CN2203365Y - 一种油泵防蚀柱塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种油泵柱塞，现有强化型柴油 机油泵柱塞往往产生穴蚀，为了提高其抗蚀能力以抗 衡穴蚀，本新型采取在柱塞的控制供油终点的螺旋槽 上开一条与之平行的防穴蚀的避蚀坑(8)，控油螺旋 槽控油边(4)与回油孔(3)接通的瞬间，使回油孔上部 落在避蚀坑中，把高压状态下油中气泡引入这个避蚀 坑，进入坑(8)的气泡(9)避开气泡对柱塞表面的直接 穴蚀，延长了柱塞的使用寿命，该新型结构简单，制造 容易，成本低，适用于各种柴油机。

Description

本实用新型涉及机械液压系统，具体地说是一种现代强化型柴油机高压喷油泵的防蚀柱塞，它能有效的防止油泵柱塞（滑阀）的高压液体穴蚀。

现有高强化型柴油机，其燃油系统的压力极高，一般在100－150Mpa之间，高的达180－200Mpa，这类柴油机的高压油泵柱塞都存在穴蚀，人们采取了各种措施，使这种穴蚀减轻到可以接受的程度，但是，要彻底消除穴蚀是极其困难的，穴蚀是柴油机专业人员研究的主要课题。

中国专利公开一种短冲程高油压式柱塞付CN2077035U，其特点是改变现有柱塞的进油孔位于柱塞表面的结构，使柱塞进油孔从柱塞的内部通向柱塞顶端进入燃油室，从而减少了燃油中的磨粒对柱塞表面的磨损，延长了柱塞的使用寿命并提高了燃油压力，但它未能解决在供油行程，当柱塞的控油边与柱塞套的回油孔接通的瞬间，泵腔中的高压油经油道射流至回油孔，回油孔中的燃油是低压油，低压油中不可避免地含有空气，特别是经过各液压元件以后更是这样，在高压射流作用下，低压油中的空气被折出形成气泡，并挤向回油孔上壁与柱塞表面相接触的尖角区，此区域相对地叫死角，析出的气泡在高压和柱塞相对柱塞套运动的条件下破裂，气泡破裂释放的能量击穿柱塞表面的油膜继而破坏金属，使柱塞表面产生麻坑，也就是穴蚀形成，由于穴蚀的进一步发展，麻坑连一片，并于柱塞控油边相接，可将柱塞控油与回油孔接通，这就产生了在供油状态（柱塞控油边未与回油孔接通时）下开始回油，这就严重影响柴油机性能，这是绝不允许的，因此，只好将这样穴蚀的柱塞偶件报废而更换新的。

当今，现代柴油机设计师采取了不少防止柱塞穴蚀的措施，这些措施大致可分为三种类型，一种是燃油系统精心设计、制造，和与柴油机进行匹配，选用优质液压元件，最大限度减少空气进入燃油中去的各种途径，二是控制回油速度与压力，如采用阶梯（主辅）螺旋槽，采用节流出油阀来控制回油初期速度，降低主回油阶段的回油压力；采用等压油阀以避免异常高压出现，三是提高柱塞表面抗蚀的能力，如采用高强氮化钢对柱塞表面进行深层氮化处理以及其它提高表面抗蚀能力措施等。

但是，由于各种柴油机的差异性，上述这些措施有的奏效，有的无效，有的虽有一定效果，但不令人满意，而且上述措施的运用，都要经过反复试验才能最后确定，费时费钱，现有某现代强化柴油机，其高压油泵既采取了等压出油阀，又采用了提高柱塞表面抗蚀能力措施，但其柱塞穴蚀仍然没有消除而且相当严重，如果没有穴蚀，柱塞偶件可以使用15000h，但由于穴蚀无法克服而且严重，导致柱塞偶件寿命只有3000h。

本实用新型的目的旨在穴蚀极难消除的条件下，在柱塞表面抗蚀能力难以提高到足以抗穴蚀破坏的条件下，提供一种新的简便有效而又适用性强的回避柱塞表面穴蚀的方法一避蚀坑，把气泡引入避蚀坑    ，从而达到防止柱塞表面穴蚀的目的。

本实用新型的目的是这样实现的：本新型所述的避蚀坑，就是在柱塞控油边与回油孔接通的瞬间状态，切除此状态下与回油孔上壁相接的柱塞表面部分金属实体，从而形成避蚀坑，在柱塞控制供油终点的螺旋槽上方开一条与之平行的防穴蚀螺旋槽（8），切除回油孔上壁相接的柱塞表面部分金属实体，使控油螺旋槽控油边（4）与回油孔（3）接通的瞬间，回油孔上部落在避蚀坑中，高压下析出的气泡（9）进入避蚀坑，由于回油孔上壁的屏蔽作用，气泡在避蚀坑中保持相对静止，不会破裂，因此达到防止柱塞表面穴蚀的作用。

为了适用于各种油泵的需要，本新型所述的避蚀坑可设计成直槽形式或圆形式。

本实用新型的避蚀坑防止柱塞表面穴蚀具有明显的优点：

1、防止穴蚀的效果极好。

2、适用性强，对各种柴油机均适用。

3、设计非常简单，不需要经过试验和复杂的计算就可以完成。

4、结构简单，不需要任何零部件，只需在柱塞上增加一个避蚀坑即可。

5、加工工艺简单，因而费用极低。

下边结合附图对本实施例作进一步说明：

图1、2高压油泵柱塞穴蚀机理图。

图3高压油泵柱塞避蚀坑机理图。

图4本实施例避蚀坑柱塞表面展开图。

图5、6本实施例避蚀坑直槽型与圆形示意图。

图中，1、柱塞，2、柱塞套，3、回油孔，4、控油边，5、泵腔，6、油道，7、穴蚀坑，8、避蚀坑，9、气泡，10、阴影部分，11、直槽避蚀坑，12、圆形避蚀坑。

如附图1所示，供油行程产生气泡，对柱塞表面产生麻坑（7），形成穴蚀，图2所示的穴蚀坑（7）造成柱塞偶件报废，图3表示本实施例避蚀坑避蚀的原理，当柱塞控油边（4）与回油孔（3）接通时，回油孔（3）同时与避蚀坑（8）接通，高压下析出的气泡（9）进入避蚀坑，由于回油孔上避的屏蔽作用，气泡在避蚀中保持相对静止避蚀坑中的气泡不会破裂，因此达到了防止柱塞表面穴蚀的作用。

如图4所示，是本实施例设计的避蚀坑，是柱塞表面展开图，它是在控制供油终点的螺旋槽上方开了一条与之平行的防穴蚀螺旋槽（8），切除回油孔上壁相接的柱塞表面部分金属实体，构成避蚀坑，控油螺旋槽控油边（4）与回油孔（3）接通的瞬间，回油孔上部落在避蚀坑中，如图中阴影部分（10），同样，由于回油孔上壁的屏蔽作用，进入避蚀坑（8）中的气泡（9）受到保护而不破裂，从而达到防止柱塞表面穴蚀的目的。通常，带有螺旋槽控制供油终点的柱塞，避蚀坑可以设计成如图4所示的螺旋槽避蚀坑。

图5所示的避蚀坑（11）是一种直槽避蚀坑，它主要用于控油边为直槽的油泵中，也用于柴油机使用工况变化不大的油泵中，其直槽加工比较简单。

图6所示的避蚀坑（12）是一种圆形避蚀坑，它主要用于柴油机使用工况固定的油泵中，也可用柱塞穴蚀范围小的油泵中。

本新型结构简单、制造容易、成本低，柱塞使用寿命长，适用于各种柴油机。

Claims (2)

1、一种油泵防蚀柱塞，由柱塞的控油边与柱塞套的回油孔以及泵腔中的油道组成，其特征在于，在柱塞控制供油终点的螺旋槽上方开一条与之平行的防穴蚀螺旋槽(8)，切除回油孔上壁相接的柱塞表面部分金属实体，构成避蚀坑，使控油螺旋槽控油边(4)与回油孔(3)接通的瞬间，回油孔上部落在避蚀坑中。

2、根据权利要求1所述的防蚀柱塞，其特征在于，该避蚀坑可设计成直槽形或圆形。

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