CN102536565A - 消除电控高压油泵柱塞偶件液压夹紧力的柱塞偶件 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种消除电控高压油泵柱塞偶件液压夹紧力的柱塞偶件，在所述柱塞套孔壁的柱塞导向段L3～L2之间的交界处制有内孔环槽，这是现有技术环形所没有的，柱塞套前端面至内孔环槽的距离L3和内孔环槽至环形均压环槽的距离L2是柱塞导向段，且L2的末端是柱塞导向段的到头运动极限，柱塞后部端面至均压环槽的距离L1是液压燃油导向的高压密封段，所述柱塞导向段和高压密封段由上述内孔环槽隔开。本发明通过将柱塞导向段和高压密封段隔开的内孔环槽，解决了现有技术不能完全消除液压夹紧力对柱塞偶件的磨损或被卡死的现象的问题。

Description

消除电控高压油泵柱塞偶件液压夹紧力的柱塞偶件

技术领域

本发明涉及一种电控燃料油喷射的缸内直喷汽油机高压油泵柱塞运动副偶件。缸内直喷汽油机高压油泵是位高压油轨提供高压燃油(汽油)的油泵，其压力比现有电控缸外喷射所需要的压力高很多，可以达到20MPa之高。

液压夹紧力是液压技术中的一个技术术语。产生液压夹紧力的原因是当一个轴和一个轴套配合，在轴和轴套两端压力不同，如果轴和轴套两端的间隙也不同，当间隙大的一端的压力低于间隙小的一端的压力时，就会产生液压夹紧力。由于轴和轴套在加工时不会是理想状态，误差总是存在的，因此产生夹紧力的条件会随机发生。作为油泵柱塞运动副的柱塞和柱塞套配合构成的柱塞偶件就属于这种情况。

在图2所示的现有技术柱塞偶件结构中，柱塞套2是一个圆筒形构件，柱塞1在柱塞套2的容腔内可滑动。但液压夹紧力使所述柱塞1偏向所述柱塞套2的圆柱孔的一边，随机产生很大的摩擦力，导致所述柱塞1和所述柱塞套2的接触面因磨损加剧而失效。因此减小偶件可能出现的液压夹紧力至关重要。在同轴线配合在柱塞套中的柱塞零件的内径与外径之间，中部设置的环形凹槽101两端的形位误差容易形成一个锥状间隙，当间隙小的一端的压力高于另一端时，低粘度的汽油就会在柱塞套和柱塞两个配合零件之间产生最大值为

$F_m=\frac{\mathrm{\πdl}}{4}\{(\mathrm{\ϵ}+1)\sqrt{\frac{\mathrm{\ϵ}-1}{\mathrm{\ϵ}+3}}+1-\mathrm{\ϵ}\}\mathrm{\Δp}$ 的液压夹紧力

式中：F_m为液压夹紧力的最大值，d为柱塞偶件的配合直径，l为偶件的配合长度，ε为柱塞1不对中时两侧的间隙差，Δp为配合长度两端的压力差Δp＝p₁-p₂，p₁为柱塞右端的压力，p₂为柱塞导向段与高压密封段之间开槽处的槽内压力。

由于柱塞套中的柱塞配合间隙小而产生的液压夹紧力，易导致柱塞套中的柱塞偶件磨损或被卡死。通常为减少柱塞偶件的液压夹紧力，现有技术一般采用在图2所示柱塞偶件的圆柱面上开一个上述环形凹槽形状的环形均压环槽101，以减小汽油机缸内直接喷射电控高压油泵柱塞套与柱塞偶件之间的液压夹紧力，现有技术用这种只有一个与高压油腔相通的径向孔6的方法减小液压夹紧力的不足之处在于，不能完全消除液压夹紧力对柱塞偶件的磨损或被卡死的现象。而且柱塞套2中段内的均压环槽101与径向孔6只有一边相通的不对称结构导致该径向孔内所受的液体的压力p₂使所述柱塞1紧贴在柱塞套2的下边，形成不对称的受力状态，构成容易导致柱塞可能的磨损失效摩擦力。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术高压油泵中柱塞和柱塞套在工作时液压夹紧力较大，容易导致其配合磨损失效的缺陷，提供一种能够提高高压油泵柱塞偶件可靠性和耐久性，并能消除液压夹紧力导致偶件磨损或卡死现象的柱塞偶件。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种消除电控高压油泵柱塞偶件液压夹紧力的柱塞偶件，包括，同轴装配在柱塞套中的柱塞，其特征在于，在所述柱塞套2孔壁的柱塞导向段L3～L2之间的交界处制有内孔环槽102，所述该环槽102是现有技术所没有的，所述环槽102上下方制有对称中心轴线的径向孔3，因为在A-A至B-B区段处于低压腔位置，低压腔的压力为p₃，所述该径向孔3与低压油腔相通，承受的压力为p₃，所述该环槽102和径向孔3是现有技术所没有的，在所述柱塞套2孔壁的柱塞导向段L2～L1之间的交界处制有内孔环槽101，所述环槽101上下方也制有对称中心轴线的径向孔5，因为在B-B至C-C区段处于高压腔位置，高压腔的压力为p₂，所述该径向孔油孔5与高压油腔相通，承受的压力为p₂，其中，柱塞套2左端面至内孔环槽102的距离L3和柱塞套2右端面至内孔环槽101的距离L1是柱塞导向段，内孔环槽102至环形均压环槽101的距离L2兼有柱塞导向和高压密封作用，称为高压密封段，所述柱塞套内孔环槽102将高低压隔开。现有技术只有一个与高压油腔相通的径向孔6，因为径向孔6处于B-B至C-C区段处于高压腔位置，高压腔的压力为p₂。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

本发明通过在柱塞套的导向段与高压密封段交界处开槽，采用在柱塞导向段末端使该柱塞导向段不参与高压密封，将柱塞导向段和高压密封段隔开的内孔环槽102，使导向段两端承受相同压力。由于柱塞导向段与高压密封段之间开槽处的槽内压力p₂≈p₁，所以有：Δp＝p₁-p₂≈0，于是：

$F_m=\frac{\mathrm{\πdl}}{4}\{(\mathrm{\ϵ}+1)\sqrt{\frac{\mathrm{\ϵ}-1}{\mathrm{\ϵ}+3}}+1-\mathrm{\ϵ}\}\mathrm{\Δp}=0$

上式说明，利用柱塞套的凹槽使柱塞导向段稳定地对中，消除了可能产生的液压夹紧力。

通过在柱塞套设置不参与高压密封的柱塞导向段和高压密封段，并用环槽隔开，使导向段前后两端承受相同压力，减小了柱塞套与柱塞配合间隙形成锥状间隙的形成机会，同时减少柱塞和柱塞套在工作中产生的液压夹紧力，使得电控高压油泵柱塞偶件可以消除液压夹紧力。

本发明利用在柱塞套内孔制有的环形凹槽和对称径向孔消除柱塞1与述柱塞套2的液压夹紧力来减少柱塞和柱塞套之间的磨损，提高了高压油泵的可靠性和耐久性，解决了现有技术在柱塞偶件仅有一个均压槽和不对称径向孔，不能完全消除液压夹紧力对柱塞偶件的磨损或被卡死的现象的问题。

附图说明

图1是本发明消除电控高压油泵柱塞偶件液压夹紧力的柱塞偶件的构造示意图。

图2是现有技术电控高压油泵柱柱塞偶件的结构原理剖视图。

图中：1柱塞，2柱塞套，3径向孔，4高压腔，5径向孔，6径向孔，101均压环槽，102内孔环槽。

具体实施方式

在图1中，柱塞偶件所受压力分为高压p₂、低压p₃和发动机曲轴箱压力p₁，图中所示A-A以左为发动机曲轴箱压力p₁，A-A至B-B区间的压力为低压压力p₃，C-C以右为高压p₂，其中，低压压力p₃和发动机曲轴箱压力p₁相差不大，用于消除电控高压油泵柱塞偶件除液压夹紧力的柱塞偶件，由同轴配合在柱塞套2中的柱塞1和柱塞套2共同组成。柱塞套2是一个带有台阶端面轴的圆形筒体，台阶端面圆柱面上制有径向环形槽，所述该环槽用以将低压压力p₃于柱塞套左端的外部压力隔开，在所述柱塞套2孔壁相对于柱塞导向段L3～L2之间的交界处制有内孔环槽102，该内孔环槽102上制有与现有技术环形装相同的均压环槽101相同布局的径向孔3，所述该环槽102是现有技术所没有的，所述环槽102上下方制有对称中心轴线的径向孔3，所述该径向孔3与低压油腔相通，承受的压力为p₃，所述该环槽102和径向孔3是现有技术所没有的，在所述柱塞套2孔壁的柱塞导向段L2～L1之间的交界处制有内孔环槽101，所述环槽101上下方也制有对称中心轴线的径向孔5，所述该径向孔油孔5与高压油腔相通，承受的压力为p₂，这样就避免了现有技术中不对称孔的受力因素，现有技术只有一个与高压油腔相通的径向孔5，其中，柱塞套2左端面至内孔环槽102的距离L3和柱塞套2右端面至内孔环槽101的距离L1是柱塞导向段，内孔环槽102至环形均压环槽101的距离L2兼有柱塞导向和高压密封作用，称为高压密封段，所述柱塞套内孔环槽102将高低压隔开。与低压腔相通的对称径向孔3，承受低压压力，与柱塞高压腔4相通的对称径向孔5，所受的液体压力被称之为柱塞压力，其大小均为p₂，承受的压力与所述柱塞1右端所受的液体压力相等。

Claims (3)

1.一种消除电控高压油泵柱塞偶件液压夹紧力的柱塞偶件，包括，同轴装配在柱塞套（2）中的柱塞（1），其特征在于，在所述柱塞套（2）孔壁的柱塞导向段L3～L2之间的交界处制有将高低腔压隔开的内孔环槽（102），所述内孔环槽（102）上下方制有对称中心轴线并与低压油腔相通的径向孔（3），在上述柱塞导向段L2～L1之间交界处的内孔环槽（101）内同样制有对称中心轴线的径向孔（5），该径向孔（5）与高压油腔相通，其中，柱塞套（2）左端面至内孔环槽（102）的距离L3和柱塞套（2）右端面至内孔环槽（101）的距离L1是柱塞导向段，内孔环槽（102）至环形均压环槽（101）的距离L2兼有柱塞导向和高压密封作用，称为高压密封段。

2.如权利要求1所述的消除电控高压油泵柱塞偶件液压夹紧力的柱塞偶件，其特征在于，所述的柱塞导向段不参与对高压燃油的密封，高压密封段参与导向密封。

3.如权利要求1所述的消除电控高压油泵柱塞偶件液压夹紧力的柱塞偶件，其特征在于，与低压腔相通的对称径向孔（3），承受低压压力，与柱塞高压腔（4）相通的对称径向孔（5）所受的液体压力被称之为柱塞压力，其大小均为                                               

，承受的压力与所述柱塞（1）右端所受的液体压力相等。

Images