一种重油柱塞组件及柱塞偶件的制作方法

本实用新型涉及船用低速机高压共轨领域，具体是一种重油柱塞组件及柱塞偶件。

背景技术：

对于船用低速机高压共轨来说，其采用重油作为船用燃油，通过电控高压油泵对重油进行加压并泵出。柱塞作为电控高压油泵的一个重要部件，其需要在高压油泵工作时反复运行，柱塞与其配合零件之间必须有充足润滑，以防止柱塞和其配合零件之间干摩擦和颗粒引起的三相磨损，导致柱塞拉伤，使电控高压油泵失效。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供了一种重油柱塞组件及柱塞偶件，以实现利用重油实现对柱塞的润滑效果，降低柱塞运行时和柱塞套之间的磨损的效果。

本实用新型的技术方案为：

本实用新型提供了一种重油柱塞组件，包括：

柱塞，在柱塞的上端面上开设有轴向盲孔；

缝隙滤芯，其部分自所述柱塞的上端面插入至所述轴向盲孔中，所述缝隙滤芯的外表面和所述轴向盲孔的孔壁之间形成有缝隙式进油道、过滤间隙和出油道；

定位销，其一端从所述柱塞的一侧外表面插入并穿过所述缝隙滤芯后部分外露在所述柱塞的另一侧外表面；

在所述柱塞的外圆周方向上开设有第一径向环槽，所述第一径向环槽和所述出油道之间通过第一径向通孔连通；

高压重油从所述柱塞的上端面进入至所述缝隙式进油道内，从所述缝隙式进油道流出的高压重油经由所述过滤间隙进行过滤，再通过所述出油道流出至所述第一径向环槽内。

优选地，所述缝隙式进油道和所述出油道为在所述缝隙滤芯的外表面上加工形成的油道；

其中，所述缝隙式进油道的一端连通至所述缝隙滤芯的上端面，另一端未连通至所述缝隙滤芯的下端面；所述出油道的一端连通至所述缝隙滤芯的下端面，另一端未连通至所述缝隙滤芯的上端面。

优选地，在所述缝隙滤芯的径向方向上开设有第二径向通孔，在所述柱塞的外圆周方向上开设有第二径向环槽，所述第二径向环槽的对称位置处分别通过一个第三径向通孔连通至所述出油道，且所述第二径向通孔和两个所述第三径向通孔相对设置；

所述定位销的一端从所述柱塞的外表面插入至其中一个第三径向通孔中并穿过所述第二径向通孔和另一个径向通孔后部分外露于所述第二径向环槽；

所述第三径向通孔的孔径大于所述轴向盲孔的孔径。

优选地，所述第一径向环槽和所述第二径向环槽的两侧边缘均设置有倒角，所述倒角的角度位于1~10°之间；

所述柱塞的上端面和所述柱塞的外表面之间形成的倒角的角度为90°。

优选地，所述定位销的两端为球面；

所述定位销与所述第二径向通孔间隙配合。

优选地，流入至所述缝隙式进油道中的高压重油的油压位于120~160mpa之间。

优选地，所述缝隙滤芯外露在所述柱塞的上端面的部分为与所述柱塞上端面相抵接的凸台。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型还提供了一种柱塞偶件，包括柱塞套，以及上述的重油柱塞组件；

其中，所述柱塞安装在所述柱塞套内，所述柱塞套上设置有与所述第一径向环槽相对设置的回油孔，流入至所述第一径向环槽中的高压重油通过所述回油孔流出。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过重油实现了柱塞和柱塞套之间的润滑效果，可以减少润换油的使用，节约能源；同时，重油在进入柱塞内后进行了过滤，可以降低重油中的杂质导致的柱塞和柱塞套之间的磨损，提高柱塞的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的柱塞的结构示意图；

图3为本实用新型的剖面示意图；

图4为图3的局部放大示意图；

附图标记说明：1、柱塞；11、轴向盲孔；12、第一径向环槽；13、第一径向通孔；14、第二径向环槽；15、第三径向通孔；2、缝隙滤芯；21、缝隙式进油道；22、过滤间隙；23、出油道；24、第二径向通孔；25、凸台；3、定位销。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参照图1至图4，本实用新型提供了一种重油柱塞组件，包括：

柱塞1，在柱塞1的上端面上开设有轴向盲孔11，其中，该轴向盲孔11具体为在柱塞1的上端面的中心位置开设，并沿柱塞1的轴向中心线设置，该轴向盲孔11的形状为圆柱形以方便磨削研磨等精加工。

缝隙滤芯2，其部分自所述柱塞1的上端面插入至所述轴向盲孔11中，所述缝隙滤芯2的外表面和所述轴向盲孔11的孔壁之间形成有缝隙式进油道21、过滤间隙22和出油道23，其中，缝隙式进油道21和出油道23为在缝隙滤芯2的外表面加工形成，缝隙式进油道21和出油道23相互独立设置，可防止未经过过滤的高压重油进入到柱塞1和柱塞套之间，造成柱塞1和柱塞套之间的磨损。具体来说，缝隙式进油道21和出油道23在本实用新型实施例中各有2个，两个缝隙式进油道21关于该缝隙滤芯2的轴向中心线对称设置，两个出油道23关于该缝隙滤芯2的轴向中心线对称设置。从柱塞1的上端面进入的高压重油在进入到缝隙式进油道21后，在经过该过滤间隙22时，由于过滤间隙22的缝隙很小，高压重油中较大的杂质或颗粒被过滤掉，经过过滤后的重油可以进入到出油道23中，并经由出油道23离开柱塞1。在重油从柱塞1内部流动以及从柱塞1内部流动到柱塞1外部的过程中，同时实现了柱塞1的表面润滑效果。也就是说，在本实施例中，在柱塞1内安装的缝隙滤芯2具有2个效果，具体为实现高压重油的杂质过滤效果和过滤后的重油实现对柱塞1的润滑效果。

定位销3，其一端从所述柱塞1的一侧外表面插入并穿过所述缝隙滤芯2后部分外露在所述柱塞1的另一侧外表面，该定位销3的设置，实现了缝隙滤芯2在柱塞1上的安装定位，同时，可以防止缝隙滤芯2在轴向上发生转动。

在所述柱塞1的外圆周方向上开设有第一径向环槽12，所述第一径向环槽12和所述出油道23之间通过第一径向通孔13连通，此处，第一径向通孔13可以为1个或者多个，当然，可知地，在第一径向通孔13在周向方向上均匀布置多个时，流出到柱塞1的外圆周面上的重油会分布的更加均匀，润滑效果会更好。

高压重油从所述柱塞1的上端面进入至所述缝隙式进油道21内，从所述缝隙式进油道21流出的高压重油经由所述过滤间隙22进行过滤，再通过所述出油道23流出至所述第一径向环槽12内。

经由上述的重油柱塞组件，高压重油通过在柱塞1内部设置的缝隙滤芯2来实现杂质或颗粒过滤，经过过滤后的重油再流出到柱塞1的外表面，来对柱塞1的外表面进行润滑。这样，就可以避免重油中的杂质或者颗粒流到柱塞1的外表面，避免杂质或颗粒造成的柱塞1和柱塞套之间的三相磨损。

为了能够使重油能够保持先进入缝隙式进油道21后再经过过滤，最后再通过出油道23流出的规则，所述缝隙式进油道21和所述出油道23为在所述缝隙滤芯2的外表面上加工形成的油道；参照图2，其中，所述缝隙式进油道21的一端连通至所述缝隙滤芯2的上端面，另一端未连通至所述缝隙滤芯2的下端面；所述出油道23的一端连通至所述缝隙滤芯2的下端面，另一端未连通至所述缝隙滤芯2的上端面。这样，重油在进入到柱塞1和缝隙滤芯2间时，没有办法直接进入到出油道23中，也就可以达到上述的效果。同时，为了提高对柱塞1的外表面的润滑效果，在本实施例中，缝隙式进油道21和出油道23的长度应当设置的足够长，使进入到柱塞1外表面的燃油足够充分，具体来说，可以将缝隙式进油道21和出油道23的长度设置为大于缝隙滤芯2的轴向长度的1/2等长度。1同时，第二径向环槽14内的高压油对柱塞1的外表面上方的重油具有流体阻力，进而减少了重油从柱塞1的上方进入柱塞1的外表面的流量，进而减少了杂质从柱塞1的上方进入柱塞1和柱塞套之间的概率。

参照图2，为了实现定位销3的定位效果，在所述缝隙滤芯2的径向方向上开设有第二径向通孔24，在所述柱塞1的外圆周方向上开设有第二径向环槽14，所述第二径向环槽14的对称位置处分别通过一个第三径向通孔15连通至所述出油道23，且所述第二径向通孔24和两个所述第三径向通孔15相对设置；所述定位销3的一端从所述柱塞1的外表面插入至其中一个第三径向通孔15中并穿过所述第二径向通孔24和另一个第三径向通孔15后部分外露于所述第二径向环槽14。

优于本实施例中的高压重油的压力位于120~160mpa之间，应用的是高压力场景，因此，对于柱塞1内的轴向通道的表面质量要求较高，以避免出现应力集中现象。并且，对于安装缝隙滤芯2的轴向盲孔11来说，由于其轴向方向上的长度大，在加工时很难单独加工退刀槽。因此在本实用新型实施例中，所述第三径向通孔15的孔径大于所述轴向盲孔11，这样可以在轴向盲孔11的孔底位置形成退刀空间，方便在加工时对轴向盲孔11和对第三径向通孔15进行磨削和研磨等精加工操作。

优选地，所述第一径向环槽12和所述第二径向环槽14的两侧边缘均设置有倒角，所述倒角的角度位于1~10°之间。在柱塞1安装到柱塞套上后，倒角的设置使得第一径向环槽12和第二径向环槽14和柱塞套的内壁之间形成了小角度收敛楔形，在工作时，柱塞1的外表面和柱塞套的回油孔在重油的相对运动方向上产生收敛楔形，可以加强动压润滑中的挤压效应，使柱塞1外表面形成更厚的润滑油膜，优化了柱塞1外表面的润滑效果。如果该倒角设置的较大（比如45°或90°左右），会使柱塞1外表面润滑效果较差，甚至导致径向环槽两边缘对应摩擦面产生刮削作用，进而加速其咬卡。并且，对于本实施例中的柱塞1来说，其上端面和外表面之间设计为90°的倒角，设计90°的倒角则刚好利用上述原理，可以清除残留或粘附在相应摩擦面（柱塞套上设置的安装柱塞1的安装内孔）上含有杂质的重油，减少重油中杂质进入柱塞1的外表面的概率，防止因颗粒进入柱塞1表面引起的三相磨损。

优选地，所述定位销3的两端为球面，当定位销3在第二径向通孔24内进行轴向窜动时，重油会充盈在定位销3的球面和柱塞套的内壁之间，流体动压效应会使得定位销3的球面和柱塞套的内壁之间分隔开，可以降低定位销3的摩擦面（端部的球面）的磨损。

并且，所述定位销3与所述第二径向通孔24间隙配合，间隙配合的方式便于了该定位销3的拆装，由于本实施例使用的高压重油，需要进行多次的试验操作，间隙配合的方式才能实现快速拆装。

并且，如图3所示，在本实施例中，所述定位销3的直径小于所述第三径向通孔15的孔径。此处，第三径向通孔15一是起到对定位销3的限位作用，另一个作用则是实现在回油道内的重油流出到柱塞1的外表面，以实现对柱塞1外表面的润滑的效果。

参照图1，优选地，所述缝隙滤芯2外露在所述柱塞1的上端面的部分为与所述柱塞1的上端面相抵接的凸台25。其中，该凸台25的设置可以起到定位作用。柱塞1在柱塞套内上下往复运行，当柱塞1向上运动时受到柱塞1的上端面重油液压力，最大液压力160mpa，使缝隙滤芯2的凸台25下端面压紧在柱塞1上端面，凸台25设计比较厚实，能承受较大的应力。当柱塞1向下运动时，所述的定位销3贴合在第二径向通孔24的孔壁上，防止缝隙滤芯2脱离柱塞1。

另外在本实施例中，由于应用在船用低速机上的柱塞1的长度比较长，柱塞1与柱塞套的配合长度较长，因此，为了增大柱塞1的润滑效果，可以通过增大柱塞1和重油之间的燃油接触面积来实现，具体通过将在柱塞1轴向方向长的第一径向环槽12和第二径向环槽14之间的距离适当加大，使通过第一径向环槽12和第二径向环槽14流出的重油能够足够多的和柱塞1的外表面接触。

综上，本实用新型具有如下效果：

（1）、柱塞1内的轴向盲孔11和缝式滤芯形成缝式过滤器，利用柱塞1的上方高压过滤重油，经过过滤的重油进入柱塞1表面三道径向环槽，对柱塞1表面润滑，降低了柱塞组件对重油杂质敏感度，降低系统对过滤质量的要求，进而提高了系统经济性；具体来说，高压重油通过缝隙式进油道21、过滤缝隙、出油道23、第一径向通孔13流入并充满第一径向环槽12，以及通过出油道23和第三径向通孔15流入并充满第二径向环槽14，在运动中对柱塞1相应位置形成静压润滑效果，进而形成较厚的静压油膜，有效防止了柱塞1润滑失效，同时还可以减少润换油的使用，节约能源；同时，第一径向环槽12和第二径向环槽14与柱塞套上的低压回油道形成多个高低压对流区，可以加强柱塞1表面油的流动，形成更厚油膜，加强静压润滑效果。

（2）、经过过滤后，较清洁的燃油进入柱塞1的上方的第一道第一径向环槽12内，进入至第一道第一二径向环槽12内的重油对柱塞1上方后进入柱塞1且未经过滤的燃油具有密封的作用，可以减小未经过滤的重油进入至柱塞1中的流量，进而减小重油中杂质进入柱塞1的摩擦面（外圆周面）的概率。

（3）、两个缝隙式进油道21对称分布，两个出油道23对称分布，有效避免了因受液压力不均而导致的过滤缝隙不均匀、过滤精度不稳定的情况出现。

（4））、定位销3的另一部分固定连接在缝隙滤芯2内的第二径向通孔24内，防止了柱塞1与缝隙滤芯2运动分离，也防止了柱塞1与缝隙滤芯2相对转动，避免了因定位销3蹿动而引起与柱塞套内壁的相互磨损，保证了第二径向通孔24与缝隙滤芯2的出油道23对应，进而保证了柱塞1外表面连续、清洁的润滑油供应。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型还提供了一种柱塞偶件，包括柱塞套，以及上述的重油柱塞组件；

其中，所述柱塞1安装在所述柱塞套内，所述柱塞套上设置有与所述第一径向环槽12相对设置的回油孔，流入至所述第一径向环槽12中的高压重油通过所述回油孔流出。

经过柱塞1内部进行过滤，降低了高压重油中的杂质或颗粒，因此，可以依靠该重油来实现对柱塞1的润滑，减少润滑油的使用，达到节约能源的效果；而充盈在回油孔和径向环槽之间的重油可以实现对柱塞1的外圆周表面的润滑，减少柱塞1的磨损，提高柱塞1的使用寿命。

尽管只对其中一些本实用新型的一个或多个实施例进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本实用新型可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本实用新型精神及范围的情况下，本实用新型可能涵盖各种的修改与替换。