燃料喷射泵制造技术

一种燃料喷射泵，包括泵主体；装配到所述泵主体中的驱动轴；装配到所述驱动轴上的活塞驱动的凸轮；以及一个或多个汽缸盖，每个汽缸盖包括插入汽缸腔膛内的泵活塞，其中所述泵活塞配有一个或多个全金属密封环；其中配有一个或多个全金属密封环的泵活塞的横截面积等于汽缸腔膛的横截面积，由此产生的内部泄露为零。在一个实施方式中，所述全金属密封环为盘绕交织密封件。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术一般涉及柴油发动机，柴油发动机燃料喷射泵和相关的机械部件。更具体地，本技术涉及包括发动机活塞的机械构件的密封。
技术介绍
通常，柴油发动机燃料喷射泵的活塞不具有任何密封装置。通过柴油燃料的粘性结合活塞和汽缸腔膛内壁之间的精度约为几微米量级的最小间隙获得活塞的密封。技术进步使得在柴油发动机中使用共轨直喷(Common Rail DirectInjection,简称CRDI)的高压燃料喷射系统成为可能。以前的燃料喷射系统的平均压力为300巴(bar)。使用CRDI的新系统能产生将近3000bar的压力，其比大气压大3000倍，从而更好地燃烧在极高的压力下喷射的更精细的燃料液滴。因而极大地改进了柴油发动机的燃烧条件。在分离的喷射系统中极高的压力下喷射极其精细的燃料颗粒结合每个燃烧周期内多次燃料喷射而非单次燃料喷射，获得近乎完美的燃烧，该燃烧几乎不产生有毒废气。柴油发动机在引入CRDI系统之后明显好得多，但由于燃料喷射泵的活塞上缺少密封装置，实际上仍然无法节约燃料。当柴油发动机燃料喷射泵在将近3000bar的极高压下工作时，因为在如此高的压力下活塞上的总负载高达一公吨以上，所以活塞的直径必须尽可能地小。例如，当活塞直径为7mm时,在3000bar的内部压力下7mm的活塞上的总负载为1154kg。在泵中使用三个横截面直径为7mm的活塞，从活塞转移到轴上的总负载变为3462kg。当考虑50%的安全系数时，额定负载随后变为5293kg。泵中需要极大直径的轴和传动轴承。平常的3000cc的客车柴油发动机的燃料泵应当以300cc/分钟的速度泵送燃料以使汽车以60公里/小时的速度行驶。利用横截面直径为7_并且横截面面积为0.385平方厘米的汽缸腔膛，泵冲程为7mm的三活塞泵在泵轴每次旋转时泵送0.81cc。泵轴以370rpm的转速旋转以泵送300cc/分钟。当燃料喷射泵的汽缸腔膛的横截面直径为7_时，活塞的外直径不能超过6.98mm,活塞的外直径比汽缸腔膛的直径小0.02mm。活塞的横截面积等于0.382平方厘米。因而汽缸腔膛与活塞之间的间隙的面积为0.003平方厘米。该面积是汽缸腔膛的横截面积的0.8%。换句话说，即使泵闲置，大气压下汽缸腔膛与活塞之间仍有最小0.8 %的内部泄露。当泵运行且施加3000bar的内部压力时，内部泄露能达到泵的总泵送流量的60%以上，这意味着将近60%的燃料泵送能量通过内部泄露损失。在泵的使用寿命期间，内部泄露速率进一步迅速增加。这是由于在燃烧周期中汽缸腔膛与活塞之间的间隙导致腔膛中的活塞振动，该振动逐渐拓宽间隙，从而逐渐增加内部泄露。典型的燃料喷射泵送系统包括蓄压器，该蓄压器用于在蓄压器中存储加压燃料以保持压力恒定，使压力波动尽可能小以燃烧均匀并且最小化发动机振动。燃料喷射泵必须泵送比发动机燃烧能力至少多40%的燃料，从而能在蓄压器中存储过多的加压燃料。由于内部泄露逐渐增加，当发动机长时间地保持运行而没有闲置的情况下，最终燃料喷射泵不能泵送足够的额外燃料以在蓄压器中积蓄加压燃料。从燃料泵供应到发动机的燃料少于用于燃烧以维持速度的燃料。此时，需要更换燃料喷射泵。该更换通常平均每年发生一次。因此，在柴油发动机的领域中通常需要找到更好的燃料喷射泵，特别是不会经常磨损的更好的燃料喷射泵。
技术实现思路
本技术的一个目的是提供一种柴油发动机燃料喷射泵的设计方案，该柴油发动机燃料喷射泵能产生高压，内部泄露最少并且该内部泄露不会逐渐增加,耐久性更好并且制造的复杂性较低。本技术的另一个目的是提供使用全金属密封环的这种设计方案。根据本技术的一个方面，提供了一种燃料喷射泵，其特征在于，包括:泵主体；装配到所述泵主体中的驱动轴；装配到所述驱动轴上的活塞驱动的凸轮；以及一个或多个汽缸盖，每个汽缸盖包括插入汽缸腔膛内的泵活塞，其中所述泵活塞配有一个或多个全金属密封环；其中驱动轴的旋转引起泵活塞的往复运动；以及其中配有一个或多个全金属密封环的泵活塞的横截面积等于汽缸腔膛的横截面积，由此产生的内部泄露为零。根据本技术的多个实施方式，全金属密封环用于密封柴油发动机燃料喷射泵的活塞和汽缸腔膛。具有活塞上的一个或多个全金属密封环的柴油发动机燃料喷射泵即使在例如20rpm的极低速度下，仍能产生绝对为零的内部泄露。横截面直径为18mm的燃料喷射泵的汽缸腔膛，其横截面积为2.55平方厘米。当所述一个或多个全金属密封环安装到活塞上时，活塞的外直径加上全金属密封环与汽缸腔膛的横截面直径完全相同，两者的横截面积也相同，使得泄漏面积为零。如果燃料喷射泵具有三个活塞并且如果活塞冲程为18mm(与活塞的横截面直径相同)，则每次旋转轴，泵的排量是13.77cc，从而以300cc/分钟泵送燃料所需的轴的旋转速度是21.8rpm。仅在确保零内部泄漏时，该低速泵送有实用性；否则在3000bar的压力下，内部泄露将近100%，因为在这样低的速度下活塞不能由柴油机燃料的粘度产生密封功能。但是，具有活塞上的全金属密封环的发动机燃料喷射泵中，低轴旋转速度是可能的，因为零泄漏密封不依赖于柴油机燃料粘度，而依赖于全金属密封环。低速运行发动机燃料喷射泵延长了泵的使用寿命并且确保泵在其整个使用寿命中的高性能不变，并且减轻了柴油发动机的振动，使车辆乘坐更加宁静、舒适。附图说明下面参照附图更详细地描述本技术的各实施方式，其中:图1表示根据本技术的具有活塞上的全金属密封环的柴油发动机燃料喷射泵的横截面示图。图2表示可以用金属薄片冲压而成的部分环，其两端具有凸的和凹的燕尾形接头，以便在进一步接合时，使接合牢固。图3表示两个部分环被叠置在一起，以便将第一部分环的凸的燕尾插到另一个部分环的凹的燕尾中，以便进一步接合构成螺旋盘管。图4表示本技术的管状密封的坯料，它是金属带盘绕的螺旋管。图5是本技术的完整的动态密封的局部剖视图，该密封是通过研磨坯料的内径和外径从而密封中具有合适的功能而成的。图6表示具有辅助的虚部的部分环，用于解释本技术的动态旋转密封的原理。图7是使用本技术的完整的动态旋转密封的实施例的局部剖视图。图2-7中的标记的零部件的说明1-用金属薄片冲压而成的部分环。2-C型部分环上燕尾接头的凸端。3-C型部分环上燕尾接头的凹端。4-燕尾接合线，这是C型部分环燕尾接合的结果。5-由数个C型部分环沿螺旋形轨迹进一步接合而构成的螺旋弹簧管。6-不接触轴的圆周，该圆周的直径做得比轴的直径略大，从而使它总是远离轴。7-接触轴的圆周，该圆周的直径做得比轴的直径略小，从而使它总是接触轴。8-接触壳体的圆周，该圆周的直径做得比壳体的内径略大，从而使它总是与壳体接触。9-不接触壳体的圆周，该圆周的直径做得比壳体的内径略小，从而使它总是远离壳体。I O-壳体密封层，其外径是接触壳体的圆周，而其内径是不接触轴的圆周。11-位移吸收层，其外径是不接触壳体的圆周，而其内径是不接触轴的圆周。12-轴密封层，其外径是不接触壳体的圆周，而其内径是接触轴的圆周。13-轴。14-指示轴旋转方向的箭头。15-当轴密封环展开时指示环展开方向的箭头。16-假想的销，该销阻挡轴密封坏的旋转。17-壳体。18-壳体的内径。19-插在卡环槽内以保持本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料喷射泵，其特征在于，包括：泵主体；装配到所述泵主体中的驱动轴；装配到所述驱动轴上的活塞驱动的凸轮；以及一个或多个汽缸盖，每个汽缸盖包括插入汽缸腔膛内的泵活塞，其中所述泵活塞配有一个或多个全金属密封环；其中驱动轴的旋转引起泵活塞的往复运动；以及其中配有一个或多个全金属密封环的泵活塞的横截面积等于汽缸腔膛的横截面积，由此产生的内部泄露为零。

【技术特征摘要】
2011.07.14 US 61/508,0481.一种燃料喷射泵，其特征在于，包括: 泵主体； 装配到所述泵主体中的驱动轴； 装配到所述驱动轴上的活塞驱动的凸轮；以及 一个或多个汽缸盖，每个汽缸盖包括插入汽缸腔膛内的泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：张京台，
申请(专利权)人：昱曦机械高新科技有限公司，
类型：新型
国别省市：香港;HK