CN101446247B - 用于内燃机燃料系统的燃料高压泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机燃料系统(10)的燃料高压泵(22)，该燃料高压泵具有一个壳体(33)、一个可循环运动的输送元件(32)和一个排出阀(40)。本发明提出，一个止回阀(42)组合到该排出阀(40)中，它朝向一个高压区(24，26)打开并且它的打开压力差小于排出阀(40)的打开压力差。

Description

用于内燃机燃料系统的燃料高压泵
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于内燃机燃料系统的燃料高压泵。
背景技术
DE 195 39 885 A1描述了一种汽油直喷(BDE)内燃机燃料系统。该燃料系统具有一燃料高压泵，它将燃料从低压区输送到高压区，高压区包括一燃料收集管(“轨”)。高压泵是活塞泵，它具有循环运动的泵活塞、进入阀和排出阀。与燃料高压泵并联地设置一个止回阀，它向高压区打开并且在内燃机起动时能够使在低压区中存在的压力到达高压区。
发明内容
本发明的目的是，提供一种燃料高压泵，它导致对应的内燃机的良好起动特性并且同时在结构上简单地构成。
该目的通过具有权利要求1特征的燃料高压泵实现。在从属权利要求中给出本发明的有利改进方案。此外在下面的说明书和附图中还给出对于本发明重要的特征，其中，这些特征可以不仅单独地、而且以不同的组合对于本发明有重要意义，无需明确地指出。
按照本发明的燃料高压泵的优点是，当内燃机运行后在冷却阶段期间在高压区中出现低压时，止回阀打开并且允许高压区与低压区之间的压力平衡。由此减少甚至完全避免高压区中的气体析出，这也简化或者加速了后面的内燃机起动。通过将止回阀组合到排出阀中，在迄今的燃料高压泵上只需少量或者甚至根本不需要结构上的改变。尤其可以省去燃料高压泵中的附加的孔或管道。
按照本发明的燃料高压泵基于这种知识：燃料系统，包括高压区和燃料高压泵，在内燃机运行后也冷却。通过包含在高压区中的燃料由温度引起的相对于结构部件的体积变化，在高压区中存在的高压可以很快下降到一个低水平，直到负压。通过这种负压可能发生燃料的气体析出，这导致在内燃机下次启动时延迟，因为必须首先压缩析出气体的体积并且以液体燃料充注。所有这些在按照本发明的燃料高压泵中可以避免，其中，燃料高压泵的自身结构可以保持不变。
按照本发明的燃料高压泵的第一有利改进方案的特点在于，止回阀组合到排出阀的一个阀元件中。由此甚至可以保持不改变排出阀的基本结构，这再次减少了结构上的费用。在此已经证实，当止回阀结构小并且仅具有小重量时排出阀的动态特性实际上不受影响。
为此在改进方案中建议，排出阀的所述阀元件具有用于止回阀的一球形阀元件的一阀座。这种止回阀在结构上特别简单并且工作可靠，高压区与低压区之间的密封良好。
在此，止回阀的所述球形阀元件可以安置在一个保持于排出阀的所述阀元件上的保持架中。该保持架最好具有用于提供可通流性的横向孔并且例如可由V2A钢制成，通过这样的保持架，球可以防失落地保持在排出阀的所述阀元件上，由此保证排出阀的运行可靠性。
在为此的另一改进方案中建议，止回阀的所述阀元件通过保持架被无涡流地导向。由此减少在流过止回阀时的流动损失。
对此替换地，止回阀的所述球形阀元件可以被接收在排出阀的所述阀元件的一个接收室中并且通过一个凸起固定在该接收室中。该凸起例如可以通过接收室的一个边缘的塑性变形、例如通过卷边制成。这种结构节省空间并且以特别小的程度改变排出阀区域中的流动特性。此外减少了要处理和要装配的零件数量。这降低了成本。
特别有利的是，止回阀的所述阀元件仅仅被在截止方向上作用的液压压力朝向阀座加载。打开止回阀所需的打开压力差在这种情况下是最小的，由此特别有效地抑制气体析出，因为止回阀在高压区冷却时较早地打开。
一个结构上特别简单的变型规定，止回阀的所述阀元件包括一个可弯曲的扁形件，它固定在止回阀的所述阀元件上并且与在那里存在的扁平座协同工作。该扁形件例如可以固定焊接在止回阀的所述阀元件上。在此该扁形件可以包括一个弹簧板，由此改善止回阀的密封。
附图说明
下面借助于附图详细解释本发明的一些实施例。附图中示出：
图1 一个内燃机燃料系统的示意图，具有燃料高压泵，该燃料高压泵具有一个排出阀，一个止回阀组合到该排出阀中，
图2 图1的燃料高压泵的详细的局部剖面图，
图3 排出和止回阀的阀元件在替换实施例中的一个剖面，
图4 另一替换实施例的与图3类似的视图。
具体实施方式
在图1中总体以标记符号10表示内燃机的燃料系统。该燃料系统包括一个燃料容器12，一个电输送泵14将燃料从该燃料容器输送到低压管道16中。在该低压管道上连接有低压调节器18。低压管道16经过滤器20通到燃料高压泵22，该燃料高压泵在图1中通过一个虚线框表示。燃料高压泵22将燃料压缩到很高的压力并且通过高压管道24将燃料输送到一个也被称为“轨”的燃料收集管26。在该燃料收集管上连接有多个喷射器28，它们将燃料直接喷射到与它们对应的燃烧室(未示出)中。压力传感器30感测轨26中的压力并将相应的信号传送给未示出的控制和调节装置。
燃料高压泵22包括一个构造为活塞32的可循环运动的输送元件，该输送元件限制在高压燃料泵22的壳体33中构成的输送室34的边界。该输送室通过一个可控制的进入阀36和一个低压侧的压力缓冲器38可与低压管道16连接。此外输送室34通过一个排出阀40和一个组合到该排出阀中的止回阀42可与高压管道24连接。限压阀44将高压管道24与输送室34连接。
如也可从图2中看到的那样，排出阀40包括一个盘形的阀元件46，它被一阀弹簧48朝向在燃料高压泵22的壳体33上构成的排出阀40阀座50加载。阀弹簧48为此支承在一个弹簧座52上，该弹簧座与壳体33压紧。
在阀元件46中存在一个中心通孔54，它的直径比排出阀40的阀座50上的直径小数倍。在离开输送室34的指向上，在通孔54上方安置一个保持架56，它在58(参见图1)的位置处与阀元件46焊接。保持架56具有整体上圆柱形的帽状构形并且具有多个孔，在图1中只对其中的两个径向孔设置标记符号60。在保持架56与排出阀40的阀元件46之间接收止回阀42的球形阀元件62。通孔54的指向阀元件62的边缘形成一个用于该球形阀元件62的阀座64(参见图1)。由图1和2可以看出，保持架56的轴向延伸长度这样大，使得球形阀元件62可以从阀座64上抬起。还可以看出，阀座64略呈锥形地构成并且与保持架56共同作用形成一个用于球形阀元件62的导向装置。止回阀42不具有对球形阀元件62加载的阀弹簧。
在正常运行中燃料高压泵22如下工作：在活塞32的抽吸行程中，排出阀40的阀元件46贴靠在阀座50上，止回阀42的阀元件62贴靠在阀座64上。进入阀36打开，由此燃料可以从低压管道16流入到输送室34。在活塞32的输送行程中，进入阀36关闭，但为了控制输送量也可被强制打开。当超过输送室34与高压管道24之间的打开压力差时，止回阀42和排出阀40打开，由此，处于高压下的燃料可以被从输送室34挤压到轨26中。
在正常运行中，内燃机以及燃料系统10或者说属于燃料系统的结构部件例如轨26、高压管道24和燃料高压泵22变热。在内燃机和燃料系统10关机后，这些部件冷却，包括包含在轨26和在高压管道24中的燃料。由于一方面包含在轨26和在高压管道24中的燃料与另一方面轨26和高压管道26的结构部件的不同的热膨胀系数，包含于其中的燃料的压力下降。
一旦高压管道24和轨26中的压力下降到低于输送室34中的压力(在输送室34中在内燃机和燃料系统10停机后会存在正常低压与环境压力之间的一个压力)，球形阀元件62从阀座64抬起，使得发生从低压管道16经越输送室34和止回阀42到低压管道24中并且继续到轨26中的压力补偿。通过这种方式防止轨26中的压力下降这样多，以致在那里由于负压而发生强烈的燃料析出气体。
通过球形阀元件62在保持架56中的紧密导向使得通过在止回阀42打开情况下的流动不对球形阀元件62施加涡流。由于止回阀42没有阀弹簧，因此在高压管道24与输送室34之间压力差很小的时候止回阀已经打开，该压力差明显小于排出阀40的打开压力差，该打开压力差基本由阀弹簧48的力确定。在活塞32的输送行程期间，止回阀42的球形阀元件62仅被在截止方向上从高压管道24向输送室34作用的液压压力朝向阀座64加载。但由于阀元件46中的通孔54的横截面相对较小，可保证，在燃料高压泵22正常运行中在活塞32的输送行程中不对排出阀40的功能产生不利影响。
现在参照图3解释止回阀42的一个可替换的实施例。在这里以及在下面适用：与已经描述过的元件和区域具有等效功能的元件和区域具有相同的标记符号并且不再详细解释。
在图3的实施例中省去了保持架和球形阀元件。取而代之，作为止回阀42的阀元件，简单地使用一个呈弹簧板62形式的可弯曲的扁形件，它通过激光焊缝66固定在排出阀40的阀元件46上并且与那里的扁平座64共同作用。
图4示出止回阀42的又一实施例：按照该实施例，在排出阀40的阀元件46中存在一个接收室68，它通过通孔54的一个扩宽区段构成。止回阀42的球形阀元件62被完全接收在该接收室68中。该阀元件62通过一个卷边翻入的凸起70防失落地保持在接收室68中。

Claims (10)

1.一种用于内燃机燃料系统(10)的燃料高压泵(22)，具有一个壳体(33)、一个可循环运动的输送元件(32)和一个排出阀(40)，其特征在于，一个止回阀(42)组合到该排出阀(40)中，该止回阀朝向一高压区(24，26)打开并且它的打开压力差小于所述排出阀(40)的打开压力差。
2.如权利要求1所述的燃料高压泵(22)，其特征在于，所述止回阀(42)组合到所述排出阀(40)的一个阀元件(46)中。
3.如权利要求2所述的燃料高压泵(22)，其特征在于，所述排出阀(40)的所述阀元件(46)具有一个用于所述止回阀(42)的一球形阀元件(62)的阀座(64)。
4.如权利要求3所述的燃料高压泵(22)，其特征在于，所述止回阀(42)的球形阀元件(62)设置在一保持于排出阀(40)的所述阀元件(46)上的保持架(56)中。
5.如权利要求4所述的燃料高压泵(22)，其特征在于，止回阀(42)的所述球形阀元件(62)通过所述保持架(56)被无涡流地导向。
6.如权利要求3所述的燃料高压泵(22)，其特征在于，止回阀(42)的所述球形阀元件(62)被接收在排出阀(40)的所述阀元件(46)的一个接收室(68)中并且通过一个凸起(70)固定在该接收室中。
7.如权利要求3至6中任一项所述的燃料高压泵(22)，其特征在于，止回阀(42)的所述球形阀元件(62)仅被在截止方向上作用的液压压力朝向阀座(64)加载。
8.如权利要求2所述的燃料高压泵(22)，其特征在于，止回阀(42)包括一个可弯曲的扁形件(62)作为阀元件，该扁形件固定在排出阀(40)的阀元件(46)上并且与在该排出阀(40)的该阀元件(46)上存在的扁平座(64)共同工作。
9.如权利要求8所述的燃料高压泵(22)，其特征在于，所述扁形件包括一个弹簧板(62)。
10.如权利要求8所述的燃料高压泵(22)，其特征在于，止回阀(42)的所述阀元件仅被在截止方向上作用的液压压力朝向扁平座(64)加载。
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