CN103119284A - 燃料高压泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及内燃机的燃料高压泵，该高压泵具有一个泵壳体（1），该泵壳体用于接收至少一个泵部件及一个用于操作该至少一个泵部件的驱动轴，其中，该泵壳体（1）包括至少一个由塑料制造的壳体部件（2）。根据本发明，该由塑料制造的壳体部件（2）至少在机械和/或热的高负荷的位置（3）的区域中具有一个提高强度和/或耐热性的纳米晶体的金属的覆层（4）。本发明还涉及纳米晶体的金属的覆层（4）用于提高燃料高压泵的壳体部件（2）的强度和/或耐热性的应用。

Description

燃料高压泵
技术领域
本发明涉及具有权利要求1的前序部分的特征的内燃机的燃料高压泵。此外本发明还涉及一个纳米晶体的金属的覆层用于提高燃料高压泵的壳体部件的强度和/或耐热性的应用。
背景技术
燃料高压泵、例如径向活塞泵形式的燃料高压泵已由现有技术充分地公知。它被使用在机动车的燃料喷射系统中，以便将燃料、尤其柴油燃料提升到高压上。为此这种燃料高压泵具有至少一个泵部件，该泵部件被接收在一个泵壳体中。为了操作至少一个泵部件在泵壳体中还接收有一个凸轮或偏心轮传动装置。通常泵壳体或泵壳体的至少一部分由钢或铝组成。为了减小重量及成本已有人提出：使用塑料作为用于泵壳体或泵壳体的一部分的基本材料。为了增强机械上强负荷的位置还已提出：在塑料壳体中置入金属套或嵌入件。金属套的使用例如适用于孔的内衬，它们可能经受由温度、压力和/或摩擦产生的负荷。但其缺点是要求使用附加的构件，此外这些附加构件必需精确地适配。由此使制造费用增高。
发明内容
本发明的任务在于：提出开始所述类型的燃料高压泵，它在重量及制造费用方面得以优化。
为了解决该任务提出了具有权利要求1的特征的燃料高压泵。本发明的有利的进一步构型给出在从属权利要求中。此外还提出了根据权利要求6的一个纳米晶体的金属的覆层用于提高燃料高压泵的壳体部件的强度和/或耐热性的应用。
所提出的燃料高压泵具有一个用于接收至少一个泵部件及一个用于操作至少一个泵部件的驱动轴的泵壳体。这里该泵壳体包括至少一个由塑料制造的壳体部件。根据本发明该由塑料制造的壳体部件至少在一个机械和/或热的高负荷的位置的区域中具有一个提高强度和/或耐热性的纳米晶体的金属的覆层。该纳米晶体的金属的覆层能够替代一个附加的用于增强的金属构件、例如一个金属套。通过该覆层得到了一个由塑料的基体与金属的覆层组成的连接构件，它联合了塑料材料及金属材料的优点。因为塑料能够使用成本上有利的压力铸造方法，而且借助该方法可制造复杂的形状。因此该基体尤其涉及一个压力铸造件。塑料的使用还能够降低重量。金属材料的优点表现为该构件至少在覆层的区域中强度及耐热性的提高。
通过金属的覆层的纳米晶体的结构保证了很好的复合及由此覆层在构件上充分的附着。此外可作成非常薄的层，该薄层就已能导致所需的强度和/或耐热性的提高。通过仅部分地施加覆层可进一步地降低成本。因此在高负荷的位置上施加覆层就足以了。
作为塑料尤其使用热塑性的塑料。此外塑料可通过纤维成分来增强。玻璃纤维或碳纤维尤其适合作为增强纤维。
根据本发明的一个优选实施形式由塑料制造的壳体部件包括一个用于流体导向和/或用于接收一个往复运动的推杆的孔，泵部件的泵活塞能借助该推杆支撑在驱动轴上。该孔至少在部分区域中具有一个提高强度和/或耐热性的纳米晶体的金属的覆层。该壳体部件例如可涉及一个高压泵的低压壳体及该孔可涉及一个推杆孔。通过推杆的往复运动以摩擦的方式使孔受到负荷。因此随之产生高的温度。该纳米晶体的金属的覆层提高了孔区域中的强度及由此阻止了壳体部件的过早磨损。同时使壳体部件在孔区域中的耐热性提高。变换地或附加地也可使壳体部件的流体导向孔设有一个相应的覆层。
该纳米晶体的金属的覆层有利地包含铁，镍和/或钛。上述金属可能以纯的形式或作为使用另一金属情况下的合金出现。变换地或附加地也可使用诸如铝，铜，钴，钼，铂和/或锆及它们的合金。
优选地该纳米晶体的金属的覆层具有一个在10与500μm之间、优选在20与250μm之间、继续优选地在25与200μm之间的层厚度。这样的层厚度对于实现所需的提高强度和/或耐热性的作用已经足够了。
为了构成这样薄的层厚度该纳米晶体的金属的覆层的纳米晶体还优选地具有一个在2nm与1000nm之间、优选在10nm与500nm之间、继续优选地在15nm与100nm之间的粒度。
此外提出纳米晶体的金属的覆层用于至少在一个机械和/或热的高负荷的位置的区域中提高燃料高压泵的一个壳体部件的强度和/或耐热性的应用，该壳体部件是一个由热塑性材料作的塑料压力铸造部件及该覆层以25与200μm之间的层厚度被施加。以此方式可制造塑料-金属复合体，它联合了塑料材料及金属材料的优点。该塑料-金属复合体具有小的重量及–至少在设有纳米晶体的金属的覆层的位置上–具有高的强度和/或耐热性。塑料基体可借助压力铸造方法成本上有利地制造。此外压力铸造能实现复杂的形状。该覆层尤其仅局部地施加，即施加在遭受机械和/或热的高负荷或高应力的位置上。
以下将借助附图来详细地描述本发明的实施例。
附图说明
图1及2：根据本发明的燃料高压泵的一个塑料压力铸造壳体的透视图，
图3：图1及2的塑料压力铸造壳体的一个截面。
具体实施方式
由图1及2的透视图可看到一个具有多个孔的燃料高压泵的泵壳体1的壳体部件2。这些孔主要用于流体的导流及接收固定部件。此外设有孔5，它们用于一个泵部件的往复运动的推杆（未示出）的导向。通过在燃料高压泵工作中推杆的往复运动孔5以摩擦方式受到负荷。因此随之产生温度的升高，它表现为在孔5的区域中壳体部件2的附加负荷。由此孔5至少涉及机械及热的高负荷位置。因此通常这种壳体部件2由钢或铝作为工件材料来制造。为了减小重量及成本，在图1及2中所示的壳体部件2则涉及一个塑料的压力铸造部件，它在孔5的区域中设有一个纳米晶体的金属的覆层4（见图3）以提高强度及耐热性。
壳体部件2的基体构造成塑料压力铸造部件就减小了壳体部件2的重量及简化了复杂形状的实现。同时由于纳米晶体的金属的覆层4该塑料压力铸造部件至少在孔5的区域中具有一个足够的强度及耐热性。并且还使壳体部件2的刚性增高。
为了实现上述的功能一个选择性的覆层就足以了，这就是说仅在机械和/或热的高负荷的位置3的区域中进行壳体部件2的部分覆层。由此可使制造成本进一步下降。作为机械和/或热的高负荷位置除用于接收泵部件的推杆的孔5外还考虑到用于流体导向或接收固定部件的其它孔。最后壳体部件2也可涉及一个法兰盘构件，借助它可使燃料高压泵固定在一个发动机壳体或类似壳体上。这样一个法兰盘构件的强负荷位置3例如为凸缘，内表面的一部分或确定的连接点。因此纳米晶体的金属的覆层可被限制在这些位置3上。但也可变换地对整个法兰盘构件设置一个纳米晶体的金属的覆层。

Claims (6)

1.内燃机的燃料高压泵，具有一个泵壳体（1），该泵壳体用于接收至少一个泵部件及一个用于操作该至少一个泵部件的驱动轴，其中，该泵壳体（1）包括至少一个由塑料制造的壳体部件（2），其特征在于：该由塑料制造的壳体部件（2）至少在机械和/或热的高负荷的位置（3）的区域中具有一个提高强度和/或耐热性的纳米晶体的金属的覆层（4）。
2.根据权利要求1的燃料高压泵，其特征在于：该由塑料制造的壳体部件（2）包括一个用于流体导向和/或用于接收一个往复运动的推杆的孔（5），泵部件的泵活塞能借助该推杆支撑在所述驱动轴上，该孔至少在部分区域中具有一个提高强度和/或耐热性的纳米晶体的金属的覆层（4）。
3.根据权利要求1或2的燃料高压泵，其特征在于：该纳米晶体的金属的覆层（4）包含铁、镍和/或钛。
4.根据以上权利要求中任一项的燃料高压泵，其特征在于：该纳米晶体的金属的覆层（4）具有一个在10与500μm之间、优选在20与250μm之间、继续优选地在25与200μm之间的层厚度。
5.根据以上权利要求中任一项的燃料高压泵，其特征在于：该纳米晶体的金属的覆层（4）的纳米晶体具有一个在2nm与1000nm之间、优选在10nm与500nm之间、继续优选地在15nm与100nm之间的粒度。
6.纳米晶体的金属的覆层（4）用于至少在一个机械和/或热的高负荷的位置（3）的区域中提高燃料高压泵的壳体部件（2）的强度和/或耐热性的应用，其中，该壳体部件（2）是一个由热塑性材料作的塑料压力铸造部件，该覆层以25与200μm之间的层厚度被施加。
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