專利名稱：泵壓柱塞滑動(dòng)瓦的卡入連接的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種向內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)噴射燃料的供油泵。更具體的說，本發(fā)明涉及一種帶有若干泵壓柱塞的供油泵，這些柱塞用滑動(dòng)瓦或保持架來夾持。
背景技術(shù)：
常用供油泵中有一種類型的泵具有幾個(gè)柱塞，這些柱塞沿著徑向在相應(yīng)的泵壓缸筒內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)各柱塞向著充液位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，燃料便被吸入泵缸內(nèi)。當(dāng)這些柱塞向著泵壓位置運(yùn)動(dòng)式時(shí)，處于高壓下的燃料便從泵缸內(nèi)排出。這些柱塞可以是內(nèi)驅(qū)動(dòng)的，也可以是外驅(qū)動(dòng)的。在內(nèi)驅(qū)動(dòng)的供油泵中，一個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件周期地沿徑向向外驅(qū)動(dòng)各柱塞的內(nèi)端。在這種類型的泵中，在柱塞沿徑向向外的行程中，燃料從缸筒中排出，在柱塞沿徑向向內(nèi)的行程中，把燃料吸入缸筒內(nèi)。因此，所謂充液位置就是沿徑向最里面的柱塞位置，而排液位置則是沿徑向最外面的柱塞位置。在外驅(qū)動(dòng)的供油泵中，結(jié)構(gòu)正好相反，這種泵的泵壓柱塞是在其徑向的外端驅(qū)動(dòng)的(例如，借助于一個(gè)旋轉(zhuǎn)的環(huán)形凸輪)，因此它具有沿徑向向內(nèi)的排液行程和沿徑向向外的充液行程。在這兩種類型的泵中，驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹刂脡何恢眠\(yùn)動(dòng)的直線運(yùn)動(dòng)。由于柱塞并不固定在偏心驅(qū)動(dòng)裝置或凸輪上，所以要用一個(gè)彈簧壓住柱塞，讓它回到充液位置上去。在現(xiàn)有的燃油供油泵中，每一個(gè)柱塞都是借助于獨(dú)立于其他柱塞的本身的回程彈簧壓回到其充液位置去的。
一般，要在柱塞與驅(qū)動(dòng)構(gòu)件之間加入一塊滑動(dòng)瓦，以幫助把驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹闹本€運(yùn)動(dòng)。這些滑動(dòng)瓦必須基本上恒定地保持與驅(qū)動(dòng)構(gòu)件和柱塞兩者都接觸。這一點(diǎn)常常是通過壓在各個(gè)滑動(dòng)瓦上的獨(dú)立彈簧的壓力，和滑動(dòng)瓦與柱塞之間的可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接來完成的。一般，每一個(gè)柱塞與其相應(yīng)的滑動(dòng)瓦是用同一個(gè)彈簧來加壓的。柱塞與滑動(dòng)瓦之間的能轉(zhuǎn)動(dòng)的連接在制造和裝配的時(shí)候有一些困難。通常，很難找到一種滑動(dòng)瓦的材料，它既有適當(dāng)?shù)哪湍バ?，而且仍然有足夠的延展性，能讓滑?dòng)瓦做成圍繞著柱塞的端頭，并將其夾住。要想用機(jī)械方法使滑動(dòng)瓦成形為圍繞著柱塞被夾住的端頭，同時(shí)又使這兩個(gè)零件之間具有最佳的保持配合，也是很困難的。最后，把這種滑動(dòng)瓦/柱塞分組件裝配到供油泵的缸筒里去也很困難，只能采用手工的方式。
如果取消普通的螺旋回程彈簧和全部滑動(dòng)瓦或全部柱塞的動(dòng)態(tài)連接，就能更有效地利用空間，泵的效率將更高，并且還能改善滑動(dòng)表面的潤滑。具體的說，通過一個(gè)加力環(huán)或保持架來完成柱塞與滑動(dòng)瓦之間的可旋轉(zhuǎn)的連接，并以機(jī)械控制的方式驅(qū)動(dòng)這些作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，就能夠取消彈簧，獲得以上所提到的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種供油泵柱塞與滑動(dòng)瓦之間的可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供滑動(dòng)瓦和柱塞零件，這兩種零件之間具有可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接，并且很容易制造。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提出一種供油泵柱塞與滑動(dòng)瓦之間的可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接，這種連接能與機(jī)械控制式驅(qū)動(dòng)裝置協(xié)同工作。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種供油泵柱塞與滑動(dòng)瓦之間的可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接，這種連接能快速而且方便地安裝在供油泵的泵體內(nèi)。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種在供油泵泵體外面裝配供油泵驅(qū)動(dòng)裝置分部件，并把這種驅(qū)動(dòng)裝置分部件安裝在供油泵里面的方法。
本發(fā)明的第一實(shí)施例涉及供油泵柱塞與供油泵滑動(dòng)瓦之間的可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接。每一個(gè)滑動(dòng)瓦都有一個(gè)第一表面和一個(gè)與其相對的第二表面，并且，每一個(gè)油泵柱塞包括一個(gè)帶有泵壓端和相對的被驅(qū)動(dòng)端的主體?；瑒?dòng)瓦的第一表面與柱塞的被驅(qū)動(dòng)端接觸，而滑動(dòng)瓦的第二表面與旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件滑動(dòng)接觸。雖然各柱塞都是借助于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件對相應(yīng)的滑動(dòng)瓦的作用迫使各柱塞向泵壓位置移動(dòng)，但滑動(dòng)瓦并不直接固定在上述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件上。因此，可以把各滑動(dòng)瓦及其相應(yīng)的泵壓柱塞認(rèn)為是一個(gè)滑動(dòng)瓦組件。柱塞的被驅(qū)動(dòng)端有一個(gè)頭部，這個(gè)頭部基本上呈球形。上述頭部可以通過一個(gè)其直徑既小于柱塞主體，又小于球形頭部的頸部連接在柱塞上。滑動(dòng)瓦的第一表面具有帶有圓形敞口的基本上呈球窩狀的內(nèi)壁。圓形敞口的直徑小于柱塞柱塞頭部和滑動(dòng)瓦球窩的最大直徑。這樣，當(dāng)柱塞頭部向滑動(dòng)瓦的球窩運(yùn)動(dòng)使，球窩的敞口便“撓曲”成能容納柱塞頭部的較大直徑。一當(dāng)柱塞頭部的最大直徑通過球窩的敞口，敞口便又恢復(fù)到原來的直徑，從而把柱塞頭部包在滑動(dòng)瓦的球窩內(nèi)，而且能夠相對轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，柱塞頭部就“卡”在滑動(dòng)瓦的球窩里了。通常，球窩敞口的撓曲程度處于制造滑動(dòng)瓦的材料的彈性極限內(nèi)，所以不會(huì)發(fā)生球窩或球窩敞口的永久變形。
在一個(gè)優(yōu)選的變型中，上述各滑動(dòng)瓦都與一個(gè)保持架連接，所以滑動(dòng)瓦之間基本上保持固定的空間關(guān)系。應(yīng)該理解，即使當(dāng)供油泵在使用的時(shí)候，這些滑動(dòng)瓦都在運(yùn)動(dòng)，也仍能保持這種固定的關(guān)系。因此，當(dāng)一塊滑動(dòng)瓦和它的柱塞一起被驅(qū)動(dòng)構(gòu)件所驅(qū)動(dòng)，向著它的泵壓位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，上述保持架就把這一運(yùn)動(dòng)傳遞給至少另外一塊滑動(dòng)瓦，因而也就傳遞給它的向著其供油位置運(yùn)動(dòng)的柱塞。驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就以這樣的方式轉(zhuǎn)換成各柱塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而不需要彈簧對柱塞或滑動(dòng)瓦加壓。雖然在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中使用了保持架，用機(jī)械方式驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)瓦組件，但，滑動(dòng)瓦球窩和柱塞頭部的“卡入”連接也可以很有利地使用于普通的彈簧加壓的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。
在另一個(gè)變型中，上述滑動(dòng)瓦球窩在其壁上有許多增大壁的撓性的孔或長槽。這使得滑動(dòng)瓦能用彈性較小的材料制造，而仍保持與柱塞頭部的彈性卡入配合；或者，對于一定的材料，能比沒有長槽的變型獲得更大的撓性。
在又一個(gè)變型中，上述保持架上具有寬度比柱塞頭部的直徑小的孔在模擬柱塞頭部與滑動(dòng)瓦球窩的卡入配合的方式中，上述保持架的孔能發(fā)生彈性撓曲，讓較大的柱塞頭部通過，從而把柱塞頭部包在保持架里，而且能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。在這個(gè)變型中，滑動(dòng)瓦的第一表面具有局部的球形凹坑或凹座，這個(gè)凹坑與柱塞頭部接觸，但不一定要把它包住。這個(gè)變型能使用強(qiáng)度較高的滑動(dòng)瓦材料，這種材料太脆，不能撓曲和包住柱塞頭部，但仍能用機(jī)械方式驅(qū)動(dòng)柱塞。
在一個(gè)不同的變型中，上述柱塞頭部在靠近頸部處具有較大的半徑，而在其自由端具有較小的半徑。半徑較小的自由端能能讓柱塞頭部很容易地通過保持架的孔插入，而靠近頸部的較大的半徑則形成了讓保持架靠壓的肩部。所增加的大半徑的肩部增大了把柱塞拉出保持架的孔所需要的力量。
在又一個(gè)不同的變型中，上述保持架上有若干鑰匙孔，這些鑰匙孔的有直徑較大的端部，或安裝窗口，還有直徑較小的端部，或工作窗口。直徑較大的端部能讓柱塞頭部通過。直徑較小的端部能容納柱塞的頸部，并且直徑較大的柱塞主體和頭部把柱塞夾在保持架上。保持架可以固定在泵體內(nèi)部而且能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，以防止保持架相對于柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)，并防止柱塞進(jìn)入鑰匙孔的大直徑端部。
或者，上述鑰匙孔可以在大直徑端部與小直徑端部之間有一個(gè)變窄的部位，或者柱塞說柱塞的阻擋部分。上述柱塞頸部有一條加載凹槽。柱塞插入鑰匙孔的大直徑端部，而柱塞頸部的加載凹槽通過上述柱塞阻擋部分，把柱塞頸部定位在鑰匙孔的小直徑端部中。在使用時(shí)，柱塞沿軸向移動(dòng)，于是柱塞頸部與柱塞阻擋部分對準(zhǔn)，防止了柱塞從小直徑端部移動(dòng)到大直徑端部。應(yīng)該指出，這些變型可以應(yīng)用于內(nèi)部驅(qū)動(dòng)和外部驅(qū)動(dòng)的兩種供油泵。
在任何方式的變型中，柱塞頭部被滑動(dòng)瓦包住的可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接，以及滑動(dòng)瓦組件由于安裝在保持架上而形成的固定關(guān)系，當(dāng)滑動(dòng)瓦從徑向向外運(yùn)動(dòng)改變?yōu)閺膹较蛳騼?nèi)運(yùn)動(dòng)，或者相反時(shí)，都會(huì)在驅(qū)動(dòng)構(gòu)件與滑動(dòng)瓦表面之間產(chǎn)生一個(gè)暫時(shí)的間隙。這種暫時(shí)的間隙能讓流體進(jìn)入滑動(dòng)瓦與偏心構(gòu)件之間的界面，以減少摩擦，扭矩和磨損，從而提高了滑動(dòng)瓦和驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的承載能力?；蛘?，使用具有某些“撓曲”的保持架，將使得滑動(dòng)瓦組件基本上仍保持固定的關(guān)系，而同時(shí)又能在驅(qū)動(dòng)構(gòu)件與滑動(dòng)瓦的滑動(dòng)表面之間形成暫時(shí)的間隙。
本發(fā)明的第二實(shí)施例涉及裝有上述能轉(zhuǎn)動(dòng)的連接器的高壓供油泵的安裝方法。其中的一種方法是把驅(qū)動(dòng)的分組件安裝在泵體的外部。上述驅(qū)動(dòng)分組件包括一根軸，一個(gè)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件偏心地安裝在這根軸上，還包括許多靠近上述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的滑動(dòng)瓦，以及一個(gè)與各滑動(dòng)瓦連接的保持架。保持架的作用是使這些滑動(dòng)瓦保持在靠近上述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的位置上。然后，把驅(qū)動(dòng)分組件安裝在泵體內(nèi)。在泵體外部內(nèi)部的柱塞缸筒中裝入柱塞，并且使柱塞頭部被滑動(dòng)瓦的球窩包住并卡住。在柱塞頭部以能轉(zhuǎn)動(dòng)的方式卡住在保持架中的各種變型中，其安裝方法大體上相同。把驅(qū)動(dòng)分組件安裝在泵體外部內(nèi)部之后，柱塞頭部便卡入并夾在上述保持架的一個(gè)孔內(nèi)，并配合在上述滑動(dòng)瓦的球窩內(nèi)?；蛘?，也可以將各滑動(dòng)瓦和柱塞裝配成一個(gè)滑動(dòng)瓦組件。然后，把各柱塞的泵壓端部插入柱塞缸筒中，而將其驅(qū)動(dòng)端部和可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接著的滑動(dòng)瓦留在缸筒外部。


本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在參照附圖閱讀了下面對實(shí)施例的詳細(xì)描述之后，將對本發(fā)明的以上和其他目的和優(yōu)點(diǎn)了解得更加清楚。附圖中圖1是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)—外部泵壓的供油泵的示意圖；圖2是裝有本發(fā)明的變型的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)供油泵的縱向斷面圖；圖3是沿圖2中的3-3線的橫斷面圖；圖4是圖2中所示的滑動(dòng)瓦組件和協(xié)同工作的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的局部放大詳圖；圖5是一個(gè)滑動(dòng)瓦的局部放大斷面圖；圖6是圖5中的滑動(dòng)瓦的第二表面的局部平面圖；圖7是滑動(dòng)瓦的第一表面的平面圖，圖中表示了帶有擴(kuò)張窄縫的球窩；圖8是沿圖7中的滑動(dòng)瓦的8-8線的局部橫斷面圖；圖9是沿圖7中的滑動(dòng)瓦的9-9線的局部橫斷面圖；圖10是一種具有孔的保持架和帶有與保持架協(xié)同工作的支座的滑動(dòng)瓦的變型的立體圖；圖11是通過裝有圖10中的保持架和滑動(dòng)瓦的供油泵的縱向斷面圖；圖12是沿著是11中的12-12線的橫斷面圖，表示裝有圖10中的保持架和滑動(dòng)瓦的供油泵的不同的視圖；圖13是局部橫斷面圖，表示包在保持架的孔內(nèi)并與滑動(dòng)瓦接觸的，帶有雙半徑頭部的柱塞；圖14是一個(gè)滑動(dòng)瓦的示意立體圖，它裝有一個(gè)與柱塞的驅(qū)動(dòng)端部接觸的支座和安裝斜面；圖15a是保持架的一部分的頂視圖，表示一個(gè)具有變窄部位的鑰匙孔的實(shí)施例；圖15b是用于裝在圖15a中的鑰匙孔內(nèi)的泵壓柱塞的橫斷面圖；圖16是一臺(tái)供油泵的橫斷面圖，其中的柱塞都有雙半徑前部和帶有鑰匙孔窄縫的保持架，上述保持架在泵體內(nèi)不能轉(zhuǎn)動(dòng)；
圖17是驅(qū)動(dòng)構(gòu)件與滑動(dòng)瓦組件之間的旋轉(zhuǎn)連接器，在滑動(dòng)瓦暫時(shí)脫離驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的時(shí)刻的詳細(xì)橫斷面圖；圖18a是裝配前的供油泵驅(qū)動(dòng)分組件的立體圖，表示用一個(gè)由兩個(gè)隔開距離的彈性圓環(huán)組成的保持架，使軸和安裝在驅(qū)動(dòng)構(gòu)件上的滑動(dòng)瓦保持在驅(qū)動(dòng)構(gòu)件附近；圖18b是圖18a的變型，其中的分組件具有剛性的金屬外殼和待窄縫的滑動(dòng)瓦；圖19是通過外部驅(qū)動(dòng)—內(nèi)部泵壓的供油泵的縱向斷面圖，表示本發(fā)明的一個(gè)不同的變型；圖20是沿圖19中的20-20線的局部橫斷面圖；圖21是類似于圖20的斷面圖，表示在動(dòng)力上與滑動(dòng)瓦組件連接的分段保持架；以及圖22是表示剛好在柱塞頭部卡入滑動(dòng)瓦座之前，安裝在供油泵內(nèi)的泵壓柱塞的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是一臺(tái)燃料噴射裝置10的示意圖，它包括一個(gè)油箱12，和一臺(tái)裝有低壓調(diào)節(jié)器的供油泵14，用于通過低壓燃油管線或吸油管線16把燃料輸送到內(nèi)部驅(qū)動(dòng)的供油泵18中。從供油泵14送出來的燃料通過一個(gè)進(jìn)油口或供油通道20進(jìn)入供油泵18，燃料在該供油泵內(nèi)提高壓力。高壓燃料排到一根外部的總管道22內(nèi)，以便輸送到許多燃料噴射器24中，每一個(gè)燃料噴射器由一根燃料噴射器支管26供油?；蛘?，泵18也可以直接向支管26供油(圖中未示出)。
內(nèi)部驅(qū)動(dòng)供油泵18由一個(gè)泵殼28和一個(gè)內(nèi)腔30組成，低壓燃料通過供油通道20供入該內(nèi)腔30。一個(gè)偏心驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32能在內(nèi)腔30內(nèi)繞著驅(qū)動(dòng)軸34旋轉(zhuǎn)，以便以下述方式提高燃料的壓力。許多柱塞缸筒36或套筒146通常隔開相等的角度從上述內(nèi)腔沿徑向向外延伸。上述柱塞缸筒的中心線或軸線處于同一個(gè)平面上，在圖3中表示得最清楚，以下稱該平面為泵壓平面。一個(gè)泵壓柱塞40位于相應(yīng)的缸筒36內(nèi)，以便隨著驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32的偏心旋轉(zhuǎn)，在缸筒中作徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在沿著各柱塞缸筒36徑向的外端部形成了一個(gè)泵壓室42。在供油壓力下的燃料通過內(nèi)腔進(jìn)口44進(jìn)入上述內(nèi)腔。當(dāng)燃料充滿內(nèi)腔30時(shí)，它也同樣充滿了相應(yīng)的排油通道46，這條排油通道在正常情況下是由充油單向閥48關(guān)閉的。柱塞40借助于卡住它的滑動(dòng)瓦50(并未在圖1中表示)，以將在下文中更加完善地描述的方式來驅(qū)動(dòng)，而滑動(dòng)瓦則至少在偏心構(gòu)件32的一部分旋轉(zhuǎn)過程中跟著他運(yùn)動(dòng)。可以理解，如果每一個(gè)柱塞40都沿徑向向內(nèi)抽吸，則泵壓室42內(nèi)的壓力就要下降，從而打開充油單向閥48，于是燃油便在腔室的壓力下輸送到泵壓室42中。然后，在柱塞40由于驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32的轉(zhuǎn)動(dòng)而被沿著徑向向外推壓時(shí)，在泵壓室42內(nèi)的燃料受到高壓的作用，于是就打開排油單向閥52，燃油便通過排油通道54流入總管道22或支管26內(nèi)。雖然以上描述了從泵壓室42向排油通道供油的過程，以便對本發(fā)明有一個(gè)總的了解，但是供油泵的這些問題對于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明來說，除了以下所說的外，并不是關(guān)鍵。因此，在本文中所描述的本發(fā)明幾乎能夠與任何各種形式的供油和排油機(jī)構(gòu)組合在一起。
保持架56以固定的或者基本上固定的空間關(guān)系與往復(fù)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件(在圖1中只示意地表示了泵壓柱塞40)連接。當(dāng)偏心驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32旋轉(zhuǎn)時(shí)，它便迫使某些柱塞40沿徑向向外運(yùn)動(dòng)。這些沿徑向向外運(yùn)動(dòng)的柱塞40有一個(gè)動(dòng)態(tài)的拉力或張力對作用在保持架56上。這種拉力或張力由保持架56傳遞給其余的柱塞40，使得其余的柱塞隨著偏心構(gòu)件32沿徑向向內(nèi)縮回，并且縮回的距離由其限制。
圖2-4更加詳細(xì)地表示在圖1中示意地表示的本發(fā)明的變型。請?zhí)貏e參閱圖2，供油泵18有一個(gè)泵體58和一個(gè)可拆卸的蓋子60。在泵體與蓋子相反的一端上形成凸緣62，這個(gè)凸緣可以與發(fā)動(dòng)機(jī)連接。泵的驅(qū)動(dòng)軸64以該技術(shù)領(lǐng)域公知的方式，直接或間接地由上述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)軸64繞著泵18的一根縱向軸線66旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施例中，泵殼28可以認(rèn)為是由泵體58、泵蓋60和與泵蓋成為一體的哪些構(gòu)件所組成的，因而可以認(rèn)定一個(gè)殼體的后端68和一個(gè)殼體的前端70。泵體58上有一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸孔72，這個(gè)孔沿軸向從殼體的后端68延伸到內(nèi)腔30。旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸64位于驅(qū)動(dòng)軸孔72內(nèi)，與其同軸線，并由一個(gè)具有前端和后端的半濕式軸瓦74支承在其中。能旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸64在內(nèi)腔30中剛性地與偏心驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32連接(最好做成整體)。在介于內(nèi)腔30與軸瓦74的前端之間，上述驅(qū)動(dòng)軸孔72有一個(gè)與內(nèi)腔30連通的前密封腔室76，還有一個(gè)介于軸瓦74的后端與大氣壓力狀態(tài)之間與大氣連通的后密封腔室78。在前密封腔室76內(nèi)有第一和第二前密封件80、82，用于防止內(nèi)腔30中的燃料通過驅(qū)動(dòng)軸孔72流出來。同樣，在后密封腔室78內(nèi)有一個(gè)低壓后密封件84，用于防止可能通過高壓密封件和半濕式軸瓦孔泄漏到軸瓦的后端的任何燃料，再泄漏到殼體的后部。
雖然上面為了說明的目的，陳述了一種內(nèi)部驅(qū)動(dòng)—外部泵壓供油泵的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，但應(yīng)該理解，本發(fā)明并不是僅限于所描述的結(jié)構(gòu)，它也可以應(yīng)用于其他內(nèi)部驅(qū)動(dòng)供油泵的各種變型。例如，滑動(dòng)瓦50與泵壓柱塞40的卡入連接也可以有利地用于這樣油泵的結(jié)構(gòu)中，其中單獨(dú)把滑動(dòng)瓦組件壓向與驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32接觸。上述有創(chuàng)造性的卡入連接也可以應(yīng)用于同時(shí)驅(qū)動(dòng)若干滑動(dòng)瓦組件的泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。
下面，詳細(xì)描述泵壓柱塞40，滑動(dòng)瓦50，驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32和保持架56這些構(gòu)件之間互相作用的方式。應(yīng)該理解，一般說來，每一個(gè)柱塞40都應(yīng)該位于一個(gè)穿過上述殼體58的，可拆卸的柱塞套筒86內(nèi)。但是，當(dāng)用于本說明書中所描述的情況下時(shí)，可以認(rèn)為，這個(gè)柱塞套筒86與泵殼28做成整體，因而成為泵殼的一部分。如圖5和6所示，每一塊滑動(dòng)瓦50都有沿軸向隔開距離的前端88和后端90，以及兩個(gè)沿著驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)方向隔開距離的側(cè)面92和94。每一塊滑動(dòng)瓦都有一個(gè)構(gòu)成柱塞球窩102的第一表面100，和一個(gè)靠近上述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32的第二表面104(見圖4)?；瑒?dòng)瓦的球窩102有一個(gè)能進(jìn)入該球窩內(nèi)部的敞口106。
請?zhí)貏e參閱圖3和4，每一個(gè)柱塞40都有整體呈圓筒形的主體，主體上有一個(gè)泵壓端部108和一個(gè)驅(qū)動(dòng)端部110。此處所用的術(shù)語“端部”，應(yīng)該理解為該構(gòu)件在終點(diǎn)的部分，或者其位置比構(gòu)件的中心更靠近終點(diǎn)的部分。柱塞的驅(qū)動(dòng)端部110的形狀通常做成基本上呈球形的頭部。柱塞的頭部110用一個(gè)較窄的頸部112與柱塞的主體連接。圓形的敞口106能撓性地?cái)U(kuò)張，以容納柱塞的且有驅(qū)動(dòng)端部110，所以這個(gè)柱塞的頭部能“卡住”配合在球窩102內(nèi)，或者從滑動(dòng)瓦的第一表面100延伸開來的類似的部分內(nèi)。圓形的敞口106在容納了球形驅(qū)動(dòng)端部110之后，便恢復(fù)到它原來的尺寸，從而封住球形端部110，以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式把球形的頭部110包在球窩102里。這樣，敞口102就讓柱塞頭部110“卡住”在滑動(dòng)瓦的球窩102里。雖然滑動(dòng)瓦的敞口106與柱塞頭部1110的直徑之間的尺寸關(guān)系，以及柱塞頭部110的直徑與滑動(dòng)瓦的球窩102之間的關(guān)系是很重要的，然而，卻無法通過工程設(shè)計(jì)建立它們之間的獨(dú)一無二的關(guān)系。這些零件之間的適當(dāng)?shù)呐浜详P(guān)系既是零件材料和應(yīng)用環(huán)境這兩種工程設(shè)計(jì)的根據(jù)的函數(shù)，還要通過測試對設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。在理想的情況下，最后得到的滑動(dòng)瓦50和柱塞40之間的配合是柱塞頭部110很容易插入滑動(dòng)瓦的球窩102中；在球窩102與頭部110之間為轉(zhuǎn)動(dòng)配合；最小的“側(cè)向間隙”和零件磨損；以及在使用過程中使柱塞40保持在滑動(dòng)瓦50的球窩內(nèi)。上述滑動(dòng)瓦50和它的相應(yīng)的柱塞40構(gòu)成了一個(gè)滑動(dòng)瓦組件。
通常，每一個(gè)滑動(dòng)瓦50都是用高強(qiáng)度工程塑料，例如可從Victrex聚合物公司買到的PEEK制成。用這種材料制成的滑動(dòng)瓦擁有能容許球窩的敞口106暫時(shí)進(jìn)行撓性變形的彈性極限，能讓柱塞頭部110穿過，從而被包在球窩里。這種材料還具有把柱塞頭部110包在球窩102里的足夠的強(qiáng)度，以及承受與驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32滑動(dòng)接觸的耐磨性能。此外，這種材料可以成功地進(jìn)行模制，制造出能立刻投入使用的整體的滑動(dòng)瓦50。模制的工藝方法能讓制造出來的滑動(dòng)瓦50處于容許的公差范圍內(nèi)，特別是在球窩102的區(qū)域內(nèi)，不需要再使用輔助工序。
如圖7-9所示，滑動(dòng)瓦的球窩上可以做出窄縫114?；瑒?dòng)瓦球窩上的窄縫提高了它的撓性，從而可以用很堅(jiān)硬但撓性較差的材料來制造滑動(dòng)瓦。具有帶窄縫的球窩的滑動(dòng)瓦一般是用軸承級別的塑料制成的，例如可從Victrex聚合物公司買到的PEEK 10-10-10，或者是可從Green，Tweed公司買到的ARLON 1555。也可以在滑動(dòng)瓦的材料中填充炭素纖維、石墨、特氟隆(Teflon)，以及這些材料的組合物。在用堅(jiān)硬的材料制成的滑動(dòng)瓦上開窄縫，與不開窄縫的型式相比，將具有更大的柔順性，能讓待窄縫的敞口容納直徑更大的柱塞頭部。因此，滑動(dòng)瓦球窩的擴(kuò)張窄縫114能讓柱塞頭部110容易安裝，同時(shí)仍能在很小的摩擦力下，以沒有間隙的方式夾住柱塞40。
通常，一個(gè)基本上呈圓形的加力環(huán)或保持架56包裹在各滑動(dòng)瓦50的周圍(見圖3)，從而把所有的滑動(dòng)瓦50以及它們所包住的相應(yīng)的柱塞40連接成動(dòng)態(tài)聯(lián)結(jié)系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，一個(gè)滑動(dòng)瓦的運(yùn)動(dòng)與所有其他滑動(dòng)瓦的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系在一起。如圖4所示，保持架56可以由兩個(gè)圓環(huán)116組成。每一個(gè)圓環(huán)116在滑動(dòng)瓦50相應(yīng)的前端部88或后端部90處與肩部118、120外接。這種保持架也可以是一個(gè)帶有若干孔的整體的環(huán)，這些孔以同樣的方式與滑動(dòng)瓦50協(xié)同工作。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32作偏心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柱塞40就通過它的滑動(dòng)瓦50沿徑向向著外極限位置運(yùn)動(dòng)，以便在泵壓腔室42中產(chǎn)生高壓。在一種比較常用的方式中，上述在泵壓腔室42中的高壓燃料通過排油單向閥52排入與總管道22連通的排油通道54。上述被驅(qū)動(dòng)的滑動(dòng)瓦50和柱塞40沿徑向向外的運(yùn)動(dòng)在保持架56(如圖4中所示的構(gòu)件116)上產(chǎn)生了張力。這個(gè)張力傳遞給通過與保持架56連接的其他滑動(dòng)瓦50。上述張力通過保持架56傳遞的結(jié)果，至少有一塊滑動(dòng)瓦50，因而至少有一個(gè)被滑動(dòng)瓦包住的柱塞40被拉向徑向的內(nèi)極限位置。當(dāng)這個(gè)柱塞向徑向的內(nèi)極限位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，就在相應(yīng)的泵壓腔室42內(nèi)造成了低壓。
雖然在把保持架56安裝到滑動(dòng)瓦50上時(shí)有許多有利的方面，但它也在滑動(dòng)瓦50上造成了拉伸載荷。在圖10-12所示的另一種型式中，這些柱塞用一個(gè)保持架122有力地收縮在一起，而滑動(dòng)瓦126則或者保持壓縮狀態(tài)，或者處于無載荷與壓縮狀態(tài)。這是由于把保持架122安裝在柱塞40上而造成的。保持架122可以用諸如實(shí)施例或彈簧鋼之類的材料制成。通常，保持架122上有許多孔124。柱塞的球形頭部110通過一個(gè)保持架的孔124沿徑向“卡住”在滑動(dòng)瓦第一表面130的球窩128內(nèi)。在這種變型中，滑動(dòng)瓦126被夾在柱塞的球形頭部110與驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32之間。由于滑動(dòng)瓦126被夾住，而且還由于任何力都要通過保持架122直接傳遞給柱塞40，所以不需要用球窩把滑動(dòng)瓦126包住柱塞40的球形端頭110。因?yàn)椴恍枰≈谋或?qū)動(dòng)端頭110，所以滑動(dòng)瓦就可以采用不適合于上面所說的把柱塞的被驅(qū)動(dòng)端頭110撓性卡住配合在滑動(dòng)瓦球窩102中的材料來制造。這樣，就能用諸如陶瓷或者剛那樣的，能夠把很大的泵壓載荷傳遞給柱塞40的材料來制造?；瑒?dòng)瓦126上可以帶有安裝斜坡132，以便在安裝時(shí)能幫助把柱塞40的球形端頭110裝入球窩128內(nèi)(見圖14)。
或者，在保持架122套住柱塞的被驅(qū)動(dòng)端部110時(shí)，還可以讓它靠壓在滑動(dòng)瓦的第一表面130上。這樣，滑動(dòng)瓦126就能夠保持受壓縮載荷的狀態(tài)?；瑒?dòng)瓦的第一表面130上還可以有凸出部分134，如圖12所示，上述凸出部分與保持架的孔124協(xié)同工作。就是因?yàn)橛辛吮豢ㄔ诒３旨芸?24內(nèi)的凸出部分134，就能讓任何徑向力主要通過保持架122從一個(gè)柱塞40傳遞給另一個(gè)柱塞40。在這個(gè)變型中，滑動(dòng)瓦126不再處于張拉狀態(tài)，而是只受到壓縮載荷。
使用其彈性足以進(jìn)行撓曲的材料，并且讓柱塞頭部110進(jìn)入并被夾在保持架的孔124中，也將限制保持架122能夠施加在柱塞40上，而不把柱塞端部111從保持架的孔124中拉出來的力量。如圖13所示，雙半徑的頭部111在自由端處的半徑r1較小，能讓柱塞頭部111很容易地插入并通過保持架的孔124。柱塞頭部在柱塞頸部112附近具有較大的半徑r2，形成了一個(gè)能讓保持架122靠壓在它上面的肩部113。使用具有雙半徑頭部111的柱塞40，能讓保持架122對肩部113施加的拉力，比使用如圖4中所示的單半徑的柱塞頭部時(shí)所能施加的拉力大得多。
為了能把柱塞安裝在用彈性更好或更差的材料，例如用金屬制造的保持架122中，可以把這些孔做成如圖15a所示的長槽鑰匙孔的形狀。鑰匙孔或長槽136的直徑大的端部或安裝窗口135能讓柱塞40的球形端頭110通過。端頭插進(jìn)之后，較窄的柱塞頸部112滑入鑰匙孔長槽136直徑較小的一端或工作窗口137中，把柱塞40卡在保持架122上。或者，球形的柱塞頭部110可以具有相對的平坦面(圖中未示出)。這兩個(gè)平坦面將減小球形端頭的寬度，使得它能穿過保持架上的長孔124。把柱塞40轉(zhuǎn)一下，就能使柱塞的球形頭部以與卡口式連接件同樣的方式卡在保持架上。
使用時(shí)，使保持架122相對于柱塞40轉(zhuǎn)動(dòng)，就能讓柱塞頭部110沿著鑰匙孔長槽136移動(dòng)，進(jìn)入直徑較大的端部135，就能卸下來了。為了防止這種可能性，上述鑰匙孔長槽136可以在大直徑端部與小直徑端部之間變窄，以形成如圖15a所示的柱塞擋塊139。帶有如圖15b所示的加載槽或凹槽141的柱塞40與上述柱塞擋塊139協(xié)同工作，以便滑動(dòng)通過柱塞擋塊139，讓柱塞頸部112能裝入鑰匙孔長槽的小直徑端部137內(nèi)。更大的柱塞頸部112就太大了，不能滑動(dòng)通過柱塞擋塊139。安裝好了之后，使上述加載槽141的位置移動(dòng)到保持架中的鑰匙孔136之外。在這樣的狀態(tài)下，柱塞被卡在滑動(dòng)瓦126和保持架122之間，并且柱塞的頸部112包在鑰匙孔長槽的小直徑端部137內(nèi)。于是柱塞頸部112就與長槽上的柱塞擋塊協(xié)同工作，防止柱塞頭部110從鑰匙孔長槽136中掉出來。
在圖16所示的另一個(gè)不同的變型中，上述保持架122具有一塊舌片143。形成泵壓腔室30的壁上有一條窄縫或一對凸出部分145。舌片143嵌入上述窄縫中，或嵌入一對凸出部分145之間，固定保持架122，使它不能相對于泵體轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)卻能讓保持架122和舌片143沿著泵壓腔室30的縱軸線移動(dòng)。上述柱塞頸部112處于鑰匙孔長槽的小直徑端部內(nèi)，把柱塞頭部110卡在滑動(dòng)瓦126與保持架122之間。柱塞40被柱塞孔36固定成不能相對于泵體58轉(zhuǎn)動(dòng)。由于保持架122和柱塞40不能相對轉(zhuǎn)動(dòng)，所以柱塞的頸部112就不能離開鑰匙孔長槽的小直徑端部137，從其中脫出。
在本發(fā)明的一個(gè)值得注意的變型中，如果保持架56、122的尺寸和彈性選擇得適當(dāng)，就能在滑動(dòng)瓦50、126與驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32之間產(chǎn)生受控制的間隙或空間138。這個(gè)空間或間隙138是在驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32從柱塞40處于其徑向極限位置這一點(diǎn)開始連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由夾持柱塞40或滑動(dòng)瓦50、126的保持架56、122所造成的。上述空間或間隙138能讓流體進(jìn)入滑動(dòng)瓦50、126與驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32之間的摩擦接觸部位。這種狀態(tài)示意地示于圖17中，在圖17中，間隙或提升空間138在驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32的外形與滑動(dòng)瓦50、126的弧形的第二表面104、146之間顯示出來。通常，所產(chǎn)生的上述空間或間隙138為0.0005到0.001英寸，并且在偏心構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)180度的范圍內(nèi)保持這一間隙。
在圖示的特定泵結(jié)構(gòu)中，在圖4所示的泵壓腔室42中，在柱塞40由于柱塞頭部110與滑動(dòng)瓦球窩102的“無游隙”的沿徑向向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過程中所產(chǎn)生的低壓狀態(tài)，以及同時(shí)產(chǎn)生的滑動(dòng)瓦的中心孔140通過通道142暴露在這種低壓下的狀態(tài)，進(jìn)一步形成了流向上述圖17中的間隙或提升空間138的充液流。因此，柱塞40與滑動(dòng)瓦50的“無游隙”的連接，以及保持架56的動(dòng)態(tài)的機(jī)械復(fù)位組合在一起，提高了泵壓腔室42的吸氣效率，并改善了驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32與滑動(dòng)瓦的第二表面104、146之間的摩擦接觸部位的潤滑。
現(xiàn)有的供油泵中，每一個(gè)柱塞都由其本身的彈簧加壓，所以作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的各種零件必須單獨(dú)地裝配在一起。很容易理解，假如高壓油泵的尺寸很小，而且間隙非常的小，這種裝配過程必定很復(fù)雜而且很慢。使用上述有創(chuàng)造性的滑動(dòng)瓦50、保持架56和柱塞40，就能使高壓油泵以比現(xiàn)有的油泵簡單而快速的方式裝配起來。請參閱圖22，使用這種創(chuàng)造性的零件，可以把由帶有偏心安裝的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32的驅(qū)動(dòng)軸34構(gòu)成的分組件144設(shè)置在泵體的外面。所需要數(shù)量的滑動(dòng)瓦50可以定位在上述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32的近旁，并由保持架56夾持在其位置上。這種分組件144的一個(gè)例子也示于圖18a。另一個(gè)具有高強(qiáng)度金屬保持架56和帶有窄縫114的滑動(dòng)瓦50的分組件144’的變型示于圖18b。應(yīng)該理解，這些分組件144、144’的裝配工作可以機(jī)械化或自動(dòng)化，并且每一個(gè)滑動(dòng)瓦50可以預(yù)先定好在驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32上的角度方向。然后再把分組件144、144’插入泵體58內(nèi)。在制造分組件144、144’的過程中預(yù)先確定滑動(dòng)瓦50的角度方向，能在把分組件144、144’插入泵體58內(nèi)時(shí)，使各滑動(dòng)瓦50的球窩102對準(zhǔn)各柱塞缸筒36的軸線。然后再把泵壓柱塞40穿過各缸筒36。在滑動(dòng)瓦的夾持變型中，可以推動(dòng)球形頭部110穿過球窩的敞口106，從而將其卡在滑動(dòng)瓦的球窩102內(nèi)。在采用配合在泵體缸筒36內(nèi)的柱塞套筒86的油泵中，是以同樣的方式把泵壓柱塞40和柱塞套筒86的分組件148插入泵體58內(nèi)，結(jié)果，柱塞頭部110就包住并卡在滑動(dòng)瓦的球窩102中。
在柱塞頭部110、111用保持架122來夾持的各種變型中，也使用同樣的裝配方法。一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分組件(圖中未示出)，它包括一根帶有一個(gè)偏心安裝的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32的驅(qū)動(dòng)軸34和用保持架122夾持在該驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32附近的滑動(dòng)瓦126，插入并安裝在上述油泵主體58內(nèi)。泵壓柱塞40，無論是單獨(dú)的還是裝在柱塞套筒86內(nèi)的，都插入該油泵主體58的缸筒36內(nèi)。當(dāng)把柱塞40或柱塞/套筒分組件148插入缸筒時(shí)，頭部110、111就卡入保持架122的孔124內(nèi)并與其接觸，與滑動(dòng)瓦的球窩128嚙合。這種創(chuàng)造性的卡入連接還能強(qiáng)化油泵的裝配方法，在這種方法中，滑動(dòng)瓦是單獨(dú)放入靠近驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32的油泵主體58內(nèi)的，而柱塞40則是插入缸筒內(nèi)，以便卡在滑動(dòng)瓦內(nèi)，或者卡在預(yù)先裝配好的滑動(dòng)瓦與柱塞內(nèi)。
圖19和20表示在泵壓柱塞與滑動(dòng)瓦之間裝有本發(fā)明的卡入連接器的高壓泵的另一個(gè)實(shí)施例。這個(gè)實(shí)施例是一種外驅(qū)動(dòng)—內(nèi)泵壓的供油泵152，它是圖1中的燃料噴射系統(tǒng)中的一部分。在這個(gè)實(shí)施例中，泵152蝌安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)153上，并直接由驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣閥和排氣閥的凸輪軸154驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。燃料源，例如油泵14，從油箱12沿著低壓側(cè)的箭頭156所指的方向，把液體燃料供入油泵152的進(jìn)口158。高壓泵152沿著箭頭160的方向把高壓燃料輸送到蓄能器24或噴射器26。但是，應(yīng)該理解，按照本發(fā)明的泵可以與其他各種不同的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源連接。
泵152有一個(gè)主體162，主體上有一個(gè)在隨意的前端和后端166、168之間延伸的轂盤部分164。轂盤164上有一個(gè)沿著中心軸線172從前端延伸到后端的中心孔170。上述轂盤164在主體162的前端166與后部分168中間有若干繞著軸線172均勻地隔開距離，并且沿徑向延伸，通過轂盤部分164到達(dá)中心孔170的柱塞缸筒174。上述柱塞缸筒174的中心軸線178處在一個(gè)平面內(nèi)，為方便起見，以下稱之為泵壓平面180。
柱塞缸筒174的徑向內(nèi)端182都朝向閥的殼體184。在徑向具有內(nèi)端和外端188、190的柱塞主體186位于各柱塞缸筒174中，以便作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。各缸筒174的徑向長度決定于所要求的柱塞行程，該行程與缸筒的直徑一起，確定了當(dāng)柱塞186到達(dá)其徑向的內(nèi)部極限位置時(shí)，能夠在高壓下排入排油腔192的最大燃料體積。
柱塞186由剛性的驅(qū)動(dòng)環(huán)或驅(qū)動(dòng)構(gòu)件194驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)構(gòu)件圍繞著這些柱塞186，并且安裝成能繞著中心軸線172作偏心轉(zhuǎn)動(dòng)。上述偏心距順序地，通常通過滑動(dòng)瓦196，沿著徑向向內(nèi)驅(qū)動(dòng)各柱塞186。每一塊滑動(dòng)瓦196和它相應(yīng)的柱塞186構(gòu)成一套滑動(dòng)瓦組件。
在所描述的泵中用于驅(qū)動(dòng)環(huán)或驅(qū)動(dòng)構(gòu)件194的支承構(gòu)件198通常采用凸輪裝置，這種凸輪裝置是現(xiàn)成的，用于傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的動(dòng)力使閥的凸輪軸154旋轉(zhuǎn)。外齒202與皮帶或鏈條(圖中未示出)嚙合，而皮帶或鏈條又與用曲軸(圖中未示出)驅(qū)動(dòng)的齒輪上的齒嚙合。一個(gè)圓形的卡箍204用螺栓206之類的緊固件剛性地連接在與凸輪裝置同軸線的支承構(gòu)件198的前表面上。上述驅(qū)動(dòng)環(huán)194剛性地安裝在卡箍204內(nèi)，與上述凸輪裝置的軸線偏心，側(cè)表面靠壓在滑動(dòng)瓦196上。
雖然以上為了說明的目的描述了外驅(qū)動(dòng)—內(nèi)泵壓供油泵的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，但應(yīng)該理解，本發(fā)明并不僅限于所描述的結(jié)構(gòu)，而是也能應(yīng)用于其他各種外驅(qū)動(dòng)供油泵的變型。例如，滑動(dòng)瓦組件的卡入連接方式也可以適用于單獨(dú)把滑動(dòng)瓦組件壓向與驅(qū)動(dòng)構(gòu)件194接觸的油泵結(jié)構(gòu)中。本發(fā)明的創(chuàng)造性的卡入連接方式也可以用于這樣的油泵，其中的許多柱塞是用一個(gè)多個(gè)凸出部分的外凸輪驅(qū)動(dòng)它們同時(shí)向著充油位置運(yùn)動(dòng)的。
各柱塞186沿徑向向內(nèi)的運(yùn)動(dòng)把壓力較高的燃料從各柱塞套筒筒174輸送到排油腔192內(nèi)。而各柱塞186沿徑向向外的運(yùn)動(dòng)則把壓力較低的燃料吸入各柱塞套筒174內(nèi)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)環(huán)194旋轉(zhuǎn)時(shí)，它通過滑動(dòng)瓦196迫使柱塞186的外端190沿徑向向內(nèi)運(yùn)動(dòng)。為了保證每一個(gè)柱塞186都能沿著徑向向外極限位置運(yùn)動(dòng)，設(shè)置了一個(gè)保持架210。如前所述，保持架210以動(dòng)態(tài)的方式將被驅(qū)動(dòng)的柱塞186的沿徑向向內(nèi)的運(yùn)動(dòng)傳遞給其余的柱塞186，從而使得至少一個(gè)柱塞186沿徑向向外運(yùn)動(dòng)。
如圖19和20所示，通常，保持架210呈環(huán)形，它在泵壓平面180范圍內(nèi)包圍著閥的殼體184。保持架210在靠近柱塞沿徑向的外端190處安裝在柱塞186上。如前所述，這種安裝可以通過處于保持架210內(nèi)的孔212進(jìn)行，通過這個(gè)孔的柱塞頭部214的徑向外端190就卡在滑動(dòng)瓦上。也可以把柱塞頭部做成以前描述過的雙半徑結(jié)構(gòu)。或者，以上所說的這種安裝工作也可以通過利用以前描述過的保持架上的鑰匙孔長槽(圖中未示出)來完成。保持架210可以用，例如，鋼或者VESPEL(可從杜邦公司購買)來制造?；瑒?dòng)瓦的第二表面218與驅(qū)動(dòng)構(gòu)件194接觸，而滑動(dòng)瓦的第一表面216則與柱塞的被驅(qū)動(dòng)的頭部214接觸。這樣，滑動(dòng)瓦196就包在驅(qū)動(dòng)構(gòu)件194與柱塞的被驅(qū)動(dòng)端部190之間。因此，滑動(dòng)瓦的第一表面216就不需要包住柱塞頭部214，而可以是一個(gè)球窩220。然而，使用具有與柱塞被驅(qū)動(dòng)端卡入配合，并將其包住的球窩的滑動(dòng)瓦，能讓這種包括滑動(dòng)瓦在內(nèi)的油泵，在使用之前作為一種分組件很方便地進(jìn)行裝配和儲(chǔ)存。
通過把柱塞186以能轉(zhuǎn)動(dòng)的方式包在保持架的孔212內(nèi)，保持架210也能承受滑動(dòng)瓦196的第一徑向內(nèi)表面216的壓力。在這種變型中，被驅(qū)動(dòng)的滑動(dòng)瓦196和柱塞186兩者的運(yùn)動(dòng)都以動(dòng)態(tài)方式傳遞給所有的其他滑動(dòng)瓦196和其相應(yīng)的柱塞186。
在圖21所示的另一個(gè)變型中，在所有的滑動(dòng)瓦226上都安裝了撐桿(224a-c)，以形成一個(gè)保持架。這樣，一個(gè)滑動(dòng)瓦226的運(yùn)動(dòng)就能傳遞給所有其他的滑動(dòng)瓦226。在這個(gè)變型中，保持架不需要一個(gè)整體的構(gòu)件，而是用這些撐桿224a-c把各滑動(dòng)瓦226與相鄰的滑動(dòng)瓦226聯(lián)結(jié)在一起。上述撐桿224a-c可以是各種不同形狀，只要具有把一個(gè)滑動(dòng)瓦226的運(yùn)動(dòng)傳遞給另一個(gè)滑動(dòng)瓦226就可以了。借助于把各柱塞186包在相應(yīng)的滑動(dòng)瓦226的球窩228內(nèi)，就能把各滑動(dòng)瓦226的運(yùn)動(dòng)傳遞給它相應(yīng)的柱塞186。因此，這種分段的保持架，224a-c，就能把所有的滑動(dòng)瓦226，因而也就是它們相應(yīng)的包住的柱塞186聯(lián)結(jié)成一個(gè)單獨(dú)的，在動(dòng)態(tài)上連接在一起的單元，其中，一塊滑動(dòng)瓦的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系著所有柱塞的運(yùn)動(dòng)。也可以使用一個(gè)整體的保持架(圖中未示出)，把各滑動(dòng)瓦226和它們所包住的柱塞186在動(dòng)態(tài)上聯(lián)結(jié)在一起。
在以上的實(shí)施例中，通過適當(dāng)選擇保持架的尺寸和彈性，就能當(dāng)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)時(shí)，在滑動(dòng)瓦與驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的滑動(dòng)表面之間形成可控的間隙或空間。這個(gè)空間或間隙能讓潤滑油進(jìn)入摩擦接觸部位，減少摩擦，增大承受負(fù)載的能力。通常，所產(chǎn)生的空間或間隙為0.0005到0.001英寸，并且能在偏心構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)180度的范圍內(nèi)維持這個(gè)間隙。
對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，很明顯，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的前提下，能夠很容易地對以上所描述的結(jié)構(gòu)作各種改進(jìn)和增添，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該由權(quán)利要求書來確定。
權(quán)利要求
1.一種用于高壓供油泵的作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)瓦組件，它包括下列部件一個(gè)具有一被驅(qū)動(dòng)端的泵壓柱塞；以及一塊滑動(dòng)瓦，它帶有兩個(gè)相對的表面，一個(gè)包括帶有敞口的球窩的第一表面，上述球窩的敞口能彈性地?cái)U(kuò)張，以便卡住上述柱塞的被驅(qū)動(dòng)端，其中，上述被驅(qū)動(dòng)端被包在上述球窩內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)瓦組件，其特征在于，上述滑動(dòng)瓦是用塑料制成的。
3.一種高壓供油泵，包括一個(gè)具有中心軸線的泵體；一根與上述中心軸線同軸線的旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸；一個(gè)與上述驅(qū)動(dòng)軸連接以便和它一起轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件；許多間隔地設(shè)置在泵體中的一系列缸筒，每一缸筒的軸線垂直于所述的中心軸線；分別位于一系列缸筒中、能在其中沿著相應(yīng)缸筒的軸線作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的許多泵壓柱塞，從而在各柱塞缸筒中形成一個(gè)泵壓腔室，上述各柱塞具有一個(gè)泵壓端和一個(gè)帶有頭部的被驅(qū)動(dòng)端；許多滑動(dòng)瓦，每一個(gè)滑動(dòng)瓦都有一個(gè)第一表面和一個(gè)靠近上述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的相對的第二表面，一個(gè)上述滑動(dòng)瓦和一個(gè)上述柱塞組成一個(gè)滑動(dòng)瓦組件；用于使上述各滑動(dòng)瓦組件壓向上述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的裝置；其中，上述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，上述滑動(dòng)瓦和上述用于加壓的裝置組成一個(gè)驅(qū)動(dòng)分組件，并且上述驅(qū)動(dòng)分組件能卡住上述各柱塞頭部并將其保持在其中；一個(gè)低壓燃料供應(yīng)源，用于以比較低的壓力向各泵壓腔室供應(yīng)燃料；以及一個(gè)高壓燃料排出口，用于把上述燃料在相當(dāng)高的壓力下從各泵壓腔室輸送出去。
4.如權(quán)利要求3所述的泵，其特征在于，上述滑動(dòng)瓦是用塑料制成的。
5.如權(quán)利要求3所述的泵，其特征在于，上述各滑動(dòng)瓦的第一表面上有一個(gè)球窩，上述各球窩與一個(gè)相應(yīng)的柱塞頭部卡入配合，并將其保持在球窩內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的泵，其特征在于上述各柱塞頭部具有帶第一最大外直徑的基本上呈球形的形狀；上述各滑動(dòng)瓦的球窩具有一道形成帶有第二最大內(nèi)直徑的基本上呈球形的內(nèi)腔的壁，上述球窩還形成一個(gè)具有第三內(nèi)直徑的基本上呈圓形的敞口；其中，上述敞口的第三直徑小于上述腔室的第二直徑，而上述頭部的第一直徑大于上述敞口的第三直徑，但小于上述腔室的第二直徑。
7.如權(quán)利要求6所述的泵，其特征在于，在上述球窩的壁上至少形成一個(gè)孔。
8.如權(quán)利要求7所述的泵，其特征在于，所述孔形成一條從上述球窩的敞口沿徑向延伸的窄縫。
9.如權(quán)利要求6所述的泵，其特征在于，一個(gè)孔連接上述球窩的腔室與上述滑動(dòng)瓦的第二表面。
10.如權(quán)利要求6所述的泵，其特征在于，上述各柱塞頭部保持在上述相應(yīng)的球窩內(nèi)部，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。
11.如權(quán)利要求3所述的泵，其特征在于，上述用于加壓的裝置包括一個(gè)與上述各滑動(dòng)瓦接觸的保持架。
12.如權(quán)利要求11所述的泵，其特征在于，上述保持架和上述滑動(dòng)瓦是整體的。
13.如權(quán)利要求11所述的泵，其特征在于，在上述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的部分旋轉(zhuǎn)過程中，至少上述一個(gè)滑動(dòng)瓦的第二表面與上述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件離開一個(gè)間隙。
14.如權(quán)利要求3所述的泵，其特征在于，它還包括許多柱塞套筒，各柱塞套筒有一根套筒軸線，上述各套筒設(shè)置在上述泵體的缸筒內(nèi)，其中，上述各柱塞各自位于上述一個(gè)套筒內(nèi)，以便在其中沿著相應(yīng)的套筒軸線作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而在各套筒中形成一個(gè)泵壓腔室。
15.如權(quán)利要求11所述的泵，其特征在于上述保持架上有許多孔；上述各滑動(dòng)瓦的第一表面上包括一凹座；以及上述各保持架上的孔能卡住并容納一個(gè)相應(yīng)的柱塞頭部，其中，上述柱塞頭部與上述滑動(dòng)瓦的凹座接觸。
16.如權(quán)利要求15所述的泵，其特征在于，上述各柱塞頭部具有帶第一最大外直徑的基本上呈球形的形狀；上述各滑動(dòng)瓦的凹座具有一道形成帶有第二最大內(nèi)直徑的基本上呈球形的內(nèi)腔的壁，上述壁還形成一個(gè)基本上呈圓形的敞口，該敞口有一個(gè)與上述腔室的第二直徑相等的第三內(nèi)直徑；以及上述頭部的第一直徑小于上述凹座的第二直徑。
17.如權(quán)利要求16所述的泵，其特征在于，上述各保持架的孔具有一最小寬度，這個(gè)寬度小于上述柱塞頭部的第一直徑。
18.如權(quán)利要求16所述的泵，其特征在于，上述保持架的孔是一個(gè)鑰匙孔，它具有一個(gè)大直徑端部和一個(gè)小直徑端部；并且上述柱塞頭部的第一直徑小于上述鑰匙孔的大直徑，而大于上述鑰匙孔的小直徑。
19.如權(quán)利要求18所述的泵，其特征在于，上述保持架由上述泵體使其不能旋轉(zhuǎn)。
20.如權(quán)利要求18所述的泵，其特征在于，上述鑰匙孔在上述大直徑端部與小直徑端部之間設(shè)有一個(gè)柱塞擋塊；以及上述柱塞有一個(gè)把上述柱塞頭部連接在柱塞被驅(qū)動(dòng)端的頸部，上述頸部有一個(gè)承載凹槽，上述承載凹槽與上述柱塞擋塊協(xié)同工作，以便將上述柱塞頸部卡在上述鑰匙孔的小直徑端部內(nèi)。
21.如權(quán)利要求15所述的泵，其特征在于，各滑動(dòng)瓦的第一表面具有一個(gè)配合在上述保持架孔內(nèi)部的凸出部分。
22.如權(quán)利要求15所述的泵，其特征在于，上述各滑動(dòng)瓦的第一表面有一個(gè)承載斜坡。
23.如權(quán)利要求15所述的泵，其特征在于，一個(gè)頸部把上述柱塞頭部連接在上述柱塞被驅(qū)動(dòng)端上，并且，上述柱塞頭部在上述頸部附近形成一個(gè)較大的半徑，而在一個(gè)自由端上形成一個(gè)較小的半徑。
24.一種裝配高壓供油泵的方法，其特征在于，它包括下列各步驟提供一個(gè)泵體，該泵體有一根中心軸線和許多位于泵體中、垂直于中心軸線、隔開距離的缸筒，每一個(gè)缸筒有一根與上述中心軸線相交的缸筒軸線；在上述泵體中安裝一個(gè)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件；把許多帶有相對的第一表面和第二表面的滑動(dòng)瓦放入上述泵體內(nèi)部，其中，上述各滑動(dòng)瓦的第二表面靠近上述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件；把上述各滑動(dòng)瓦對準(zhǔn)上述泵體的一根缸筒軸線；選擇許多柱塞，每一個(gè)柱塞有一個(gè)泵壓端和一個(gè)相對的具有頭部的被驅(qū)動(dòng)端；把上述各柱塞裝入上述一個(gè)泵體缸筒中；以及把上述各柱塞頭部包住在上述滑動(dòng)瓦的第一表面中。
25.一種裝配具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)分組件的高壓供油泵的方法，它包括下列各步驟提供一個(gè)泵體，該泵體有一根中心軸線和許多位于泵體中、垂直于中心軸線、隔開距離的缸筒，每一個(gè)缸筒有一根與上述中心軸線相交的缸筒軸線；在上述泵體外部形成一個(gè)驅(qū)動(dòng)分組件，該驅(qū)動(dòng)分組件包括一個(gè)具有縱向軸線的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，和許多滑動(dòng)瓦，每一個(gè)滑動(dòng)瓦有一個(gè)第一表面和一個(gè)靠近上述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的相對的第二表面；使上述各滑動(dòng)瓦的第二表面保持靠近上述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件；把上述驅(qū)動(dòng)分組件裝入上述泵體內(nèi)，使上述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的軸線對準(zhǔn)上述中心軸線；把上述每一個(gè)滑動(dòng)瓦對準(zhǔn)上述一個(gè)泵體缸筒的軸線；選擇許多柱塞，每一個(gè)柱塞有一個(gè)泵壓端和一個(gè)相對的具有頭部的被驅(qū)動(dòng)端；把上述每一個(gè)柱塞安裝在上述各泵體缸筒內(nèi)；以及使上述各柱塞頭部與上述驅(qū)動(dòng)分組件聯(lián)結(jié)。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，上述驅(qū)動(dòng)分組件包括一個(gè)與各滑動(dòng)瓦接觸連接的保持架。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于上述各柱塞頭部具有基本上成球形的形狀，該球形具有第一最大外徑；上述各滑動(dòng)瓦的第一表面包括一個(gè)具有形成一基本上為球形內(nèi)腔的壁的球窩，該內(nèi)腔具有第二最大內(nèi)徑，上述球窩還形成一個(gè)基本上圓形的、具有第三內(nèi)徑的敞口，上述敞口的第三內(nèi)徑小于上述內(nèi)腔的第二直徑；其中，上述頭部的第一直徑大于上述敞口的第三直徑，但小于上述內(nèi)腔的第二直徑；以及上述連接步驟包括使上述各頭部通過一個(gè)球窩的敞口，并把上述頭部定位在上述球窩的內(nèi)腔中。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，它還包括下列步驟提供一個(gè)柱塞分組件，該分組件包括一個(gè)具有套筒缸和相應(yīng)的套筒軸線的柱塞套筒，以及一個(gè)位于上述套筒缸內(nèi)、在其中沿著相應(yīng)的套筒軸線作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的柱塞，從而在各套筒缸內(nèi)形成一個(gè)泵壓腔室；以及把上述柱塞分組件安裝在上述一個(gè)泵體缸筒內(nèi)。
29.一種裝配高壓供油泵的泵體分組件的方法，它包括下列各步驟提供一個(gè)泵體，該泵體有一根中心軸線，和許多位于泵體中、基本上處于一個(gè)共同平面上、其方向垂直于中心軸線并隔開距離的缸筒，每一個(gè)缸筒有一根與上述中心軸線相交的缸筒軸線；選擇許多柱塞，每一個(gè)柱塞有一個(gè)泵壓端和一個(gè)相對的具有頭部的被驅(qū)動(dòng)端；把上述各柱塞的泵壓端安裝在上述一個(gè)泵體缸筒中；選擇許多滑動(dòng)瓦，每一個(gè)滑動(dòng)瓦有兩個(gè)相對的表面；以及使上述各柱塞頭部與上述一個(gè)滑動(dòng)瓦的第二表面嚙合，形成一個(gè)泵體分組件。
30.如權(quán)利要求書29所述的方法，其特征在于，上述各柱塞頭部具有基本上呈球形的形狀，并且有第一最大外徑；上述各滑動(dòng)瓦的第一表面是一個(gè)包括一道形成一基本上為球形內(nèi)腔的壁的凹座，該內(nèi)腔具有第二最大內(nèi)徑，上述壁還形成一個(gè)基本上圓形的、具有第三內(nèi)徑的敞口，上述敞口的第三內(nèi)徑等于上述內(nèi)腔的第二直徑，并且上述頭部的第一直徑小于上述凹座的第二直徑；以及上述連接步驟包括把上述柱塞的球形頭部定位在上述凹座腔室內(nèi)。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，它還包括下列步驟提供一個(gè)保持架，該保持架有一個(gè)孔，孔的最小寬度小于上述柱塞頭部的第一直徑；并且連接的步驟包括把上述柱塞頭部卡入上述保持架的孔內(nèi)。
全文摘要
一種供油泵，它有許多沿徑向布置的柱塞套筒，每一個(gè)套筒中裝有一個(gè)柱塞，該柱塞有一個(gè)能在柱塞套筒內(nèi)在泵壓位置與充油位置之間作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的被驅(qū)動(dòng)端。這種供油泵包括一個(gè)能旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件和許多滑動(dòng)瓦。每一塊滑動(dòng)瓦有一個(gè)靠近相應(yīng)的柱塞被驅(qū)動(dòng)端的第一表面，和一個(gè)靠近驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的第二表面。在一個(gè)變型中，各滑動(dòng)瓦的第一表面上有一個(gè)球窩，上述柱塞的被驅(qū)動(dòng)端卡在這個(gè)球窩中，并且被它包住，形成一個(gè)滑動(dòng)瓦組件。一個(gè)保持架把所有的滑動(dòng)瓦組件聯(lián)結(jié)起來。在另一個(gè)變型中，在上述保持架上有孔，上述柱塞的被驅(qū)動(dòng)端穿過這個(gè)孔，并卡在其上，從而卡住這個(gè)柱塞。這個(gè)柱塞的被驅(qū)動(dòng)端與滑動(dòng)瓦第一表面上的凹座嚙合。驅(qū)動(dòng)構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)，就能使各滑動(dòng)瓦運(yùn)動(dòng)，亦即使各柱塞向泵壓位置運(yùn)動(dòng)。當(dāng)一個(gè)柱塞被驅(qū)動(dòng)構(gòu)件驅(qū)動(dòng)，向泵壓位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，至少有一個(gè)柱塞被聯(lián)結(jié)的保持架拉動(dòng)，縮回到充油位置?；瑒?dòng)瓦組件與保持架的聯(lián)結(jié)在滑動(dòng)瓦的第二表面與驅(qū)動(dòng)構(gòu)件之間，在驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的部分運(yùn)動(dòng)過程中，形成了一個(gè)受控制的間隙。本發(fā)明還涉及一種使用分組件的供油泵裝配方法，這種分組件可以在供油泵泵體的外部裝配。
文檔編號(hào)F04B1/047GK1420962SQ00806350
公開日2003年5月28日 申請日期2000年2月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月17日
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