CN107989730A - 一种高压共轨泵及用于其的进出油阀组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种进出油阀组件，包括进油机构和出油机构，进油机构包括进油阀座、进油阀芯和进油阀弹性部件，进油阀座顶端开设有与进油孔相通的内导向孔，进油阀芯包括倒锥形的密封部，倒锥形的密封部在进油阀弹性部件的作用下，实现与内导向孔开口端的密封配合；出油机构包括出油阀座、出油阀芯和出油阀弹性部件，出油阀座上开设有与进油机构内导向孔开口端相通的出油通孔，出油阀芯为球形阀，球形阀在出油阀弹性部件的作用下，实现与出油通孔出油端的密封配合。本发明还提供了一种高压共轨泵，包括上述的用于高压共轨泵的进出油阀组件。本发明的进出油阀组件加工简单、不容易磨损，且密封严密；高压共轨泵，密封严密，压力稳定。

Description

一种高压共轨泵及用于其的进出油阀组件

技术领域

本发明涉及共轨技术领域，特别是涉及一种高压共轨泵及用于高压共轨泵的进出油阀组件。

背景技术

高压共轨技术是指在由高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式，由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过对公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，因此也就减少了传统柴油机的缺陷。

高压泵用于将燃油从低压加压到高压后输送到共轨。目前高压泵广泛采用柱塞泵的方式。柱塞泵依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作腔的容积发生变化来实现吸油、压油。柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点。

柱塞泵包括柱塞套和可沿柱塞套内滑动的柱塞，以及依次安装在柱塞套内的进油阀体、进油阀芯、出油阀体、出油阀芯以及出油阀紧固座。进油阀体和进油阀芯构成进油阀单元，出油阀体和出油阀芯构成出油阀单元。例如柱塞通过凸轮机构被驱动，使得在柱塞套中往复运动，以将燃油吸入并对其进行加压，然后经由出油阀单元和出油阀紧固座将高压燃油注入到共轨中。

其工作原理为:凸轮轴旋转到下止点过程，柱塞下行，是吸油过程，油从进油阀座的进油通道进入，油压克服进油弹簧预紧力，顶开进油阀芯，油从进油通道进入。凸轮轴旋转到上止点过程，柱塞上行，是压油过程，油从柱塞腔通过进油阀座的连接通道被压入，油压将进油阀芯压回原位并封堵住进油孔，压力到一定程度会顶开出油阀紧固座上的出油阀芯，油被压出。

现有的进出油阀加工工序繁琐，加工精度要求高，加工成本较高，且使用过程容易因磨损而导致密封不严。

因此，如何能创设一种加工简单、不容易产生磨损且密封严密的用于高压共轨泵的进出油阀组件及包含该组件的高压共轨泵，成为当前业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种用于高压共轨泵的进出油阀，使其加工简单、不容易产生磨损，且密封严密，从而克服现有的进出油阀加工工序繁琐，加工精度要求高，且使用过程容易因磨损而导致密封不严的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于高压共轨泵的进出油阀组件，包括进油机构和出油机构，所述进油机构包括进油阀座、进油阀芯和进油阀弹性部件，所述进油阀座顶端开设有与进油孔相通的内导向孔，所述进油阀芯包括倒锥形的密封部，所述倒锥形的密封部在所述进油阀弹性部件的作用下，实现与所述内导向孔开口端的密封配合；所述出油机构包括出油阀座、出油阀芯和出油阀弹性部件，所述出油阀座上开设有与所述进油机构内导向孔开口端相通的出油通孔，所述出油阀芯为球形阀，所述球形阀在所述出油阀弹性部件的作用下，实现与所述出油通孔出油端的密封配合。

作为本发明的一种改进，所述出油通孔的出油端设置有内导向弧面，所述内导向弧面与所述球形阀相匹配。

进一步改进，所述内导向孔的开口端设置有内导向斜面，所述内导向斜面与所述倒锥形的密封部相匹配。

进一步改进，所述进油阀弹性部件包括进油阀弹簧座和进油阀弹簧，所述进油阀弹簧座固定设置在所述出油通孔中，且所述进油阀弹簧座中心处开设有通孔，所述进油阀弹簧为锥形弹簧，所述锥形弹簧的缩口端与所述进油阀芯连接，所述锥形弹簧的扩口端与所述进油阀弹簧座连接。

进一步改进，所述出油通孔从进油端至出油端依次包括导流腔段、缩径段和出油段，所述导流腔段为锥形腔，所述进油阀座上还开设有与所述锥形腔连通的连接孔，所述连接孔的另一端用于与柱塞工作腔连通；所述进油阀弹簧座固定设置在所述缩径段，所述进油阀弹簧座的外周形状与所述缩径段的内壁形状相匹配。

进一步改进，所述进油阀芯还包括设置于所述密封部底端的导向部，所述导向部沿所述内导向孔轴向移动；所述导向部上开设有轴向导向槽，且所述导向部靠近所述密封部底端处还开设有环形凹槽，所述轴向导向槽的一端与所述环形凹槽连通，另一端与所述内导向孔底端连通，所述内导向孔底端与所述进油孔连通。

进一步改进，所述导向部的底端沿周向设置有导向斜面。

进一步改进，所述出油机构还包括出油阀紧固座，所述出油阀紧固座开设有与所述出油通孔相通的高压出油孔，所述出油阀弹性部件包括出油阀弹簧座和出油阀弹簧，所述出油阀弹簧座固定设置在所述高压出油孔中，且所述出油阀弹簧座中心处开设有通孔，所述出油阀弹簧的一端与所述球形阀连接，其另一端与所述出油阀弹簧座连接。

进一步改进，所述出油阀座和所述进油阀座之间通过弹性柱销固定连接。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种高压共轨泵，使其密封严密，供油压力稳定，并解决现有高压共轨泵的容易因进出油阀磨损，而造成密封不严、供油压力不稳的问题。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种高压共轨泵，包括上述的用于高压共轨泵的进出油阀组件，所述进出油阀组件设置在所述高压共轨泵的柱塞套中，并在所述高压共轨泵的柱塞作用下实现高压燃油的进油和出油。

采用上述的设计后，本发明至少具有以下优点：

1、进油阀芯包括倒锥形的密封部，密封部和进油阀座上的内导向孔相配合；出油阀芯为球形阀，球形阀与出油阀座的出油通孔相配合；采用上述下锥上球结构的进出油阀组件加工简单，不容易磨损，且密封严密。

2、与球形阀相配合的内导向弧面与出油通孔的同轴度要求相对较低，加工简单，有益于提高生产效率，降低生产成本。

3、该锥形弹簧稳定性好，使用寿命长，不容易因疲劳产生侧向弯曲，能够持续稳定的保持进油阀芯沿着弹簧的轴线方向移动，避免磨损。

4、导向部沿内导向孔轴向移动，可避免进油阀芯产生侧偏和磨损，导向槽两端分别连通环形凹槽和内导向孔底部，在进油过程油可以从内导向孔底端通过导向槽和环形凹槽进入出油通孔，使进油过程更加流畅。

5、该弹性柱销与进油阀座和出油阀座过盈配合，连接强度较高，能够避免进油阀座和出油阀座在弹力或压力作用下分离。

6、由于该进出油阀组件不容易磨损且密封严密，使安装有该进出油阀组件的高压共轨泵，密封严密，且供油压力稳定。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的进出油阀组件的部分结构示意图；

图2是本发明的高压共轨泵的部分结构示意图；

其中，1、柱塞套，2、柱塞工作腔，3、环槽，4、进油阀座，5、连接孔，6、进油孔，7、内导向孔，8、进油阀芯，9、弹性柱销，10、进油阀弹簧，11、进油阀弹簧座，12、出油阀座，13、导流腔段，14、缩径段，15、出油段，16、出油阀芯，17、出油阀弹簧，18、出油阀弹簧座，19、出油阀紧固座，20、高压出油孔。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实施例用于高压共轨泵的进出油阀组件，包括进油机构和出油机构。实际使用时，进油机构和出油机构均安装在高压共轨泵的柱塞套1内，进油机构与柱塞套1开口端开设的沉孔底面相配合，出油机构连接在进油机构的顶端。

具体的，进油机构包括：进油阀座4、进油阀芯8和进油阀弹性部件。

进油阀座4顶端沿轴向开设有内导向孔7，该内导向孔7的底端与进油孔6相连通，进油孔6沿进油阀座4的径向设置，内导向孔7的开口端设置有内导向斜面。

进油阀芯8自顶端至底端依次设置有柱状连接部、倒锥形的密封部和导向部。该倒锥形的密封部与内导向斜面相配合实现密封内导向孔7的效果目的。

导向部设置在进油阀座4的内导向孔7内，并可沿内导向孔7轴向移动，避免进油阀芯8相对于内导向孔7产生侧偏，进而避免因此产生磨损。导向部上靠近密封部底端处开设有环形凹槽。导向部的外周上开设有轴向导向槽，轴向导向槽的一端与环形凹槽相连通，其另一端与内导向孔7底端连通。通过设置导向槽和环形凹槽，使进油过程更加流畅。进一步的，导向部的底端沿周向设置有导向斜面，通过设置导向斜面使导向部的边缘平缓，能够进一步降低导向部和内导向孔7之间的磨损程度。

柱状连接部设置于密封部的顶端，该柱状连接部的直径小于密封部的直径，并与密封部形成台阶型结构。

进油阀弹性部件包括进油阀弹簧座11和进油阀弹簧10。本实施例中进油阀弹簧10为锥形弹簧，其扩口端与进油阀弹簧座11连接，其缩口端套接于进油阀芯8的柱状连接部上。锥形弹簧稳定性好，使用寿命长，不容易因疲劳产生侧向弯曲，能够避免进油阀芯8和进油阀座4之间产生磨损。进油阀弹簧10用于将进油阀芯8推向进油阀座4，进油阀弹簧座11用于支撑进油阀弹簧10。

该进出油阀组件的出油机构包括：出油阀座12、出油阀芯16、出油阀弹性部件和出油阀紧固座19。

出油阀座12的底端与进油阀座4的顶端相连接，出油阀座12的顶端与出油阀紧固座19相连接。出油阀座12内开设有出油通孔，该出油通孔从进油端至出油端依次包括导流腔段13、缩径段14和出油段15。出油通孔的出油端设有内导向弧面，出油阀芯16为球形阀，该球形阀与内导向弧面相配合实现密封出油通孔的目的。出油通孔的导流腔段13为锥形腔，该锥形腔的底端，也就是出油通孔的进油端与进油阀座4上的内导向孔7开口端相连通，进油阀座4上还沿轴向设有连接孔5，连接孔5一端与锥形腔连通，另一端用于与柱塞工作腔2连通。进油过程油通过内导向孔7、导流腔段13、连接孔5进入柱塞工作腔2，出油过程油通过柱塞工作腔2、连接孔5、导流腔段13、缩径段14进入出油段15。

进油阀弹簧座11设置在出油通孔的缩径段14，进油阀弹簧座11的外周形状与缩径段14的内壁形状相匹配，为保持缩径段14和出油段15连通，进油阀弹簧座11的中心处开设有通孔。

出油阀紧固座19内开设有高压出油孔20，高压出油孔20与出油阀座12上的出油通孔相通。出油阀弹性部件包括出油阀弹簧17和出油阀弹簧座18，出油阀弹簧座18设置在高压出油孔20中。为避免堵塞高压出油孔20，出油阀弹簧座18中心处开设有通孔，出油阀弹簧座18包括基座部和杆部，基座部与高压出油孔20的内壁连接，杆部与出油阀弹簧17的一端连接，出油阀弹簧17的另一端与球形阀连接。

杆部的侧壁上开设有杆部通孔，该杆部通孔与高压出油孔20和出油阀弹簧座18的通孔相连通，能够增大出油阀弹簧座18的通孔与高压出油孔20之间的连通面积，避免球形阀堵塞该出油阀弹簧座18的通孔底端时造成油路堵塞。

此外，出油阀座12的底端和进油阀座4的顶端之间具体的通过弹性柱销9连接，弹性柱销9与进油阀座4和出油阀座12之间为过盈配合，能提高连接强度，避免进油阀座4和出油阀座12在弹力和压力的作用下分离。

配合图2所示，本发明还提供了一种高压共轨泵，包括上述的进出油阀组件，该进出油阀组件的进油机构和出油机构均安装在高压共轨泵的柱塞套1内，进油阀座4的底端与该柱塞套1开口端开设的沉孔底面相配合，进油阀座4上的连接孔5通过沉孔底面上的环槽3与柱塞工作腔2相连通，出油阀紧固座19与柱塞套1的内壁密封连接。

该高压共轨泵的具体工作过程如下：

进油过程：开始时，进油阀芯8和出油阀芯16均处于密封位置，即分别抵紧进油阀座4上的内导向斜面和出油阀座12上的内导向弧面。凸轮轴旋转到下止点过程，柱塞下行，出油通孔内压力下降，进油阀芯8位于导流腔段13一侧的压力也随之下降。油从进油阀座4的内导向孔7进入，油压克服进油阀弹簧10预紧力，顶开进油阀芯8，进入出油通孔的导流腔段13，并通过连接孔5进入柱塞工作腔2。

出油过程：此时进油阀芯8处于打开位置，出油阀芯16处于闭合位置。凸轮轴旋转到上止点过程，柱塞上行，油从柱塞工作腔2通过连接孔5被压入出油通孔，出油通孔内压力上升，进油阀芯8在弹力和压力的作用下重新封堵住内导向孔7，从而形成了一个密闭空间。随着柱塞上行出油通孔内的压力会进一步上升，当压力到一定程度就会顶开出油阀芯16，油通过出油通孔进入高压出油孔20，最后通过高压出油孔20输送到共轨。

随后，由于出油孔内压力下降，出油阀芯16在出油阀弹簧17的作用下会重新封堵住出油通孔。高压共轨泵实际工作时上述两个过程是循环重复的。

本发明的进出油阀组件，加工简单、不容易磨损且密封严密，安装有该进出油阀组件的高压共轨泵，密封严密，且供油压力稳定。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于高压共轨泵的进出油阀组件，包括进油机构和出油机构，其特征在于：

所述进油机构包括进油阀座、进油阀芯和进油阀弹性部件，所述进油阀座顶端开设有与进油孔相通的内导向孔，所述进油阀芯包括倒锥形的密封部，所述倒锥形的密封部在所述进油阀弹性部件的作用下，实现与所述内导向孔开口端的密封配合；

所述出油机构包括出油阀座、出油阀芯和出油阀弹性部件，所述出油阀座上开设有与所述进油机构内导向孔开口端相通的出油通孔，所述出油阀芯为球形阀，所述球形阀在所述出油阀弹性部件的作用下，实现与所述出油通孔出油端的密封配合。

2.根据权利要求1所述的用于高压共轨泵的进出油阀组件，其特征在于，所述出油通孔的出油端设置有内导向弧面，所述内导向弧面与所述球形阀相匹配。

3.根据权利要求1所述的用于高压共轨泵的进出油阀组件，其特征在于，所述内导向孔的开口端设置有内导向斜面，所述内导向斜面与所述倒锥形的密封部相匹配。

4.根据权利要求1所述的用于高压共轨泵的进出油阀组件，其特征在于，所述进油阀弹性部件包括进油阀弹簧座和进油阀弹簧，所述进油阀弹簧座固定设置在所述出油通孔中，且所述进油阀弹簧座中心处开设有通孔，所述进油阀弹簧为锥形弹簧，所述锥形弹簧的缩口端与所述进油阀芯连接，所述锥形弹簧的扩口端与所述进油阀弹簧座连接。

5.根据权利要求4所述的用于高压共轨泵的进出油阀组件，其特征在于，所述出油通孔从进油端至出油端依次包括导流腔段、缩径段和出油段，所述导流腔段为锥形腔，所述进油阀座上还开设有与所述锥形腔连通的连接孔，所述连接孔的另一端用于与柱塞工作腔连通；

所述进油阀弹簧座固定设置在所述缩径段，所述进油阀弹簧座的外周形状与所述缩径段的内壁形状相匹配。

6.根据权利要求1所述的用于高压共轨泵的进出油阀组件，其特征在于，所述进油阀芯还包括设置于所述密封部底端的导向部，所述导向部沿所述内导向孔轴向移动；

所述导向部上开设有轴向导向槽，且所述导向部靠近所述密封部底端处还开设有环形凹槽，所述轴向导向槽的一端与所述环形凹槽连通，另一端与所述内导向孔底端连通，所述内导向孔底端与所述进油孔连通。

7.根据权利要求6所述的用于高压共轨泵的进出油阀组件，其特征在于，所述导向部的底端沿周向设置有导向斜面。

8.根据权利要求1所述的用于高压共轨泵的进出油阀组件，其特征在于，所述出油机构还包括出油阀紧固座，所述出油阀紧固座开设有与所述出油通孔相通的高压出油孔，

所述出油阀弹性部件包括出油阀弹簧座和出油阀弹簧，所述出油阀弹簧座固定设置在所述高压出油孔中，且所述出油阀弹簧座中心处开设有通孔，所述出油阀弹簧的一端与所述球形阀连接，其另一端与所述出油阀弹簧座连接。

9.根据权利要求1所述的用于高压共轨泵的进出油阀组件，其特征在于，所述出油阀座和所述进油阀座之间通过弹性柱销固定连接。

10.一种高压共轨泵，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的用于高压共轨泵的进出油阀组件，所述进出油阀组件设置在所述高压共轨泵的柱塞套中，并在所述高压共轨泵的柱塞作用下实现高压燃油的进油和出油。