一種燃油泵用密封裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種燃油泵用密封裝置，設置在燃油泵的柱塞與殼體形成的環形空間內，包括密封元件、兩個O形圈和金屬環；密封元件過盈套裝在柱塞外周，密封元件的內環面上從上至下依次設有第一密封段、第三密封段和第二密封段；第一密封段和第二密封段均包括若干個呈梯形的牙。第三密封段為與柱塞相平行的光滑表面。兩個O形圈依次套裝在密封元件的外環面上，用于第一密封段和第二密封段的預緊密封；金屬環過盈套裝在兩個O形圈的外周。采用上述結構后，能對高壓燃油和發動機油進行有效密封；梯形牙，能大大減輕密封元件的摩擦磨損，O形圈通過變形向柱塞接觸面連續預緊，能補償第一密封段和第二密封段對柱塞接觸面的徑向力，實現可靠密封。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種高速往復運動中的密封裝置，特別是一種燃油泵用密封裝置。
技術介紹
汽油機缸內直噴燃油系統高壓泵通過柱塞的高速往復運動，將低壓汽油壓縮加壓成高壓汽油，并定量地傳遞給燃油軌。高壓泵的柱塞由凸輪軸驅動并通過彈簧元件復位。相對于發動機油填充的凸輪軸側必須對燃油側進行密封。若過多的燃油進入發動機油內，可能導致發動機故障；另一方面若過多的發動機油進入燃料內，可能導致過濾器堵塞并因此同樣導致發動機故障。一般地，常常在高壓泵柱塞上安裝對柱塞軸具有一定徑向緊力的密封件。密封件一般由橡膠材料制成，經過一段時間運行后，該壓力會迅速減小乃至消失，因而，必須加上張緊裝置隨時補償密封件的自緊力，確保密封件的密封性能，對汽油和機油進行密封。公知的現有技術中，在高壓泵中使用的柱塞密封件的張緊裝置采用彈簧元件。例如，由CN101529140A公開了一種密封裝置。上述現有技術中，密封裝置包括密封元件，所述密封元件包括第一密封區域和第二密封區域，所述的兩個密封區域各包括若干個密封唇和對密封唇具有一定預緊力的彈簧元件。彈簧元件選擇為具有U形、V形或C形截面的金屬環形彈簧構成，且密封唇直徑不一樣，最靠近介質室的密封唇直徑最小。上述現有技術，具有如下不足：1. U形、V形或C形截面的彈簧，在工作時像一組“懸臂梁”，從位于彈簧底部的弧形展開。彈簧負載力由彈簧底部向外逐漸增大，最大負載集中在最靠近介質室即汽油腔或機油腔的密封唇，使得靠近介質室的密封唇摩擦生熱大，將加速密封唇的唇口老化。2. 同時，由于密封唇直徑不一樣，最靠近介質室的密封唇直徑最小，進一步地加大了密封唇的摩擦磨損，難以確保設定的密封性能。另外，也會促使高壓泵柱塞發生磨損，影響了高壓泵的可靠性。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種燃油泵用密封裝置，該燃油泵用密封裝置，能實現高壓燃油區和發動機油區之間的有效密封，能隨時補償密封元件的自緊力，且能減輕密封元件的摩擦磨損，保證密封裝置的密封可靠性。另外，密封裝置整體結構簡單，加工難度低，易于推廣。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是：一種燃油泵用密封裝置，每個所述牙均包括梯形上底、梯形下底和兩個梯形腰，其中，梯形上底與柱塞過盈配合，梯形下底直徑大于柱塞直徑。位于所述第一密封段上的每個牙的梯形下底與梯形腰所形成的兩個夾角不等，其中，鄰近高壓燃油區的夾角大于遠離高壓燃油區的夾角。位于所述第二密封段上的每個牙的梯形下底與梯形腰所形成的兩個夾角不等，其中，鄰近發動機油區的夾角大于遠離發動機油區的夾角。所述金屬環的內徑大于密封元件的外徑。所述密封元件外環面的底部設置有一圈臺肩，所述金屬環的底部與臺肩的上沿面相接觸。所述金屬環的外徑與臺肩的外徑相等。所述密封元件的外環面上設置有兩個溝槽，兩個溝槽分別與第一密封段和第二密封段的軸向位置相對應，兩個所述O形圈分別放置在兩個溝槽內。所述密封元件的材料為聚四氟乙烯。本專利技術采用上述結構后，具有如下有益效果：1. 密封裝置安裝在燃油泵中往復運動的柱塞和殼體之間的環狀空間內，能有效地對高壓燃油進行密封和對相反側的發動機油進行密封。2. 第一密封段和第二密封段中若干個牙均呈梯形設置的方式，能大大減輕密封元件的摩擦磨損，保證密封裝置的工作可靠性。3. 上述密封元件依靠O形圈的變形向柱塞接觸面連續地預緊，使得工作期間的密封元件的兩個密封段，即使發生磨損，仍然能夠補償密封段對柱塞接觸面的徑向力，從而實現密封元件的密封段與柱塞表面的可靠密封。4. 另外，上述密封元件由橫截面為圓形的聚四氟乙烯棒料進行機加工實現，O形圈可直接選擇標準件，金屬環優選為不銹鋼材料。明顯地，該密封裝置結構簡單，加工難度低，可實現低成本化，易推廣使用。附圖說明圖1顯示了本專利技術涉及的一種燃油泵用密封裝置安裝在燃油泵內的整體結構剖視圖；圖2顯示了本專利技術涉及的一種燃油泵用密封裝置的剖視圖；圖3顯示了第一密封段或第二密封段中牙的結構示意圖。其中有：1.密封元件；2.第一O形圈；3.第二O形圈；4.金屬環；5.柱塞；51.柱塞表面；52.柱塞軸線；6.殼體；7.環狀空間；8.高壓燃油區；9.發動機油區；10.第一溝槽；11.第二溝槽；12.臺肩；13.第一密封段；14.第二密封段；15.第三密封段；16.牙；161.梯形上底；162.梯形下底；163.梯形中位線；164.梯形上腰；165.梯形下腰；17.軸線中心線；18.內環面；19.金屬環外環面；20.上夾角；21.下夾角。另外，圖1中d代表柱塞直徑；圖2中d4代表第三密封段直徑；圖3中d1代表梯形上底直徑；d2代表梯形下底直徑；d3代表梯形中位線直徑。具體實施方式下面結合附圖和具體較佳實施方式對本專利技術作進一步詳細的說明。如圖1所示，一種燃油泵，包括柱塞5和殼體6，柱塞5能夠軸向移動和沿自身的中心軸線17進行轉動。柱塞5和殼體6兩者之間形成一個環狀空間7，環狀空間7的頂部空間為高壓燃油區8，環狀空間7的底部空間為發動機油區9。如圖1所示，一種燃油泵用密封裝置，設置在燃油泵的上述環狀空間7中，用于高壓燃油區8和發動機油區9之間的密封。一種燃油泵用密封裝置，包括密封元件1、兩個O形圈和金屬環4。密封元件1過盈套裝在柱塞5的外周，密封元件1的材料優選為聚四氟乙烯。密封元件1與柱塞5相配合的內環面18上從上至下依次設置有第一密封段13、第三密封段15和第二密封段14。第一密封段13用于高壓燃油區8中高壓燃油的密封，第一密封段13包括若干個沿軸向依次排列的牙16，每個牙16的形狀均為梯形。第二密封段14用于發動機油區9的密封，第二密封段14也包括若干個沿軸向依次排列的牙16，每個牙16的形狀也均為梯形。第一密封段13和第二密封段14中牙16的數量均優選為兩個或兩個以上。增加牙16的數量可以增強密封，同時減少牙16的磨損，從而延長密封裝置的使用壽命。如圖3所示，第一密封段13和第二密封段14中的每個牙16均包括梯形上底161、梯形下底162、梯形中位線163和兩個梯形腰，兩個梯形腰分別為梯形上腰164和梯形下腰165。每個上述牙16中的梯形下底162與密封元件1的內環面18相重合，為一體設置。梯形下底162與梯形上腰164所形成的夾角為上夾角20，梯形下底162與梯形下腰165所形成的夾角為下夾角21。上述上夾角20與下夾角21優選不相等，在第一密封段13中，上夾角20也即鄰近高壓燃油區8的夾角，下夾角21也即為遠離高壓燃油區8的夾角；上夾角20優選大于下夾角21。在第二密封段14中，上夾角20也即為遠離發動機油區9的夾角，下夾角21也即為鄰近發動機油區9的夾角；上夾角20優選小于下夾角21。上述上夾角20與下夾角21的設置方式，使得密封元件1相對柱塞5作軸向移動時，第一密封段13的牙16的承載力則向著高壓燃油區8，第二密封段14的牙16的承載力則向著發動機油區9。如此有利的是，當牙的梯形上底161與柱塞5發生摩擦，牙的梯形下底162與柱塞5之間形成油腔，第一密封段13的牙16會將高壓燃油區8的高壓燃油刮入并儲存在第一密封段13的油腔內，第二密封段14的牙16會將發動機油刮入并儲存在第二密封段14的油腔內，這些油腔22對柱塞5具有流體潤滑作用，防止密封裝置本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種燃油泵用密封裝置，用于高壓燃油區和發動機油區之間的密封，設置在燃油泵的柱塞與殼體之間，其中，柱塞能夠軸向移動和沿中心軸線進行轉動，其特征在于：所述密封裝置包括密封元件、兩個O形圈和金屬環；密封元件過盈套裝在所述柱塞的外周，密封元件與柱塞相配合的內環面上設置有用于高壓燃油區密封的第一密封段和用于發動機油區密封的第二密封段；兩個所述O形圈依次套裝在密封元件的外環面上，分別用于第一密封段和第二密封段的預緊密封；所述金屬環過盈套裝在兩個O形圈的外周；所述第一密封段和第二密封段均包括若干個沿軸向依次排列的牙，每個牙的形狀均為梯形。

【技術特征摘要】
1.一種燃油泵用密封裝置，用于高壓燃油區和發動機油區之間的密封，設置在燃油泵的柱塞與殼體之間，其中，柱塞能夠軸向移動和沿中心軸線進行轉動，其特征在于：所述密封裝置包括密封元件、兩個O形圈和金屬環；密封元件過盈套裝在所述柱塞的外周，密封元件與柱塞相配合的內環面上設置有用于高壓燃油區密封的第一密封段和用于發動機油區密封的第二密封段；兩個所述O形圈依次套裝在密封元件的外環面上，分別用于第一密封段和第二密封段的預緊密封；所述金屬環過盈套裝在兩個O形圈的外周；所述第一密封段和第二密封段均包括若干個沿軸向依次排列的牙，每個牙的形狀均為梯形。2.根據權利要求1所述的燃油泵用密封裝置，其特征在于：所述密封元件與柱塞相配合的內環面上設置有第三密封段，該第三密封段將第一密封段和第二密封段相連接，第三密封段為與中心軸線相平行的光滑表面，且第三密封段直徑小于柱塞直徑。3.根據權利要求1所述的燃油泵用密封裝置，其特征在于：每個所述牙均包括梯形上底、梯形下底和兩個梯形腰，其中，梯形上底與柱塞過盈配合，梯形下底直徑大于柱塞直徑。4.根據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋睿智，袁亞飛，李麗，耿文娟，房志紅，管磊，
申請(專利權)人：中國第一汽車股份有限公司無錫油泵油嘴研究所，中國第一汽車股份有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32