CN107061090A - 一种高压共轨泵用进出油复合控制结构 - Google Patents

Abstract

一种高压共轨泵用进出油复合控制结构，改变了进出油阀座和出油阀芯，进油端通过钢球密封，出油端则采用锥面阀密封，锥面阀芯在落座过程中被液压力和弹簧力双重缓冲，独特的进出油阀体结构设计，结构巧妙，加工工艺性好，高压死容积大幅度缩小，有效提高高压共轨泵的效率，克服了吸油不足，止油不止的缺陷，出油阀芯在出油和回落过程中，出油阀芯的两端都有弹簧作用，密封锥面还受压力油的作用，出油阀芯升降落座平稳，不会产生巨烈冲击，这将有效提升锥面阀和阀体的使用寿命。同时，整个燃油启闭装置的高压死容积比现有持术缩小25％～30％，出油压力平稳，波动性小，使用寿命和使用可靠性大幅度提高。

Description

一种高压共轨泵用进出油复合控制结构

技术领域：

本发明涉及柴油机高压共轨泵的进、出油控制技术。

背景技术：

随着社会的进步，对柴油机的节能、减排要求越来越高；这就对柴油机燃油供给系统提出了新的要求，要求其能以更加精准时间和喷射量，提供更高压力的燃油；随着柴油机高压共轨技术的发展和完善，共轨系统已成为能同时满足上述三方面要求的唯一燃油供给系统。

高压共轨泵是共轨系统的关键部件之一，其作用是将输油泵输送来的低压燃油根据油轨的需要加压后输送到油轨中，而实现上述功能的关键就是实现高压共轨泵的进油和出油控制，目前高压共轨泵普遍采用的进出油控制方案如附图1所示，它为进油阀体和出油阀体的分体组合结构，进出油开关阀安装在共轨高压泵柱塞腔的上方，借助其下端面同柱塞套内端面密封形成高压腔，进油端通过柱塞套上的油道孔实现进油，通过出油阀紧帽大端螺纹旋压在柱塞套内腔，出油端通过出油阀紧帽小端螺纹为高压油管提供连接。该结构采用钢球密封的方式分别实现进油和出油控制，其工作原理是：在吸油阶段，柱塞下行，在柱塞2下行过程中燃油通过进油阀座11上的横孔克服进油阀弹簧5的压力开启进油钢球4，再通过进油阀座11上竖直孔进入柱塞腔内完成进油程序；在出油阶段，柱塞2上行，柱塞2在上行过程中，柱塞2顶端油压不断升高，形成压力高压油，在高压油的作用下，进油钢球4回落密封，将高压油与进油端分开，同时，在高压油的作用下，出油钢珠13克服出油阀弹簧8的压力开始上升，高压油通过出油阀座12和出油钢珠13之间的间隙流出，通过出油阀紧帽10实现高压共轨泵出油，出油结束后出油钢珠13回落在出油阀座12上，重新形成密封结构，一个工作循环结束。这种结构进油和出油分别由二套启闭系统来实现，虽然加工、装配工艺性好，但零件多结构复杂，工作的可靠性差，只要二者中有一个出现问题，整个高压共轨油泵就不能正常工作；同时，由于进油阀体和出油阀体的分体组合结构所形成的高压腔死容积增大，在高压油泵工作过程中，尤其是高工作压力下燃油被压缩造成高压共轨泵效率下降，且在进油阀座同出油阀座结合面之间增加了一道高压密封结合面，加大了高压油泄露的概率；这种结构因零件多，因此装配相对繁琐，装配质量难控制，高压共轨泵的整体装配效率受到影响。

发明内容：

本发明的目的是提供一种高压共轨泵用进出油复合控制结构，它结构紧凑，控制零件少，进油端通过钢球密封，出油端则采用锥面阀密封，锥面阀芯在落座过程中被液压力和弹簧力双重缓冲，这将有效提升锥面阀和阀体的使用寿命。独

特的进出油阀体结构设计，不仅结构巧妙，而且加工工艺性好，它是实现进油出油的核心密封基础件，高压死容积大幅度缩小，有效提高高压共轨泵的效率，整体式结构使装配效率得到提高。

本发明采取的技术方案是：

一种高压共轨泵用进出油复合控制结构，其特征是：包括柱塞套、柱塞、进出油阀体、进油钢球、进油阀弹簧、进油弹簧座、出油阀芯、出油阀弹簧、出油弹簧座、出油阀紧帽，所述进出油阀体包括本体、阀芯孔、出油容腔、下密封面口、出油密封面口、进油轴径、横向进油孔、纵向出油孔和中心输油孔，阀芯孔、出油容腔、下密封面口和出油密封面口同轴设置，进油轴径的外径小于本体的配合外圆，横向进油孔通过中心输油孔与出油容腔相通，纵向出油孔也与出油容腔相通，横向进油孔和纵向出油孔错开，下密封面口设置在中心输油孔的上端口，出油密封面口设置在阀芯孔的上端口；所述出油阀芯从下向上依次设有导向柱、启程环槽、出油密封面、阀芯头和弹簧座头，在导向柱的中心设有进油弹簧孔，在导向柱的圆柱表面上设有轴向进油结构，轴向进油结构的上端与启程环槽相通，轴向进油结构的下端与导向柱的下端面相通，导向柱、出油密封面、阀芯头、弹簧座头和进油弹簧孔同轴设置，出油密封面设置在阀芯头上，柱塞精密地套装在柱塞套的柱塞孔中，进出油阀体套装在柱塞套的配合孔中，进油钢球放置在下密封面口上，进油弹簧座放置在进油阀弹簧上端的内孔中，进油弹簧座和进油阀弹簧的组合体套装在出油阀芯的进油弹簧孔中，进油阀弹簧的下端压住进油钢球，出油阀弹簧的下端内孔套装在弹簧座头上，出油弹簧座放置在出油阀弹簧的上端内孔中，在出油弹簧座的中心设有出油孔，出油弹簧座的上端面由旋固在柱塞套上的螺纹孔中的出油阀紧帽轴向压合。

进一步，所述轴向进油结构为间隔设置在导向柱外圆上的轴向进油槽。

更进一步，在出油阀芯的导向柱的外圆上等份地设有2～3条轴向进油槽。

更进一步，在出油阀芯的导向柱的外圆上设有免接触凹坑，由此大幅度减小导向柱与阀芯孔的接触面积，减小移动阻力。

进一步，所述轴向进油结构为间隔设置在导向柱外圆上的进油平面。

其工作过程如下：在吸油阶段，高压共轨泵的柱塞下行，在柱塞顶部与进出油阀体下端面形成负压的存油腔，低压燃油从柱塞套上的侧面进油孔进入，进出油阀体的进油轴径与柱塞套的内孔之间形成的进油间隙空间，再从横向进油孔、中心输油孔进入，此时，低压燃油的压力克服进油阀弹簧的弹力，将进油钢球向上推移，低压燃油再从纵向出油孔中被抽吸进入柱塞顶部与进出油阀体下端面形成的存油腔，在此过程中，出油阀芯在出油阀弹簧的作用下，出油密封面将出油密封面口密闭，出油口处于关闭状态，直到柱塞下行到最下端位置后完成吸油过程；在出油阶段，柱塞上行，在柱塞顶部与进出油阀体下端面之间的存油腔压力开始上升，进油钢球被进一步封压密封，高压燃油通过出油阀芯上的轴向进油结构进入启程环槽内，并对推动整个出油阀芯克服出油阀弹簧的阻力上移，此时，出油密封面口与出油密封面之间的密封状态被打破，高压燃油从出油弹簧座的中心孔流入出油阀紧帽的出油孔输出，完成高压出油，一个工作循环结束。

本发明与现有技术相比，柱塞套、柱塞、出油阀弹簧、出油弹簧座、出油阀紧帽都与现有产品相同，将现有技术的进油阀座、出油阀座改为无泄漏结构的整体结构，消除了进油阀座和出油阀座结合面这渗漏卸压缺陷；将出油钢珠线性密封结构改为带密封锥面和轴向导向性能的出油阀芯，出油钢珠的线性密封虽然密封性好，但可靠性差，当燃油中含有固态杂质导致密封接触线破坏后，原有的密封性能就无法保证，造成吸油不足，止油不止的缺陷，采用出油阀芯取代出油钢珠，由于出油阀芯既有精准的轴向导向，又有可靠的密封锥面，即使燃油中含有的固态杂质导致密封面局部存有微小缺陷也不会影响整个出油密封面的密封，同时，出油阀芯在出油和回落过程中，出油阀芯的上端受出油阀弹簧作用，下端受进油阀弹簧的作用，密封锥面受压力油的作用，因此，出油阀芯升降落座平稳，不会产生刷烈冲击，同时，整个燃油启闭装置的高压死容积比现有持术缩小25％～30％，因此，使用寿命和使用可靠性大幅度提高，出油压力平稳，波动性小。

附图说明：

图1为现有高压共轨泵进出油阀的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为进出油阀座的立体结构示意图；

图4为进出油阀座的轴向剖视图；

图5为出油阀芯的轴向剖视图；

图6为图5的A-A的一种剖视图，导向柱上设有轴向进油平面；

图7为图5的A-A的另一种剖视图，导向柱上设有轴向进油槽；

图8为图5的A-A的第三种剖视图，导向柱上设有轴向进油槽和免接触内凹坑；

图9为图8的B向视图；

图10为本发明处于吸油状态时的结构示意图；

图11为本发明处于出油状态时的结构示意图；

图中：1-柱塞套；2-柱塞；3-进出油阀体；4-进油钢球；5-进油阀弹簧；6-进油弹簧座；7-出油阀芯；8-出油阀弹簧；9-出油弹簧座；10-出油阀紧帽；11-进油阀座；12-出油阀座；13-出油钢珠；31-本体；32-阀芯孔；33-出油容腔；34-下密封面口；35-出油密封面口；36-进油轴径；37-横向进油孔；38-纵向出油孔；39-中心输油孔；71-导向柱；72-轴向进油槽；73-启程环槽；74-出油密封面；75-阀芯头；76-弹簧座头；77-进油弹簧孔；78-免接触凹坑。

具体实施方式：

下面结合附图说明本发明的具体实施方式：

实施例1：

一种高压共轨泵用进出油复合控制结构，如图2所示，它包括柱塞套1、柱塞2、进出油阀体3、进油钢球4、进油阀弹簧5、进油弹簧座6、出油阀芯7、出油阀弹簧8、出油弹簧座9、出油阀紧帽10，所述进出油阀体3如图3、图4所示，包括本体31、阀芯孔32、出油容腔33、下密封面口34、出油密封面口35、进油轴径36、横向进油孔37、纵向出油孔38和中心输油孔39，阀芯孔32、出油容腔33、下密封面口34和出油密封面口35同轴设置，进油轴径36的外径小于本体31的配合外圆，横向进油孔37通过中心输油孔39与出油容腔33相通，纵向出油孔38也与出油容腔33相通，横向进油孔37和纵向出油孔38错开，下密封面口34设置在中心输油孔39的上端口，出油密封面口35设置在阀芯孔32的上端口；所述出油阀芯7如图5所示，从下向上依次设有导向柱71、启程环槽73、出油密封面74、阀芯头75和弹簧座头76，导向柱71、出油密封面74、阀芯头75、弹簧座头76和进油弹簧孔77同轴设置，出油密封面74设置在阀芯头75上，在导向柱71的中心设有进油弹簧孔77，在导向柱71的圆柱表面上设有3个间隔设置的轴向进油槽72，如图7所示，轴向进油槽72的上端与启程环槽73相通，柱塞2精密地套装在柱塞套1的柱塞孔中，进出油阀体3套装在配合孔中，进油钢球4放置在下密封面口34上，进油弹簧座6放置在进油阀弹簧5上端的内孔中，进油弹簧座6和进油阀弹簧5的组合体套装在出油阀芯7的进油弹簧孔77中，进油阀弹簧5的下端压住进油钢球4，出油阀弹簧8的下端内孔套装在弹簧座头76上，出油弹簧座9放置在出油阀弹簧8的上端内孔中，在出油弹簧座9的中心设有出油孔，出油弹簧座9的上端面由旋固在柱塞套1上的螺纹孔中的出油阀紧帽10轴向压合。

实施例2：如图8、图9所示，在实施例1的基础上，在导向柱71的外圆上还设有免接触凹坑78，免接触凹坑78处在两条轴向进油槽72之间的区域上，但免接触凹坑78与导向柱71的下端面和启程环槽73不通，这样既可以大幅度减小导向柱71与阀芯孔32的接触面积，又可减轻出油阀芯7的重量，减小移动阻力，还能储存润滑油和微尘杂质。

实施例3：如图6所示，它是实施例1的特例，即将轴向进油槽72扩大为间隔设置在导向柱71外圆上的进油平面。

本发明的实施方式很多，在此不逐一罗列，只要采用本发明的设计思想引发的各种等功能代换的方案均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高压共轨泵用进出油复合控制结构，其特征是：包括柱塞套(1)、柱塞(2)、进出油阀体(3)、进油钢球(4)、进油阀弹簧(5)、进油弹簧座(6)、出油阀芯(7)、出油阀弹簧(8)、出油弹簧座(9)、出油阀紧帽(10)，所述进出油阀体(3)包括本体(31)、阀芯孔(32)、出油容腔(33)、下密封面口(34)、出油密封面口(35)、进油轴径(36)、横向进油孔(37)、纵向出油孔(38)和中心输油孔(39)，阀芯孔(32)、出油容腔(33)、下密封面口(34)和出油密封面口(35)同轴设置，进油轴径(36)的外径小于本体(31)的配合外圆，横向进油孔(37)通过中心输油孔(39)与出油容腔(33)相通，纵向出油孔(38)也与出油容腔(33)相通，横向进油孔(37)和纵向出油孔(38)错开，下密封面口(34)设置在中心输油孔(39)的上端口，出油密封面口(35)设置在阀芯孔(32)的上端口；所述出油阀芯(7)从下向上依次设有导向柱(71)、启程环槽(73)、出油密封面(74)、阀芯头(75)和弹簧座头(76)，在导向柱(71)的中心设有进油弹簧孔(77)，在导向柱(71)的圆柱表面上设有轴向进油结构，轴向进油结构的上端与启程环槽(73)相通，轴向进油结构的下端与导向柱(71)的下端面相通，导向柱(71)、出油密封面(74)、阀芯头(75)、弹簧座头(76)和进油弹簧孔(77)同轴设置，出油密封面(74)设置在阀芯头(75)上，柱塞(2)精密地套装在柱塞套(1)的柱塞孔中，进出油阀体(3)套装在柱塞套(1)的配合孔中，进油钢球(4)放置在下密封面口(34)上，进油弹簧座(6)放置在进油阀弹簧(5)上端的内孔中，进油弹簧座(6)和进油阀弹簧(5)的组合体套装在出油阀芯(7)的进油弹簧孔(77)中，进油阀弹簧(5)的下端压住进油钢球(4)，出油阀弹簧(8)的下端内孔套装在弹簧座头(76)上，出油弹簧座(9)放置在出油阀弹簧(8)的上端内孔中，在出油弹簧座(9)的中心设有出油孔，出油弹簧座(9)的上端面由旋固在柱塞套(1)上的螺纹孔中的出油阀紧帽(10)轴向压合。

2.根据权利要求1所述高压共轨泵用进出油复合控制结构，其特征是：所述轴向进油结构为间隔设置在导向柱(71)外圆上的轴向进油槽(72)。

3.根据权利要求2所述高压共轨泵用进出油复合控制结构，其特征是：在出油阀芯(7)的导向柱(71)的外圆上等份地设有2～3条轴向进油槽(72)。

4.根据权利要求1或2所述高压共轨泵用进出油复合控制结构，其特征是：在出油阀芯(7)的导向柱(71)的外圆上设有免接触凹坑(78)。

5.根据权利要求1所述高压共轨泵用进出油复合控制结构，其特征是：所述轴向进油结构为间隔设置在导向柱(71)外圆上的进油平面。