一种用于高压共轨系统的柱塞偶件的制作方法

1.本发明涉及内燃机柱塞偶件技术领域，具体是一种用于高压共轨系统的柱塞偶件。


背景技术：

2.高压共轨系统所处的工作环境十分复杂，一方面工作压力高，另一方面工作频率高，柱塞压力腔及相关零部件所受压力载荷高，并且工作频率高，导致这些零部件均受到高频的交变载荷。常规结构的柱塞偶件在使用过程中，会因为这种交变载荷带来一种异常磨损现象，即是微动磨损，经过试验分析，微动磨损主要发生在柱塞套与出油阀座之间的高压密封面处，且发生在靠近柱塞压力腔的高压密封面。
3.经过试验分析发现，未动磨损的产生主要包含两方面的因素：一是常规结构的柱塞偶件，在靠近柱塞压力腔的高压密封面，内腔均处在高压区，且该处受力面积较大，当柱塞压力腔内力产生脉冲式高压时，会导致柱塞套在高压密封面处产生较大的变形量，该变形量导致柱塞套与出油阀座之间产生了微量的相对运动；另一方面，在柱塞套与出油阀座之间相互固定压紧时，因采用螺栓连接，螺栓在受力过程中会导致柱塞套产生微量变形。综上所述，在常规结构的柱塞套与出油阀座高压密封面之间，会由于上述两种情况产生的变形造成微动磨损，大大降低了产品使用的可靠性和寿命。


技术实现要素：

4.本发明意在提供一种用于高压共轨系统的柱塞偶件，以解决柱塞套与出油阀座高压密封面之间产生的变形造成微动磨损的问题。
5.为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种用于高压共轨系统的柱塞偶件，包括柱塞、柱塞套、进油阀、进油阀座和进油阀弹簧，所述柱塞安装在柱塞套下部，所述柱塞套顶部设有沉孔，所述进油阀座安装在柱塞套顶部的沉孔内，所述进油阀滑动连接在进油阀座内，所述进油阀弹簧套设在进油阀外侧，所述进油阀中部设有通孔，所述进油阀顶部设有环形接通槽，所述柱塞套内设有若干泄漏回油通道，所述柱塞套下部内侧设有两道环槽，位于上部的所述环槽与若干泄漏回油通道连通，位于下部的所述环槽内安装有密封圈。
6.进一步，还包括出油阀组件，所述出油阀组件包括出油阀、出油阀座和出油阀弹簧，所述出油阀座安装在柱塞套顶部，所述出油阀座上部设有沉孔，所述出油阀安装在出油阀座上部，所述出油阀上部设有沉孔，所述出油阀弹簧安装在出油阀上部的沉孔内，所述出油阀座底部设有出油口，所述出油口与进油阀中部的通孔连通，所述出油阀座上设有若干横向布置的低压进油孔和若干倾斜向下的进油通道，若干所述低压进油孔分别和若干进油通道连通，若干所述进油通道均与进油阀顶部的环形接通槽连通，若干所述泄漏回油通道上方的出油阀座上设有接通孔，所述接通孔连通低压进油孔和泄漏回油通道。
7.进一步，所述进油阀座外圆设置为两级外圆，所述柱塞套上部设有两级沉孔，所述进油阀座两级外圆分别与柱塞套两级沉孔配合，所述进油阀座下部的外圆与柱塞套的配合
处采用过渡配合，所述进油阀座上部的外圆与柱塞套的配合处采用间隙配合，间隙为5μ～20μ。
8.进一步，所述进油阀设有两级外圆，所述进油阀座上部设有两级沉孔，所述进油阀座上部的沉孔高度大于进油阀上部外圆的高度，且所述进油阀上部外圆与进油阀座上部沉孔间隙配合，间隙为0.2mm～0.5mm，所述进油阀弹簧位于进油阀座下部的沉孔，所述进油阀下部外圆与进油阀座中孔间隙配合，间隙为3μ～10μ。
9.进一步，所述出油阀座边缘设有若干螺栓通孔，所述柱塞套顶面设有若干与螺栓通孔对应的螺纹孔，所述出油阀座通过螺栓与柱塞套可拆卸连接。
10.进一步，所述螺栓孔上部设有沉孔。
11.进一步，所述进油阀中部的通孔直径与出油阀座出油口孔径一致。
12.本方案的有益效果：(1)本方案中柱塞套上部设置有两级沉孔，并在沉孔内安装有进油阀座，通过进油阀座上下端面分别形成两处高压密封面；进油阀座下部外圆与柱塞套沉孔过渡配合，确保进油阀座在径向定位，并通过柱塞套沉孔的端面在轴向定位；进油阀座上部外圆与柱塞套中孔采用间隙配合，且间隙设置5μ～20μ，当柱塞套受力产生变形时，该间隙可以抵消变形量，使得柱塞套的变形不会影响到进油阀座，也不会影响到密封面。
13.(2)进油阀与进油阀座配合成进油阀偶件，且进油阀二级外圆与进油阀座中孔采用间隙配合，间隙设置3μ～10μ，一方面可以确保出油阀在开启关闭时导向，另一方面，通过该处形成间隙配合的动密封，可以完全将高压燃料与进油阀座高压密封面和进油阀弹簧隔开，确保进油阀座的高压密封面不会受到交变的高压载荷产生变形。进油阀一级外圆与进油阀座中孔采用间隙配合，间隙设置0.2mm～0.5mm，当进油阀受高压产生变形时，该处的间隙会抵消进油阀的变形量，确保进油阀座不会受到影响，也不会影响到高压密封面。
14.(3)进油阀中部设置通孔，通孔直径与出油阀座出油口孔径一致，确保在柱塞上行供油时，不会产生压力损失，提高柱塞偶件的供油效率。
15.(4)进油阀弹簧安装在进油阀座下部沉孔台阶与进油阀之间，所处工作环境不受高压影响，提升了弹簧的工作可靠性和使用寿命。
16.(5)通过设置螺栓孔沉孔，可以改变螺栓受力点，减小螺栓对柱塞套大端面的影响。
附图说明
17.图1为本发明实施例的整体结构示意图；
18.图2为图1中a的放大示意图；
19.图3为本发明实施例的螺栓孔结构示意图；
20.图4为本发明实施例的出油阀座油孔结构示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.说明书附图中的附图标记包括：柱塞1、柱塞套2、进油阀3、进油阀座4、进油阀弹簧5、出油阀6、出油阀座7、出油阀弹簧8、环形接通槽9、泄漏回油通道10、环槽11、螺栓通孔12、螺纹孔13、出油口14、低压进油孔15、进油通道16、接通孔17。
23.实施例
24.基本如附图1所示：一种用于高压共轨系统的柱塞偶件，包括柱塞1、柱塞套2、进油阀3、进油阀座4、进油阀弹簧5、出油阀6、出油阀座7和出油阀弹簧8，柱塞1安装在柱塞套2下部，结合图2所示，进油阀座4外圆设置为两级外圆，柱塞套2上部设有两级沉孔，进油阀座4两级外圆分别与柱塞套2两级沉孔配合，进油阀座4下部的外圆与柱塞套2的配合处采用过渡配合，进油阀座4上部的外圆与柱塞套2的配合处采用间隙配合，间隙为5μ～20μ；进油阀3滑动连接在进油阀座4内，进油阀弹簧5套设在进油阀3外侧，进油阀3中部设有通孔，进油阀3设有两级外圆，进油阀座4上部设有两级沉孔，进油阀座4上部的沉孔高度大于进油阀3上部外圆的高度，且进油阀3上部外圆与进油阀座4上部沉孔间隙配合，间隙为0.2mm～0.5mm，进油阀弹簧5位于进油阀座4下部的沉孔，进油阀3下部外圆与进油阀座4中孔间隙配合，间隙为3μ～10μ；进油阀3顶部设有环形接通槽9，柱塞套2内设有两个泄漏回油通道10，柱塞套2下部内侧设有两道环槽11，位于上部的环槽11与两个泄漏回油通道10连通，位于下部的环槽11内安装有密封圈。
25.结合图3所示，出油阀座7安装在柱塞套2顶部，出油阀座7边缘设有四个螺栓通孔12，柱塞套2顶面设有四个与螺栓通孔12对应的螺纹孔13，螺栓孔上部设有沉孔，出油阀座7通过螺栓与柱塞套2可拆卸连接；出油阀座7上部设有沉孔，出油阀6安装在出油阀座7上部，出油阀6上部设有沉孔，出油阀弹簧8安装在出油阀6上部的沉孔内，出油阀座7底部设有与进油阀3中部的通孔孔径一致的出油口14，出油口14与进油阀3中部的通孔连通，结合图4所示，出油阀座7上设有八个横向布置的低压进油孔15和八个倾斜向下的进油通道16，八个低压进油孔15分别和八个进油通道16连通，八个进油通道16均与进油阀3顶部的环形接通槽9连通，两个泄漏回油通道10上方的出油阀座7上设有接通孔17，接通孔17连通低压进油孔15和泄漏回油通道10。
26.具体实施过程如下：操作时，低压燃料通过低压进油孔15和进油通道16作用在进油阀3端面的环形接通槽9上，当柱塞1向下运行时，柱塞1压力腔内压力降低，此时进油阀3在燃料液压作用力下，克服进油阀弹簧5的预紧力向下运行，打开进油阀3，低压燃料经由出油口14流入柱塞1压力腔；当柱塞1向上运行时，柱塞1压力腔内压力升高，此时进油阀3在柱塞1压力腔向上液压力和弹簧回复力的作用下，克服大端面的液压力向上运行，关闭进油阀3；并随着柱塞1的持续上行，柱塞1压力腔内的压力持续升高，并打开出油阀6，实现供油过程，供油结束，柱塞1下行，重复上述过程，其中，柱塞1间隙泄漏燃料经过泄漏回油孔流入低压进油孔15。在该过程中，高压燃料主要从柱塞1压力腔流入出油口14，经过出油阀6流出，不会直接作用到进油阀弹簧5和高压密封面位置，确保在工作时，进油阀座4的高压密封面不会产生变形和微动磨损，极大的改善了高压密封面的工作环境，提升了产品的使用寿命和可靠性。
27.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖
非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
28.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。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，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：
1.一种用于高压共轨系统的柱塞偶件，其特征在于：包括柱塞、柱塞套、进油阀、进油阀座和进油阀弹簧，所述柱塞安装在柱塞套下部，所述柱塞套顶部设有沉孔，所述进油阀座安装在柱塞套顶部的沉孔内，所述进油阀滑动连接在进油阀座内，所述进油阀弹簧套设在进油阀外侧，所述进油阀中部设有通孔，所述进油阀顶部设有环形接通槽，所述柱塞套内设有若干泄漏回油通道，所述柱塞套下部内侧设有两道环槽，位于上部的所述环槽与若干泄漏回油通道连通，位于下部的所述环槽内安装有密封圈。2.根据权利要求1所述的一种用于高压共轨系统的柱塞偶件，其特征在于：还包括出油阀组件，所述出油阀组件包括出油阀、出油阀座和出油阀弹簧，所述出油阀座安装在柱塞套顶部，所述出油阀座上部设有沉孔，所述出油阀安装在出油阀座上部，所述出油阀上部设有沉孔，所述出油阀弹簧安装在出油阀上部的沉孔内，所述出油阀座底部设有出油口，所述出油口与进油阀中部的通孔连通，所述出油阀座上设有若干横向布置的低压进油孔和若干倾斜向下的进油通道，若干所述低压进油孔分别和若干进油通道连通，若干所述进油通道均与进油阀顶部的环形接通槽连通，若干所述泄漏回油通道上方的出油阀座上设有接通孔，所述接通孔连通低压进油孔和泄漏回油通道。3.根据权利要求1所述的一种用于高压共轨系统的柱塞偶件，其特征在于：所述进油阀座外圆设置为两级外圆，所述柱塞套上部设有两级沉孔，所述进油阀座两级外圆分别与柱塞套两级沉孔配合，所述进油阀座下部的外圆与柱塞套的配合处采用过渡配合，所述进油阀座上部的外圆与柱塞套的配合处采用间隙配合，间隙为5μ～20μ。4.根据权利要求3任一所述的一种用于高压共轨系统的柱塞偶件，其特征在于：所述进油阀设有两级外圆，所述进油阀座上部设有两级沉孔，所述进油阀座上部的沉孔高度大于进油阀上部外圆的高度，且所述进油阀上部外圆与进油阀座上部沉孔间隙配合，间隙为0.2mm～0.5mm，所述进油阀弹簧位于进油阀座下部的沉孔，所述进油阀下部外圆与进油阀座中孔间隙配合，间隙为3μ～10μ。5.根据权利要求2所述的一种用于高压共轨系统的柱塞偶件，其特征在于：所述出油阀座边缘设有若干螺栓通孔，所述柱塞套顶面设有若干与螺栓通孔对应的螺纹孔，所述出油阀座通过螺栓与柱塞套可拆卸连接。6.根据权利要求5所述的一种用于高压共轨系统的柱塞偶件，其特征在于：所述螺栓孔上部设有沉孔。7.根据权利要求6所述的一种用于高压共轨系统的柱塞偶件，其特征在于：所述进油阀中部的通孔直径与出油阀座出油口孔径一致。

技术总结
本专利涉及内燃机柱塞偶件技术领域，具体是一种用于高压共轨系统的柱塞偶件，包括柱塞、柱塞套、进油阀、进油阀座和进油阀弹簧，柱塞安装在柱塞套下部，柱塞套顶部设有沉孔，进油阀座安装在柱塞套顶部的沉孔内，进油阀滑动连接在进油阀座内，进油阀弹簧套设在进油阀外侧，进油阀中部设有通孔，进油阀顶部设有环形接通槽，柱塞套内设有若干泄漏回油通道，柱塞套下部内侧设有两道环槽，位于上部的环槽与若干泄漏回油通道连通，位于下部的环槽内安装有密封圈。本方案当柱塞套受力产生变形时，间隙可以抵消变形量，使得柱塞套的变形不会影响到进油阀座，也不会影响到密封面，解决了柱塞套与出油阀座高压密封面之间产生的变形造成微动磨损的问题。动磨损的问题。动磨损的问题。


技术研发人员：王春文 杨清 万峻宏 欧金桃 陈廷博 龚元华 吕枫 周勇
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：2023.03.28
技术公布日：2023/8/4