CN203347977U - 高压供油泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高压供油泵，其包括：柱塞套，所述柱塞套形成有彼此连通的供油孔、柱塞孔和容腔；以及在柱塞孔内适于往复移动的柱塞；其特征在于，在所述容腔内彼此密封抵接地安装有阀座和出油接头，在所述阀座内形成有与所述供油孔和所述柱塞孔连通的输入油路、以及与所述柱塞孔连通且独立于所述输入油路的输出油路，在所述输入油路和所述输出油路中分别形成有选择性打开或关闭的密封面。

Description

高压供油泵

技术领域

本实用新型涉及高压供油泵。

背景技术

在当前的柴油机中，燃油经由高压供油泵加压后注入高压轨中，然后从高压轨再受控地喷射到发动机气缸中。通常，高压供油泵为柱塞式油泵，其主要包括柱塞套以及柱塞，其中在所述柱塞套内依次安装有进油阀座、进油阀芯、出油阀座、出油阀芯以及出油接头。柱塞通过由发动机带动的凸轮轴驱动，在柱塞套内往复运动，从而能够对吸入的燃油加压并使得加压后的燃油经由出油接头注入高压轨中。

进油阀座、进油阀芯、出油阀座和出油阀芯大体上共轴线地安装在柱塞套中。柱塞可以往复移动地在柱塞套的柱塞孔中安装，其中所述柱塞孔分别与进油阀座和出油阀座中的油路连通。当高压供油泵处于压油状态时，进油阀芯关闭且出油阀芯关闭，柱塞在柱塞孔中沿使得柱塞孔的容积减小的方向移动，柱塞套内的燃油被加压。当燃油大到一定程度后出油阀芯打开，从而燃油能够经由出油接头注入到柴油机的高压轨中。

但是，随着上述注入的燃油不断流经出油阀座，燃油的压力不断减小，最终燃油的压力不足以抵抗关闭出油阀芯的力，造成出油阀芯关闭。这样，每次压油过程最终会有部分压力不足的燃油无法排出。

上述问题与所谓的“死区容积”相关。该死区容积定义为在高压供油泵的压油状态中，进油阀座与出油阀座中的油路的、从出油阀芯与出油阀座之间的密封面到活塞上止点的那部分容积。

该死区容积越大，则高压燃油泵在压油时残留在该死区容积中的燃油就越多，高压燃油泵的效率就越低。因此，迫切需要寻找减小这种高压燃油泵中的死区容积的措施，以进一步提高燃油泵的效率。

实用新型内容

为了弥补现有技术油泵中的上述不足，本实用新型提出了改进的高压供油泵。

根据本实用新型的一个方面，提供了

一种高压供油泵，其包括：

柱塞套，所述柱塞套形成有供油孔和柱塞孔；以及

在柱塞孔内适于往复移动的柱塞；

其特征在于，在所述柱塞套内彼此密封抵接地安装有阀座和出油接头，在所述阀座内形成有与所述供油孔和所述柱塞孔连通的输入油路、以及与所述柱塞孔连通且独立于所述输入油路的输出油路（即，所述输入油路与所述输出油路无重合部分），在所述输出油路和所述输入油路中分别形成有选择性打开或关闭的第一和第二密封面。

优选地，所述输入油路和所述输出油路在所述阀座中至少部分平行地设置。

优选地，在所述柱塞于所述柱塞孔内沿增大柱塞孔容积的方向移动的情况下，所述第一密封面关闭并且所述第二密封面打开。

优选地，在所述柱塞于所述柱塞孔内沿减小柱塞孔容积的方向移动的情况下，所述第二密封面关闭并且所述第一密封面打开。

优选地，所述输入油路包括第一部分和第二部分，其中所述输入油路的第一部分与所述输出油路平行，并且所述输入油路的第二部分与所述供油孔连通。

优选地，进油阀芯以及对所述进油阀芯施加关闭力的第一弹簧在所述第一部分中适于滑动地安装，所述第一部分具有与所述进油阀芯配合以形成所述第二密封面的配合面。

优选地，出油阀芯以及对所述出油阀芯施加关闭力的第二弹簧在所述出油接头的孔中安装，所述输出油路具有与所述出油阀芯配合以形成所述第一密封面的配合面。

优选地，进油阀芯在所述输入油路的第一部分内安装，对所述进油阀芯施加关闭力的第一弹簧在所述出油接头中安装，所述第一部分具有与所述进油阀芯配合以形成所述第二密封面的配合面。

优选地，中间构件在所述柱塞套内于所述阀座与所述出油接头之间且与所述阀座与所述出油接头适于流体连通地密封安装，出油阀芯以及对所述出油阀芯施加关闭力的第二弹簧在所述中间构件的孔中安装，所述输出油路具有与所述出油阀芯配合以形成所述第一密封面的配合面。

优选地，在所述中间构件的安装容腔内安装有适于在所述第一部分中滑动的进油阀芯以及对所述进油阀芯施加关闭力的第一弹簧，所述第一部分具有与所述进油阀芯配合以形成所述第二密封面的配合面。

优选地，所述出油阀芯是球形阀芯，并且所述进油阀芯为杆形阀芯。

采用根据本实用新型的技术方案，高压供油泵中的输入油路与输出油路无重合，由此减小了压油状态柱塞处于上止点时的死区容积，因而提高了高压供油泵的供油效率，最终提高了柴油机的工作效率。

附图说明

图1示意性示出了现有技术的高压供油泵的局部剖视图，其中该高压供油泵处于压油状态；并且

图2示意性示出了根据本实用新型实施例的高压供油泵的局部剖视图，其中该高压供油泵也处于压油状态。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示意性实施方式。需要说明的是，各附图中相同的附图标记代表功能和/或结构相同的元件或部件。此外，需要指出的是说明书附图中的剖视图指的是沿高压供油泵中心轴线剖切的剖视图。

为了更清楚地理解技术方案，以柱塞式油泵为例，以下首先参看图1简要介绍现有技术的高压供油泵及其工作原理，其中图1示出了处于压油状态的现有技术的高压供油泵。

如图1所示，这种高压供油泵主要包括柱塞套1；在柱塞套1内适于往复移动的柱塞2；以及在该柱塞套1内依次安装的进油阀座3、进油阀芯6、出油阀座4、出油阀芯8和出油接头5。

柱塞套1可以直接在高压供油泵的泵体上机加工而成，同时柱塞套1加工有供油孔1a，用于自柴油机的油路将燃油供入柱塞套1内。如图1所示，柱塞套1还形成有用于接收柱塞2的柱塞孔1b以及用于接收进油阀座3、进油阀芯6、出油阀座4、出油阀芯8和出油接头5的容腔1c。当供油泵未组装时，供油孔1a、柱塞孔1b和容腔1c彼此连通。

如图所示，柱塞2受（未示出的）弹簧与凸轮轴驱动可以在柱塞孔1b内上下往复运动。容腔1c大体上为圆柱形。进油阀座3以及出油阀座4也大体上为圆柱形。

在进油阀座3中形成有第一油路3a以及第二油路3b，其中第一油路3a与进油阀座3的中心盲孔3c相通。此外，在容腔1c的上壁部分中形成有螺纹，用于与出油接头5的外螺纹螺合。

在组装高压供油泵时，进油阀座3以及出油阀座4首先依次压入到容腔1c中。然后，出油接头5经由上述螺纹螺合到容腔1c中，使得压紧进油阀座3以及出油阀座4在容腔1c中固定不动。这样，进油阀座3的第一油路3a可以与供油孔1a相通，并且进油阀座3的第二油路3b可以与柱塞孔1b相通。

进油阀芯6位于进油阀座3与出油阀座4之间，作用是选择性地打开或关闭第一油路3a。为此目的，出油阀座4的中心通孔4a的下部如图所示大致呈圆锥形地形成，从而形成容纳进油阀芯6的加压腔4b。具体地讲，进油阀芯6与所述进油阀座4相互配合形成能够打开或关闭的第一密封面，以便使所述第一油路3a和中心盲孔3c与所述加压腔4b之间流体接通或阻断。

出油阀芯8在出油阀座4的中心通孔4a内安装，作用是选择性地打开或关闭中心通孔4a与出油接头5之间的通路。具体地讲，出油阀芯8与出油阀座4之间相互配合以形成第二密封面，用于使得加压腔4b与出油接头5的中心孔5a之间流体接通或阻断。

在进油阀芯6与出油阀芯8之间安装有弹簧7，用于在二者之间恒定地施加张力使得进油阀芯6的圆锥形或截头圆锥形密封部分抵靠着中心盲孔3c的上开口密封。

出油阀芯8的尺寸设置成其在中心通孔4a中的部分小于中心通孔4a的内径，从而燃油能够充入出油阀芯8的该部分与中心通孔4a之间的间隙中。

出油接头5形成有中心孔5a，该中心孔的下部分如图1所示呈喇叭口的形状被形成，从而在该中心孔的喇叭口形状部分中可以具有适当空隙地容纳出油阀芯8的上部。在该喇叭口形状部分中安装有弹簧座10，该弹簧座10的上部被形成为恰好与该喇叭口形状的上部分互补，从而如图1和2所示，在该弹簧座10与出油阀芯8之间安装有弹簧9，用于在二者之间恒定地施加张力使得出油阀芯8的圆锥形密封部分抵靠着中心通孔4a的上开口密封。

在未示出的吸油状态中，出油阀芯8在弹簧9的作用下封闭中心通孔4a。也就是说，在该吸油状态中，第一密封面打开，第二密封面关闭。此时，柱塞2在高压供油泵的弹簧与凸轮轴的作用下在柱塞孔1b内向下移动，从而在加压腔4b内形成真空负压。由此，进油阀芯6抵抗着弹簧7的张力向上移动，打开第一油路3a。这样，燃油从供油孔1a经过第一油路3a、中心盲孔3c和第二油路3b依次被吸入到柱塞2上方的柱塞孔1b中。

如图1所示，在压油状态中，柱塞2在柱塞孔1b内向上移动，同时进油阀芯6在弹簧7的作用下抵靠着中心盲孔3c的上开口密封、即封闭第一油路3a。也就是说，在该压油状态中，第一密封面关闭。这样，上述吸入的燃油随着柱塞2的向上移动而在加压腔4b内加压。当燃油的压力达到一定值后，出油阀芯8克服弹簧9的张力向上移动（即第二密封面打开），从而使得中心通孔4a与出油接头5的中心孔5a连通。由此，加压后的燃油可以经由柱塞孔1b、中心通孔4a以及中心孔5a依次排入到柴油机的（未示出的）高压轨中。

在这种现有技术的柱塞泵中，可以看出吸油状态时的输入油路主要由第一油路3a、中心盲孔3c、加压腔4b和第二油路3b组成；而压油状态时的输出油路主要由第二油路3b和加压腔4b组成。

如图1中的阴影区域所示，柱塞2处于上止点时的死区容积由第二油路3b的容积、加压腔4b的容积、柱塞孔1b的一部分容积以及出油阀座4的中心通孔4a与出油阀芯8之间的间隙容积组成。

由此可以明显看出，上述输入油路与上述输出油路存在一重叠部分，即第二油路3b。如果可以通过重新设计柱塞泵使得消除该第二油路3b的话就可以相应地减小死区容积，因而提高供油泵的工作效率。

基于上述思路，以下参照图2说明根据本实用新型第一实施例的高压供油泵。

图2示意性示出了根据本实用新型实施例的高压供油泵的局部剖视图，其中该高压供油泵处于压油状态。

该高压供油泵主要包括柱塞套1；在柱塞套1内适于往复移动的柱塞2；以及在该柱塞套1内依次安装的阀座11、中间构件16以及出油接头17。

柱塞套1可以直接在高压供油泵的泵体上机加工而成，同时柱塞套1加工有供油孔1a，用于自柴油机的油路将燃油供入柱塞套1内。柱塞套1还形成有用于接收柱塞2的柱塞孔1b以及用于接收阀座11、中间构件16以及出油接头17的容腔1c。当供油泵未组装时，供油孔1a、柱塞孔1b和容腔1c彼此连通。

阀座11大体呈圆柱形。可选地，在阀座11的外周可以加工有用于密封接触容腔1c的内壁的凸缘。该阀座11的底部也可设有周向凸缘，以密封抵靠着容腔1c的下表面，从而将柱塞孔1b与容腔1c密封隔离。

如图2所示，在阀座11内与其中心轴线垂直地加工有第一油路11a。该第一油路11a与进油阀座11的孔11b连通。在阀座11内与该孔11b平行地加工有第二油路11c。当阀座11在柱塞套1的容腔1c中安装固定后，第一油路11a恰好可以与供油孔1a连通，并且第二油路11c恰好与柱塞孔1b连通。也就是说，从横截面方向看，第一油路11a与供油孔1a至少部分地相对，且孔11b与柱塞孔1b至少部分相对。

应当清楚，阀座11并不限于如上所述的具体结构，只要阀座11中的第一油路11a和第二油路11c可以实现如上和/或如下所述相同的功能，该阀座11可以采用任何其它合适的构造。

中间构件16也可以大体呈圆柱形。当安装固定后，中间构件16与阀座11的端面密封。在中间构件16中设有一通孔16a。该通孔16a与上述第二油路11c连通。在该通孔16a的内台阶面处固定有一弹簧15的一端。该弹簧15的另一端连接至出油阀芯14。

在如图所示的实施例中，出油阀芯14为一球形阀芯。在第二油路11c的靠近中间构件16的一端处形成有圆锥面，以便接收该球形阀芯14，从而在该第二油路11c的圆锥面与该球形阀芯14之间形成第一密封面。该弹簧15设置成在正常状态时总是将该球形阀芯14压靠着该第二油路11c的圆锥面。

在中间构件16中与通孔16a并排地设有一盲孔16b。该盲孔16b用于容纳进油阀芯12的一部分。如图2所示，该进油阀芯12大体呈杆形。弹簧13在盲孔16b内套设在进油阀芯12上。弹簧13的一端与进油阀芯12的端部固定相连，且另一端抵接在阀座11的相应端面上。

如图2所示，孔11b包括大直径部分与小直径部分，进油阀芯12可以滑动地穿过孔11b的小直径部分安装，从而确保进油阀芯12滑动的同时燃油不会经由该小直径部分渗透。进油阀芯12的另一端部大体呈圆锥形，从而与孔11b的圆锥面形成第二密封面。

出油接头17的外周部分设有外螺纹，用于在组装时与容腔1c的内螺纹螺合，以便出油接头17的端部在轴承套1内抵压中间构件16固定连接。出油接头17的端面形成有圆周凸缘，用于与中间构件16的端面形成密封。该出油接头17形成有一中心通孔。该中心通孔的一端呈喇叭口形，与中间构件16的通孔16a连通。

根据本实用新型的供油泵，在未示出的吸油状态时，柱塞2在柱塞孔1b中沿着使得柱塞孔1b的容积增大的方向、即沿向下方向移动。此时，在柱塞孔1b以及第二油路11c中形成负压。在此作用下，进油阀芯12克服弹簧13的张力，使得进油阀芯12与孔11b之间的第二密封面打开，燃油得以经由供油孔1a被吸入。当柱塞2在柱塞孔1b内行进到下止点后，供油泵转入压油状态。在压油状态时，柱塞2在柱塞孔1b中沿着使得柱塞孔1b的容积减小的方向、即沿向上方向移动。此时，进油阀芯12的圆锥形端部在弹簧13的张力作用下压靠着孔11b的圆锥面、即第二密封面关闭。同时，随着柱塞孔1b的容积不断减小，燃油在第二油路11c和柱塞孔1b中不断加压。当燃油压力对出油阀芯14所施加的力大于弹簧15对出油阀芯14所施加的力后，出油阀芯14与第二油路11c之间的第一密封面打开。燃油随之经由第二油路11c以及出油接头17中的中心通孔注入到柴油机的高压轨中。

如图2所示，根据本实用新型的供油泵，当柱塞2在压油状态处于上止点时，死区容积为第二油路11c以及柱塞孔1b的一部分所体现的容积。换句话说，根据本实用新型的供油泵，输入油路主要由阀座11的第一油路11a以及孔11b的大直径部分组成。而输出油路主要由阀座11的第二油路11c组成。

通过对比图1和2可以发现，在本实用新型的供油泵中、尤其在阀座中省略了燃油在吸油状态与压油状态中都要流经的油路、即如图1所示的第二油路3b。也就是说，采用本实用新型的供油泵，输入油路与输出油路没有重叠。因此，本实用新型的供油泵的死区容积明显减小，导致本实用新型的供油泵工作效率显著提高。

应当清楚，根据本实用新型的这种输入油路与输出油路没有重叠的供油泵，其具体结构并不限于图2所示的情况。其它任何能够消除输入油路与输出油路之间重叠的结构均可以在本实用新型的供油泵中采用。可选地，进油阀芯12可以在阀座11内沿第一油路11a布置，从而经由弹簧的作用在第一油路11a上形成一密封面，而该密封面在柱塞2移动产生负压时可以打开。

可以想到，出油阀芯14可以采用任何其它合适的结构来实现，甚至可以采用与如图1所示出油阀芯8类似的结构。

可选地，中间构件16可以与出油接头17一体地形成，这会降低组装难度。在这种情况下，只要将出油接头17的通孔加工成与通孔16a在横截面方向上部分重合即可。作为替代地，中间构件16本身可以形成为出油接头，在这种情况下，中间构件16向上延伸超出柱塞套1，从而燃油可以经由中间构件16的通孔16a直接注入柴油机的高压轨中。

可选地，阀座11可以分体形成，例如形成为两个可以彼此相互密封配合的半圆柱形部件，从而第一油路11a和第二油路11c分别形成在这两个半圆柱形部件中，再组装成如图2所示的阀座11的结构，这样可以降低制造难度。

可以想到，弹簧13也可以设置成其一端抵接盲孔16b的端面，且另一端抵接进油阀芯12的相应端部。可选地，甚至可以直接将进油阀芯12可以滑动地设置在孔11b中而省却盲孔16b，在这种情况下，弹簧13的一端固定于孔11b的大直径部分的台阶处而另一端固定于进油阀芯12的圆锥形端部的小端部分上，从而弹簧13持续施加拉力使得进油阀芯12与孔11b之间的密封面关闭。

应当清楚，本实用新型的上述改型例可以任意组合。采用本实用新型的技术方案，柱塞式供油泵的死区容积得以显著减小，明显提高了柱塞式供油泵的工作效率。

以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细的说明，必须指出的是，上述说明和图示仅是示例性的。本实用新型并不限于以上优选实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，其均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种高压供油泵，其包括：

柱塞套，所述柱塞套形成有供油孔和柱塞孔；以及

在柱塞孔内适于往复移动的柱塞；

其特征在于，在所述柱塞套内彼此密封抵接地安装有阀座和出油接头，在所述阀座内形成有与所述供油孔和所述柱塞孔连通的输入油路、以及与所述柱塞孔连通且独立于所述输入油路的输出油路，在所述输出油路和所述输入油路中分别形成有选择性打开或关闭的第一和第二密封面。

2.根据权利要求1所述的高压供油泵，其特征在于，所述输入油路和所述输出油路在所述阀座中至少部分平行地设置。

3.根据权利要求1或2所述的高压供油泵，其特征在于，在所述柱塞于所述柱塞孔内沿增大柱塞孔容积的方向移动的情况下，所述第一密封面关闭并且所述第二密封面打开。

4.根据权利要求1或2所述的高压供油泵，其特征在于，在所述柱塞于所述柱塞孔内沿减小柱塞孔容积的方向移动的情况下，所述第二密封面关闭并且所述第一密封面打开。

5.根据权利要求1或2所述的高压供油泵，其特征在于，所述输入油路包括第一部分和第二部分，其中所述输入油路的第一部分与所述输出油路平行，并且所述输入油路的第二部分与所述供油孔连通。

6.根据权利要求5所述的高压供油泵，其特征在于，进油阀芯以及对所述进油阀芯施加关闭力的第一弹簧在所述第一部分中适于滑动地安装，所述第一部分具有与所述进油阀芯配合以形成所述第二密封面的配合面。

7.根据权利要求5所述的高压供油泵，其特征在于，出油阀芯以及对所述出油阀芯施加关闭力的第二弹簧在所述出油接头的孔中安装，所述输出油路具有与所述出油阀芯配合以形成所述第一密封面的配合面。

8.根据权利要求7所述的高压供油泵，其特征在于，进油阀芯在所述输入油路的第一部分内安装，对所述进油阀芯施加关闭力的第一弹簧在所述出油接头中安装，所述第一部分具有与所述进油阀芯配合以形成所述第二密封面的配合面。

9.根据权利要求5所述的高压供油泵，其特征在于，中间构件在所述柱塞套内于所述阀座与所述出油接头之间且与所述阀座与所述出油接头适于流体连通地密封安装，出油阀芯以及对所述出油阀芯施加关闭力的第二弹簧在所述中间构件的孔中安装，所述输出油路具有与所述出油阀芯配合以形成所述第一密封面的配合面。

10.根据权利要求9所述的高压供油泵，其特征在于，在所述中间构件的安装容腔内安装有适于在所述第一部分中滑动的进油阀芯以及对所述进油阀芯施加关闭力的第一弹簧，所述第一部分具有与所述进油阀芯配合以形成所述第二密封面的配合面。

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