[发明专利]一种超高压柱塞泵柱塞的密封润滑结构

说明书

技术领域

本发明涉及柴油机高压燃油泵及超高压水泵，具体为一种超高压柱塞泵柱塞的密封润滑结构。

技术背景

现有超高压水泵都是柱塞式水泵，高压水射流清洗、除锈、切割技术的发展应用，需要压力更高、工作寿命更长的超高压柱塞式水泵。柱塞式超高压水泵采用的间隙节流降压密封与填料密封两种结构都不能适应2000bar以上超高压泵水的需求，其工作寿命短，柱塞寿命仅500小时左右，密封填料工作寿命仅200小时左右.。柱塞的密封润滑是超高压水泵需要解决的技术难题。

柴油机热效率高，已成为广泛使用的发动机。由于世界能源不足，价格大幅上涨以及各国的排放法规日益严格，为适应当前及将来的排放法规与降低燃油消耗率，以及燃用二甲醚、甲醇等低粘度替代燃料的市场需求，柴油机需要适合喷射低粘度替代燃料的喷射压力更高的高压燃油泵。现有柴油机的电控高压喷油系统都是采用柱塞式高压燃油泵，柱塞与柱塞套的滑动配合间隙依靠燃油润滑与密封，解决泄漏的方法是在与柱塞配合的柱塞套上加一个环形的卸压回油槽，使泄漏的燃油从回油槽经回油道流回油箱，间隙中燃油泄漏量随泵油压力提高增大，严重的燃油泄漏导致难以建立2000bar以上的超高燃油压力，当前高压燃油泵泵油压力在1600～1800bar范围，达到2000bar的很少。为满足降低排放的要求，柴油机需要进一步提高燃油喷射的压力，高压燃油泵燃油过量泄漏所致难以建立超高压燃油压力的问题一直是高压燃油喷射系统研制中的技术难题；现有柴油机依靠柴油润滑与密封，喷射低粘度替代燃料的柱塞与柱塞套很快就磨失效，柱塞的润滑与密封也是柴油机燃用二甲醚、甲醇等低粘度替代燃料需要解决的技术难题。

本申请人的实用新型专利，专利申请号为：ZL 2006 1 0127615.1的多种燃料柴油机喷油泵，采用在柱塞套上开油槽用高压润滑油密封与润滑柱塞与柱塞套之间的间隙，由于柱塞下行吸油与上行泵油时柱塞顶面的油缸内燃油油压不断升高与降低变化，交变变化的压差超过1000bar，恒压的高压润滑油油压高于变化的燃油油压时润滑油进入燃油出现烧机油、堵喷油嘴喷油孔的问题，润滑油油压低于变化的燃油油压时，二甲醚等低粘度燃料进入柱塞与柱塞套配合间隙，出现磨损与燃料泄漏问题。

本申请人的实用新型专利，专利申请号为：ZL 201020986282.5的低压差液力密封式高压共轨燃油泵，提供了采用微压差阀、压力同步升降器使柱塞滑动配合间隙中的润滑油始终保持比工作油缸油压高一个小的压差、阻止燃油进入配合间隙的结构，有效地克服了现在高压主柱塞泵存在的问题。但结构较复杂、高精度零件多、制造成本较高。

发明内容

本发明的目的是克服上述高压柱塞泵泄漏与柱塞磨损的问题，提供一种无燃油或水泄漏，使柱塞泵泵油或水压力更高、柱塞工作寿命长的一种超高压柱塞泵柱塞的密封润滑结构。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种超高压柱塞泵柱塞的密封润滑结构，主要包括柱塞、缸体，其特征在于：还包括传压油缸及装在传压油缸内的自由活塞；所述自由活塞与传压缸为滑动配合，呈自由活塞环形微小间隙；自由活塞将传压缸分为传压腔与润滑油油腔；装在工作缸孔内的柱塞与工作缸孔为滑动配合，呈柱塞环形微间隙，柱塞的上顶面与工作缸孔的上部构成泵腔；设在工作缸孔上的环形密封油槽将柱塞与工作缸孔之间的柱塞环形微间隙分隔为从环形密封油槽向上至泵腔的上柱塞环形微间隙、从环形密封油槽向下至工作缸孔的下端的下柱塞环形微间隙；泵腔经油道与传压腔连通，传压腔经自由活塞与润滑油油腔相连，润滑油油腔经三通油道分别与环形密封油槽及进润滑油单向阀连通；进润滑油单向阀与低压润滑油管接口连通；进油管接口经进油单向阀与工作腔连接，泵腔经出油单向阀与高压油管接口连接。柱塞的下端与挺杆滚轮组件及弹簧凸轮驱动机构连接，或与导向滑块连杆曲轴驱动机构连接。

本发明的一种超高压柱塞泵柱塞的密封润滑结构的密封与润滑原理：