CN102859177A - 高压泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压泵（1）、尤其是用于空气压缩式的、自点火的内燃机的燃料喷射设备的径向式或直列式活塞泵，其包括一个泵组件（6）和一个驱动轴（7），所述驱动轴具有至少一个配属于所述泵组件（6）的凸轮（10）。在此，所述泵组件（6）包括一个在所述凸轮（10）的工作面（34）上运转的滚轮（31）和一个接收所述滚轮（31）的滚轮座（30）。在此，在所述滚轮（31）上设有至少一个防腐蚀层和/或在所述滚轮座（30）上设有至少一个防腐蚀层和/或在所述凸轮（10）上设有至少一个防腐蚀层。由此能够阻止在运行过程中出现振动腐蚀龟裂，它能够在载荷下导致表面附近的破裂，因而导致高压泵失效。

Description

高压泵

技术领域

本发明涉及一种高压泵、尤其是一种径向式或直列式活塞泵。具体地，本发明涉及用于空气压缩式的、自点火的内燃机的燃料喷射设备的燃料泵领域。

背景技术

从DE 10 2005 046 670A1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一个泵壳体，在泵壳体中布置一个泵元件。所述泵元件包括一个通过驱动轴驱动做往复运动的泵活塞。泵活塞在泵壳体的一部分的缸孔中可移动地被导向，并且在缸孔中限制一个泵工作室。所述泵活塞间接地通过空心圆筒形的挺杆支承在驱动轴上。此时，挺杆体在所述泵壳体的一部分的孔中在所述泵活塞的纵向方向上可移动地被导向。在所述挺杆体中，在它的面向所述驱动轴的端部区域中安装一个支承元件，滚轮能够旋转地支承在所述支承元件中，所述滚轮在所述驱动轴的凸轮上滚动。所述滚轮的旋转轴线近似平行于所述驱动轴的旋转轴线。所述支承元件在它的面向驱动轴的侧上具有一个凹部，滚轮座支承在该凹部中。

由DE 10 2005 046 670A1已知的高压泵具有的缺点是，即在运行中，在滚轮的区域中可能出现通过表面附近的破裂等引起的损坏，这可能妨碍所述高压泵的运行并且导致所述高压泵失效。

发明内容

根据本发明的具有权利要求1的特征的高压泵具有优点，即的高压泵的构造被改进。具体地，所述高压泵在恶化的运行条件下也能可靠地运行。

通过在从属权利要求中叙述的措施能够实现对在权利要求1中给出的高压泵的有利改进。

在高压泵的运行中，在与滚轮接触的滚轮座上可能出现高的单位面积压力和滑动速度。具体地，在用于空气压缩式的、自点火的内燃机的高压泵中，在该高压泵中输送柴油燃料，柴油燃料同样用作传动机构室的润滑剂。当然，柴油燃料的品质自然且按地区显著波动。例如，柴油燃料可能包括使品质恶化的腐蚀性成分。特别地，柴油燃料中的自由水分的含量能够提高。在用这种腐蚀性柴油燃料运行时，在使用一般滚动轴承钢时，在所述滚轮上和所述凸轮的工作面上造成振动腐蚀龟裂。这导致在载荷作用下表面附近的破裂，因而可能造成所述高压泵的驱动失效。一个可以设想的解决方案是在所述泵组件的承载部件上、尤其是在滚轮和凸轮上使用完全不锈材料，然而这是一个非常成本密集的解决方案。

通过在所述承载部件上施加一层或多层防腐蚀层，即在所述滚轮和/或滚轮座和/或所述凸轮上施加一层或多层防腐蚀层，能够使用比较适当的滚动轴承钢等。在这里通过一层或多层防腐蚀层保证在使用差的燃料品质、尤其是腐蚀性柴油燃料时也保证可靠的运行。具体地，由此能够减小或完全避免使用昂贵的不锈滚动轴承钢。

有利地，至少一个防腐蚀层通过材料组成的表面附近的变化来构造。在这里，可以通过改变例如所述滚轮工作面上的金属合金得到避免腐蚀。作为合金元素，也能够使用铬和镍。

在这里还有利的是，材料组成的表面附近的变化通过离子注入、激光熔化或通过热喷镀来构造。在所述离子注入时，通过轰击部件表面引入离子，以便引起合金改变。在所述激光熔化时，通过将作为粉末的金属杂质添加到所述表面上并且通过熔化得到合金构成。所述激光熔化的目标是在各表面上的合金变化。在热喷镀时，在高温下喷镀元素的目标是适当地改变所述部件表面的合金。

以有利的方式，至少一个防腐蚀层构造为钝化层。具体地，所述凸轮和滚轮之间的接触能够利用构成钝化层的涂层在所述凸轮的工作面上或所述滚轮表面构成，使得达到避免腐蚀。在这里，在所述各部件表面上的非常薄的层能够实现足够的防腐蚀。所述钝化层能够例如通过高含量的铬构成。通过这种薄的钝化层，不影响重要特性，如轧辊强度和耐磨强度，其尤其对于持久运行是重要的。在这里还有利的是，薄的钝化层构造有小于1μm的厚度，在钝化层中施加例如铬作为钝化层成分，以便获得显著更高的抗腐蚀性。钝化层能够可以专门设置在所述滚轮和/或凸轮上。尤其考虑铬和镍作为合金元素。但是也可能使用其他优质钢合金。

以有利的方式，能够通过等离子体沉积、通过电镀或通过溅射给部件表面涂布钝化层。在表面镀铬或表面涂敷铬时，具有小于1μm厚度的薄铬层能够被构成。特别有利的是，钝化层、尤其是所述铬层的平均厚度大约为0.2μm。由此构成在非常接近所述表面进行的过渡，因而所述层的物理性能与原始材料相一致。在这里避免可能的裂纹，如在硬铬涂层上出现裂纹。对于表面镀铬，利用等离子体过程的沉积是有利的。电镀沉积在需要时也是可能的。

在利用优质钢溅射构成所述钝化层时可以构成这样的钝化层，它类似于涂敷铬的钝化层。在这里优质钢合金能够被溅射。有利的是能够得到如同基础材料的类似的物理性能。为了获得希望的硬度也可进行热处理。这也可通过激光熔化实现。尤其能够使用铬钢或铬镍钢作为溅射优质钢的基础材料。

还有利的是，至少一个防腐蚀层被构造为消耗层。因此，具体地，在所述凸轮和滚轮之间的接触中，利用消耗阳极能够避免所述表面被腐蚀，其中，所述消耗阳极尽可能接近地施加在例如所述凸轮工作面或所述滚轮表面上。以有利的方式，锌能够用作消耗材料。所述消耗层能够构造为薄层。例如，所述消耗层能够具有小于2μm的平均层厚度。所述消耗层的平均层厚度小于1μm是特别有利的。具体地，在用具有小传导能力的柴油燃料运行时，所述消耗阳极优选非常接近地施加到待防护的部件或待防护的表面上。在这里，整个部件表面不是必需被涂布涂层。涂层可能性尤其是除了在所述凸轮和滚轮上，但也存在于所述孔区域中的滚轮座和所述端面上。因而特别有利的是，所述消耗层施加在所述滚轮的端面、所述凸轮的端面、所述滚轮座的端面上或在所述滚轮座的孔区域中。在这里也能够设置多个消耗层。

附图说明

在下面的说明书中参考附图更详细地阐明本发明的优选实施例，其中，相应的元件用相一致的附图标记表示。其中：

图1以示意性的轴向剖视图的形式显示根据本发明的一个实施例的高压泵；以及

图2以示意图的形式显示根据本发明另一实施例的在图1中所示的高压泵的概要视图。

具体实施方式

图1以示意性轴向剖视图显示根据本发明的一个实施例的高压泵1。高压泵1尤其能够构造为径向式或直列式活塞泵。具体地，高压泵1适宜用作空气压缩、自点火内燃机的燃料喷射设备的燃料泵。高压泵1的优选应用是具有共轨的燃料喷射设备，共轨用于存储高压柴油燃料。然而根据本发明的高压泵1也适合用于其他应用情况。

高压泵1具有多件式的泵壳体2，泵壳体2具有一个壳体部分3和一个法兰4。泵壳体2具有一个孔5。在孔5的区域中布置泵组件6。此外，高压泵1具有一个驱动轴7，驱动轴7支承在泵壳体2中。在这里，驱动轴7在一侧支承在壳体部分3中的支承部位8上，在另一侧支承在法兰4的支承部位9上。

驱动轴7具有一个凸轮10，它布置在这些支承部位8、9之间。在这里，凸轮10的一个侧面11面对支承部位9，而凸轮10的另一侧面12面对支承部位8。凸轮10能够构造为单凸轮或多凸轮10。凸轮10也可能由驱动轴7的偏心部段构成。

在高压泵1的运行中，具有凸轮10的驱动轴7围绕旋转轴线13旋转。在这里得到凸轮10的周期性往复运动，通过它能够驱动泵组件6。

高压泵1具有一个缸盖15，缸盖15以适当的方式与泵壳体2连接。缸盖15包括一个附件16，它伸入到泵壳体2的孔5中。缸盖15具有一个缸孔17，它延伸穿过附件16。在缸孔17中布置一个泵活塞18，泵活塞18沿着缸孔17的轴线19在缸孔17中可移动地被导向。泵活塞18在这里界定位于缸孔17中的泵工作室20。

在高压泵1的运行中，燃料通过入口阀21输送到泵工作室20中。此外设置排出阀22，处于高压下的燃料通过排出阀22可被输送到燃料管道23中并且通过燃料管道23可被输送给共轨或类似件。

泵组件6具有空心圆筒形的挺杆体24，它沿着泵组件6的轴线19在孔5中被导向。在挺杆体24中安装随动元件25，它从后面抓住泵活塞18的凸缘26。此外，安装在挺杆体24中的随动元件25受挺杆弹簧27加载。

在挺杆体24中还安装一个滚轮座30。滚轮座30在它的孔区域44上构成用于滚轮31的半开的滑动轴承。滚轮31支承在滚轮座30中，其中，滚轮31能够围绕滚轮31的旋转轴线32旋转。滚轮31具有一个表面33，滚轮31以表面33贴靠在凸轮10的由孔44构成的工作面34上。此外，滚轮31具有端面35、36。在这个实施例中，滚轮座30具有一个支承面37，在滚轮座30中的滚轮31支承在支承面37上。

在高压泵1运行时，滚轮31在凸轮10的工作面34上运转。在这里通过挺杆弹簧27保证滚轮31一方面贴靠在凸轮10的工作面34上并且另一方面贴靠在滚轮座30的支承面37上。凸轮10的行程在这里通过滚轮31和滚轮座30传递到泵活塞18上。由此导致泵活塞18在缸孔17中的周期性往复运动，如用双箭头38所图示说明的。在这里在高压泵1的传动机构室39中同样存在燃料，它在传动机构室39中起润滑功能。传动机构室39中的柴油燃料在这里可能包括腐蚀性成分。在利用这种腐蚀性柴油运行时存在的问题是，在滚轮31的表面33的区域中，在滚轮座30的支承面37的区域中和在凸轮10的工作面34的区域中可能导致振动腐蚀龟裂，这在载荷作用下可能导致靠近表面的破裂。

在泵组件6上设置防腐蚀层，以阻止振动腐蚀龟裂等并因而即使在腐蚀性燃料时也获得高压泵1的可靠运行。在这里，在滚轮31上设置一个或多个防腐蚀层，在滚轮座面30上设置一个或多个防腐蚀层和/或在凸轮10上设置一个或多个防腐蚀层。

例如，在滚轮31的表面33上能够构造一个防腐蚀层。这可能通过在滚轮31的表面33的区域中对金属合金的改变获得。附加地或替代地，可以改变在凸轮10的工作面34的区域中的金属合金。也可以改变在滚轮座30的支承面37的区域中的金属合金。优选使用铬和镍作为合金元素。通过改变在部件表面上的合金能够产生一个薄边缘层，从而获得显著更高的抗腐蚀性。具体地，它可能涉及滚轮31和凸轮10。

通过非常薄地设计的合金变化能够在表面附近获得足够的腐蚀防护。由此阻止应力腐蚀开裂。所涉及部件的重要特性，尤其是轧辊强度和耐磨强度，在这里获得保持。因而能够避免使用昂贵的不锈滚动轴承钢等。

为了构成薄的边缘层能够使用离子注入、激光熔化或热喷镀。在这里也能够进行相应部件的表面附近的硬化，尤其是滚轮31或凸轮10的表面附近的硬化。

避免腐蚀的另一可能性是具有钝化层的涂层。这种构成钝化层的涂层能够例如通过高含铬含量构成。优选非常薄的钝化层在这里不影响重要特性，尤其是轧辊强度和耐磨强度。由此能够不使用昂贵的不锈滚动轴承钢。因而高压泵1也能够使用腐蚀性柴油燃料等运行。所述非常薄的钝化层在这里优选覆盖所述部件表面的需要所提及的防腐蚀的全部部分。层厚度优选小于1μm。所述钝化层的构造能够例如通过铬作为钝化层组分进行。然而，也能够使用铬和镍作为合金元素。还能够使用其他优质钢合金。

具体地，滚轮31的全部表面33能够设有钝化层。此外，凸轮10的全部工作面34也能够设有钝化层。为了构造所述钝化层，能够使用等离子体沉积、电镀或溅射。

图2显示根据另一实施例的高压泵1的概略示意图。在这里显示了滚轮座30、滚轮31和具有凸轮10的驱动轴7。在这个实施例中，半轴瓦45安装在滚轮座30中。半轴瓦45能够用滚动轴承钢制成。由此，其余的滚轮座30的构造能够用成本适宜的材料制成。在这种情况下，能够省去滚轮座30的涂层。在这种情况下，涂层能够被专门限制在凸轮10的工作面34和滚轮31的表面33上。

为了在所涉及的表面上避免腐蚀，另一种可能性是消耗阳极的结构。这种消耗阳极尽可能接近地施加在所涉及的表面上。例如，用消耗材料在部件表面上构成的非常薄的层能够实现足够的腐蚀防护。这种消耗层则保护所述部件免受有害的腐蚀。利用非常薄的消耗层结构，所述重要特性，尤其是轧辊强度和耐磨强度不受影响。优选地，所述消耗层构造成比2μm薄，特别地，比1μm薄。例如，所述消耗层能够以消耗材料锌为基础。所述消耗材料锌则能够用作消耗阳极。在这里，整个部件表面不是必须都被涂布涂层。例如，凸轮10的侧面11、12能够设有消耗层，以适当地防护凸轮10的工作面34。滚轮31的端面35、36还能够设有消耗层，以便适当地防护滚轮31的表面33。根据滚轮座30的结构，滚轮座30的侧面46、47也可能涂布消耗层，以便适当地防护滚轮座30的支承面37。半轴瓦45则能够被省去或者用成本适宜的材料，尤其是常见的滚动轴承钢制成。

本发明不限于上述实施例。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.高压泵（1）、尤其是用于空气压缩式的、自点火的内燃机的燃料喷射设备的径向式或直列式活塞泵，其具有至少一个泵组件（6）和一个驱动轴（7），所述驱动轴（7）具有至少一个配属于所述泵组件（6）的凸轮（10），其中，所述泵组件（6）具有一个在所述凸轮（10）的工作面（34）上运转的滚轮（31）和一个接收所述滚轮（31）的滚轮座（30），

其特征在于，在所述滚轮（31）上设有至少一个防腐蚀层和/或在所述滚轮座（30）上设有至少一个防腐蚀层和/或在所述凸轮（10）上设有至少一个防腐蚀层，并且至少一个防腐蚀层被构造为钝化层。

2.根据权利要求1所述的高压泵，其特征在于，至少一个防腐蚀层通过材料组成的表面附近的变化来构造。

3.根据权利要求2所述的高压泵，其特征在于，所述材料组成的表面附近的变化通过离子注入、通过激光熔化或者通过热喷镀构成。

4.根据以上权利要求中的任意一项所述的高压泵，其特征在于，所述钝化层的平均厚度小于1μm。

5.根据以上权利要求中的任意一项所述的高压泵，其特征在于，所述钝化层通过等离子体沉积、通过电镀或通过溅射来构造。

6.根据权利要求2至5中的任意一项所述的高压泵，其特征在于，所述防腐蚀层具有作为添加剂的镍和/或铬。

7.根据以上权利要求中的任意一项所述的高压泵，其特征在于，至少一个防腐蚀层被构造为消耗层。

8.根据权利要求7所述的高压泵，其特征在于，所述消耗层具有作为消耗材料的锌。

9.根据权利要求7或8所述的高压泵，其特征在于，所述消耗层被施加在所述滚轮（31）的端面（35，36）、所述凸轮（10）的侧面（11，12）上、所述滚轮座（30）的侧面（46，47）上或者所述滚轮座的孔区域（44）上。

Claims (10)

1.高压泵（1）、尤其是用于空气压缩式的、自点火的内燃机的燃料喷射设备的径向式或直列式活塞泵，其具有至少一个泵组件（6）和一个驱动轴（7），所述驱动轴（7）具有至少一个配属于所述泵组件（6）的凸轮（10），其中，所述泵组件（6）具有一个在所述凸轮（10）的工作面（34）上运转的滚轮（31）和一个接收所述滚轮（31）的滚轮座（30），

其特征在于，在所述滚轮（31）上设有至少一个防腐蚀层和/或在所述滚轮座（30）上设有至少一个防腐蚀层和/或在所述凸轮（10）上设有至少一个防腐蚀层。

2.根据权利要求1所述的高压泵，其特征在于，至少一个防腐蚀层通过材料组成的表面附近的变化来构造。

3.根据权利要求2所述的高压泵，其特征在于，所述材料组成的表面附近的变化通过离子注入、通过激光熔化或者通过热喷镀构成。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的高压泵，其特征在于，至少一个防腐蚀层被构造为钝化层。

5.根据权利要求4所述的高压泵，其特征在于，所述钝化层的平均厚度小于1μm。

6.根据权利要求4或5所述的高压泵，其特征在于，所述钝化层通过等离子体沉积、通过电镀或通过溅射来构造。

7.根据权利要求2至6中的任意一项所述的高压泵，其特征在于，所述防腐蚀层具有作为添加剂的镍和/或铬。

8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的高压泵，其特征在于，至少一个防腐蚀层被构造为消耗层。

9.根据权利要求8所述的高压泵，其特征在于，所述消耗层具有作为消耗材料的锌。

10.根据权利要求8或9所述的高压泵，其特征在于，所述消耗层被施加在所述滚轮（31）的端面（35，36）、所述凸轮（10）的侧面（11，12）上、所述滚轮座（30）的侧面（46，47）上或者所述滚轮座的孔区域（44）上。

Images