柱塞泵及高压燃油泵的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种柱塞泵，包括泵壳体；容置于泵壳体内的柱塞组件；和延伸到所述泵壳体内的驱动轴，所述驱动轴上的凸轮通过凸轮从动组件驱动所述柱塞组件的柱塞往复运动，其中，所述凸轮从动组件包括直接驱动所述柱塞的挺柱体，与所述凸轮直接接触并被其驱动的滚子，以及延伸穿过滚子并且支撑在所述挺柱体的销轴孔中的销轴，并且其中，所述销轴的外表面包括支撑着所述滚子的中间区域和被所述销轴孔支撑的端部区域，所述销轴的外表面的中间区域与所述滚子之间的摩擦系数大约是所述外表面的端部区域和所述销轴孔内表面之间摩擦系数的十分之一。本实用新型还涉及一种高压燃油泵，其包括由上述柱塞泵构成的高压部分。
【专利说明】柱塞泵及高压燃油泵
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及柱塞泵，其包括改进的凸轮从动组件。本实用新型还涉及包括由上述柱塞泵构成的高压部分的高压燃油泵，特别是用于内燃机(例如柴油机)共轨喷射系统的高压燃油泵。
【背景技术】
[0002]高压燃油泵，例如用于车辆共轨喷射系统中的高压燃油泵，用于产生高压燃油和将高压燃油供应到共轨喷射系统的共轨组件。所述高压燃油泵包括低压部分和通常由柱塞泵构成的高压部分。
[0003]在图1中，示出了带有两个柱塞组件的柱塞泵。柱塞泵包括限定出高压燃油腔(未示出)和润滑油腔16的泵壳体10，被容纳于泵壳体10的套筒部分中的柱塞组件20，以及部分地容置于润滑油腔16中的驱动轴30。在驱动轴30和柱塞组件20之间，设置有凸轮从动组件40。借助于凸轮从动组件40，柱塞组件20的柱塞22被驱动轴30上的凸轮32驱动而进行往复移动。
[0004]凸轮从动组件40包括直接驱动柱塞组件20柱塞22的挺柱体42，被驱动轴30的凸轮32驱动的滚子44，以及通过其滚子44被支撑于挺柱体42中的销轴46。
[0005]运转过程中，带有凸轮32的驱动轴30被驱动而旋转，与凸轮32直接接触的滚子44被凸轮32驱动而围绕着销轴46转动，并且与整个凸轮从动组件40 —起在泵壳体10内往复直线运动。
[0006]在凸轮的升程期间，凸轮从动组件40的挺柱体42推动柱塞组件20的柱塞22前进，使得高压燃油腔内的燃油被加压并且供应到共轨组件内；凸轮升程结束后，柱塞组件20的柱塞弹簧24开始起作用，使柱塞22以及整个凸轮从动组件40后退，以保持滚子44始终与驱动轴凸轮32接触。
[0007]操作循环如上重复进行。
[0008]在如上所述的柱塞泵中，销轴46没有固定在挺柱体42中而是相对于挺柱体可转动。一方面，销轴46相对于挺柱体42的转动导致销轴46的外表面和挺柱体42中销轴孔的内表面发生磨损。另一方面，销轴46自身的转动降低了销轴46和滚子44之间的相对运动速度，在它们之间产生混合型摩擦。所有这些对柱塞泵性能来说都是不利的。
[0009]希望能够解决上述问题。
实用新型内容
[0010]本实用新型的目的是降低柱塞泵凸轮从动组件的挺柱体和销轴的接触表面上的磨损，减少销轴和滚子之间的混合摩擦，并且因此提高柱塞泵的性能。
[0011]根据本实用新型的一个方面，提供了一种柱塞泵，包括泵壳体；容置于泵壳体内的柱塞组件；和延伸到所述泵壳体内的驱动轴，所述驱动轴上的凸轮通过凸轮从动组件驱动所述柱塞组件的柱塞往复运动，其中，所述凸轮从动组件包括直接驱动所述柱塞的挺柱体，与所述凸轮直接接触并被其驱动的滚子，以及延伸穿过滚子并且支撑在所述挺柱体的销轴孔中的销轴，并且其中，所述销轴的外表面包括支撑着所述滚子的中间区域和被所述销轴孔支撑的端部区域，所述销轴的外表面的中间区域与所述滚子之间的摩擦系数大约是所述外表面的端部区域和所述销轴孔内表面之间摩擦系数的十分之一。
[0012]根据优选实施例，在所述销轴的中间区域上固定地套装有衬套。
[0013]根据优选实施例，所述衬套的外圆周表面上被施加有进一步减小其与所述滚子的内圆周面之间的摩擦力的第一润滑涂层。
[0014]根据优选实施例，仅仅在所述销轴的外表面的中间部分上施加有第一润滑涂层。
[0015]根据优选实施例，所述第一润滑涂层是C涂层或Cr-Ni涂层。
[0016]根据优选实施例，所述销轴的外表面的端部部分不施加任何涂层，或者被施加有第二涂层，使得所述第一润滑涂层与所述滚子的内表面之间的摩擦系数远远小于所述第二涂层与所述销轴孔的内表面之间的摩擦系数。
[0017]根据优选实施例，所述衬套被压配合或形状配合到所述销轴上。
[0018]根据本实用新型的另一方面，提供了一种柱塞泵，包括泵壳体；容置于泵壳体内的柱塞组件；和延伸到所述泵壳体内的驱动轴，所述驱动轴上的凸轮通过凸轮从动组件驱动所述柱塞组件的柱塞往复运动，其中，所述凸轮从动组件包括直接驱动所述柱塞的挺柱体，与所述凸轮直接接触并被其驱动的滚子，以及延伸穿过滚子并且支撑在所述挺柱体的销轴孔中的销轴，并且其中，所述销轴相对于所述挺柱体固定不动。
[0019]根据优选实施例，所述销轴在其相反的两端被压配合或形状配合到挺柱体的销轴孔内。
[0020]根据优选实施例，所述销轴在其外表面上具有沿着其整个纵向长度延伸的一个或多个平面。
[0021]根据优选实施例，所述销轴的端部区域和所述挺柱体的销轴孔具有椭圆形或多边形的横截面。
[0022]根据本实用新型的又一方面，提供了一种高压燃油泵，其包括由上述柱塞泵构成的闻压部分。
[0023]根据本实用新型，销轴被固定到挺柱体的销轴孔，或者减小滚子内表面与相接触的表面之间的摩擦系数，都获得实现了降低销轴和挺柱体的销轴孔之间磨损的技术效果，并且减少了上述接触表面之间的混合摩擦，提供了柱塞泵，或者包括柱塞泵的高压燃油泵，的性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]从下面结合附图对优选实施例的描述中将更好地理解本实用新型的上述和其他特征和优势，其中:
[0025]图1是现有技术中的具有两个柱塞组件的柱塞泵的一部分的剖视图；
[0026]图2是根据本实用新型第一实施例的带有一个柱塞组件的柱塞泵的一部分的剖视图；
[0027]图3a是图2所示柱塞泵的凸轮从动组件部分的断面图；
[0028]图3b是图3a中示出的凸轮从动组件的销轴结构的立体图；[0029]图4是根据本实用新型第二实施例的柱塞泵的凸轮从动组件的销轴结构的正视图；
[0030]图5a是根据本实用新型第三实施例的销轴的剖视图；
[0031 ] 图5b是图5a中的销轴的衬套的立体图；
[0032]图5c是根据本实用新型第三实施例的柱塞泵的凸轮从动组件部分的断面图，其包括图5a所示的销轴。
【具体实施方式】
[0033]下面参考附图描述本实用新型的优选实施例，其中，构成元件没有按比例绘制，它们的图示仅仅用于示意目的。在所有视图中，相同的附图标记用于指代相同或功能相同的元件。
[0034]根据本实用新型的柱塞泵可以用于构成车辆内燃机共轨喷射系统的高压燃油泵的高压部分，当然柱塞泵的应用不仅限于此，其可以在本领域内技术人员所熟知的所有领域中使用。
[0035]柱塞泵包括用于加压燃油的柱塞组件和用于输出被加压的燃油出口阀组件。例如所述出口阀组件被连接到共轨喷射系统的共轨组件，以将加压的燃油供给至共轨喷射系统的共轨组件。柱塞组件以及对应出口阀组件的数量可以根据需要进行改变。
[0036]根据本实用新型第一实施例的柱塞泵在图2中示出了。其中，柱塞泵包括限定出高压燃油腔(未示出)和润滑油腔的泵壳体10。在图2的定向中，高压燃油腔大致在竖直方向上延伸，而润滑油腔大致在水平方向上延伸。柱塞组件20被容置于泵壳体10的套管部分中，驱动轴30被部分地容置于润滑油腔16内。借助于凸轮从动组件40，柱塞组件20的柱塞22被驱动轴30驱动以加压被吸入高压燃油腔内的燃油。
[0037]驱动轴30从泵壳体10外部延伸到润滑油腔16内，并且包括被发动机驱动的第一端34和被连接到预供油泵(未示出)的第二端36。随着驱动轴30的转动，燃油被从预供油泵吸入高压燃油腔。
[0038]凸轮32与驱动轴30 —体地形成，或者与其分离地形成并且装配于其上，用于通过凸轮从动组件40驱动柱塞组件20的柱塞22往复移动。随着驱动轴30的转动，润滑油腔16内的润滑油被凸轮32向上飞溅，以润滑驱动轴30上方部件，例如凸轮从动组件40的部件。
[0039]为简单起见，图中只示意了一个柱塞组件20和驱动其的一个凸轮32。可以理解，根据相应，柱塞泵中可包含其它数目的柱塞组件20，凸轮32的数目也相应地不同。
[0040]参考图2和图3a，凸轮从动组件40包括框架形式的挺柱体42，滚子44，和销轴46，借助于销轴46，滚子44被支撑在挺柱体42中。销轴46在其两端被支撑在形成于挺柱体42上的两个销轴孔48内。
[0041]滚子44以其内周面52被支撑在销轴46的中间部分并且能够相对于销轴46转动。滚子44以其外周面54与凸轮32的外凸轮表面接触并且被其驱动。
[0042]销轴46包括外表面43，并且外表面43包括滚子44被支撑于其上的中间区域43a，和销轴46被支撑于孔48内的两个端部区域43b。
[0043]驱动轴30旋转时，滚子44被凸轮32的外凸轮表面驱动而绕销轴46转动，并且致使挺柱体42，以及因此整个凸轮从动组件40，在泵壳体10内往复直线移动。在凸轮32的升程过程中，凸轮从动组件40和柱塞组件20的柱塞22被向前推动，使得高压燃油腔内的燃油被加压并且供给到内燃机的共轨组件内。柱塞22被凸轮从动组件40推过顶点之后，柱塞组件20的柱塞弹簧24起作用，使得柱塞组件20的柱塞22后退，挺柱体42以及整个凸轮从动组件40后退，高压燃油腔内的压力下降，燃油被从预供油泵吸入高压燃油腔。
[0044]操作循环如上重复。
[0045]有利地，根据本实用新型的第一实施例，销轴46被配置为固定在挺柱体42中，使挺柱体42和销轴46之间不发生相对运动，这样就消除了由于两者之间的相对运动而产生的对销轴46的外表面以及对挺柱体孔48的内表面的磨损。因而，能增大销轴46和滚子44之间的相对运动速度，从而降低它们之间的混合摩擦。
[0046]销轴46在挺柱体孔48中的固定可以通过任何适当的方式实现。例如，在图3a中，销轴46被压配合在销轴孔48内。
[0047]可选地，销轴46通过形状配合固定安装在挺柱体42中。例如，销轴46的外表面43不是圆柱形，如图3b所示。销轴46的外表面43被形成有沿着销轴46的整个纵向长度延伸的两个平面41，所述平面可以通过切除销轴46的一些部分而形成。另外可选地，销轴46和销轴孔48也可以具有除圆形之外的任何其它横截面形状，例如椭圆形、多边形等。只在销轴46的两个端部区域43b处具有上述非圆形横截面形状也是可能的，并且销轴孔48具有与此相对应的形状。
[0048]在未示出的一些实施例中，销轴孔48的内表面与销轴46的外表面的端部区域43b可提供有能够防止两者相对转动的配合特征。例如，在销轴孔48的内表面上设置凹特征，例如狭槽，在销轴46的端部区域43b上设置与所述凹特征协作的凸特征，例如脊部。这些都能实现销轴46和挺柱体42之间的相对固定。
[0049]根据本实用新型的另一方面，有利地，在销轴46的中间区域43a提供有用于与滚子44的内表面52直接接触的抗磨损部。如本领域内技术人员所知晓的,抗磨损部可以是降低接触表面摩擦系数以达到降低磨损目的的抗磨损涂层或抗磨损油脂，也可以是在相接触的两个接触表面之间添加的用于减小对两个接触表面磨损的其它零部件。
[0050]抗磨损部被不能相对运动地附接至销轴46的中间区域43a。这样,销轴46外表面的中间区域43a通过该抗磨损部与滚子44的内表面52接触，并且抗磨损部与滚子44的接触表面之间的摩擦系数小于不存在抗磨损部时销轴46和滚子44的接触表面之间的摩擦系数，并且远远小于销轴46外表面的端部区域43b与挺柱体42销轴孔48的内表面之间的摩擦系数。
[0051]这样，抗磨损部与滚子44之间的摩擦力小于销轴46和滚子44之间的摩擦力，并且远远小于销轴46与挺柱体42之间的摩擦力。结果是，销轴46 (以及抗磨损部)与滚子44之间的相对运动增大；销轴46与挺柱体42之间的相对转动减小，从而降低了对销轴46的外表面、对滚子44的内表面、以及对挺柱体42销轴孔48内表面的磨损。
[0052]其中，在如图4所示的第二实施例中，所述抗磨损部是施加于销轴46的外表面43的中间区域43a的第一涂层，所述第一涂层只施加在中间区域43a，并且所述第一涂层与滚子44的内表面52之间的第一摩擦系数小于不存在第一涂层时所述销轴46的中间区域43a与滚子44的内表面52之间的摩擦系数，并且远远小于所述销轴46的端部区域43b与销轴孔48的第二摩擦系数。
[0053]可选地，所述销轴46的端部区域43b与销轴孔48的内表面之间具有第二摩擦系数，或者在端部区域43b还施加有增大两者之间摩擦力的第二涂层。
[0054]而在如图5a_5c所示的第三实施例中，所述抗磨损部是固定地套装在销轴46上的衬套49。衬套49的外表面49o与滚子44的内表面52之间相接触，它们之间的第一摩擦系数小于不存在衬套49时销轴46的中间区域43a与滚子44的内表面52之间的摩擦系数，并且远远小于销轴46的端部区域43b与挺柱体42的销轴孔48的内表面之间的第二摩擦系数。
[0055]具体地，衬套49可由具有所述第一摩擦系数的材料制成，或者衬套49的外表面49o被施加具有所述第一摩擦系数的第一涂层。
[0056]销轴46的端部区域43b具有如第二实施例所述的第二摩擦系数。这可以通过如下实现:
[0057]用具有第二摩擦系数的材料制成销轴46，或者在其整个外表面43上施用具有第二摩擦系数的第二涂层，使其整个外表面上具有第二摩擦系数；或
[0058]只对销轴46的端部区域43b提供第二摩擦系数，例如通过对端部区域43b施用第
二涂层。
[0059]衬套49到销轴46的固定例如可以通过机械方式实现。所述机械连接方式可以是本领域内公知的压配合连接方式、形状配合连接方式等。
[0060]在上述第二和第三实施例中，通过在销轴46的外表面的中间区域43b施加第一涂层或添加衬套49，都减小了销轴46与滚子44之间的摩擦力，使其远远小于销轴46与销轴孔48之间的摩擦力，增大了销轴46与滚子44之间的相对运动速度，相应地，减少了销轴46与销轴孔48之间的相对转动。
[0061]优选地，本实用新型中的第一涂层可以是C涂层，Cr-Ni涂层，或者任何其它适当的涂层。
[0062]在另一实施例中，衬套49可由容易装配的两个半体构成。衬套49的外表面49o也可以被提供有用于进一步降低第一摩擦系数的润滑涂层。
[0063]根据本实用新型，通过将销轴固定到挺柱体的销轴孔内，或者通过减小支撑滚子的销轴的中间区域与滚子内表面之间的摩擦力，使其远远小于销轴与销轴孔之间的摩擦力，增大了销轴和滚子之间的相对运动速度，降低了销轴和滚子之间的混合摩擦，同时减小了销轴与销轴孔之间的相对转动。另外，降低了对销轴、对滚子以及对挺柱体孔的磨损，提
高了柱塞泵的效率。
[0064]本实用新型已经基于特别优选的实施例进行了示出和描述，但并不限制于所示出和描述的细节。不同实施例中的特征可以相互组合使用以构成新的实施例。相反，在不偏离由附属权利要求限定的实质和范围的情况下可以进行各种修改或变异。
【权利要求】
1.一种柱塞泵，包括泵壳体；容置于泵壳体内的柱塞组件；和延伸到所述泵壳体内的驱动轴，所述驱动轴上的凸轮通过凸轮从动组件驱动所述柱塞组件的柱塞往复运动， 其中，所述凸轮从动组件包括直接驱动所述柱塞的挺柱体，与所述凸轮直接接触并被其驱动的滚子，以及延伸穿过滚子并且支撑在所述挺柱体的销轴孔中的销轴， 其特征在于，所述销轴的外表面包括支撑着所述滚子的中间区域和被所述销轴孔支撑的端部区域，所述销轴的外表面的中间区域与所述滚子之间的摩擦系数大约是所述外表面的端部区域和所述销轴孔内表面之间摩擦系数的十分之一。
2.根据权利要求1所述的柱塞泵，其特征在于，在所述销轴的中间区域上固定地套装有衬套。
3.根据权利要求2所述的柱塞泵，其特征在于，所述衬套的外圆周表面上被施加有进一步减小其与所述滚子的内圆周面之间的摩擦力的第一润滑涂层。
4.根据权利要求1所述的柱塞泵，其特征在于，仅仅在所述销轴的外表面的中间部分上施加有第一润滑涂层。
5.根据权利要求3或4所述的柱塞泵，其特征在于，所述第一润滑涂层是C涂层或Cr-Ni涂层。
6.根据权利要求3或4所述的柱塞泵，其特征在于，所述销轴的外表面的端部部分不施加任何涂层，或者被施加有第二涂层，使得所述第一润滑涂层与所述滚子的内表面之间的摩擦系数远远小于所述第二涂层与所述销轴孔的内表面之间的摩擦系数。
7.根据权利要求2或3所述的柱塞泵，其特征在于，所述衬套被压配合或形状配合到所述销轴上。
8.—种柱塞泵，包括泵壳体；容置于泵壳体内的柱塞组件；和延伸到所述泵壳体内的驱动轴，所述驱动轴上的凸轮通过凸轮从动组件驱动所述柱塞组件的柱塞往复运动， 其中，所述凸轮从动组件包括直接驱动所述柱塞的挺柱体，与所述凸轮直接接触并被其驱动的滚子，以及延伸穿过滚子并且支撑在所述挺柱体的销轴孔中的销轴， 其特征在于，所述销轴相对于所述挺柱体固定不动。
9.根据权利要求8所述的柱塞泵，其特征在于，所述销轴在其相反的两端被压配合或形状配合到挺柱体的销轴孔内。
10.根据权利要求9所述的柱塞泵，其特征在于，所述销轴在其外表面上具有沿着其整个纵向长度延伸的一个或多个平面。
11.根据权利要求9所述的柱塞泵，其特征在于，所述销轴的端部区域和所述挺柱体的销轴孔具有椭圆形或多边形的横截面。
12.—种高压燃油泵，其包括由根据权利要求1-11中任一所述的柱塞泵构成的高压部分。
【文档编号】F02M59/44GK203383957SQ201320480708
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2013年8月7日
【发明者】A·萨沙 申请人:罗伯特·博世有限公司