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CN105508107A - 集成式柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成 - Google Patents

集成式柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成 Download PDF

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王雷
解芳
奚阳
李世明
杨涛
白阳
赵宇鑫
陈荫
康凯
周峰
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Abstract

本发明公开了一种集成式柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成，包括进油计量阀、密封钢球、排气螺栓、排气螺栓密封垫圈、挺柱部件、弹簧座、油阀部件、出油阀弹簧、控油阀上座、第二O型密封圈、控油阀紧帽、回油接头、柱塞弹簧、组合密封垫圈、进油螺栓部件、柱塞偶件、整体柱塞套、柱塞；本发明外型结构简单、紧凑、轻便、所需安装空间小，在满足安装要求的条件下，可以灵活匹配各种机型的发动机，高压油泵的安装数量可以根据发动机的缸数确定；本发明过滤结构的设计，改善了柴油的清洁度，延长了易损件的使用寿命，降低了故障发生概率；本发明通过对控制手段的改进，可以精确控制高压油泵的供油量和压力，从而满足更高的排放要求。

Description

集成式柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成
技术领域
本发明属于汽车制造领域，涉及一种柴油机的配套装置，尤其涉及一种柴油机用高压油泵。
背景技术
随着排放法规的日益严格，电控燃油喷射系统已成为柴油机燃油喷射系统的主流。柴油机的电控技术为柴油发动机获得更好的排放指标、动力性能与经济性能提供了现实可能性。单体泵是单体泵电控燃油喷射系统的重要组成部分，其技术水平直接决定了终端产品的可靠性、动力性、经济性。因此，解决高压油泵的供油稳定性、供油能力，可安装性，加工成本低，就成了产品开发必须考虑的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的市场需求，开发的一种集成式柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成，该单缸泵的结构简单、紧凑，加工成本低，装配便捷，匹配灵活，供油稳定。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种集成式柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成，包括：进油计量阀、密封钢球、排气螺栓、排气螺栓密封垫圈、挺柱部件、弹簧座、油阀部件、出油阀弹簧、控油阀上座、第二O型密封圈、控油阀紧帽、回油接头、柱塞弹簧、组合密封垫圈、进油螺栓部件、柱塞偶件、整体柱塞套、柱塞；
所述的进油计量阀通过螺钉和弹簧垫圈固定在整体柱塞套上，通过进油计量阀上的O型密封圈密封和分割油腔；所述的密封钢球与整体柱塞套过盈配合密封油路，防止燃油外漏；所述的油阀部件和控油阀上座依次放入整体柱塞套的中孔中，通过控油阀紧帽压紧，控油阀紧帽和整体柱塞套之间通过螺纹连接并通过第二密封圈密封，出油阀弹簧的两端分别抵在控油阀上座的出油孔底部和油阀部件的钢球上；柱塞与整体柱塞套进行选配后组成柱塞偶件；所述排气螺栓与整体柱塞套通过螺纹连接并通过排气螺栓密封垫圈密封，所述的弹簧座套在柱塞头部，所述的挺住部件与弹簧座低端贴合；所述的进油螺栓部件与整体柱塞套通过螺纹连接，组合密封垫圈套在进油螺栓部件上与低压油管接头连接时起密封作用；所述的回油接头与整体柱塞套过盈配合，通过密封胶密封，结构简单；所述的柱塞弹簧介于整体柱塞套和弹簧座之间，通过柱塞偶件的自吸力防止柱塞、柱塞弹簧和弹簧座脱落，所述的自吸力是压装柱塞偶件时排空高压腔内的空气产生的负压力，所述的柱塞偶件的自吸力略大于柱塞弹簧的弹簧力。
进一步地，所述的整体柱塞套上设有排气结构，该排气结构位于进油计量阀侧向，与进油螺栓部件在同一横截面上，高压油泵首次工作时，需拆下排气螺栓，将发动机输油管路中的空气排空，避免发动机由于排气不畅导致无法启动的现象，同时也防止了空气进入进油计量阀及高压油路中，避免了零件的气穴现象。
进一步地，所述的整体柱塞套设有减压回油槽，该减压回油槽为环槽结构，与回油油路连通，位于整体柱塞套与柱塞配合面上，由于燃油的可压缩性与惯性，压力的传播和反射，油阀部件、柱塞和整体柱塞套之间组成的高压腔内将产生压力波，压力波在高压腔到减压回油槽之间不断衰减，趋于回油压力。
进一步地，所述的整体柱塞套上设有配重工艺孔，由于整体柱塞套的重心与中心不重合，通过配重工艺孔给整体柱塞套进行配重，解决了由于整体柱塞套不对称导致的重心偏移现象，确保了零件的加工性，同时也保证了工件去重的需求。
进一步地，所述的进油螺栓部件内设有进油螺栓滤网，在进油计量阀前端装有进油计量阀滤网，对进入整体柱塞套中的柴油进行两次过滤，确保进入高压油泵的柴油清洁度，降低了产品的故障率，延长了工件的使用寿命。
进一步地，所述的油阀部件由阀座、进油阀、进油阀弹簧、弹簧座、卡环和出油阀钢球组成，集进油和出油结构为一体，结构简单，便于安装和加工。
进一步地，所述的高压油泵总成的油路，排气过程，柴油经过进油螺栓部件的过滤进入进油计量阀前端的油腔中，该油腔由整体柱塞套和进油计量阀组成，通过整体柱塞套上的排气孔返回油箱；工作过程，柴油经过进油螺栓部件的过滤进入进油计量阀前端的油腔中，进油计量阀开启，柴油经进油计量阀、整体柱塞套和控油阀上座上的油路进入油阀部件的进油腔，进油阀打开，柱塞下行，柴油进入柱塞顶端的高压腔，柱塞上行，进油阀关闭，出油阀钢球开启，柴油经油阀部件的出油腔、控油阀紧帽进入通往共轨管的油路中，柱塞与整体柱塞套之间渗漏的柴油经减压回油槽、回油接头返回油箱。
本发明的有益效果是：
1.本发明外型结构简单、紧凑、轻便、体积小，所需安装空间小，便于安装，在满足安装要求的条件下，可以灵活匹配各种机型的发动机，高压油泵的安装数量可以根据发动机的缸数确定；
2.本发明零件结构简单，综合考虑了加工中的难点，增设了便于加工的工艺结构，大大降低了原材料和加工的成本；
3.本发明过滤结构的设计，改善了柴油的清洁度，延长了易损件的使用寿命，降低了故障发生概率；
4.本发明通过对控制手段的改进，可以精确控制高压油泵的供油量和压力，从而满足更高的排放要求；
5.本发明通过对油路的优化、简化，零件间的拼接、整合设计，大大降低了加工的难度，装配简单。
附图说明
图1为本发明的结构剖视图；
图2为本发明的结构主视图；
图3为油阀部件的结构图；
图中，进油计量阀1、密封钢球2、排气螺栓3、排气螺栓密封垫圈4、进油计量阀滤网5、挺柱部件6、弹簧座7、第一O型密封圈8、油阀部件9、出油阀弹簧10、控油阀上座11、第二O型密封圈12、控油阀紧帽13、回油接头14、螺钉15、弹簧垫圈16、柱塞弹簧17、组合密封垫圈18、进油螺栓部件19、柱塞偶件20、整体柱塞套21、柱塞22、配重工艺孔23、减压回油槽24、排气结构25、进油螺栓滤网26、阀座27、进油阀28、进油阀弹簧29、弹簧座30、卡环31、出油阀钢球32。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图1、2所示，本发明提出的一种集成式柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成，包括：进油计量阀1、密封钢球2、排气螺栓3、排气螺栓密封垫圈4、挺柱部件6、弹簧座7、油阀部件9、出油阀弹簧10、控油阀上座11、第二O型密封圈12、控油阀紧帽13、回油接头14、柱塞弹簧17、组合密封垫圈18、进油螺栓部件19、柱塞偶件20、整体柱塞套21、柱塞22。
所述的进油计量阀1通过螺钉15和弹簧垫圈16固定在整体柱塞套21上，通过进油计量阀1上的O型密封圈密封和分割油腔；所述的密封钢球2与整体柱塞套21过盈配合密封油路，防止燃油外漏；所述的油阀部件9和控油阀上座11依次放入整体柱塞套21的中孔中，通过控油阀紧帽13压紧，控油阀紧帽13和整体柱塞套21之间通过螺纹连接并通过第二密封圈12密封，出油阀弹簧10的两端分别抵在控油阀上座11的出油孔底部和油阀部件9的钢球上；柱塞22与整体柱塞套21进行选配后组成柱塞偶件20；所述的第一O型密封圈8用于高压油泵总成与缸盖之间的密封，所述排气螺栓3与整体柱塞套21通过螺纹连接并通过排气螺栓密封垫圈4密封，所述的弹簧座7套在柱塞22头部，所述的挺住部件6与弹簧座7低端贴合；所述的进油螺栓部件19与整体柱塞套21通过螺纹连接，组合密封垫圈18套在进油螺栓部件19上与低压油管接头连接时起密封作用；所述的回油接头14与整体柱塞套21过盈配合，通过密封胶密封，结构简单。
所述的整体柱塞套21上设有排气结构25，该排气结构25位于进油计量阀1侧向，与进油螺栓部件19在同一横截面上，高压油泵首次工作时，需拆下排气螺栓3，将发动机输油管路中的空气排空，避免发动机由于排气不畅导致无法启动的现象，同时也防止了空气进入进油计量阀1及高压油路中，避免了零件的气穴现象。
所述的整体柱塞套21设有减压回油槽24，该减压回油槽24为环槽结构，与回油油路连通，位于整体柱塞套21与柱塞22配合面上，由于燃油的可压缩性与惯性，压力的传播和反射，油阀部件9、柱塞22和整体柱塞套21之间组成的高压腔内将产生压力波，压力波在高压腔到减压回油槽24之间不断衰减，趋于回油压力。
所述的整体柱塞套21上设有配重工艺孔23，由于整体柱塞套21的重心与中心不重合，通过配重工艺孔23给整体柱塞套21进行配重，解决了由于整体柱塞套21不对称导致的重心偏移现象，确保了零件的加工性，同时也保证了工件去重的需求。
所述的柱塞弹簧17介于整体柱塞套21和弹簧座7之间，通过柱塞偶件20的自吸力防止柱塞22、柱塞弹簧17和弹簧座7脱落，所述的自吸力是压装柱塞偶件20时排空高压腔内的空气产生的负压力。所述的柱塞偶件20的自吸力略大于柱塞弹簧17的弹簧力。
所述的进油螺栓部件19内设有进油螺栓滤网26，在进油计量阀1前端装有进油计量阀滤网5，对进入整体柱塞套21中的柴油进行两次过滤，确保进入高压油泵的柴油清洁度，降低了产品的故障率，延长了工件的使用寿命。
所述的油阀部件9由阀座27、进油阀28、进油阀弹簧29、弹簧座30、卡环31和出油阀钢球32组成，集进油和出油结构为一体，结构简单，便于安装和加工。
所述的高压油泵总成的油路，排气过程，柴油经过进油螺栓部件19的过滤进入进油计量阀1前端的油腔中，该油腔由整体柱塞套21和进油计量阀1组成，通过整体柱塞套21上的排气孔返回油箱；工作过程，柴油经过进油螺栓部件19的过滤进入进油计量阀1前端的油腔中，进油计量阀1开启，柴油经进油计量阀1、整体柱塞套21和控油阀上座11上的油路进入油阀部件9的进油腔，进油阀28打开，柱塞22下行，柴油进入柱塞22顶端的高压腔，柱塞22上行，进油阀28关闭，出油阀钢球32开启，柴油经油阀部件9的出油腔、控油阀紧帽13进入通往共轨管的油路中，柱塞22与整体柱塞套21之间渗漏的柴油经减压回油槽24、回油接头14返回油箱。
本发明的工作过程如下：
高压油泵首次工作时，需将排气螺栓3拆下，排空发动机输油管路中空气。
高压油泵工作时，柴油经进油螺栓部件19中的进油螺栓滤网和进油计量阀1前端的进油计量阀滤网5过滤后，进入进油计量阀1前端，外部输入的电信号控制进油计量阀1开启，柴油进入整体柱塞套21的油路中，此时，弹簧座7受柱塞弹簧17的弹簧力作用推动柱塞22和挺住部件6跟随驱动轴下行，油阀部件9中的进油阀开启，柴油经控油阀上座11和油阀部件9上的油路进入柱塞22顶部由油阀部件9、整体柱塞套21和柱塞22围成的容积腔中；驱动轴推动挺柱部件6和柱塞22上行，进油阀28关闭与阀座27密封，柱塞22顶部容积腔中的压力升高，出油阀钢球32开启，柴油经控油阀上座11和控油阀紧帽13上的油路进入油管，完成一个供油循环；整体柱塞套21和柱塞22之间渗漏的柴油进入减压回油槽，通过整体柱塞套21上的油路经回油接头14回到油箱。
本发明应用在轻型车的燃油共轨系统中，可以灵活匹配50KW以下的发动机，供油效率可以达到85％，高压油泵的安装数量可以根据发动机的缸数确定。

Claims (7)

1.一种集成式柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成，其特征在于，包括：进油计量阀(1)、密封钢球(2)、排气螺栓(3)、排气螺栓密封垫圈(4)、挺柱部件(6)、弹簧座(7)、油阀部件(9)、出油阀弹簧(10)、控油阀上座(11)、第二O型密封圈(12)、控油阀紧帽(13)、回油接头(14)、柱塞弹簧(17)、组合密封垫圈(18)、进油螺栓部件(19)、柱塞偶件(20)、整体柱塞套(21)、柱塞(22)；所述的进油计量阀(1)固定在整体柱塞套(21)上，通过进油计量阀(1)上的O型密封圈密封和分割油腔；所述的密封钢球(2)与整体柱塞套(21)过盈配合；所述的油阀部件(9)和控油阀上座(11)依次放入整体柱塞套(21)的中孔中，通过控油阀紧帽(13)压紧，控油阀紧帽(13)和整体柱塞套(21)螺纹连接并通过第二密封圈(12)密封，出油阀弹簧(10)的两端分别抵在控油阀上座(11)的出油孔底部和油阀部件(9)的钢球上；柱塞(22)与整体柱塞套(21)进行选配后组成柱塞偶件(20)；所述排气螺栓(3)与整体柱塞套(21)通过螺纹连接并通过排气螺栓密封垫圈(4)密封，所述的弹簧座(7)套在柱塞(22)头部，所述的挺住部件(6)与弹簧座(7)低端贴合；所述的进油螺栓部件(19)与整体柱塞套(21)螺纹连接，组合密封垫圈(18)套在进油螺栓部件(19)上；所述的回油接头(14)与整体柱塞套(21)过盈配合；所述的柱塞弹簧(17)置于整体柱塞套(21)和弹簧座(7)之间。
2.根据权利要求1所述一种集成式柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成，其特征在于，所述的整体柱塞套(21)上设有排气结构(25)，该排气结构(25)位于进油计量阀(1)侧向，与进油螺栓部件(19)在同一横截面上，高压油泵首次工作时，需拆下排气螺栓(3)，将发动机输油管路中的空气排空。
3.根据权利要求1所述一种集成式柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成，其特征在于，所述的进油螺栓部件(19)内设有进油螺栓滤网(26)，在进油计量阀(1)前端装有进油计量阀滤网(5)。
4.根据权利要求1所述一种集成式柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成，其特征在于，所述的整体柱塞套(21)上设有配重工艺孔(23)，通过配重工艺孔(23)给整体柱塞套(21)进行配重。
5.根据权利要求1所述一种集成式柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成，其特征在于，所述的整体柱塞套(21)设有减压回油槽(24)，该减压回油槽(24)为环槽结构，与回油油路连通，位于整体柱塞套(21)与柱塞(22)配合面上。
6.根据权利要求5所述一种集成式柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成，其特征在于，所述的油阀部件(9)由阀座(27)、进油阀(28)、进油阀弹簧(29)、弹簧座(30)、卡环(31)和出油阀钢球(32)组成。
7.根据权利要求6所述一种集成式柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成，其特征在于，所述的高压油泵总成的油路，排气过程，柴油经过进油螺栓部件(19)的过滤进入进油计量阀(1)前端的油腔中，该油腔由整体柱塞套(21)和进油计量阀(1)组成，通过整体柱塞套(21)上的排气孔返回油箱；工作过程，柴油经过进油螺栓部件(19)的过滤进入进油计量阀(1)前端的油腔中，进油计量阀(1)开启，柴油经进油计量阀(1)、整体柱塞套(21)和控油阀上座(11)上的油路进入油阀部件(9)的进油腔，进油阀(28)打开，柱塞(22)下行，柴油进入柱塞(22)顶端的高压腔，柱塞(22)上行，进油阀(28)关闭，出油阀钢球(32)开启，柴油经油阀部件(9)的出油腔、控油阀紧帽(13)进入通往共轨管的油路中，柱塞(22)与整体柱塞套(21)之间渗漏的柴油经减压回油槽(24)、回油接头(14)返回油箱。
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