自适应补偿偶件配合间隙环缝变形的活塞组件制造技术

本发明专利技术的公开的一种自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，旨在提供一种既能保证活塞偶件配合间隙燃油泄漏量低，又能保证塞杆运动灵活的活塞组件。本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：活塞杆(2)制有轴向过盈装配堵塞(8)的装配孔，堵塞(8)的中下部圆柱体上制有缩颈段及其通向堵塞轴向孔(9)底端的分压横孔(10)；高压燃油从斜插进油孔(5)进入控制室(6)，通过连通堵塞轴向孔(9)的分压横孔(10)与缩颈段形成的环流腔体(11)；环流腔体(11)形成了一个随进入高压燃油压力变化而改变活塞杆径向膨胀量大小，自适应补偿活塞杆向外膨胀，影响活塞杆(2)、活塞筒(1)配合偶件间动配合间隙环缝h减小的环流膨胀补偿腔。

【技术实现步骤摘要】
自适应补偿偶件配合间隙环缝变形的活塞组件
本专利技术涉及一种主要用于电控高压喷射系统，具有自适应膨胀特点的活塞组件。技术背景在如图2所示的现有技术的活塞组件中，包括了一个具有同心圆孔的圆柱体活塞筒1，在活塞筒1的顶部制出的一个与活塞筒1的活塞腔相连通的旁路斜插进油孔5和直径比旁路斜插进油孔5大的出油孔4，一个阀球3同心坐落在活塞筒1上端制出的单向阀活门开口上，一个密封力F1作用在阀球3的顶部，在出油孔4上端制有可以使阀球封住活塞筒1上端制出的单向阀活门开口，同心装配在的活塞筒1的活塞腔内的圆柱形的活塞杆2，在活塞杆2的上部与活塞筒1活塞腔之间形成容纳高压燃油的控制室6，高压燃油可以通过旁路斜插进油孔5进入控制室6中，一个向上的反向作用力F2作用在活塞杆2的底部，活塞杆2底部的下方有一个止挡7用以限制活塞杆2向下运动的距离。当图中密封力F1作用在阀球3将活塞筒1的顶部的单向阀活门开口堵住，高压燃油不能从控制室6通过出油孔4流出，此时控制室6内燃油压力与旁路斜插进油孔5处的压力相等，即等于进油压力P，当该压力P足够大时，作用在活塞杆2的头部所形成的向下的作用力可以克服活塞杆2底部的反向作用力F2向下运动，直到活塞杆2的底部接触到止挡7时活塞杆2运动到下止点。活塞杆2运动到下止点后运动停止，处于等待状态。当作用在阀球3顶部的密封力F1＝0时，阀球3被控制室6内高压燃油冲开，通过旁路斜插进油孔5进入到控制室6的燃油经由出油孔4、阀球3与活塞筒1的顶部的单向阀活门开口流出，由于旁路斜插进油孔5的直径比出油孔4的直径小，通过旁路斜插进油孔5的进油比出油孔4流出的燃油少，使控制室6内燃油压力开始下降，当控制室6的燃油压力对活塞的作用力小于活塞杆2底部的反向作用力F2时，活塞杆2又开始向上运动，直到活塞杆2顶部与活塞筒1活塞腔的顶部接触时活塞杆2运动到上止点。活塞杆2运动到上止点后运动停止，又处于等待状态。当图中密封力F1作用在阀球3将活塞筒1的顶部的单向阀活门开口堵住，高压燃油不能从控制室6通过出油孔4流出，此时控制室6内燃油压力与旁路斜插进油孔5处的压力相等，即等于进油压力P，当该压力P足够大时，作用在活塞杆2的头部所形成的向下的作用力可以克服活塞杆2底部的反向作用力F2又开始向下运动，直到活塞杆2的底部接触到止挡7时活塞杆2运动到下止点。活塞杆2运动到下止点后运动停止，又处于等待状态，如此周而复始。由此可见，活塞杆2停止在上止点、再由上止点向下止点运动、到达下止点后并停止在下止点、再由下止点向上止点运动、到达上止点并停止在上死点，何时开始运动，在上死点和下死点停留多长时间，完全取决于作用在阀球3上密封力F1的变化。当很大的密封力F1作用在阀球3上将活塞筒1的顶部的单向阀活门开口堵住，控制室内的燃油压力增加，压迫活塞杆2向下死点运动直至停止在下死点，如果作用在阀球3上密封力F1仍然很大，活塞杆2就一直停止在下死点；当密封力F1＝0,阀球3将脱离活塞筒1的顶部的单向阀活门开口，控制室内的燃油压力下降，在反向作用力的作用下F2活塞杆2又向上止点运动直至停止在上止点，如果一直保持F1＝0，活塞杆2就一直停止在上止点。活塞杆2的状态转换完全取决于阀球3上所受的密封力F1的转变，而密封力F1的转变又取决于电信号的转变。上述活塞杆是用于对电控共轨喷油器先导阀信号的一种推力的放大元件。电控喷油器的关闭状态和喷射状态之间的转换是通过该活塞杆的运动来实现的，在实现这个功能的同时也带来了高压燃油的泄漏，高压燃油的泄漏对喷射系统实现稳定的喷射压力和喷射开始时刻的准确性会产生很大的影响，因而在电控高压喷射系统中，减少高压燃油的泄漏是保证系统具有稳定的喷射压力和喷射开始时刻的关键技术之一。图2所示的现有结构由于在高压燃油的作用下，活塞头部直径缩小，而活塞筒相应位置的孔径因膨胀而增大，导致二者之间的间隙环缝变大，大大的消弱了两个偶件之间的密封作用，从而导致泄漏量增加，以至于影响喷射压力的稳定性和开始喷射时刻的准确性。如上所述，塞杆2在工作时共有四个状态：活塞筒1的顶部的单向阀活门开口被阀球3堵住时，使塞杆2向下止点运动；使塞杆2运动到下止点后，活塞筒1的顶部的单向阀活门开口仍被阀球3堵住期间，塞杆2停止在下死点不动；塞杆2到下死点停止后，阀球3松开活塞筒1的顶部的单向阀活门开口，使塞杆2由下死点向上死点方向运动；使塞杆2运动到上死点后，阀球3仍处于松开活塞筒1的顶部的单向阀活门开口的状态下，塞杆2停止在上死点不动；上述四个状态的转换，受控于阀球3的堵住还是松开。在上述四个状态中，塞杆2处在下死点的时间最长，远远超过其它三个状态时间的总和，而在这个状态中控制室6内燃油的压力最高，导致活塞头部被高压燃油压缩直径缩小，而活塞筒相应位置的孔径因膨胀而增大，使二者之间的间隙环缝变大，大大的消弱了两个偶件之间的密封作用，从而导致泄漏量增加，因此减少在这个状态下燃油的渗漏成为关键。上述现有技术的不足在于，在活塞处于下死点时，活塞筒1的顶部的单向阀活门开口被阀球3堵住，从旁路斜插进油孔5进入控制室6的燃油压力很高，此时活塞杆2在上端承受的高压燃油压力和下端承受的反向作用力F2的共同作用下，使得活塞杆2上端受压，活塞杆2被压缩，产生压缩变形，活塞杆圆柱体下部直径产生微小的变粗。在图2所示的变形曲线14中，可见在160MPa下的活塞杆2半径方向的鼓包形状的变形曲线。与此同时，在活塞筒1内的控制室6，在高压燃油的作用下，活塞筒1的中心容腔孔上部呈现变大的漏斗形。在图2所示的曲线15中，在160MPa下，可见活塞筒1的中心容腔孔的半径方向的变形漏斗曲线，上述两个配合偶件零件的变形结果，使得两个配合偶件零件的变形后的间隙，由常压下理论单边配合间隙环缝h1增大为高压下变形后单边配合间隙环缝h2。由于单边配合间隙环缝明显变大，导致燃油从活塞筒1的中心容腔孔与活塞杆2配合偶件的配合间隙中渗漏的燃油大幅增加，影响活塞组件的正常工作。当活塞处于下死点时，作用在阀球3上的密封力F1的压力变小，阀球3堵不住活塞筒1的顶部的单向阀活门开口，此时，从旁路斜插进油孔5进入控制室6的燃油，经由活塞筒1的出油孔4流出，由于油孔4大于旁路斜插进油孔5，油孔4流出的燃油比旁路斜插进油孔5流入活塞筒1的燃油多，使得引入控制室6的燃油压力下降，随着控制室6内的燃油压力降低，燃油对活塞杆2向下的作用力随之减小，当此作用力小于活塞杆2下端的反作用力F2时，活塞杆2开始向上运动。此时活塞杆2的直径、活塞筒1的中心容腔孔上部的仍有变形，但比在下死点时的形变要小一些，此时现有技术塞杆2在125MPa压力下的变形，产生了如图2所示的活塞杆半径变形曲线16，活塞筒1在125MPa作用下的中心容腔孔的半径方向产生了如图2所示的变形曲线17。从而影响了活塞筒1与活塞杆2适度配合间隙，配合偶件运动的灵活性。由于常压下的单边理论配合间隙环缝h1，在高压下变形后缩小，单边配合间隙环缝h2也会随之缩小。然而常压下的单边理论配合间隙环缝h1的缩小是有限度的。现有技术活塞组件的配合间隙已经小到2微米的水平，如果常压理论下的单边配合间隙环缝h1过小又会影响活塞的往复运动的灵活性。通过对比活塞杆2对应的直线12所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，包括：一个在活塞筒(1)活塞腔中作往复直线运动的活塞杆(2)、连通所述活塞腔油路通道的单向阀活门，控制开启、密封出油孔(4)的阀球(3)，从活塞筒(1)轴肩倾斜插入活塞腔的斜插进油孔(5)，以及位于活塞杆(2)自由端下方，限制活塞杆(2)向下运动的止挡(7)，其特征在于：活塞杆(2)制有轴向过盈装配堵塞(8)的装配孔，堵塞(8)的中下部圆柱体上制有缩颈段及其通向堵塞轴向孔(9)底端的分压横孔(10)；高压燃油从斜插进油孔(5)进入控制室(6)，通过连通堵塞轴向孔(9)的分压横孔(10)与缩颈段形成环流腔体(11)；环流腔体(11)形成了一个随进入高压燃油压力变化而改变活塞杆径向膨胀量大小，自适应补偿活塞杆向外膨胀，控制活塞杆(2)、活塞筒(1)配合偶件间动配合间隙环缝h减小的环流膨胀补偿腔。

【技术特征摘要】
1.一种自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，包括：一个在活塞筒(1)活塞腔中作往复直线运动的活塞杆(2)、连通所述活塞腔油路通道的单向阀活门，控制开启、密封出油孔(4)的阀球(3)，从活塞筒(1)轴肩倾斜插入活塞腔的斜插进油孔(5)，以及位于活塞杆(2)自由端下方，限制活塞杆(2)向下运动的止挡(7)，其特征在于：活塞杆(2)制有轴向过盈装配堵塞(8)的装配孔，堵塞(8)的中下部圆柱体上制有缩颈段及其通向堵塞轴向孔(9)底端的分压横孔(10)；高压燃油从斜插进油孔(5)进入控制室(6)，通过连通堵塞轴向孔(9)的分压横孔(10)与缩颈段形成环流腔体(11)；环流腔体(11)形成了一个随进入高压燃油压力变化而改变活塞杆径向膨胀量大小，自适应补偿活塞杆向外膨胀，控制活塞杆(2)、活塞筒(1)配合偶件间动配合间隙环缝h减小的环流膨胀补偿腔。2.如权利要求1所述的自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，其特征在于：一个来自活塞筒(1)上部密封力F1作用在阀球(3)上，密封力F1改变阀球(3)的开口通道，控制活塞筒(1)上端的单向阀活门的打开或密封。3.如权利要求1所述的自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，其特征在于：堵塞轴向孔(9)连通活塞杆(2)上端部活塞腔形成了容纳高压燃油的控制室(6)，高压燃油从活塞筒(1)相邻单向阀活门开口的斜插进油孔(5)通入活塞筒(1)上部上端的控制室(6)。4.如权利要求1所述的自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，其特征在于：当作用在阀球(3)上的密封力F1将阀球(3)密封住活塞筒(1)上端的单向阀活门开口时，进入活塞筒(1)上端控制室(6)的高压燃油压力驱动活塞杆(2)向下运动，通过活塞筒(1)直达底部接触止挡(7)，运动到下止点而被停止。5.如权利要求1所述的自适应补偿偶件配合间隙环缝的活塞组件，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋厚杭，姚守理，蔡林峰，吴波，余波，王太极，
申请(专利权)人：成都威特电喷有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51