CN101498292A - 泵 - Google Patents
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Abstract
在汽缸(13)中，活塞(14)可在活塞接纳孔(13a)中往复运动以便对泵腔(15)中的流体加压。输出通道孔(130)在大体上垂直于活塞接纳孔(13a)的轴线(J1)的方向上从泵腔(15)延伸到汽缸(13)的径向中间位置，其在汽缸(13)的径向方向上位于泵腔(15)和汽缸(13)外周面之间。输出通道斜孔(131)相对于活塞接纳孔(13a)的轴线(J1)倾斜，并从输出通道孔(130)与泵腔(15)径向隔开的部分延伸到汽缸(13)外。
Description
技术领域
本发明涉及一种泵。
背景技术
在压缩点火的内燃机中喷射燃料的燃料喷射装置，具有泵送燃料从而将高压燃料供应给共轨(common rail)的供给泵。在供给泵中，泵腔被限定在汽缸中。当容纳在汽缸的活塞接纳孔内的活塞往复运动时，泵腔中的燃料被加压经由形成于汽缸中的输出通道朝向共轨输送。输出通道相对于活塞接纳孔轴线倾斜(参见例如，日本未审核专利公开文本号No.JP2006-170169A)。
在如日本未审核专利公开文本号No.JP2006-170169A所引述的那种供给泵的情况下，泵腔中的燃料加压时，汽缸由于燃料的压强而向外扩张，在输出通道的泵腔侧开口(下文中称为输出通道开口)产生应力。应力集中在输出通道开口在活塞接纳孔轴线和输出通道轴线之间限定了的角度为锐角的部分。汽缸很可能从输出通道开口应力集中的这个部分开始发生破裂。
发明内容
本发明解决上述缺点。因此，本发明的目标是限制泵汽缸的破裂，其中输出通道相对于活塞接纳孔的轴线倾斜。
依照本发明，提供了一种包括汽缸和活塞的泵。汽缸限定了泵腔，活塞接纳孔，吸入通道和输出通道。活塞接纳孔从泵腔开始连续，并且与泵腔共轴线。吸入通道与泵腔相通，将流体从外部流体供应源供给到泵腔。输出通道与泵腔相通，将流体从泵腔输出到汽缸外。活塞以可往复运动的形式容纳在活塞接纳孔中对泵腔中的流体加压并将加压的流体经由输出通道输送出泵腔。输出通道包括输出通道横孔和输出通道斜孔。输出通道横孔在大体上垂直于活塞接纳孔轴线的方向上延伸通过泵腔，并包括第一孔部和第二孔部。第一孔部从泵腔延伸到汽缸的外周面并用闭塞部件闭塞。第二孔部从泵腔延伸到汽缸的径向中间位置，其在汽缸的径向方向上位于泵腔和汽缸外周面之间。输出通道斜孔相对于活塞接纳孔倾斜并从第二孔部与泵腔径向隔开的部分延伸到汽缸外。
依照本发明，还提供了一种包括汽缸和活塞的泵。汽缸限定了泵腔，活塞接纳孔，吸入通道和输出通道。活塞接纳孔从泵腔开始连续，并且与泵腔共轴线。吸入通道与泵腔相通，将流体从外部流体供应源供给到泵腔。输出通道与泵腔相通，将流体从泵腔输出到汽缸外。活塞以可往复运动的形式容纳在活塞接纳孔中对泵腔中的流体加压并将加压的流体经由输出通道输送出泵腔。输出通道包括输出通道孔和输出通道斜孔。输出通道孔在大体上垂直于活塞接纳孔轴线的方向上从泵腔延伸到汽缸的径向中间位置，其在汽缸的径向方向上位于泵腔和汽缸外周面之间。输出通道斜孔相对于活塞接纳孔倾斜并从输出通道孔与泵腔径向隔开的部分延伸到汽缸外。
附图说明
本发明加上其额外的目标，特征和优点一起，会从接下来的介绍，所附权利要求以及附图中得到最好的理解，其中：
图1是依照本发明第一实施例的泵的纵向示意性横剖面视图；
图2是图1中所示的泵的汽缸的部分横剖面视图；
图3是图2中用III所指部分的部分横剖面放大视图；
图4是第一实施例的第一种改良方案的汽缸的部分横剖面视图；
图5是第一实施例的第二种改良方案的汽缸的部分横剖面视图；
图6是第一实施例的第三种改良方案的汽缸的部分横剖面视图；
图7是第一实施例的第四种改良方案的汽缸的部分横剖面视图；
图8是第一实施例的第五种改良方案的汽缸的部分横剖面视图；
图9是依照本发明第二实施例的泵的部分横剖面视图。
具体实施方式
(第一实施例)
本发明的第一实施例将通过引用附图来进行介绍。在向压缩点火的内燃机的燃烧室喷射燃料的燃料喷射装置中，依照本发明的泵1是被用作向存储高压燃料的共轨供应高压燃料的供给泵。
图1示出了本实施例泵1的结构。泵1的泵壳10包括凸轮室10a，滑块接纳孔10b和汽缸接纳孔10c。凸轮室10a位于泵壳10的下端。滑块接纳孔10b大体为圆柱形并从凸轮室10a向上延伸。汽缸接纳孔10c大体为圆柱形并从滑块接纳孔10b向泵壳10的上端面延伸。
凸轮室10a容纳凸轮轴11，其由未描述的压缩点火内燃机(下文中称为内燃机)驱动。凸轮轴11由泵壳10可旋转地支撑。更进一步地，凸轮12形成在凸轮轴11上。
汽缸13以下述方式被安装在汽缸接纳孔10c中，即，汽缸13闭合汽缸接纳孔10c的开口。大体为圆柱形的活塞接纳孔13a形成在汽缸13中，大体为圆柱形的活塞14以可往复运动的形式容纳在活塞接纳孔13a中。泵腔15以共轴方式从活塞接纳孔13a连续，并由活塞14的上端面和汽缸13的内周面所限定。
座14a连接到活塞14的下端，并且座14a被弹簧16迫使压靠滑块17。滑块17被构造成大致圆柱形的形状并且可往复运动地容纳在滑块接纳孔10b中。凸轮滚子18被可旋转地安装到滑块17上并与凸轮12接合。当凸轮12经由凸轮轴11的旋转而旋转时，活塞14与座14a，滑块17和凸轮滚子18一起做往复运动。
燃料凹槽19形成于汽缸13和泵壳10之间。从未描述的进给泵(一个外部流体供应源)输出的低压燃料经由未描述的低压管供应给燃料凹槽19。还有，燃料凹槽19经由汽缸13的吸入通道13b和电磁阀30的吸入通道31a与泵腔15相通。
通常与泵腔15相通的输出通道13c开口到汽缸13的内周面。泵腔15经由输出通道13c，输出阀20和未描述的高压燃料管连接到未描述的共轨上。
输出阀20在输出通道13c的下游侧安装到汽缸13上。输出阀20包括阀件20a和弹簧20b。阀件20a被驱动以打开或闭合输出通道13c。弹簧20b将阀件20a以阀门闭合的方向压靠到阀座上。在泵腔15中加压的燃料驱动阀件20a在阀门打开方向上克服弹簧20b的压靠力离开阀座，使得加压燃料被送到共轨中。
电磁阀30螺合到汽缸13以闭合泵腔15的开口，在该位置，电磁阀30与活塞14的上端面相对。具体地，电磁阀30和活塞14可以下述方式共轴放置，即，泵腔15放置在电磁阀30和活塞14之间。电磁阀30的吸入通道31a和座(未示出)形成在电磁阀30的主体31中。吸入通道31a的一端与泵腔15相通，而吸入通道31a的另一端与汽缸13的吸入通道13b相通。座形成在电磁阀30的吸入通道31a中。
电磁阀30包括螺线管32，衔铁(armature)33，弹簧34，阀件35和止挡件36。螺线管32一经通电就产生吸引力。衔铁33在螺线管32一经通电时就以被吸引的方向吸引到螺线管32上。弹簧34以相反方向压迫衔铁33，该方向与衔铁33的吸引方向相反。阀件35与衔铁33整体地朝向或远离座移动从而打开或闭合电磁阀30的吸入通道31a。止挡件36在阀打开的时候限制阀件35的位置。止挡件36被夹在电磁阀30和汽缸13之间，并且在止挡件36中还形成了多个使吸入通道31a和泵腔15之间连通的连通孔(未示出)。
接着，本实施例的泵1的主要特征将会被详细地介绍。图2示出了能表示图1中所示的泵1的汽缸13的主要特征的部分横剖面视图。图3是图2中画圈部分III的横剖面放大图。
如图2中所示，输出通道13c包括输出通道横孔130和输出通道斜孔131。输出通道横孔130在大体上垂直于活塞接纳孔13a轴线31的方向上延伸通过泵腔15。输出通道斜孔131相对于活塞接纳孔13a轴线J1倾斜并从输出通道横孔130延伸到汽缸13外。
具体地，输出通道横孔130包括第一孔部1301和第二孔部1302。第一孔部1301从泵腔15延伸到汽缸13的外周面。第二孔部1302从泵腔15延伸到汽缸13的、在汽缸13的径向上位于泵腔15和汽缸13外周面之间的一径向中间位置。
输出通道斜孔131在与泵腔15径向隔开的位置连接到第二孔部1302。输出通道斜孔131倾斜使得活塞接纳孔13a轴线J1和输出通道斜孔131之间的径向距离在轴向上从活塞14(看图1)一侧到电磁阀30(看图1)一侧增大。
如图3中所示，第一孔部1301包括大体为圆柱形的大径孔部1301a，大体为圆柱形的小径孔部1301b和锥形阶梯部1301c。大径孔部1301a开口到泵腔15。小径孔部1301b的内径比大径孔部1301a的内径小，并开口到汽缸13的外周面。阶梯部1301c形成在大径孔部1301a和小径孔部1301b之间连接彼此。
小径孔部1301b和第二孔部1302(看图2)是由普通钻头在汽缸13外钻孔形成。小径孔部1301b和第二孔部1302共轴并具有相同的内径。大径孔部1301a和阶梯部1301c是通过电化学加工或切削加工而成。
提供第一孔部1301是为了对第二孔部1302进行加工，实现泵1的泵送功能不需要第一孔部1301。因此，第一孔部1301用闭塞部件40闭塞。具体地，构造成大体球形的闭塞部件40压配合到大径孔部1301a中。闭塞部件40压靠阶梯部1301c，并且第一孔部1301通过闭塞部件40和阶梯部1301c的接合而闭塞。
将要介绍到的是具有上述结构的泵的操作。首先，当电磁阀30的螺线管32未通电时，阀件35被弹簧34的压迫力置于阀门打开位置。那就是说，阀件35从主体31的座部分上抬起，从而吸入通道31a被打开。
在吸入通道31a的该打开状态下，当活塞14向下移动时，从进给泵分配到的低压燃料经由燃料凹槽19，吸入通道13b和吸入通道31a供应到泵腔15。
接着，当活塞14开始向上运动时，活塞14开始压缩泵腔15中的燃料。但是，在活塞14向上运动的开始，电磁阀30未通电，因而进气阀通道31a打开。因此，泵腔15中的燃料经由吸入通道31a和吸入通道13b流向燃料凹槽19一侧，从而泵腔15中的燃料未充分压缩，也就是说，未充分加压。
当电磁阀30在燃料从泵腔15溢出的过程中通电，衔铁33和阀件35克服弹簧34的压靠力被吸引到螺线管32。因此，阀件35坐靠于主体31的座部分，进而吸入通道31a关闭。通过这种方式，燃料向燃料凹槽19一侧的溢流停止，由活塞14对泵腔15中燃料的增压开始。然后，输出阀20被泵腔15中提升的燃料压力打开，从而燃料被泵送到共轨，也就是说，经由输出通道13c输送出泵腔15。
当由活塞14对泵腔15中燃料的增压开始时，第一孔部1301的泵腔15侧开口和第二孔部1302的泵腔15侧开口有应力生成。
然而，本实施例的泵1中，第一孔部1301和第二孔部1302大体上垂直于活塞接纳孔13a的轴线J1延伸。因此，应力在第一孔部1301的泵腔15侧开口和第二孔部1302的泵腔15侧开口中是均一生成的，因此，由应力集中所导致的汽缸13破裂就得到了限制。
更进一步说，闭塞部件40被泵腔15中燃料的压强压迫到阶梯部1301c上，因此闭塞部件40和阶梯部1301c之间的密封程度得到改进。并且，被构造成大致球形的闭塞部件40与具有任何其他形状的闭塞部件相比更容易进行制造。
在上述实施例中，被构造成大致球形的闭塞部件40被用来闭塞第一孔部1301。然而，闭塞第一孔部1301的手段还可依照以下进行改良。
图4是上述实施例第一种改良方案的汽缸13的部分横剖面视图。如图4所示，闭塞部件40具有大径圆柱部401、小径圆柱部402和锥形阶梯部403。小径圆柱部402的外径比大径圆柱部401的外径小。锥形阶梯部403形成在大径圆柱部401和小径圆柱部402之间连接彼此。
大径圆柱部401压配合到第一孔部1301的大径孔部1301a中，而小径圆柱部402压配合到第一孔部1301的小径孔部1301b中。更进一步说，闭塞部件40的阶梯部403被压迫到第一孔部1301的阶梯部1301c上。第一孔部1301经由阶梯部403和阶梯部1301c之间的接合而闭塞。即便在此改良方案中，闭塞部件40被泵腔15中燃料的压力压靠到阶梯部1301c上，因此在闭塞部件40和阶梯部1301c之间的密封程度得到改进。
图5是上述实施例第二种改良方案的汽缸13的部分横剖面视图。如图5中所示，闭塞部件40具有螺栓41和垫片42。第一孔部1301的大径孔部1301a开口到汽缸13的外周面，第一孔部1301的小径孔部1301b开口到汽缸13的泵腔15。大径孔部1301a和小径孔部1301b之间的阶梯部1301c具有大体上垂直于大径孔部1301a和小径孔部1301b的轴线的大体平坦的表面。阴螺纹1301d形成在小径孔部1301b中。当螺栓41拧紧到阴螺纹1301d中时，垫片42被压靠到阶梯部1301c上闭塞第一孔部1301。
在第二种改良方案中，将螺栓41和垫片42安装到汽缸13中可以在汽缸13外实施。因此，将螺栓41和垫片42安装到汽缸13中的操作是很容易的。在第二种改良方案中，如果需要的话可以去掉垫片42。在这样的情况下，螺栓41头会被压靠到阶梯部1301c上闭塞第一孔部1301。
图6是上述实施例第三种改良方案的汽缸13的部分横剖面视图。如图6中所示，位于第一孔部1301中的大径孔部1301a和小径孔部1301b之间的阶梯部1301c具有大体上垂直于大径孔部1301a和小径孔部1301b的轴线的大体平坦的表面。
闭塞部件40最初构造成大体圆柱形的杆，其沿着其整个长度具有大体不变的直径。然后，圆柱形闭塞部件40被安装到第一孔部1301中。其后，圆柱形杆状闭塞部件40的相对端彼此压缩使得圆柱形杆状闭塞部件40变形，从而圆柱形闭塞部件40的长度变短并沿径向向外扩展成图6的台阶形状，其具有扩大的头部43和小径圆柱部44。
头部43限制了闭塞部件40从其安装位置脱离。更进一步说，小径圆柱部44沿径向向外压靠到第一孔部1301的内周面从而闭塞第一孔部1301。在第三种改良方案中，容易制造的圆柱形杆被用到，从而对成本有利。
图7是上述实施例第四种改良方案的汽缸13的部分横剖面视图。如图7中所示，位于第一孔部1301中的大径孔部1301a和小径孔部1301b之间的阶梯部1301c具有大体上垂直于大径孔部1301a和小径孔部1301b的轴线的大体平坦的表面。闭塞部件40构造成大体为圆柱形的形状。闭塞部件40压配合到大径孔部1301a中。其后，闭塞部件40和汽缸13在图7中的部位B上被焊接在一起以闭塞第一孔部1301。
图8是上述实施例第五种改良方案的汽缸13的部分横剖面视图。如图8中所示，第一孔部1301的大径孔部1301a开口到汽缸13的外周面，第一孔部1301的小径孔部1301b开口到汽缸13的泵腔15。大径孔部1301a和小径孔部1301b之间的阶梯部1301c具有大体上垂直于大径孔部1301a和小径孔部1301b的轴线的大体平坦的表面。
闭塞部件40包括大径圆柱部401和小径圆柱部402。小径圆柱部402的外径比大径圆柱部401的外径小。大径圆柱部401插入到第一孔部1301的大径孔部1301a中，而小径圆柱部402压配合到小径孔部1301b中。其后，大径圆柱部401和汽缸13在图8中的部位B上被焊接在一起以闭塞第一孔部1301。
(第二实施例)
本发明的第二实施例将会参见图9进行介绍。图9是示出了依照第二实施例的泵的汽缸13的横剖面视图。本发明与第一实施例的区别是关于输出通道横孔130的结构。在下面的介绍中，与第一实施例相似的那些元件将会用相同的附图标记数字表示而不再进行进一步介绍。
如图9中所示，输出通道横孔130仅由一大体上垂直于活塞接纳孔13a的轴线J1从泵腔15延伸到汽缸13的径向中间位置的孔构成。换句话说，输出通道横孔130是由对应于第一实施例中第二孔部1302的孔所构成。该输出通道横孔130是由放电加工(electro-dischargemachining)形成。
输出通道斜孔131相对于活塞接纳孔13a的轴线J1倾斜，并从输出通道横孔130的与泵腔15隔开的部分延伸到汽缸13外。
依照本实施例，第一实施例的第一孔部1301和闭塞部件40可以去掉。
在上面的实施例中，本发明应用在内燃机燃料喷射装置的供给泵上。然而，本发明不限于此，并可以应用到各种类型的汲取和泵送流体的泵中。
额外的优点和改良是本领域技术人员容易想到的。按其广义形式的本发明因此不限于具体的细节，代表性的装置和示出并介绍到的解释性示例。
Claims (8)
1.泵包含：
汽缸(13)，其限定了：
泵腔(15)；
活塞接纳孔(13a)，其从泵腔(15)连续，并且与泵腔(15)共轴线；
吸入通道(13b，31a)，其与泵腔(15)相通，将流体从外部流体供应源供给到泵腔(15)；以及
输出通道(13c)，其与泵腔(15)相通，将流体从泵腔(15)输出到汽缸(13)之外；以及
活塞(14)，其以可往复运动的形式容纳在活塞接纳孔(13a)中对泵腔(15)中的流体加压，并将加压的流体经由输出通道(13c)输送出泵腔(15)，其中输出通道(13c)包括：
输出通道横孔(130)，其在与活塞接纳孔(13a)的轴线(J1)大体垂直的方向上延伸通过泵腔(15)，并包括：
第一孔部(1301)，其从泵腔(15)延伸到汽缸(13)的外周面并用闭塞部件(40)闭塞；以及
第二孔部(1302)，其从泵腔(15)延伸到汽缸(13)的径向中间位置，所述径向中间位置在汽缸(13)的径向方向上位于泵腔(15)和汽缸(13)的外周面之间；以及
输出通道斜孔(131)，其相对于活塞接纳孔(13a)的轴线(J1)倾斜并从第二孔部(1302)的与泵腔(15)径向隔开的部分朝向汽缸(13)外部延伸。
2.依照权利要求1的泵，其中：
第一孔部(1301)包括：
大径孔部(1301a)，其开口到泵腔(15)；
小径孔部(1301b)，其内径小于大径孔部(1301a)的内径，并开口到汽缸(13)的外周面；以及
位于大径孔部(1301a)和小径孔部(1301b)之间的阶梯部(1301c)；以及
闭塞部件(40)，其压靠阶梯部(1301c)以通过闭塞部件(40)和阶梯部(1301c)的接合而闭塞第一孔部(1301)。
3.依照权利要求2的泵，其中阶梯部(1301c)是锥形的。
4.依照权利要求2或3的泵，其中闭塞部件(40)是大致球形的。
5.依照权利要求1的泵，其中闭塞部件(40)从汽缸(13)的外周面侧螺合到第一孔部(1301)。
6.依照权利要求1的泵，其中闭塞部件(40)压配合到第一孔部(1301)。
7.依照权利要求1的泵，其中闭塞部件(40)固定地焊接到汽缸(13)上。
8.泵包含：
汽缸(13)，其限定了：
泵腔(15)；
活塞接纳孔(13a)，其从泵腔(15)连续，并且与泵腔(15)共轴线；
吸入通道(13b，31a)，其与泵腔(15)相通，将流体从外部流体供应源供给到泵腔(15)；以及
输出通道(13c)，其与泵腔(15)相通，将流体从泵腔(15)输出到汽缸(13)之外；以及
活塞(14)，其以可往复运动的形式容纳在活塞接纳孔(13a)中对泵腔(15)中的流体加压，并将加压的流体经由输出通道(13c)输送出泵腔(15)，其中输出通道(13c)包括：
输出通道孔(130)，其在与活塞接纳孔(13a)的轴线(J1)大体垂直的方向上从泵腔(15)延伸到汽缸(13)的径向中间位置，所述径向中间位置在汽缸(13)的径向方向上位于泵腔(15)和汽缸(13)的外周面之间；以及
输出通道斜孔(131)，其相对于活塞接纳孔(13a)的轴线(J1)倾斜并从输出通道孔(130)的与泵腔(15)径向隔开的部分朝向汽缸(13)外部延伸。
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