專利名稱：改善潤(rùn)滑的挺桿滾輪端部形狀及與燃料泵和發(fā)動(dòng)機(jī)的組合的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)、用于該內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料泵以及能夠用在這 種燃料泵中的滾輪式挺桿，該滾輪式挺桿包括用于改善側(cè)限滾輪
(laterally confined roller)潤(rùn)滑的滾輪端部形狀。
背景技術(shù)：
已發(fā)現(xiàn)，在諸如高壓燃料噴射泵的應(yīng)用中，具有帶球形端部的側(cè) 限滾輪并與柱狀保持件單點(diǎn)接合的滾輪式挺桿過(guò)度磨損。期望一種解 決該磨損問(wèn)題的方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供改進(jìn)的端部形狀，其用于高壓燃料泵及類似應(yīng)用中的 側(cè)限挺桿滾輪中，用于改善抵靠柱狀端面旋轉(zhuǎn)時(shí)的潤(rùn)滑和耐磨性能。 滾輪端部設(shè)有環(huán)形端面，該環(huán)形端面的直徑小于滾輪直徑但與滾輪軸 線向外隔開(kāi)。抵靠柱狀表面的旋轉(zhuǎn)在經(jīng)過(guò)滾輪和柱狀表面的軸線的中 央平面的相對(duì)兩側(cè)提供兩個(gè)接觸區(qū)域。所述布置分開(kāi)與接觸區(qū)域的接 合之間的表面，并允許潤(rùn)滑劑到達(dá)與兩個(gè)區(qū)域接觸之間的端面表面。
結(jié)合附圖，從本發(fā)明某些具體實(shí)施方式
的以下描述將會(huì)更充分地 理解本發(fā)明的這些和其他特征及優(yōu)點(diǎn)。


圖1是與高壓燃料噴射泵的凸輪軸平行的剖視圖； 圖2是垂直于凸輪軸剖取的類似泵的剖視圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明用于圖1和圖2的泵的滾輪式挺桿的仰視圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的隨動(dòng)滾輪式挺桿的下端的放大剖視圖，示出 了滾輪與引導(dǎo)套筒的柱狀內(nèi)壁的關(guān)系；以及
圖5是與圖l類似的視圖，示出了圖1的泵與發(fā)動(dòng)機(jī)的組合。
具體實(shí)施例方式
以下詳細(xì)參照附圖，附圖標(biāo)記IO整體表示這樣一種發(fā)動(dòng)機(jī)高壓燃 料噴射泵，其可利用根據(jù)本發(fā)明的滾輪式挺桿。噴射泵10包括主體12， 該主體限定一端由氣缸蓋16封閉的燃料泵送氣缸14。
所述氣缸蓋包含燃料進(jìn)口 18，燃料進(jìn)口 18包括吸入閥20;以 及出口 22,出口 22包括高壓排放閥24。延伸至氣缸14的泵送頭 (pumping nose ) 26限定柱塞孔28,泵柱塞30延伸到柱塞孔28中。 柱塞30承載坐靠滾輪式挺桿34的滑塊32。圍繞泵送頭26的壓縮彈簧 36在氣缸蓋16和滾輪式挺桿34之間延伸。
主體12可旋轉(zhuǎn)地支撐凸輪軸38，凸輪軸38承載與滾輪式挺桿34 接合的雙凸角凸4侖40。
根據(jù)本發(fā)明，滾輪式挺桿34包括隨動(dòng)體42,該隨動(dòng)體具有上側(cè) 44和下側(cè)45以及大致柱狀的外周46。大致柱狀的引導(dǎo)套筒48在該套 筒下部接收隨動(dòng)體42，并可包括在相對(duì)的上端部52和下端部54之間 隔開(kāi)的內(nèi)緣50。引導(dǎo)套筒48由壓縮彈簧36向下偏壓，并與滾輪式挺 桿的隨動(dòng)體42接合，用于使引導(dǎo)套筒48和隨動(dòng)體42沿泵送氣缸14 的縱軸線56往復(fù)運(yùn)動(dòng)。壓縮彈簧36還偏壓泵柱塞30的滑塊32，以保 持滑塊與滾輪式挺桿34接觸。隨動(dòng)體42的下側(cè)45包括向下開(kāi)口的凹 部58,部分柱狀內(nèi)支承面60橫過(guò)隨動(dòng)體42延伸并具有開(kāi)口端61。在 組裝時(shí)，隨動(dòng)體42裝配在引導(dǎo)套筒的柱狀內(nèi)壁62中，隨動(dòng)體42的下 側(cè)45與引導(dǎo)套筒48的下端54共面，從而阻塞橫向凹部58的開(kāi)口端 61。
滾輪式挺桿34借助隨動(dòng)滾輪64而完備，隨動(dòng)滾輪64可旋轉(zhuǎn)地接 收在凹部58內(nèi)，用于繞滾輪軸線66旋轉(zhuǎn)并可與凸輪40接合，以使?jié)L 輪式挺桿34往復(fù)運(yùn)動(dòng)并操作泵柱塞30。滾輪端部68與引導(dǎo)套筒的內(nèi) 壁62的接合限制滾輪64在凹部58內(nèi)的橫向運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，滾輪 端部68均^殳有環(huán)形部70，環(huán)形部70可在滾4侖端部的一徑向部位處與 套筒內(nèi)壁62接合，該徑向部分與滾輪軸線66向外隔開(kāi)并與滾輪的外 徑72向內(nèi)隔開(kāi)。
經(jīng)驗(yàn)表明，在半徑小于套筒內(nèi)壁半徑的滾輪倒圓端部中，滾輪在 滾輪軸線上的一個(gè)點(diǎn)處與套筒壁接觸，這阻止了向該接觸點(diǎn)輸送充足 的潤(rùn)滑劑，從而在套筒壁中產(chǎn)生過(guò)度磨損。另一方面，若滾輪設(shè)有方形端部，則方形端部會(huì)形成在滾輪的外徑處與套筒接觸的環(huán)形部，這 會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的滑動(dòng)接觸速度，從而有可能引起過(guò)度磨損。在本發(fā)明中， 環(huán)形部形成有位于滾輪軸線與滾輪外徑之間的直徑，發(fā)現(xiàn)這會(huì)顯著改 善潤(rùn)滑從而延長(zhǎng)部件的磨損壽命。
在才是出的實(shí)施方式中，隨動(dòng)滾輪64的端部68形成有環(huán)形部70, 該環(huán)形部的表面半徑74 (R2)與引導(dǎo)套筒48的套筒內(nèi)壁62的半徑76 (R。類似。環(huán)形部70具有內(nèi)徑78 (D!),其約為外徑80 (D2)的三 分之一。端部68的位于環(huán)形部的徑向向內(nèi)和徑向向外的部分凹入或者 說(shuō)被去除，從而環(huán)形部70形成位于滾4侖64的端部68處的突起。環(huán)形 部以內(nèi)的凹進(jìn)部分可形成潤(rùn)滑劑槽82,用于促進(jìn)環(huán)形部的潤(rùn)滑。因而， 僅表面半徑74處與套筒內(nèi)壁接觸，并且該接觸限于兩個(gè)接觸區(qū)域84、 86,這兩個(gè)接觸區(qū)域在由引導(dǎo)套筒48和滾輪64的相交軸線56、 66限 定的中央平面88的相對(duì)兩側(cè)等間隔。在其他部位，環(huán)形部70的表面 半徑74離開(kāi)引導(dǎo)套筒48的內(nèi)壁62，并開(kāi)放以與來(lái)自凸輪供應(yīng)的外界 潤(rùn)滑劑的4妾觸。
要確定具體應(yīng)用的優(yōu)選構(gòu)造可能需要考慮多種因素。 一種因素是 若使用的潤(rùn)滑劑是待由高壓噴射泵泵送的燃料，則燃料的潤(rùn)滑性就可 能是主要因素。因此，作為非限制性實(shí)施例，環(huán)形部的外徑可以約為 其內(nèi)徑的3倍大，而滾輪的外徑可以約為環(huán)形部外徑的ij^倍大。
在簡(jiǎn)化形式中，通過(guò)在先前滾輪的部分球形端部上形成未示出的 平坦端部而實(shí)施本發(fā)明。該平坦部與球形端部相交而形成環(huán)形部，該 環(huán)形部在上述的隔開(kāi)接觸部位與引導(dǎo)套筒內(nèi)壁62接合。在其他部位， 該環(huán)形部與內(nèi)壁62隔開(kāi)，從而潤(rùn)滑劑能夠重新形成在環(huán)形部上。本發(fā) 明的該形式延長(zhǎng)了部件的磨損壽命
在以上討論的實(shí)施方式中，可由高壓燃料噴射泵10泵送的液體燃 料提供潤(rùn)滑。
參照?qǐng)D5，公開(kāi)了圖1所示的燃料泵組件與內(nèi)燃機(jī)90的組合，該 內(nèi)燃機(jī)90具有高壓燃料系統(tǒng)92，高壓燃料系統(tǒng)92連接成將燃料從燃 料泵出口 22導(dǎo)向多個(gè)燃料噴射器94，以輸送至相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸(未 示出)。
盡管已參照某些優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明，然而應(yīng)理解可在所 述發(fā)明思想的精神和范圍內(nèi)進(jìn)行多種更改。因而，不旨在將本發(fā)明限于所公開(kāi)的實(shí)施方式，而是本發(fā)明具有所附權(quán)利要求的語(yǔ)言允許的全 部范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于與凸輪致動(dòng)機(jī)構(gòu)一起使用的滾輪式挺桿，該挺桿包括隨動(dòng)體，該隨動(dòng)體具有上側(cè)和下側(cè)以及大致柱狀的外周；引導(dǎo)套筒，該引導(dǎo)套筒繞所述外周裝配并從所述隨動(dòng)體的下側(cè)向其上側(cè)延伸，超過(guò)所述上側(cè)顯著距離；以及柱狀的隨動(dòng)滾輪，該隨動(dòng)滾輪可在部分柱狀的凹部?jī)?nèi)繞滾輪軸線旋轉(zhuǎn)，該凹部橫過(guò)所述隨動(dòng)體的下側(cè)延伸并具有橫向開(kāi)口端，所述開(kāi)口端由環(huán)繞所述隨動(dòng)體的所述引導(dǎo)套筒的大致柱狀的內(nèi)壁封閉；所述隨動(dòng)體可與由液體潤(rùn)滑的機(jī)構(gòu)的可旋轉(zhuǎn)凸輪接合，用于使所述挺桿在該機(jī)構(gòu)的氣缸內(nèi)軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述隨動(dòng)體的上側(cè)可與高壓燃料泵柱塞的滑塊接合，用于使該柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)以泵送液體燃料，并且所述引導(dǎo)套筒接收一彈簧，該彈簧可操作以抵靠所述凸輪偏壓所述隨動(dòng)滾輪，并抵靠所述隨動(dòng)體的上側(cè)偏壓所述柱塞的滑塊以操作該泵送機(jī)構(gòu)；所述隨動(dòng)滾輪在所述凹部中自由橫向運(yùn)動(dòng)，并具有可與所述引導(dǎo)套筒的內(nèi)壁接合的橫向相對(duì)端部以限制所述滾輪在所述凹部?jī)?nèi)的橫向運(yùn)動(dòng)；至少一個(gè)滾輪端部形成有環(huán)形部，該環(huán)形部可在與所述滾輪軸線向外隔開(kāi)并與所述滾輪的外徑向內(nèi)隔開(kāi)的徑向部位處與所述套筒的內(nèi)壁接合，至少一個(gè)滾輪端部的在該環(huán)形部以內(nèi)和以外的部分構(gòu)造成防止與所述引導(dǎo)套筒的內(nèi)壁接觸；從而，到達(dá)所述環(huán)形部和裙形內(nèi)部的外部潤(rùn)滑劑防止?jié)L輪/壁界面處過(guò)度磨損。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾輪式挺桿，其中所述滾輪的兩個(gè)端部 都包括環(huán)形部，并且類似構(gòu)造以防止過(guò)度磨損。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的滾輪式挺桿，其中所述滾輪的兩個(gè)端部 在所述環(huán)形部向外的部分被去除，從而在各滾輪端部形成圓形突起， 以促進(jìn)潤(rùn)滑劑自由進(jìn)入所述環(huán)形部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的滾輪式挺桿，其中所述滾輪的兩個(gè)端部 在所述環(huán)形部向內(nèi)的部分被去除，以形成潤(rùn)滑劑槽，從而促進(jìn)所述環(huán) 形部的潤(rùn)滑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的滾輪式挺桿，其中所述環(huán)形部的外表面 形成有以滾輪軸線為中心的半徑，并且該半徑與可與所述環(huán)形部接合 的所述引導(dǎo)套筒內(nèi)壁的半徑近似。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的滾輪式挺桿，其中所述環(huán)形部的外徑約 為其內(nèi)徑的3倍大。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的滾輪式挺桿，其中所述滾輪的外徑約為所述環(huán)形部的外徑的}%倍大。
8. —種用于火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料泵組件，該泵組件包括 凸輪軸，該凸輪軸可在主體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并承載與滾輪式挺桿的隨動(dòng)滾輪接合的凸輪，用于使該挺桿在所述主體的泵送氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 所述挺桿與柱塞以及復(fù)位彈簧接合，用于使所述柱塞在柱塞孔中往復(fù)運(yùn)動(dòng)以將燃并牛通過(guò)入口泵入并通過(guò)出口泵出；所述挺桿包括隨動(dòng)體，該隨動(dòng)體具有橫過(guò)該隨動(dòng)體的下側(cè)延伸并具有橫向開(kāi)口端的部分柱狀的凹部；以及外周的引導(dǎo)套筒，該引導(dǎo)套筒繞所述隨動(dòng)體的下側(cè)裝配并延伸至所述隨動(dòng)體的下側(cè)，并且具有封 閉所述凹部的所述端部的大致柱狀的內(nèi)壁；所述隨動(dòng)滾輪接收在所述 凹部中，并且關(guān)于該滾輪的橫軸線自由旋轉(zhuǎn)并在該凹部中自由橫向運(yùn) 動(dòng)，所述滾輪具有可與所述引導(dǎo)套筒的內(nèi)壁接合的端部以限制該滾輪 的才黃向運(yùn)動(dòng)；并且至少 一 個(gè)滾輪端部形成有環(huán)形部，該環(huán)形部可在與所述滾輪軸線 向外隔開(kāi)并與所述滾輪的外徑向內(nèi)隔開(kāi)的徑向部位處與所述套筒的內(nèi) 壁接合，至少一個(gè)滾輪端部的在該環(huán)形部以內(nèi)和以外的部分構(gòu)造成防 止與所述引導(dǎo)套筒的內(nèi)壁接觸；從而，到達(dá)所述環(huán)形部和裙形內(nèi)部的外部潤(rùn)滑劑防止?jié)L輪/壁界面 處過(guò)度磨損。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料泵組件，其中所述滾輪的兩個(gè)端部 都包括環(huán)形部，并且類似構(gòu)造以防止過(guò)度磨損。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃料泵組件，其中所述滾輪的兩個(gè)端部 在所述環(huán)形部向外的部分被去除，從而在各滾輪端部形成圓形突起， 以促進(jìn)潤(rùn)滑劑自由進(jìn)入所述環(huán)形部。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的燃料泵組件，其中所述滾輪的兩個(gè)端部在所述環(huán)形部向內(nèi)的部分被去除，以形成潤(rùn)滑劑槽，從而促進(jìn)所述 環(huán)形部的潤(rùn)滑。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃料泵組件，其中所述環(huán)形部的外表面 形成有以滾輪軸線為中心的半徑，并且該半徑與可與所述環(huán)形部接合 的所述引導(dǎo)套筒內(nèi)壁的半徑近似。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料泵組件，其中所述環(huán)形部的外徑 約為其內(nèi)徑的3倍大。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的燃料泵組件，其中所述滾輪的外徑約 為所述環(huán)形部的外徑的l^倍大。
15. —種如權(quán)利要求8所述的燃料泵組件與具有高壓燃料系統(tǒng)的 內(nèi)燃機(jī)的組合，該高壓燃料系統(tǒng)包括至少一個(gè)燃料噴射器，其中所述 燃料泵的燃料出口連接至該燃料系統(tǒng)的所述至少一個(gè)燃料噴射器。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于改善潤(rùn)滑的挺桿滾輪端部形狀及與燃料泵和發(fā)動(dòng)機(jī)的組合。提供改進(jìn)的端部形狀，其用于高壓燃料泵及類似應(yīng)用中的側(cè)限挺桿滾輪，用于改善抵靠柱狀表面旋轉(zhuǎn)時(shí)的潤(rùn)滑及磨損性能。滾輪端部設(shè)有直徑小于滾輪直徑但關(guān)于滾輪軸線隔開(kāi)的環(huán)形端面。滾輪端部抵靠柱狀表面的旋轉(zhuǎn)提供位于經(jīng)過(guò)滾輪軸線和柱狀表面軸線的中央平面的相對(duì)兩側(cè)上的兩個(gè)接觸區(qū)域。所述布置分開(kāi)與接觸區(qū)域的接合之間的表面，并允許潤(rùn)滑劑到達(dá)與兩個(gè)區(qū)域接觸之間的端面表面。改進(jìn)的挺桿滾輪將會(huì)提高采用該挺桿滾輪的燃料泵和發(fā)動(dòng)機(jī)燃料系統(tǒng)的使用壽命。
文檔編號(hào)F02M59/44GK101608590SQ20091015080
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者R·D·斯特勞布 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司