CN106050504A - 一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱 - Google Patents

Abstract

一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱，用于发动机喷油系统，安装于发动机缸套中的驱动凸轮和油泵柱塞之间，所述滚子挺柱包括支架，所述支架两端设有滚子或低摩擦型面，滚子通过销轴与支架连接，驱动凸轮和油泵柱塞分别与滚子或低摩擦型面相抵；所述支架上还设有防侧倾机构，起横向支撑的作用，使滚子挺柱工作时在缸套内始终保持直线往复运动。本发明的使用简单的几个薄板零件制成，可以有效的控制重量，降低运动惯性力，减小摩擦与磨损，提高发动机效率，抵消结构倾斜，提高使用寿命，且各组件可根据不同的情况选用不同的形式，提高经济性和适应性。

Description

一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱

技术领域

本发明涉及发动机设备技术领域，特别涉及一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱。

背景技术

滚子挺柱是一种采用高压油泵系统的汽车发动机的重要部件，安装在驱动凸轮和挺柱之间，将驱动凸轮的旋转运动转化为直线往复运动同时推动挺柱运动，主要结构包括外壳、支架、滚子及销轴。

现有的高压油泵滚子挺柱的外壳为圆柱形筒状壳体，由复杂的冷成型加工制成，工艺流程复杂，机加工成本高昂，导致重量和成本难以降低，也无法优化材料的使用效率。外壳与支架为锻造一体成型，导致外部四角驱动凸轮作用在支架上的侧向力会传递至外壳，既会导致外壳变形，也会导致外壳在缸体内发生晃动，使缸体和外壳产生损伤。支架的底部为平面，当支架摆动时与其接触的弹簧挺杆会和支架发生偏磨。在外壳侧面用于限制滚子挺柱轴向转动的导向块为镶嵌在外壳上的分体式结构，生产装配程序更复杂。

发明内容

本发明要解决现有技术的问题，提供一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱，结构与装配简单，抵消装配误差，减小甚至避免轴承偏磨，使轴承接触更加均衡，降低了重量，减少各零件之间不必要的摩擦，提高了可靠性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱，用于发动机喷油系统，安装于发动机缸套中的驱动凸轮和油泵柱塞之间，所述滚子挺柱包括支架，所述支架两端设有滚子或低摩擦型面，滚子通过销轴与支架铰接，驱动凸轮和油泵柱塞分别与滚子或低摩擦型面相抵；所述支架上还设有防侧倾机构，起横向支撑的作用，使滚子挺柱工作时在缸套内始终保持直线往复运动。滚子挺柱的作用在于将驱动凸轮的转动转化为油泵柱塞的直线往复运动为油泵提供压力，同时起减少摩擦，消除间隙的作用。

有一种优选的防侧倾机构，为位于支架一端的由两面平板、两面圆弧构成的环状导向圈a及支架另一端向两侧或四周向外延伸的凸出部，导向圈a的平板部分通过销轴与支架铰接。导向圈a和凸出部作为横向支撑作用在与外侧缸套内侧保证挺柱不会发生侧倾，使工作时的挺柱一直保持直线往复运动。铰接安装的导向圈a可以沿销轴的轴线做一定的转动，当工作时，凸轮与滚子或低摩擦型面之间产生横向载荷时导向圈a会随之发生转动，使支架不会受到弯曲载荷而只受到轴向应力，使之处于如建筑工程框架一样的单向应力状态，避免了挺柱上其他部件受力的变形损坏，同时也减小了缸套的磨损。因此，支架可以采用更轻更便宜的材料和更简单的结构。此外，在导向圈a上可以设置有延伸出的平行的平板用于安装滚子或起支架的作用。

优选的，所述导向圈a和所述凸出部中的其中一个或两个上设有定位机构，作用于缸套防止滚子挺柱圆周方向的转动。

优选的，所述定位机构可以为设置在导向圈a或凸出部表面的定位块，根据需要可以调整定位块的宽度；设置在导向圈a表面的定位块结构有多种不同的方式形成，如通过焊接在导向圈a表面形成，或和导向圈a一起为一块长条材料弯折后焊接而成；或从导向圈a上直接冲压而成。

优选的，所述凸出部的宽度可根据需求调整，并可以增宽顶部来实现功能，在保证强度的前提下，可通过在其上开设不限形状和数量的孔来实现减轻重量的目的，尤其在使用较宽尺寸的时候。

还有一种优选的防侧倾机构，为两个圆环状的导向圈b，分别位于支架的上下两端且通过销轴与支架铰接。两个导向圈b作为横向支撑作用在与外侧缸套内侧保证挺柱不会发生侧倾，使工作时的挺柱一直保持直线往复运动。两个铰接安装的导向圈b可以沿销轴的轴线做一定的转动，当工作时，凸轮与滚子或低摩擦型面之间产生横向载荷时上、下导向圈b会随之发生转动，使支架不会受到弯曲载荷而只受到轴向应力，使之处于如建筑工程框架一样的单向应力状态，避免了挺柱上其他部件受力的变形损坏，同时也减小了缸套的磨损。因此，支架可以采用更轻更便宜的材料和更简单的结构。此外，在导向圈b上可以设置有延伸出的平行的平板用于安装滚子或起支架的作用。

优选的，所述导向圈b上设有定位机构，作用于缸套防止滚子挺柱圆周方向的转动，避免驱动凸轮与滚子或低摩擦型面无法准确接触导致发生冲击，所述定位机构可以设置其中一个导向圈b上，也可以在两个导向圈b上都设置。

优选的，所述定位机构为位于导向圈b外表面的定位块e。缸套上设有相应的直线槽，两者配合起防止转动的作用。

优选的，所述导向圈b上与销轴接触的一侧或两侧设为平面，所述定位机构为平面向上或向下延伸并弯折的弹性簧片。通过簧片弹性与缸套的作用防止转动，也可用于一侧为平面的缸套。

优选的，所述定位机构为位于导向圈b外表面的凹槽。缸套上设有相应的直线凸起，两者配合其防止转动的作用。

优选的，所述导向圈b设为开口形式，所述定位机构为从开口处向外弯折延伸的叶片。缸套上设有相应的切缝槽，两者配合其防止转动的作用。

以上所述几种定位机构的高度为小于或等于导向圈b高度的任意尺寸，当小于导向圈b的高度时，可设置在导向圈b的任一高度位置上。如作为定位机构的定位块e，其高度小于导向圈b高度并可以设置在导向圈b中间的位置。

另一种优选的防侧倾机构,为一个圆环状的导向圈b和一个圆板，分别位于支架的两端，导向圈b通过销轴与支架铰接，圆板固定于支架。导向圈b和圆板作为横向支撑作用在与外侧缸套内侧保证挺柱不会发生侧倾，使工作时的挺柱一直保持直线往复运动。其优势在于工作时产生的横向载荷只由导向圈b的转动来消除，防止了有两个导向圈b时对支架可能发生的力的耦合，使挺柱受到的应力更简单，从而可以使用更轻质、强度较低的材料。

优选的，所述导向圈b或圆板上设有定位机构，作用于缸套防止滚子挺柱圆周方向的转动。定位机构可以为之前所述的防侧倾机构中的几种定位机构。

还有一种优选的防侧倾机构,为固定于支架上下两端的呈圆弧状的弹性薄板，没有采用可转动的导向圈结构。工作时产生的横向载荷可以通过薄板的弹性变形来消除，其优势在于没有了使导向圈转动的铰链和销轴，且薄板采用轻质材料，最大程度上减轻了整个机构的重量。

优选的，所述弹性薄板上设有定位机构，作用于缸套防止滚子挺柱圆周方向的转动。同样的，定位机构可以为之前所述的防侧倾机构中的几种定位机构。

优选的，所述支架的长度可以根据需要进行调整，其结构可以为：

两块相互平行的竖板组成，适用于支架两端都采用通过销轴铰接的滚子，防侧倾机构可以为两个圆环状的导向圈，滚子和导向圈共用销轴，或者防侧倾机构为固定于支架上下两端的呈圆弧状的弹性薄板；

或者，呈“U”字形结构，适用于支架的开口端设有通过销轴铰接的滚子和导向圈结构，另一端设有导向圈或圆板结构，圆板或支架底部为低摩擦型面；

或者，呈框形结构，无滚子及导向圈结构，适用于防侧倾机构为固定于支架上下两端的呈圆弧状的弹性薄板，支架上下两端为低摩擦型面；

或者，呈具有上大下小阶梯状的双“U”字形结构，适用于支架的开口端设有通过销轴铰接的滚子和导向圈结构，另一端设有导向圈结构，支架底部为低摩擦型面。

优选的，所述支架的两侧直板上可以开设若干槽孔，有利于减重；支架的两侧直板之间也可以架设横梁，增加支架抵抗横向载荷的能力，增强其横向刚度，横梁的数量、形状和位置可以根据需要选择。

优选的，所述的销轴为一标准件，用于串联支架与导向圈以及滚子并将上部驱动凸轮的力传递给支架。销轴可为圆头销、平头销或其他不同形式的销轴，其安装在导向圈上的方式可为压铆、旋铆或其他安装方式。

此外，以上所述导向圈a和导向圈b的纵向高度可以根据需要调整，为较窄结构的优势在于可以在发生横向载荷后更灵活的转动以最大程度的减小横向载荷的影响。同时，更小的宽度使挺柱减重效果更加明显，整个机构的惯量更小，能量损失随之减小，机构的反应速度也更快。

本发明的有益效果在于：1.使用简单的几个薄板零件制成。可以有效的控制重量，降低运动惯性力，减小摩擦与磨损，提高发动机效率。经计算，相对于传统的高压油泵滚子挺柱，可以减轻至少30%的重量。

2.零件形式简单，整体结构简单，生产流程简单，可以有效的降低生产成本。

3.顶端滚子部分的定位环采用铰链连接或软质弹性材料，在受到横向载荷使可以旋转或被压缩，可以有效的消除凸轮带来的横向载荷，提高使用寿命。

4.各组件可根据不同的情况选用不同的形式，提高经济性和适应性。

附图说明

图1是本发明的工作示意图。

图2是本发明实施例一的一种结构示意图。

图3是本发明施例一中导向圈a的结构示意图。

图4是本发明施例一中较短定位块的第一种结构示意图。

图5是本发明施例一中较短定位块的第二种结构示意图。

图6是本发明施例一中较短定位块的第三种结构示意图。

图7是本发明实施例一中支架的凸出部较窄时的俯视图。

图8是本发明实施例一中支架的凸出部较宽时的俯视图。

图9是本发明实施例一中支架的凸出部顶部增宽时的俯视图。

图10是本发明实施例一中支架的较宽凸出部开设孔时的俯视图。

图11是本发明实施例一中支架无横梁的结构示意图。

图12是本发明实施例一中支架有横梁a的结构示意图。

图13是本发明实施例一中支架有横梁b的结构示意图。

图14是本发明实施例一的另一种结构示意图。

图15是本发明实施例二的结构示意图。

图16是本发明实施例三的结构示意图。

图17是本发明施例三中定位机构的第一种结构示意图。

图18是本发明施例三中定位机构的第二种结构示意图。

图19是本发明施例三中定位机构的第三种结构示意图。

图20是本发明施例三中定位机构的第四种结构示意图。

图21是本发明实施例四的结构示意图。

图22是本发明实施例五的结构示意图。

图23是本发明实施例六的结构示意图。

图中：1、支架；1.1、竖板；1.2、“U”字型结构；1.2.1、“U”字型结构a；1.2.2、槽孔；1.2.3、横梁a；1.2.4、横梁b；1.2.5、凸起b；1.2.6、孔；1.3、双“U”字型结构；1.4、凸出部；1.4.1、凸出部a；1.4.2、凸出部b；1.4.3、凸出部c；2、滚子；3、低摩擦型面；4、销轴；5、驱动凸轮；6、油泵柱塞；7、导向圈；7.1、导向圈a；7.1.1、定位块a；7.1.2、定位块b；7.1.3、定位块c；7.1.4、定位块d；7.2、导向圈b；7.2.1、定位块e；7.2.2、弹性簧片；7.2.3、凹槽；7.2.4、叶片；7.3、导向圈c；7.3.1、定位块f； 8、圆板；9、弹性薄板；9.1、凸起a。

具体实施方式

下面通过具体实施方式和附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱，用于发动机喷油系统，安装于发动机缸套中的驱动凸轮5和油泵柱塞6之间，滚子挺柱包括支架1，支架1两端设有滚子2或低摩擦型面3，滚子2通过销轴4与支架1铰接，驱动凸轮5和油泵柱塞6分别与滚子2或低摩擦型面3相抵；支架1上还设有防侧倾机构，起横向支撑的作用，使滚子挺柱工作时在缸套内始终保持直线往复运动,图1中所示的防侧倾机构为两个导向圈7结构。

本发明的实施例一为：如图2所示，支架1呈“U”字形结构1.2，防侧倾机构为位于“U”字形结构1.2上端的具有两面平板、两面圆弧结构的导向圈a7.1及位于“U”字形结构1.2下端向两侧向外延伸的凸出部1.4，导向圈a7.1与滚子2通过销轴4与支架1铰接，“U”字形结构1.2底面设为低摩擦型面3，此外为了减重，支架1的两侧直板上可以开设若干槽孔1.2.2。在导向圈a7.1或凸出部1.4上设置有定位机构。

结合图3-6所示，导向圈a7.1上的定位机构为设置于导向圈a7.1表面的定位块，定位块的长度可以根据需要调整，可以为较长的定位块d7.1.4，也可以为较短的定位块，其形成的方式也有多种，以较短的定位块为例：如图4所示，为焊接到导向圈a7.1上的定位块a7.1.1；如图5所示，为和导向圈a7.1一起为用一块长条材料弯折后焊接而成的定位块b7.1.2；如图6所示，为从导向圈a7.1上冲压而成的定位块c7.1.2。

本实施例中凸出部1.4的宽度可根据需求调整：如图7所示，为较窄的凸出部a1.4.1；如图8所示，为较宽的凸出部b1.4.1；如图9所示，为顶部增宽的凸出部c1.4.1。如图10所示，在具有较宽结构的凸出部b1.4.1上，可以开设孔1.2.6的结构来实现减轻重量的目的。

此外，在本实施例中，根据支架1横向载荷的能力，可以选择是否在支架1的两侧直板间架设横梁：在载荷较低的场合可不安装横梁，如图11所示；在载荷较高需要增加支架1抵抗横向载荷的能力，增强其横向刚度的场合可安装横梁，如图12和图13所示分别为两种不同结构的横梁，图12中所示为单体结构的横梁a1.2.3，图13中所示为于支架1两侧的双结构的横梁b1.2.4，两种横梁的位置也有所不同，其中，图13中所示的横梁b1.2.4若向两侧延伸，可作为防侧倾机构，其上同样可以设置定位机构。

如图14所示为本实施例的另一种结构，具有较长的支架1，导向圈a7.1上设有定位块d7.1.4，在图2的基础上增加了横梁b1.2.4的结构及凸出部1.4上设置有凸起b1.2.5为定位机构。

本发明的实施例二为：如图15所示，与实施例一的区别在于支架1采用较短的“U”字型结构a1.2.1，凸出部1.4上设置有凸起b1.2.5为定位机构，因其结构较短，因此在支架1上没有横梁结构，且导向圈a7.1上也没有定位机构。

本发明的实施例三为：如图16所示，支架1采用呈具有上大下小阶梯状的双“U”字形结构1.3，上端设有滚子2通过销轴4与支架1铰接，下端设为低摩擦型面3，防侧倾机构为两个圆环状的导向圈b7.2，分别位于支架1的上下两端且通过销轴4与支架1铰接。

在两个导向圈b7.2中的其中一个或两个设有定位机构，作用于缸套防止滚子挺柱圆周方向的转动。其具体的实施方式有：

定位机构的实施例一：如图17所示，定位机构为位于导向圈b7.2外表面的定位块e7.2.1。在缸套上设有相应的直线槽，两者配合起防止转动的作用。

定位机构的实施例二：如图18所示，导向圈b7.2上与销轴4接触的一侧或两侧设为平面，定位机构为平面向上或向下延伸并弯折的弹性簧片7.2.2。通过簧片弹性7.2.2与缸套的作用防止转动，也可用于一侧为平面的缸套。

定位机构的实施例三：如图19所示，定位机构为位于导向圈b7.2外表面的凹槽7.2.3。缸套上设有相应的直线凸起，两者配合其防止转动的作用。

定位机构的实施例四：如图20所示，导向圈b7.2设为开口形式，所述定位机构为从开口处向外弯折延伸的叶片7.4。缸套上设有相应的切缝槽，两者配合其防止转动的作用。

本发明的实施例四为：如图21所示，与实施例三的区别在于，导向圈7的宽度不同，采用纵向高度较窄的导向圈c7.3，优势在于可以在发生横向载荷后更灵活的转动以最大程度的减小横向载荷的影响。同时，更小的宽度使挺柱减重效果更加明显，整个机构的惯量更小，能量损失随之减小，机构的反应速度也更快。在两个导向圈c7.3中的其中一个或两个设有定位机构，作用于缸套防止滚子挺柱圆周方向的转动，图21所示为定位块f7.3.1，也可以为实施例三中所述的其他几种定位机构。

本发明的实施例五为：如图22所示，支架1为两块相互平行的竖板1.1，防侧倾机构为一个圆环状的导向圈b7.2和一个圆板8，分别位于两块竖板1.1结构的两端，上端的导向圈b7.2和滚子2通过销轴4与两块竖板1.1铰接，圆板8固定于两块竖板1.1且下表面设为低摩擦型面3，导向圈b7.2上的定位机构为定位块e7.2.1。此外，虽然图中未显示，但是圆板8上也可以设置例如定位块e7.2.1的定位机构。当然，定位机构也可以采用实施例三中所述的其他几种结构。

本发明的实施例六为：如图23所示，支架1呈“U”字形结构1.2，防侧倾机构为固定于支架1上下两端的呈圆弧状的弹性薄板9，“U”字形结构1.2上端设有滚子2通过销轴4与支架1铰接，下表面设为低摩擦型面3，弹性薄板9上设有凸起a9.1为定位机构。

显而易见的， 实施例一中的槽孔1.2.2、孔1.2.6及横梁结构同样适用于其他几种实施例。

尤其需要注意的是，上述几种实施例中提及的支架1的几种结构、滚子2及低摩擦型面3的设置、防侧倾机构的几种结构和定位机构的几种结构可以根据需求自由的组合。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，本发明可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (12)

1.一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱，用于发动机喷油系统，安装于发动机缸套中的驱动凸轮和油泵柱塞之间，其特征在于：所述滚子挺柱包括支架，所述支架两端设有滚子或低摩擦型面，滚子通过销轴与支架铰接，驱动凸轮和油泵柱塞分别与滚子或低摩擦型面相抵；

所述支架上还设有防侧倾机构，起横向支撑的作用，使滚子挺柱工作时在缸套内始终保持直线往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱，其特征在于：所述防侧倾机构为位于支架一端的由两面平板、两面圆弧构成的环状导向圈a及支架另一端向两侧或四周向外延伸的凸出部，导向圈a的平板部分通过销轴与支架铰接。

3.根据权利要求2所述的一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱，其特征在于：所述导向圈a和所述凸出部中的其中一个或两个上设有定位机构，作用于缸套防止滚子挺柱圆周方向的转动。

4.根据权利要求3所述的一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱，其特征在于：所述定位机构可以为设置在导向圈a或凸出部表面的定位块，根据需要可以调整定位块的宽度；设置在导向圈a表面的定位块结构有：

焊接在导向圈a表面的定位块；

或者，和导向圈a一起为一块长条材料弯折后焊接而成的定位块；

或者，从导向圈a上冲压而成定位块。

5.根据权利要求2所述的一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱，其特征在于所述凸出部的结构有：

较窄的凸出部a；

或者，较宽的凸出部b；

或者，顶部增宽的凸出部c；

其中，在凸出部上可以设置孔的结构。

6.根据权利要求1所述的一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱，其特征在于：所述防侧倾机构为两个圆环状的导向圈b，分别位于支架的上下两端且通过销轴与支架铰接。

7.根据权利要求6所述的一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱，其特征在于：所述导向圈b上设有定位机构，作用于缸套防止滚子挺柱圆周方向的转动；所述定位机构可以设置其中一个导向圈b上，也可以在两个导向圈b上都设置。

8.根据权利要求7所述的一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱，其特征在于所述定位机构可以为：

位于导向圈b外表面的定位块e；

或者，导向圈b上与销轴接触的一侧或两侧设为平面并从平面向上或向下延伸并弯折的弹性簧片；

或者，位于导向圈b外表面的凹槽；

或者，导向圈b设为开口形式并从开口处向外弯折延伸的叶片。

9.根据权利要求1所述的一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱，其特征在于：所述防侧倾机构为一个圆环状的导向圈b和一个圆板，分别位于支架的两端，导向圈b通过销轴与支架铰接，圆板固定于支架；所述导向圈b或圆板上设有定位机构，作用于缸套防止滚子挺柱圆周方向的转动。

10.根据权利要求1所述的一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱，其特征在于：所述防侧倾机构为固定于支架上下两端的呈圆弧状的弹性薄板；所述弹性薄板上设有定位机构，作用于缸套防止滚子挺柱圆周方向的转动。

11.根据权利要求1-10任一项所述的一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱，其特征在于所述支架的结构可以为：

两块相互平行的竖板组成；

或者，呈“U”字形结构；

或者，呈框形结构；

或者，呈具有上大下小阶梯状的双“U”字形结构。

12.根据权利要求11所述的一种新型发动机用高压油泵滚子挺柱，其特征在于：所述支架的长度可以根据需要进行调整，支架的两侧直板上可以开设若干槽孔，两侧直板之间可以架设横梁。