专利名称：柴油机高压共轨燃油系统供油泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种柴油机高压共轨燃油系统供油泵，它主要用于对柴油机高 压共轨燃油系统进行供油。
技术背景随着国家对汽车废气排放要求的提高，柴油机对燃油系统的要求也越来越高。为了使柴油机达到国家3号、4号汽车排放标准(即欧3、欧4标准)，采 用高压共轨燃油系统是一种最有发展前途的方案。目前国内大都采用国外的高 压共轨燃油系统，如Bosch公司和电装公司的高压共轨燃油系统(黄靖雄等， 电控柴油机结构与原理[M]，人民交通出版社，2008)。其供油泵结构复杂、制 造成本较高，而且要重新设计生产线，投入较大。为了能充分利用原批量生产 机械喷油泵的部分设备，提高高压共轨燃油系统供油泵的生产能力，降低生产 成本，对现有的供油泵结构进行改进具有十分重要的意义。 发明内容本发明的目的在于提供一种柴油机高压共轨燃油系统供油泵，它不仅结构 简单、制造成本低，而且供油量大、供油平稳。本发明技术方案是这样构成的， 一种柴油机高压共轨燃油系统供油泵，它包括泵体和与泵体连接的泵头，其特征在于泵体内设有与泵体转动连接的传 动轴、由传动轴带动而旋转的输油泵、与泵体固定连接的芯轴、套在芯轴外围 的旋转柱塞套以及套置在旋转柱塞套外围的内凸轮，上述各部件的位置和连接 关系如下① 芯轴与传动轴的轴线处于同一直线，传动轴的内轴端通过连接件带动旋 转柱塞套绕芯轴轴线旋转，所述连接件套在芯轴外围；② 旋转柱塞套内设有一个或一个以上径向设置的柱塞孔以及可在柱塞孔 内往复移动的柱塞；内凸轮由与传动轴轴线偏心的轴承支承于泵体内；内凸轮 内腔还设有用于使柱塞外端部与内凸轮内圆周表面保持压紧状态的弹性压紧 装置；③ 所述芯轴在其外圆周表面设有相互隔离开的进油凹槽和出油凹槽，在旋 转柱塞套绕芯轴旋转过程中，进油凹槽和出油凹槽处于与同一柱塞孔交替连通 的状态；所述进油凹槽通过输油通道与位于输油泵出口处的出油通道连通，所 述出油凹槽通过设置于芯轴内的芯轴出油道与出油口连通。本发明的工作原理说明如下传动轴转动时一方面带动输油泵进油，另一 方面通过十字联轴节带动旋转柱塞套绕芯轴轴心转动，旋转柱塞的转动带动柱 塞及内凸轮同步转动。由于内凸轮和旋转柱塞套的旋转中心偏心，使得转动过 程中柱塞受内凸轮的内圆周表面挤压而在柱塞孔内周期性的往复移动，从而使 柱塞孔内腔容积连续不断变化，同时由于在旋转柱塞套相对芯轴的旋转过程 中，芯轴上的进油凹槽和出油凹槽与同一柱塞孔处于交替连通的状态，因此可 使由输油泵输入泵体内的燃油从输油泵出口处的出油通道通过输油通道进入 进油凹槽，再由进油凹槽进入柱塞孔内腔，接着由柱塞孔内腔进入出油凹槽， 之后由出油凹槽进入芯轴内的芯轴出油道，最后从泵体的出油口向高压共轨管 内输送高压燃油。在旋转柱塞套上可径向安排1 3对或更多的供油柱塞，而 使供油量大大增大，供油更加平稳。较之已有技术而言，本发明具有以下优点(1)结构简单、制造成本低； (2)供油量大、供油平稳；(3)可充分利用现有的单柱塞式分配泵中性能可 靠成熟的零部件，从而提高高压共轨燃油系统供油泵的生产能力。
图l是本发明构造示意图。图2是图1的A-A剖视图。图3是图1中的传动轴、旋转柱塞套、芯轴等部件装配连接关系示意图， 图中为了清楚地表示各部件结构和对应连接关系，将各部件拉开一定距离。 图4是图3中的十字联轴节立体示意图。 图中标号说明1- 传动轴，101-传动轴的凹槽；2- 泵座，201-泵体直通道，202-斜向通道，203-输油泵出口处的出油通道， 204-节流油通道；3- 输油泵；4- 十字联轴接，401-十字联轴接的凸舌，402-十字联轴接的凸舌，403-十字连轴接的内孔；5- 内凸轮，501-内凸轮的内圆周表面；6-轴承；7- 旋转柱塞套，701-柱塞孔，702-旋转柱塞套的凹槽；703-旋转柱塞套内孔；8- 环形薄片弹簧；9-开口弹簧卡圈；10- 柱塞垫，1001-柱塞垫的圆弧面，1002-柱塞垫的球形凹坑面；11- 弹簧座；1101-弹簧座的凹槽(环形薄片弹簧置于其内)；12- 柱塞，1201-柱塞的球形外端面，1202-柱塞的环形凹槽；13-进油节流控制阀；14-节流小孔；15-泵头，1501-泵头通道；16-螺钉；17-芯轴，1701-芯轴的出油凹槽，1702-芯轴出油道，1703-芯轴的进油凹 槽，1704-芯轴纵向进油道，1705-芯轴的外圆周表面(与十字连轴节4套接)， 1706-芯轴的支承面(与芯轴轴承套22套接)，1707-芯轴与旋转柱塞套内孔的 配合面；19-钢球；20-出油阀弹簧；21-回油接头；22-芯轴轴承套；23-凸轮工作腔；24-泵体的出油口； 25-内凸轮内腔。 0-0:芯轴与传动轴的轴线；B-B:内凸轮的内圆周表面的旋转中心。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式
对本发明内容进行详细说明 如图1-图4所示为本发明提供的一种柴油机高压共轨燃油系统供油泵构 造示意图，它包括泵体2和与泵体连接的泵头15，其特征在于泵体内设有 与泵体转动连接的传动轴1、由传动轴带动而旋转的输油泵3、与泵体固定连 接的芯轴17、套在芯轴外围的旋转柱塞套7以及套置在旋转柱塞套外围的内 凸轮5，上述各部件的位置和连接关系如下① 芯轴17与传动轴1的轴线处于同一直线，传动轴1的内轴端通过连接 件4带动旋转柱塞套7绕芯轴轴线旋转，所述连接件4套在芯轴17外围；② 旋转柱塞套7内设有一个或一个以上径向设置的柱塞孔701以及可在柱 塞孔内往复移动的柱塞12;内凸轮5由与传动轴1轴线偏心(最好是1 5mm) 的轴承6支承于泵体内；内凸轮内腔25还设有用于使柱塞外端部与内凸轮内 圆周表面501保持压紧状态的弹性压紧装置；③ 所述芯轴17在其外圆周表面设有相互隔离开的进油凹槽1703和出油凹 槽1701，在旋转柱塞套7绕芯轴17旋转过程中，进油凹槽1703和出油凹槽 1701处于与同一柱塞孔701交替连通的状态；所述进油凹槽1703通过输油通 道与位于输油泵出口处的出油通道203连通，所述出油凹槽1701通过设置于 芯轴17内的芯轴出油道1702与出油口 24连通。所述连接件4为十字联轴节，该十字联轴节通过设于其中部的内孔403 套置在芯轴的外圆周表面1705上，十字联轴节的轴向两端各设有一对凸舌 401、 402，两对凸舌在十字联轴节上呈十字分布，传动轴和旋转柱塞套在它们 与十字联轴节相邻的端面上分别设有一对与凸舌401、 402分别对应插接的凹 槽IOI、 702。所述芯轴17的内轴端通过芯轴轴承套22支承于传动轴内轴端的内孔内。 所述内凸轮的内圆周表面501与柱塞12的外端部之间设有柱塞垫10，柱塞垫的径向外侧为与内凸轮的内圆周表面501配合的圆弧面1001，柱塞垫的 径向内侧为与柱塞的球形外端面1201配合的球形凹坑面1002;所述柱塞外端 部的圆周表面上还设有环形凹槽1202,所述弹性压紧装置包括嵌套于柱塞的 环形凹槽1202内的开口弹簧卡圈9、套设于柱塞12外围的弹簧座11以及套 置于旋转柱塞套7外围的环形薄片弹簧8,所述环形薄片弹簧8压紧在弹簧座 11径向内侧两旁的凹槽1101内，弹簧座11压紧在开口弹簧卡圈9的径向内 侧，开口弹簧卡圈9通过对柱塞的环形凹槽1202的压迫使柱塞的球形外端面 1201压紧在柱塞垫的球形凹坑面1002内，并进而使柱塞垫10压紧在内凸轮 的内圆周表面501上。所述泵体的体内一侧为传动轴1和输油泵3转动工作的工作腔，另一侧为 内凸轮5旋转运动的凸轮工作腔23，泵头15固定于凸轮工作腔23外侧，芯 轴17由泵头15中部穿出并与泵头15固定装配；所述输油通道包括依次连通 的斜向通道202、泵体直通道20K节流油通道204、泵头通道1501及芯轴纵 向进油道1704，其中斜向通道202、泵体直通道201及节流油通道204设于泵 体2上，斜向通道202与位于输油泵出口处的出油通道203连通，泵头通道 1501设于泵头15上，芯轴纵向进油道1704设于芯轴17上并与进油凹槽1703 连通。所述斜向通道202和泵体直通道201的交汇连通处设有回油接头21，回 油接头21上设有通往油箱的节流小孔14，泵体直通道201和节流油通道204 的交汇连通处设有用于调整进入节流油通道204的油量大小的进油节流控制 阀13。通过调节进油节流控制阀13,可控制进入柱塞孔内腔的燃油流量，从 而可控制送往高压共轨燃油系统的燃油压力。所述芯轴出油道1702与泵体的出油口 24之间设有由钢球19和出油阀弹 簧20组成的单向出油阀。所述柱塞孔701和柱塞12的数量最好为1-3对。柱塞12的外圆柱表面与旋转柱塞套的柱塞孔701配合间隙最好在 0. 001 0. 003mm之间，旋转柱塞套的内孔703与芯轴的外圆柱表面1707的配 合间隙最好在0. 001 0. 003mm之间。芯轴的外圆柱表面1707和柱塞12的外圆柱表面上涂有耐磨化合物，以增 加其耐磨性。装配时，将十字联轴节4的凸舌401插入传动轴1凹槽101中，凸舌402 插入旋转柱塞套7中凹槽702，芯轴17插到旋转柱塞套内孔703及十字联轴 节的内孔403中，芯轴17的内轴端(小端)1706通过芯轴轴承套22支承于 传动轴内轴端的内孔内，起支承作用。芯轴大端固定在泵头15中，并用螺钉16安装在泵体2中，芯轴外圆1706、 1707与传动轴1同一轴线。传动轴1旋转时，通过十字连轴接4带动旋转柱塞套7和柱塞12 —起绕 0_0轴线在芯轴17外围转动，而柱塞12带球面的外端压在柱塞垫10上再压 到内凸轮5上，使它绕偏心轴承6的轴线B—B转动，这样柱塞12、旋转柱塞 套7、偏心的内凸轮5—起同步旋转。同时柱塞12在旋转柱塞套7中相对径 向往复移动，使柱塞孔701内腔容积不断连续变化，完成进油与压油功能。 本发明柴油机高压共轨燃油系统供油泵的具体工作过程说明如下 传动轴1旋转时也带动输油泵3工作，使它吸入燃油，加压后燃油进入位 于输油泵出口处的出油通道203，经泵体内的调压阀(图中没有画出)调节后， 一部分燃油通过回油接头21上的节流孔14回到油箱中去，另一部分燃油经泵 体直通道201进入进油节流控制阀13，根据柴油机运行要求，控制器通过调 节进油节流控制阀13的阀芯位置，将燃油调节到适当的流量与压力，经节流 油通道204、泵头通道1501、芯轴纵向进油道1704、芯轴的进油凹槽1703、 进入柱塞孔701内腔。随着传动轴1带动旋转柱塞套7转动，柱塞孔701内腔 关闭芯轴上的进油凹槽1703，进而再接通出油凹槽1701。这时柱塞12在内凸 轮5作用下朝芯轴17方向移动，柱塞孔701内腔容积变小，燃油加压，通到 出油凹槽1701和芯轴出油道1702。当燃油压力超过出油阀弹簧20压在钢球 19上的压力时，钢球19关闭的通道打开，经出油阀接头18和高压油管进入 高压共轨中。
权利要求
1. 一种柴油机高压共轨燃油系统供油泵，它包括泵体(2)和与泵体连接的泵头(15)，其特征在于泵体内设有与泵体转动连接的传动轴(1)、由传动轴带动而旋转的输油泵(3)、与泵体固定连接的芯轴(17)、套在芯轴外围的旋转柱塞套(7)以及套置在旋转柱塞套外围的内凸轮(5)，上述各部件的位置和连接关系如下①芯轴(17)与传动轴(1)的轴线处于同一直线，传动轴(1)的内轴端通过连接件(4)带动旋转柱塞套(7)绕芯轴轴线旋转，所述连接件(4)套在芯轴(17)外围；②旋转柱塞套(7)内设有一个或一个以上径向设置的柱塞孔(701)以及可在柱塞孔内往复移动的柱塞(12)；内凸轮(5)由与传动轴(1)轴线偏心的轴承(6)支承于泵体内；内凸轮内腔(25)还设有用于使柱塞外端部与内凸轮内圆周表面(501)保持压紧状态的弹性压紧装置；③所述芯轴(17)在其外圆周表面设有相互隔离开的进油凹槽(1703)和出油凹槽(1701)，在旋转柱塞套(7)绕芯轴(17)旋转过程中，进油凹槽(1703)和出油凹槽(1701)处于与同一柱塞孔(701)交替连通的状态；所述进油凹槽(1703)通过输油通道与位于输油泵出口处的出油通道(203)连通，所述出油凹槽(1701)通过设置于芯轴(17)内的芯轴出油道(1702)与出油口(24)连通。
2. 根据权利要求l所述的柴油机高压共轨燃油系统供油泵，其特征在于:所述连接件(4)为十字联轴节，该十字联轴节通过设于其中部的内孔(403) 套置在芯轴的外圆周表面(1705)上，十字联轴节的轴向两端各设有一对凸舌 (401、 402)，两对凸舌在十字联轴节上呈十字分布，传动轴和旋转柱塞套在 它们与十字联轴节相邻的端面上分别设有一对与凸舌(401、 402)分别对应插 接的凹槽(101、 702)。
3. 根据权利要求1或2所述的柴油机高压共轨燃油系统供油泵，其特征 在于所述芯轴(17)的内轴端通过芯轴轴承套(22)支承于传动轴内轴端的 内孔内。
4. 根据权利要求3所述的柴油机高压共轨燃油系统供油泵，其特征在于-所述内凸轮的内圆周表面(501)与柱塞(12)的外端部之间设有柱塞垫(10)， 柱塞垫的径向外侧为与内凸轮的内圆周表面(501)配合的圆弧面(1001)，柱 塞垫的径向内侧为与柱塞的球形外端面(1201)配合的球形凹坑面(1002); 所述柱塞外端部的圆周表面上还设有环形凹槽(1202)，所述弹性压紧装置包括嵌套于柱塞的环形凹槽(1202)内的开口弹簧卡圈(9)、套设于柱塞(12) 外围的弹簧座(11)以及套置于旋转柱塞套(7)外围的环形薄片弹簧(8)， 所述环形薄片弹簧(8)压紧在弹簧座(11)径向内侧两旁的凹槽(1101)内， 弹簧座(11)压紧在开口弹簧卡圈(9)的径向内侧，开口弹簧卡圈(9)通过 对柱塞的环形凹槽(1202)的压迫使柱塞的球形外端面(1201)压紧在柱塞垫 的球形凹坑面(1002)内，并进而使柱塞垫(10)压紧在内凸轮的内圆周表面 (501)上。
5. 根据权利要求3所述的柴油机高压共轨燃油系统供油泵，其特征在于: 所述泵体的体内一侧为传动轴(1)和输油泵(3)转动工作的工作腔，另一侧 为内凸轮(5)旋转运动的凸轮工作腔(23),泵头(15)固定于凸轮工作腔(23) 外侧，芯轴(17)由泵头(15)中部穿出并与泵头(15)固定装配；所述输油 通道包括依次连通的斜向通道(202)、泵体直通道(201)、节流油通道(204)、 泵头通道(1501)及芯轴纵向进油道(1704)，其中斜向通道(202)、泵体直 通道(201)及节流油通道(204)设于泵体(2)上，斜向通道(202)与位于 输油泵出口处的出油通道(203)连通，泵头通道(1501)设于泵头(15)上， 芯轴纵向进油道(1704)设于芯轴(17)上并与进油凹槽(1703)连通。
6. 根据权利要求5所述的柴油机高压共轨燃油系统供油泵，其特征在于 所述斜向通道(202)和泵体直通道(201)的交汇连通处设有回油接头(21)， 回油接头(21)上设有通往油箱的节流小孔(14)，泵体直通道(201)和节流 油通道(204)的交汇连通处设有用于调整进入节流油通道(204)的油量大小 的进油节流控制阀(13)。
7. 根据权利要求3所述的柴油机高压共轨燃油系统供油泵，其特征在于: 所述芯轴出油道(1702)与泵体的出油口 (24)之间设有由钢球(19)和出 油阀弹簧(20)组成的单向出油阀。
8. 根据权利要求3所述的柴油机高压共轨燃油系统供油泵，其特征在于 所述柱塞孔(701)和柱塞(12)的数量为l-3对。
9. 根据权利要求3所述的柴油机高压共轨燃油系统供油泵，其特征在于 柱塞(12)的外圆柱表面与旋转柱塞套的柱塞孔(701)配合间隙在0.001 0.003mm之间，旋转柱塞套的内孔(703)与芯轴的外圆柱表面(1707)的配 合间隙在0. 001 0. 003mm之间。
10. 根据权利要求3所述的柴油机高压共轨燃油系统供油泵，其特征在于: 芯轴的外圆柱表面(1707)和柱塞(12)的外圆柱表面上涂有耐磨化合物。
全文摘要
本发明涉及一种柴油机高压共轨燃油系统供油泵，它包括泵体和泵头，泵体内设有传动轴、由传动轴带动旋转的输油泵、与泵体固定的芯轴、套在芯轴外的旋转柱塞套及套在旋转柱塞套外的内凸轮，芯轴与传动轴同轴线，传动轴通过连接件带动旋转柱塞套旋转；旋转柱塞套内设径向的柱塞孔及柱塞；内凸轮由与传动轴轴线偏心的轴承支承于泵体内；内凸轮内腔设有使柱塞外端部与内凸轮内圆周表面压紧的弹性压紧装置；芯轴的外圆周表面设进、出油凹槽，旋转柱塞套旋转时，进、出油凹槽与同一柱塞孔交替连通；进油凹槽通过输油通道与输油泵出口处的出油通道连通，出油凹槽通过芯轴出油道与出油口连通。本发明结构简单、制造成本低、供油量大、供油平稳。
文档编号F02M59/00GK101270715SQ20081007098
公开日2008年9月24日 申请日期2008年4月30日 优先权日2008年4月30日
发明者王九如 申请人:福建省莆田市中涵机动力有限公司