一种球面锥面复合启闭的共轨高压喷油泵的制作方法

技术领域：

本实用新型专利涉及柴油机用电控共轨式喷油系统，尤其涉及高压共轨喷油泵。

背景技术：
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随着柴油机高标准排放要求的实施，高压共轨系统的轨压要求也随之提高，为了满足高轨压泵的供油效率要求，产品的密封性必须具备极其高的要求，且进油快，出油压力高，反应速度快，使用寿命长，可靠性高等特点，同时还要确保加工、装配成本低，成品的一次装配合格率高。在现有的技术中，共轨喷油泵的泵油部件如图1所示，其控制部件采用分体式进、出油阀结构，这种分体结构存在密封性能差，可靠性低，且进油出油均采用钢球密封，在实际工作中钢球与对应的密封孔座面之间的实际密封面不固定，尤其是高压出油控制钢球，钢球与密封孔座面之间会不断产生冲击，使得原先的密封副破坏，密封精度难以稳定保证，加上分体组装结构的加工精度要求高、加工效率低、装配困难、高压泄漏风险高。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于提供一种球面锥面复合启闭的共轨高压油泵，它结构简单，加工成本低、生产效率、缩短装配时间，防泄漏，密封性能好，能提高喷油泵的泵油压力、供油效率和使用寿命。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种球面锥面复合启闭的共轨高压油泵，包括油管接头、密封圈、上弹簧、上阀芯、下弹簧、钢球、阀座、柱塞和阀体，其特征是：所述上阀芯由上柱体、密封锥体、导向柱和弹簧座孔组成，密封锥体设置在上柱体和导向柱之间，在密封锥体上设有密封锥体面，在导向柱上沿轴向设有轴向进油槽，弹簧座孔设置在导向柱的中心位置，弹簧座孔的孔径与下弹簧的外径相当，上柱体套装在上弹簧的内孔中，所述密封锥体的密封锥体面与阀座上端口的密封锥孔面密封配合；所述阀座为整体结构，包括横向进油孔、中心进油孔、存油腔、导向孔、密封锥孔面、竖直进油孔、顶隙油腔和钢球密封面，中心进油孔、存油腔、导向孔和密封锥孔面同轴设置，密封锥孔面设置在导向孔的上开口端，导向孔、存油腔和中心进油孔从上到下依次设置，横向进油孔与中心进油孔相通，竖直进油孔设置在存油腔与顶隙油腔之间，存油腔与顶隙油腔之间通过竖直进油孔相通；各零件之间的连接关系为：油管接头安装在阀体的上端，在油管接头与阀体之间设有密封圈，在阀体的上部空腔中布置有阀座，上阀芯设置在阀座与油管接头之间，在上阀芯与油管接头之间设有上弹簧，在上阀芯与钢球之间设有下弹簧和防转托，防转托设置在钢球与下弹簧之间，下弹簧设置在弹簧座孔中，防转托的定位托持面和钢球接触，钢球在下弹簧和防转托的压持下座落在阀座的中心进油孔的上端口处的钢球密封面上，在阀体的下部中心孔中设有可以上下移动的柱塞，在油管接头的中心设有高压出油通道，在油管接头与上阀芯之间存有高压油腔，在上阀芯的密封锥体与密封锥孔面相接触，导向柱套装在导向孔中，在阀座的下轴颈外圆与阀体之间形成环形油腔，环形油腔通过横向进油孔与中心进油孔相通，在阀体上设置连通环形油腔的阀体进油孔，在柱塞、阀座和阀体之间形成柱塞高压腔，在阀座内设置连通存油腔和柱塞高压腔的竖直进油孔，在阀体的下部设置回油通道。

进一步，所述在上柱体的中心设有中心出油孔，在上柱体与密封锥体的结合处的外圆侧面设有横向出油孔，横向出油孔与中心出油孔相通。

更进一步，横向出油孔沿周向间隔地设置在上柱体的外圆侧面上。

更进一步，横向出油孔的设置数量为2～8个。

更进一步，横向出油孔的设置数量为3～4个。

进一步，在导向柱上沿周向间隔地设有2个以上轴向进油槽。

更进一步，轴向进油槽的设置数量为2-8个。

更进一步，轴向进油槽的设置数量为3～4个。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用的技术方案是在进油部位采用球面密封结构，在出油部位采用锥面密封结构，与现有结构对比，具有以下优点：

第一、由于现有的阀座为分体式结构，其加工精度要求较高，良品率较低，加工成本高，结合面之间会产生泄漏，不能满足高压泵的极限压力要求，而本方案采用的整体式结构，可杜绝泄漏，且采用成型刀具直接加工，在有效确保加工精度的基础上，大大节约了加工成本，提高了生产效率；

第二、现有油泵进油和出油都采用钢球启闭，在低压出油口和高压出油口均采用钢球密封设计，上阀芯4采用钢球承受压大，仅用上弹簧3来进行限位复位可靠性差，一旦压偏就会泄漏，且钢球与密封锥体面接触线处的圆度、高压冲击后的变形，加上球阀结构的重复导向定位性较差，以上因素都会直接导致密封性能变差，而本实用新型方案，在低压进油口采用钢球密封结构，但增设了钢球的防转托，防止钢球在工作中转动，提高密封副的稳定，出油口采用锥体导向密封结构，密封副为锥面研磨密封副，在高压频繁冲击工况下，密封性能越用越可靠，提升了密封的可靠性，因此在高压出油口采用导向锥面密封结构，大大增强了整体结构的密封性能，有效提高了共轨喷油泵的泵油效率。

第三、现有分体式结构，安装时由于弹簧无法有效固定，难以一次性落座到钢球上，装配较为困难、费时，而本方案由于结构简单，将钢球、弹簧、阀芯依次放入阀座中即可，安装较为简便，有效缩短了装配时间。

附图说明：

图1为现有喷油泵的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为整体控制阀的结构示意图；

图4为上阀芯的结构示意图；

图5为图4中a-a剖视图；

图6为阀座的结构示意图；

图中：1-油管接头；2-密封圈；3-上弹簧；4-上阀芯；5-下弹簧；6-钢球；7-阀座；8-柱塞；9-阀体；10-高压出油通道；11-高压油腔；12-环形油腔；13-柱塞高压腔；41-上柱体；42-密封锥体；43-导向柱；44-弹簧座孔；45-密封锥体面；46-轴向进油槽；47-中心出油孔；48-横向出油孔；51-防转托；71-横向进油孔；72-中心进油孔；73-存油腔；74-导向孔；75-密封锥孔面；76-竖直进油孔；77-顶隙油腔；78-钢球密封面；79-下轴颈；91-阀体进油孔；92-回油通道。

具体实施方式：

下面结合附图举例说明本实用新型的具体实施方式：

实施例1：一种球面锥面复合启闭的共轨高压油泵，如图2-图6所示，包括油管接头1、密封圈2、上弹簧3、上阀芯4、下弹簧5、钢球6、阀座7、柱塞8和阀体9，其特征是：所述上阀芯4由上柱体41、密封锥体42、导向柱43和弹簧座孔44组成，密封锥体42设置在上柱体41和导向柱43之间，在密封锥体42上设有密封锥体面45，在导向柱43上设有轴向进油槽46，弹簧座孔44设置在导向柱43的中心位置，弹簧座孔44的孔径与下弹簧5的外径相当，上柱体41套装在上弹簧3的内孔中，在上柱体41的中心设有中心出油孔47，在上柱体41与密封锥体42结合处的外圆侧面上设有横向出油孔48，横向出油孔48与中心出油孔47相通；

所述密封锥体42的密封锥体面45与阀座7上端口的密封锥孔面75密封配合；所述阀座7为整体结构，包括横向进油孔71、中心进油孔72、存油腔73、导向孔74、密封锥孔面75、竖直进油孔76、顶隙油腔77和钢球密封面78，中心进油孔72、存油腔73、导向孔74和密封锥孔面75同轴设置，密封锥孔面75设置在导向孔74的上开口端，导向孔74、存油腔73和中心进油孔72从上到下依次设置，横向进油孔71与中心进油孔72相通，竖直进油孔76设置在存油腔73与顶隙油腔77之间，存油腔73与顶隙油腔77之间通过竖直进油孔76相通；各零件之间的连接关系为：油管接头1安装在阀体9的上端，在油管接头1与阀体9之间设有密封圈2，在阀体9的上部空腔中布置有阀座7，上阀芯4设置在阀座7与油管接头1之间，在上阀芯4与油管接头1之间设有上弹簧3，在上阀芯4与钢球6之间设有下弹簧5和防转托51，防转托51设置在钢球6与下弹簧5之间，下弹簧5设置在弹簧座孔44中，防转托51的定位托持面和钢球6接触，钢球6在下弹簧5和防转托51的压持下座落在阀座7的中心进油孔72的上端口处的钢球密封面78上，在阀体9的下部中心孔中设有可以上下移动的柱塞8，在油管接头1的中心设有高压出油通道10，在油管接头1与上阀芯4之间存有高压油腔11，在上阀芯4的密封锥体42与密封锥孔面75相接触，导向柱43套装在导向孔74中，在阀座7的下轴颈79外圆与阀体9之间形成环形油腔12，环形油腔12通过横向进油孔71与中心进油孔72相通，在阀体9上设置连通环形油腔12的阀体进油孔91，在柱塞8、阀座7和阀体9之间形成柱塞高压腔13，在阀座7内设置连通存油腔73和柱塞高压腔13的竖直进油孔76，在阀体9的下部设置回油通道92。

在本例中，三个横向出油孔48沿周向间隔地设置在上柱体41的外圆侧面上。在导向柱43上沿周向间隔地设有三个轴向进油槽46。

本实用新型的工作过程如下：

进油过程：柱塞8下行，柱塞高压腔13、竖直进油孔76及存油腔73内产生负压，存油腔73的压力低于中心进油孔72内的压力，燃油通过阀体进油通道91、横向进油孔71进入中心进油孔72中，然后克服下弹簧5的预紧力，推动钢球6上移打开，燃油再从中心进油孔72经存油腔73、竖直进油孔76流入柱塞高压腔13中；在此阶段上阀芯4以上的高压出油通道10和高压油管相连，高压油管内已存的高压油和上弹簧3产生的合力迫使上阀芯4处于关闭状态；当柱塞8运动至下止点时，中心进油孔72和存油腔73之间的压差逐渐消失，钢球6在下弹簧5的作用下落座在密封面，进油路径关闭，整个进油过程结束。

压油过程：柱塞8上行，柱塞高压腔13、竖直进油孔76及存油腔73内油压增加，存油腔73和环形油腔12之间产生反向压差，即存油腔73内压力高于环形油腔12内的压力，一方面迫使钢球6更彻底地关闭，另一方面，高压燃油经存油腔73、导向孔74直接推动上阀芯4上移，使密封锥体面45离开密封锥孔面75，高压燃油从导向孔74经高压油腔11，然后从横向出油孔48进入中心出油孔47和高压出油通道10喷出，实现高压供油，当柱塞8上推到极限位时，供油结束，开始循环下个进油过程。

本实用新型的实施方式很多，在此不逐一罗列，只要采取本实用新型等功能代换的一切方案均属本实用新型的保护范围。