[发明专利]单柱塞高压油泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种主要用于电控共轨单柱塞的高压油泵，具体地说是可以用于电控共 轨单柱塞高压油泵转动部件传动轴运动副的一种可靠、经济的支撑装置。

背景技术

柴油喷射系统其主要有直列柱塞式喷油泵系统、分配式喷油泵系统、泵喷嘴系统和 电控共轨系统等。柱塞泵(piston pump，plunger pump)是液压和气动传动中重要工作部件。 柱塞泵属于容积式泵，往复泵。柱塞泵通过柱塞在柱塞缸体中作往复运动，改变密封工作腔 容积来实现吸油或压油，造成柱塞缸体中密封容积的变化而产生的压力差而使流体介质进行 工作。柱塞泵一般分为单柱塞泵、卧式柱塞泵。按柱塞排列方式不同分为:轴向柱塞泵和径 向柱塞泵。单柱塞泵结构组成主要有偏心轮、柱塞、弹簧、缸体、两个单向阀。柱塞与缸体 孔之间形成密闭容积。偏心轮旋转一转，柱塞上下往复运动一次，向下运动吸油，向上运动 排油。泵每转一转排出的油液体积称为排量，排量只与泵的结构参数有关。径向柱塞泵按柱 塞径向排列平面数分为单排、双排和三排三类，每排最多可排列七个柱塞。全封闭的泵壳既 可以安装在油箱里面，也可安装于油箱外部，根据用户要求，泵可以制有一个出口，也可以 制有几个独立的出口，各出油口的输出流量和允许工作压力由与各输出油口相连的柱塞数量 和直径决定。轴向柱塞泵是活塞或柱塞的往复运动方向与缸体中心轴平行的柱塞泵。轴向柱 塞泵是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变化来进行工作的，它对 液压油的污染较敏感，结构较复杂，造价较高。油泵工作时间较长，负荷较大或长时间空泵， 或配合间隙过小，润滑不良，温度过高等原因均可造成柱塞卡死。电控共轨单柱塞油泵的转 动部件一般是由柴油机的曲轴通过一组传递动力的正时齿轮来驱动的，使柱塞按一定规律供 油进行运转；同时，要为图3所示油泵内的输油泵7提供驱动扭矩。轴承是单柱塞高压油泵 的重要部件，如果轴承出现游隙，则不能保证油泵内部各磨擦副的正常间隙，同时也会破坏 各磨擦副的静液压支承油膜厚度，降低油泵轴承的使用寿命。据油泵制造厂提供的资料，轴 承的平均使用寿命为10000h，超过此值就需要更换新口。拆卸下来的轴承，没有专业检测 仪器是无法检测出轴承的游隙的，只能采用目测，如发现滚柱表面有划痕或变色，就必须更 换。电控共轨单柱塞高压油泵的油泵传动轴1通常是通过一对圆锥滚子轴承4来支撑。这种 轴承属于分离式轴承，其主要零件包括外圈、内圈、滚动体、保持架等。考虑到电控共轨油 泵正常工作时，油泵传动轴1主要承受径向载荷，但也需要承受少量轴向载荷，因此，该支 撑装置采用的是一对单向推力圆锥滚子轴承4面对面安装。由于推力圆锥滚子轴承中的滚动 体为圆锥滚子，在结构上由于滚动母线与垫圈的滚道母线均汇交于轴承的轴心线上某一点， 因而滚动表面可形成纯滚动，往往用于要承受很大的轴向载荷场合。这种带尺寸同轴和轴承 箱座圈相同的垫圈都有一个锥形滚道和一个定位挡边的轴承，带一个通过两个垫圈定位，与 滚子同心，对圆锥滚子轴承进行支撑和承载的保持架。结构设计上，圆锥滚子轴承可以分解 成轴承组件，即内圈，滚子及保持架CONE和外圈CUO。根据设计要求，圆锥滚子轴承的 内外圈滚道和滚子中心线的延长线相较于轴承线的延长线相交于轴承轴线的一点，因这一特 点，滚子会沿着滚道表面的中心线旋转。普通的径向圆锥轴承承受轴向力主要靠内圈挡边， 运动时滚子端面与挡边面接触—陀螺旋转，轴向力太大影响寿命，并且过大的轴向力会使挡 边断裂。柱塞油泵一般需要大扭矩低转速，齿轮连接。工作时，在喷油泵凸轮轴上的凸轮与 柱塞弹簧的作用下，迫使柱塞作上、下往复运动，从而完成泵油任务。当电动机带动传动轴 旋转时，泵缸与柱塞一同旋转，柱塞头永远保持与斜盘接触，因斜盘与缸体成一角度，因此 缸体旋转时，柱塞就在泵缸中作往复运动。它从0°转到180°，即转到上面柱塞的位置， 柱塞缸容积逐渐增大，因此液体经配油盘的吸油口吸入油缸；而斜轴泵从180°转到360° 时，柱塞缸容积逐渐减小，因此油缸内液体经配油盘的出口排出液体。只要转动轴不断旋转， 泵便不断地工作。油泵长时间运转供油效率下降，油泵在高轨压下运行一段时间后，柱塞套 易发烫、会出现供油能力下降故障。在电控共轨油泵传动轴中，轴承外圈与油泵前端盖2或 泵箱3装配孔形成紧配合，轴承内圈与油泵传动轴1形成紧配合，油泵传动轴上的单边凸轮 则布置在轴承支撑的中部位置，单边凸轮通过滚动体6来推动柱塞进行往复运动，负荷沿着 滚子和滚道接触面从一个滚道传递到另一个滚道，因而产生内部轴向负荷。在油泵传动轴的 一侧，布置低压输油泵7的驱动键来驱动输油泵的工作。在圆锥滚子轴承与油泵传动轴的轴 肩之间加装了轴承调整垫5，可以通过调整轴承调整垫的厚度来进行轴承的游隙调整。这种 支撑装置的优点是能很好保证油泵传动轴两侧支撑的同轴度，能够承受一定的径向载荷及双 向轴向载荷，而且圆锥滚子轴承属于标准化零件，互换性好；其不足之处是组成零件多，圆 锥滚子轴承径向结构尺寸较大，受电控共轨单柱塞油泵装配的外形限制，占用面积大，制造 成本较高，抗冲击能力差，高速时噪音较大，对金属异物的容忍力较低，轴承寿命不如滑动 轴承等。