

本发明在配装好后采用自制的试验台进行性能检测，自制试验台主要包括凸轮组件、滚轮组件。滚轮组件包括滚轮、滚轮座、滚轮销和销，其主要功能是带动柱塞做往复运动而实现喷油泵对喷油器总成的供油特性。滚轮表面经渗碳﹑淬火和浸渍处理，具有很高的硬度，良好的的耐磨性和自润滑性，从而大大提高了喷油泵的使用寿命。

本发明实施的关键在于喷油泵泵体、柱塞偶件、压油阀偶件和齿条组件。合理开发设计工艺、工装夹具和量具。喷油泵装配完成后，进行油量和密封性等试验。

本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种中速柴油机喷油泵总成，包括相配组装的喷油泵泵体(1)、柱塞偶件(2)、压油阀偶件(3)和喷油泵压盖(4)，其特征是：所述的柱塞偶件(2)包括柱塞套筒(21)和与柱塞套筒(21)筒腔内壁液密封滑动配装的柱塞(22)，柱塞(22)的下部挺杆配装有导向套(7)，导向套(7)的导向孔与柱塞套筒(21)下部的外圆导向柱面转动相配合；所述喷油泵泵体(1)内安装有由齿条、调整齿套和含油衬套组成的齿条组件(5)；所述调整齿套与导向套(7)相套配，并且导向套(7)制有外缘齿，所述调整齿套的外轮齿和导向套的外缘齿均与齿条的齿圈相啮合，所述齿条双啮合传动通过调整齿套和导向套(7)带动柱塞(22)相对柱塞套筒(21)转动，调节柱塞螺旋槽(23)相对柱塞套筒(21)进油口的方位，实现喷油泵供油特性的可调。

2.根据权利要求1所述的一种中速柴油机喷油泵总成，其特征是：所述的齿条的格数为40mm或格数为30mm或格数为20mm。

3.根据权利要求2所述的一种中速柴油机喷油泵总成，其特征是：所述的柱塞(22)与柱塞套筒(21)研磨相配装，柱塞(22)与柱塞套筒(21)筒腔内壁配合面的配合间隙为0.009mm-0.011mm，配合表面粗糙度为Ra0.05μm，配合周面的圆柱度为0.002mm。

4.根据权利要求3所述的一种中速柴油机喷油泵总成，其特征是：所述的喷油泵泵体(1)为整体铸造成型，柱塞偶件(2)和压油阀偶件(3)配装在喷油泵泵体(1)制有的纵向阀腔中，所述柱塞套筒(21)上端外周面制有圆环凸台体(211)，圆环凸台体(211)的下表面与纵向阀腔的限位平面经研磨配合达到刚性平面密封，柱塞套筒(21)下段外周面位于导向套(7)配合面的上方至少制有一道环形凹槽，所述环形凹槽内配装有起高压密封作用的特殊O型圈(6)。

5.根据权利要求4所述的一种中速柴油机喷油泵总成，其特征是：所述的压油阀偶件(3)包括压油阀(31)和压油阀座(32)，压油阀(31)与压油阀座(32)装配腔周面的配合面配合间隙为0.015mm-0.020mm，表面粗糙度为Ra0.05μm，圆柱度为0.002mm。

6.根据权利要求5所述的一种中速柴油机喷油泵总成，其特征是：所述的压油阀座(32)装配腔底面中心制有带有锥形密封面的锥形孔，所述压油阀(31)的前端制有与锥形密封面相配合的锥体面(311)，锥体面(311)与锥形密封面的配合面经研磨达到刚性密封，锥体面(311)与锥形密封面配合面的径向跳动幅度在0.001mm-0.003mm。

7.根据权利要求6所述的一种中速柴油机喷油泵总成，其特征是：所述的压油阀座(32)包括一体相连的盘体(321)和柱体(322)，所述盘体(321)的下端面与柱塞套筒(11)的上端面密封相压配，所述柱体(322)伸入到柱塞套筒(21)的筒腔中，柱体(322)前端中心制有连通锥形孔的喇叭形导油出孔(322a)。

8.根据权利要求7所述的一种中速柴油机喷油泵总成，其特征是：所述的喷油泵压盖(4)装配在喷油泵泵体(1)的端面上，喷油泵压盖(4)外圆密封槽安装有密封圈，并且喷油泵压盖(4)制有用于连通高压油管和压油阀偶件(3)出油端的出油孔。

9.根据权利要求8所述的一种中速柴油机喷油泵总成，其特征是：所述的柱塞偶件(2)热处理采用毛坯调质处理，柱塞(22)与柱塞套筒(21)筒腔内壁的配合面均具有一层经渗氮处理的渗氮层。

10.根据权利要求9所述的一种中速柴油机喷油泵总成，其特征是：所述的柱塞偶件(2)配装有柱塞复位弹簧(26)，柱塞复位弹簧(26)套装在导向套(7)下部的外周，并且柱塞复位弹簧(26)的一端与安装在喷油泵泵体(1)内的弹簧上座(24)相顶接，另一端与固定在柱塞(22)下端头的弹簧下座(25)顶压相配合。

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