CN100473822C - 用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵 - Google Patents

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Abstract

具有至少一个泵单元(16)的高压泵，该泵单元具有一个被驱动成往复运动的泵活塞(20)，该泵活塞限定了一个泵工作室(24)，在泵活塞(20)的抽吸行程中通过一个入口阀将燃料从一个燃料输入部分吸入到该泵工作室，在泵活塞的排流行程中将从燃料该泵工作室排出。入口阀(30)具有阀元件(46)，该阀元件用密封面与阀座(45)共同作用以控制泵工作室(24)与燃料输入部分的连接。阀元件的密封面包括两个具有彼此不同的第一及第二锥角(α1，α2)的区段(49，50)。配合面(45)具有一个与第一及第二锥角不同的恒定的第三锥角(α3)。在密封面的两个区段之间的过渡上形成了一个突出的棱边(54)，密封面用该棱边靠触在具有恒定的锥角的配合面上。

Description

用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机燃料喷射装置的高压泵，具有至少一个泵单元，该泵单元具有一个被驱动成往复运动的泵活塞，该泵活塞限定了一个泵工作室，在泵活塞的抽吸行程中通过一个入口阀将燃料从一个燃料输入部分吸入到该泵工作室中及在泵活塞的排流行程中将燃料从该泵工作室排到一个高压区域中，其中，入口阀具有一个阀元件，该阀元件用一个密封面与一个阀座共同作用以控制泵工作室与燃料输入部分的连接，其中，阀元件被燃料输入部分中存在的压力向打开方向加载并且被泵工作室中存在的压力向关闭方向加载，其中，阀元件的密封面和阀座的配合面分别至少近似构造成锥形的。
背景技术
这种高压泵已由DE 198 60 672 A1公开。该高压泵具有至少一个泵单元，该泵单元具有一个被驱动成往复运动的泵活塞，该泵活塞限定了一个泵工作室。在泵活塞的抽吸行程中通过一个入口阀由一个燃料输入部分吸入燃料及在泵活塞的排流行程中通过一个排出阀由泵工作室向一个高压区域压出燃料。入口阀具有一个带有密封面的阀元件，该阀元件用该密封面与一个阀座共同作用以控制泵工作室与燃料输入部分的连接。该密封面与阀座的配合面分别被构造成截锥形，但具有不同的锥角。阀元件通过泵工作室中存在的压力向关闭方向加载及通过燃料输入部分中存在的压力向打开方向加载。在公知的高压泵上在阀元件的密封面与阀座的配合面之间形成线接触，其中在高压泵的工作寿命期间由于磨损该线接触位置改变，这将导致入口阀打开压力的改变，因为在此情况下阀元件的由燃料输入部分中的压力加载的面的大小改变。由此使泵工作室中燃料的注入变差，以致对高压泵的排流特性产生不利的影响。
发明内容
根据本发明，提出了一种用于内燃机燃料喷射装置的高压泵，具有至少一个泵单元，该泵单元具有一个被驱动成往复运动的泵活塞，该泵活塞限定了一个泵工作室，在泵活塞的抽吸行程中通过一个入口阀将燃料从一个燃料输入部分吸入到该泵工作室中及在泵活塞的排流行程中将燃料从该泵工作室排到一个高压区域中，其中，入口阀具有一个阀元件，该阀元件用一个密封面与一个阀座共同作用以控制泵工作室与燃料输入部分的连接，其中，阀元件被燃料输入部分中存在的压力向打开方向加载并且被泵工作室中存在的压力向关闭方向加载，其中，阀元件的密封面和阀座的配合面分别至少近似构造成锥形的。其中，阀元件的密封面和阀座的配合面之中的一个面包括两个具有彼此不同的第一及第二锥角的区段；而另一个面具有一个与第一及第二锥角不同的恒定的第三锥角；在两个区段之间的过渡上形成了一个突出的棱边，具有恒定的锥角的面靠触在该棱边上。
相比之下，根据本发明的高压泵具有其优点，即入口阀的打开压力在高压泵的工作寿命期间仅有很小的改变，以致在工作寿命期间上高压泵的排流特性至少基本上保持相同。
在以下措施中给出了根据本发明的高压泵的有利构型及进一步的结构。
有利的是，第一及第二锥角与第三锥角之间的差值在约0.1°与90°之间，最好在约0.1°与20°之间。
有利的是，具有彼此不同的锥角的两个区段被设置在阀元件的密封面上；第一区段向着燃料输入部分设置及具有第一锥角；第二区段向着泵工作室设置及具有第二锥角，该第二锥角小于第一锥角。
有利的是，阀元件的密封面的第一区段的第一锥角大于配合面的恒定的第三锥角；阀元件的密封面的第二区段的第二锥角小于配合面的恒定的第三锥角。
有利的是，具有彼此不同的锥角的两个区段被设置在配合面上；第一区段向着燃料输入部分设置及具有第一锥角；第二区段向着泵工作室设置及具有第二锥角，该第二锥角大于第一锥角。
有利的是，配合面的第一区段的第一锥角小于阀元件的密封面的恒定的第三锥角；配合面的第二区段的第二锥角大于阀元件的密封面的恒定的第三锥角。
有利的是，阀元件至少近似地被构造成球形；密封面由阀元件的表面的一个区域构成。
附图说明
附图中表示出本发明的两个实施例及在以下的说明中详细地描述。附图表示：
图1：一个用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵，
图2：高压泵的根据第一实施例的入口阀的一个纵剖面的放大视图，及
图3：根据第二实施例的入口阀。
具体实施方式
图1中表示一个用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵10，该内燃机最好为一个压燃式内燃机。通过该高压泵10使燃料在高压下输送到一个储存器12中，燃料再被从该储存器取出以喷射到内燃机中。通过一个输送泵14使燃料输入高压泵10。该高压泵10具有至少一个泵单元16，该泵单元具有一个至少间接地通过高压泵10的驱动轴18驱动成往复运动的泵活塞20。泵活塞20在一个相对驱动轴18至少近似地延伸在径向上的圆柱形孔22中被密封地导向及在圆柱形孔22的背离驱动轴18的外端部区域中限定了一个泵工作室24。驱动轴18具有一个凸轮或一个相对其旋转轴线19偏心的轴区段26，当驱动轴18旋转运动时，通过该凸轮引起泵活塞20的往复运动。泵工作室24可通过一个向着泵工作室24打开的、被构造成止回阀的入口阀30与来自输送泵14的一个燃料输入部分相连接。此外泵工作室24可通过一个由泵工作室24向外打开的、被构造成止回阀的排出阀32与向着存储器12的一个燃料出口相连接。在抽吸行程中，泵活塞20在圆柱形孔22中径向向内地运动，以使得泵工作室24的容积变大。在泵活塞20的抽吸行程中，由于这时形成的压力差使入口阀30打开，因为由输送泵14产生出一个比泵工作室24中具有的压力高的压力，以致由输送泵14输送的燃料被吸入到泵工作室24中。排出阀32在泵活塞20进行抽吸行程时关闭，因为在储存器12中具有比泵工作室24中高的压力。
以下将借助图2来详细说明入口阀30，在该图中表示出根据第一实施例的入口阀30。入口阀30例如被置入在高压泵10的一个壳体部分36的一个径向向外、连接在圆柱形孔22上的孔34内。在此情况下孔34被构造得在直径上大于圆柱形孔22。壳体部分36例如可为一个气缸头，后者与另一个在其中支承着驱动轴18的壳体部分相连接，或可为一个在其中也支承驱动轴18的壳体部分。一个燃料输入通道38在孔34的向着圆柱形孔22的端部区域附近、例如大致在孔34的轴线的径向上通到该孔34中，该燃料输入通道与输送泵14相连接。入口阀30具有一个阀壳体40，其中设有一个在直径上分级的孔42。孔42具有一个在直径上小的区段43、一个向着泵工作室24方向连接在所述区段43上的、具有较大直径的区段44及一个向着泵工作室24方向连接在所述区段44上的区段45。该入口阀30具有一个活塞形状的阀元件46，该阀元件用一个圆柱形的柱47在孔区段43中可移动地被导向。此外阀元件46具有一个连接在柱47上、直径比柱47大的端头48，其中在端头48到柱47的过渡上在阀元件46上设有密封面49，50。这些密封面具有两个在阀元件46的纵向轴线51的方向上彼此前后相继地布置的区段49，50，这些区段分别至少近似地构造成锥形，但具有彼此不同的锥角。密封面的背离泵工作室24的第一区段49具有锥角α1，而密封面的向着泵工作室24的方向连接的第二区段50具有锥角α2，该锥角小于上述锥角α1。阀元件46的端头48向着泵工作室24。阀元件46的柱47用其背离端头48的端部从孔区段43中伸出及在该端部上作用有一个预加载的复原弹簧52。
在阀壳体40中开设有至少一个输入通道53，该输入通道通到孔区段44。最好设有多个、例如三个均匀分布在阀壳体40的圆周上的输入通道53。孔区段45被这样地构成，即它的直径从孔区段44向泵工作室24扩宽。在此情况下孔区段45的表面构成一个阀座的配合面及至少近似地构成截锥形，及具有一个恒定的锥角α3。锥角α3大于锥角α2但小于锥角α1。在密封面的第一区段49与第二区段50之间的过渡上，在阀元件46上构造一个向着配合面45突出的棱边54，阀元件46在其闭合位置中借助该棱边接触在配合面45上及由此使泵工作室24与具有输入通道53的燃料输入部分隔开。阀元件46的密封面的两个区段49，50在它们之间夹着一个钝角。阀元件46上的密封面的区段49的锥角α1与配合面45的锥角α3之间的差值Δα最好在0.1°与20°之间。阀元件46上的密封面的区段50的锥角α2与配合面45的锥角α3之间的差值Δα最好在0.1°与90°之间。阀元件46上的密封面的第二区段50与阀元件46的纵向轴线51之间的角β大于0°及小于90°。
阀元件46的密封面的第一区段49的设置在棱边54之内的面由燃料输入部分38，53中存在的压力加载，通过该压力在阀元件46上产生一个向着打开方向上的力。阀元件46的端头48的向着泵工作室24的端面由泵工作室24中存在的压力加载，通过该压力在阀元件46上产生一个向着关闭方向上的力。此外通过复原弹簧52在阀元件46上产生一个向着关闭方向上的力。在高压泵工作寿命期间，棱边54由于磨损稍微被压平，其中，阀元件46的密封面的第一区段49的由燃料输入部分中存在的压力加载的面稍微地缩小，以使得打开压力稍微地增大，该打开压力是燃料输入部分中存在的压力与泵工作室24中存在的压力之间的压力差，入口阀30通过该压力差被打开。
在泵活塞20的抽吸行程时，当通过燃料输入部分38，51中具有的、作用在阀元件46的密封面的区段49上的压力在打开方向上产生的作用于阀元件46的力大于由泵工作室24中具有的、作用在阀元件46上的压力产生的力与由复原弹簧52产生的力的总和时，入口阀30打开。在泵活塞20的排流行程时，通过该泵活塞在泵工作室24中产生增高的压力，通过该压力使入口阀30关闭。
图3中表示根据第二实施例的入口阀30。在此，该入口阀30具有阀壳体40，在该阀壳体中构造有具有一些区段43，44及45的孔42。与第一实施例不同的是，构成阀座的配合面的孔区段45不具有恒定的锥角，而是一个具有锥角α4的第一区段45a及一个具有锥角α5的第二区段45b。第二区段45b的锥角α5大于第一区段45a的锥角α4。阀元件46具有在孔42的区段43中被导向的柱47及向着泵工作室24的端头48，其中，在从柱47到端头48的过渡上设有锥形的密封面49，该密封面具有恒定的锥角α6。配合面的第一区段45a的锥角α4小于阀元件46的密封面49的锥角α6，而配合面的第二区段45b的锥角α5大于阀元件46的密封面49的锥角α6。配合面的第一区段45a的锥角α4与阀元件46的密封面49的锥角α6之间的差值Δα最好在大约0.1°与90°之间。配合面的第二区段45b的锥角α5与阀元件46的密封面49的锥角α6之间的差值Δα最好在大约0.1°与20°之间。在配合面的第二区段45b与阀元件46的纵向轴线51之间的角β最好大于0°及小于90°。在配合面的两个区段45a，45b之间的过渡上形成了一个突出的棱边54，阀元件46在其闭合位置中用其密封面49接触在该棱边上。

Claims (7)

1.用于内燃机燃料喷射装置的高压泵，具有至少一个泵单元(16)，该泵单元具有一个被驱动成往复运动的泵活塞(20)，该泵活塞限定了一个泵工作室(24)，在泵活塞(20)的抽吸行程中通过一个入口阀(30)将燃料从一个燃料输入部分(38，53)吸入到该泵工作室中及在泵活塞(20)的排流行程中将燃料从该泵工作室排到一个高压区域(12)中，其中，入口阀(30)具有一个阀元件(46)，该阀元件用一个密封面(49，50；49)与一个阀座(45；45a，45b)共同作用以控制泵工作室(24)与燃料输入部分(38，53)的连接，其中，阀元件(46)被燃料输入部分(38，53)中存在的压力向打开方向加载并且被泵工作室(24)中存在的压力向关闭方向加载，其中，阀元件(46)的密封面(49，50；49)和阀座的配合面(45；45a，45b)分别至少近似构造成锥形的，其特征在于：阀元件(46)的密封面(49，50)和阀座的配合面(45a，45b)之中的一个面包括两个具有彼此不同的第一及第二锥角(α1，α2；α4，α5)的区段(49，50；45a，45b)；而另一个面具有一个与第一及第二锥角(α1，α2；α4，α5)不同的恒定的第三锥角(α3；α6)；在两个区段(49，50；45a，45b)之间的过渡上形成了一个突出的棱边(54)，具有恒定的锥角(α3；α6)的面(45；49)靠触在该棱边上。
2.根据权利要求1的高压泵，其特征在于：第一及第二锥角(α1，α2；α4，α5)与第三锥角(α3；α6)之间的差值在0.1°与90°之间。
3.根据权利要求1或2的高压泵，其特征在于：具有彼此不同的锥角(α1，α2)的两个区段(49，50)被设置在阀元件(46)的密封面上；第一区段(49)向着燃料输入部分(38，53)设置及具有第一锥角(α1)；第二区段(50)向着泵工作室(24)设置及具有第二锥角(α2)，该第二锥角小于第一锥角(α1)。
4.根据权利要求3的高压泵，其特征在于：阀元件(46)的密封面的第一区段(49)的第一锥角(α1)大于配合面(45)的恒定的第三锥角(α3)；阀元件(46)的密封面的第二区段(50)的第二锥角(α2)小于配合面(45)的恒定的第三锥角(α3)。
5.根据权利要求1或2的高压泵，其特征在于：具有彼此不同的锥角(α4，α5)的两个区段(45a，45b)被设置在配合面上；第一区段(45a)向着燃料输入部分(38，53)设置及具有第一锥角(α4)；第二区段(45b)向着泵工作室(24)设置及具有第二锥角(α5)，该第二锥角大于第一锥角(α4)。
6.根据权利要求5的高压泵，其特征在于：配合面的第一区段(45a)的第一锥角(α4)小于阀元件(46)的密封面(49)的恒定的第三锥角(α6)；配合面的第二区段(45b)的第二锥角(α5)大于阀元件(46)的密封面(49)的恒定的第三锥角(α6)。
7.根据权利要求2的高压泵，其特征在于：第一及第二锥角(α1，α2；α4，α5)与第三锥角(α3；α6)之间的差值在0.1°与20°之间。
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