CN107061091A - 自适应补偿偶件配合间隙环缝变形的活塞组件 - Google Patents

Abstract

本发明的公开的一种自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，旨在提供一种既能保证活塞偶件配合间隙燃油泄漏量低，又能保证塞杆运动灵活的活塞组件。本发明通过下述技术方案予以实现：活塞杆(2)制有轴向过盈装配堵塞(8)的装配孔，堵塞(8)的中下部圆柱体上制有缩颈段及其通向堵塞轴向孔(9)底端的分压横孔(10)；高压燃油从斜插进油孔(5)进入控制室(6)，通过连通堵塞轴向孔(9)的分压横孔(10)与缩颈段形成的环流腔体(11)；环流腔体(11)形成了一个随进入高压燃油压力变化而改变活塞杆径向膨胀量大小，自适应补偿活塞杆向外膨胀，影响活塞杆(2)、活塞筒(1)配合偶件间动配合间隙环缝h减小的环流膨胀补偿腔。

Description

自适应补偿偶件配合间隙环缝变形的活塞组件

技术领域

本发明涉及一种主要用于电控高压喷射系统，具有自适应膨胀特点的活塞组件。

技术背景

在如图2所示的现有技术的活塞组件中，包括了一个具有同心圆孔的圆柱体活塞筒1，在活塞筒1的顶部制出的一个与活塞筒1的活塞腔相连通的旁路斜插进油孔5和直径比旁路斜插进油孔5大的出油孔4，一个阀球3同心坐落在活塞筒1上端制出的单向阀活门开口上，一个密封力F1作用在阀球3的顶部，在出油孔4上端制有可以使阀球封住活塞筒1上端制出的单向阀活门开口，同心装配在的活塞筒1的活塞腔内的圆柱形的活塞杆2，在活塞杆2的上部与活塞筒1活塞腔之间形成容纳高压燃油的控制室6，高压燃油可以通过旁路斜插进油孔5进入控制室6中，一个向上的反向作用力F2作用在活塞杆2的底部，活塞杆2底部的下方有一个止挡7用以限制活塞杆2向下运动的距离。

当图中密封力F1作用在阀球3将活塞筒1的顶部的单向阀活门开口堵住，高压燃油不能从控制室6通过出油孔4流出，此时控制室6内燃油压力与旁路斜插进油孔5处的压力相等，即等于进油压力P，当该压力P足够大时，作用在活塞杆2的头部所形成的向下的作用力可以克服活塞杆2底部的反向作用力F2向下运动，直到活塞杆2的底部接触到止挡7时活塞杆2运动到下止点。活塞杆2运动到下止点后运动停止，处于等待状态。当作用在阀球3顶部的密封力F1＝0时，阀球3被控制室6内高压燃油冲开，通过旁路斜插进油孔5进入到控制室6的燃油经由出油孔4、阀球3与活塞筒1的顶部的单向阀活门开口流出，由于旁路斜插进油孔5的直径比出油孔4的直径小，通过旁路斜插进油孔5的进油比出油孔4流出的燃油少，使控制室6内燃油压力开始下降，当控制室6的燃油压力对活塞的作用力小于活塞杆2底部的反向作用力F2时，活塞杆2又开始向上运动，直到活塞杆2顶部与活塞筒1活塞腔的顶部接触时活塞杆2运动到上止点。活塞杆2运动到上止点后运动停止，又处于等待状态。当图中密封力F1作用在阀球3将活塞筒1的顶部的单向阀活门开口堵住，高压燃油不能从控制室6通过出油孔4流出，此时控制室6内燃油压力与旁路斜插进油孔5处的压力相等，即等于进油压力P，当该压力P足够大时，作用在活塞杆2的头部所形成的向下的作用力可以克服活塞杆2底部的反向作用力F2又开始向下运动，直到活塞杆2的底部接触到止挡7时活塞杆2运动到下止点。活塞杆2运动到下止点后运动停止，又处于等待状态，如此周而复始。

由此可见，活塞杆2停止在上止点、再由上止点向下止点运动、到达下止点后并停止在下止点、再由下止点向上止点运动、到达上止点并停止在上死点，何时开始运动，在上死点和下死点停留多长时间，完全取决于作用在阀球3上密封力F1的变化。

当很大的密封力F1作用在阀球3上将活塞筒1的顶部的单向阀活门开口堵住，控制室内的燃油压力增加，压迫活塞杆2向下死点运动直至停止在下死点，如果作用在阀球3上密封力F1仍然很大，活塞杆2就一直停止在下死点；当密封力F1＝0,阀球3将脱离活塞筒1的顶部的单向阀活门开口，控制室内的燃油压力下降，在反向作用力的作用下F2活塞杆2又向上止点运动直至停止在上止点，如果一直保持F1＝0，活塞杆2就一直停止在上止点。

活塞杆2的状态转换完全取决于阀球3上所受的密封力F1的转变，而密封力F1的转变又取决于电信号的转变。上述活塞杆是用于对电控共轨喷油器先导阀信号的一种推力的放大元件。电控喷油器的关闭状态和喷射状态之间的转换是通过该活塞杆的运动来实现的，在实现这个功能的同时也带来了高压燃油的泄漏，高压燃油的泄漏对喷射系统实现稳定的喷射压力和喷射开始时刻的准确性会产生很大的影响，因而在电控高压喷射系统中，减少高压燃油的泄漏是保证系统具有稳定的喷射压力和喷射开始时刻的关键技术之一。图2所示的现有结构由于在高压燃油的作用下，活塞头部直径缩小，而活塞筒相应位置的孔径因膨胀而增大，导致二者之间的间隙环缝变大，大大的消弱了两个偶件之间的密封作用，从而导致泄漏量增加，以至于影响喷射压力的稳定性和开始喷射时刻的准确性。

如上所述，塞杆2在工作时共有四个状态：

活塞筒1的顶部的单向阀活门开口被阀球3堵住时，使塞杆2向下止点运动；

使塞杆2运动到下止点后，活塞筒1的顶部的单向阀活门开口仍被阀球3堵住期间，塞杆2停止在下死点不动；

塞杆2到下死点停止后，阀球3松开活塞筒1的顶部的单向阀活门开口，使塞杆2由下死点向上死点方向运动；

使塞杆2运动到上死点后，阀球3仍处于松开活塞筒1的顶部的单向阀活门开口的状态下，塞杆2停止在上死点不动；

上述四个状态的转换，受控于阀球3的堵住还是松开。在上述四个状态中，塞杆2处在下死点的时间最长，远远超过其它三个状态时间的总和，而在这个状态中控制室6内燃油的压力最高，导致活塞头部被高压燃油压缩直径缩小，而活塞筒相应位置的孔径因膨胀而增大，使二者之间的间隙环缝变大，大大的消弱了两个偶件之间的密封作用，从而导致泄漏量增加，因此减少在这个状态下燃油的渗漏成为关键。

上述现有技术的不足在于，在活塞处于下死点时，活塞筒1的顶部的单向阀活门开口被阀球3堵住，从旁路斜插进油孔5进入控制室6的燃油压力很高，此时活塞杆2在上端承受的高压燃油压力和下端承受的反向作用力F2的共同作用下，使得活塞杆2上端受压，活塞杆2被压缩，产生压缩变形，活塞杆圆柱体下部直径产生微小的变粗。在图2所示的变形曲线14中，可见在160MPa下的活塞杆2半径方向的鼓包形状的变形曲线。与此同时，在活塞筒1内的控制室6，在高压燃油的作用下，活塞筒1的中心容腔孔上部呈现变大的漏斗形。在图2所示的曲线15中，在160MPa下，可见活塞筒1的中心容腔孔的半径方向的变形漏斗曲线，上述两个配合偶件零件的变形结果，使得两个配合偶件零件的变形后的间隙，由常压下理论单边配合间隙环缝h1增大为高压下变形后单边配合间隙环缝h2。由于单边配合间隙环缝明显变大，导致燃油从活塞筒1的中心容腔孔与活塞杆2配合偶件的配合间隙中渗漏的燃油大幅增加，影响活塞组件的正常工作。

当活塞处于下死点时，作用在阀球3上的密封力F1的压力变小，阀球3堵不住活塞筒1的顶部的单向阀活门开口，此时，从旁路斜插进油孔5进入控制室6的燃油，经由活塞筒1的出油孔4流出，由于油孔4大于旁路斜插进油孔5，油孔4流出的燃油比旁路斜插进油孔5流入活塞筒1的燃油多，使得引入控制室6的燃油压力下降，随着控制室6内的燃油压力降低，燃油对活塞杆2向下的作用力随之减小，当此作用力小于活塞杆2下端的反作用力F2时，活塞杆2开始向上运动。此时活塞杆2的直径、活塞筒1的中心容腔孔上部的仍有变形，但比在下死点时的形变要小一些，此时现有技术塞杆2在125MPa压力下的变形，产生了如图2所示的活塞杆半径变形曲线16，活塞筒1在125MPa作用下的中心容腔孔的半径方向产生了如图2所示的变形曲线17。从而影响了活塞筒1与活塞杆2适度配合间隙，配合偶件运动的灵活性。由于常压下的单边理论配合间隙环缝h1，在高压下变形后缩小，单边配合间隙环缝h2也会随之缩小。然而常压下的单边理论配合间隙环缝h1的缩小是有限度的。现有技术活塞组件的配合间隙已经小到2微米的水平，如果常压理论下的单边配合间隙环缝h1过小又会影响活塞的往复运动的灵活性。

通过对比活塞杆2对应的直线12所代表的理论半径R1与160MPa压力下，现有技术活塞杆2半径变形曲线14，以及125MPa下现有技术活塞杆2半径变形曲线16可知，活塞杆2在160MPa和125MPa高压燃油压力作用下，上部半径均明显变小，其下部则均少许变大，压力越高这个变化越明显。

通过对比活塞筒1对应的直线13所代表的理论半径R2，与在160MPa压力下活塞筒1半径变形曲线15，以及125MPa压力下的活塞筒1半径变形曲线17可知，活塞筒1在160MPa和125MPa高压燃油压力作用下，半径均呈喇叭口状膨胀增大，其结果导致活塞杆2与活塞筒1相配合间隙的下部环缝环缝虽然增加不太多，但上部间隙环缝却大大增加。从而使泄漏量也随之大大增加。

在图2所示右侧的坐标系中，z为纵坐标，代表高度方向，r为横坐标，代表半径方向。右侧中的曲线分别为：160MPa压力下现有技术活塞杆2半径变形曲线14，125MPa压力下现有技术活塞杆2半径变形曲线16，160MPa压力下活塞筒1半径变形曲线15，125MPa压力下活塞筒1半径变形曲线17。直线12是活塞杆2没有受到燃油压力作用时的理论半径R1，直线13是活塞筒1没有受到燃油压力作用时的理论半径R2，活塞杆2与活塞筒1之间的理论单边间隙环缝h1＝R2-R1，活塞杆2与活塞筒1之间的理论单边间隙环缝h1应满足两个条件：

1.为保证活塞杆2能够无损伤的装入活塞筒1容腔中，配合偶件之间的间隙环缝h1应满足R2＞R1的“最小插配间隙环缝”，因为如果R1＝R2时，活塞杆是不能插入活塞筒中的。

2.配合偶件之间的间隙环缝h1应该满足够使活塞杆2在活塞筒1中灵活运动的最小间隙环缝。

由于配合偶件之间的间隙环缝h1的存在，使得控制室6内高达近200MPa的高压燃油从活塞筒1与活塞杆2的间隙环缝泄漏入低压腔中，导致了高压油轨中储存的燃油压力下降，致使喷油器的喷射压力降低，同时也影响了活塞杆2向上和向下往复运动的速度，从而也导致喷油器开始喷射时刻的变化。然而更严重的是，实际工作时在控制室6内的高压燃油压力使得活塞杆2和活塞筒1变形，从而导致得活塞杆2和活塞筒1之间的局部配合的单边间隙环缝变得比理论单边间隙环缝h1更大，密封效果更差，泄漏量更多。

虽然，理论上的活塞偶件间隙环缝越小燃油的泄漏就越少，但间隙环缝太小，必然会影响配合偶件之间往复运动的灵活性。两者之间矛盾性的碰撞，影响了电控喷油器的正常工作行为。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种既能保证电控喷油器的活塞偶件配合间隙环缝在高压燃油压力下减少泄漏量，又能保证塞杆运动灵活，具有自适应膨胀补偿偶件配合间隙变形的活塞组件。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，包括：一个在活塞筒1活塞腔中作往复直线运动的活塞杆2、连通所述活塞腔油路通道的单向阀活门，控制开启、密封出油孔4的阀球3，从活塞筒1轴肩倾斜插入活塞腔的斜插进油孔5，以及位于活塞杆2自由端下方，限制活塞杆2向下运动的止挡7，其特征在于：活塞杆2制有轴向过盈装配堵塞8的装配孔，堵塞8的中下部圆柱体上制有缩颈段及其通向堵塞轴向孔9底端的分压横孔10；高压燃油从斜插进油孔5进入控制室6，通过连通堵塞轴向孔9的分压横孔10与缩颈段形成的环流腔体11；环流腔体11形成了一个随进入高压燃油压力变化而改变活塞杆径向膨胀量大小，自适应补偿活塞杆向外膨胀，控制活塞杆2、活塞筒1配合偶件间动配合间隙环缝h减小的环流膨胀补偿腔。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

减少高压燃油泄漏量。本发明采用在活塞杆2顶部密封端制有轴向装配堵塞8的装配孔，在堵塞8中心制有堵塞轴向孔9，在所述堵塞8的下部缩颈段圆柱体的中部制有连通堵塞轴向孔9的分压横孔10形成了的可以随高进油压燃油压力变化而改变活塞杆下部膨胀量大小的，减小活塞杆2与活塞筒1下部配合偶件间动配合间隙环缝，所述堵塞8的下部缩颈段与活塞杆2中部形成径向环形膨胀补偿腔，可以随燃油压力的变化改变活塞杆膨胀量的大小，使从活塞杆2与活塞筒1配合间隙中泄漏的高压燃油大大减少，解决了现有技术结构由于在高压燃油的作用下，活塞杆部直径缩小，而活塞筒相应位置孔径因膨胀而增大，导致二者之间的间隙环缝变大，消弱两个偶件间密封作用，导致泄漏量增加，影响喷射压力稳定性和开始喷射时刻准确性的缺陷。

塞杆运动灵活。本发明通过具有自适应膨胀特点，活塞杆2中部径向环形膨胀补偿腔，可以使活塞杆的直径能在高压燃油的作用下产生随压力变化的膨胀量，减小活塞组件在控制室6处于高压状态时偶件的配合间隙，在控制室6处于较低压力状态时由于膨胀量减小又能使偶件保持合理的偶件配合间隙，从而减少高压燃油的泄漏量，又能保证塞杆运动时的灵活性。

附图说明

图1是本发明自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件及其对应变形曲线的示意图。

图2是现有技术的活塞组件及其配合间隙对应变形曲线示的意图。

图中：1活塞筒，2活塞杆，3阀球，4出油孔，5斜插进油孔，6控制室，7止挡，8堵塞，9轴向筒孔,10分压横孔，11环流腔体，12活塞杆的理论半径R1，13活塞筒的理论半径R2，14现有技术160MPa下活塞杆半径变形曲线，15活塞筒160MPa下半径变形曲线，16现有技术125MPa下活塞杆半径变形曲线，17活塞筒125MPa下半径变形曲线，18本发明的活塞杆160MPa下半径变形曲线，19本发明的活塞杆125MPa下半径变形曲线，F1密封力，F2反向作用力，P进油压力，h单边配合间隙环缝，h1常压下理论单边配合间隙环缝，h2高压下变形后单边配合间隙环缝，z纵坐标长度方向，r横坐标半径方向。

具体实施方式

参阅图1。在以下描述的实施例中，一种自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，包括：一个在活塞筒1活塞腔中作往复直线运动的活塞杆2、连通所述活塞腔油路通道的单向阀活门，控制开启、密封出油孔4的阀球3，从活塞筒1轴肩倾斜插入活塞腔的斜插进油孔5，以及位于活塞杆2自由端下方，限制活塞杆2向下运动的止挡7，活塞杆2制有轴向过盈装配堵塞8的装配孔，堵塞8的中下部圆柱体上制有缩颈段及其通向堵塞轴向孔9底端的分压横孔10；高压燃油从斜插进油孔5进入控制室6，通过连通堵塞轴向孔9的分压横孔10与缩颈段形成的环流腔体11；环流腔体11形成了一个随进入高压燃油压力变化而改变活塞杆径向膨胀量大小，自适应补偿活塞杆向外膨胀，控制活塞杆2、活塞筒1配合偶件间动配合间隙环缝h减小的环流膨胀补偿腔。

一个来自活塞筒1上部密封力F1作用在阀球3上，密封力的大小F1改变阀球3的开口通道，控制活塞筒1上端的单向阀活门的打开或密封。

堵塞轴向孔9连通活塞杆2上端部活塞腔形成了容纳高压燃油的控制室6，高压燃油从活塞筒1相邻单向阀活门开口的斜插进油孔5通入活塞筒1上部上端的控制室6。

当作用在阀球3上的密封力F1将阀球3密封住活塞筒1上端的单向阀活门开口时，进入活塞筒1上端控制室6的高压燃油压力驱动活塞杆2向下运动，通过活塞筒1直达底部接触止挡7，运动到下止点而被停止。控制室6是由活塞筒1的中心腔体与活塞杆2顶端组成的容腔，在活塞杆2运动的过程中，随活塞向下运动所述控制室6的容腔不断扩大，虽然从所述斜插进油孔5通入活塞筒1上部上端的控制室6的进油压力P没有变化，但由于所述控制室6的容腔不断扩大，所以在环流腔体11中的压力最多只有125MPa,与160MPa的更高压力相比此时环流腔体11中的压力要低得多，因此在活塞杆2运动的过程中，活塞杆2的膨胀量要比160MPa作用下的膨胀量小很多，较小的膨胀量使活塞杆2与活塞筒1下部配合偶件间动配合间隙环缝减小的不多，有利于塞杆2的向下运动。

当活塞杆2向下运动到下死点后，作用在阀球3上的密封力F1将阀球3密封住活塞筒1上端的单向阀活门开口不动，活塞杆2停留在下死点，所述控制室6的容腔不再扩大，所以在环流腔体11中的压力很快由125MPa上升至160MPa，活塞杆2的膨胀量在160MPa压力作用下膨胀量随之增大。使活塞杆2与活塞筒1下部配合偶件间动配合间隙环缝大大减小，从而减小高压燃油的泄漏量。

当活塞杆2停留在下死点后，作用在阀球3上的密封力F1＝0,阀球3密封将松开活塞筒1上端的单向阀活门开口，使从所述斜插进油孔5通入活塞筒1上部上端的控制室6的进油经由出油孔4流走，由于出油孔4的直径比斜插进油孔5直径小，也就是进的多出的少使控制室6内的燃油压力下降，当所述控制室6内的燃油压力下降到125MPa以下时，活塞杆2开始向上死点运动，活塞杆2运动这个过程中环流腔体11中的压力又处于低压状态，活塞杆2的膨胀量要比160MPa作用下的膨胀量小很多，较小的膨胀量使活塞杆2与活塞筒1下部配合偶件间动配合间隙环缝减小的不多，有利于塞杆2的向上运动。

当活塞2向上运动到上死点后停留一个很短的时间，这时由于环流腔体11中的压力在停留期间始终处于低压状态，所以燃油的泄漏量也很小。

环流腔体形11成了一个可以随进油燃油压力变化而改变活塞杆下部膨胀量大小的，减小活塞杆2与活塞筒1下部配合偶件间动配合间隙环缝。一个来自活塞筒1上部自密封力F1作用在阀球3的顶部，密封住活塞筒1上端的单向阀活门开口，高压燃油通过旁路斜插进油孔5进入控制室6,进入控制室6的高压燃油的进油压力P作用在活塞杆2的头部形成的向下的作用力，向下克服活塞杆2底部产生的反向作用力F2，向下驱动活塞杆2直达底部接触止挡7到达下止点；当作用在阀球3顶部的自密封力逐渐趋近F1＝0时，阀球3被控制室6内高压燃油冲开，从旁路斜插进油孔5进入控制室6内的高压燃油从出油孔4流到外部低压腔，由于出油孔4的直径大于旁路斜插进油孔5的直径，使得控制室6内的燃油压力P下降，控制室6内的燃油压力对活塞的作用力小于活塞杆2底部的反向作用力F2，活塞杆2又向上运动，直到活塞杆2顶部到达活塞腔顶部接触上止点；

通过活塞杆2的上部与活塞筒1的活塞腔之间形成容纳高压燃油的控制室6，一个密封力F1作用在阀球3的顶部，可以使阀球封住活塞筒1上端制出的单向阀活门开口，高压燃油可以通过旁路斜插进油孔5进入控制室6中，在活塞杆2顶部的圆孔中同心装有一个阶梯状上大下小圆柱体的堵塞8，使堵塞8的上部与活塞杆2顶部的圆孔紧密配合，并使堵塞8的下部与活塞杆2顶部的圆孔留有环流腔体11，堵塞8同心制出堵塞轴向孔9，在堵塞8的中下部制出一个与堵塞轴向孔9相连通的分压横孔10，控制室6内的高压燃油可以通过堵塞8制出的堵塞轴向孔9、堵塞8的中下部的分压横孔10充满堵塞8的下部与活塞杆2顶部圆孔的环流腔体11中，一个向上的反向作用力F2作用在活塞杆2的底部，活塞杆2底部的下方有一个止挡7用以限制活塞杆2向下运动的距离。

在密封力F1的作用下，阀球3将活塞筒1顶部的单向阀活门开口堵住，高压燃油不能从控制室6通过出油孔4流出，此时控制室6内燃油压力与旁路斜插进油孔5处的压力相等，即等于进油压力P，该压力P作用在活塞杆2的头部形成的向下的作用力，当该压力P足够大时，在活塞杆2的头部所形成的向下的作用力可以克服活塞杆2底部的反向作用力F2向下运动，直到活塞杆2的底部接触到止挡7为止。当作用在阀球3顶部的密封力F1＝0时，阀球3被控制室6内高压燃油冲开，通过旁路方向的斜插进油孔5进入到控制室6的燃油经由出油孔4、阀球3与活塞筒1顶部的单向阀活门开口流出，由于旁路斜插进油孔5的直径比出油孔4的直径小，使控制室6内的燃油压力开始下降，当控制室6内的燃油压力对活塞的作用力小于活塞杆2底部的反向作用力F2时，活塞杆2又向上运动，直到活塞杆2顶部与活塞筒1活塞腔的顶部接触为止。

活塞杆2的状态受阀球3的控制，当球阀3打开时，控制室6内的燃油压力下降，活塞杆2向上运动，至上死点停止，如果球阀3始终处于打开状态，则活塞杆2始终处于上死点位置，当球阀3关闭时，控制室6内的燃油压力上升，活塞杆2向下运动，至下死点停止，如果球阀3始终处于关闭状态，则活塞杆2始终处于下死点位置，如此一来，活塞杆2共有四个状态：停在下死点，由下死点向上死点运动，停在上死点，由上死点向下死点运动。

为了能使活塞杆2在活塞筒1的活塞腔中灵活的运动，必须使活塞杆2的半径小于活塞筒1的活塞腔的半径，也就是要保证活塞杆2与活塞筒1的活塞腔之间有一个合理的单边配合间隙环缝。

活塞组件工作时，控制室6内的燃油压力是会变化的，当活塞杆在上止点时，密封力F1将阀球3堵在活塞筒1顶部的单向阀活门开口上，控制室6内的燃油压力逐渐上升，直到控制室6内的燃油压力作用在活塞杆2上所产生的力大于反向作用力F2时，活塞杆2开始向下运动，直到活塞杆2接触到止挡7为止，在活塞杆2运动期间控制室6内的燃油压力由低向高变化，最大不超过额定压力的四分之三，也就是说若额定压力为160MPa，活塞杆2运动期间控制室6内的燃油压力最高在125MPa左右，从图1中右侧可见，在125MPa压力下本发明的活塞杆2半径变形曲线19的中部有一个膨胀凸起的部分，对比同等压力下相应的现有技术的半径变形曲线16可以明显看出，活塞杆2与活塞筒1的间隙环缝被缩小。可以减少活塞杆2运动期间高压燃油的泄漏。

一旦活塞杆2接触到止挡7压力就会迅速升高到160MPa为止，并且一直维持高压状态。从图1中右侧可见，在160MPa压力下本发明的活塞杆2的半径变形曲线18的中部有一个膨胀凸起的部分，对比同等压力下相应的现有技术的半径变形曲线14、半径变形曲线16可以明显看出，活塞杆2与活塞筒1的间隙环缝缩小了一半左右。而且因为活塞杆2在这个状态下停留的时间最长，从而可使高压燃油的泄漏大为减少。

一旦将作用在阀球3密封力撤销，即F1＝0，封球3被控制室6内高压燃油冲开，通过旁路斜插进油孔5进入到控制室6的燃油经由出油孔4、阀球3与活塞筒1顶部的单向阀活门开口的环状间隙流出，由于旁路斜插进油孔5的孔径比出油孔4的直径小，使控制室6内燃油压力开始下降，当控制室6内的燃油压力对活塞的作用力小于活塞杆2底部的反向作用力F2时，活塞杆2又向上运动，直到活塞杆2的顶部与活塞筒1活塞腔的顶部接触为止。在活塞杆2的这个运动过程中控制室6内的燃油压力低于125MPa。其减少泄漏的效果如同活塞杆2由上向运动是的效果一样。

由上述分析可知，工作时活塞杆2在活塞筒1中共有四种状态：活塞杆2处在上止点、活塞杆2由上止点向下止点运动、活塞杆2处在下止点、活塞杆2由下止点向上止点运动。在这四个状态中，只有活塞杆2处在下止点的时间最长，控制室6内燃油压力最高，泄漏最大，恰好在此时所述本发明的活塞杆2的半径膨胀量最大，可以有效的减少高压燃油的泄漏。在其余的三个状态经历的时间很短，而且这三个状态中有两个状态是活塞杆2运动的状态，需要有较大的间隙环缝保证其运动灵活，而且控制室6内燃油压力也低，泄漏相对小得多，因此主要的矛盾是使活塞杆2能够灵活运动，恰好所述本发明的活塞杆2在这两个状态中的半径膨胀量变小，由上述分析可知所述本发明的活塞杆2膨胀量的变化与活塞杆2的功能要求正好相适应，不需要另行控制。因此所述本发明的活塞杆2的膨胀特性具有自适应的特点。

Claims (8)

1.一种自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，包括：一个在活塞筒(1)活塞腔中作往复直线运动的活塞杆(2)、连通所述活塞腔油路通道的单向阀活门，控制开启、密封出油孔(4)的阀球(3)，从活塞筒(1)轴肩倾斜插入活塞腔的斜插进油孔(5)，以及位于活塞杆(2)自由端下方，限制活塞杆(2)向下运动的止挡(7)，其特征在于：活塞杆(2)制有轴向过盈装配堵塞(8)的装配孔，堵塞(8)的中下部圆柱体上制有缩颈段及其通向堵塞轴向孔(9)底端的分压横孔(10)；高压燃油从斜插进油孔(5)进入控制室(6)，通过连通堵塞轴向孔(9)的分压横孔(10)与缩颈段形成环流腔体(11)；环流腔体(11)形成了一个随进入高压燃油压力变化而改变活塞杆径向膨胀量大小，自适应补偿活塞杆向外膨胀，控制活塞杆(2)、活塞筒(1)配合偶件间动配合间隙环缝h减小的环流膨胀补偿腔。

2.如权利要求1所述的自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，其特征在于：一个来自活塞筒(1)上部密封力F1作用在阀球(3)上，密封力F1改变阀球(3)的开口通道，控制活塞筒(1)上端的单向阀活门的打开或密封。

3.如权利要求1所述的自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，其特征在于：堵塞轴向孔(9)连通活塞杆(2)上端部活塞腔形成了容纳高压燃油的控制室(6)，高压燃油从活塞筒(1)相邻单向阀活门开口的斜插进油孔(5)通入活塞筒(1)上部上端的控制室(6)。

4.如权利要求1所述的自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，其特征在于：当作用在阀球(3)上的密封力F1将阀球(3)密封住活塞筒(1)上端的单向阀活门开口时，进入活塞筒(1)上端控制室(6)的高压燃油压力驱动活塞杆(2)向下运动，通过活塞筒(1)直达底部接触止挡(7)，运动到下止点而被停止。

5.如权利要求1所述的自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，其特征在于：高压燃油通过斜插进油孔(5)旁路进入到控制室(6)，经堵塞(8)的堵塞轴向孔(9)、分压横孔(10)进入堵塞(8)缩颈段形成的环流腔体(11)，控制活塞杆的径向膨胀量。

6.如权利要求1所述的自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，其特征在于：进入环流腔体(11)的高压燃油压力随进入控制室(6)内的燃油压力而变化，环流腔体(11)利用随高压燃油压力变化的膨胀量，控制活塞杆(2)向外膨胀，使在高压作用下活塞杆(2)与活塞筒(1)配合偶件间动配合间隙环缝h变大的趋势减小。

7.如权利要求1所述的自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，其特征在于：当作用在阀球(3)上密封力F1＝0时，阀球(3)被控制室(6)内的燃油压力推开，控制阀球(3)开启密封油孔(4)油路通道的单向阀活门，控制室(6)内的燃油经由密封油孔(4)及相邻单向阀活门流出去，通过直径大于斜插进油孔(5)的密封油孔(4)进入控制室(6)内燃油流量<流出的流量，使控制室(6)内的燃油压力降低，通过轴向孔(9)和分压横孔(10)进入环流腔体(11)的燃油压力随之降低，减小了活塞杆(2)的膨胀量，从而使得活塞杆(2)与活塞筒(1)配合偶件间动配合间隙环缝h不至于减小过大，较大的活塞(2)的运动间隙环缝正好有利于活塞杆(2)的运动。

8.如权利要求1所述的自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，其特征在于：当作用在阀球(3)上密封力F1达到足以使阀球(3)堵住活塞筒(1)上端的单向阀活门时，经由斜插进油孔(5)进入控制室(6)内的燃油不能流出，控制室(6)内的燃油压力上升，环流腔体(11)内的压力随之升高，活塞杆(2)的膨胀量增大，减小了活塞杆(2)与活塞筒(1)配合偶件间动配合间隙环缝h，间隙环缝减h变小，进而减少了从活塞杆(2)与活塞筒(1)配合偶件间动配合间隙环缝h中的燃油泄漏量。