一种高压燃油泵的制作方法

文档序号:15427527发布日期:2018-09-14 21:11阅读:209来源:国知局

本实用新型属于航空设备领域,具体涉及一种高压燃油泵。



背景技术:

目前小型教练机DA40D飞机使用的发动机为TAE125-02型航空发动机,发动机的供油系统是通过低压燃油泵和高压燃油泵共同实现,高压燃油泵将燃油压力提高到供油压力后,通过供油轨输送到各个汽缸。因此高压燃油泵是整个供油系统的核心部件。

高压燃油泵的内部构造示意图如图1所示,图中标记为1的位置是凸轮轴,与发动机的转动部分相连接,在发动机带动下推动多面体块2(polygon)转动,多面体块2则推动柱塞3在汽缸内运动。完成从供油口4吸油,加压和从出油口5排油的工作循环。

在实际工作工程中,由于活塞和汽缸壁的间隙只有1微米量级。因此环境中的杂质颗粒物难免进入到汽缸内部,引起活塞卡阻。当活塞发生卡阻后,多面体块在凸轮轴的带动下继续推动活塞运动,引起柱塞剪切断裂。当柱塞断裂后,燃油泵出口压力达不到设定值,燃油泵无法排出燃油,引起发动机突然停车,危害生命和财产安全。

使用有限元方法建立燃油泵工作工程中的力学模型,发现当发生柱塞卡阻时,在凸轮轴继续转动过程中,多面体块的平面结构(如图2所示)会引起柱塞沿周向分布的剪切力峰值。在凸轮轴旋转过程中,沿柱塞轴向的推力和周向的剪切力逐渐增加,最终当轴向推力无法推动卡阻位置松开,而周向的剪切力达到峰值时,引起柱塞剪切断裂。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的难题,提供一种高压燃油泵,在提高高压泵活塞的轴向推力的同时降低其周向剪切力的增长幅度,帮助柱塞及时脱离卡阻状态、提高现有高压燃油泵的可靠性。

本实用新型是通过以下技术方案实现的:

一种高压燃油泵,包括凸轮轴、柱塞、活塞垫片和多面体块;

在所述多面体块的外表面上设有弧形倒角;

所述柱塞的端部与活塞垫片的一个端面连接;

所述活塞垫片的另一个端面与所述多面体块的外表面接触;

所述凸轮轴安装在所述多面体块的中心通孔内。

所述多面体块包括圆柱体,在圆柱体的外壁上切有至少一个平面,每个所述平面均从圆柱体的一端延伸到另一端,且均与圆柱体的轴线平行;

每个所述平面的两个侧边与圆柱体的弧形表面的相交处均为所述弧形倒角。

所述弧形倒角从圆柱体的一端延伸到另一端。

在所述圆柱体的横截面上,所述弧形倒角的一端与圆柱体的弧形表面相切,另一端与所述平面相切。

所述弧形倒角的圆心位于所述圆柱体的内侧。

所述弧形倒角的半径为1至20mm。

优选地,所述弧形倒角的半径为6mm。

所述弧形倒角的外表面的粗糙度R为0.01-0.04μm。

在所述圆柱体的外壁上切有三个平面,三个所述平面在圆周上均布。

在所述圆柱体的中心开有与其同轴线的中心通孔;

所述凸轮轴安装在该中心通孔内。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:利用本实用新型能够帮助柱塞及时脱离卡阻状态,提高了现有高压燃油泵的可靠性。

附图说明

图1高压燃油泵的内部构造示意图

图2高压燃油泵中的现有多面体块的结构示意图

图3本实用新型中的多面体块的结构示意图

图4本实用新型中的多面体块与活塞垫片、柱塞的组合结构的示意图

图5本实用新型中的多面体块与活塞垫片、柱塞的组合结构的有限元模型。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述:

当柱塞和汽缸发生卡阻后,现有多面体块的平面结构导致柱塞受到的轴向推力增加的同时,周向剪切力的快速增加。轴向推力能够帮助活塞和汽缸脱离卡阻位置,但周向剪切力的增加则不利于高压泵及时脱离卡阻位置,且超过一定值后引起柱塞断裂。

如图4和图5所示,本实用新型涉及的多面体块位于高压燃油泵中凸轮轴1和活塞垫片(plunger plate)之间,原有多面体块2为直径40mm,高度为21.6mm的圆柱体,边缘被三个长度为21mm的弦线切割,中间切除直径为24mm圆柱体,形成的多面体结构。弦线与圆柱体形成切线位置为直线,如图2所示。

如图3所示,本实用新型将原有多面体块(polygon)的平面直线边界改为具有一定弧度边界的多面体块。

本实用新型改变这种直线边界,形成以原有直线为中心,与原有圆柱外表面和弦线均相切的弧形倒角。弧形倒角的圆心位于圆柱体的内侧,半径为1至20mm均可,优选6mm。弧形倒角的表面的粗糙度R控制在0.01-0.04μm,R为粗糙度测量时,波峰到波谷的距离。

本实用新型仅改变原有polygon的几何结构,不改变现有polygon的材料和加工工艺。同时不改变其他相关的部件。

通过计算机仿真技术模拟现有多面体块的几何结构和本实用新型提出的多面体块的几何结构,如图4所示,材料参数选择普通碳钢,过渡区域的圆弧半径为6mm,旋转角度设定为15度。模拟结构表明,与原有几何结构相比,轴向推力提高了17%,周向剪切力减少了23%。以上结果表明,在相同工作条件下,本实用新型提出的polygon具有较强抗卡阻能力。

上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式,对于本领域内的技术人员而言,在本实用新型公开了原理的基础上,很容易做出各种类型的改进或变形,而不仅限于本实用新型上述具体实施例所描述的结构,因此前面描述的只是优选的,而并不具有限制性的意义。

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