CN204140250U - 一种液压驱动挺柱体回位的高压共轨泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压驱动挺柱体回位的高压共轨泵，包括泵体、凸轮轴、驱动环、柱塞、柱塞套、挺柱体及输油泵，其中挺柱体为具有内腔的柱体，包括侧壁和底面；柱塞为圆柱体，垂直于挺柱体底面且其下端固定在挺柱体腔内；柱塞套固定在泵体上，且柱塞套、泵体与挺柱体内腔间形成一个密闭空间，泵体上开有高压油路，高压油路的一端连接密闭空间，另一端连接一高压油腔，吸油时，高压油腔内的液压油通过高压油路进入密闭空间并推动挺柱体下行回位。本实用新型中驱动环与挺柱体间的油膜润滑效果好，油膜易于产生与保持，使高压共轨泵的许用泵端压力更高，能够改善柱塞偶件的受力情况，提高高压共轨泵的可靠性和容积效率。

Description

一种液压驱动挺柱体回位的高压共轨泵

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，特别是涉及一种液压驱动挺柱体回位的高压共轨泵。

背景技术

如图1所示，传统的径向排列柱塞的高压共轨泵，采用柱塞弹簧8驱动挺柱体5和柱塞2回位，在高压共轨泵中，柱塞2的下端设计成一个平面，用于安装柱塞弹簧5；或者，单独设计一个弹簧下座。安装时，柱塞弹簧8套在柱塞套7外侧，弹簧8一端与柱塞套7的定位面贴合定位，弹簧8另一端与柱塞2下端的定位平面(或弹簧下座定位平面)贴合。凸轮轴3推动柱塞2上行时，柱塞2压油，柱塞弹簧8也同时被压缩；经过上止点后，在柱塞弹簧8弹力作用下，推动柱塞2下行，完成吸油过程。

以上传统结构仍然存在有如下问题和缺点：

1、因为弹簧同时驱动柱塞2和挺柱体5，弹簧刚度需要大，而柱塞弹簧力较大，弹簧安装空间也很大，使柱塞套7的刚度减弱，柱塞套7在高压下过度膨胀，泄露增加，而过多的泄露将降低了泵的容积效率；

2、高压泄露产生大量的热量，加热了泵体内的燃油；油温过高首先对润滑不利，因为粘度和密度的下降以及蒸气的形成会导致部分油膜缺失；

3、泵油时柱塞孔的过度膨胀增加了应力幅度，加速了疲劳损坏；

4、过高的弹簧力能够克服柱塞偶件副间因为有脏东西导致的间隙变小产生的高摩擦力，导致瞬间热膨胀柱塞2卡死，而柱塞2卡死后挺柱体5和驱动环4脱开，可能导致撞击；

5、挺柱体5底部与驱动环4接触，中间间隙存有润滑油膜，这两个零件之间有相对滑动，过大的弹簧力不利于挺柱体5底面与驱动环4之间润滑油膜的产生和保持，将造成接触面的磨损和烧蚀，这也是现有高压共轨泵破坏的主要形式。

由此可见，上述现有的高压共轨泵在实际使用时还存在有若干缺点，因未能达到最佳的使用效果，而亟待加以进一步改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种液压驱动挺柱体回位的高压共轨泵，能够使驱动环与挺柱体间的油膜易于产生与保持，油膜润滑效果好，能够改善柱塞偶件的受力情况，使高压共轨泵的许用泵端压力更高，提高高压共轨泵的可靠性和容积效率，从而克服现有采用柱塞弹簧形式所带来的一系列缺点和不足。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种液压驱动挺柱体回位的高压共轨泵，包括泵体、凸轮轴、驱动环、柱塞、柱塞套、挺柱体及输油泵，所述凸轮轴位于泵体中部，所述驱动环装配在凸轮轴上，所述柱塞套套装在柱塞外部，所述柱塞与挺柱体连接，所述挺柱体底部与驱动环接触，所述驱动环随着凸轮轴转动而运动，所述挺柱体为具有内腔的柱体，包括侧壁和底面；所述柱塞为圆柱体，垂直于所述挺柱体底面且其下端固定在所述挺柱体腔内；所述柱塞套固定在泵体上，且所述柱塞套、泵体与挺柱体内腔间形成一个密闭空间，所述泵体上开有高压油路，所述高压油路的一端连接所述密闭空间，另一端连接一高压油腔，吸油时，所述高压油腔内的液压油通过所述高压油路进入所述密闭空间并推动所述挺柱体下行回位。

进一步地，所述高压油腔为所述输油泵的高压腔；吸油时，所述输油泵的高压腔内的燃油作为液压油通过所述高压油路进入所述密闭空间。

进一步地，所述输油泵的高压腔还连接有通向所述柱塞腔的进油油路，所述进油油路上靠近所述输油泵的高压腔的输出端设有油压缓冲件。

进一步地，所述油压缓冲件为设置在所述进油油路管道内部且带有孔的部件，所述孔沿所述进油油路管道轴向设置。

进一步地，所述柱塞下端固定安装有柱塞座，所述柱塞座固定连接在所述挺柱体腔内。

进一步地，所述柱塞座上固定有卡圈，所述挺柱体腔的内壁上设有卡槽，所述卡圈与所述卡槽互相卡合固定。

进一步地，所述驱动环上设有沿所述凸轮轴轴向设置的互成120度角的3个平面，对应地，沿所述凸轮轴径向设有互成120度角的3对挺柱体和柱塞，所述驱动环可随凸轮轴转动沿凸轮轴径向面做平移运动，运动时，所述每个挺柱体底面始终与所述驱动环上对应的平面接触，所述每个柱塞始终与所述驱动环上对应的平面垂直。

进一步地，所述挺住体内腔与泵体及柱塞套间形成的密闭空间也为3个，所述泵体上开有与所述3个密闭空间分别对应连接的3条高压油路；所述泵体上还设有沿所述凸轮轴径向设置的环形油腔，所述环形油腔连通所述3条高压油路与所述高压油腔。

由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：

(1)本实用新型采用的液压驱动挺柱体结构取消了侧面的泄油槽结构，并可利用输油泵高压腔内的高压燃油产生的液压力推动挺柱体和柱塞回位，由于液压力随高压共轨泵转速升高而升高，低速时的压紧力可以比采用柱塞弹簧结构的力低，所以低速时可以降低作用在挺柱体上的回位力，从而利于驱动环与挺柱体间的油膜产生与保持，改善了润滑效果，使高压共轨泵的许用泵端压力更高。

(2)液压驱动挺柱体设计可以省去柱塞弹簧，由于取消了柱塞弹簧，一方面降低成本，另一方面增加了柱塞套导向部分的强度，改善柱塞偶件的受力情况及密封情况，提高了高压共轨泵的可靠性和容积效率。

(3)采用自由柱塞，结构简单，加工方便，可采用无心磨加工，加工工艺性好。

(4)由于挺柱体取消了四个泄油槽，刚度大大加强，工作过程中变形减少，有助于与驱动环配合工作中应力的分布。

(5)由于设置了油压缓冲件，减少了由于挺柱体运动产生的压力波动，使得通向柱塞腔的燃油不受影响。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1为采用传统柱塞弹簧驱动挺柱体回位的高压共轨泵结构示意图。

图2为传统结构挺柱体结构示意图。

图3为本实用新型的液压驱动挺柱体回位的高压共轨泵沿凸轮轴轴向的剖视结构图。

图4为本实用新型的液压驱动挺柱体回位的高压共轨泵沿凸轮轴径向的剖视结构图。

图5为本实用新型中采用的挺柱体结构示意图。

图6为输油泵的燃油输送示意图。

具体实施方式

请参阅图3、4所示，本实用新型的一种液压驱动挺柱体回位的高压共轨泵，包括泵体1、凸轮轴3、驱动环4、柱塞2、柱塞套7、挺柱体5及输油泵，所述凸轮轴3位于泵体1中部，所述驱动环4装配在凸轮轴3上，所述柱塞套7套装在柱塞2外部，所述柱塞2与挺柱体5连接，所述挺柱体5底部与驱动环4接触，所述驱动环4随着凸轮轴3转动带动所述挺柱体5和柱塞2配合完成压油和吸油动作，所述挺柱体5为具有内腔的柱体，包括侧壁和底面；所述柱塞2为圆柱体，垂直于挺柱体5底面且其下端固定在所述挺柱体5腔内；所述柱塞2外壁上套装有柱塞套，所述柱塞套7固定在泵体1上，且所述柱塞套7、泵体1与挺柱体5内腔间形成一个密闭空间10，所述泵体上开有高压油路11，所述高压油路11的一端连接所述密闭空间10，另一端连接一高压油腔，吸油时，所述高压油腔内的液压油通过所述高压油路11进入所述密闭空间10并推动所述挺柱体5下行回位。

优选地，可将所述输油泵的高压腔作为高压油腔，吸油时，所述输油泵的高压腔内的燃油作为液压油通过高压油路11进入密闭空间10。压油时，所述密闭空间10内的燃油也可再通过所述高压油路11回流至输油泵的高压腔。

请配合参阅图6所示，高压共轨泵的输油泵具有容置高压燃油的高压腔13和容置低压燃油的低压腔14，在输油泵的高压腔13上连接有通向所述柱塞腔的进油油路，所述进油油路上设有燃油计量阀。从输油泵的高压腔13出来的燃油通过调压阀调节压力，调压阀泄油产生的燃油流回燃油箱。调压后的燃油一路通到密闭空间10，一路经燃油计量阀输出到柱塞腔。虽然挺柱体腔的容积在任何位置始终保持不变，但挺柱体5的上下运动仍会产生压力波动，因此，可在进油油路上靠近输油泵的高压腔13的输出端进一步设置油压缓冲件，油压缓冲件可为设在进油油路管道内部具有孔的部件，所述孔沿进油油路管道轴向设置，通过油压缓冲件的小孔进行缓冲能够过滤掉大部分的压力波动，使到柱塞腔的燃油不受挺柱体腔油压波动的影响。

请配合参阅图5所示，本实用新型中采用的挺柱体5具有完整的侧壁和底面，无泄油槽的结构，而原有的挺柱体(图2中所示)在底部圆周方向开有四个泄油槽6；同时本实用新型中与挺柱体5连接的柱塞2被设计成简单的圆柱结构，不带有弹簧座，因此可以称为自由的柱塞。柱塞2与挺柱体5之间固定连接。如采用卡合连接，可在柱塞2下端压装一柱塞座，柱塞座上固定有卡圈，挺柱体5内腔的侧壁上设有一圈卡槽9，通过卡圈与卡槽9的配合，将柱塞2与挺柱体5固定在一起运动。

对比于传统采用弹簧驱动挺柱体回位方式的高压共轨泵，本实用新型将挺柱体回位驱动方式改进成图3、4中所示的液力驱动回位。利用挺柱体5、泵体1和柱塞套7间形成一个密闭的空间10，在此密闭空间10内通入输油泵的高压腔13内经加压的燃油，在加压的燃油的压力作用下使挺柱体5和柱塞2回位，且挺柱体5底部始终压紧在驱动环4上，从而取代传统结构中柱塞弹簧的作用效果。

上述改进能够使驱动环4与挺柱体5底面间的油膜易于产生与保持，油膜润滑效果好，进而使高压共轨泵的许用泵端压力更高，并且，由于取消了柱塞弹簧，避免了柱塞弹簧所可能带来的一系列不利影响，改善了柱塞偶件的受力情况，提高了高压共轨泵的可靠性和容积效率。

请继续参阅图3、4所示，以三个柱塞径向布局为例，偏心的凸轮轴3布置在泵体1中央，凸轮轴3两端安装在泵体1两端的支撑部位上。凸轮轴3的偏心轮上装配有驱动环4。驱动环4可以随着凸轮轴3的转动而移动。驱动环4上加工有三个平面，互呈120度角布置。对应地，3个挺柱体5也互成120度角布置，驱动环4上三个平面始终与梃住体5的底面接触，驱动环4随凸轮轴3在凸轮轴径向面做上下左右的平移运动，柱塞2始终与对应的平面垂直。

按照图3、4中所示的径向柱塞布局，对应地，所述挺住体5内腔与泵体1及柱塞套7间形成的密闭空间10也为3个，此时，所述泵体1上开有3条高压油路11，分别与3个密闭空间10对应连接。为了更好地进行油路连接，在泵体1上还设有环形油腔12，所述环形油腔12沿所述凸轮轴3径向设置，所述3条高压油路11首先分别连接至所述环形油腔12，环形油腔12再与所述输油泵的高压腔13连通。

工作时，驱动环4随着凸轮轴3转动而移动，并带动挺柱体5运动，挺柱体5带动柱塞2上下运动完成如下压油和吸油动作：

1)柱塞压油行程：

凸轮轴3逆时针旋转，驱动环4随凸轮轴3运动，驱动环4的平面与挺柱体5的底面接触，推动柱塞2向上运动，完成压油动作。压油期间，柱塞2与挺柱体5在凸轮轴3的转动下，向上止点运动，所述密闭空间10内的燃油通过高压油路11流向环形油腔12。

2)柱塞吸油行程：

通过上止点位置后，挺柱体5在高压油路11的液压力的作用下下行，此时挺柱体5腔内开始膨胀，燃油从环形油腔12流入密闭空间10。

同样地，随着凸轮轴3转动，三个柱塞2依次进行压油、吸油的动作。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种液压驱动挺柱体回位的高压共轨泵，包括泵体、凸轮轴、驱动环、柱塞、柱塞套、挺柱体及输油泵，所述凸轮轴位于泵体中部，所述驱动环装配在凸轮轴上，所述柱塞套套装在柱塞外部，所述柱塞与挺柱体连接，所述挺柱体底部与驱动环接触，所述驱动环随着凸轮轴转动而运动，其特征在于，所述挺柱体为具有内腔的柱体，包括侧壁和底面；所述柱塞为圆柱体，垂直于所述挺柱体底面且其下端固定在所述挺柱体腔内；所述柱塞套固定在泵体上，且所述柱塞套、泵体与挺柱体内腔间形成一个密闭空间，所述泵体上开有高压油路，所述高压油路的一端连接所述密闭空间，另一端连接一高压油腔，吸油时，所述高压油腔内的液压油通过所述高压油路进入所述密闭空间并推动所述挺柱体下行回位。

2.根据权利要求1所述的液压驱动挺柱体回位的高压共轨泵，其特征在于，所述高压油腔为所述输油泵的高压腔；吸油时，所述输油泵的高压腔内的燃油作为液压油通过所述高压油路进入所述密闭空间。

3.根据权利要求2所述的液压驱动挺柱体回位的高压共轨泵，其特征在于，所述输油泵的高压腔还连接有通向所述柱塞腔的进油油路，所述进油油路上靠近所述输油泵的高压腔的输出端设有油压缓冲件。

4.根据权利要求3所述的液压驱动挺柱体回位的高压共轨泵，其特征在于，所述油压缓冲件为设置在所述进油油路管道内部且带有孔的部件，所述孔沿所述进油油路管道轴向设置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的液压驱动挺柱体回位的高压共轨泵，其特征在于，所述柱塞下端固定安装有柱塞座，所述柱塞座固定连接在所述挺柱体腔内。

6.根据权利要求5所述的液压驱动挺柱体回位的高压共轨泵，其特征在于，所述柱塞座上固定有卡圈，所述挺柱体腔的内壁上设有卡槽，所述卡圈与所述卡槽互相卡合固定。

7.根据权利要求1-4任一项所述的液压驱动挺柱体回位的高压共轨泵，其特征在于，所述驱动环上设有沿所述凸轮轴轴向设置的互成120度角的3个平面，对应地，沿所述凸轮轴径向设有互成120度角的3对挺柱体和柱塞，所述驱动环可随凸轮轴转动沿凸轮轴径向面做平移运动，运动时，所述每个挺柱体底面始终与所述驱动环上对应的平面接触，所述每个柱塞始终与所述驱动环上对应的平面垂直。

8.根据权利要求7所述的液压驱动挺柱体回位的高压共轨泵，其特征在于，所述挺住体内腔与泵体及柱塞套间形成的密闭空间也为3个，所述泵体上开有与所述3个密闭空间分别对应连接的3条高压油路；所述泵体上还设有沿所述凸轮轴径向设置的环形油腔，所述环形油腔连通所述3条高压油路与所述高压油腔。