CN107575325B - 一种等压式机械油泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柴油机用机械油泵，包括泵体、柱塞、柱塞套、出油阀接头、等压阀阀芯合件、以及出油阀座；出油阀接头上形成第一台阶面；等压阀阀芯合件包括出油阀阀芯、出油阀弹簧、等压阀弹簧、弹簧座以及密封组件；出油阀阀芯滑动容置于出油阀座与出油阀接头的内部油路内；出油阀弹簧与弹簧座均位于第一台阶面与出油阀阀芯之间，且弹簧座上设有第二台阶面，第二台阶面朝向出油阀阀芯一侧；等压阀弹簧与密封组件位于第一段内，密封组件位于临近第二台阶面一侧，等压阀弹簧对密封组件施加朝向第二台阶面的第二弹力，第二弹力配合油压调整密封组件的位置以控制第二段的开闭；出油阀座接头与出油阀座的接触面为刚性密封面。可以稳定高压腔内的油压。

Description

一种等压式机械油泵

技术领域

本发明涉及油泵技术领域，特别指一种等压式机械油泵。

背景技术

柴油机燃油供给系统对柴油机的性能有相当大的影响。喷油泵是柴油机的供油装置，对于机械凸轮式柴油机，喷油泵通常是安装在柴油机凸轮箱上，凸轮轴的转动带动导向活塞组件的往复运动，从而带动柱塞的上下运动，以实现供油。将输入喷油泵的燃油加压，通过喷油器喷入柴油机气缸压燃作功。现有的等压式机械油泵的回油动作是持续进行的，这使得高压腔内的油压不稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种等压式机械油泵，可以将高压腔内的油压稳定在一定范围内。

本发明提供的技术方案如下：一种等压式机械油泵，包括泵体、柱塞偶件、出油阀接头、出油阀弹簧、等压阀阀芯合件以及出油阀座；其中，所述出油阀接头、所述出油阀座以及所述柱塞偶件依次布设在所述泵体上；

所述等压阀阀芯合件包括出油阀阀芯和回油阀，所述出油阀阀芯通过所述出油阀弹簧顶靠在所述出油阀接头上；所述回油阀位于所述出油阀接头与所述出油阀阀芯之间；所述回油阀为朝向所述柱塞套方向开启的单向阀；当所述出油阀接头内油压大于所述回油阀开启压力时，液压油经由所述回油阀进入所述泵体内回油。

本技术方案，当泵体内油压大于出油阀弹簧开启压力时完成进油动作，当回油阀接头内油压大于回油阀开启压力时完成回油动作，回油阀为单向阀，通过回油阀的设置使得出油阀接头内的油压维持在一定范围内。

优选的，所述回油阀包括等压阀弹簧、弹簧座以及密封组件；所述密封组件位于所述弹簧座与所述等压阀弹簧之间，所述弹簧座上开设有第一通孔，所述等压阀弹簧的弹力配合油压调整所述密封组件的位置以控制所述第一通孔导通或开闭。

本技术方案，通过密封组件配合等压阀弹簧完成回油阀的单向导通作用，等压阀弹簧的两端由出油阀阀芯和弹簧座限位，结构简单且稳定性高。

优选的，所述第一通孔包括第一段和第二段，所述第一段的径向尺寸大于所述第二段，所述第一段与所述第二段的衔接处形成第二台阶面，所述第二台阶面朝向所述出油阀阀芯一侧；所述等压阀弹簧与所述密封组件滑设于所述第一段内，所述密封组件位于临近所述第二台阶面一侧，所述等压阀弹簧对所述密封组件施加朝向所述第二台阶面的第二弹力，所述第二弹力配合油压调整所述密封组件的位置以控制所述第二段的开闭。

本技术方案，出油阀接头与出油阀座之间形成高压腔，泵体与出油阀座以及出油阀接头之间形成低压腔。在回油状态下，当高压腔内燃油压力大于等压阀弹簧的预紧力时，等压阀弹簧会进一步被压缩使得密封组件同第二台阶面脱离，使得第一通孔的第二段导通，燃油经由弹簧座上的第一通孔和阀芯上的第二通孔回流至低压腔中。随着高压腔内燃油压力的下降，当油压下降至与等压阀弹簧的弹力相同时，等压阀弹簧会推动密封组件回弹将第二段封闭，此时回油动作完毕。通过等压阀弹簧的回弹力，最终实现了对于高压腔内油压的稳定控制。

具体的，所述密封组件包括钢球以及球座，所述等压阀弹簧通过所述球座将所述钢球顶靠至所述弹簧座上，所述球座的外径尺寸与所述第一段的径向尺寸大致相同。

本技术方案，钢球起到密封作用，当密封件收到压力扰动发生偏转时，钢球的球形形状可以保证其无论怎样转动都可以保证一致的密封效果。等压阀弹簧通过球座施加弹力给钢球，可以平衡力的作用，使得钢球受力均匀，球座的径向尺寸与第一段大致相等可以确保其具备导向作用，可以对弹簧施加的弹力的作用方向是一定的。

具体的，所述球座的截面形状为T型。

优选的，所述出油阀阀芯上设置有第二通孔，所述第二通孔包括第三段和第四段，所述第三段的径向尺寸大于所述第四段，所述第三段与所述第四段的衔接处形成第三台阶面，所述第三台阶面朝向所述出油阀接头一侧；所述弹簧座的一部分或全部容置于所述第三段内，所述弹簧座的外径尺寸与所述第三段的径向尺寸大致相等。

本技术方案，弹簧座容置于出油阀阀芯的第二通孔内限制其滑移方向，动作稳定性更高。

具体的，所述出油阀阀芯包括大径部与小径部，所述大径部与所述小径部之间形成轴肩部，所述大径部滑动设置于出油阀接头的内部油路，而所述小径部延伸至所述出油阀座的内部油路；所述出油阀弹簧对所述出油阀阀芯施加远离所述出油阀接头的第一弹力，所述第一弹力配合油压调整所述出油阀阀芯的位置使所述轴肩部控制所述出油阀座内部油路的开闭。

本技术方案，油泵泵油状态下，燃油由进油孔进入柱塞套内，柱塞滑移压缩柱塞套内燃油并封堵进油口，形成高压燃油，当高压燃油的压力大于出油阀弹簧的预紧力时，出油阀阀芯与出油阀座脱离，高压燃油从两者之间空隙中进入高压腔，然后通过高压油管进入喷油器。

此外，弹簧座容置于出油阀阀芯的大径部，而小径部延伸至出油阀座的内部油路，大径部的尺寸较大，相应的弹簧座以及其回油阀弹簧的设计裕量也会更大，此种结构得以适用更多的使用场景中。

优选的，所述轴肩部以斜面过渡的方式衔接所述大径部与所述小径部。

本技术方案，轴肩部为斜面，则轴肩部与出油阀座是以线接触的方式进行密封，线密封相比面密封面积小，压强大，并且直接起到密封作用的区域小故而容易保证，可以获得更佳的密封效果。

具体的，所述泵体上开设有第一开口以及第二开口；所述柱塞套密封装设于所述第一开口处，且容置于所述泵体内部；所述柱塞密封滑设于所述柱塞套内；所述出油阀密封装设于所述第二开口处，所述出油阀座位于所述出油阀接头与所述柱塞套之间卡置固定。

具体的，所述进油口设置在所述泵体上，所述出油口设置在所述出油阀接头上；所述柱塞套上设置有进油孔。

本发明提供的一种等压式机械油泵，能够带来以下至少一种有益效果：

1、当泵体内油压大于出油阀弹簧开启压力时完成进油动作，当回油阀接头内油压大于回油阀开启压力时完成回油动作，回油阀为单向阀，通过回油阀的设置使得出油阀接头内的油压维持在一定范围内。

2、密封组件采用钢球与球座的组合形式，钢球的球形形状可以保证其发生偏转时仍然可以起到密封作用。此外，钢球与弹簧座的第二台阶面的密封形式为线密封，线密封相比面密封面积小，压强大，并且直接起到密封作用的区域小故而容易保证，可以获得更佳的密封效果。等压阀弹簧通过球座施加弹力给钢球，可以平衡力的作用，使得钢球受力均匀，球座的径向尺寸与第一段大致相等可以确保其具备导向作用，可以对弹簧施加的弹力的作用方向是一定的。

3、轴肩部为斜面，则轴肩部与出油阀座是以线接触的方式进行密封，线密封相比面密封面积小，压强大，并且直接起到密封作用的区域小故而容易保证，可以获得更佳的密封效果。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对等压式机械油泵的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明的等压式机械油泵的整体结构图。

图2是弹簧座、等压阀弹簧与密封组件的整体结构图。

图3是出油阀阀芯的结构图。

附图标号说明：100、泵体，110、进油口，120、第一开口，130、第二开口，200、出油阀接头，210、出油口，220、第一台阶面，300、柱塞套，310、柱塞，320、进油孔，330、密封垫，400、等压阀阀芯合件，410、出油阀阀芯，411、第三段，412、第四段，413、第三台阶面，414、轴肩部，420、出油阀弹簧，430、等压阀弹簧，440、弹簧座，441、第一段，442、第二段，443、第二台阶面，450、密封组件，451、刚球，452、球座，500、出油阀座。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

实施例一

如图1所示，本实施例公开一种等压式机械油泵，包括泵体100、出油阀接头200、柱塞310、柱塞套300、出油阀接头200、等压阀阀芯合件400、以及出油阀座500，进油口110设置在泵体100上，出油口210设置在出油阀接头200上。柱塞套300、出油阀座500以及出油阀接头200依次排布在泵体100中，柱塞310在柱塞套300内滑移，柱塞套300、出油阀座500以及出油阀接头200之间形成导通的内部油路；出油阀接头200的内部油路形成第一台阶面220；柱塞套300上设置有进油孔320，燃油经由进油口110进入泵体100内，继而通过进油孔320进入柱塞套300内。柱塞310行进到相应位置时可以封闭进油孔320。

等压阀阀芯合件400包括出油阀阀芯410、出油阀弹簧420、等压阀弹簧430、弹簧座440以及密封组件450；出油阀阀芯410滑动容置于出油阀座500与出油阀接头200的内部油路内，且出油阀阀芯410开设有第二通孔；出油阀弹簧420位于第一台阶面220与出油阀阀芯410之间；弹簧座440位于第一台阶面220与出油阀阀芯410之间。

如图1和图2所示，弹簧座440上开设有第一通孔，第一通孔包括第一段441和第二段442，第一段441的径向尺寸大于第二段442，第一段441与第二段442的衔接处形成第二台阶面443，第二台阶面443朝向出油阀阀芯410一侧；等压阀弹簧430与密封组件450位于第一段441内，密封组件450位于临近第二台阶面443一侧，等压阀弹簧430对密封组件450施加朝向第二台阶面443的第二弹力，第二弹力配合油压调整密封组件450的位置以控制第二段442的开闭。如图1和图2所示，燃油只能从上到下通过第二段442，而不能反向通过，也即弹簧座440、密封组件450以及等压阀弹簧430组成了一个单向阀的结构，亦可称为回油阀，回油阀使得满足一定开启压力下油路单向开启。示例性的，回油阀可以采用其他单向阀结构。此外，弹簧座440上第一段441是为了套设在密封组件450以及等压阀弹簧430外侧提供滑移轨道，因而可以将密封组件450的滑移轨道和需要开启或封闭的第二段442分开设置，也即第二段442单独为弹簧座，而滑移轨道布设在出油阀接头200的内壁上。

出油阀接头200与出油阀座500之间形成高压腔，泵体100与出油阀座500以及出油阀接头200之间形成低压腔。

油泵泵油状态下，燃油由进油孔320进入柱塞套300内，柱塞310滑移压缩柱塞套300内燃油并封堵进油口110，形成高压燃油，当高压燃油的压力大于出油阀弹簧420的预紧力时，高压燃油推动出油阀阀芯410行进继而进入高压腔，然后通过高压油管进入喷油器。

在回油状态下，当高压腔内燃油压力大于等压阀弹簧430的预紧力时，等压阀弹簧430会进一步被压缩使得密封组件450同第二台阶面443脱离，使得第一通孔的第二段442导通，燃油经由弹簧座440上的第一通孔和阀芯上的第二通孔回流至低压腔中。随着高压腔内燃油压力的下降，当油压下降至与等压阀弹簧430的弹力相同时，等压阀弹簧430会推动密封组件450回弹将第二段442封闭，此时回油动作完毕。通过等压阀弹簧430的回弹力，最终实现了对于高压腔内油压的稳定控制。

进一步优选的，如图2所示，密封组件450包括钢球451以及球座452，其中，钢球451位于临近第二台阶面443一侧以开启或关闭第二段442，球座452位于钢球451与等压阀弹簧430之间，且球座452的径向尺寸与第一段441大致相等。

实施例二

在实施例一的基础上，出油阀接头200与出油阀座500的接触面为刚性密封面，可以保证出油阀接头200的油路内孔与出油阀座500上表面之间的垂直度要求，从而使得出油阀阀芯410得以在出油阀阀芯410得以顺畅的滑动，防止卡滞而导致无法落座的情况发生。示例性的，出油阀接头200临近出油阀座500一侧设置有一凸部，凸部为与出油阀座500抵靠的接触面。而球座452的形状为T型。优选的，柱塞套300在临近出油阀阀芯410一侧设置有第四台阶面，第四台阶面上布置有一密封垫330，出油阀座500顶靠至密封垫330。

本技术方案，密封垫330为软质，可以通过密封垫330各部分的不同变形，在保证密封的同时可以弥补泵体100中柱塞套300安装平面与螺纹中心垂直度不好的情况，进而防止出现出油阀座500上表面与出油阀接头200的内部油路垂直度不好的问题，使得出油阀阀芯410得以顺畅的滑动，放置卡滞而导致无法落座的情况发生。示例性的，密封垫330为铜垫。

实施例三

在实施例一的基础上，如图3和图1所示，出油阀阀芯上开设的第二通孔包括第三段411和第四段412，第三段411的径向尺寸大于第四段412，第三段411与第四段412的衔接处形成第三台阶面413，第三台阶面413朝向第一台阶面220一侧；弹簧座440的一部分或全部容置于第三段411内，弹簧座440的外径尺寸与第三段411大致相等。

如图3所示，出油阀阀芯410包括大径部与小径部，大径部与小径部之间形成轴肩部414，大径部滑动设置于出油阀接头200的内部油路，而小径部延伸至出油阀座500的内部油路；出油阀弹簧420对出油阀阀芯410施加远离第一台阶面220的第一弹力，第一弹力配合油压调整出油阀阀芯410位置使轴肩部414控制出油阀座500内部油路的开闭。油泵泵油状态下，燃油由进油孔320进入柱塞套300内，柱塞310滑移压缩柱塞套300内燃油并封堵进油口110，形成高压燃油，当高压燃油的压力大于出油阀弹簧420的预紧力时，出油阀阀芯410与出油阀座500脱离，高压燃油从两者之间空隙中进入高压腔，然后通过高压油管进入喷油器。

需要说明的一点是，参照图3和图1，出油阀阀芯410上用于容置弹簧座440以及密封组件450的第三段411位于大径部处，大径部的尺寸大于小径部，在同样工况和公称尺寸下，弹簧座440以及密封组件450在大径部内滑移会使得其有较大的设计裕量。装配时弹簧座440以及密封组件450从上部装入出油阀阀芯410。

示例性的，轴肩部414以斜面过渡的方式衔接大径部与小径部。轴肩部414为斜面，则轴肩部414与出油阀座500是以线接触的方式进行密封，线密封相比面密封面积小，压强大，并且直接起到密封作用的区域小故而容易保证加工质量，可以获得更佳的密封效果。

在实施例一或实施例二的基础上，泵体100上开设有第一开口120以及第二开口130；柱塞套300密封装设于第一开口120处，且容置于泵体100内部；柱塞310密封滑设于柱塞套300内；出油阀密封装设于第二开口130处，出油阀座500位于出油阀接头200与柱塞套300之间卡置固定。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种等压式机械油泵，其特征在于，包括泵体、柱塞偶件、出油阀接头、出油阀弹簧、等压阀阀芯合件以及出油阀座；其中，所述出油阀接头、所述出油阀座以及所述柱塞偶件依次布设在所述泵体上；

所述泵体上开设有第一开口以及第二开口；所述柱塞偶件包括柱塞套以及柱塞，所述柱塞套密封装设于所述第一开口处，且容置于所述泵体内部，所述柱塞密封滑设于所述柱塞套内；所述出油阀接头密封装设于所述第二开口处；

所述等压阀阀芯合件包括出油阀阀芯和回油阀，所述出油阀阀芯通过所述出油阀弹簧顶靠在所述出油阀接头上；所述回油阀位于所述出油阀接头与所述出油阀阀芯之间；所述回油阀为朝向所述柱塞套方向开启的单向阀；当所述出油阀接头内油压大于所述回油阀开启压力时，液压油经由所述回油阀进入所述泵体内回油；

所述出油阀座位于所述出油阀接头与所述柱塞套之间卡置固定，所述出油阀接头与所述出油阀座的接触面为刚性密封面，所述柱塞套在临近所述出油阀阀芯一侧设置有第四台阶面，所述第四台阶面布置有一密封垫，所述出油阀座顶靠至所述密封垫，使所述出油阀接头与所述出油阀座之间形成高压腔；所述泵体与所述出油阀座以及出油阀接头之间形成低压腔。

2.根据权利要求1所述的等压式机械油泵，其特征在于，所述回油阀包括等压阀弹簧、弹簧座以及密封组件；所述密封组件位于所述弹簧座与所述等压阀弹簧之间，所述弹簧座上开设有第一通孔，所述等压阀弹簧的弹力配合油压调整所述密封组件的位置以控制所述第一通孔导通或开闭。

3.根据权利要求2所述的等压式机械油泵，其特征在于，所述第一通孔包括第一段和第二段，所述第一段的径向尺寸大于所述第二段，所述第一段与所述第二段的衔接处形成第二台阶面，所述第二台阶面朝向所述出油阀阀芯一侧；所述等压阀弹簧与所述密封组件滑设于所述第一段内，所述密封组件位于临近所述第二台阶面一侧，所述等压阀弹簧对所述密封组件施加朝向所述第二台阶面的第二弹力，所述第二弹力配合油压调整所述密封组件的位置以控制所述第二段的开闭。

4.根据权利要求3所述的等压式机械油泵，其特征在于：所述密封组件包括钢球以及球座，所述等压阀弹簧通过所述球座将所述钢球顶靠至所述弹簧座上，所述球座的外径尺寸与所述第一段的径向尺寸大致相同。

5.根据权利要求4所述的等压式机械油泵，其特征在于：所述球座的截面形状为T型。

6.根据权利要求2-5任一所述的等压式机械油泵，其特征在于：所述出油阀阀芯上设置有第二通孔，所述第二通孔包括第三段和第四段，所述第三段的径向尺寸大于所述第四段，所述第三段与所述第四段的衔接处形成第三台阶面，所述第三台阶面朝向所述出油阀接头一侧；所述弹簧座的一部分或全部容置于所述第三段内，所述弹簧座的外径尺寸与所述第三段的径向尺寸大致相等。

7.根据权利要求1-5任一所述的等压式机械油泵，其特征在于：所述出油阀阀芯包括大径部与小径部，所述大径部与所述小径部之间形成轴肩部，所述大径部滑动设置于出油阀接头的内部油路，而所述小径部延伸至所述出油阀座的内部油路；所述出油阀弹簧对所述出油阀阀芯施加远离所述出油阀接头的第一弹力，所述第一弹力配合油压调整所述出油阀阀芯的位置使所述轴肩部控制所述出油阀座内部油路的开闭。

8.根据权利要求7所述的等压式机械油泵，其特征在于：所述轴肩部以斜面过渡的方式衔接所述大径部与所述小径部。

9.根据权利要求1所述的等压式机械油泵，其特征在于：所述泵体上设置有进油口，所述出油阀接头上设置有出油口；所述柱塞套上设置有进油孔。