一种高转速大流量供油泵总成的制作方法

本发明涉及燃油共轨技术领域，具体而言，涉及一种高转速大流量供油泵总成。

背景技术：

随着排放法规逐渐升级和能源危机的日益加剧，发动机对燃油系统的要求日益提高，为满足发动机的排放性、经济性、可靠性等性能指标，发动机燃油喷射系统普遍采用电控高压共轨系统，共轨喷射系统的高压油，是由高压供油泵来建立的，高压供油泵是组成共轨系统的关键部件，其供油流量，匹配发动机的转速，泵油性能，可靠性性能等关键性能指标直接决定了共轨系统的性能。

高压供油泵分为直列泵和转子泵两种结构形式，直列泵匹配的功率范围更大，发动机采用直列泵的形式较多。直列式高压泵在工作时，发动机的轮系驱动凸轮轴转动，凸轮轴通过驱动柱塞偶件的上下运动，实现柱塞的充油过程和压油过程，从而向共轨系统提供高压燃油。

目前市场上的共轨系统中，供油泵产生的高压燃油，主要供给给喷油器用于喷射和压力控制，但随着燃料喷射技术的进步和更新换代，如双燃料高压直喷系统中，供油泵产生的高压燃油，还要用于驱动和调节其他的系统产品，对供油泵的供油流量需求很大，目前市场上没有能满足此要求的供油泵产品。目前市场上的供油泵产品，发动机曲轴转速与供油泵转速之间的比值普遍为2:1，新一代的发动机，为提升空间的利用率，提高供油泵的供油效率，会改变发动机的传动比，将发动机曲轴转速与供油泵转速之间的比值设计为1:1，1:1.5，甚至为1:2，大大提高了供油泵的转速。直列式供油泵的额定转速一般要求在2000rpm以内，目前的直列泵不能满足新一代发动机的要求。

针对相关技术中目前市场上缺少一种高转速、大流量、中高压力的供油泵总成的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本申请的主要目的在于提供一种高转速大流量供油泵总成，以解决目前市场上缺少一种高转速、大流量、中高压力的供油泵总成的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种高转速大流量供油泵总成。

根据本申请的一种高转速大流量供油泵总成包括：供油泵体，所述供油泵体内设置有凸轮轴、挺柱部件、柱塞偶件、进油阀部件和出油阀组件，所述凸轮轴与所述挺柱部件活动连接，所述供油泵体与所述进油阀部件之间形成柱塞套安装孔，所述进油阀部件远离所述柱塞腔一侧设置有出油阀组件。

进一步的，所述柱塞偶件包括：柱塞和柱塞套，所述柱塞外侧设置有柱塞套。

进一步的，所述柱塞套安装孔中设置有柱塞弹簧，柱塞弹簧上侧设置有弹簧上座。

进一步的，所述弹簧上座上侧设置有钢丝挡圈。

进一步的，所述柱塞弹簧下侧设置有弹簧下座。

进一步的，所述出油阀组件包括：出油阀座、出油阀接头和出油阀弹簧，所述出油阀座与所述出油阀接头连接，所述出油阀接头内部设置有所述出油阀弹簧，所述出油阀弹簧下侧设置有钢球，所述钢球另一端与所述出油阀座连接。

进一步的，所述出油阀接头内还设置有出油口。

进一步的，所述供油泵体上还设置有输油泵部件、燃油计量阀和进油口，所述输油泵部件与所述燃油计量阀连接，所述燃油计量阀与所述进油口连接。

进一步的，所述凸轮轴采用切线凸弧凸轮型线结构设计。

在本申请实施例中，采用切线凸弧凸轮型线结构的凸轮轴驱动方式，通过凸轮轴与挺柱部件活动连接，供油泵体与进油阀部件之间形成柱塞套安装孔，进油阀部件远离柱塞腔一侧设置有出油阀组件，达到了部件连接传动的目的，从而实现了高转速和大流量的技术效果，进而解决了目前市场上缺少一种高转速、大流量、中高压力的供油泵总成的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的一种高转速大流量供油泵总成剖面结构示意图；

图2是根据本申请实施例的一种高转速大流量供油泵总成的两缸供油泵结构示意图；

图3是根据本申请实施例的一种高转速大流量供油泵总成的双供油切线凸弧凸轮型线；

图4是根据本申请实施例的一种高转速大流量供油泵总成的切线凸弧凸轮上升段升程曲线；

图5是根据本申请实施例的一种高转速大流量供油泵总成的切线凸弧凸轮上升段速度曲线；

图6是根据本申请实施例的一种高转速大流量供油泵总成的切线凸弧凸轮上升段加速度曲线；

图7是根据本申请实施例的一种高转速大流量供油泵总成的单供油切线凸弧凸轮型线；

图8是根据本申请实施例的一种高转速大流量供油泵总成的三供油切线凸弧凸轮型线。

附图标记：

1、凸轮轴；2、供油泵体；3、挺柱部件；4、弹簧下座；5、柱塞弹簧；6、柱塞；7、柱塞套；8、弹簧上座；9、钢丝挡圈；10、进油阀部件；11、出油阀座；12、出油阀接头；13、出油阀弹簧；14、钢球；15、出油口；16、柱塞腔；17、进油口；18、输油泵部件；19、燃油计量阀；20、凸轮腔；21、柱塞套安装孔；22、柱塞偶件；23、出油阀组件。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1-2所示，本申请涉及一种高转速大流量供油泵总成。该供油泵总成包括：供油泵体2，所述供油泵体2内设置有凸轮轴1、挺柱部件3、柱塞偶件22、进油阀部件10和出油阀组件23，凸轮轴1与挺柱部件3活动连接，供油泵体2与进油阀部件10之间形成柱塞套安装孔21，进油阀部件10远离柱塞腔16一侧设置有出油阀组件23。

具体的，供油泵体2是指提供动力的泵体，能够实现驱动的效果；供油泵体2内设置有凸轮轴1、挺柱部件3、柱塞偶件22、进油阀部件10和出油阀组件23，凸轮轴1与挺柱部件3活动连接，通过凸轮轴1驱动挺柱部件3动作，进而实现带动其他部件动作的效果；供油泵体2与进油阀部件10之间形成柱塞套安装孔21，通过设置有柱塞套安装孔21，能够实现与其他部件配合的效果；进油阀部件10远离柱塞腔16一侧设置有出油阀组件23，通过设置有出油阀组件23，能够实现良好的出油效果。

凸轮轴1安装于供油泵体2的凸轮腔20，挺柱部件3，柱塞弹簧5，弹簧下座4，弹簧上座8，钢丝挡圈9，柱塞6，柱塞套7等安装于供油泵体2的柱塞套安装孔21中，钢丝挡圈9使用专有工装安装于供油泵体2，在柱塞弹簧5弹簧力的作用下，弹簧上座8被压紧于钢丝挡圈9上，弹簧下座4和挺柱部件3压紧于凸轮轴1的凸轮上，柱塞6下端安装于弹簧下座4和挺柱部件3之间的空间，柱塞6可以随挺柱部件3进行上下运动。在凸轮轴1做旋转运动时，挺柱部件3和柱塞6等运动件做上下往复运动。

输油泵部件18将燃油经粗滤器从油箱中吸入，加压后的燃油经精滤器被输送至燃油计量阀19，燃油计量阀19根据控制单元的信号，精确调节燃油输送量的大小。燃油计量阀19调节后的燃油输送至进油口17。

在凸轮轴1的凸轮从上止点向下止点运动时，挺柱部件3向下运动，进油阀部件10开启，经燃油计量阀19调节后的燃油，经进油口17，柱塞套7进油孔，进油阀部件10，被输送至柱塞腔16，供油泵完成一次充油。

在凸轮轴1的凸轮从下止点向上止点运动时，挺柱部件3向上运动，进油阀部件10关闭，柱塞腔16内迅速建立油压，在油压作用下，钢球14向上运动，出油阀开启，高压油经出油口15被输送至共轨系统，供油泵完成一次压油。

从以上的描述中，可以看出，本申请实现了如下技术效果：

在本申请实施例中，采用切线凸弧凸轮型线结构的凸轮轴驱动方式，通过凸轮轴与挺柱部件活动连接，供油泵体与进油阀部件之间形成柱塞套安装孔，进油阀部件远离柱塞腔一侧设置有出油阀组件，达到了部件连接传动的目的，从而实现了高转速和大流量的技术效果，进而解决了目前市场上缺少一种高转速、大流量、中高压力的供油泵总成的技术问题。

作为本实施例中优选的，柱塞偶件22包括：柱塞6和柱塞套7，柱塞6外侧设置有柱塞套7。

作为本实施例中优选的，柱塞套安装孔21中设置有柱塞弹簧5，柱塞弹簧5上侧设置有弹簧上座8。

作为本实施例中优选的，弹簧上座8上侧设置有钢丝挡圈9。

作为本实施例中优选的，柱塞弹簧5下侧设置有弹簧下座4。

作为本实施例中优选的，出油阀组件23包括：出油阀座11、出油阀接头12和出油阀弹簧13，出油阀座11与出油阀接头12连接，出油阀接头12内部设置有出油阀弹簧13，出油阀弹簧13下侧设置有钢球14，钢球14另一端与出油阀座11连接。

作为本实施例中优选的，出油阀接头12内还设置有出油口15。

作为本实施例中优选的，供油泵体2上还设置有输油泵部件18、燃油计量阀19和进油口17，输油泵部件18与燃油计量阀19连接，燃油计量阀19与进油口17连接。

作为本实施例中优选的，凸轮轴采用切线凸弧凸轮型线结构设计。进一步的，如图3所示，凸轮采用双供油结构形式，即供油泵每旋转一周，单只柱塞完成2次供油。r0为基圆半径，h为最大凸轮升程，α为凸轮轴转角，r1为缓加速段圆弧，r2为减速段圆弧，r3为回程段圆弧。在凸轮转角的α1段，挺柱部件3沿凸轮的基圆运动，挺柱部件3向上运动的速度为0。在凸轮转角的α2段，挺柱部件3沿切线直线段向上运动，可以产生快速向上的速度和加速度。在凸轮转角的α3段，挺柱部件3沿缓加速段圆弧r1向上运动，向上运动的加速度降低。在凸轮转角的α4段，挺柱部件3沿减速段圆弧r2向上运动，挺柱部件3的加速向下，做减速运动，至最大升程时，挺柱部件3的速度为0。至此，挺柱部件3完成从下止点到上止点的运动，柱塞06完成一次供油。在挺柱部件03向上运动过程中，产生的升程、速度和加速度趋势分别见图4，图5和图6。在凸轮转角的α5段，在柱塞弹簧5和凸轮的作用下，挺柱部件3沿圆弧r2加速向下运动。在凸轮转角的α6段，挺柱部件3的加速度向上，做减速运动，至下止点时，挺柱部件03的运动速度为0。至此，挺柱部件3从上止点运动至下止点，完成一次充油。

作为本实施例中优选的，设计的切线凸弧凸轮，从下止点至上止点的型线段，即凸轮上升段的型线，包括切线+两段圆弧，切线+多段圆弧，切线+圆弧+函数等多种型线结构形式。

作为本实施例中优选的，设计的切线凸弧凸轮，从上止点至下止点的型线段，即凸轮回程段的型线，包括两段圆弧，多段圆弧，圆弧+函数等多种型线结构形式。

作为本实施例中优选的，切线凸弧凸轮型线设计同时包含单供油凸轮结构和三供油凸轮结构，如图7，图8所示，根据不同供油泵供油量和转速参数，供油泵可选取相应的凸轮结构。

作为本实施例中优选的，弹簧上座8的限位方式，除了钢丝挡圈09的限位结构形式外，还包括了定位销限位。

作为本实施例中优选的，弹簧上座8的限位方式，除了上述钢丝挡圈09的限位，定位销限位，还包括在柱塞套安装孔21内设置台阶孔，通过台阶孔对弹簧上座8限位的方式。能够实现良好的配合效果。

本发明还具有如下有益效果：

（1）本发明中的供油泵，供油泵的最大工作转速可以达到4000rpm，可以满足新一代发动机高传动比的要求；

（2）本发明中的供油泵，供油流量远大于普通供油泵的供油流量，满足新一代发动机高压燃油多种用途的要求；

（3）本发明中的供油泵，根据不同的柱塞直径，供油泵的最大供油压力为1000bar至1500bar，满足中高压力供油泵的要求；

（4）本发明中，发明的切线凸弧凸轮型线，降低了运动件的运动加速度，使供油泵满足了高转速的产品需求；

（5）本发明中，燃油输油道布置合理，供油泵的充油效率高，产品密封性好；

（6）本发明中，通过局部结构的优化，实现了高转速、大流量的中高压力供油泵的设计开发，继承了原供油泵的部分零部件和整体结构，降低了开发成本。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。