CN108779751B - 轴承装置和用于共轨燃料喷射系统的高压泵 - Google Patents

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Abstract

一种用于活塞发动机的共轨燃料喷射泵的轴承装置被配置成承载径向力并且包括：壳体(1)；轴承元件(2)，其布置在所述壳体(1)内并且设置有用于支撑旋转轴颈(6)或轴(7)的滑动表面(3)；至少一个供油口(4)，其通向所述轴承元件(2)的所述滑动表面(3)；以及供油孔(5)，其布置在所述壳体(1)中。所述轴承装置还包括油槽(8)，所述油槽(8)布置在所述壳体(1)和所述轴承元件(2)之间，用于建立所述供油孔(5)和所述供油口(4)之间的流体连通。

Description

轴承装置和用于共轨燃料喷射系统的高压泵
技术领域
本发明涉及一种用于活塞发动机的共轨燃料喷射泵的轴承装置，该轴承装置被配置成承载径向力并且包括：壳体；轴承元件，其布置在所述壳体内并且设置有用于支撑旋转轴颈或轴的滑动表面；至少一个供油口，其通向所述轴承元件的所述滑动表面；以及供油孔，其布置在所述壳体中。
背景技术
诸如船舶或发电厂发动机的大型活塞发动机的共轨燃料喷射系统的典型高压泵包括一个或更多个往复式柱塞，这些往复式柱塞被配置成对流体腔室中的燃料加压。柱塞在凸轮轴的凸轮的作用下移动。凸轮轴被润滑的滑动轴承支撑。高压泵的轴承包括壳体和轴承元件，轴承元件布置在壳体内并且包括滑动表面，凸轮轴的轴颈抵靠滑动表面旋转。在现有技术的解决方案中，通过注油口将润滑油供应到滑动表面上，注油口布置在轴承元件的上部中。注油口可以经由布置在轴承元件的滑动表面上的凹槽与另一个注油口连接。轴承下部承受最高的轴承载荷。由于注油口的位置，导致更新轴承的最大载荷区域中的润滑油膜是无效的，从而增加了轴承卡住的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的用于活塞发动机的共轨燃料喷射泵的轴承装置。
根据本发明的该轴承装置被配置成承载径向力并且包括：壳体；轴承元件，其布置在所述壳体内并且设置有用于支撑旋转轴颈或轴的滑动表面；至少一个供油口，其通向所述轴承元件的所述滑动表面；以及供油孔，其布置在所述壳体中。所述轴承装置还包括油槽，所述油槽布置在所述壳体和所述轴承元件之间，用于建立所述供油孔和所述供油口之间的流体连通。
通过在壳体和轴承元件之间布置油槽，可以将润滑油供应到轴承装置的位于轴承元件后侧的供油口，而没有干扰滑动表面上的油膜形成。因此，可使滑动表面平坦，从而改善了油膜的厚度。
根据本发明的一个实施方式，所述轴承元件的所述滑动表面包括围绕所述供油口布置的油囊。所述油囊是被配置成容纳一定量的油的凹部。油囊有助于将油分布到滑动表面上。
根据本发明的一个实施方式，所述油囊的宽度为所述轴承元件的宽度的30％-95％。宽的油囊将油膜均匀分布在滑动表面的整个宽度上。因此，所述宽度优选地是所述滑动表面的宽度的至少60％。
所述油槽可布置在所述壳体中或所述轴承元件中。
根据本发明的一个实施方式，所述轴承装置包括至少两个供油口。通过为轴承装置提供两个或更多个供油口，可将油供应到滑动表面上的数个位置，从而使油膜更均匀。
根据本发明的一个实施方式，所述油槽从所述供油孔沿着所述轴承元件的周缘向两个方向延伸，以便将所述供油口中的每个连接于所述供油孔。通过在供油孔的两侧设置供油口并且将油槽布置成从供油孔向相反方向延伸，轴承元件相对于壳体的可能旋转没有完全切断对供油口的供油。
根据本发明的一个实施方式，所述轴承元件的所述滑动表面在所述油囊外部是平坦的。因此，可利用滑动表面的最大面积来形成油膜。
根据本发明的一个实施方式，所述油槽被配置成终止于供油口。通过确保所述油槽不包含止端，可以降低气蚀的风险。
根据本发明的一个实施方式，在从所述轴承元件的最低点向每个方向延伸60度的扇区中布置有至少一个供油口。这样改善了轴承装置的下部中的润滑。
根据本发明的一种用于共轨燃料喷射系统的高压泵包括以上定义的轴承装置。
根据本发明的一个实施方式，在其中出现最高轴承载荷的区域附近布置有至少一个供油口。油因此被供应到轴承的最大载荷区域。
附图说明
以下，将参照附图来更详细地描述本发明的实施方式，其中：
图1示意性示出了用于共轨燃料喷射系统的高压泵；
图2示出了根据本发明的一个实施方式的轴承装置的侧剖视图；并且
图3示出了图2的轴承装置的另一个视图。
具体实施方式
在图1中示出了活塞发动机的共轨燃料喷射系统的高压泵的简化视图。可使用该高压泵的发动机是诸如船舶的主发动机或辅助发动机或在发电厂用于发电的发动机之类的大型内燃发动机。发动机包括多个气缸，高压泵将加压燃料供应到发动机的数个气缸。
措辞“高压泵”这里指的是能够将诸如轻质燃料油或船用柴油的液体燃料的压力升高到适于直接将燃料喷射到发动机气缸中的水平的泵。高压泵之后的压力可以例如在500巴至3000巴的范围内。
在图1的示例中，高压泵包括用于对燃料加压的两个柱塞10。然而，泵也可以只设置有一个柱塞10，或者它可以包括不止两个柱塞10。柱塞10中的每个均被布置成以往复方式移动并且伸入流体腔室11中，柱塞10对流体腔室11中的燃料加压。其中使用高压泵的燃料喷射系统包括一个或更多个低压泵，低压泵用于向高压泵供应燃料。为了移动柱塞10，高压泵包括凸轮轴7。在图1的示例中，凸轮轴7包括用于每个柱塞10的一个凸轮12。随着凸轮轴7旋转，柱塞10在凸轮12的作用下以往复方式移动。在两个柱塞10之间存在相位差，使得当其中一个柱塞10处于上止点时，另一个柱塞10处于下止点。这样确保了高压泵的输出尽可能恒定。凸轮从动件13将凸轮12的旋转运动转换成柱塞10的往复移动。凸轮轴7可由其中使用高压泵的发动机的曲轴驱动。另选地，凸轮轴7可例如由电动机或液压马达驱动。
高压泵的凸轮轴7由被配置成承载径向负载的轴承支撑。在图1的示例中，凸轮轴7由三个轴承支撑。径向轴承的最小数量是两个，但是根据柱塞10的数量，高压泵还可包括不止三个径向轴承。高压泵的轴承是润滑的滑动轴承。每个轴承都包括壳体1和布置在壳体1内的轴承元件2。凸轮轴7设置有轴颈6，轴颈6被布置成在轴承元件2内旋转。在每个轴承元件2和轴颈6之间供应润滑油，以便形成流体膜并且使旋转接触时的摩擦最小化。由于泵需要产生高压，轴承的负载相对较高。最高载荷出现在轴承底部。
图2和图3示出了根据本发明的一个实施方式的轴承装置。轴承装置可用在共轨燃料喷射系统的高压泵的轴承中。轴承装置包括壳体1和布置在壳体1内的轴承元件2。轴承元件2包括滑动表面3，轴颈6或轴7可抵靠滑动表面3旋转。因此，滑动表面3是环形轴承元件2的内表面。滑动表面3在轴承元件2的整个内周缘上延伸。为了在轴承元件2和轴颈6之间供应润滑油，轴承装置包括至少一个供油口4，供油口4通向轴承元件2的滑动表面3。在图2和图3的实施方式中，轴承装置包括三个供油口4，但是供油口4的数量可以例如介于1和4之间。轴承装置的每个供油口4被油囊9包围，油囊9布置在轴承元件2的滑动表面3上。油囊9是被配置成容纳一定量的油的凹部。油囊9有助于将油均匀地分布到滑动表面3上。油囊9的宽度是在轴承元件2的轴向方向上的轴承元件2的宽度的30％-95％。油囊9越宽，将油分布在滑动表面3的整个宽度上越有效。因此，油囊9的宽度优选地为轴承元件2的宽度的至少60％。油囊9的在轴承元件2的周缘方向上的长度至多与油囊9的宽度相同。在图2和图3的实施方式中，油囊9是矩形的。然而，油囊9也可以是例如圆形或椭圆形的。在油囊9的外部，轴承元件2的滑动表面3是平坦的。因此，在油囊9的外部没有形成凹部或凹槽。平坦的滑动表面3改善了油膜的厚度，并且使滑动表面3的使用最大化。
为了将润滑油供应到供油口4，轴承装置包括供油孔5，供油孔5布置在轴承装置的壳体1中。供油孔5被布置成将油从轴承装置的上部供应到供油口4。来自供油孔5的油被油槽8接收，油槽8布置在壳体1和轴承元件2之间。在图1和图2的实施方式中，油槽8形成在壳体1中。因此，轴承元件2的外周缘是平坦的。然而，油槽8也可形成在轴承元件2中，或者油槽8可部分地在壳体1中并且部分地在轴承元件2中。油槽8被配置成建立供油孔5和每个供油口4之间的流体连通。从供油孔5的端部起，油槽8沿着轴承元件2的周缘向两个方向延伸。这样确保了，即便轴承元件2相对于壳体1旋转，也没有完全切断对供油口4的供油，而是将润滑油供应到供油口4中的至少一个。
油槽8被配置成，使得其两端终止于供油口4。油槽8因此没有延伸超过最远离供油孔5的那些供油口4，并且它不包含止端。这样防止出现气蚀现象。
在图2和图3的实施方式中，供油口4中的两个位于轴承元件2的下部中。在共轨燃料喷射系统的高压泵中，这是轴承的最大载荷区域。通过在具有最高轴承载荷的区域附近布置供油口4中的至少一个，确保该区域被适当地润滑。优选地，至少一个供油口4布置在从轴承元件2的最低点向每个方向延伸60度的扇区中。在图2和图3的实施方式中，供油孔5在轴承元件2的下方延伸。供油孔5的该端部被塞子14封闭。塞子14靠近轴承元件2布置，以使油槽8和塞子14之间的容积最小化。通过这种方式，避免了形成油阻尼器。
本领域的技术人员应该理解，本发明不限于上述实施方式，而是可在随附权利要求书的范围内变化。

Claims (12)

1.一种用于活塞发动机的共轨燃料喷射泵的轴承装置，该轴承装置被配置成承载径向力并且包括：
-壳体(1)；
-轴承元件(2)，其布置在所述壳体(1)内并且设置有用于支撑旋转轴颈(6)或轴(7)的滑动表面(3)；
-至少一个供油口(4)，其通向所述轴承元件(2)的所述滑动表面(3)；
-供油孔(5)，其布置在所述壳体(1)中；以及
-油槽(8)，所述油槽(8)布置在所述壳体(1)和所述轴承元件(2)之间，用于建立所述供油孔(5)和所述供油口(4)之间的流体连通，
其特征在于，所述轴承元件(2)的所述滑动表面(3)包括围绕所述供油口(4)布置的油囊(9)。
2.根据权利要求1所述的轴承装置，其中，所述油囊(9)的宽度为所述轴承元件(2)的宽度的30％-95％。
3.根据权利要求2所述的轴承装置，其中，所述油囊(9)的宽度为所述轴承元件(2)的宽度的60％-95％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的轴承装置，其中，所述油槽(8)布置在所述壳体(1)中。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的轴承装置，其中，所述油槽(8)布置在所述轴承元件(2 )中。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的轴承装置，其中，所述轴承装置包括至少两个供油口(4)。
7.根据权利要求6所述的轴承装置，其中，所述油槽(8)从所述供油孔(5)沿着所述轴承元件(2)的周缘向两个方向延伸，以便将所述供油口(4)中的每个连接于所述供油孔(5)。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的轴承装置，其中，所述轴承元件(2)的所述滑动表面(3)在所述油囊(9)外部是平坦的。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的轴承装置，其中，所述油槽(8)被配置成终止于供油口(4)。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的轴承装置，其中，在从所述轴承元件(2)的最低点向每个方向延伸60度的扇区中布置有至少一个供油口(4)。
11.一种用于共轨燃料喷射系统的高压泵，其特征在于，所述高压泵包括根据权利要求1至10中任一项所述的轴承装置。
12.根据权利要求11所述的高压泵，其中，在其中出现最高轴承载荷的区域附近布置有至少一个供油口(4)。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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