柱塞偶件、柱塞套及高压泵制造技术

本实用新型专利技术涉及一种柱塞偶件、柱塞套及高压泵，所述柱塞偶件包括柱塞、柱塞套和滚动体；所述柱塞套具有轴向贯通的内孔，所述柱塞可活动地穿设在内孔中；所述内孔于两端之间的内圆周面上形成有环形凹槽，所述环形凹槽内填充有多个滚动体；每个滚动体的尺寸被配置为能够阻止其进入柱塞间隙之中，且每个滚动体还被配置为能够在环形凹槽中活动；以此能较好地解决随泵油压力升高而柱塞缝隙泄漏越大的问题，提升供油效率，并保证柱塞偶件的使用寿命，降低使用成本。

【技术实现步骤摘要】
柱塞偶件、柱塞套及高压泵
本技术涉及一种高压泵，作用是对引入其中的经一次加压的流体进行二次压缩，特别涉及一种柱塞式高压泵，尤其涉及一种高压泵中的柱塞偶件和柱塞套。
技术介绍
高压泵是燃油直喷式发动机的关键零件，其结构大致如图1所示。在高压泵的泵体1内设置有柱塞偶件，柱塞偶件包括柱塞2和柱塞套3，柱塞2可活动地插入柱塞套3内。实际使用时，柱塞2在外力推动下作往复直线运动，从而改变工作腔4内的容积和压强，柱塞2的向下运动在工作腔4内形成负压，使燃油经吸入阀5进入工作腔4内，且随着柱塞2的向上运动，工作腔4内液体受到挤压，压力增大，最终使排出阀6打开而排出工作腔4内的燃油，由此达到输送高压燃油(压力为150bar或以上)的目的。这种情况下，在前端需要输油泵从油箱将燃油压入到供油管路上，再由高压泵对燃油进行二次压缩后增加燃油的压力，从而达到改善车辆发动机的燃料可燃性的目的。目前随着国家对节能减排要求的不断提高，高压直喷系统压力也在不断提高，例如在不失轻量化的前提下，提升泵油压力至350bar或以上。为此，高压泵的设计制造面临新的挑战。具体地，随着泵油压力的提升，高压油越容易通过柱塞间隙g(即为柱塞2和柱塞套3间的密封间隙)向泵体1内的低压区7回流，造成发动机容积效率下降的问题愈加严重。因此，泵油压力越高，缝隙泄漏越大。该问题在发动机处于中低转速工况下尤为显著，使得中低转速供油能力已成为更高压力油泵的瓶颈能力。如果使用现有技术路线，下一代系统压力(500bar及以上)下的中低转速下的缝隙泄漏成为供油效率损失的最主要的来源，供油量甚至会变得非常微小，使得进一步升高直喷系统的系统压力变得不可能。为此，有必要解决随泵油压力升高而缝隙泄漏越大的问题，从而提升供油效率。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术的目的在于提供一种柱塞偶件、柱塞套及高压泵，旨在减小实际柱塞间隙，提升供油效率，且在提升供油效率时，不会增加整个高压泵的重量，而且还能保证零件的使用寿命，同时还能减小柱塞磨损，保证柱塞运动不会出现卡死的问题。为实现上述目的，根据本技术的第一方面，提供了一种柱塞套，所述柱塞套具有轴向贯通的内孔，所述内孔于两端之间的内圆周面上形成有环形凹槽。为实现上述目的，根据本技术的第二方面，提供了一种柱塞偶件，包括柱塞、柱塞套和滚动体；所述柱塞可活动地穿设在所述内孔中；所述环形凹槽内填充有多个所述滚动体；每个所述滚动体的尺寸被配置为能够阻止其进入柱塞间隙中，且每个所述滚动体还被配置为能够在所述环形凹槽中活动。可选地，所述环形凹槽的数量为一个或多个，多个所述环形凹槽沿所述柱塞套的轴向间隔地设置。可选地，所述环形凹槽的尺寸被配置为能够在所述内孔的轴向上容纳多个所述滚动体，所述环形凹槽的尺寸还被配置为能够在所述内孔的径向上容纳一个或多个所述滚动体。可选地，在所述内孔的轴向方向上，多个所述滚动体充满整个所述环形凹槽，或者多个所述滚动体填充所述环形凹槽的一部分高度。可选地，所述滚动体的结构相同或不相同，所述滚动体的结构包括滚动体的形状和/或尺寸。可选地，所述滚动体为规则形状。可选地，所述滚动体为圆球形状，所述滚动体的直径为1.0μm～100μm。可选地，所述滚动体的材料为金属材料或无机非金属材料。可选地，所述环形凹槽与所述柱塞之间具有凹槽间隙；在所述内孔的径向方向上，所述凹槽间隙与所述滚动体所填充的宽度的差值为0.5μm～5.0μm。可选地，所述柱塞间隙为大于或等于0.5μm，且小于70μm。为实现上述目的，根据本技术的第三方面，提供了一种高压泵，包括泵体以及所述的柱塞偶件，所述柱塞偶件设置在所述泵体中。本技术提供的柱塞偶件、柱塞套及高压泵具有如下优点：第一、在高压泵的柱塞偶件中，在柱塞和柱塞套间填充滚动体，使柱塞与柱塞套间的间隙(即柱塞间隙)可以通过滚动体的自由填充而变小，甚至很小，而且泵油压力越高，滚动体的堆积效应越大，泄漏间隙越小，因此，泄漏间隙可以自适应于压力的变化，正好补偿了泄漏率随压力升高而变大的负面效果；故而这样做，能较好地解决随泵油压力升高而缝隙泄漏越大的问题，使供油效率得到较大的提升，而且这样的设置方式不会增加高压泵的重量和制造成本；第二、柱塞运动还能通过滚动体的滚动得以辅助润滑，使柱塞和柱塞套之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，减小了柱塞和柱塞套之间的磨损，保证了柱塞偶件的使用寿命，进一步降低了成本；而且滚动体在柱塞运动时可在环形凹槽内自由移动，不存在与柱塞的硬接触，进一步防止了由零件变形导致的接触摩擦加剧问题，或因局部瞬时干摩擦而过热导致的柱塞卡死的问题；此外，滚动体的设置，使得实际柱塞间隙可以被加工的更小，此时，即使柱塞间隙被减小也不会造成柱塞卡死问题，且有利于选择较小尺寸的滚动体进行填充，进一步减少泄漏，提升供油效率，或者，滚动体的设置，使得实际柱塞间隙可以被加工的更大，以降低柱塞间隙的加工精度，从而降低加工成本；第三、上述环形凹槽优选为多个，在柱塞套的轴向上间隔设置，这样做，有利于在轴向上形成多层间隙密封带，密封效果更好，更进一步地减少泄漏，提升供油效率。附图说明本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本技术，而不对本技术的范围构成任何限定。附图中：图1为现有技术中的高压泵的内部结构示意图；图2为本技术优选实施例中高压泵的内部结构示意图，其中高压泵处于吸油行程；图3为本技术优选实施例中高压泵的内部结构示意图，其中高压泵处于供油加压行程；图4为本技术实施例中缝隙占用度的计算原理图；图5和图6分别为本技术示范性实施例中滚动体的装配示意图；图7为本技术实施例中凸轮转速与350bar下非易燃测试油品中的供油效率的关系图。附图标记说明：泵体1；柱塞2；柱塞套3；工作腔4；吸入阀5；排出阀6；柱塞间隙g；低压区7；高压泵10；泵体11；柱塞12；柱塞套13；滚动体14；柱塞间隙g’；环形凹槽131；高压腔15。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。另外，以下说明内容的各个实施例分别具有一或多个技术特征，然此并不意味着使用本技术者必需同时实施任一实施例中的所有技术特征，或仅能分开实施不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柱塞套，其特征在于，所述柱塞套具有轴向贯通的内孔，所述内孔于两端之间的内圆周面上形成有环形凹槽。/n

【技术特征摘要】
1.一种柱塞套，其特征在于，所述柱塞套具有轴向贯通的内孔，所述内孔于两端之间的内圆周面上形成有环形凹槽。


2.根据权利要求1所述的柱塞套，其特征在于，所述环形凹槽的数量为一个或多个，多个所述环形凹槽沿所述柱塞套的轴向间隔地设置。


3.根据权利要求2所述的柱塞套，其特征在于，所述环形凹槽为连续不间断的一圈凹槽，或者，所述环形凹槽由多个围绕所述内孔的轴线对称分布的子凹槽构成。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的柱塞套，其特征在于，所述环形凹槽的尺寸被配置为能够在所述内孔的轴向上容纳多个滚动体，所述环形凹槽的尺寸还被配置为能够在所述内孔的径向上容纳一个或多个滚动体，每个所述滚动体被配置为能够在所述环形凹槽中活动，且每个所述滚动体的尺寸还被配置为能够阻止其进入柱塞间隙之中。


5.一种柱塞偶件，其特征在于，包括柱塞、滚动体和如权利要求1-4中任一所述的柱塞套；所述柱塞可活动地穿设在所述柱塞套的内孔中；所述环形凹槽内填充有多个所述滚动体；每个所述滚动体的尺寸被配置为能够阻止其进入柱塞间隙之中，且每个所述滚动体还被配置为能够在所述环形凹槽中活动。


6.根据权利要求5所述的柱塞偶件，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘一帆，伍中宇，张满意，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31