CN102325996A - 用于在泵上限制流量的装置和具有这种装置的泵装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于在泵(3)上、特别是在用于压缩空气的自燃式内燃机的燃料喷射设备的抽吸节流的输送泵上限制流量的装置(2)，具有：在泵(3)的抽吸侧上的一个进入通道(4)，该进入通道在输出侧(8)与泵(3)的入口(9)连接；一个控制通道(6)，该控制通道能在其输入侧(10)至少间接与泵(3)的出口(12)连接并且在其输出侧(13)在通口部位(14)处侧向地通入进入通道(4)中；一个设置在控制通道(6)中的溢流阀(7)。此外设有一个节流器(5)，该节流器在通口部位(14)与进入通道(4)的输出侧(8)之间设置在进入通道(4)中。通过经由控制通道(6)控制的控制量在通口部位(14)处引起横向流动，该横向流动与通过进入通道(4)的主流动叠加。由此能得到对节流器(5)的侧向入流，由此减小有效的节流直径。因此可以降低在泵(3)上的给出的压差。此外给出一种具有泵(3)和用于限制流量的装置(2)的泵装置(1)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在泵上、特别是在抽吸节流的输送泵上限制流量的装置和具有这种装置的泵装置。特别是，本发明涉及压缩空气的自燃式内燃机的燃料喷射设备的领域。
背景技术
由DE 10 2004 028 999A1已知一种用于内燃机燃料喷射装置的高压泵。该已知的高压泵具有至少一个泵元件，该泵元件具有一个在冲程运动中被驱动的、可移动地在泵壳体部分的缸孔中导向的泵活塞，该泵活塞在缸孔中界定一个泵工作室。该泵工作室能经由一个进气阀在泵活塞的抽吸冲程中用燃料填充。在此，泵工作室经由一在泵壳体中延伸的燃料进入通道与输送泵连接。
可想到，输送泵在抽吸节流的运行中工作。在此，输送量和经由压力调节阀形成的压力会得到限制。不过，在此产生这样的缺点，即在大的喷射量需求时在压力调节阀上的过剩量变小并且因此用于填充输送泵的压力变小，而在小的喷射量需求时在压力调节阀上的过剩量变大并且因此用于填充输送泵的压力升高，尽管在这种情况下不需要升高。
发明内容
按照本发明的具有权利要求1的特征的用于限制流量的装置和按照本发明的具有权利要求11的特征的泵装置具有这样的优点，即保证了与需求适配的流量限制。特别地可以防止或者至少减小在泵出口上的过大的压力升高。
通过在从属权利要求中列出的措施，在权利要求1中给出的装置和在权利要求11中给出的泵装置的有利的改进方案是可能的。
有利的是，节流器至少近似地在进入通道的轴线上定向，进入通道至少在通口部位与其输出侧之间沿着该轴线延伸。此外有利的是，节流器的入口至少基本上在通口部位的区域内设置在进入通道中。通过节流器在进入通道的轴线上定向，可以实现从进入通道对节流器的最佳的入流。经由侧向地通入进入通道中的控制通道可以产生横向流动，由此能实现节流器的节流系数的所想要的变差。在这里，基于横向流动能在节流器之内实现流体分离
该流体分离在此可以按有利的方式随着经由控制通道在通口部位处引入进入通道中的控制量的增大而增大。通过将节流器设置在通口部位的区域内，可以经由来自控制通道的横向流动特别有效地影响节流系数。在对节流系数的该特别有效的影响时可以按特别有效的方式实现节流系数的所想要的变差。在这里，节流器能以适合的距离设置在控制通道的通口部位附近。
以有利的方式，控制通道在通口部位处的流动方向不同于进入通道在节流器处的流动方向。此外，在这里有利的是，控制通道在通口部位处的流动方向与进入通道在节流器处的流动方向至少近似地形成一角度，其中，该角度位于约40°至约90°范围内。在这里通过流动模拟计算等可以优化几何结构。由此可以通过横向流动特别有效地影响主流动。
以有利的方式，溢流阀构造成压力调节阀。此外，在此有利的是，压力调节阀根据在控制通道的输入侧和控制通道的输出侧之间的压差来控制通过控制通道的控制量。因此在小的量需求并且因而较高的压力时可以实现经由控制通道的控制量的升高，这基于横向流动的增大而导致节流系数变差。通过节流器以及因而通过泵的流量因此降低，这降低了给定的压差。由此可以实现有利的流量限制，同时寿命和损失功率得以优化。
有利的是，控制通道在其输入侧和输出侧这样地构造和/或进入通道在通口部位处这样地构造，使得在通口部位处的液压损失最小化。由此可以在节流器效率小的意义上在相应大的横向流动时实现：为了产生横向流动本身引起尽可能小的液压损失。也有利的是，节流器这样地构造，使得随着经由控制通道作为横向流动流入进入通道中的控制量的增大，在节流器之内出现增大的流体分离。例如，节流器可以按有利的方式构造成圆柱形的孔。在此，节流器可以按有利的方式集成或安装到进入通道中，例如通过钻孔或压入。
附图说明
在根据附图的后续说明中详细阐述本发明的优选实施例，在这些附图中相应的元件设有一致的附图标记。图中：
图1以示意图示出根据本发明一个实施例的具有用于限制流量的装置的泵装置处于具有相对小的控制量的状态，以及
图2示出根据本发明该实施例的具有用于限制流量的装置的在图1中示出的泵装置处于具有相对大的控制量的状态。
具体实施方式
图1示出具有用于在泵3上限制流量的装置2的泵装置1。泵3在此是泵装置1的一部分、但不是装置2的部分。用于限制流量的装置2和具有该装置2的泵装置1可以特别是用于压缩空气的自燃式内燃机的燃料喷射设备。泵3在此构造成抽吸节流的输送泵。泵装置1和装置2的优选应用在于用于向具有共轨的燃料喷射设备的高压泵供应燃料的输送泵，该共轨储存处于高压下的柴油燃料。但按照本发明的用于限制流量的装置2和按照本发明的泵装置1也适合于其它应用情况。
装置2在泵3的抽吸侧具有一个进入通道4并且同样在泵3的抽吸侧具有一个控制通道6，所述进入通道具有一节流器5，在所述控制通道中设置有一溢流阀7，该溢流阀构造成压力调节阀7。进入通道4在其出口侧8与泵3的入口9连接。控制通道6在其输入侧10借助一燃料管道11与泵3的出口12连接。控制通道6在此从燃料管道分叉，该燃料管道例如通向燃料喷射设备的高压泵。控制通道6在其输出侧13在通口部位14处侧向地通到进入通道4中。节流器5在通口部位14与进入通道4的输出侧8之间设置在进入通道4中。
进入通道4具有轴线20。进入通道4沿着轴线20延伸。特别是，进入通道4在通口部位14与其输出侧8之间沿着轴线20延伸。节流器5在进入通道4的轴线20上定向。在此，节流器5通过圆柱形的孔构成。由此，进入通道4的在节流器5处的流动方向21平行于进入通道4的轴线20。
控制通道6在其输出侧13具有轴线22。控制通道6的在通口部位14处的流动方向23平行于轴线22定向。在该实施例中，控制通道6的轴线22与进入通道4的轴线20在通口部位14处形成约为90°的角度24。控制通道6在通口部位14处的流动方向23在此不同于进入通道4的在节流器5处的流动方向21。
节流器5的入口25在进入通道4中位于通口部位14的区域内。
燃料经由进入通道4沿主流动方向向节流器5流动。除了该主流动外，还存在经由控制通道6沿流动方向23的横向流动，该横向流动取决于经由控制通道6通过压力调节阀7控制的燃料量。在此，图1示出这样的情形，在该情形中没有或者仅有比较小的控制量出现。因此在进入通道4中、在节流器5的入口25之前得到流动26，该流动基本上由通过进入通道4的主流动决定。由此得到节流器5的理想的节流作用。节流因子因此是最佳的。
图2示出在图1中示出的、具有用于在泵3上限制流量的装置2的泵装置1处于这样的状态，在该状态中比较大的控制量经由控制通道6控制并且再回送到进入通道4中。
压力调节阀7根据在控制通道6的输入侧10与控制通道6的输出侧13之间的压差对通过控制通道6的控制量进行控制。在图2所示的情形中，在压力调节阀7上的压差较大。这可能是这样引起的，即连接在泵装置1下游的消耗器、特别是高压泵需要较小的燃料量。由此在泵3的出口12上产生较大的压力，该压力因此也存在于控制通道6的输入侧10上并且作用到压力调节阀7上。不过这引起经由控制通道6控制较大的控制量，该控制量在输出侧13作为横向流动流入进入通道4中。该横向流动在图2中示意性地通过流动走向27表示。
控制通道6、特别是控制通道6的输出侧13和进入通道4、特别是进入通道4在通口部位14处的区域被这样地构造，使得在通口部位14处的液压损失得以避免。经由控制通道6添加给进入通道4中的主流动的横向流动可以由此基本上无损失地流入进入通道4中。通过横向流动与主流动的叠加，在节流器5中发生流体分离。在此，节流器5构造成使得随着横向流动的增大、亦即随着经由控制通道6流入进入通道4中的控制量的增大，在节流器5内部出现增大的流体分离。通过在节流器5内部与壁的流体分离，有效的节流直径减小。节流系数由此变差，也就是说，节流器5的节流作用增大。因此，在给定的压差下通过节流器5的流量减小。这导致在泵3的出口12上并且因此在燃料管道11中存在的压力减小。
例如，泵装置1可以用于具有共轨的燃料喷射设备的高压泵，其中泵3用作机械式预输送泵、例如外齿轮泵。泵3在此优选绝大部分在抽吸节流的运行中工作，以便限制输送量以及因而限制经由压力调节阀7调节的压力。经由进入通道4例如可以将燃料从油箱输送，其中经过控制通道6的控制量同样添加给进入通道4。
不过产生这样的问题，即在大的喷射量需求时在压力调节阀7上的过剩量变小并且因此用于填充连接在下游的消耗器、特别是泵工作室的压力较小，而在小的喷射量需求时在压力调节阀7上的过剩量变大，由此用于填充消耗器、特别是泵工作室的压力也升高，尽管在这种情况下这样的升高不是必需的。
在该实施例的泵装置1中，在喷射量需求小的情况下，用作抽吸节流器的节流器5的节流系数如此改变，使得节流器5形成较大的阻力，由此在压力调节阀7前面的压力升高在泵3处变小。
这通过对节流器5的侧向入流由这样的流动实现，在该流动中通过进入通道4的主流动与来自控制通道6的横向流动叠加。在这里，控制通道6的流动方向23与进入通道4的流动方向21不同。例如，这两个流动方向21、23可以形成在从约40°至约90°的范围内的角度。经由进入通道4的进入在此最佳地实现，因为节流器5位于进入通道4的轴线20上并且在该轴线20上定向。但来自控制通道6的进入在从流动方向21偏转出来的流动方向23下实现。
在紧缺的量平衡满足的情况下，该量平衡满足构成边界条件并且在该量平衡满足时在压力调节阀7上根据在图1中所示的情形实现最小的控制量，尽可能最大的燃料量流动通过节流器5。
在足够量的情况下，在该足够量时在压力调节阀7上的控制量不是最小，非最佳地流到节流器5上的量的份额(即横向流动)增大，由此节流器5的节流系数变差。因此，总共流动通过节流器5的量减小，直至形成平衡状态。该情况例如在向泵3的较高的进入压力时或者在较小的减小量时、例如在内燃机的推动运行(Schubbetrieb)中出现。
减小的控制量根据压力调节阀7的特性曲线导致在所有参与部件上的减小的压力并且因此导致减小的损失功率和增大的寿命。此外得到减小的控制量变化并且因此也得到减小的压力变化。在这里，通过通口部位14在负责节流的形成节流器5的节流孔或者类似物的上游区域内的有利布置已经可以实现有利的作用，由此泵装置1能成本有利地构造。
为了实现经由控制通道6以相应大的横向流动对节流器5有利地入流，必须在控制通道6内部尽可能地避免转向部、横截面变窄部或者类似结构。
在泵装置1运行中可能出现不同的情形，其中在图1和2中表示两种可能的情形。在泵装置1的运行中，节流器5的由于横向流动而变差的节流系数导致通过节流器5的节流流量减小，由此通过控制通道6的控制量经由压力调节阀7也如此程度地减小，直到在两个效应之间形成平衡。
本发明不限于所描述的实施例。
Claims (11)
1.用于在泵(3)上、特别是在用于压缩空气的自燃式内燃机的燃料喷射设备的抽吸节流的输送泵上限制流量的装置(2)，包括：在所述泵(3)的抽吸侧上的一进入通道(4)，该进入通道在输出侧(8)至少间接地与所述泵(3)的入口(9)连接；一控制通道(6)，该控制通道能在其输入侧(10)至少间接与所述泵(3)的出口(12)连接并且在其输出侧(13)在通口部位(14)处侧向地通入所述进入通道(4)中；一设置在所述控制通道(6)中的溢流阀(7)以及一节流器(5)，该节流器在所述通口部位(14)与所述进入通道(4)的输出侧(8)之间设置在所述进入通道(4)中。
2.根据权利要求1所述的用于限制流量的装置，其特征在于，所述节流器(5)至少近似地在所述进入通道(4)的轴线(20)上定向，所述进入通道(4)至少在所述通口部位(14)与所述进入通道的输出侧(8)之间沿着该轴线延伸。
3.根据权利要求1或2所述的用于限制流量的装置，其特征在于，所述节流器(5)的入口(25)至少基本上在所述通口部位(14)的区域内设置在所述进入通道(4)中。
4.根据权利要求1至3之一所述的用于限制流量的装置，其特征在于，所述控制通道(6)在所述通口部位(14)处的流动方向(23)不同于所述进入通道(4)在所述节流器(5)处的流动方向(21)。
5.根据权利要求4所述的用于限制流量的装置，其特征在于，所述控制通道(6)在所述通口部位(14)处的流动方向(23)与所述进入通道(4)在所述节流器(5)处的流动方向(21)至少近似地形成位于约30°至约100°范围内、特别是位于约40°至约90°范围内的角度(24)。
6.根据权利要求1至5之一所述的用于限制流量的装置，其特征在于，所述溢流阀(7)构造成压力调节阀(7)。
7.根据权利要求6所述的用于限制流量的装置，其特征在于，所述压力调节阀(7)根据所述控制通道(6)的输入侧(10)与所述控制通道(6)的输出侧(13)之间的压差来控制通过所述控制通道(6)的控制量。
8.根据权利要求1至7之一所述的用于限制流量的装置，其特征在于，所述控制通道(6)在其输入侧(10)和/或在其输出侧(13)这样地构造和/或所述进入通道(4)在所述通口部位(14)处这样地构造，使得在所述通口部位(14)处的液压损失最小化。
9.根据权利要求1至8之一所述的用于限制流量的装置，其特征在于，所述节流器(5)这样地构造，使得随着经由所述控制通道(6)流入所述进入通道(4)中的控制量的增大，在所述节流器(5)内出现增大的流体分离。
10.根据权利要求1至9之一所述的用于限制流量的装置，其特征在于，所述节流器(5)至少基本上构造成圆柱形的孔。
11.泵装置(1)、特别是用于压缩空气的自燃式内燃机的燃料喷射设备的泵装置，包括泵(3)和根据权利要求1至10之一所述的用于限制流量的装置(2)，其中，所述进入通道(4)的输出侧(8)至少间接与所述泵(3)的入口(9)连接并且所述控制通道(6)的输入侧(10)至少间接与所述泵(3)的出口(12)连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |