泵、轨集成式共轨供油泵的制作方法

本发明涉及柴油机供油泵技术领域,特别涉及一种应用于37kw及以下小功率的轻型柴油机，可满足国四、国五排放要求的泵、轨集成式共轨供油泵。

背景技术：

随着柴油发动机国三、国四、国五或更高排放标准的推进，高压共轨燃油喷射系统已经成为柴油机燃油系统的主流技术。而主流的高压共轨燃油喷射系统由共轨供油泵、高压油轨、共轨喷油器、ecu和传感器等组成。在该系统中，共轨供油泵整体体积较大，成本较高，并且共轨供油泵和高压油轨是单独、分别安装在柴油机的不同部位上，占用空间大。尤其对中小型柴油机而言，结构尺寸尤为重要。

同时，目前国内中小型柴油机市场上仍然大量使用着传统的机械式燃油系统，急需进行升级换代，以满足国三及以上排放要求。

因此，针对现有技术的不足，开发一种设计合理、结构简单、体积小、成本低的泵、轨集成式共轨供油泵。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对现有高压共轨燃油喷射系统无法用于中小型柴油机的问题而提供一种应用于37kw及以下小功率的轻型柴油机，可满足国四、国五排放要求的泵、轨集成式共轨供油泵。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种泵、轨集成式共轨供油泵，包括供油泵泵体和安装在所述供油泵中的凸轮轴、滚轮部件、柱塞泵、稳压阀部件、进油螺钉，在所述柱塞泵的泵体上安装有电磁阀部件和出油阀部件，其特征在于，还包括一输油泵并在所述供油泵泵体上安装有一蓄压器，所述输油泵由所述凸轮轴驱动工作，所述蓄压器中的进油接头通过高压油管与所述出油阀部件连通，在所述蓄压器上设置有至少一个出油接头；所述凸轮轴转动，一方面通过所述滚轮部件驱动所述柱塞泵中的柱塞上下运动形成高压油，另一方面带动输油泵工作，向柱塞泵中的燃油腔供油，所述柱塞泵形成的高压燃油通过所述出油阀部件、高压油管、进油接头进入到所述蓄压器的容积腔中进行蓄压，所述蓄压器的容积腔中经过蓄压后的高压燃油通过所述蓄压器中的出油接头、高压油分配管分配至各个喷油器。

在本发明的一个优选实施例中，所述蓄压器的容积腔为十字交叉状，在所述蓄压器上设置有四个出油接头，每个出油接头均与所述蓄压器的容积腔连通。

在本发明的一个优选实施例中，所述蓄压器的容积腔的体积≤10cm³。

在本发明的一个优选实施例中，所述输油泵为叶片式输油泵。

在所述蓄压器上安装有压力传感器，所述压力传感器的检测头深入所述蓄压器的容积腔中，以检测所述蓄压器的容积腔中的压力。

在本发明的一个优选实施例中，所述供油泵泵体总长l1为138mm。缸心距l为32mm，柱塞泵中的柱塞直径d为6mm，凸轮轴上的凸轮升程h为9mm。

在本发明的一个优选实施例中，所述供油泵泵体内设置有凸轮轴安装腔、柱塞泵安装腔、稳压阀安装腔、环形进油槽、第一进油道、回油孔、进油螺钉安装孔、输油泵安装腔；所述进油螺钉安装孔与所述环形进油槽连通，所述输油泵安装腔与所述环形进油槽连通，所述环形进油槽与所述第一进油道的第一端连通，所述回油孔的第一端与所述稳压阀安装腔连通；所述凸轮轴安装腔的轴线与所述柱塞泵安装腔的轴线相互垂直，所述稳压阀安装腔的轴线与所述柱塞泵安装腔的轴线相互垂直；

所述凸轮轴通过第一轴承、第二轴承以及轴承端盖安装在所述凸轮轴安装腔内，所述第一轴承、第二轴承安装在所述凸轮轴安装腔内，其中第一轴承用以支撑凸轮轴的内端，第二轴承支撑在所述凸轮轴的外端，所述轴承端盖通过紧固件安装在所述供油泵泵体上并压在所述第二轴承上；在所述凸轮轴的中间位置设置有一驱动凸轮；

所述滚轮部件安装在所述凸轮轴安装腔与柱塞泵安装腔之间，所述滚轮部件通过一旋在所述供油泵泵体上的锁紧螺钉进行轴向导向和周向限定；在所述滚轮部件上设置有一与所述驱动凸轮驱动接触的滚轮；

安装在所述进油螺钉安装孔中的进油螺钉，所述进油螺钉通过进油管与燃油箱连通；；

所述输油泵安装在所述输油泵安装腔内，所述输油泵的出油口与所述环形进油槽连通，所述输油泵的进油口通过所述进油螺钉安装孔与所述进油螺钉连通；

所述柱塞泵安装在所述柱塞泵安装腔中，所述柱塞泵包括柱塞泵体、柱塞、柱塞弹簧，在所述柱塞泵体的外周与所述柱塞泵安装腔的内周面之间设置有一环形油腔，并在所述柱塞本体中设置有一柱塞安装腔、回油腔、第一回油道、燃油腔、第二进油道、第二回油道、电磁阀安装腔、控制阀芯孔、挡块及压紧螺母安装腔、出油阀部件安装腔；其中所述柱塞安装腔、燃油腔、出油阀部件安装腔位于同一轴线上并相互连通，所述燃油腔位于所述柱塞安装腔、出油阀部件安装腔两者之间，所述出油阀部件安装腔位于所述燃油腔的上方；所述电磁阀安装腔、控制阀芯孔、挡块及压紧螺母安装腔位于同一轴线上并与所述柱塞安装腔、燃油腔、出油阀部件安装腔所在的轴线相互垂直，所述电磁阀安装腔、所述控制阀芯孔与所述挡块及压紧螺母安装腔分别位于所述柱塞安装腔、燃油腔、出油阀部件安装腔所在的轴线的两侧，所述电磁阀安装腔通过控制阀芯孔与所述燃油腔连通，所述挡块及压紧螺母安装腔与所述燃油腔连通；所述回油腔位于所述柱塞安装腔的周面上并位于所述燃油腔的下方；所述环形油腔与所述第一进油道的第二端连通并与所述第二进油道的第一端连通，所述第二进油道的第二端与所述电磁阀安装腔中的过油腔连通，所述回油腔一方面与所述第二回油道的第一端连通，另一方面与所述第一回油道的第一端连通，所述第一回油道的第二端与所述环形油腔连通；所述柱塞的中上部由所述柱塞安装腔的底部插入所述柱塞安装腔内，所述柱塞弹簧套在所述柱塞的下部，其中所述柱塞弹簧的上端与所述柱塞泵体的底部接触，所述柱塞弹簧的下端与所述柱塞弹簧座接触，所述柱塞弹簧座套在所述柱塞的下端上，并与所述滚轮部件中的滚轮体接触；

所述稳压阀部件安装在所述稳压阀安装腔中，所述稳压阀部件中的入口与所述回油孔的第一端连通，所述稳压阀部件中的出口通过油管与所述燃油箱连通；

所述电磁阀部件安装在所述电磁阀安装腔中，所述电磁阀部件包括电磁铁、电磁阀紧帽、衔铁、控制阀芯、衔铁导向套、阀座、电磁阀弹簧和电磁阀弹簧座，所述控制阀芯中间一部分滑动安装在所述控制阀芯孔内，该控制阀芯内端具有一阀芯控制端，所述阀芯控制端延伸进所述燃油腔中，所述控制阀芯的外端延伸进所述电磁阀安装腔内并与所述衔铁连接；所述电磁铁的内端位于所述电磁阀安装腔中并通过电磁阀紧帽固定在所述柱塞泵体上，所述电磁铁的内端与所述衔铁接触并将所述衔铁导向套压状在所述电磁阀安装腔内，所述衔铁位于所述衔铁导向套内并由所述衔铁导向套导向运动；所述电磁阀弹簧通过阀座和电磁阀弹簧座套装在所述控制阀芯的外端上，所述阀座通过所述衔铁导向套压装在所述电磁阀安装腔内，所述阀座通过所述衔铁导向套和所述电磁阀安装腔的腔底进行轴向位置限定；所述电磁阀弹簧座与所述控制阀芯一起运动；在所述控制阀芯孔内端面上设置有第一锥形密封面，在所述控制阀芯的阀芯控制端的外端面上设置有第二锥形密封面；在所述电磁铁通电时，所述衔铁被所述电磁铁吸引向外运动，所述衔铁带动所述控制阀芯向外运动，使所述第一锥形密封面与所述第二锥形密封面密封配合，将所述控制阀芯孔与所述燃油腔密封隔离；在所述电磁铁不通电时，所述控制阀芯在电磁阀弹簧驱动下向内运动，使所述第一锥形密封面与所述第二锥形密封面分离，将所述控制阀芯孔与所述燃油腔密封导通；在所述控制阀芯的周面上设置有一环形过油腔，所述环形过油腔位于所述阀芯控制端的外侧并与所述第二回油道的第二端连通；在所述控制阀芯内设置有中心油孔，所述中心油孔的两端分别与所述环形过油腔、所述电磁阀安装腔中的过油腔连通；

所述挡块及压紧螺母安装在所述挡块及压紧螺母安装腔中，所述压紧螺母旋入所述挡块及压紧螺母安装腔中并将所述挡块压紧在所述挡块及压紧螺母安装腔中，所述挡块的内端面与所述控制阀芯上的阀芯控制端的内端面接触；

出油阀部件安装在所述出油阀部件安装腔中，所述出油阀部件包括出油螺塞、出油阀弹簧、出油阀阀芯和滚珠，所述出油螺塞旋入所述出油阀部件安装腔中并将所述出油阀弹簧、出油阀阀芯和滚珠压装在所述出油阀部件安装腔中，所述出油阀弹簧的上端与所述出油螺塞连接，所述出油阀弹簧的下端与所述出油阀阀芯连接；在所述出油阀部件安装腔的腔底设置有第三锥形密封面，所述出油阀阀芯将所述滚珠压在所述第三锥形密封面上形成密封，当所述滚珠下方的燃油压力大于所述出油阀弹簧的弹力时，燃油压力将所述滚珠顶起而所述第三锥形密封面脱离接触打开所述出油阀部件；所述出油阀阀芯的下端外径小于所述出油阀部件安装腔的内径形成一环形出油腔，所述滚珠的外径也小于所述出油阀部件安装腔的内径；在所述出油阀阀芯内沿轴线方向设置有一第一出油通孔，所述第一出油通孔上下贯穿所述出油阀阀芯；所述出油螺塞中沿轴线设置有第二出油通孔，所述第二出油通孔上下贯通所述出油螺塞，所述出油螺塞通过高压油管与所述蓄压器中的进油接头连通。

在本发明的一个优选实施例中，所述电磁铁采用圆柱形外形。

由于采用了如上的技术方案，本发明将输油泵和蓄压器均安装在供油泵泵体上，实现了泵、轨集成。本发明的输油泵采用叶片式输油泵，安装空间比较小，工艺性好，供油效率高。本发明电磁铁采用圆柱形外形，通过电磁阀紧帽压紧在柱塞泵体上，相比以前的方形电磁铁外形尺寸要小很多，并且工艺性更好。本发明采用挡块和锁紧螺母两种零件组合形式，相比整体式控制阀芯调整垫块而言，工艺性更好。

附图说明

图1为本发明泵、轨集成式共轨供油泵的外观示意图。

图2为图1的右视图。

图3为本发明泵、轨集成式共轨供油泵的轴向剖视图。

图4为图1的a－a剖视图。

图5为图1的b－b剖视图。

具体实施方式

参见附图，图中所示的一种泵、轨集成式共轨供油泵，包括供油泵泵体100，供油泵泵体100总长l1为138mm。缸心距l为32mm。供油泵泵体100内设置有凸轮轴安装腔110、柱塞泵安装腔120、稳压阀安装腔130、环形进油槽a、第一进油道b、回油孔e、进油螺钉安装孔140、输油泵安装腔150；进油螺钉安装孔140与环形进油槽a连通，输油泵安装腔150与环形进油槽a连通，环形进油槽a与第一进油道b的第一端连通，回油孔e的第一端与稳压阀安装腔130连通；凸轮轴安装腔110的轴线与柱塞泵安装腔120的轴线相互垂直，稳压阀安装腔130的轴线与柱塞泵安装腔120的轴线相互垂直。

凸轮轴200通过轴承210、220以及轴承端盖230安装在凸轮轴安装腔130内，轴承210、220安装在凸轮轴安装腔130内，其中轴承220用以支撑凸轮轴200的内端，轴承210支撑在凸轮轴200的外端，轴承端盖230通过紧固件和密封件安装在供油泵泵体100上并压在轴承210上；在凸轮轴200的中间位置设置有一驱动凸轮240。凸轮轴200上的驱动凸轮240升程h为9mm。

滚轮部件300安装在凸轮轴安装腔110与柱塞泵安装腔120之间，滚轮部件300通过一旋在供油泵泵体100上的锁紧螺钉310进行轴向导向和周向限定；在滚轮部件300上设置有一与驱动凸轮240驱动接触的滚轮320。

进油螺钉400安装在进油螺钉安装孔140中，进油螺钉400通过进油管(图中未示出)与燃油箱(图中未示出)连通；

输油泵600安装在输油泵安装腔150内，输油泵500的出油口与环形进油槽a连通，输油泵500的进油口通过进油螺钉安装孔140与进油螺钉400连通。输油泵500为叶片式输油泵,其安装空间比较小，工艺性好，供油效率高。

柱塞泵500安装在柱塞泵安装腔120中。该柱塞泵500包括柱塞泵体510、柱塞520、柱塞弹簧530，在柱塞泵体510的外周与柱塞泵安装腔120的内周面之间设置有一环形油腔c，并在柱塞本体510中设置有一柱塞安装腔511、回油腔512、第一回油道513、燃油腔d、第二进油道f、第二回油道g、电磁阀安装腔514、控制阀芯孔515、挡块及压紧螺母安装腔516、出油阀部件安装腔517。

柱塞安装腔511、燃油腔d、出油阀部件安装腔517位于同一轴线上并相互连通，燃油腔d位于柱塞安装腔511、出油阀部件安装腔517两者之间。柱塞安装腔511位于燃油腔d的上方。

电磁阀安装腔514、控制阀芯孔515、挡块及压紧螺母安装腔516位于同一轴线上并与柱塞安装腔511、燃油腔d、出油阀部件安装腔517所在的轴线相互垂直，电磁阀安装腔514、控制阀芯孔515与挡块及压紧螺母安装腔516分别位于柱塞安装腔511、燃油腔d、出油阀部件安装腔517所在的轴线的两侧，电磁阀安装腔514通过控制阀芯孔515与燃油腔d连通，挡块及压紧螺母安装腔516与燃油腔d连通；回油腔512位于柱塞安装腔511的周面上并位于燃油腔d的下方；环形油腔c与第一进油道b的第二端连通并与第二进油道f的第一端连通，第二进油道f的第二端与电磁阀安装腔514中的过油腔514a连通，回油腔512一方面与第二回油道g的第一端连通，另一方面与第一回油道513的第一端连通，第一回油道513的第二端与环形油腔c连通。

柱塞泵500中的柱塞520直径d为6mm。柱塞520的中上部由柱塞安装腔511的底部插入柱塞安装腔511内，柱塞弹簧530套在柱塞520的下部，其中柱塞弹簧530的上端与柱塞泵体510的底部接触，柱塞弹簧530的下端与柱塞弹簧座540540接触，柱塞弹簧座540套在柱塞520的下端上，并与滚轮部件300中的滚轮体接触。

稳压阀部件600安装在稳压阀安装腔130中，稳压阀部件600中的入口与回油孔e的第一端连通，稳压阀部件600中的出口通过油管与燃油箱连通。

电磁阀部件700安装在电磁阀安装腔514中，该电磁阀部件700包括电磁铁710、电磁阀紧帽720、衔铁730、控制阀芯740、衔铁导向套750、阀座760、电磁阀弹簧770和电磁阀弹簧座780。

控制阀芯740中间一部分滑动安装在控制阀芯孔515内，该控制阀芯740内端具有一阀芯控制端741，阀芯控制端741延伸进燃油腔d中，控制阀芯740的外端延伸进电磁阀安装腔514内并与衔铁720连接。

电磁铁710采用圆柱形外形，相比以前的方形电磁铁外形尺寸要小很多，并且工艺性更好。电磁铁710的内端位于电磁阀安装腔514中并通过电磁阀紧帽720固定在柱塞泵体510上，电磁铁710的内端与衔铁720接触并将衔铁导向套730压状在电磁阀安装腔514内。

衔铁720位于衔铁导向套750内并由衔铁导向套730导向运动。

电磁阀弹簧770通过阀座760和电磁阀弹簧座780套装在控制阀芯740的外端上，阀座760通过衔铁导向套750压装在电磁阀安装腔514内，阀座760通过衔铁导向套750和电磁阀安装腔514的腔底进行轴向位置限定，电磁阀弹簧座780与控制阀芯740一起运动。

在控制阀芯孔515的内端面上设置有第一锥形密封面515a，在控制阀芯740的阀芯控制端741的外端面上设置有第二锥形密封面741a；在电磁铁710通电时，衔铁720被电磁铁710吸引向外运动，衔铁720带动控制阀芯740向外运动，使第一锥形密封面515a与第二锥形密封面741a密封配合，将控制阀芯孔515与燃油腔d密封隔离；在电磁铁710不通电时，控制阀芯740在电磁阀弹簧770驱动下向内运动，使第一锥形密封面515a与控制阀芯孔515的第二锥形密封面741a分离，将控制阀芯孔515与燃油腔d密封导通。

在控制阀芯740的周面上设置有一环形过油腔742，环形过油腔742位于阀芯控制端741的外侧并与第二回油道g的第二端连通；在控制阀芯740内设置有中心油孔743，中心油孔743的两端分别与环形过油腔742、电磁阀安装腔514中的过油腔514a连通。

挡块810及压紧螺母820安装在挡块及压紧螺母安装腔516中，本发明采用挡块和锁紧螺母两种零件组合形式，相比整体式控制阀芯调整垫块而言，工艺性更好。

压紧螺母820旋入挡块及压紧螺母安装腔516中并将挡块810压紧在挡块及压紧螺母安装腔516中，挡块810的内端面与控制阀芯740上的阀芯控制端741的内端面接触。

出油阀部件900安装在出油阀部件安装腔517中，出油阀部件900包括出油螺塞910、出油阀弹簧920、出油阀阀芯930和滚珠940，出油螺塞910旋入出油阀部件安装腔517中并将出油阀弹簧620、出油阀阀芯930和滚珠640压装在出油阀部件安装腔516中。

出油阀弹簧620的上端与出油螺塞910连接，下端与出油阀阀芯930连接。

在出油阀部件安装腔517的腔底设置有锥形密封面517a，出油阀阀芯930将滚珠940压在锥形密封面517a上形成密封，当滚珠940下方的燃油压力大于出油阀弹簧920的弹力时，燃油压力将滚珠940顶起而锥形密封面517a脱离接触打开出油阀部件900。

出油阀阀芯920的下端外径小于出油阀部件安装腔517的内径形成一环形出油腔950，滚珠940的外径也小于出油阀部件安装腔517的内径；在出油阀阀芯930内沿轴线方向设置有一出油通孔931，出油通孔931上下贯穿出油阀阀芯930；出油螺塞910中沿轴线设置有出油通孔911，出油通孔911上下贯通出油螺塞910，出油螺塞910通过高压油管与蓄压器1000中的进油接头1100连通。

蓄压器1000采用紧固件安装在供油泵泵体100上，在蓄压器1000内设置有容积腔1200，蓄压器1000的容积腔1200为十字交叉状。

在蓄压器1000上设置有四个出油接头1300，四个出油接头1300均与蓄压器1000的容积腔1200连通，四个出油接头1300通过高压油分配管连接各个喷油器。蓄压器1000的容积腔1200的体积≤10cm³。

在蓄压器1000上安装有压力传感器1400，压力传感器1400的检测头深入蓄压器1000的容积腔1200中，以检测蓄压器1000的容积腔1200中的压力。

本发明的工作原理如下：

泵油路线如下：

当凸轮轴200转动时，输油泵600转动，这时燃油箱内的燃油通过油管、进油螺钉400、输油泵600、环形进油槽a、第一进油道b、环形油腔c、第二进油道f进入电磁阀安装腔514中的过油腔514a中，环形油腔c内多余的燃油通过回油孔e进入稳压阀安装腔130中，通过稳压阀部件600以及油管排回到燃油箱。电磁阀安装腔514中的过油腔514a中多余的燃油通过中心油孔743、环形过油腔742、第二回油道g、回油腔512、第一回油道513回到环形油腔c中。

柱塞520在凸轮轴200、滚轮部件300、柱塞弹簧530的驱动下从上止点往下运动时，此时出油阀部件900中的出油阀阀芯930和滚珠940在出油阀弹簧920的作用下，滚珠940压在锥形密封面517a上形成密封，出油阀部件900处于关闭状态。此时电磁铁710不通电，控制阀芯740在电磁阀弹簧770的作用下向内运动，使第一锥形密封面515a与控制阀芯孔515的第二锥形密封面741a分离，将环形过油腔742与燃油腔d密封导通，燃油腔d处于负压状态。

电磁阀安装腔514中的过油腔514a中的燃油通过中心油孔743、环形过油腔742、第一锥形密封面515a与第二锥形密封面741a之间进入燃油腔d，从而完成吸油过程。

柱塞520向上运动时，对燃油腔d中的燃油进行压缩，此时如果电磁铁710不通电时，控制阀芯740在电磁阀弹簧770的作用下，第一锥形密封面515a与控制阀芯孔515的第二锥形密封面741a依然分离，燃油腔d内的燃油又会通过第一锥形密封面515a与第二锥形密封面741a之间、环形过油腔742、第二回油道g、回油腔512、第一回油道513、环形油腔c、回油孔e进入稳压阀安装腔130中，通过稳压阀部件600以及油管排回到燃油箱。此时燃油压力不足以克服出油阀弹簧920及油管中燃油对钢球940的压力，所以供油泵不供油。

柱塞520向上运动时，对燃油腔d中的燃油进行压缩，当电磁铁710通电时，在电磁力的作用下，衔铁730带动控制阀芯740向外运动，使第一锥形密封面515a与第二锥形密封面741a密封配合，将控制阀芯孔515与燃油腔d密封隔离，从而使燃油腔d中的燃油压力升高，高压燃油克服出油阀弹簧920及油管中燃油对钢球940的压力，向上顶起钢球940，开启出油阀部件900，燃油腔d内的高压燃油通过滚珠940与锥形密封面517a之间、环形出油腔950、出油阀阀芯930内的出油通孔931、出油螺塞910内的出油通孔911、高压油管、蓄压器1000中的进油接头1100进入蓄压器1000中的容积腔1200中进行蓄压，蓄压器1000的容积腔1200中经过蓄压后的高压燃油通过蓄压器1000中的出油接头1300、高压油分配管分配至各个喷油器。