CN108026878B - 高压燃料泵 - Google Patents

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Abstract

一种高压柴油泵(20)包括泵壳(21)、从前板(23)伸出的定位插塞(24)以及从所述定位插塞(24)伸出的驱动轴(22)，所述驱动轴(22)适于装配驱动齿轮(31)并且所述定位插塞(24)适于相对于发动机体(30)定位在孔(32)中。所述泵(20)包括在所述前板(23)与所述发动机体(30)之间绕所述定位插塞(24)定位的适配器(40)。所述适配器(40)包括轴环(42)、用于定位在所述轴环(42)与所述发动机体(30)之间的外密封件(45)以及用于定位在所述轴环(43)与所述定位插塞(24)之间的内密封件(47)。所述适配器(40)包括适于在所述轴环(43)与所述前板(23)之间定位在所述轴环(43)的底端(41)处的弹簧机构(49)。

Description

高压燃料泵
技术领域
本发明总体涉及高压燃料泵的领域。更具体地但不排它地，本发明涉及用于高压柴油泵的发动机定位插塞适配器。
背景技术
在高压燃料泵中，燃料泵通常相对于发动机体的前部定位。这借助插塞(从泵的前板延伸)相对于发动机体的前部定位到孔中来实现。驱动轴穿过插塞并且位于孔的另一侧上，驱动轴附接至驱动齿轮，该驱动齿轮在操作过程中使驱动轴旋转。插塞由于采用绕其周围适贴配合的孔而保持就位。
通常，孔与泵的定位插塞具有相对较小尺寸的固定直径，例如，插塞具有50mm或者68mm的直径并且孔具有留有余隙的相似直径。然而，这样小的直径不允许在插塞定位在发动机体中之前将驱动齿轮组装至燃料泵。
允许驱动齿轮预组装至燃料泵是有益的，因为能够不需要接近发动机体的后部而从发动机体移除燃料泵，接近发动机体的后部从发动机体移除燃料泵往往需要从车辆移除发动机。
以上问题的一种解决方案是将孔的直径(并因此增大插塞的直径)增大至大于驱动齿轮(例如，大约68mm)以便允许驱动齿轮穿过孔以及插塞而仍适贴配合在孔内。然而，位于泵上的插塞的直径的此增大引出了进一步的问题，因为插塞常场与将泵前板固定至泵壳的螺钉干涉。
为了处理该进一步的问题，公知在位于泵上的定位插塞与发动机体的孔之间使用适配器。适配器允许位于泵上的插塞保持较小，因而使与泵前板固定至泵壳有关的问题最少，同时发动机体的前部中容纳较大的孔，因而提供驱动齿轮能够在定位在发动机体中之前组装至燃料泵的直径。
因此研发出了多种适配器。图1中示出了一种该现有技术的适配器，该适配器包括松紧轴环4，该松紧轴环围绕泵壳3的插塞3a位于发动机体1的孔2内。轴环4包括浅环形设计，外围O形环密封件5定位在位于轴环4与发动机体1之间的槽6内并且内O形环密封件7定位在轴环4与插塞3a之间。内密封件7被卡在轴环4、泵的插塞3a以及前板3b之间，座置于切入轴环4的内后拐角的三角形通道8内。密封件7局部被小圆的节段环形中空部9保持，该中空部切入通道8的斜壁中。当内密封件7被压缩时，内密封件7向前板3b以及轴环4施加轴向载荷，从而使轴环4在孔2内的轴向移动减至最少。轴环4的深度以及内密封件7的布置必须使得前板3b能座靠发动机体1以避免泵3的几何结构畸变。然而，这转而在内密封件7被压缩时产生轴向余隙，这样的轴向余隙能够导致内密封件7微振磨损并失效。
与图1中使用的适配器有关的另一问题涉及定位指示钻孔10以及合作的定位指示孔的定位，定位指示钻孔10以及定位指示孔的功能是有助于检测内驱动轴密封件以及外驱动轴密封件的失效。在此示例中，钻孔10在泵壳3的前板3b的背面退出。然而，在大部分的其他泵布置中，内密封件7堵插塞定位指示孔用的泄漏路径从而定位指示功能受损。
因此，目的是要提供一种用于高压柴油泵的发动机定位插塞适配器，该发动机定位插塞适配器能够使发动机体孔内的轴向移动最少，同时允许泵座靠发动机体，并且不影响“定位指示”钻孔以及孔的功能。
因此，现在期望提供一种用于高压柴油泵的改进布置以使导致密封件微振磨损以及失效的轴向余隙的影响最小化。还期望提供一种用于高压柴油泵的改进布置以保持泵的定位指示功能。
发明内容
在本发明的的第一方面中，提供这样一种高压柴油泵，该高压柴油泵包括泵壳、从泵的前板伸出的定位插塞以及从所述定位插塞伸出的驱动轴，所述驱动轴适于装配发动机的驱动齿轮并且所述定位插塞适于相对于发动机体的前端定位在孔中，所述泵进一步包括在所述前板与所述发动机体之间绕所述定位插塞定位在所述孔中的适配器，所述适配器包括轴环、用于定位在所述轴环与所述发动机体之间的外密封件以及用于定位在所述轴环与所述定位插塞之间的内密封件，其特征在于，所述适配器进一步包括适于在所述轴环与所述前板之间定位在所述轴环的底端处的弹簧机构。
借助使用弹簧机构的此布置，适配器能够稳固座靠发动机体以使轴向移动减至最低程度或者甚至消除轴向移动，否则轴向移动会导致密封件微振磨损并失效。然而，波形弹簧的使用使泄漏路径开放并且不被影响，以保持泵的定位指示功能。插塞可以依然小，因而使与泵前板固定至泵壳相关的问题减至最低程度，同时容许发动机体的前部中的较大的孔，从而使驱动齿轮能够在定位在发动机体中之前组装至驱动轴。
优选地，所述弹簧机构构造成当被压缩时将轴向载荷施加至所述前板以及所述轴环。借助此布置，弹簧机构迫使适配器倚靠发动机体，从而使泵在孔内的轴向移动减至最低程度。
优选地，所述弹簧机构适于被基本容纳在所述轴环的所述底端内。优选地，所述轴环包括凹槽以容纳所述弹簧机构。
优选地，所述轴环包括浅环形设计，该浅环形设计包括贯通该浅环形设计居中布置的轴向孔。
优选地，所述凹槽包括位于所述轴环中的环形槽。优选地，所述凹槽与轴环的孔连通。因此，最优选地，所述凹槽布置在所述轴环的底部内拐角处，朝所述孔开放。
优选地，所述弹簧机构包括波形弹簧。优选地，所述波形弹簧包括圆线轮廓。优选地，波形弹簧包括单匝线，例如一层线。
所述波形弹簧可构造成提供大约50N至大约2000N之间的工作载荷。优选地，所述波形弹簧构造成提供大约700N至大约1000N之间的工作载荷，更优选地，所述波形弹簧构造成提供大约800N至大约900N之间的工作载荷。
内密封件与外密封件可彼此径向对置地定位在所述轴环上，例如位于同一径向平面上。优选地，所述密封件朝轴环的上端布置。
优选地，外密封件包括合适密封材料的O形环。优选地，所述外密封件定位在位于所述轴环的外周中的槽内。
优选地，内密封件包括合适密封材料的O形环。优选地，内密封件定位在位于定位插塞中的槽内。另选地，内密封件可定位在位于轴环的孔中的槽内。
优选地，所述轴环包括具有第一外直径的主部，该主部包括所述轴环的所述上端。优选地，轴环包括具有较大的第二外直径的次级部，该次级部包括所述轴环的所述底端。优选地，所述次级部适于座置在作为所述发动机体的所述孔的底端的一部分的较宽次级孔内，例如，所述发动机体适于提供一凹槽。
优选地，所述轴环的所述第一外直径比所述驱动齿轮大。
适配器可将80mm发动机孔直径转换成大约50mm直径。因此，适配器可包括大约50mm内直径以及大约80mm外直径。
在本发明的第二方面中，提供一种用于高压柴油泵的适配器，所述适配器适于绕从泵的前板伸出的定位插塞相对于发动机体的前端定位在孔内，所述适配器包括轴环、用于定位在所述轴环与所述发动机体之间的外密封件以及用于定位在所述轴环与所述定位插塞之间的内密封件，其特征在于，所述适配器进一步包括适于在所述轴环与所述前板之间定位在所述轴环的底端处的弹簧机构。
要理解，关于本发明的第一方面描述的相关优选特征适用于本发明的第二方面。
在本发明的第三方面中，提供一种高压柴油泵与驱动齿轮组件，该泵包括壳、从前板伸出的定位插塞以及从所述定位插塞伸出的驱动轴，所述驱动轴适于装配发动机的驱动齿轮并且所述定位插塞适于相对于发动机体的前端定位在孔中，所述组件进一步包括在所述前板与所述发动机体之间绕所述定位插塞定位在所述孔中的适配器，所述适配器包括轴环、用于定位在所述轴环与所述发动机体之间的外密封件以及用于定位在所述轴环与所述定位插塞之间的内密封件，其特征在于，所述适配器进一步包括适于在所述轴环与所述前板之间定位在所述轴环的底端处的弹簧机构。
要理解，关于本发明的第一方面以及第二方面描述的相关优选特征适用于本发明的第三方面。
附图说明
为了更好地理解本发明并且展示可如何实施示例性实施方式，现在将参照附图，在附图中：
图1是装配在发动机体的孔内的高压柴油泵以及现有技术的适配器的剖面图；
图2是装配有驱动齿轮并且借助根据本发明的一个实施方式的适配器座置在发动机体的孔内的高压柴油泵的剖面图；
图3是如图2中所示的根据本发明的适配器的立体图；
图4是图2的一部分的分解的侧剖面图；以及
图5是安装在高压柴油泵上的图3的适配器的前视立体图。
具体实施方式
图2至图5示出了本发明的优选实施方式，在该实施方式中，高压柴油泵20包括泵壳21、从泵20的前板23伸出的定位插塞24以及从定位插塞24伸出的驱动轴22，驱动轴22适于装配发动机的驱动齿轮31并且所述定位插塞24适于相对于发动机体30的前端定位在孔32中，泵20进一步包括在前板23与发动机体30之间绕所述定位插塞24定位在所述孔32中的适配器40，适配器40包括轴环43、用于定位在轴环43与发动机体30之间的外密封件45以及用于定位在轴环43与定位插塞24之间的内密封件47，其特征在于，适配器40进一步包括这样的弹簧机构49，该弹簧机构适于在所述轴环43与前板23之间定位在轴环43的底端41处。
适配器40包括大致环形的轴环43，轴向通孔46居中布置。轴环43包括铝以使质量最小化并且减小对弹簧机构49上的负荷需求。
轴环43包括靠近泵壳21安放的第一底端41，还包括第二上端42。轴环43包括包绕上端42的第一外直径的主部43a以及包绕底端41的较大的第二外直径的浅次级部43b。这在底端41与上端42之间为轴环43提供阶梯式外部轮廓。
发动机体30通过包括与一级孔32a同心并且直径较大以容纳次级部43b的外直径的次级孔32b而适于接纳适配器40的阶梯式外部轮廓。
轴环43的主部43a包括邻近上端42布置的外周槽44，该外周槽用于容纳外密封件45。外密封件45包括适当密封材料的O形环，该O形环被保持在槽44内以便在轴环43与发动机体30的孔32之间提供密封界面。
在轴环43的主部43a内，孔46包括大致直的并且无异型的内壁46a。
相比之下，在轴环43的次级部43b内，孔46包括异型内壁46b。因此，轴环43的次级部43b包括布置在孔46内并且朝轴环43的底端41开放的内周凹槽48。凹槽48包括大致方形的剖面轮廓。在凹槽48再结合孔46的内壁46b的位置处，凹槽48包括短的急剧呈锥形的部分51，该部分构造成在定位插塞24与内壁46之间提供短的圆锥形部分以及递减间隙61。
而且，在凹槽48再结合轴环43的底端41的位置处，凹槽48包括短的向外呈锥形的第二部分52，该第二部分构造成在前板23与适配器的底端41之间提供短浅的圆锥形部分以及较宽的口62。
口62、凹槽48以及间隙61一起起作用以提供穿过前板23与轴环43之间的孔46直到内密封件47所在位置的流路。
弹簧机构49包括单匝、圆线波形弹簧。波形弹簧49适于定位在轴环43的凹槽48内。由于凹槽48以及口62和间隙61的形状，在弹簧49的任何压缩状态下都存在围绕弹簧49的流路。
在装配过程中，首先将内密封件47定位在由定位插塞24提供的槽25内。将外密封件45定位在轴环43的槽44内并且将波形弹簧49定位在轴环43的凹槽48内。
然后，适配器40通过底端41越过驱动轴21然后越过定位插塞24而装配在泵20上。轴环43的底端41被带至靠近前板23但基本不抵接前板23，波形弹簧49呈非压缩(“自由”)形式，从而使底端41离开前板23。
轴环43机加工成绕泵20的定位插塞24具有低间隙配合(直径10至85微米)。这有助于减小可能损害泵20的传动系统的偏心误差。由外密封件45以及内密封件47提供的压力帮助适配器40保持同心地位于发动机体孔32内并且定位插塞24保持同心地位于适配器40的孔46内。
由于内密封件47与轴环43以及槽25之间的摩擦，适配器被保持在前板23上的适当位置。
一旦适配器40位于泵20上的适当位置，驱动轴22就能装配驱动齿轮31。然后，驱动齿轮31可穿过发动机体30的前端的孔32，驱动轴22随之穿过孔32。将适配器40以及被包绕的定位插塞24进入孔32中，直到轴环的次级部43b抵接次级孔32b的上壁。
然后，将泵20-适配器40组件通过接合并拧紧螺栓(未示出)而安装在发动机体30上。这将泵20的前板23拉地更靠近适配器40的底端41并且压缩波形弹簧49。于是，适配器40在发动机体孔32内被俘获在发动机体30与前板23之间并且自身不需要栓接至泵20或者发动机体30。
因为波形弹簧49于是呈压缩形式，所以适配器轴环43不能振动，这使密封件45、47的微振磨损以及失效减至最低程度。
此外，作为围绕波形弹簧49的凹槽48的一部分的口62以及间隙61围绕波形弹簧49相互连通，这维持定位指示泄漏路径。
在与现有技术的适配器比较时，适配器40节省空间并且安置快速，因为适配器40无需单独栓接至泵20或者发动机体30，并且适配器的轴环43改为在预组装过程中经由内密封件47保持在定位插塞24上。而且，波形弹簧49能够提供更高的轴向载荷，这使密封件微振磨损以及失效风险减至最低程度。最后，因为波形弹簧49不在适配器40的底端41处提供堵塞，所以定位指示泄漏路径被维持。
尽管已经展示并描述了一些优选实施方式，但是本领域中的普通技术人员会理解，可在不脱离本发明的如所附权利要求中限定的范围的情况下做出多种变更以及变型。

Claims (16)

1.一种高压柴油泵(20)，该泵包括泵壳(21)、从所述泵(20)的前板(23)伸出的定位插塞(24)以及从所述定位插塞(24)伸出的驱动轴(22)，所述驱动轴(22)适于装配发动机的驱动齿轮(31)并且所述定位插塞(24)适于相对于发动机体(30)的前端定位在孔(32)中，所述泵进一步包括适配器(40)，该适配器用于在所述前板(23)与所述发动机体(30)之间绕所述定位插塞(24)定位在所述孔(32)中，所述适配器(40)包括轴环(43)、用于定位在所述轴环(43)与所述发动机体(30)之间的外密封件(45)以及用于定位在所述轴环(43)与所述定位插塞(24)之间的内密封件(47)，其特征在于，所述适配器(40)进一步包括适于在所述轴环(43)与所述前板(23)之间定位在所述轴环(43)的底端(41)处的弹簧机构(49)。
2.根据权利要求1所述的泵，其中，所述弹簧机构(49)构造成当被压缩时将轴向载荷施加至所述前板(23)以及所述轴环(43)。
3.根据权利要求1或2所述的泵，其中，所述弹簧机构(49)适于被基本容纳在所述轴环(43)的所述底端(41)内。
4.根据权利要求1或2所述的泵，其中，所述轴环(43)包括凹槽(48)以容纳所述弹簧机构(49)。
5.根据权利要求4所述的泵，其中，所述轴环(43)包括浅环形设计，该浅环形设计包括贯通该浅环形设计而居中布置的轴向孔(46)。
6.根据权利要求5所述的泵，其中，所述凹槽(48)布置在所述轴环(43)的底部内拐角处，朝所述轴向孔(46)开放。
7.根据权利要求1所述的泵，其中，所述弹簧机构(49)包括波形弹簧(49)。
8.根据权利要求7所述的泵，其中，所述波形弹簧(49)包括圆线轮廓，该圆线轮廓具有单匝线。
9.根据权利要求7所述的泵，其中，所述波形弹簧(49)包括圆线轮廓，该圆线轮廓具有一层线。
10.根据权利要求7所述的泵，其中，所述波形弹簧(49)构造成提供700N至1000N之间的工作载荷。
11.根据权利要求1所述的泵，其中，所述外密封件(45)定位在位于所述轴环(43)的外周中的槽(44)内。
12.根据权利要求10或11所述的泵，其中，所述轴环(43)包括：具有第一外直径的主部(43a)，该主部包括所述轴环(43)的上端(42)；以及具有较大的第二外直径的次级部(43b)，该次级部包括所述轴环(43)的所述底端(41)。
13.根据权利要求12所述的泵，其中，所述次级部(43b)适于座置在作为所述发动机体(30)的所述孔(32)的底端的一部分的较宽的次级孔(32b)内。
14.根据权利要求13所述的泵，其中，所述发动机体(30)适于提供一凹槽。
15.根据权利要求12所述的泵，其中，所述轴环(43)的所述第一外直径比所述驱动齿轮(31)大。
16.一种用于高压柴油泵(20)的适配器(40)，所述适配器(40)适于相对于发动机体(30)的前端绕从泵(20)的前板(23)伸出的定位插塞(24)定位在孔(32)内，所述适配器(40)包括轴环(43)、用于定位在所述轴环(43)与所述发动机体(30)之间的外密封件(45)以及用于定位在所述轴环(43)与所述定位插塞(24)之间的内密封件(47)，其特征在于，所述适配器(40)进一步包括适于在所述轴环(43)与所述前板(23)之间定位在所述轴环(43)的底端(41)处的弹簧机构(49)。
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