CN202545080U - 电控高压油泵柱塞偶件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种电控高压油泵柱塞偶件，在所述柱塞套孔壁的柱塞导向段L3～L2之间的交界处制有内孔环槽，该内孔环槽和现有技术环形均压环槽均制有对称中心轴线的径向孔，其中，柱塞套前端面至内孔环槽的距离L3和内孔环槽至环形均压环槽的距离L2是柱塞导向段，且L2的末端是柱塞导向段的到头运动极限，柱塞后部端面至均压环槽的距离L1是液压燃油导向的高压密封段，所述柱塞导向段和高压密封段由上述内孔环槽隔开。本实用新型通过将柱塞导向段和高压密封段隔开的内孔环槽，解决了现有技术不能完全消除液压夹紧力对柱塞偶件的磨损或被卡死的现象的问题。

Description

电控高压油泵柱塞偶件

技术领域

本实用新型涉及一种20MPa高压电控燃料油喷射汽油机油泵柱塞运动副偶件。 

背景技术

在现有技术电控燃料油喷射汽油机油泵中，液压夹紧力是液压技术中的一个技术术语。产生液压夹紧力的原因是当一个轴和一个轴套配合。在轴和轴套两端压力不同，如果轴和轴套两端的间隙也不同，当间隙大的一端的压力低于间隙小的一端的压力时，柱塞偶件受高压燃油作用发生变形，就会产生使径向间隙大大增加的液压夹紧力。由于轴和轴套在加工时不会是理想状态，误差总是存在的，因此产生夹紧力的条件会随机发生，导致高压油泵产生泄漏。作为油泵柱塞运动副的柱塞和柱塞套配合构成的柱塞偶件就属于这种情况。 

柱塞与柱塞套是加工十分精密的配套件。通常柱塞身上有一道倾斜槽，柱塞套上有小孔称为吸入口，这个吸入口充满着燃油，当柱塞倾斜槽对着吸入口时，燃油进入柱塞套内，柱塞被凸轮轴顶至一定高度时，柱塞倾斜槽与吸入口错开，吸入口被封闭，使柴油既不能吸入也不能被压出，柱塞继续上升时压迫柴油，柴油压力到一定程度就会顶开单向阀蜂拥而出进入喷油嘴，再从喷油嘴进入气缸燃烧室。柱塞每次排出一定量的燃油，只有一部分喷入气缸，其余部分则由回油孔泄走，并利用增减泄走的回油量来调节喷油量。柱塞套上的进油孔被柱塞上端面完全挡住的时刻称为理论供油始点。柱塞继续向上运动时，供油也一直继续着，压油过程持续到柱塞上的螺旋斜边让开柱塞套回油孔时为止， 当油孔一被打开，高压油从油室经柱塞上的纵向槽和柱塞套上的回油孔流回泵体内的油道。此时柱塞套油室的油压迅速降低，出油阀在弹簧和高压油管中油压的作用下落回阀座，喷油器立即停止喷油。这时虽然柱塞仍继续上行，但供油已终止。 柱塞套上回油孔被柱塞斜边打开的时刻称为理论供油终点。在柱塞向上运动的整个过程中，只是中间一段行程才是压油过程，这一行程称为柱塞的有效行程。 

在图2所示现有技术柱塞偶件结构中，柱塞套2是一个圆筒形构件，柱塞1在液压夹紧力大的柱塞套2的容腔内可滑动。液压夹紧力使所述柱塞1偏向所述柱塞套2的圆柱孔的一边，产生很大的摩擦力，导致所述柱塞1和所述柱塞套2的接触面因磨损加剧而失效。因此减小偶件可能出现的液压夹紧力至关重要。当同轴线配合在柱塞套中的柱塞零件的内径与外径之间，中部设置的环形凹槽101两端的形位误差容易形成一个锥状间隙，并且间隙小的一端的压力高于另一端时，低粘度的汽油就会在柱塞套和柱塞两个配合零件之间产生最大值为 

$F_m=\frac{\mathrm{\πdl}}{4}\{(\mathrm{\ϵ}+1)\sqrt{\frac{\mathrm{\ϵ}-1}{\mathrm{\ϵ}+3}}+1-\mathrm{\ϵ}\}\mathrm{\Δp}$ 的液压夹紧力 

式中：F_m为液压夹紧力的最大值，d为柱塞偶件的配合直径，l为偶件的配合长度，ε为柱塞1不对中时两侧的间隙差，Δp为配合长度两端的压力差Δp＝p₁-p₂，p₁为柱塞右端的压力，p₂为柱塞导向段与高压密封段之间开槽处的槽内压力。 

由于柱塞套中的柱塞由于配合间隙小而产生的液压夹紧力，易导致柱塞套中的柱塞偶件磨损或被卡死。通常为减少柱塞偶件的液压夹紧力，现有技术一般采用在图2所示柱塞偶件的圆柱面上开一个上述环形凹槽形状的环形均压环 槽101，以减小汽油机缸内直接喷射电控高压油泵柱塞套与柱塞偶件之间的液压夹紧力，用这种方法减小液压夹紧力的不足之处在于，不能完全消除液压夹紧力对柱塞偶件的磨损或被卡死的现象。而且柱塞套2中段内孔与均压环槽101一边上有相通不对称的径向孔。该径向孔所受的液体的压力p₂使所述柱塞1紧贴在柱塞套2的下边，形成不对称的受力状态构成容易导致柱塞可能的磨损失效摩擦力。 

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术高压油泵中柱塞和柱塞套在工作液压夹紧力较大，容易导致其配合磨损失效的缺陷，提供一种能够提高高压油泵柱塞偶件可靠性和耐久性，并能消除液压夹紧力导致偶件磨损或卡死现象的柱塞偶件。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电控高压油泵柱塞偶件，包括，同轴装配在柱塞套中的柱塞，其特征在于，在所述柱塞套2孔壁的柱塞导向段L3～L2之间的交界处制有内孔环槽102，该内孔环槽102和环形均压环槽101均制有对称中心轴线的径向孔3，其中，柱塞套2前端面至内孔环槽102的距离L3和内孔环槽102至环形均压环槽101的导向距离L2是柱塞导向段，且导向距离L2的末端是柱塞导向段的到头运动极限，该柱塞导向段不参与液压燃油的高压密封，柱塞1后部端面至均压环槽101的距离L1是液压燃油导向的高压密封段，所述柱塞导向段和高压密封段由上述内孔环槽102隔开。 

本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果。 

本实用新型通过在柱塞套的导向段与高压密封段交界处开槽，采用在柱塞导向段末端开有柱塞导向段不参与高压密封，将柱塞导向段和高压密封段隔开的内孔环槽102，使导向段两端承受相同压力。由于柱塞导向段与高压密封段之 间开槽处的槽内压力p₂＝p₁，所以有：Δp＝p₁-p₂＝0，于是： 

$F_m=\frac{\mathrm{\πdl}}{4}\{(\mathrm{\ϵ}+1)\sqrt{\frac{\mathrm{\ϵ}-1}{\mathrm{\ϵ}+3}}+1-\mathrm{\ϵ}\}\mathrm{\Δp}=0$

上式说明，利用柱塞套的使柱塞导向段稳定地对中，完全消除了可能产生的液压夹紧力。 

通过在柱塞套设置不参与高压密封的柱塞导向段和高压密封段，并用环槽隔开，使导向段前后两端承受相同压力，减小了柱塞套与柱塞配合间隙形位误差锥状间隙的形成机会，同时减少柱塞和柱塞套在工作中产生的液压夹紧力，使得电控高压油泵柱塞偶件可以完全消除液压夹紧力。 

本实用新型利用在柱塞套内孔制有的环形凹槽和对称径向孔减少柱塞1与述柱塞套2的液压夹紧力来减少柱塞和柱塞套之间的磨损，提高了高压油泵的可靠性和耐久性，解决了现有技术在柱塞偶件仅有一个均压槽和不对称径向孔，不能完全消除液压夹紧力对柱塞偶件的磨损或被卡死的现象的问题。解决了超高压工作条件下柱塞泵柱塞偶件,因其间隙大而产生的泄漏与间隙小所引发的卡滞之间的矛盾.试验结果表明,在保证良好润滑的条件下,设计的柱塞偶件在1 50MPa下的容积效率可达60%以上. 

附图说明

图1是本实用新型电控高压油泵柱塞偶件的构造示意图。 

图2是现有技术电控高压油泵柱柱塞偶件的结构原理剖视图。 

图中：1柱塞，2柱塞套，3径向孔，4高压腔，101压环槽，102内孔环槽。 

具体实施方式

在图1中，用于消除电控高压油泵柱塞偶件除液压夹紧力的柱塞偶件，由同轴配合在柱塞套2中的柱塞1组成。柱塞套2是一个带有台阶端面轴的圆形筒 体，台阶端面圆柱面上制有径向环形槽。在所述柱塞套2孔壁的柱塞导向段L3～L2之间的交界处制有将高低腔压隔开的内孔环槽102。所述内孔环槽102上下方制有对称中心轴线并与低压油腔相通的径向孔3。在上述柱塞导向段L2～L1之间交界处的内孔环槽101内同样制有对称中心轴线的径向孔，该径向孔与高压油腔相通，其中，柱塞套2前端面至内孔环槽102的距离L3和内孔环槽102至环形均压环槽101的导向距离L2是柱塞导向段，且导向距离L2的末端是柱塞导向段的到头运动极限，柱塞1后部端面至均压环槽101的距离L1是导向液压燃油的高压密封段。柱塞导向段不参与导向燃油密封，高压密封段参与导向密封。与低压腔相通的对称径向孔3，承受低压压力，与柱塞高压腔4相通的对称径向孔，所受的液体压力被称之为柱塞压力，其大小均为p₂，承受的压力与所述柱塞1右端所受的液体压力相等。 

由于柱塞套2两个环形凹槽上与高低压腔相通的两个对称径向孔3承受的压力为低压腔压力，其大小为p₃。柱塞套2的左端承受的压力为发动机曲轴箱压力，用p₁表示，其值与所述低压腔压力大体相当，即p₃≈p₁，当柱塞泵油时，p₂＞p₁，当所述柱塞1右端的直径大于左端直径，即d_R＞d_L，或所述柱塞套2的内孔的左端的直径大于右端直径，即D_L＞D_R时，本实用新型可能产生液压夹紧力比现有技术的液压夹紧力可以减少： 

${\mathrm{\ΔF}}_m=\frac{\mathrm{\π}}{4}\{d_{102}-{\mathrm{dL}}_3[(\mathrm{\ϵ}+1)\sqrt{\frac{\mathrm{\ϵ}-1}{\mathrm{\ϵ}+3}}+1-\mathrm{\ϵ}\left]\right\}\mathrm{\Δp}$

式中：ΔF_m为本实用新型比现有技术的液压夹紧力的减少值，d为柱塞的配合直径，L₃为偶件的配合长度，ε为柱塞和柱塞套两端的间隙差之比，

 D_R,d_R分别为柱塞套和柱塞右边的直径差，D_L,d_L分别为柱塞套和柱塞左边的直径差，Δp为配合长度两端的压力差，Δp＝p₁-p₂，p ₁为柱塞套左端的 压力，p₂为柱塞右边的压力。 

上式表明采取本实用新型的技术以后比使用现有技术大大的减少了柱塞和柱塞套之间的液压夹紧力。从而减少所述柱塞和所述柱塞套之间的磨损，提高了高压油泵的可靠性和耐久性。 

Claims (3)

1.一种电控高压油泵柱塞偶件，包括，同轴装配在柱塞套中的柱塞，其特征在于，在所述柱塞套（2）孔壁的柱塞导向段（L3～L2）之间的交界处制有内孔环槽（102），该内孔环槽（102）和环形均压环槽（101）均制有对称中心轴线的径向孔（3），其中，柱塞套（2）前端面至内孔环槽（102）的距离和内孔环槽（102）至环形均压环槽（101）的导向距离是柱塞导向段，且导向距离（L2）的末端是柱塞导向段的到头运动极限，柱塞（1）后部端面至均压环槽（101）的距离是液压燃油导向的高压密封段，所述柱塞导向段和高压密封段由上述内孔环槽（102）隔开。

2.如权利要求1所述的电控高压油泵柱塞偶件，其特征在于，所述的柱塞导向段不参与导向燃油密封，高压密封段参与导向密封。

3.如权利要求1所述的电控高压油泵柱塞偶件，其特征在于，与低压腔相通的对称径向孔（3），承受低压压力，与柱塞高压腔（4）相通的对称径向孔，所受的液体压力被称之为柱塞压力，其大小均为

 ，承受的压力与所述柱塞（1）右端所受的液体压力相等。 

Images