CN112761839A - 一种高压油泵钝角油槽的柱塞耦件 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种高压油泵钝角油槽的柱塞耦件，所述柱塞耦件包括柱塞本体，柱塞本体为圆柱金属棒材，柱塞本体的一端的侧面沿轴向开设有出油槽，出油槽的一端与柱塞本体的端部连通，另一端封闭，出油槽封闭的一端沿柱塞本体的周向开设有环形槽，出油槽与柱塞本体端部连通的一端的其中一侧面沿柱塞本体的表面开设有斜槽，所述斜槽的一端与出油槽连通，另一端与环形槽连通，斜槽、环形槽和出油槽围合的区域形成具有相同深度的异型槽体，所述斜槽、环形槽和出油槽的侧壁与对应槽体的底面所成角度为钝角。本发明的柱塞耦件油槽结构更加合理，同时经过处理后的油槽表面具有更好的机械性能和电化学性能，具有良好应用前景。

Description

一种高压油泵钝角油槽的柱塞耦件
技术领域
本发明涉及高压油泵设备技术领域，尤其涉及一种高压油泵钝角油槽的柱塞耦件。
背景技术
高压油泵的柱塞耦件是一种用于发动机供油的重要零件，其通过凸轮进行驱动做轴线方向的往复运动，通过循环往复运动达到循环供油的目的，因此其在工作的过程中会长期与嵌套在其外侧的柱塞套摩擦，同时为了调控油量，柱塞的侧面设置有倾斜的油槽，通转动柱塞可以达到调节单次泵油量的目的，但是油槽的内壁端部在运动的过程中直接与油料正面碰撞，这也造成混杂在油料中的金属碎屑以及腐蚀性物质对油槽内壁端部的破坏性效果达到最大，因此柱塞常因为油槽边缘的侵蚀和磨损导致无法正常运行，甚至提前报废。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种结构更加合理，同时更加耐腐蚀的高压油泵钝角油槽的柱塞耦件。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种高压油泵钝角油槽的柱塞耦件，包括柱塞本体，柱塞本体为圆柱金属棒材，柱塞本体的一端的侧面沿轴向开设有出油槽，出油槽的一端与柱塞本体的端部连通，另一端封闭，出油槽封闭的一端沿柱塞本体的周向开设有环形槽，出油槽与柱塞本体端部连通的一端的其中一侧面沿柱塞本体的表面开设有斜槽，所述斜槽的一端与出油槽连通，另一端与环形槽连通，斜槽、环形槽和出油槽围合的区域形成具有相同深度的异型槽体，所述斜槽、环形槽和出油槽的侧壁与对应槽体的底面所成角度为钝角。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述斜槽、环形槽和出油槽的内侧表面经过机械抛丸处理。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述机械抛丸处理的具体步骤包括：
使用金属蒙皮将柱塞本体的表面进行包裹覆盖，通过出油槽端部的开口向异型槽体内注入刚性微球体，封闭出油槽端部的开口，然后将柱塞本体固定在振动平台上进行振动处理30-60min，处理完毕拆除金属蒙皮，得到表面机械抛丸处理的柱塞本体。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述刚性微球体为钢球、铜球、锌球、铝球中的一种，刚性微球体的直径为0.1-1mm。
更进一步优选的，所述振动平台的振动频率为100-300Hz。
在以上技术方案的基础上，优选的，在向异型槽体内注入刚性微球体的同时，注入改性金属粉末，所述改性金属粉末为镍粉、铬粉和锰粉中的一种或多种的混合物。
在以上技术方案的基础上，优选的，在柱塞本体的斜槽、环形槽和出油槽的内侧表面经过机械抛丸处理后，对柱塞本体的斜槽、环形槽和出油槽的内侧表面进行离子注入处理。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述离子注入处理注入的离子为钴离子，离子注入处理的时间为30-50s。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述钝角的角度为110-130°。
本发明的高压油泵钝角油槽的柱塞耦件相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明的高压油泵钝角油槽的柱塞耦件相比现有技术而言，槽体的侧壁在柱塞耦件做高速往复运动时，收到的油料冲击力更小，进而降低了油料中金属积垢对内壁的冲击力，延长使用寿命；
(2)进一步的，本发明还对槽体内壁表面进行抛丸处理，一方面，抛丸能够增强槽体内壁表面的结构强度，同时还能够改善表面的金属组分，从而改善其电化学腐蚀性；
(3)抛丸处理的同时，通过掺杂特定的金属成分可以进一步改善表现的金属组分和电化学腐蚀性能，从而延长寿命；
(4)本发明还对抛丸处理后的金属表面进行离子注入处理，改善抛丸处理后，内壁表面出现的元素集中问题，进一步提高其耐电化学腐蚀的性能。
附图说明
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。
图1为本发明高压油泵钝角油槽的柱塞耦件的轴测图。
图中：1-柱塞本体、11-出油槽、12-环形槽、13-斜槽、14-异型槽体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的高压油泵钝角油槽的柱塞耦件，其包括柱塞本体1，柱塞本体为圆柱金属棒材，柱塞本体1的一端的侧面沿轴向开设有出油槽11，出油槽11的一端与柱塞本体1的端部连通，另一端封闭，出油槽11封闭的一端沿柱塞本体1的周向开设有环形槽12，出油槽11与柱塞本体1端部连通的一端的其中一侧面沿柱塞本体1的表面开设有斜槽13，所述斜槽13的一端与出油槽11连通，另一端与环形槽12连通，斜槽13、环形槽12和出油槽11围合的区域形成具有相同深度的异型槽体14，所述斜槽13、环形槽12和出油槽11的侧壁与对应槽体的底面所成角度为钝角。
以上实施方式中，出油槽11用于向外部输送油料，由斜槽13与出油槽11和环形槽12围合形成的区域用于连通出油槽11和供油的入口，当柱塞本体1在做往复运动时，供油入口选择性地与异性槽体14连通，连通的时机由斜槽13相对供油的入口位置决定，通过转动柱塞本体1，可以达到调节供油入口与斜槽13在轴线方向上的距离，从而调节供油量，当斜槽13、环形槽12和出油槽11的侧壁与对应槽体的底面所成角度为钝角时，油料在异型槽体14内与各个槽体的内壁的碰撞方式由原来的正面碰撞转换为倾斜入射角的碰撞，从而降低油料以及混杂在油料中的积垢对槽体内壁的冲击力。
在具体实施方式中，所述斜槽13、环形槽12和出油槽11的内侧表面经过机械抛丸处理。
以上实施方式中，抛丸处理可以加强各个油槽内壁的机械强度。
在具体实施方式中，所述机械抛丸处理的具体步骤包括：
使用金属蒙皮将柱塞本体1的表面进行包裹覆盖，通过出油槽11端部的开口向异型槽体14内注入刚性微球体，封闭出油槽11端部的开口，然后将柱塞本体1固定在振动平台上进行振动处理30-60min，处理完毕拆除金属蒙皮，得到表面机械抛丸处理的柱塞本体1。
以上实施方式中，通过金属蒙皮对柱塞本体1进行包裹，可以让抛丸的刚性微球体只对各个槽体的内壁进行抛丸处理，防止对柱塞本体1的外部表面进行抛丸，影响对应的光洁度和摩擦力。
在具体实施方式中，所述刚性微球体为钢球、铜球、锌球、铝球中的一种，刚性微球体的直径为0.1-1mm。
以上实施方式中，经过筛选，钢球、铜球、锌球和铝球在一定程度上均能够改善柱塞耦件的油槽表面性能。
在具体实施方式中，所述振动平台的振动频率为100-300Hz。
以上实施方式中，100Hz-300Hz的振动频率可以让抛丸效果更好，形成更加均匀致密的纳米金属晶体表面结构。
在具体实施方式中，还包括，在向异型槽体14内注入刚性微球体的同时，注入改性金属粉末，所述改性金属粉末为镍粉、铬粉和锰粉中的一种或多种的混合物。
以上实施方式中，通过在抛丸处理的同时掺杂改性金属粉末，可以改善内壁表面纳米金属颗粒的组分，进一步改善机械性能和耐腐蚀性。
在具体实施方式中，还包括，在柱塞本体1的斜槽13、环形槽12和出油槽11的内侧表面经过机械抛丸处理后，对柱塞本体1的斜槽13、环形槽12和出油槽11的内侧表面进行离子注入处理。
以上实施方式中，由于抛丸处理后，内壁表面的微观结构发生改变，同时微观层面的元素分布不再均匀，对于非金属元素集中的位置，则更容易发发生电化学腐蚀，为了提高耐腐蚀性，改善局部元素集中的问题，采用离子注入的方式，可以对非金属元素集中的位置使用钴离子进行替代，从而改善腐蚀电位，降低腐蚀电流，增强耐腐蚀性，同时也能够提高机械强度。
在具体实施方式中，所述离子注入处理注入的离子为钴离子，离子注入处理的时间为30-50s。
在具体实施方式中，所述钝角的角度为110-130°。
实施例1
加工斜槽13、环形槽12和出油槽11的侧壁与对应槽体的底面成110°角的柱塞耦件。
实施例2
加工斜槽13、环形槽12和出油槽11的侧壁与对应槽体的底面成120°角的柱塞耦件，同时采用铁皮将柱塞本体1的表面进行包覆，通过出油槽11的开口向异型槽体14内填充适量的钢球，钢球的直径为0.1mm，再封闭出油槽11的开口，将柱塞本体1固定在振动平台上进行振动处理，振动过程中，为了保证每个方向都能够实现均匀抛丸处理，设定柱塞本体1每分钟转动20圈，振动平台的振动频率为100Hz，振动时间为30min，处理完毕，去除铁皮，得到柱塞耦件。
实施例3
加工斜槽13、环形槽12和出油槽11的侧壁与对应槽体的底面成130°角的柱塞耦件，同时采用铁皮将柱塞本体1的表面进行包覆，通过出油槽11的开口向异型槽体14内填充适量的铜球和镍粉，铜球的直径为0.5mm，再封闭出油槽11的开口，将柱塞本体1固定在振动平台上进行振动处理，振动过程中，为了保证每个方向都能够实现均匀抛丸处理，设定柱塞本体1每分钟转动20圈，振动平台的振动频率为200Hz，振动时间为40min，处理完毕，去除铁皮，得到柱塞耦件。
实施例4
加工斜槽13、环形槽12和出油槽11的侧壁与对应槽体的底面成115°角的柱塞耦件，同时采用铁皮将柱塞本体1的表面进行包覆，通过出油槽11的开口向异型槽体14内填充适量的锌球和铬粉，锌球的直径为0.3mm，再封闭出油槽11的开口，将柱塞本体1固定在振动平台上进行振动处理，振动过程中，为了保证每个方向都能够实现均匀抛丸处理，设定柱塞本体1每分钟转动20圈，振动平台的振动频率为300Hz，振动时间为50min，处理完毕，去除铁皮，采用离子注入机对加工槽13、环形槽12、出油槽11以及异型槽体14的内侧表面进行钴离子注入处理，处理时间为30s，处理完毕得到柱塞耦件。
实施例5
加工斜槽13、环形槽12和出油槽11的侧壁与对应槽体的底面成125°角的柱塞耦件，同时采用铁皮将柱塞本体1的表面进行包覆，通过出油槽11的开口向异型槽体14内填充适量的铝球、锰粉和铬粉，铝球的直径为1mm，再封闭出油槽11的开口，将柱塞本体1固定在振动平台上进行振动处理，振动过程中，为了保证每个方向都能够实现均匀抛丸处理，设定柱塞本体1每分钟转动20圈，振动平台的振动频率为200Hz，振动时间为60min，处理完毕，去除铁皮，采用离子注入机对加工槽13、环形槽12、出油槽11以及异型槽体14的内侧表面进行钴离子注入处理，处理时间为50s，处理完毕得到柱塞耦件。
对比例
采用常规加工得到的柱塞耦件，其中工斜槽13、环形槽12和出油槽11的侧壁与对应槽体的底面成直角。
分别将对比例与实施例1-5加工得到的柱塞耦件进行耐蚀性测试，将对应的柱塞耦件浸泡在硫酸和硫酸钠的混合溶液中，浸泡处理1min，分别检测浸泡前和浸泡后工斜槽13、环形槽12、出油槽11和异型槽体14内壁的腐蚀点位和腐蚀电流，结果如下：
Figure BDA0002922190560000081
同时分别对实施例1-5以及对比例的柱塞耦件的斜槽13、环形槽12、出油槽11和异型槽体14内壁表面进行表面硬度测试，结果如下：
Figure BDA0002922190560000082
以上结果不难看出，本发明的钝角油槽的柱塞耦件，通过对油槽的钝角设计，可以改善在工作过程中，油料中的积垢对槽体侧壁表面的冲击力，从而达到提高使用寿命的效果，同时本发明中还对槽体的内壁表面性能进行改善通过抛丸处理可以改善内壁表面金属组织结构，可以达到提高机械性能的目的，进而提高使用寿命，且经过抛丸处理后，金属球体会在内壁表面残留一部分金属球的金属组织，形成纳米结晶，提高结构强度和电化学耐腐蚀效果，为了进一步提高耐腐蚀效果，本发明还对经过抛丸处理后的内壁表面进行钴离子注入处理，改善由于抛丸处理后的表面出现的元素和应力集中问题，通过该方法渗入钴离子，可以改善局部的腐蚀电位和腐蚀电流，从而延长使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高压油泵钝角油槽的柱塞耦件，其特征在于，包括柱塞本体(1)，柱塞本体为圆柱金属棒材，柱塞本体(1)的一端的侧面沿轴向开设有出油槽(11)，出油槽(11)的一端与柱塞本体(1)的端部连通，另一端封闭，出油槽(11)封闭的一端沿柱塞本体(1)的周向开设有环形槽(12)，出油槽(11)与柱塞本体(1)端部连通的一端的其中一侧面沿柱塞本体(1)的表面开设有斜槽(13)，所述斜槽(13)的一端与出油槽(11)连通，另一端与环形槽(12)连通，斜槽(13)、环形槽(12)和出油槽(11)围合的区域形成具有相同深度的异型槽体(14)，所述斜槽(13)、环形槽(12)和出油槽(11)的侧壁与对应槽体的底面所成角度为钝角。
2.如权利要求1所述的高压油泵钝角油槽的柱塞耦件，其特征在于，所述斜槽(13)、环形槽(12)和出油槽(11)的内侧表面经过机械抛丸处理。
3.如权利要求2所述的高压油泵钝角油槽的柱塞耦件，其特征在于，所述机械抛丸处理的具体步骤包括：
使用金属蒙皮将柱塞本体(1)的表面进行包裹覆盖，通过出油槽(11)端部的开口向异型槽体(14)内注入刚性微球体，封闭出油槽(11)端部的开口，然后将柱塞本体(1)固定在振动平台上进行振动处理30-60min，处理完毕拆除金属蒙皮，得到表面机械抛丸处理的柱塞本体(1)。
4.如权利要求3所述的高压油泵钝角油槽的柱塞耦件，其特征在于，所述刚性微球体为钢球、铜球、锌球、铝球中的一种，刚性微球体的直径为0.1-1mm。
5.如权利要求3所述的高压油泵钝角油槽的柱塞耦件，其特征在于，所述振动平台的振动频率为100-300Hz。
6.如权利要求3所述的高压油泵钝角油槽的柱塞耦件，其特征在于，还包括，在向异型槽体(14)内注入刚性微球体的同时，注入改性金属粉末，所述改性金属粉末为镍粉、铬粉和锰粉中的一种或多种的混合物。
7.如权利要求2所述的高压油泵钝角油槽的柱塞耦件，其特征在于，还包括，在柱塞本体(1)的斜槽(13)、环形槽(12)和出油槽(11)的内侧表面经过机械抛丸处理后，对柱塞本体(1)的斜槽(13)、环形槽(12)和出油槽(11)的内侧表面进行离子注入处理。
8.如权利要求7所述的高压油泵钝角油槽的柱塞耦件，其特征在于，所述离子注入处理注入的离子为钴离子，离子注入处理的时间为30-50s。
9.如权利要求1所述的高压油泵钝角油槽的柱塞耦件，其特征在于，所述钝角的角度为110-130°。
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