轻量化高压泵滚子挺柱的制作方法

文档序号:15579038发布日期:2018-09-29 06:22

本发明涉及发动机设备技术领域,特别涉及轻量化高压泵滚子挺柱。



背景技术:

滚子挺柱是一种采用高压油泵系统的汽车发动机的重要部件,安装在驱动凸轮和挺柱之间,将驱动凸轮的旋转运动转化为直线往复运动同时推动挺柱运动,主要结构包括导向套、支架、滚子及销轴。

现有的高压油泵滚子挺柱的导向套为圆柱形筒状壳体,由复杂的冷成型加工制成,工艺流程复杂,机加工成本高昂,导致挺柱成本很高,也无法优化材料的使用效率;有的导向套与支架为锻造一体成型,导致外部驱动凸轮作用在支架上的侧向力会传递至导向套,既会导致导向套变形,也会导致导向套在缸体内发生晃动,使缸体和导向套产生损伤;也有呈U型的支架,两侧壁的结构加上其结构导致的导向套宽度增加,加大了整体结构的重量,加大了运动惯性力,导致摩擦与磨损。

还有,如图1和图2所示为专利号US7793583的专利所公开的滚子挺柱的两种导向套与支架结构,两者都通过结构A的相抵形成配合,而导向套上结构A的形成需要通过冲断结构B来实现,但是导向套挤压变形处冲断会影响整体结构强度。其中,图1所示支架上的结构A为用于避让滚子的弧形结构C两侧的延伸,相应的冲断结构B的形状也是弧形的,存在以下缺点:缺点1,支架为弧形板结构,其内凹的结构A弧形半径与导向套上相配合的结构A凸起半径有较高的配合要求,加工成本高;缺点2,弧形支架与导向套配合后,沿水平方向没有足够的限位,会有较大串动,影响弧形支架工作面与高压泵柱塞端部之间的工作接触面积,或是导向套与支架的结构A错位,或是与滚子形成干涉;缺点3,弧形支架与导向套之间为在导向套的轴向上没有足够的限位,不便于装配且结构不稳定。图2所示导向套与支架的结构A相抵面为平面,冲断结构B的形状也是直线,支架上的结构A从两侧凸起于用于避让滚子的弧形结构C, 除了存在图1结构的缺点外,还有支架的成型工艺较复杂,需要拉伸成型,两个限位平面的平面度要求较高的缺点。

此外,现有定位块安装于导向套,导向套厚度较薄,刚度较小,在使用时,定位块会有脱落的现象。



技术实现要素:

本发明要解决现有技术的问题,提供轻量化高压泵滚子挺柱,结构与装配简单,零件数目少,降低了重量,减少各零件之间不必要的摩擦,提高了可靠性。

为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:

轻量化高压泵滚子挺柱,用于发动机喷油系统,安装于发动机缸盖中的油泵柱塞和驱动凸轮之间,包括导向套和销轴滚子套件,销轴滚子套件包括销轴、滚子及滚针,滚针位于销轴和滚子之间,导向套上部左右两侧对称位置开设有侧壁销孔,安装后,销轴架设于侧壁销孔中。

其中,所述导向套为整体成型的圆筒形结构,上部的左右两侧具有互相平行的挤压侧壁和前后两侧具有弧形侧壁,挤压侧壁的厚度大于弧形侧壁,弧形侧壁的厚度又大于导向套下部侧壁的厚度,导向套内侧的挤压侧壁下方形成弧形的台阶,侧壁销孔位于挤压侧壁;设有金属板冲压整体成型的盘形支架,从中间向外、从下向上依次为支架工作面、支架侧板及圆弧边,支架侧板和圆弧边呈环形结构,支架工作面和圆弧边分别与支架侧板弧形过渡,相当于盘形支架的支架工作面向下凸起。左右两侧的圆弧边与台阶相抵且底部外侧设有一对或多对下沉式的限位槽,台阶上对应位置设有限位突起,装配后盘形支架的圆弧边落于台阶范围内,限位突起落于限位槽内,起到限位作用,防止盘形支架的摆动和位移。

作为优选,所述挤压侧壁的外轮廓与弧形侧壁的外轮廓光滑过渡,所述挤压侧壁的内轮廓凸出于弧形侧壁的内轮廓。相当于挤压侧壁厚度超出的部分位于导向套内侧,外轮廓没有额外的折弯结构,可以有效地减轻导向套的重量,并且光滑过渡其内部应力传递更连续,保证了其结构强度。

作为优选,所述圆弧边的厚度大于支架工作面的厚度。保证工作面的平面度,有效避免凸起过多引起的过度拉伸,同时避免和柱塞组件的干涉。圆弧边的厚度大于支架工作面的厚度,能够有效保证结构强度,并且材料成型过程中流动性好,便于加工。

作为优选,所述支架工作面底部为平面或曲面。

作为优选,所述销轴两端具有旋铆变形,旋铆变形的角度为5°-25°,变形量大于0.1mm,保证旋铆后销轴不易脱落。所述滚子两端与挤压侧壁之间具有间隙,间隙宽度为0.2mm-0.8mm,确保滚子可以自由转动。

作为优选,所述导向套前后两侧的其中一侧开设有窗口,定位块固定安装在窗口内且部分凸出于导向套外轮廓。所述定位块包括定位块头部和定位块支脚,定位块头部外端为圆弧面,定位块支脚后部中间设有开口槽并向两侧张开,可以增加定位块的弹性变形,方便装配,并且不易脱落。

作为优选,所述定位块头部和所述定位块支脚连接部位设为向内收缩的颈部,装配时能够有效避让,并且不易脱落。

作为优选,所述定位块头部圆弧面的最外端部分设为平面结构,防止高压泵滚子挺柱在发动机缸内干涉,具有良好的装配性能。

作为优选,所述定位块为退火材料,材料硬度≤40HRC,有利于零件加工成型。

作为优选,所述导向套前后两侧的其中一侧开设有窗口,所述盘形支架的相应圆弧边上设有凸块且伸出窗口,导向套前后两侧的另一侧设有内折板或内凹。

本发明的有益效果在于:1. 盘形支架由钢板整体冲压成型,和传统U形支架相比,去除了两侧壁,并且减小了圆弧侧壁之间的宽度,大大减轻了结构重量,实现了整体结构的轻量化,降低运动惯性力,减小摩擦与磨损,工作稳定,提高发动机效率。

2.零件形式的简单使整体结构简化,降低成本。

3.外轮廓即为导向套,整体高度均具有导向功能,可在整个高度内起到导向作用,使其工作时更加稳定,且整体机构高度较短。

4.与一体化结构比较,定位块的安装方式可确保其在正常工作时不出现脱落。

附图说明

图1是现有技术的一种结果示意图;

图2是现有技术的另一种结果示意图;

图3是本发明实施例一的工作示意图;

图4是本发明实施例一的结构爆炸图;

图5是本发明实施例一中盘形支架装配前后的剖面示意图;

图6是本发明实施例一中盘形支架装配前后的仰视图;

图7是本发明实施例一中盘形支架的剖面示意图;

图8是本发明实施例一中导向套的俯视图;

图9是本发明实施例一中销轴的结构示意图;

图10是图9中D处的放大示意图;

图11是本发明实施例一中定位块的结构示意图;

图12是本发明实施例一中定位块装配前后的剖面示意图;

图13是本发明实施例二的剖面示意图;

图14是本发明实施例二的立体剖面示意图。

图中:1、导向套;1.1、侧壁圆孔;1.2、挤压侧壁;1.3、弧形侧壁;1.4、窗口;1.5、台阶;1.6、限位突起;1.7、间隙;1.8、内折板;2、盘形支架;2.1、支架工作面;2.2、支架侧板;2.3、限位槽;2.4、圆弧边;2.5、凸块;3、销轴滚子套件;3.1、销轴;3.2、滚子;3.3、滚针;3.4、旋铆变形;4、定位块;4.1、定位块头部;4.2、定位块支脚;4.3、开口槽;4.4、颈部;4.5、平面;5、油泵柱塞;6、驱动凸轮。

具体实施方式

下面通过具体实施方式和附图对本发明作进一步的说明。

实施例一:如图3和图4所示,轻量化高压泵滚子挺柱,用于发动机喷油系统,安装于发动机缸盖中的油泵柱塞5和驱动凸轮6之间,包括导向套1、盘形支架2、销轴滚子套件3及定位块4,销轴滚子套件3包括销轴3.1、滚子3.2及滚针3.3,导向套1上部左右两侧对称位置开设有侧壁销孔1.1,前后两侧的其中一侧开设有窗口1.4。

结合图8所示,导向套1上部具有两段挤压侧壁1.2和两段弧形侧壁1.3,挤压侧壁1.2的厚度大于弧形侧壁1.3,导向套1内侧的挤压侧壁1.2下方形成台阶1.5,侧壁销孔1.1位于挤压侧壁1.2。其中,挤压侧壁1.2的外轮廓与弧形侧壁1.3的外轮廓光滑过渡,挤压侧壁1.2的内轮廓凸出于弧形侧壁1.3的内轮廓。

结合图5-7所示,盘形支架2从中间向外、从下向上依次为支架工作面2.1、弧形过渡的支架侧板2.2及圆弧边2.4,并且圆弧边2.4的厚度大于支架工作面2.1的厚度,支架工作面2.1向下凸起的高度为0.1mm~0.5mm,通过局部塑形得到,仅在工作区域范围内施加变形,有利于减少模具成型时的工作力,又能保证工作平面的粗糙度和平面度,同时避免外工作区域附近的材料壁厚减薄,在保证结构强度的前提下,做到轻量化设计。凸起支架工作面2.1的另一个重要功能是避免和柱塞组件的零件干涉,支架工作面2.1底部可以为平面或曲面。左右两侧的圆弧边2.4与台阶1.5相抵形成配合实现定位,圆弧边2.4底部外侧设有一对或多对限位槽2.3,通过挤压塑性变形,使导向套1的台阶1.5上对应限位槽2.3处的侧壁材料流动,侧壁材料流入到限位槽2.3的凹陷处,形成限位突起1.6,实现导向套1和盘形支架2的连接及限位。此外,前后两侧的圆弧边2.4边缘去除部分材料,与导向套1内壁具有间隙,在保证强度的同时,实现减重。

结合图9-10所示,销轴3.1两端具有旋铆变形3.4,旋铆变形3.4的角度为5°-25°,变形量大于0.1mm,结合图5所示,滚子3.2两端与挤压侧壁1.2之间具有间隙1.7,间隙宽度为0.2mm-0.8mm。

结合图3-4和图11-12所示,导向套1前后两侧的其中一侧开设有窗口1.4,窗口1.4内设有定位块4,定位块4包括定位块头部4.1和定位块支脚4.2,定位块头部4.1部分凸出导向套1外轮廓,定位块头部4.1外端为圆弧面,且在圆弧面的最外端部分设为平面4.5结构。定位块支脚4.2后部中间设有开口槽4.3,装配之前,定位块支脚4.2的外侧面平行,并且其距离w1小于导向套1的窗口1.4宽度尺寸W1,装配时,定位块支脚4.2可以顺利的插入窗口1.4内,通过装配工具使开口槽4.3向外扩张并塑性变形,定位块支脚4.2变形后,外侧面为倒锥角度,其最外部的宽度尺寸w2大于导向套1的方窗尺寸W1,使定位块4不易从导向套1的窗口1.4中脱落。其中,定位块头部4.1和定位块支脚4.2连接部位设为向内收缩的颈部4.4,保证装配后与窗口1.4外端面贴合,避免定位块4装配不到位而导致定位块4与缸盖的导向孔干涉。此外,定位块4为退火材料,材料硬度≤40HRC,其目的是有利于装配时开口槽4.3塑性变形,同时保证不会因高硬度过高而产生开裂。

实施例二:结合图13和图14所示,与实施例一的区别在于,没有定位块4结构,通过在盘形支架2前后两侧的其中一侧圆弧边2.4上设置伸出窗口1.4的凸块2.5,起到与定位块4一样的作用,同时导向套1另一侧通过切割形成内折板1.8或通过挤压形成内凹,与盘形支架2圆弧边2.4的底部相抵形成配合。

以上所述仅为本发明的具体实施例,但本发明的结构特征并不局限于此,本发明可以用于类似的产品上,任何本领域的技术人员在本发明的领域内,所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

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