一种柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成的制作方法

本发明涉及一种高压油泵总成，更具体地说，尤其涉及一种柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成。

背景技术：

随着排放法规的日益严格，高压共轨燃油喷射系统已成为柴油机燃油喷射系统的主流。柴油机的电控技术为柴油发动机获得更好的排放指标、动力性能与经济性能提供了现实可能性。高压油泵是高压共轨燃油喷射系统的重要组成部分，其技术水平直接决定了终端产品的可靠性、动力性、经济性。因此，如何提高高压油泵的供油稳定性、供油能力、可安装性和降低加工成本低，就成了产品开发必须考虑的问题。

现有传统的柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵其油泵主体为整体结构，其存在的问题有：1、外形复杂，主要采用热锻或冷挤压的工艺制备毛坯，外形越复杂生产工艺越复杂，成本越高，出不良品的概率越高，同时钢材的熔点高，复杂结构的加工需要加工的时间长，相应的加热的耗能高，对环境污染相对较高。2、毛坯加工成品过程中，结构复杂，重心偏离主要结构回转中心，所有的需要毛坯旋转加工的加工设备，都需要做夹具的偏心配重，由于毛坯的制造属粗糙加工，精度低外形尺寸和重量会有差别，如偏心配重做不好，由于离心力，对高速旋转的设备精度会有损伤，同时加工精度也会降低。3、油泵主体的整体结构由于外形复杂，无法用机床常见的三爪卡盘来装夹工件进行加工，需设计和定制专用的夹具，安装到机床上，降低机床的通用性，增加生产准备时间，降低效率，增加成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成，具有结构简单紧凑、生产加工成本低、装配便捷的特点。

本发明的技术方案如下：

一种柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成，包括两者呈分体结构并相互连接的主阀座和柱塞套，主阀座内设有低压油腔，柱塞套内设有高压油腔，所述的主阀座上设有对低压油腔内添加燃油的进油机构和调节低压油腔进入高压油腔的燃油量的油量调节机构，所述的柱塞套内穿设有使高压油腔从低压油腔内进油和对外出油的柱塞，所述柱塞套的一端设有用于控制低压油腔和高压油腔连通启闭的两通油阀部件。

进一步的，所述的主阀座上设有用于回收高压油腔内渗漏出燃油的回油机构。

进一步的，所述的主阀座上设有用于排空低压油腔内气体的排气机构。

进一步的，所述的进油机构包括进油滤网和中空结构且与低压油腔连通的进油螺栓，所述的进油滤网固定在进油螺栓的内壁上，所述进油螺栓的侧壁上设有贯穿该侧壁的进油孔，所述进油螺栓安装在主阀座上。

进一步的，所述的油量调节机构为比例电磁阀，比例电磁阀外壁上设有位于比例电磁阀的进油端与出油端之间且与低压油腔密封配合的第二密封圈，所述低压油腔包括位于比例电磁阀的进油端的第一低压油腔和位于比例电磁阀的出油端的第二低压油腔，所述第一低压油腔与进油机构连通，所述第二低压油腔通过两通油阀部件与高压油腔连通，所述比例电磁阀的进油端设有电磁阀滤网。

进一步的，所述的高压油腔贯穿柱塞套的两端，所述的柱塞的一端为位于高压油腔内的内置端，柱塞另一端为穿出柱塞套与驱动机构连接的驱动连接端。

进一步的，所述的两通油阀部件包括两者相互连接的两通油座和集成出油头，所述的集成出油头内设有连接油腔和出油腔，所述的两通油座上设有将低压油腔与连接油腔连通的第一油座孔、将连接油腔与高压油腔连通的第二油座孔以及将高压油腔与出油腔连通的第三油座孔，所述的连接油腔内设有用于使燃油从低压油腔到连接油腔单向流动的第一球阀，所述的出油腔内设有用于使燃油从高压油腔到出油腔单向流动的第二球阀。

进一步的，所述的第一球阀包括第一球阀弹簧座、第一球阀弹簧和能够与第一油座孔密封配合的第一开关球，所述的第一球阀弹簧位于第一球阀弹簧座与第一开关球之间，第二球阀包括第二球阀弹簧座、第二球阀弹簧和能够与第三油座孔密封配合的第二开关球，所述的第二球阀弹簧位于第二球阀弹簧座与第二开关球之间，所述的集成出油头上设有连通集成出油头外部和出油腔的出油孔，第一油座孔与第一开关球相配合的部位和第三油座孔与第二开关球相配合的部位均位于两通油座的同一端。

进一步的，所述柱塞的侧壁上设有环形回油槽，所述的回油机构为中空的回油接头，所述的柱塞套上设有第三连接通孔，所述的主阀座上设有第四连接通孔，所述环形回油槽处的高压油腔、第三连接通孔、第四连接通孔和回油接头依次连通。

进一步的，所述的主阀座上设有连通主阀座外侧壁和低压油腔的排气孔，所述的排气机构为能够密封安装在排气孔内的排气螺钉。

本发明具有的有益效果为：

1.本发明的一种柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成，其高压油泵主体由两者相互连接的主阀座和柱塞套构成，分体结构的主阀座和柱塞套两者均外形简单、体积小、容易制造、耗能低、合格率高、成本低；与传统的高压油泵主体相比，本发明的重量可降低20％左右，在热处理提高表面硬度和耐磨性时，热处理是按重量计算加工费用，重量越重加热处理成本越高，生产加工成本明显降低；同时因重量降低，整个生产、仓储和运输过程中的成本也相应降低；因此，本发明的一种柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成具有结构简单紧凑、生产加工成本低、装配便捷的特点；

2.采用的进油机构设有进油滤网，采用的油量调节机构设有电磁阀滤网，使燃油经过两次过滤，确保进入高压油腔的燃油的清洁度，降低本发明的一种柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成的故障率，延长本发明的一种柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成的使用寿命；

3.两通油阀部件包括两者相互连接的两通油座和集成出油头，所述的集成出油头内设有连接油腔和出油腔，两通油座上设有将低压油腔与连接油腔连通的第一油座孔、将连接油腔与高压油腔连通的第二油座孔以及将高压油腔与出油腔连通的第三油座孔，连接油腔内设有使燃油从低压油腔到连接油腔单向流动的第一球阀，出油腔内设有使燃油从高压油腔到出油腔单向流动的第二球阀，采用第一球阀和第二球阀两个球阀的结构，所需的加工设备的成本低，加工精密度要求低，加工时间更短，出废品的概率低，降低设备投资和人工成本；

4.柱塞的侧壁上设有环形回油槽，且环形回油槽将高压油腔、第三连接通孔、第四连接通孔和回油接头依次连通，从而对柱塞套和柱塞之间渗漏的燃油进行收集；而现有技术采用柱塞孔内加工减压回油槽，需要采用车削加电解去毛刺的工艺或直接电解的工艺，且尺寸和外观质量检查存在困难，同时，电解属于特殊工种，电解所需电解液属高盐偏酸性的溶液，用过一定周期后需要更换，更换的废液属重污染物质，直排危害大，需专业机构处理，成本高；本发明加工难度低，在柱塞外壁加工环形回油槽，直接车床切削加工即可，产生的毛刺可以通过砂轮打磨掉，外圆磨削产生的微小毛刺可以用软砂轮打磨掉，加工成本低、效率高、尺寸和质量易于检测和控制，还解决了柱塞套高压油腔内加环槽对孔的精密加工影响较大、环槽两侧易出现喇叭口、局部增大柱塞偶件配合间隙减少密封长度的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成的剖视图；

图2为一种柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成的右视图；

图3为图1的a部放大图；

图4为两通油阀部件正视放大图；

图5为两通油阀部件剖视放大图；

图6为集成出油头仰视放大图；

图7为两通油座俯视放大图；

图8为图7的a-a剖视放大图；

图9为图7的b-b剖视放大图。

其中：1-主阀座、2-柱塞套、3-柱塞、4-两通油阀部件、5-进油滤网、6-进油螺栓、7-比例电磁阀、8-柱塞弹簧、9-回油接头、10-低压油腔、11-第二连接通孔、12-第四连接通孔、20-高压油腔、21-第一连接通孔、22-第三连接通孔、30-环形回油槽、31-柱塞弹簧座、41-两通油座、42-集成出油头、43-第一球阀、44-第二球阀、45-定位销、60-进油孔、61-第一密封圈、71-第二密封圈、72-电磁阀滤网、73-通电插件、74-第三密封圈、91-第五密封圈、92-第一密封垫圈、100-第二密封垫圈、101-第一低压油腔、102-第二低压油腔、111-第一内六角螺钉、112-第二内六角螺钉、411-第一油座孔、412-第二油座孔、413-第三油座孔、420-出油孔、421-连接油腔、422-出油腔、431-第一球阀弹簧座、432-第一球阀弹簧、433-第一开关球、441-第二球阀弹簧座、442-第二球阀弹簧、443-第二开关球、451-第四密封圈、0-排气螺钉。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。

实施例

参阅图1～9所示，本发明的一种柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成，包括两者呈分体结构并相互连接的主阀座1和柱塞套2，主阀座1内设有低压油腔10，柱塞套2内设有高压油腔20，主阀座1上设有对低压油腔10内添加燃油的进油机构和调节低压油腔10进入高压油腔20的燃油量的油量调节机构，柱塞套2内穿设有使高压油腔20从低压油腔10内进油和对外出油的柱塞3，柱塞套2的一端设有用于控制低压油腔10和高压油腔20连通启闭的两通油阀部件4。

本实施例中，主阀座1和柱塞套2通过第一内六角螺钉111固定连接，第一内六角螺钉111的螺帽与主阀座1或柱塞套2之间还设有弹性垫圈和平垫圈，使固定更加牢固。此外，可采用其他连接方式代替第一内六角螺钉111连接。

因主阀座1和柱塞套2采用分体式结构，主阀座1可采用铝材金铸造加工，柱塞套2采用与传统相同的钢材热锻或挤压的方式加工。主阀座1采用铝合金铸造加工，竖向的和水平的孔结构均可以直接铸造出，具可节省材料、可降低耗能、可减少切削余量、可提高加工效率、可降低刀具消耗、可降低制造成本的特点。同时，铝合金更容易切削，加工节拍更快，生产效率越高，从而外观质量更容易保证；切削所需的力更小，对机床的刚性要求更低，机床传动和定位机构受力小，磨损小，延长设备使用寿命；零件外观不易生锈，减少防锈油料的使用。

主阀座1上设有用于回收高压油腔20内柱塞套2与柱塞3之间渗漏出燃油的回油机构。

主阀座1上设有用于排空低压油腔10内气体的排气机构。

进油机构包括进油滤网5和中空结构且与低压油腔10连通的进油螺栓6，进油滤网5固定在进油螺栓6的内壁上，进油螺栓6的侧壁上设有贯穿该侧壁的进油孔60，进油螺栓6安装在主阀座1上。进油螺栓6的进油孔60与外部进油管路连通，同时进油螺栓6上还设有用于与外部进油管路组合时密封的第一密封圈61。

油量调节机构为比例电磁阀7，比例电磁阀7外壁上设有位于比例电磁阀7的进油端与出油端之间且与低压油腔10密封配合的第二密封圈71，低压油腔10包括位于比例电磁阀7的进油端的第一低压油腔101和位于比例电磁阀7的出油端的第二低压油腔102，第一低压油腔101与进油机构连通，第二低压油腔102通过两通油阀部件4与高压油腔20连通，比例电磁阀7的进油端设有电磁阀滤网72。比例电磁阀7上设有用于控制比例电磁阀7启闭的通电插件73，柱塞套2上设有第一连接通孔21，主阀座1上设有第二连接通孔11，主阀座1和柱塞套2在位于第一连接通孔21和第二连接通孔11的连通处设有第三密封圈74。通过第一连接通孔21和第二连接通孔11将两通油阀部件4与第二低压油腔102连通。通过采用比例电磁阀7控制进油量，可以精确控制柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成的供油量和压力，从而满足更高的排放要求。

本实施例中，比例电磁阀7通过第二内六角螺钉112安装在主阀座1上，比例电磁阀7与第二内六角螺钉112之间设有弹性垫圈。

柱塞3贯穿柱塞套2的两端，柱塞3的一端为位于高压油腔20内的内置端，柱塞3另一端为穿出柱塞套2、用于连接驱动机构的驱动连接端。驱动连接端通过挺柱体部件与驱动机构连接。

驱动连接端设有柱塞弹簧座31，柱塞弹簧座31与柱塞套2之间设有柱塞弹簧8。柱塞3通过其驱动连接端连接且跟随驱动上行或下行。通过柱塞3和高压油腔20的自吸力防止柱塞3、塞弹簧座31和柱塞弹簧8脱落，该自吸力是压装柱塞3时排空高压油腔20的空气产生的负压力。自吸力略大于柱塞弹簧8最大长度时的弹力。

两通油阀部件4包括两者相互连接的两通油座41和集成出油头42，集成出油头42内设有连接油腔421和出油腔422，两通油座41上设有将低压油腔10与连接油腔421连通的第一油座孔411、将连接油腔421与高压油腔20连通的第二油座孔412以及将高压油腔20与出油腔422连通的第三油座孔413，连接油腔421内设有用于使燃油从低压油腔10到连接油腔421单向流动的第一球阀43，出油腔422内设有用于使燃油从高压油腔20到出油腔422单向流动的第二球阀44。两通油座41和集成出油头42通过定位销45固定连接，集成出油头42与柱塞套2固定连接且集成出油头42与柱塞套2之间设有第四密封圈451。两通油座41和集成出油头42均集进油和出油结构为一体，结构简单，便于安装和加工。

第一球阀43包括第一球阀弹簧座431、第一球阀弹簧432和能够与第一油座孔411密封配合的第一开关球433，第一球阀弹簧432位于第一球阀弹簧座431与第一开关球433之间，第二球阀44包括第二球阀弹簧座441、第二球阀弹簧442和能够与第三油座孔413密封配合的第二开关球443，第二球阀弹簧442位于第二球阀弹簧座441与第二开关球443之间，集成出油头42上设有连通集成出油头42外部和出油腔422的出油孔420，第一油座孔411与第一开关球433相配合的部位和第三油座孔413与第二开关球443相配合的部位均位于两通油座41的同一端。第二球阀弹簧座441为中空结构，出油腔422通过中空结构的第二球阀弹簧座441与出油孔420连通。

本发明中，出油孔420相对集成出油头42的延伸方向倾斜设置，并且，位于柱塞套2外侧的一端出口位于集成出油头42的中部。直接用一个倾斜设置的出油孔420代替传统结构中的多配件组合结构来实现出油功能，即对两通油阀部件4进行优化、简化了零件间的拼接、整合设计，大大降低了加工的难度，装配更加简单。此外，两通油阀部件4采用内部球阀不需要精密加工，所需设备成本低；解决了长时间使用以后会出现渗漏的现象，降低故障概率，提高可靠性，降低维修成本，节约资源。保守测算，两通油阀部件4比传统结构投资成本减少15％，制造成本降低25％，潜在的维修成本减少30％。

柱塞3的侧壁上设有环形回油槽30，回油机构为中空的回油接头9，柱塞套2上设有第三连接通孔22，主阀座1上设有第四连接通孔12，环形回油槽30将高压油腔20、第三连接通孔22、第四连接通孔12和回油接头9依次连通。主阀座1和柱塞套2在位于第三连接通孔22和第四连接通孔12的连通处设有第五密封圈91。主阀座1与回油接头9的连接处设有第一密封垫圈92。回油接头9位于主阀座1外侧的一端与外部回油油路连通，由于燃油的可压缩性、惯性和柱塞3的回油槽30在高压有腔20内产生压力波，高压有腔20内产生向回油接头9方向的回油压力。

主阀座1上设有连通主阀座1外侧壁和低压油腔10的排气孔，排气机构为能够密封安装在排气孔内的排气螺钉0。排气螺钉0与主阀座1之间设有第二密封垫圈100。该排气螺钉0位于主阀座1的一侧，与进油螺栓6在同一横截面上。本发明的一种柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成首次工作时，需拆下排气螺钉0，将内部输油管路中的空气排空，避免高压油泵总成由于排气不畅导致无法启动的现象，同时也防止了空气进入高压油腔20中，避免了零件的气穴现象。

本发明的工作过程如下：

柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成首次工作前，需将排气螺钉0拆下，排空内部输油管路中空气。

柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成开始工作时，燃油由进油螺栓6并经过进油滤网5进入比例电磁阀7的进油端，即第一低压油腔101，经电磁阀滤网72过滤后，通过通电插件73输入外部电信号控制比例电磁阀7开启，燃油进入比例电磁阀7的出油端，即第二低压油腔102。燃油从第一油座孔411进入进入两通油阀部件4的油路中。此时，柱塞弹簧座31受柱塞弹簧8的弹簧力作用推动柱塞3和挺柱体部件跟随驱动轴下行，两通油阀部件4中用于进油的第一球阀43开启，燃油经集成出油接头42的连接油腔421和两通油座41的第二油座孔412进入高压油腔20；柱塞3和挺柱体部件跟随驱动轴上行，两通油阀部件4中用于进油的第一球阀43关闭与主阀座2相互密封，高压油腔20的内压力升高，用于出油的第二球阀44开启，燃油经两通油座41的第三油座孔413、集成出油接头42的出油腔422和出油孔420进入外部油管，完成一个供油循环；高压油腔20通过柱塞套2和柱塞3之间渗漏的燃油进入环形回油槽30，通过柱塞套2和主阀座1上的油路经回油接头9回到油箱。

本发明可以应用在轻型车的燃油共轨系统中，可以灵活匹配50kw以下的发动机，供油效率可以达到85％，此柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成的安装数量可以根据发动机的缸数确定。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以对此柴油机高压共轨燃油喷射系统用高压油泵总成做出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。