CN101389858A - 尤其是用于内燃机燃料喷射装置的高压泵 - Google Patents

尤其是用于内燃机燃料喷射装置的高压泵 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种尤其是用于内燃机燃料喷射装置的高压泵，具有一驱动轴(12)，该驱动轴具有至少一个凸轮(16)或偏心轮，具有至少一个泵元件(18)，所述泵元件具有一泵活塞(20)，该泵活塞被所述驱动轴(12)的凸轮(16)或偏心轮驱动进行行程运动。在该泵活塞(20)与所述驱动轴(12)的凸轮(16)或偏心轮之间设置有一支撑元件(44)和一在该支撑元件中可旋转地支承的、在凸轮(16)或偏心轮上滚动的滚子(46)。在所述滚子(46)的旋转轴线(47)的方向上在该滚子旁边设置有一用于该滚子(46)的支撑装置(60)。滚子(46)和/或该支撑装置(60)至少在该滚子(46)与该支撑装置(60)之间的接触区域中具有一个具有高磨损强度的表面。

Description

尤其是用于内燃机燃料喷射装置的高压泵
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的、尤其是用于内燃机燃料喷射装置的高压泵。
背景技术
通过DE 199 07 311 A1已知这种高压泵。这种高压泵具有驱动轴，该驱动轴具有至少一个凸轮或偏心轮。该高压泵还具有至少一个泵元件，它具有泵活塞，该泵活塞被驱动轴的凸轮或偏心轮驱动进行行程运动。在泵活塞与驱动轴的凸轮或偏心轮之间设置一支承元件并且在支承元件中可旋转地支承一个滚子，它在驱动轴的凸轮或偏心轮上滚动。已经确认，在高压泵运行时在该滚子上也作用了朝向其旋转轴线方向的力，其中在滚子运动到相邻构件上时在该滚子和/或这些构件上可能产生磨损，它导致滚子与相邻构件之间增加的摩擦。这种增加的摩擦妨碍滚子的旋转运动，由此在滚子与驱动轴的凸轮或偏心轮之间出现滑动，它在这里也导致磨损。
发明内容
相比之下，按照本发明的具有权利要求1特征的高压泵具有的优点是，减少滚子和/或支撑装置的磨损并由此避免在这里增加摩擦。
在从属权利要求中给出按照本发明的高压泵的有利扩展结构和改进方案。
附图说明
在附图中示出本发明的多个实施例并且在下面的描述中详细解释。附图示出：
图1用于内燃机燃料喷射装置的高压泵的纵剖面，
图2该高压泵沿图1中线II-II的横剖面，
图3按照第一实施例的高压泵的在图1中以III标记的局部的放大图，
图4按照第二实施例的高压泵的局部III，
图5按照第三实施例的高压泵的局部III，
图6按照第四实施例的高压泵的一部分和
图7该高压泵沿图2中线VII-VII的剖面的一个局部。
具体实施方式
在图1至6中示出一个用于内燃机燃料喷射装置的高压泵。该高压泵具有多件式的泵壳体10，在其中设置有被内燃机旋转驱动的驱动轴12。该驱动轴12例如通过两个在驱动轴12的旋转轴线13的方向上相互间隔开的轴承位置可旋转地支承。这些轴承位置可以设置在泵壳体10的不同零件中，例如可以在泵壳体10的基体14中设置第一轴承位置并且在与基体14连接的法兰件15中设置第二轴承位置。
在位于两个轴承位置之间的区域中，驱动轴12具有至少一个凸轮16或相对于其旋转轴线13偏心地构成的区段，其中凸轮16也可以构造为多重凸轮。该高压泵具有至少一个或多个设置在外壳10中的泵元件18，它们各具有一个泵活塞20，该泵活塞被驱动轴的凸轮16驱动在相对于驱动轴12的旋转轴线13至少近似径向的方向上进行行程运动。在每个泵元件18的区域中设置有一个与基体14连接的泵壳体件22，它构造为缸头。该泵壳体件22具有一个贴靠在基体14外侧面上的法兰24和一个穿过基体14中的孔朝向驱动轴12突出的、至少近似圆柱形的突头26，该突头具有与法兰24相比更小的直径。泵活塞20在泵壳体件22中的一个在突头26中构成的圆柱孔28中被密封地、可移动地导向并且以其背离驱动轴12的端面在圆柱孔28中限定一个泵工作室30的边界。圆柱孔28可以一直延伸到法兰24中，泵工作室30就设置在该法兰中。该泵工作室30通过在泵壳体10中延伸的燃料输入通道32与例如一个输送泵的燃料输入口连接。在燃料输入通道32到泵工作室30中的相贯口上设置有一个向泵工作室30中打开的进气阀34。泵工作室30此外还通过一个在泵壳体10中延伸的燃料排出通道36与出口连接，该出口例如与高压存储器110连接。一个或者最好多个设置在内燃机汽缸上的喷射器120与高压存储器110连接，通过喷射器将燃料喷入内燃机的汽缸中。在燃料排出通道36到泵工作室30的相贯口上设置有一个向泵工作室30外打开的排气阀38。
在泵活塞20与驱动轴12的凸轮16之间设置一个推杆40，通过它，泵活塞20至少间接地支撑在驱动轴12的凸轮16上。推杆40空心圆柱形地构造有圆形的外横截面并且在泵壳体10的基体14的孔42中在泵活塞20的纵轴线21方向上可移动地被导向。因此推杆40的纵轴线41与泵活塞20的纵轴线21至少基本一致。在推杆40中在其面对驱动轴12的端部区域中嵌入一个支撑元件44，在该支撑元件中可旋转地支承一个滚子46，该滚子在驱动轴12的凸轮16上滚动。该滚子46的旋转轴线47至少近似平行于驱动轴12的旋转轴线13。支承元件44在其朝向驱动轴12的一侧具有凹陷48，滚子46可旋转地支承在该凹陷中。支承元件44和推杆40也可以一体地构成。
在推杆40上或泵活塞20上作用一个预紧的复位簧52，它支撑在泵壳体件22上。通过复位簧52使泵活塞20和推杆40被朝向驱动轴12的凸轮16加载，由此即使在泵活塞20的朝驱动轴12指向的抽吸行程中和在驱动轴12的高转速时也保证滚子46贴靠在凸轮16上。泵活塞20可以至少在其纵轴线21的方向上与推杆40耦合。替换地，泵活塞20也可以不与推杆40连接，此时则通过复位簧52保证泵活塞20贴靠在推杆40上。可以规定，复位簧52例如通过弹簧座53作用在泵活塞20的直径加大的活塞底脚上，由此使泵活塞保持贴靠在一个在推杆40上从推杆外壳向内伸出的法兰上，该法兰又保持贴靠在支承元件44上，使得由泵活塞20、推杆40和支承元件44连同滚子46组成的整个组合被朝向驱动轴12的凸轮16加载。
在旋转轴线47的方向上在侧面在滚子46旁边为该滚子设置了一支撑装置60，通过它防止滚子46在其旋转轴线47方向上从支承元件44中移动出来。滚子46可以在其面对支撑装置60的侧面56上凸形拱曲地构成，例如至少近似球形地拱曲。支撑装置60的面对滚子46侧面56的表面可以至少近似平面地或拱曲地、尤其是凹形拱曲地构成，如同在图7中以圆柱体的区段所表示的。因此，支撑装置60的凹形拱曲只在按照图7与推杆40纵轴线41垂直的剖切平面中存在，而支撑装置60在按照图3至6平行于纵轴线41的剖切平面中没有拱曲。支撑装置60如图7所示可以构造为围绕滚子46的环或者只在侧面设置在滚子46的侧面56旁边。
滚子46的侧面56和支撑装置60的几何特征在最小表面压力和最大冷却方面是优化的，因此滚子46和支撑装置60的摩擦应力是最小的。如果支撑装置60平面地构成，如在图7中在左半部所示，则滚子46侧面56的凸形拱曲的半径R例如约为50至500mm，最好约为90至300mm。如果支撑装置60以半径R1凹形拱曲地构成，如在图7中右半部所示，则滚子46侧面56的凸形拱曲的半径R约为支撑装置60半径R1的70％至100％，最好约85％至95％。
在此设置，滚子46和/或支撑装置60至少在滚子46与支撑装置60之间的接触区域中具有一个具有高磨损强度的表面。在此可以设置，滚子46总体用具有高磨损强度的材料制成，例如用陶瓷材料或硬金属制成。替换地或附加地也可以设置，支撑装置60总体用具有高磨损强度的材料制成，例如用陶瓷材料或硬金属制成。
替换地规定，滚子46本身用具有较低磨损强度的材料制成并且按照在图3中所示的实施例在其面对支撑装置60的侧面56上分别设置有由具有高磨损强度的材料构成的覆层62。相对于滚子侧面56的覆层替换地或附加地也可以使支撑装置60设置有由具有高磨损强度的材料构成的覆层62。覆层62可以由陶瓷材料、由硬金属或者由碳化合物尤其是类似金刚石的碳化合物制成。替换地，覆层62也可以由金属氧化物或金属氮化物制成，例如氮化钛。覆层62也可以通过碳氮共渗制成。
此外替换地规定，滚子46本身用具有较低磨损强度的材料制成并且按照在图4中所示的实施例在其面对支撑装置60的侧面56上分别具有一个用具有高磨损强度的材料制成的嵌件64。在此嵌件64可以构造为薄板，它接合到滚子46的侧面56的相应凹陷中。相对于滚子46替换地或附加地也可以在支撑装置60中在其面对滚子46侧面56的区域中分别嵌入一个由具有高磨损强度的材料构成的嵌件64。嵌件64可以由与上面对覆层62所给出的一样的材料制成。
也可以规定，覆层62按照在图5中所示的实施例直接设置在推杆40上，如图5中左半部所示，或者设置在支承元件44上，如图5中右半部所示，尤其是设置在推杆40或支承元件44的在滚子旋转轴线47方向上在侧面与滚子46邻接的内壁上。在此可以规定，在推杆40或支承元件44的该内壁中设置至少一个槽66，覆层62置入该槽中，其中在所述至少一个槽66中确保覆层62良好地附着在推杆40或支承元件44上。覆层62例如可以通过注塑作为注塑陶瓷施加上。
支撑装置60可以通过推杆40或支承元件44的一部分构成或者通过一个单独的、如图6中左半部所示插入推杆40中的或者如图6中右半部所示插入支承元件44中的、尤其是环形的构件构成，该构件则设置在滚子46与推杆40或支承元件44之间。支撑装置60可以接合、例如压入到推杆40或支承元件44中。在此，在推杆40中可以按照在图6所示实施例构成一个用于支撑装置60的接收部68。接收部68例如可以由推杆40的围绕滚子46的内壁的一个内径加大的区域构成。在此，推杆40的壁厚可以在接收部68的区域中与推杆40或支承元件44的其余部分相比减小。相同构成的、用于支撑装置60的接收部68也可以替换地如在图6中右半部所示在支承元件44中构成。支撑装置可以如前面所解释的那样构成，即，本身由具有高磨损强度的材料构成或者具有由高磨损强度材料构成的覆层或嵌件。
在泵活塞20的抽吸行程中，泵活塞径向向内运动，泵工作室30通过燃料输入通道32在进气阀34打开的情况下被注入燃料，其中排气阀38关闭。在泵活塞20的输送行程中，泵活塞径向向外运动，通过泵活塞20使燃料在高压下通过燃料排出通道36在排气阀38打开的情况下输送给高压存储器110，其中进气阀34关闭。

Claims (13)

1.尤其是用于内燃机燃料喷射装置的高压泵，具有一驱动轴(12)，该驱动轴具有至少一个凸轮(16)或偏心轮，具有至少一个泵元件(18)，所述泵元件具有一泵活塞(20)，该泵活塞被所述驱动轴(12)的凸轮(16)或偏心轮驱动进行行程运动，其中在该泵活塞(20)与所述驱动轴(12)的凸轮(16)或偏心轮之间设置有一支撑元件(44)和一在该支撑元件中可旋转地支承的、在凸轮(16)或偏心轮上滚动的滚子(46)，其特征在于，在所述滚子(46)的旋转轴线(47)的方向上在该滚子旁边设置有一用于该滚子(46)的支撑装置(40；44；60)，该滚子(46)和/或该支撑装置(40；44；60)至少在该滚子(46)与该支撑装置(40；44；60)之间的接触区域中具有一个具有高磨损强度的表面。
2.如权利要求1所述的高压泵，其特征在于，所述滚子(46)在其面对所述支撑装置(40；44；60)的侧面(56)上凸形拱曲地构成。
3.如权利要求2所述的高压泵，其特征在于，所述滚子(46)的侧面(56)的凸形拱曲至少近似球形，所述支撑装置(60)凹形拱曲地构成并且滚子(46)的侧面(56)的拱曲的半径(R)约为该支撑装置(60)的拱曲的半径(R1)的70％至100％、最好约85％至95％。
4.如权利要求2所述的高压泵，其特征在于，所述滚子(46)的侧面(56)的凸形拱曲至少近似球形，所述支撑装置(60)至少近似平面地构成并且该滚子(46)的侧面(56)的拱曲的半径(R)约为50至500mm、最好约90至300mm。
5.如权利要求1至4中任一项所述的高压泵，其特征在于，所述滚子(46)和/或支撑装置(40；44；60)在接触区域中设置有由具有高磨损强度的材料构成的覆层(62)。
6.如权利要求1至4中任一项所述的高压泵，其特征在于，在滚子(46)中和/或所述支撑装置(40；44；60)中在接触区域中接合有由具有高磨损强度的材料构成的嵌件(64)。
7.如权利要求5或6所述的高压泵，其特征在于，所述覆层(62)或嵌件(64)由陶瓷材料构成。
8.如权利要求5或6所述的高压泵，其特征在于，所述覆层(62)或嵌件(64)由金属氧化物或金属氮化物构成。
9.如权利要求8所述的高压泵，其特征在于，所述覆层(62)或嵌件(64)由氮化钛构成。
10.如权利要求5或6所述的高压泵，其特征在于，所述覆层(62)或嵌件(64)由碳化合物、尤其是类似金刚石的碳化合物构成。
11.如权利要求1至4中任一项所述的高压泵，其特征在于，所述滚子(46)和/或所述支撑装置(60)由陶瓷材料制成。
12.如上述权利要求中任一项所述的高压泵，其特征在于，所述支撑装置(60)构造为围绕所述滚子(46)的环。
13.如上述权利要求中任一项所述的高压泵，其特征在于，所述支撑装置(60)接合到支承元件(44)中或者接收该支承元件(44)的推杆(40)中。
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