CN220395997U - 一种限位式变径柱塞组件和含有该组件的高压燃油泵 - Google Patents

Abstract

一种限位式变径柱塞组件包括外座、弹簧、柱塞杆、内座、油封、固定套和柱塞套，所述弹簧、油封、固定套和柱塞套套接柱塞杆，所述弹簧设置于外座和内座之间，所述柱塞杆采用变径结构，所述柱塞杆包括一体式固定连接的第一轴段和第二轴段，所述第一轴段的直径小于第二轴段，所述第一轴段的外端固定连接外座，所述第一轴段外套有油封和固定套，所述第一轴段与第二轴段之间设有连接阶面部，所述连接阶面部与固定套构成限位配合，所述第二轴段外套接柱塞套。

Description

一种限位式变径柱塞组件和含有该组件的高压燃油泵

技术领域

本实用新型涉及柱塞组件领域，具体涉及一种限位式变径柱塞组件和含有该组件的高压燃油泵。

背景技术

现有的高压燃油泵上的柱塞组件包括外座、弹簧、柱塞杆、内座、油封、柱塞套，其具体结构如图1所示，由柱塞杆采用的统一直径的光轴的形式，油槽开在柱塞套内，油槽内部开有过油小孔，让能顺利进入小孔之中，柱塞杆与泵体连接力全靠柱塞杆与油封的摩擦力。在拿取过程中如果手捏弹簧处时，可能会由于泵体重力，导致柱塞套直接滑出，再次安装影响其密封性。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种限位式变径柱塞组件和含有该组件的高压燃油泵：

一种限位式变径柱塞组件包括外座、弹簧、柱塞杆、内座、油封、固定套和柱塞套，所述弹簧、油封、固定套和柱塞套套接柱塞杆，所述弹簧设置于外座和内座之间；

所述柱塞杆采用变径结构，所述柱塞杆包括一体式固定连接的第一轴段和第二轴段，所述第一轴段的直径小于第二轴段，所述第一轴段的外端固定连接外座，所述第一轴段外套有油封和固定套，所述第一轴段与第二轴段之间设有连接阶面部，所述连接阶面部与固定套构成限位配合，所述第二轴段外套接柱塞套。

优选的，所述连接阶面部采用30°-60°倒角结构，所述连接阶面部与固定套设有的环形倒角面构成限位配合。该设计相比于现有技术，可以防止柱塞杆脱出，一旦柱塞杆脱出，避免再次安装将导致油封密封效果降低。其中采用45°夹角的效果最佳。

优选的，所述固定套的横截面呈L型结构，所述固定套包括套接油封的上环部和固定连接上环部的下环部，所述上环部的横截面是竖直条状结构，所述下环部的横截面是横向条状结构，所述上环部和下环部之间的内侧设有用于卡位安装油封的内卡槽，所述油封密封套接第二轴段，所述下环部的下端内侧设有所述的环形倒角面。

优选的，所述内座内设有卡位安装油封和固定套的上卡槽和适配柱塞套的下滑槽，所述油封的上端与内座内侧端面构成限位配合。

优选的，所述内座的上端与柱塞杆之间设有环形间隙口，所述油封的上端设有轴向延伸的环形密封套部，所述环形密封套部穿过环形间隙口且裸露在外。本申请通过将增设的环形密封套部穿过环形间隙口的结构，从而进一步增加了环形密封套与柱塞杆之间的密封连接面积，提高了油封对柱塞杆的密封性。

优选的，所述油封的上部设有径向向外延伸的环形卡位凸缘，所述环形卡位凸缘密封夹合于固定套上端和内座内侧端面之间的间隙内。环形卡位凸缘的设置既可以提高油封、固定套和内座之间的连接稳定性，又可以提高三者的密封性。

优选的，所述第二轴段表面设有螺旋结构的过油槽，所述过油槽用于润滑油的注入与流通。过油槽的设置使柱塞杆和柱塞套之间实现了充分的润滑冷却作用。使得柱塞杆与柱塞套在高速往复运动情况下的润滑，保证了柱塞杆与柱塞套之间不会因为柱塞杆摩擦发热而导致柱塞卡死的情况，适量增加了供油效率，提升了建压速度。

一种高压燃油泵包括泵体、进油嘴、出油嘴、电磁阀组件和所述的柱塞组件，所述进油嘴与出油嘴设置于同一侧，所述电磁阀组件设置于对称远离进油嘴与出油嘴的另一侧，所述进油嘴内设有第一单向阀，所述进油嘴连通位于泵体下部的弹性鼓膜腔。进油嘴与出油嘴位于同一侧，而电磁阀组件设置于另一侧的设计结构，首先便于进油嘴与出油嘴相对于储油装置的连接，电磁阀组件距离进油嘴与出油嘴较远，可以避免电磁阀组件中电火花溅射接触燃油的风险，提高了安全性。

所述弹性鼓膜腔设置有第一鼓膜组件，所述第一鼓膜组件包括第一环形压板和两个安装于第一环形压板下端的第一弹性鼓膜片，所述第一环形压板和第一弹性鼓膜片构成容纳燃油的储油腔，两个所述第一弹性鼓膜片的外缘密封贴合固定安装于第一环形压板下端，两个所述第一弹性鼓膜片的中部之间设有密封弹性气囊腔，所述第一弹性鼓膜片的横截面呈波浪线结构。鼓膜组件的设置可以提高弹性鼓膜腔内液压和容积，并且具有柔性缓冲效果。

所述弹性鼓膜腔内还设置有位于第一鼓膜组件下方的第二鼓膜组件，所述第一鼓膜组件包括第二环形压板和两个安装于第二环形压板下端的第二弹性鼓膜片(24)，所述第二环形压板采用弹性材料，所述第二环形压板和第一环形压板相互适配构成夹合两个第一弹性鼓膜片的夹合卡位结构，所述第二环形压板的中间设有径向向外凸起弹性弯曲凸环，两个所述第二弹性鼓膜片(24)相互叠合安装，两个所述第二弹性鼓膜片(24)的外缘相互贴合安装于第二环形压板和弹性鼓膜腔设有的环形凸起部之间。

有益效果：本申请通过采用变径设计的柱塞杆，利用变径柱塞的特性，将直径变化处的连接阶面部作为柱塞限制脱出的限位点，完全避免柱塞杆意外脱出的情况发生。相较于现有技术，本申请通过同比例增加了柱塞加压的面积，使高压燃油泵的每一次泵油过程可以获得更高的供油量，供油效率增加12％左右。该设计结构将油封设置在小径处，由于密封口径小，在相同油液压力下，受到的压力液相对较小，可有效加强油封的密封性和耐久性。

附图说明

图1为现有技术示意图。

图2为实施例的装配示意图。

图3为图2中A处的放大示意图。

图4为实施例的结构示意图。

图5为实施例的剖面立体图。

图6为内座的剖面立体图。

图7为实施例的结构示意图。

附图标记：1、外座；2、弹簧；3、柱塞杆；31、第一轴段；32、第二轴段；33、连接阶面部；4、内座；5、油封；6、固定套；61、环形倒角面；62、上环部；63、下环部；7、柱塞套；8、内卡槽；9、上卡槽；10、下滑槽；11、环形密封套部；12、环形卡位凸缘；13、过油槽；14、泵体；15、进油嘴；16、出油嘴；17、电磁阀组件；18、第一单向阀；19、第一环形压板；20、第一弹性鼓膜片；21、储油腔；22、密封弹性气囊腔；23、第二环形压板；24、第二弹性鼓膜片；25、第一弹性密封腔；26、第二弹性密封腔。

具体实施方式

下面结合附图1-7与实施例对本实用新型进行进一步说明。

实施例：如图2所示，一种高压燃油泵包括泵体14、进油嘴15、出油嘴16、电磁阀组件17和柱塞组件。进油嘴15、电磁阀组件17、柱塞组件下方设有的压力腔、出油嘴16依次连通。所述进油嘴15与出油嘴16设置于同一侧，所述电磁阀组件17设置于对称远离进油嘴15与出油嘴16的另一侧，所述进油嘴15内设有第一单向阀18。

所述进油嘴15连通位于泵体14下部的弹性鼓膜腔。进油嘴15与出油嘴16位于同一侧，而电磁阀组件17设置于另一侧的设计结构，首先便于进油嘴15与出油嘴16相对于储油装置的连接，电磁阀组件17距离进油嘴15与出油嘴16较远，可以避免电磁阀组件17中电火花溅射接触燃油的风险，提高了安全性。

所述弹性鼓膜腔设置有第一鼓膜组件和第二鼓膜组件。所述第一鼓膜组件包括第一环形压板19和两个安装于第一环形压板19下端的第一弹性鼓膜片20，所述第一环形压板19和第一弹性鼓膜片20构成容纳燃油的储油腔21，两个所述第一弹性鼓膜片20的外缘密封贴合固定安装于第一环形压板19下端，两个所述第一弹性鼓膜片20的中部之间设有密封弹性气囊腔22，所述第一弹性鼓膜片20的横截面呈波浪线结构。鼓膜组件的设置可以提高弹性鼓膜腔内液压和容积，并且具有柔性缓冲效果。所述第二鼓膜组件位于第一鼓膜组件下方，所述第二鼓膜组件和第一鼓膜组件之间设有第一弹性密封腔25、所述第二鼓膜组件和弹性鼓膜腔的底部之间设有第二弹性密封腔26，所述第一鼓膜组件包括第二环形压板23和两个安装于第二环形压板23下端的第二弹性鼓膜片24，所述第二环形压板23采用弹性材料，所述第二环形压板23和第一环形压板19相互适配构成夹合两个第一弹性鼓膜片20的夹合卡位结构，所述第二环形压板23的中间设有径向向外凸起弹性弯曲凸环。两个所述第二弹性鼓膜片24相互叠合安装，本申请第一弹性鼓膜片20和第二弹性鼓膜片24的结构和装配方式均相同，两个所述第二弹性鼓膜片24的外缘相互贴合安装于第二环形压板23和弹性鼓膜腔设有的环形凸起部之间。

燃油通过进油嘴15进入储油腔21内，此时第一鼓膜组件的第一弹性鼓膜片20受压向下向储油腔21提供向的弹性压力，从而确保燃油能够进入柱塞杆3下方的压力腔内，并通过柱塞杆3的上下移动将燃油从出油嘴16挤出。当进入储油腔21内的燃油过多时，此时燃油将会对第二环形压板23造成使其形变的弹性作用力，此时第一弹性鼓膜片20和第二弹性鼓膜片24均发生相应弹性形变，避免弹性鼓膜腔内的液压过大或过小。

所述的柱塞组件是限位式变径柱塞组件，所述限位式变径柱塞组件包括外座1、弹簧2、柱塞杆3、内座4、油封5、固定套6和柱塞套7，所述弹簧2、油封5、固定套6和柱塞套7套接柱塞杆3，所述弹簧2设置于外座1和内座4之间。所述内座4内设有卡位安装油封5和固定套6的上卡槽9和适配柱塞套7的下滑槽10，所述油封5的上端与内座4内侧端面构成限位配合。所述内座4的上端与柱塞杆3之间设有环形间隙口，所述油封5的上端设有轴向延伸的环形密封套部11，所述环形密封套部11穿过环形间隙口且裸露在外。本申请通过将增设的环形密封套部11穿过环形间隙口的结构，从而进一步增加了环形密封套与柱塞杆3之间的密封连接面积，提高了油封5对柱塞杆3的密封性。所述油封5的上部设有径向向外延伸的环形卡位凸缘12，所述环形卡位凸缘12密封夹合于固定套6上端和内座4内侧端面之间的间隙内。环形卡位凸缘12的设置既可以提高油封5、固定套6和内座4之间的连接稳定性，又可以提高三者的密封性。

如图2所示，所述柱塞杆3采用变径结构，所述柱塞杆3包括一体式固定连接的第一轴段31和第二轴段32，所述第一轴段31的直径小于第二轴段32。本申请的变径设计，既可以增加汽油的流动性，提高运行过程中的降温效果，又防止装车过程中脱出，避免重复装，损坏油封5造成泄露。

如图5所示，所述第一轴段31的外端固定连接外座1，所述第一轴段31外套有油封5和固定套6，本申请将设置油封5和固定套6在第一轴段31处，由于第一轴段31密封口径小，在相同油液压力下，受到的压力液相对较小，可有效加强油封5的密封性和耐久性。所述第一轴段31与第二轴段32之间设有连接阶面部33，所述连接阶面部33与固定套6构成限位配合，所述第二轴段32外套接柱塞套7。所述连接阶面部33采用45°倒角结构，所述连接阶面部33与固定套6设有的环形倒角面61构成限位配合。该设计相比于现有技术，可以防止柱塞杆3脱出，一旦柱塞杆3脱出，避免再次安装将导致油封5密封效果降低。例如现有技术和本申请的柱塞杆3上部均为6mm，则现有技术中柱塞杆3的直径均为6mm，而本申请的柱塞杆3下部可以达到10mm，从而提高了更高的每次供油量。

如图3所示，所述固定套6的横截面呈L型结构，所述固定套6包括套接油封5的上环部62和固定连接上环部62的下环部63，所述上环部62的横截面是竖直条状结构，所述下环部63的横截面是横向条状结构，所述上环部62和下环部63之间的内侧设有用于卡位安装油封5的内卡槽8，所述油封5密封套接第二轴段32，所述下环部63的下端内侧设有所述的环形倒角面61。

如图2所示，高压燃油泵柱塞组件是一个高频轴向往复运动，一般的往复运动的区间为3-5.5mm，往复频率最高可达30000次/min，在如此高速的往复运动下，如何降低柱塞高往复运动下的产生的热量，成了高压燃油泵使用寿命的关键，过高的温度可能导致柱塞运行过程中卡滞甚至直接卡死的状态，高压燃油泵直接失去作用，无法供油。本申请在所述第二轴段32表面设有螺旋结构的过油槽13，所述过油槽13用于润滑油的注入与流通。本申请利用螺旋结构和高压燃油泵柱塞的运动特性，增加油液对在工作状态下柱塞杆3和柱塞套7的冷却降温，减少热能堆积，使柱塞工作顺畅，增大了汽油润滑降温的区间。本申请通过增加限位使柱塞杆3无法脱出泵体，降低了成品以及后工序的不良率。柱塞套7的内侧面开有连通过油槽13的环形通油槽，使得本产品有足够的空间储油用降温。且设计了螺旋结构的过油槽13，使柱塞杆3和柱塞套7之间充分的润滑冷却作用。

如图1所示，本柱塞组件安装于高压燃油泵内，高压燃油泵工作原理：汽油由燃油泵总成供油从低压接头进入稳压泵盖低压区。发动机控制单元控制着发动机凸轮轴的转动，带动柱塞杆3上下往复运动实现泵油，并且发动机控制单元就在高压油泵的每次泵油过程中，提前或错后地控制电磁阀开闭从而达到燃油压力调节，使高压油泵的供油量时而小一点、时而大一点，从而使燃油分配管中的油压始终处于发动机控制单元要求的压力，当汽车高压端燃油压力故障时，燃油压力超出高压安全阀的额定压力，高压安全阀打开，燃油从高压端回到稳压泵盖低压区。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了说明本实用新型所作的举例，而并非对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷例。而这些属于本实用新型的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种限位式变径柱塞组件，其包括外座(1)、弹簧(2)、柱塞杆(3)、内座(4)、油封(5)、固定套(6)和柱塞套(7)，所述弹簧(2)、油封(5)、固定套(6)和柱塞套(7)套接柱塞杆(3)，所述弹簧(2)设置于外座(1)和内座(4)之间，其特征在于：

所述柱塞杆(3)采用变径结构，所述柱塞杆(3)包括一体式固定连接的第一轴段(31)和第二轴段(32)，所述第一轴段(31)的直径小于第二轴段(32)，所述第一轴段(31)的外端固定连接外座(1)，所述第一轴段(31)外套有油封(5)和固定套(6)，所述第一轴段(31)与第二轴段(32)之间设有连接阶面部(33)，所述连接阶面部(33)与固定套(6)构成限位配合，所述第二轴段(32)外套接柱塞套(7)。

2.根据权利要求1所述的一种限位式变径柱塞组件，其特征在于：所述连接阶面部(33)采用30°-60°倒角结构，所述连接阶面部(33)与固定套(6)设有的环形倒角面(61)构成限位配合。

3.根据权利要求2所述的一种限位式变径柱塞组件，其特征在于：所述固定套(6)的横截面呈L型结构，所述固定套(6)包括套接油封(5)的上环部(62)和固定连接上环部(62)的下环部(63)，所述上环部(62)的横截面是竖直条状结构，所述下环部(63)的横截面是横向条状结构，所述上环部(62)和下环部(63)之间的内侧设有用于卡位安装油封(5)的内卡槽(8)，所述油封(5)密封套接第二轴段(32)，所述下环部(63)的下端内侧设有所述的环形倒角面(61)。

4.根据权利要求1所述的一种限位式变径柱塞组件，其特征在于：所述内座(4)内设有卡位安装油封(5)和固定套(6)的上卡槽(9)和适配柱塞套(7)的下滑槽(10)，所述油封(5)的上端与内座(4)内侧端面构成限位配合。

5.根据权利要求4所述的一种限位式变径柱塞组件，其特征在于：所述内座(4)的上端与柱塞杆(3)之间设有环形间隙口，所述油封(5)的上端设有轴向延伸的环形密封套部(11)，所述环形密封套部(11)穿过环形间隙口且裸露在外。

6.根据权利要求4所述的一种限位式变径柱塞组件，其特征在于：所述油封(5)的上部设有径向向外延伸的环形卡位凸缘(12)，所述环形卡位凸缘(12)密封夹合于固定套(6)上端和内座(4)内侧端面之间的间隙内。

7.根据权利要求1所述的一种限位式变径柱塞组件，其特征在于：所述第二轴段(32)表面设有螺旋结构的过油槽(13)，所述过油槽(13)用于润滑油的注入与流通。

8.一种含有权利要求1-7任一项所述柱塞组件的高压燃油泵，其特征在于：包括泵体(14)、进油嘴(15)、出油嘴(16)、电磁阀组件(17)，所述进油嘴(15)与出油嘴(16)设置于同一侧，所述电磁阀组件(17)设置于对称远离进油嘴(15)与出油嘴(16)的另一侧，所述进油嘴(15)内设有第一单向阀(18)，所述进油嘴(15)连通位于泵体(14)下部的弹性鼓膜腔。

9.根据权利要求8所述的一种高压燃油泵，其特征在于：所述弹性鼓膜腔设置有第一鼓膜组件，所述第一鼓膜组件包括第一环形压板(19)和两个安装于第一环形压板(19)下端的第一弹性鼓膜片(20)，所述第一环形压板(19)和第一弹性鼓膜片(20)构成容纳燃油的储油腔(21)，两个所述第一弹性鼓膜片(20)的外缘密封贴合固定安装于第一环形压板(19)下端，两个所述第一弹性鼓膜片(20)的中部之间设有密封弹性气囊腔(22)，所述第一弹性鼓膜片(20)的横截面呈波浪线结构。

10.根据权利要求9所述的一种高压燃油泵，其特征在于：所述弹性鼓膜腔内还设置有位于第一鼓膜组件下方的第二鼓膜组件，所述第二鼓膜组件和第一鼓膜组件之间设有第一弹性密封腔(25)、所述第二鼓膜组件和弹性鼓膜腔的底部之间设有第二弹性密封腔(26)，所述第一鼓膜组件包括第二环形压板(23)和两个安装于第二环形压板(23)下端的第二弹性鼓膜片(24)，所述第二环形压板(23)采用弹性材料，所述第二环形压板(23)和第一环形压板(19)相互适配构成夹合两个第一弹性鼓膜片(20)的夹合卡位结构，所述第二环形压板(23)的中间设有径向向外凸起弹性弯曲凸环，两个所述第二弹性鼓膜片(24)相互叠合安装，两个所述第二弹性鼓膜片(24)的外缘相互贴合安装于第二环形压板(23)和弹性鼓膜腔设有的环形凸起部之间。