一种分段式双螺旋线的柱塞偶件的制作方法

本发明涉及内燃机高压油泵，具体是一种分段式双螺旋线的柱塞偶件。

背景技术：

1、随着近年来排放要求越来越严格，内燃机的使用场景越来越广，导致市场对柴油机的使用提出了更高要求和更多的需求，为了满足排放需求，需要进一步改善低速、怠速工况下的排放。

2、研究表明高压油泵供油压力对喷油雾化质量影响十分明显，为了解决低速、怠速排放问题，需要改善喷油雾化质量，即需要改善低速、怠速工况下的供油压力。

3、通常来说，在转速等条件固定情况下，可以通过增加柱塞的有效行程来提高供油压力；但同时又要确保高工况供油量不变，即需保持高工况下的有效行程不变。为此，需要对柱塞进行设计，使柱塞在高、低工况的不同需求下具有不同的有效行程，来实现油量的控制，改善排放。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种分段式双螺旋线的柱塞偶件，使柱塞在高、低工况的不同需求下具有不同的有效行程，来实现油量的控制，改善排放。。

2、为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：

3、本发明提供了一种分段式双螺旋线的柱塞偶件，所述柱塞偶件适用于柴油机，所述柱塞偶件包括：柱塞和柱塞套，柱塞装配在柱塞套的内部中孔中；

4、柱塞的头部设置有双螺旋线，分别是上螺旋线和下螺旋线，柱塞套上设置有对称分布的两个进回油孔；上螺旋线设置在柱塞的头部端面上，下螺旋线将将柱塞的头部设置的竖槽和环槽相连通；

5、上螺旋线和下螺旋线上分别设置有至少一个转折点，以将上螺旋线 和下螺旋线分别划分成光滑过度且相连的至少两段，每段螺旋线分别设置不同的倾斜角度和螺旋导程，并通过旋转柱塞形成不同的柱塞有效行程；

6、当柴油机在低速或怠速工况运行时，所述柱塞套的进回油孔位于上螺旋线转折点的一侧，使喷油泵提前进入供油阶段；

7、随着柴油机的负荷增加，柱塞逐步向上旋转至使柱塞套的进回油孔位于下螺旋线转折点和上螺旋下转折点之间，使喷油泵延迟进入供油段；

8、当柴油机的负荷增加至使柴油机进入高工况时，柱塞套的进回油孔位于下螺旋线转折点的另一侧，使喷油泵延迟结束供油阶段；

9、上螺旋线转折点的一侧和下螺旋线转折点的另一侧为柱塞的相对两侧。

10、优选地，下螺旋线包括主螺旋线和副螺旋线；且副螺旋线比主螺旋线低d=0.2～0.8mm，宽l=0.2-0.8mm，主螺旋线和副螺旋线设置有不同的倾斜角度和导程。

11、优选地，在柱塞套的进回油孔旁边设置有对称分布的两个防穴蚀孔；

12、当柱塞上行时，上螺旋线优先关闭防穴蚀孔，然后逐步关闭进回油孔；

13、当柱塞进一步上行时，主螺旋线优先打开防穴蚀孔，然后副螺旋线再逐步打开防穴蚀孔，进而打开进回油孔；

14、当柱塞下行时，副螺旋线首先关闭进回油孔，然后主螺旋线关闭进回油孔，并最终关闭防穴蚀孔。

15、优选地，柱塞套的内部中孔设置有上环槽，上环槽与柱塞套上设置的泄漏回油孔接通；柱塞套的内部中孔还设置有下环槽，下环槽与柱塞套上设置的泄漏油孔接通。

16、本方案的有益效果：

17、(1)、通过上、下螺旋线的分段设计与控制，可满足低速、怠速工况和高速工况对油量的不同需求，既能改善低速、怠速工况下的雾化效果，改善燃烧，降低排放，又能保持高速工况供油量和供油效率不变；同时，上、下螺旋线均采用分段式结构设计，可以提高针对不同工况油量需求的调整灵活性，同时光滑过度连接的分段螺旋线可以保障各种工况连续顺畅切换。具体来说：

18、本方案中柱塞头部设置有两条螺旋线，分别为上螺旋线和下螺旋线，每条螺旋线上根据需求设置有n个转折点，形成光滑接通的n+1段螺旋线，每段螺旋线可以分别设置不同的倾斜角度和导程，并根据需求设置不同的柱塞有效行程，例如，若设置1个转折点，以将上螺旋线和下螺旋线分别划分成光滑过度且相连的至少两段，每段螺旋线可以分别设置不同的倾斜角度和导程，并根据需求设置不同的柱塞有效行程；

19、当柴油机在低速或怠速工况运行时，柱塞套的进回油孔位于上螺旋线转折点的一侧 (右侧或左侧)，此时柱塞的上螺旋线位于高点，可以使喷油泵提前进入供油阶段，进而延长供油时长，可提升供油压力，在满足油量需求的前提下，可改善喷油雾化质量；

20、随着柴油机的负荷增加，柱塞套的进回油孔逐步旋转至下螺旋线转折点和上螺旋下转折点之间，使柱塞的有效行程减小，此时柱塞的上螺旋线位于低点，喷油泵可以延迟进入供油段，可以在满足柴油机功率需求的情况下，降低喷油量，节约油耗；

21、当柴油机的负荷增加至使柴油机进入高工况时，柱塞套的进回油孔位于下螺旋线转折点的另一侧（左侧或右侧，柴油机在低速或怠速工况运行时，若柱塞套的进回油孔位于上螺旋线转折点的右侧，则此处为左侧；油机在低速或怠速工况运行时，若柱塞套的进回油孔位于上螺旋线转折点的左侧，则此处为右侧），使柱塞的有效行程继续增大，此时柱塞下螺旋的倾斜角度更小，螺旋线更陡，喷油泵延迟结束供油阶段，可增加供油量，满足柴油机的最大功率需求。

22、(2)、下螺旋线设置了主螺旋线和副螺旋线，主副螺旋线设置不同的倾斜角度和导程，可以在高低工况设置不同宽度的缓冲带，并根据高低工况时柱塞在进回油孔处受到的冲击大小不同设置不同的主副螺旋线高度差和宽度差；可以更加有效减缓进回油孔充油时的燃油波动，减缓局部冲击，有效减缓穴蚀的侵蚀。

23、(3)、柱塞套的进回油孔旁边设置有对称分布的两个防穴蚀孔，可以进一步有效减缓在进回油孔充油过程中，局部的冲击效果，进一步减缓柱塞的穴蚀作用。

技术特征：

1.一种分段式双螺旋线的柱塞偶件，所述柱塞偶件适用于柴油机，其特征在于，所述柱塞偶件包括：柱塞(1)和柱塞套(2)，柱塞(1)装配在柱塞套(2)的内部中孔中；

2.根据权利要求1所述的一种分段式双螺旋线的柱塞偶件，其特征在于，下螺旋线(6)包括主螺旋线(10)和副螺旋线(11)；且副螺旋线(11)比主螺旋线(10)低d=0.2～0.8mm，宽l=0.2-0.8mm，主螺旋线(10)和副螺旋线(11)设置有不同的倾斜角度和导程。

3.根据权利要求2所述的分段式双螺旋线的柱塞偶件，其特征在于，在柱塞套(2)的进回油孔(4)旁边设置有对称分布的两个防穴蚀孔(3)；

4.根据权利要求1所述的一种分段式双螺旋线的柱塞偶件，其特征在于,柱塞套(2)的内部中孔设置有上环槽(15)，上环槽(15)与柱塞套(2)上设置的泄漏回油孔(16)接通；柱塞套(2)的内部中孔还设置有下环槽(17)，下环槽(17)与柱塞套(2)上设置的泄漏油孔(18)接通。

技术总结
本专利涉及内燃机高压油泵技术领域，具体是一种分段式双螺旋线的柱塞偶件，包括柱塞和柱塞套，柱塞装配在柱塞套中孔，柱塞头部设置有双螺旋线，分别是上螺旋线和下螺旋线，其中下螺旋线有设置有主螺旋线和副螺旋线，上螺旋线和下螺旋线均分别采用分段设置，每条螺旋线上设置N个转折点，形成N+1段光滑过渡连接的螺旋线，每段螺旋线设置不同的倾斜角度和螺旋导程，柱塞套设置有对称分布的两个进回油孔，并在进回油孔旁边设置有对称分布的两个防穴蚀孔。

技术研发人员：王春文,扈爽,谭应波,陈超,辛琦,钟航,游梦平
受保护的技术使用者：重庆红江机械有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16