阅读说明：本技术 一种船用低速机电控单体式高压油泵 (Marine low-speed machine electric control single high-pressure oil pump ) 是由 涂天华 谢远文 侯旭洪 张朝磊 林小雪 李野 刘悦 陈超 于 2019-11-08 设计创作，主要内容包括：本方案提供了一种船用低速机电控单体式高压油泵,以实现提高高压油泵的进油节流和进油油压稳定性。其包括：泵体、泵盖、进出油阀组件、柱塞偶件、柱塞弹簧、下弹簧组件、导向活塞组件和电控比例阀；进出油阀组件包括：进油阀组件和出油阀组件；进油阀组件包括：进油阀座、进油阀和进油阀弹簧；出油阀组件包括：出油阀座、出油阀、出油阀弹簧和出油阀弹簧座；出油阀座和进油阀座之间形成高压出油腔；柱塞偶件内形成高压油腔,高压油腔通过进油阀座上的油孔连通高压出油腔；电控比例阀通过泵体上的油孔连通进油阀座的进油孔,进油孔与高压油腔连通或断开；电控比例阀上设有冷却循环油道,与泵体的冷却油道连通,冷却循环油可冷却比例阀衔铁和线圈。(This scheme provides an automatically controlled monomer formula high-pressure oil pump of marine low-speed machine to the oil feed throttle and the oil feed oil pressure stability of high-pressure oil pump are improved in the realization. It includes: the pump comprises a pump body, a pump cover, an oil inlet and outlet valve assembly, a plunger coupling assembly, a plunger spring, a lower spring assembly, a guide piston assembly and an electric control proportional valve; the oil inlet and outlet valve assembly comprises: an oil inlet valve assembly and an oil outlet valve assembly; the inlet valve subassembly includes: the oil inlet valve seat, the oil inlet valve and the oil inlet valve spring; the delivery valve assembly comprises: the oil outlet valve seat, the oil outlet valve spring and the oil outlet valve spring seat; a high-pressure oil outlet cavity is formed between the oil outlet valve seat and the oil inlet valve seat; a high-pressure oil cavity is formed in the plunger and barrel assembly and is communicated with a high-pressure oil outlet cavity through an oil hole in the oil inlet valve seat; the electric control proportional valve is communicated with an oil inlet hole of the oil inlet valve seat through an oil hole in the pump body, and the oil inlet hole is communicated with or disconnected from the high-pressure oil cavity; and the electric control proportional valve is provided with a cooling circulation oil duct which is communicated with the cooling oil duct of the pump body, and the cooling circulation oil can cool the armature and the coil of the proportional valve.)

一种船用低速机电控单体式高压油泵

技术领域

本发明涉及船用低速机高压油泵领域，具体是一种船用低速机电控单体式高压油泵。

背景技术

随着国内外排放法规日趋严格，船用低速柴油机对燃油喷射系统提出了更高的要求，而电控共轨燃油系统可以实现对喷油定时、循环喷油量精确控制，是大功率船用柴油机实现高燃油经济性和低有害物排放的有效手段之一。电控单体式高压油泵作为电控共轨系统油泵的一种常用形式而被广泛运用。因为传统比例阀一般为非冷式结构，不能满足750Cst高温高粘度重油使用环境，所以现有的低速机高压油泵并没有安装比例阀以提高其工作效率；现有的低速机单体式高压油泵密封面多为异形，不利于高温高压重油密封，可靠性差，且加工难度比较大。现有重油高压油泵柱塞偶件泄漏重油多排放到导向活塞上部弹簧腔内再收集，改设计增大了弹簧腔的总高度，同时也使弹簧暴露在重油中容易腐蚀。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种船用低速机电控单体式高压油泵，以实现提高高压油泵的进油节流和进油油压稳定的效果。

本发明提供了一种船用低速机电控单体式高压油泵，包括：

泵体，所述泵体沿轴线方向设有中孔；

泵盖，所述泵盖安装在所述泵体的上端面；

进出油阀组件、柱塞偶件、柱塞弹簧、下弹簧座组件和导向活塞组件，均装配在泵体的中孔内；

电控比例阀，其装配在泵体的侧面；

所述进出油阀组件包括：进油阀组件和出油阀组件；

所述进油阀组件包括：进油阀座、进油阀和进油阀弹簧；

所述进油阀安装在所述进油阀座的中孔内；所述进油阀弹簧被限位在所述进油阀和所述进油阀座的孔壁之间；在所述进油阀弹簧的压紧下，所述进油阀与所述进油阀座形成锥面密封；

所述出油阀组件包括：出油阀座、出油阀、出油阀弹簧和出油阀弹簧座；

所述出油阀弹簧座安装在所述出油阀座的上端；所述出油阀安装在所述出油阀座的中孔内；所述出油阀弹簧被限位在所述出油阀和所述出油阀弹簧座之间；在所述出油阀弹簧的压紧下，所述出油阀与所述出油阀座形成锥面密封；

所述出油阀座和所述进油阀座之间形成有高压出油腔；

所述柱塞偶件内形成有高压油腔，所述高压油腔通过所述进油阀座上的油孔连通所述高压出油腔；

所述电控比例阀通过所述泵体上的油孔连通所述进油阀座的进油孔，所述进油孔与所述高压油腔连通或断开；

所述电控比例阀上设置有冷却循环油道，来自于所述泵体的冷却油道中的冷却油在注入至所述冷却循环油道中后回流至所述泵体的冷却油道中。

优选地，所述柱塞偶件包括：

柱塞套，其设置在所述进油阀座的下端；

柱塞，其可滑动地***至所述柱塞套的中孔内，所述柱塞套、所述柱塞和所述进油阀座之间共同形成所述高压油腔；

所述柱塞套的内壁设置有第一环槽和第二环槽；

所述泵体上设置有混合油出油道和润滑油油道，所述混合油出油道通过所述柱塞套上的混合油道连通所述第一环槽，所述润滑油油道通过所述柱塞套上的润滑油道连通所述第二环槽；

所述第一环槽位于所述第二环槽上方。

优选地，所述下弹簧座组件设置在所述柱塞偶件的下方，所述下弹簧座组件包括：

外弹簧座，其整体呈外侧薄中间厚的凸台式结构，所述外弹簧座的上端面开设有呈凹形球面的沉孔；

上球体，其下部安装至所述沉孔内，且所述上球体的下端面设有与所述凹形球面配合的凸形球面；

内弹簧座，其套设在所述上球体的上部上，所述内弹簧座具有贯穿上下端面的轴向通孔；

所述柱塞的下部圆柱头限位在所述轴向通孔内，且所述柱塞的下部圆柱头的下端面与所述上球体的上端面抵接。

优选地，所述沉孔的中心处开设有球形孔，所述外弹簧座的下端面设有第三环槽，所述球形孔和所述第三环槽通过润滑油进油油道连通；

所述外弹簧座的外表面形成锥面，所述锥面开设有润滑油出油油道，所述润滑油出油油道连通所述外弹簧座的下端面；所述润滑油出油油道斜向设置；

所述上球体的周向方向开设有周向环槽；

定位销钉在穿过所述外弹簧座的定位销钉孔后安装在所述周向环槽内；

所述周向环槽的上表面和下表面之间的间距大于所述定位销钉位于所述周向环槽内的部分的圆柱直径。

优选地，所述内弹簧座内部设置的轴向通孔包括：

从上至下直径逐渐增大的第一孔，第二孔和第三孔；

所述第二孔和所述第三孔之间设置有直径逐渐增大的第一导向孔；

所述第三孔朝向所述上球体的一侧设置有直径逐渐增大的第二导向孔；

所述第一导向孔和所述第二导向孔的孔壁形成为导向锥面；

所述上球体的上部穿过所述第二导向孔部分位于所述第三孔中；

所述上球体和第三孔之间具有大于或等于1mm的间隙；

所述沉孔和所述上球体之间具有大于或等于1mm的间隙。

优选地，还包括：

上弹簧座，其套设置在所述柱塞套上，并位于所述内弹簧座的上端；

所述柱塞弹簧包括：

第一柱塞弹簧，其被压装在所述上弹簧座和所述外弹簧座之间；

第二柱塞弹簧，其被压装在所述上弹簧座和所述内弹簧座之间。

优选地，所述外弹簧座内的凹形球面和所述上球体的凸形球面的直径为所述柱塞的直径的20至100倍。

优选地，所述导向活塞组件包括：

导向活塞，其上端面的中心位置处开设有第一安装孔；其下端面开设有第二安装孔，所述第一安装孔和所述第二安装孔通过连通孔连通，所述下弹簧座组件安装于所述第一安装孔内；

滚轮组件，包括：安装在所述第二安装孔内的滚轮，过盈装配于所述滚轮内的滚轮衬套，以及过盈装配于所述滚轮的轴向两端的止推轴承；所述滚轮的轴向方向开设有环槽，所述环槽的槽底与所述滚轮的轴向端面之间形成圆弧过渡连接。

滚轮销，其间隙装配于所述滚轮衬套内；

所述第二安装孔的孔壁突出设置有凸台，所述凸台与所述止推轴承接触；

所述凸台沿径向方向均匀布置有多个第一径向油槽，所述第一径向油槽相对于所述止推轴承设置。

优选地，所述滚轮销的外表面设置为圆柱面，圆柱面上的两个位置处分别设置有两阶腰形槽，所述腰形槽设置在所述滚轮销的中部位置；

位于外层的腰形槽与所述滚轮衬套的外表面之间形成角度位于5至10°之间的小角度楔形槽，且位于内层的腰形槽内设置有油孔；

两个位置处的两个油孔，通过润滑油出油道连通，两个油孔之间呈90°设置。

优选地，所述导向活塞的外表面设置为圆柱面，圆柱面上设置有多条周向油槽、一条第一轴向油槽和竖直槽，所述竖直槽开设于所述周向油槽内，所述竖直槽通过所述第一轴向油槽连通所述周向油槽；

圆柱面上还设置有斜孔，所述斜孔的两端分别连通所述周向油槽和所述第二安装孔的内壁；

圆柱面上还设置有与所述周向油槽连通的第二轴向油槽；

圆柱面上还设置有相连的第一直孔和第二直孔，所述第一直孔连通所述第一轴向油槽，所述第二直孔连通第一安装孔；

所述滚轮销的外圆面上设置有润滑油进油道，所述润滑油进油道相对所述斜孔设置，所述润滑油进油道连通所述润滑油出油道。

优选地，所述滚轮销外圆表面上设有DLC涂层；

所述滚轮衬套采用铜合金制成；

所述止推轴承采用铜合金制成；

所述滚轮销和所述滚轮衬套之间采用强制润滑；

所述止推轴承和所述凸台之间采用强制润滑优选地，所述导向活塞上端面外圆、下端面外圆及所述周向油环槽处均设置有第一倒角；

所述第一安装孔的孔壁上设置有第二倒角；

在所述第二安装孔的孔壁上设置有第四孔；

在所述滚轮销上的外圆表面上设有第五孔；

所述第五孔内依次放置有弹簧和止动销，且所述止动销部分伸入至所述第四孔内。

优选地，所述润滑油进油道包括：沿所述滚轮销的径向方向设置的第三径向油道和沿所述滚轮销的轴向方向设置的轴向油道，所述第三径向油道与所述轴向油道相连；所述轴向油道和腰形槽内的油孔相连。

本发明是有益效果为：

（1）、应用电控比例阀来对重油进行进油调节，即可解决现有的机械调节方式的温度。针对性地，在电控比例阀内部设置了冷却循环油道，来使得在泵体中流动的冷却油进入电控比例阀，对电控比例阀中的电控元件进行针对性的冷却，使电控比例阀的电控元件保持在正常温度范围以内，从而允许使用电控比例阀对泵进行进油节流。电控比例阀克服了机械式调节油量的缺点，提高了供油流量调节的精度、灵活度、响应速度，进而实现泵供油量和柴油机运行工况的较精确匹配，避免因供油不足而导致的性能降低，也减少了工作时的富余流量，进而降低了泵实际负荷；

（2）、通过增设进油阀组件，柱塞套的高压油腔从吸油到压缩转变时，快速关闭，保证进油阀座的进油道内相关位置的压力稳定，有效防止穴蚀；

（3）、利用柱塞偶件的第二环槽内的少量润滑油可以完全阻止重油泄漏，防止泄漏的重油对柱塞套下方的柱塞弹簧等重要部件的腐蚀。此外，本申请通过少量润滑油密封重油，可以有效缩小导向活塞的竖向高度（不需要传统低速机在导向活塞上设置的较长密封段），进而减小高压油泵的泵竖向高度，减轻高压油泵的总体重量，根据试验获知，本申请的方案，将高压油泵的竖向高度减小了1/3。

（4）、外弹簧座整体呈外侧薄中间厚的凸台式结构，工作中外弹簧座主要承受柱塞传递至上球体的压力，该压力导致的应力场在外弹簧座内为锥形分布。将外弹簧座设置为与之相应的凸台形状，可以在满足强度的条件下减轻外弹簧座的质量，进而减小运动质量，凸台之间较厚部分也为其中间球面和油道提供了设计空间；

（4）、外弹簧座和上球体之间形成球面配合，当柱塞和导向活塞之间设置带有球面的下弹簧座组件时，即使导向活塞上端面和柱塞尾部端面有较大平行度误差，但球面可以自动角度调节，使上球体和外弹簧座之间的接触面保持充分接触，消除局部接触，使整体受力均衡，缓解局部应力过大趋势。同时，合力过球面中心，消除附件弯矩，进而优化了动力特性，提高了系统的承载能力。

（5）、球形孔为球面提供润滑油，润滑球面，利用润滑油在球面上形成弹流润滑效果，降低磨损率，降低接触应力，降低微动损伤，提高球面承载能力和疲劳强度；

（5）、外弹簧座的外表面形成锥面，润滑油出油油道开设在外弹簧座的外侧锥面上，可以避免柱塞弹簧遮盖润滑油出油油道的流通面积，使流通面积不受柱塞弹簧位置影响；

（6）、内弹簧座设置导向锥面，可以改善对中性，即使撞击时也能使内弹簧座和上球体自动找正，改善受力不均趋势；

（7）、在导向活塞内部设置的连通孔，使导向活塞上方滑油从连通孔流下时均匀分布在滚轮7的第二安装孔的正上方正中间，润滑油在滚轮母线上分布均匀，润滑油在滚轮表面分布不受正反转影响（都能均匀分布）；改善导向活塞竖向受力分布，即将柱塞压力分布到连通孔周围较厚实位置，使整体受力均衡，减小最大应力，提高系统承载能力可靠度；泵总成时，导向活塞和和外弹簧座配合时，外弹簧座的润滑油出油油道连通柱塞偶件上方泄露的润滑油，可以避免弹簧堵塞油孔，增加滑油流通面积；

（8）、凸台上开设的第一径向油槽内充满滑油，为运动面（滚轮组件端面）提供充分滑油，利用滚轮端面运动速度在滚轮端面形成动压油膜，将导向活塞的凸台和滚轮组件端面隔开，减小磨损，降低摩擦系数。将第一径向油槽开在导向活塞的凸台上，与开在滚轮组件上相比。导向活塞不会相对转动，摩擦面上高低压油膜区分布相对静止，滚轮组件轴向因此相对静止；

（9）滚轮销内设置的两阶腰形槽的夹角为70~120°，且位于承压区正上方，保证对摩擦面充分供油的条件下，减小了表面开腰形槽对承压区面积影响，进而使承压区角度更大，承压区油膜平均压力更小；外层的腰形槽和相应摩擦面形成小角度收敛楔形，加强动压润滑中的挤压效应；内层的腰形槽主要用于贮存更多的滑油，保证对摩擦面充分的供油，即使短时间供油不良也不影响滚轮销表面的润滑，当润滑系统出问题时，减小系统咬卡的概率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为进出油阀组件的结构示意图；

图3为现有技术的柱塞偶件的结构示意图；

图4为柱塞偶件和泵体、进油阀座和上弹簧座之间的配合示意图；

图5a为柱塞不均与上球体之间形成夹角的结构示意图；

图5b为经过球面调节后柱塞和上球体配合的结构示意图；

图6为下弹簧座组件和柱塞配合的结构示意图；

图7为下弹簧座组件的剖面示意图；

图8为下弹簧座组件的剖面示意图；

图9为内弹簧座的结构示意图；

图10为上球体的结构示意图；

图11为外弹簧座的剖面示意图；

图12为外弹簧座的剖面示意图；

图13为导向活塞组件的剖面示意图；

图14为导向活塞的剖面示意图；

图15为导向活塞的结构示意图；

图16为导向活塞的剖面示意图；

图17为滚轮销的结构示意图；

图18为滚轮销的轴向剖面示意图；

图19为滚轮销的径向剖面示意图；

图20a为未设置环槽的滚轮组件的受力分布示意图；

图20b为设置有环槽的滚轮组件的受力分布示意图；

附图标记说明：1—泵体；12—润滑油油道；2—泵盖；3—进出油阀组件；31—进油阀组件；311—进油阀座；312—进油阀；313—进油阀弹簧；32—出油阀组件；321—出油阀座；322—出油阀；323—出油阀弹簧；324—出油阀弹簧座；33—高压出油腔；4—柱塞偶件；41—高压油腔；42—柱塞套；421—第一环槽；422—第二环槽；423—混合油道；424—润滑油道；43—柱塞；431—下圆柱头；5—柱塞弹簧；51—第一柱塞弹簧；52—第二柱塞弹簧；6—下弹簧座组件；61—外弹簧座；611—沉孔；612—球形孔；613—第三环槽；614—润滑油进油油道；615—润滑油出油油道；616—定位销钉孔；62—上球体；621—周向环槽；63—内弹簧座；631—轴向通孔；6311—第一孔；6312—第二孔；6313—第三孔；6314—第一导向孔；6315—第二导向孔；6316—导向锥面；6317—退刀槽；6318—减重环槽；64—定位销钉；7—导向活塞组件；71—导向活塞；711—第一安装孔；7110—第二倒角；712—第二安装孔；7121—凸台；7122—第一径向油槽；7123—第四孔；713—连通孔；714、715—周向油槽；716—第一轴向油槽；717—竖直槽；718—斜孔；719—第二轴向油槽；7100—第一直孔；7101—第二直孔；7102—第一倒角；72—滚轮组件；721—滚轮；7211—环槽；722—滚轮衬套；723—止推轴承；73—滚轮销；731、732—腰形槽；733、734—油孔；735—润滑油进油道；7351—第三径向油道；7352—轴向油道；736—第五孔；737—弹簧；738—止动销；8—电控比例阀；9—上弹簧座。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参照图1，本发明提供了一种船用低速机电控单体式高压油泵，包括：

泵体1，所述泵体1沿轴线方向设有中孔。

泵盖2，所述泵盖2安装在所述泵体1的上端面。

进出油阀组件3、柱塞偶件4、柱塞弹簧5、下弹簧座组件6和导向活塞组件7，均装配在泵体1的中孔内。

电控比例阀8，其装配在泵体1的侧面。

所述进出油阀组件3包括：进油阀组件31和出油阀组件32。

所述进油阀组件31包括：进油阀座311、进油阀312和进油阀弹簧313。

所述进油阀312安装在所述进油阀座311的中孔内；所述进油阀弹簧313被限位在所述进油阀312和所述进油阀座311的孔壁之间；在所述进油阀弹簧313的压紧下，所述进油阀312与所述进油阀座311形成锥面密封。

所述出油阀组件32包括：出油阀座321、出油阀322、出油阀弹簧323和出油阀弹簧座324。

所述出油阀弹簧座324安装在所述出油阀座321的上端；所述出油阀322安装在所述出油阀座321的中孔内；所述出油阀弹簧323被限位在所述出油阀322和所述出油阀弹簧座324之间；在所述出油阀弹簧323的压紧下，所述出油阀322与所述出油阀座321形成锥面密封。

所述出油阀座321和所述进油阀座311之间形成有高压出油腔33。

所述柱塞偶件4内形成有高压油腔41，所述高压油腔41通过所述进油阀座311上的油孔连通所述高压出油腔33。

所述电控比例阀8通过所述泵体1上的油孔连通所述进油阀座311的进油孔，所述进油孔与所述高压油腔41连通或断开。

所述电控比例阀8上设置有冷却循环油道，来自于所述泵体1的冷却油道中的冷却油在注入至所述冷却循环油道中后回流至所述泵体1的冷却油道中。

如图1所示，在泵体1设置的中孔为贯穿泵体1上下两个端面的通孔。泵盖2固定在泵体1的上端面，在泵盖2朝向本体1的方向设置有与泵体1的中孔相对的安装孔，出油阀座321即安装在泵体1的中孔和泵体1的安装孔内。

由图1可以看出，出油阀组件32安装在进油阀组件31的上方，在泵盖2的上方具有和出油阀组件32相连通的油道，最终，由本申请的高压油泵泵出的高压重油通过泵盖2上的油道排出。

电控比例阀8作为一种液压控制装置，其具有进油节流的效果，电控比例阀8主要用于轻油（如汽油、柴油）等的进油调控，在现有技术中，尚不存在将电控比例阀8应用到重油的进油调控的方案，原因在于，重油在工作时，其温度可高达160℃，该温度已经超过了现有的电控比例阀8的衔铁、线圈等电控元件的极限工作温度。现有技术中，针对于使用重油的高压油泵的进油节流调节，是采用的传动的机械式设计，即通过调速器和柱塞上方的螺旋槽来对油量进行控制，这种进油调节方式的缺陷在油量调节精度低、相应慢，油量大小依靠调速器的转速等缺点。

本申请实施例中，应用电控比例阀8来对重油进行进油调节，即可解决现有的机械调节方式的温度。针对性地，在电控比例阀8内部设置了冷却循环油道，来使得在泵体1中流动的冷却油进入电控比例阀8，对电控比例阀8中的电控元件进行针对性的冷却，使电控比例阀8的电控元件保持在正常温度范围以内。设计在电控比例阀8中的冷却循环油道应当满足一下要求：（1）、尽量靠近于电控比例阀的线圈和衔铁等电控元件；（2）、冷却循环油道中通入的冷却油流量应该能够使线圈和衔铁等电控元件的温度降低到工作温度范围以内。为了使冷却循环油道能够满足要求，需要预先针对不同型号的衔铁进行仿真计算以及实验，确定每种型号中的冷却循环油道的空间布置和尺寸等具体参数信息。

上述设计的优点在于电控比例阀8内设有冷却循环油道，降低了电控比例阀8的衔铁、线圈的温度，使电控元件工作在正常温度范围，从而允许使用电控比例阀8对泵进行进油节流。电控比例阀8克服了机械式调节油量的缺点，提高了供油流量调节的精度、灵活度、响应速度，进而实现泵供油量和柴油机运行工况的较精确匹配，避免因供油不足而导致的性能降低，也减少了工作时的富余流量，进而降低了泵实际负荷。

如图2所示，在充油阶段，进油阀312在电控比例阀8的进油压力作用下打开，出油阀322在背压作用下与出油阀座321密封，低压重油进油电控比例阀8从进油口进入高压油腔41，开始进行充油，通过调节电控比例阀8的开度，控制进油油量，以满足不同的工况要求；在泵油阶段：导向活塞组件7向上运动，柱塞43压缩高压油腔41内的重油，重油压力逐渐升高，当高压油腔41内的燃油压力大于进油压力时，进油阀312关闭，由于高压出油腔33与高压油腔41相连，高压油腔41内燃油压力超出背压压力和出油阀弹簧323力时，出油阀322打开，高压燃油经出油阀弹簧座324由泵盖2的中孔排出。如图3所示，以前的高压共轨重油泵采用机械式设计，进油油道505设在柱塞套6上，柱塞5可滑动地***在柱塞套6内，并且没有设置进油阀组件。在工作时，当吸油到压缩交替时，部分被加压的燃油会从进油油道505流回低压进油道，进而导致进油油道505内的压力变化大，因此导致与进油油道505相关位容易穴蚀。这也是实际船实验中，柱塞偶件主要破坏形式之一。本申请相对于现有技术来说，通过增设进油阀组件31，柱塞套42的高压油腔从吸油到压缩转变时，快速关闭，保证进油阀座311的进油道内相关位置的压力稳定，有效防止穴蚀。

参照图4，所述柱塞偶件4包括：

柱塞套42，其设置在所述进油阀座311的下端。

柱塞43，其可滑动地***至所述柱塞套42的中孔内，所述柱塞套42、所述柱塞43和所述进油阀座311之间共同形成所述高压油腔41。

所述柱塞套42的内壁设置有第一环槽421和第二环槽422。

所述泵体1上设置有混合油出油道和润滑油油道12，所述混合油出油道通过所述柱塞套42上的混合油道423连通所述第一环槽421，在第一环槽422处形成的混合油通过该混合油出油道和混合油道12流出至废油箱中，所述润滑油油道12通过所述柱塞套42上的润滑油道424连通所述第二环槽422。

所述第一环槽421位于所述第二环槽422上方。

进入至第二环槽422的润滑油具有2个作用：1、对从柱塞43上方的高压油腔41中进入柱塞43和柱塞套42之间的间隙的燃油具有密封作用，可以防止燃油流入柱塞43下方的传动部件中，避免燃油侵入柱塞43下方的传动部件中污染整机滑油系统；2、使柱塞43下方的摩擦面都处于清洁滑油润滑的状态，改善了柱塞43的摩擦状态。滑油与上方重油相比，清洁度高，润滑油内含改善摩擦的添加剂，与用重油润滑相比能形成更好的油膜。

由于传统的低速机允许重油渗漏到柱塞43下方，再单独收集泄漏重油。但泄漏的重油有腐蚀柱塞43下方的柱塞弹簧5和其他部件风险。本申请中，利用柱塞偶件4的第二环槽422内的少量润滑油可以完全阻止重油泄漏，防止泄漏的重油对柱塞套42下方的柱塞弹簧5等重要部件的腐蚀。此外，由于传统低速机柱塞下方的导向活塞上设有复杂的动密封机构，导致高压油泵整体竖向高度较大，造价高等特点，本申请通过少量润滑油密封重油，可以有效缩小的导向活塞71的竖向高度（传统重油导向活塞上设有较长重油密封段），进而减小高压油泵的泵竖向高度，减轻高压油泵的总体重量，根据试验获知，本申请的方案，将高压油泵的竖向高度减小了1/3。

优选地，参照图6至图12，所述下弹簧座组件6设置在所述柱塞偶件4的下方，所述下弹簧座组件6包括：

外弹簧座61，其整体呈外侧薄中间厚的凸台式结构，工作中外弹簧座61主要承受柱塞43传递至上球体的压力，该压力导致的应力场在外弹簧座61内为锥形分布。将外弹簧座61设置为与之相应的凸台形状，可以在满足强度的条件下减轻外弹簧座61的质量，进而减小运动质量，凸台之间较厚部分也为中间球面和油道提供了设计空间。

所述外弹簧座61的上端面开设有呈凹形球面的沉孔611；上球体62，其下部安装至所述沉孔611内，且所述上球体62的下端面设有与所述凹形球面配合的凸形球面。

内弹簧座63，其套设在所述上球体62的上部上，所述内弹簧座63具有贯穿上下端面的轴向通孔631。

所述柱塞43的下部圆柱头431限位在所述轴向通孔631内，且所述柱塞43的下部圆柱头431的下端面与所述上球体62的上端面抵接。

根据实验获知，柱塞工作时，因为尾部平面和相应压紧面（导向活塞或者弹簧座面）存在平行度误差，故压紧时可能导致柱塞43尾部平面局部受力过大（如图5a所示，在图5a中，上球体62和柱塞43之间形成有角度为β的夹角），不均匀受力分布又会产生关于柱塞43的中心面的附加力矩，进而为系统带来附加载荷和能量损耗，影响系统动力特性。当柱塞43和导向活塞71之间设置带有球面的下弹簧座组件6时，即使导向活塞71上端面和柱塞43尾部端面有较大平行度误差，但球面可以自动角度调节，使上球体62和外弹簧座61之间的接触面保持充分接触（由图5a的状态变化为图5b的状态，在图5b中，上球体62和柱塞43的两个接触面贴合），消除局部接触，使整体受力均衡，缓解局部应力过大趋势。同时，合力过球面中心，消除附件弯矩，进而优化了动力特性，提高了系统的承载能力。

优选地，参照图7至图12，所述沉孔611的中心处开设有球形孔612，所述外弹簧座61的下端面设有第三环槽613，所述球形孔612和所述第三环槽613通过润滑油进油油道614连通，该润滑油进油油道614和导向活塞7上的油道连通，润滑油通过该润滑油进油油道614在外弹簧座61的凸性球面处形成油膜，可以有效防止上球体62的凸形球面和外弹簧座61的凹性球面之间微动磨损破坏；球形孔612为球面提供润滑油，润滑球面，利用润滑油在球面上形成弹流润滑效果，降低磨损率，降低接触应力，降低微动损伤，提高球面承载能力和疲劳强度。

所述外弹簧座61的外表面形成锥面，所述锥面开设有润滑油出油油道615，所述润滑油出油油道615连通所述外弹簧座61的下端面；所述润滑油出油油道615斜向设置；该润滑油出油油道主要目的是将外弹簧座61的上下区域连通，使外弹簧座61上方的润滑油顺利流入下方，防止外弹簧座61上方的润滑油腔填充满，压缩润滑油导致的附加载荷。润滑油出油油道615开设在外弹簧座61的外侧锥面上，可以避免柱塞弹簧5遮盖润滑油出油油道615的流通面积，使流通面积不受柱塞弹簧5位置影响。

具体来说，润滑油出油油道615具体为8个；多个所述润滑油出油油道615分别连通至所述外弹簧座61的底部端面。可以保证外弹簧座61上部空间内的润滑油能顺利流出，避免了润滑油的堆积导致的附加载荷；同时将润滑油出油油道615斜向设置在外弹簧座61的锥形表面处，也防止了柱塞弹簧5挡住润滑油出油油道615导致的润滑油流通不顺畅造成堆积。

所述上球体62的周向方向开设有周向环槽621。

定位销钉64在穿过所述外弹簧座61的定位销钉孔616后安装在所述周向环槽621内。

所述周向环槽621的上表面和下表面之间的间距大于所述定位销钉64位于所述周向环槽621内的部分的圆柱直径。

上球体62和外弹簧座61采用带有螺纹的定位销钉64连接，定位销钉64通过螺纹固定在外弹簧座61上，定位销钉64的头部设为圆柱面，为定位部分，上球体62上设有相应周向环槽621，用于安装销钉头部。上球体62上的周向环槽621也可为圆孔。定位销钉64可以对上球体62和外弹簧座61大致定位，防止柱塞43和上球体62分离时，上球体62在往复运动中从外弹簧座61中脱落。

优选地，如图9，所述内弹簧座63内部设置的轴向通孔631包括：

从上至下直径逐渐增大的第一孔6311，第二孔6312和第三孔6313；

所述第二孔632和所述第三孔6313之间设置有直径逐渐增大的第一导向盲孔6314；

所述第三孔6313朝向所述上球体62的一侧设置有直径逐渐增大的第二导向孔6315；

所述第一导向孔6314和所述第二导向孔6315的孔壁形成为导向锥面6316；

所述上球体62的上部穿过所述第二导向孔6315部分位于所述第三孔6313中。其中，柱塞43的下部圆柱头431的上端面和第二孔6312的上端面抵接；第二孔6312的孔壁和柱塞43的下圆柱头431环面贴合。由于第一导向孔6314和第二导向孔6315的孔壁形成为导向锥面6316，若柱塞43和上球体62分开或内弹簧座63和柱塞43分开，当柱塞43再次撞击上球体62时导向锥面6316会自动找正柱塞43和上球体62、柱塞43和内弹簧座63以及内弹簧座63和上球体62，防止柱塞43和内弹簧座63、内弹簧座63和上球体62之间大的角度偏差及径向位移，进而使系统即使在撞击时也能保证处于合适位置，使整体受力均衡。具体来说，当柱塞43咬卡时内弹簧座63相对静止（即咬卡在上止点处），外弹簧座61和上球体62会往复撞击。撞击时内弹簧座63和柱塞43与上球体62可能不对中，进而导致撞击时局部受力。内弹簧座63设置导向锥面6316，可以改善对中性，即使撞击时也能使内弹簧座63和上球体62自动找正，改善受力不均趋势。

所述上球体62和第三孔6313之间具有大于或等于1mm的间隙，具体为上球体62外圆柱面和第三孔6313的孔壁之间具有1mm的间隙，由于外弹簧座61和上球体62之间为球面配合并存在较大（毫米级）间隙，二者可相对自由滑动，因此在柱塞工作过程中，如果柱塞43的下部圆柱头431下端面和上球体62上端面之间存在角度误差，当柱塞43向下运动撞击上球体62时，上球体62会和外弹簧座61有相对滑动而自动补齐角度误差，进而使得附加载荷时柱塞的下部圆柱头431的下端面和导向活塞71上端面受力均匀，可以有效防止局部应力过大。

所述沉孔611和所述上球体62之间具有大于或等于1mm的间隙，具体为上球体62外圆柱面和沉孔611圆柱面之间具有1mm的间隙，即上球体62和内弹簧座63之间均具有较大（1mm）的间隙，定位销钉64和上球体62之间、定位销钉62和外弹簧座61之间以及上球体62和内弹簧座63之间均具有较大（1mm）的间隙，保证了上球体62在径向移动时的有效转动自由度不会被定位销钉64限制，柱塞43和上球体62在径向移动时有效转动自由度不会被内弹簧座63限制，防止了柱塞43的径向附加载荷。

所述上球体62和第三孔6313之间以及沉孔611与所述上球体62之间均有毫米级间隙，允许上球体62相对于外弹簧座61宏观角度误差，防止球面卡死，达到上述的消除局部接触，使整体受力均衡，缓解局部应力过大趋势的效果。

此外，如图9所示，所述内弹簧座63的外圆面以及所述第4孔6312的孔壁均形成有退刀槽6317；所述内弹簧座63的上端面围绕中心轴线设置有减重环槽6318。

优选地，参照图1，还包括：

上弹簧座9，其套设置在所述柱塞套42上，并位于所述内弹簧座63的上端；

所述柱塞弹簧5包括：

第一柱塞弹簧51，其被压装在所述上弹簧座9和所述外弹簧座61之间；

第二柱塞弹簧52，其被压装在所述上弹簧座9和所述内弹簧座63之间。

优选地，所述外弹簧座61内的凹形球面和所述上球体62的凸形球面的直径为所述柱塞43的直径的20至100倍。柱塞43尾部和导向活塞71上端面平行度误差数量级较低一般在0.01数量级，无对球面角度调节能力要求低，故小角度的球面调节也能满足角度调节要求。当球面较大时，受压时两个面的作用力仅少部分转化成拉应力，对金属材料而言，一般抗压强度高于抗拉强度，且压应力不容易导致疲劳，故选择大球面可以降低拉应力比例，进而提高材料承载能力和疲劳强度。

优选地，参照图13至图19，所述导向活塞组件7包括：

导向活塞71，其上端面的中心位置处开设有第一安装孔711；其下端面开设有第二安装孔712，所述第一安装孔711和所述第二安装孔712通过连通孔713连通，所述下弹簧座组件6安装于所述第一安装孔711内。

滚轮组件72，包括：安装在所述第二安装孔712内的滚轮721，过盈装配于所述滚轮721内的滚轮衬套722，以及过盈装配于所述滚轮721的轴向两端的止推轴承723；所述滚轮721的轴向方向开设有环槽7211，所述环槽7211的槽底与所述滚轮721的轴向端面之间形成圆弧过渡连接。

滚轮销73，其间隙装配于所述滚轮衬套722内。

所述第二安装孔712的孔壁突出设置有凸台7121，所述凸台7121与所述止推轴承723接触。

所述凸台7121沿径向方向均匀布置有多个第一径向油槽7122，所述第一径向油槽7122相对于所述止推轴承723设置。

滚轮衬套722、止推轴承723和滚轮721均采用过盈配合，减少运动面，提高摩擦面的运动速度。在动压润滑理论中，在一定范围内，摩擦系数随着摩擦面的相对运动速度提高而减小。故提高相对运动速度，加强了动压润滑效果，进而使相应摩擦面形成更厚动压油膜避免固体接触，降低摩擦系数和磨损。

由于设置了连通孔，具有以下效果：（1）、导向活塞71上方滑油从连通孔713流下时均匀分布在滚轮721的第二安装孔的正上方正中间，润滑油在滚轮721母线上分布均匀，润滑油在滚轮721表面分布不受正反转影响（都能均匀分布）；（2）、改善导向活塞71竖向受力分布，即将柱塞43压力分布到连通孔713周围较厚实位置，使整体受力均衡，减小最大应力，提高系统承载能力可靠度。（传统导向活塞，连通孔开在中心周围，连通孔位置为实体，到此位置较薄，应力较大）；（3）、泵总成中，导向活塞71和和外弹簧座61配合时，外弹簧座61的润滑油出油油道615连通柱塞偶件4上方泄露的润滑油，可以避免弹簧堵塞油孔，增加滑油 实际 流通面积。

该环槽7211通过在精加工完滚轮721内孔和外圆后再加工形成，如图20a和图20b,环槽7211的设置，减小了滚轮721两端刚度，当滚轮721表面受到径向压力时，环槽7211附近的滚轮721目前可以自动变形，同时，加工环槽7211后，滚轮721外圆和内孔自动塌陷，在滚轮721内孔和外圆两端形成微观弧面，降低滚轮721两端的几何应力集中，进而使滚轮721表面受力均衡。（几何应力集中：滚轮721表面受力时，滚轮721母线两端接触应力明显大于中间）。环槽7211的槽壁形成为弧形，其可以有效减弱滚轮721转动过程中滚轮721的外圆柱面存在的集合应力集中和滚轮721的内孔的侧压效应，使滚轮组件72内外工作面应力分布均衡，从而降低滚轮组件72和滚轮销73之间发生咬卡的概率。

该凸台7121与相应摩擦面（滚轮组件端面）形成推力轴承模型。即第一径向油槽7122内充满滑油，为运动面（滚轮组件端面）提供充分滑油，利用滚轮721端面运动速度在滚轮721端面形成动压油膜，将导向活塞71的凸台7121和滚轮组件72端面隔开，减小磨损，降低摩擦系数。将第一径向油槽7122开在导向活塞71的凸台7121上，与开在滚轮组件72上相比。导向活塞71不会相对转动，摩擦面上高低压油膜区分布相对静止，滚轮组件72轴向因此相对静止。如果将第一径向油槽开在运动件（滚轮组件72端面）上会因为第一径向油槽相对于导向活塞71发生相对运动，导致油膜分布相对运动，进而导致滚轮721轴向多余附加振动，降低整体动力性能。

对于滚轮721来说，滚轮721采用端部切槽变形设计，以减小边界应力；具体来说，对于滚轮721来说，其在加工时，先磨滚轮721的外圆和滚轮的内孔，然后进行轴向两端面的环槽7211的切槽加工，在切槽加工完成后，滚轮721的外圆和内孔母线自然形变为弧线，可以有效减弱滚轮721转动过程中滚轮的外圆柱面存在的几何应力集中和滚轮721的内孔的侧压效应，使滚轮组件72内外工作面应力分布均衡，从而降低滚轮组件72和滚轮销73之间发生咬卡的概率。滚轮衬套722和滚轮721之间采用过盈配合的方式，提高了滚轮衬套722的运动面和滚轮销73之间的相对速度，滚轮衬套722的端面发生高速运动进而和滚轮销73之间形成有效动压油膜，从而提高动压润滑效果，降低滚轮衬套722和滚轮销73之间发生咬卡的概率；滚轮721和止推轴承723之间采用过盈配合的方式，提高了止推轴承723的运动面和凸台7121之间的相对速度，止推轴承723的端面发生高速运动进而和凸台7121之间形成有效动压油膜，可防止凸台7121和止推轴承723贴紧，避免止推轴承723的端面供油不足导致的过度磨损，动压油膜的形成可提高了动压润滑效果，降低止推轴承723和凸台7121之间咬卡的可能性。

优选地，如图17，所述滚轮销73的外表面设置为圆柱面，圆柱面上的两个位置处分别设置有两阶腰形槽731，732，所述腰形槽731，732设置在所述滚轮销73的中部位置；细长腰形槽的设置，使腰形槽731和732内的润滑油和相应摩擦面有较大大的接触面积，充分利用相应运动面运动速度，将更多润润滑油带入承载面形成动压油膜，进而形成更厚的润滑油膜。腰形槽731的两边设为腰形，减小滚轮销73表面开槽带来的应力集中。两阶腰油槽731和732能增加表面润滑油流量。

位于外层的腰形槽731与所述滚轮衬套722的外表面之间形成角度位于5~10°的小角度楔形槽，，且位于内层的腰形槽732内设置有油孔733和734；两个腰形槽夹角为70~120°（实际值可以根据仿真计算结果确定，实例中可选为90°），且位于承压区正上方，保证对摩擦面充分供油的条件下，减小了表面开腰形槽对承压区面积影响，进而使承压区角度更大，承压区油膜平均压力更小；外层的腰形槽731和相应摩擦面形成小角度收敛楔形，加强动压润滑中的挤压效应；内层的腰形槽732主要用于贮存更多的滑油，保证对摩擦面充分的供油，即使短时间供油不良也不影响滚轮销表面的润滑，当润滑系统出问题时，减小系统咬卡的概率；两个位置处的两个油孔733，734通过润滑油出油道连通，两个油孔733和734之间呈90°设置。

优选地，如图15和图16，所述导向活塞71的外表面设置为圆柱面，圆柱面上设置有多条周向油槽714和715、一条第一轴向油槽716和竖直槽717，所述竖直槽717开设于所述周向油槽715内，所述竖直槽717通过所述第一轴向油槽716连通所述周向油槽714；周向油槽715的两边与导向活塞上下两端之间设有1~10°倒角，运动时倒角和相应运动面形成小角度收敛楔形，加强动压润滑中的挤压效应。改善导向活塞71表面润滑状态，使建立更厚的动压油膜，减小摩擦，减小咬卡概率。根据相关资料和实验，倒角过大（如45°或者90°）时，倒角不能加强润滑，反而对相应摩擦面具有刮削作用，刮掉表面润滑油，降低润滑效果。

圆柱面上还设置有斜孔718，所述斜孔718的两端分别连通所述周向油槽715和所述第二安装孔712的内壁。

圆柱面上还设置有与所述周向油槽715连通的第二轴向油槽719.

圆柱面上还设置有相连的第一直孔7100和第二直孔7101，所述第一直孔7100连通所述第一轴向油槽716，所述第二直孔7101连通第一安装孔711；第一直孔7100和第二直孔7101为导向活塞71内部的下弹簧座组件6供应滑油，降低相应运动面磨损。

所述滚轮销73的外圆面上设置有润滑油进油道735，所述润滑油进油道735相对所述斜孔718设置，所述润滑油进油道735连通所述润滑油出油道。

优选地，所述滚轮销73外圆表面上设有DLC涂层；DLC涂层硬度高、摩擦系数小、耐磨、耐高温，当滚轮衬套722和滚轮销73之间的润滑不良时，DLC图层和铜合金轴承的滚轮衬套722组成的摩擦副仍然能够进行良好运行，可以进一步降低滚轮销73和滚轮衬套722之间发生咬卡的概率；

所述滚轮衬套722采用铜合金制成。

所述止推轴承723采用铜合金制成。

所述滚轮销723和所述滚轮衬套722之间采用强制润滑。

所述止推轴承723和所述凸台7121之间采用强制润滑。

滚轮衬套722和止推轴承723采用青铜合金，利用青铜的合金的摩擦系数低、耐磨性好、自润滑性和抗冲击特性，改善滚轮组件72内孔和端面与相应运动面存在固体摩擦时的摩擦特性，降低摩擦系数，提高抗冲击性，提高承载能力。

优选地，如图13、图14和图18，所述导向活塞71的上端面外圆、下端面外圆及所述周向环槽715处均设置有第一倒角7102；

所述第一安装孔711的孔壁上设置有第二倒角7110。

在所述第二安装孔712的孔壁上设置有第四孔7123；

在所述滚轮销73上的外圆表面上设有第五孔736；

所述第五孔736内依次放置有弹簧737和止动销738，且所述止动销738部分伸入至所述第四孔7123内。第五孔736的设置是为了用于安装止动销738，使滚轮销73与导向活塞71相对静止，减小滚轮销71和滚轮721相对运动面的数量，进而提高相对运动面的速度，进而加强了动压润滑效果（其原理和滚轮与衬套过盈配合一样）。具体来说，在将滚轮组件72和滚轮销73装配到导向活塞71上时，首先采用冷装的方式将滚轮衬套722和止推轴承723安装到滚轮721上；然后将弹簧737和止动销738依次放入滚轮销73的第五孔736中；接着将滚轮组件72放置于导向活塞71下部，用滚轮销73依次穿过导向活塞71下端的第四孔的一侧、滚轮组件内孔（具体为滚轮衬套的内孔）、导向活塞下端的第四孔的另一侧；然后，用手压住止动销738，使其高度低于第二安装孔712，同时推动滚轮销73，直至止动销738在弹簧737的作用下弹入导向活塞71的第四孔7123中。也就是说，喷油泵泵体1流出的润滑油通过第二轴向油槽719流入至周向油槽715中，然后，通过该竖直槽717和第一轴向油槽716流至周向油槽714中，实现导向活塞71和喷油泵泵体1之间的润滑，并且，因为导向活塞71和与之配合的泵体1的中孔之间的间隙很小，所以进入到导向活塞71的第二轴向油槽719和周向油槽715中的润滑油保有一定的压力，可在导向活塞71的外圆和泵体1的中孔之间形成润滑油膜；同时，在第二轴向油槽719中的润滑油部分通过斜孔718流入至润滑油进油油道735内，以深入至滚轮销73内部，然后，通过油孔733和734流出至滚轮销73的外圆表面，对滚轮销73和滚动衬套722之间进行深入润滑，在滚轮销73和滚动衬套722之间形成润滑油膜。

第一倒角7102和第二倒角7110的角度范围位于1~10°之间，当导向活塞71和泵体1上的中孔配合时可以形成小角度收敛楔形，加强动压润滑中的挤压效应，增加了运行时导向活塞71表面的油膜厚度，从而降低导向活塞71和泵体1之间发生咬卡的概率。

优选地，如图18和图19，所述润滑油进油道735包括：沿所述滚轮销73的径向方向设置的第三径向油道7351和沿所述滚轮销73的轴向方向设置的轴向油道7352，所述第三径向油道7351与所述轴向油道7352相连 ；所述轴向油道7351和腰形槽732内的油孔733、734相连。

上述实施例只对其中一些本发明的一个或多个实施例进行了描述， 但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各 权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。