CN103946535A - 高压泵 - Google Patents

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Abstract

本发明基于一种用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵。所述高压泵(2)具有泵壳体(4)，所述泵壳体具有充以燃料(100)的泵壳体内腔(6)。在所述泵壳体(4)中设置至少一个具有泵活塞(8)的泵元件。所述泵活塞(8)间接地通过挺杆体(10)和滚轴(12)支撑在驱动轴(16)的凸轮(14)或偏心轮上。所述挺杆体(10)沿中轴线(I)的方向通过凸轮(14)或偏心轮能被驱动做振荡运动(Z)。滚轴套(18)与挺杆体(10)沿中轴线(I)的方向固定连接。所述滚轴套(18)具有基本上部分圆柱形的用于部分容纳滚轴(12)的凹槽(20)。按照本发明，滚轴套(18)具有至少一个润滑腔(22)，其中通过所述至少一个润滑腔(22)在挺杆体(10)的振荡运动(Z)期间从所述泵壳体内腔(6)给所述滚轴(12)提供燃料(100)。

Description

高压泵
背景技术
在柴油机中燃料在高压下喷射到相应的燃烧室中。喷射压强目前为大约1600巴至2000巴并且在将来应该提高到2500巴。高度压缩的燃料当今大多通过蓄能(共轨)系统提供。将借助于高压泵压缩的燃料引入到该蓄能系统中。高压泵通常是活塞式压缩机，借助于凸轮沿直线方向移动其泵活塞。大多在这样的高压泵中在泵活塞与凸轮或偏心轮之间设有滚轴套，其中滚轴套又在挺杆中设置。在凸轮与滚轴套之间设有滚轴，其在滚轴套中在一个部分圆柱形的凹槽中设置并且在运行期间通过凸轮滚动。凸轮在其侧固定地在驱动轴上连接，其中该驱动轴直接与柴油机的从动轴耦合。给该高压泵前置一个预输送泵，从存储容器抽吸燃料并且在其输出端上提供具有压力的泵流，该泵流出于润滑的目的不仅提供给用于压缩的泵元件而且提供给环绕泵的泵壳体。基于高的待产生的压力高压泵特别是在滚轴在滚轴套上的接触区域中经受高的机械负荷。
发明内容
因此，可以存在的需求在于，提供一种高压泵，其中在改善的实施方案中将燃料提供给滚轴在滚轴套上的接触点用于润滑。
该需求可以通过独立权利要求的对象得以满足。本发明另外的有利的设计方案通过从属权利要求的对象产生。
按照本发明的第一设计方案例子提供一种用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵。所述高压泵具有泵壳体，所述泵壳体具有充以燃料的泵壳体内腔，其中在所述泵壳体中设置至少一个具有泵活塞的泵元件。所述泵活塞间接地通过挺杆体和滚轴在凸轮或驱动轴的偏心轮上支撑。所述挺杆体沿中轴线的方向通过凸轮或偏心轮能被驱动做振荡运动。滚轴套与挺杆体沿中轴线的方向固定连接。所述滚轴套具有基本上部分圆柱形的用于部分容纳滚轴的凹槽。滚轴套具有至少一个润滑腔，通过所述至少一个润滑腔在挺杆体的振荡运动期间从所述泵壳体内腔给所述滚轴提供燃料。
基于挺杆体的振荡运动可以将燃料从泵壳体附加地有目的地提供给滚轴，由此在滚轴在滚轴套上的接触面上燃料越来越多地作为润滑剂可用。燃料提供可以在此仅仅在挺杆体的移动期间实现。此外可以除了挺杆体的有目的的形成之外没有另外的附加的构件例如电控制阀或泵是必要的。润滑剂停止在滚轴上并且通过接触面的相对移动输送或拖到变窄的润滑间隙中。通过润滑材料或燃料的压缩建立的压力在此如此高，使得在滚轴与挺杆体之间相互的接触面提升例如1-2μm。通过越来越多的燃料提供可以一方面改善在接触面上的润滑。另一方面可以更好地导出在接触面上生成的热并且由此预防所谓的“热点”、也就是润滑材料的局部过热的生成。通过滚轴套的该设计方案结合在挺杆体中构成的润滑腔那么提供了一种高压泵，其中相对于由现有技术已知的高压泵基于越来越多的润滑材料提供也可以提高在滚轴与滚轴套之间的接触点上的负荷、也就是面压力。
按照本发明的另一设计方案例子，所述至少一个润滑腔基本上与所述滚轴的纵延伸方向平行地延伸。
由此可以有利地确保，在滚轴的整个长度上给其提供燃料。这可以例如通过一个缝隙形的开口实现，该开口由润滑腔指向滚轴。特别是该缝隙形的开口或缝隙可以如此设计，使得润滑材料在提供之后在滚轴上均匀地构成厚的润滑膜。自然润滑腔的缝隙如此设置，使得通过缝隙提供的燃料由滚轴输送到变窄的润滑缝隙中到达滚轴在滚轴套上的接触面。
按照本发明的另一设计方案例子，两个关于滚轴相互对称形成的润滑腔相互对置地在滚轴套中构成。
通过在滚轴套中润滑腔的对称的形成不预定挺杆体连同滚轴套到泵壳体中的装入方向。由此避免了在高压泵的装配中的装配错误。
按照本发明的另一实施方案例子，高压泵的泵壳体内腔借助于挺杆体分为挺杆腔和泵内腔。在所述挺杆腔中设置泵活塞并且在所述泵内腔中设置凸轮或具有驱动轴的偏心轮。所述润滑腔借助于至少一个具有第一横截面的第一开口与所述挺杆腔导流地连接。所述润滑腔借助于至少一个具有第二横截面的第二开口与所述泵内腔导流地连接。第一横截面的整体形成第一整体横截面。第二横截面的整体形成第二整体横截面。第一整体横截面和所述第二整体横截面相互不同。
通过借助于润滑腔相互连接的第一和第二开口可以促成，在挺杆体的振荡运动中可以实现在泵内腔与挺杆腔之间燃料的交换。由此至少尽可能地避免了位于在挺杆腔中的燃料的压缩。通过第一开口的第一横截面的第一整体横截面与第二开口的第二横截面的第二整体横截面不同，具有更小的整体横截面的开口作为扼流阀作用。自然滚轴体可以如此设计，使得该滚轴体仅仅具有分别第一和第二开口。取决于扼流阀可以在润滑腔中建立压力。在润滑腔中建立的压力可以用于，将燃料通过缝隙形的开口或缝隙在滚轴的压力下提供给润滑腔。第一和第二开口可以例如设计为孔。通常如此设计润滑腔，使得在第一和第二开口之间循环的燃料通过润滑腔朝滚轴转向。在此可以如此设计润滑腔，使得燃料垂直地或以一个角度偏转到滚轴上。而且更小的整体横截面可以在挺杆体中的一个位置上选择，使得燃料或者在挺杆体的向上移动或向下移动中提供给滚轴。
按照本发明的另一设计方案例子，所述第一和第二整体横截面如此设计，使得在所述至少一个润滑腔中产生最大2巴的超压。
通过相对小的压力促成了，仅仅小的实际上可忽略不计的阻力反作用于摆动移动的挺杆体。然而该压力足以确保滚轴与滚轴套的接触面的足够的燃料供应，也就是润滑材料供应。
按照本发明的另一设计方案例子，所述第二整体横截面小于所述第一整体横截面。
由此促成了，通过润滑腔提供的燃料在挺杆体的向上移动中——如果那么提供给泵元件的燃料借助于泵活塞被压缩——被提供给滚轴。由此如果最大的力作用到滚轴上，那么有利地将燃料提供给滚轴在滚轴套上的接触面。
按照本发明的另一设计方案例子，高压泵的滚轴套具有滚轴套体和滚轴套盖。滚轴套体和滚轴套盖相互沿旋转和平移方向固定连接。所述滚轴套体在泵活塞与滚轴之间设置。滚轴套体通过朝向驱动轴的端面限制。所述端面和限制所述部分圆柱形的凹槽的侧面沿着线相交。所述线位于在一个对于侧面构成的切平面中，其中所述切平面和中轴线成一个角。其中所述角在17°与25°之间。
通过小的角可能的是，滚轴套体相对于由现有技术已知的滚轴套体更薄地构成，其中该角部分地达到90°。基于滚轴套的与之伴随的降低的材料要求也可以降低移动的质量。降低的质量促进了高压泵的时间稳定性。而且可以基于部分圆柱形的凹槽——该凹槽由在17°与25°之间的小的角产生——的良好可进入性以突出的方式借助于碳或碳化合物通过等离子方式给部分圆柱形的凹槽的表面涂层作为滑动层和/或磨损保护层。而且滚轴套体和滚轴套盖可以由不同的材料构成。特别是滚轴套盖可以由一种材料制造，该材料的专门厚度小于滚轴套体的厚度。
按照本发明的另一设计方案例子，润滑间隙在线与滚轴之间构成。将所述燃料提供给所述润滑间隙。
通常该润滑间隙大约20μm宽。通过滚轴从泵内腔拖到润滑间隙中的燃料膜为例如3-6μm厚。由此由润滑间隙保持例如14-17μm是多余的，附加的燃料可以引入到其中。由此通过润滑腔引入到润滑间隙中的燃料量大于通过滚轴作为燃料膜携带的燃料量。
按照本发明的另一设计方案例子，润滑腔在所述滚轴套盖中构成。
有利地，润滑腔在一个机械上接近无负荷的滚轴套盖中构成。由此可以实现滚轴套体的制造与润滑腔的制造分离。而且润滑腔可以仅仅通过滚轴套盖和滚轴套体的相互作用例如在滚轴套盖接合到滚轴套体上之后构成。例如可以在此在轮廓上构成滚轴套盖的朝向滚轴套体的表面。在此润滑腔的缝隙形的开口可以在表面中构成。此外滚轴套体的朝向滚轴套盖的表面的下侧可以平面地构成。通过滚轴套体的下侧的这样的设计方案可以低成本的制造该滚轴套体。
按照本发明的另一设计方案例子，滚轴套盖在与滚轴套体对置的下侧上基本上与滚轴的纵向延伸方向平行地构成棱边。所述棱边如此与滚轴间隔，使得所述棱边不损坏在滚轴上的润滑膜地拒绝滚轴的污物。
该棱边有利地与滚轴例如间隔10μm。由此通过该棱边不损坏在滚轴上的在3-6μm之间厚的润滑膜。然而可以将通过润滑膜拖动的微粒由滚轴除去，从而这些颗粒不可以被拖到润滑间隙中，特别是不可以到滚轴在滚轴套上的接触面中。
按照本发明的另一设计方案例子，滚轴套盖在滚轴套体上借助于螺纹连接、夹紧连接或锁定连接而连接。
按照本发明的另一设计方案例子，高压泵的滚轴套盖至少部分地在横截面上后啮合该滚轴。
通过滚轴套盖的一个这样的设计方案，滚轴套盖作为用于在装配时滚轴的损耗保护装置作用。
按照本发明的另一设计方案例子，高压泵的滚轴套盖一件式地构成。例如滚轴套盖可以构成为压铸件。自然滚轴套盖也可以多件式地构成。这然而导致相对于一件式地构成的滚轴套盖的提高的制造和装配成本。
按照本发明的另一设计方案例子，滚轴套盖由塑料构成。
自然出于该应用目的仅仅采用高品质的塑料，该塑料一方面抗柴油燃料而另一方面相对于从-40℃至大约150℃的温度是稳定的。
按照本发明的另一设计方案例子，高压泵的滚轴套和挺杆体一件式地构成。
应该说明，本发明的构思在此结合高压泵进行描述。对于本领域内技术人员而言在此清楚的是，各个描述的特征可以通过不同的方式相互组合，以便如此也促成本发明的其他设计方案。
附图说明
以下依照附图描述本发明的实施形式。附图仅仅是示意的并且不是按照正确比例的。
图1：一个具有集成到滚轴套中的润滑腔的高压泵的纵截面；
图2：由图1已知的高压泵的一部分的纵截面；
图3：滚轴套体的横截面；
图4：滚轴套盖的横截面。
具体实施方式
图1示出了一个用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵2，其中高压泵2具有泵壳体4，所述泵壳体具有充以燃料100的泵壳体内腔6。在所述泵壳体4中设置至少一个未示出的具有泵活塞8的泵元件。泵活塞8经由在驱动轴16的凸轮14上的滚轴12支撑在挺杆体10上。通过驱动轴16沿箭头方向A的旋转不仅移动挺杆体10而且泵活塞8到沿着中轴线I的摆动移动Z中。挺杆体10具有滚轴套18。在此滚轴套18具有一个部分圆柱形的凹槽20，该凹槽在此构成为孔。在滚轴套18中形成两个相互对置并且相互对称构成的润滑腔22。挺杆体10将泵壳体内腔6分为挺杆腔24和泵内腔26。在此泵活塞8位于在挺杆腔24中并且具有凸轮14的驱动轴16位于在泵内腔26中。挺杆腔24与泵内腔26导流地连接。为此润滑腔22与挺杆腔24通过在滚轴套18中构成的第一开口28引导燃料地连接。此外润滑腔22与泵内腔26借助于在滚轴套18中构成的第一开口30引导燃料地连接。不仅挺杆腔24而且泵内腔26充以燃料100。在滚轴套18的振荡运动Z期间燃料100通过第一开口28经由润滑腔22和第二开口30由挺杆腔24引导到泵内腔26并且反向。由此确保了，在振荡运动Z期间在挺杆腔24与泵内腔26之间基本上不存在压差。滚轴套18包括在滚轴12与泵活塞8之间设置的滚轴套体32和指向泵内腔26的滚轴套盖34。润滑腔22在由塑料制造的滚轴套盖34中构成。在本实施例中润滑腔22通过滚轴套体32的朝向滚轴套盖34的端面44——其构成为平面的下侧——以及滚轴套盖34的在轮廓上朝向滚轴套体32的上侧46限制。此外平面的下侧44和轮廓的上侧46构成一个缝隙36形式的在滚轴套盖34中构成的并且指向滚轴12的缝隙式的开口。经由缝隙36燃料100可提供给在滚轴12与滚轴套体32之间构成的润滑间隙38。润滑间隙38在滚轴套18的振荡运动Z期间大约20μm宽。该润滑间隙38连续地朝在滚轴12与滚轴套体32之间的接触面40变窄。在运行期间滚轴12和滚轴套体32在接触面40的区域中相互间隔1-2μm。
图2示出了图1中已知的高压泵2的一部分，在图2中更清晰可见的是，滚轴套体32的下侧44和限制部分圆柱形的凹槽20的侧面42沿着线L相交。该线L位于在对于侧面42构成的切平面T中。切平面T和中轴线I成角α。该角α位于在17°与25°之间。此外出于清晰的原因通过虚线示出了在滚轴套体32的下侧44与滚轴套盖34之间构成的并且朝向滚轴12的缝隙36。缝隙36形成在滚轴套体32与滚轴套盖34之间最紧的位置。此外润滑腔22通过该缝隙36限制。下侧48处于与滚轴套盖34的上侧46对置。下侧48在其与部分圆柱形的凹槽49的截面线上构成棱边50，滚轴12部分容纳在该凹槽中。棱边50例如在运行期间与滚轴12间隔例如10μm并且用于除去在运行期间旋转的滚轴12上粘附的润滑膜的微粒。
图3示出了滚轴套体32的横截面。在此不可见的润滑腔借助于两个第一开口28与挺杆腔24引导燃料地连接。两个第一开口28中每个都具有第一横截面52。两个第一横截面52的整体产生一个第一整体横截面。
图4示出了滚轴套盖34的横截面。在此这里未示出的润滑腔与泵内腔借助于第二开口30引导燃料地连接，其中第二开口30具有第二横截面54，其同时也表示第二整体横截面。在图3中的第一整体横截面与图4中的第二整体横截面的直接比较中清晰可见的是，第一整体横截面大于第二整体横截面。
根据图1至4现在应该阐明本高压泵2的功能方式。在挺杆体10沿驱动轴16的方向的向下移动期间，燃料100由泵内腔26通过第二开口30、润滑腔22和两个第一开口28到达挺杆腔24。自然也在高压泵2的停止运转期间促成通过压力平衡给挺杆腔24充以燃料100。在挺杆体10朝泵活塞8的方向向上移动期间燃料100从挺杆腔24经由两个第一开口28、润滑腔22和第二开口30到达泵内腔26中。然而因为第一整体横截面大于第二整体横截面，所以第二整体横截面、也就是在本实施例中第二开口30的横截面是一个扼流阀。如此确定第一和第二整体横截面的大小，使得在挺杆体10的向上移动期间在润滑腔22中构成直至最大2巴的压强。特别是在图2中根据箭头F清晰可见的是，燃料100如何从挺杆腔24提供给润滑腔22以及此外缝隙36，其中在此燃料100从开始基本上与中轴线I平行地朝中轴线I借助于润滑腔22转向到滚轴12。旋转的滚轴12从大约3-6μm厚度的泵内腔26粘附由燃料100组成的润滑膜。因为润滑间隙38为大约20μm，所以源自挺杆腔24的燃料100被提供给大约14-17μm的剩余的润滑间隙。由此从挺杆腔24提供给润滑间隙38的燃料量大于从泵内腔26粘附给滚轴12的润滑量。源自挺杆腔24的燃料100由滚轴12在润滑间隙38上容纳并且提供给在滚轴12与滚轴套体32之间的接触面40。在此滚轴12和滚轴套体32在接触面40的区域中在运行期间间隔大约1-2μm。通过17°至25°的角α通过简单的方式和方法可能的是，通过等离子借助于碳或碳化合物给部分圆柱形的凹槽20的侧面42涂层。因为在滚轴套盖34中构成的棱边仅仅与滚轴12间隔大约10μm，所以不损坏由滚轴12从泵内腔26粘附的润滑膜，该润滑膜为大约3-6μm厚。通过燃料100从挺杆腔24借助于润滑腔22的附加地提供实现了在接触面40上改善的润滑。特别是避免了所谓的“热点”、亦即在接触面40中燃料100的逐点的过热。由此总体上延长高压泵2的寿命。

Claims (10)

1.用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵，其中所述高压泵(2)具有泵壳体(4)，所述泵壳体具有充以燃料(100)的泵壳体内腔(6)，其中在所述泵壳体(4)中设置至少一个具有泵活塞(8)的泵元件，其中所述泵活塞(8)间接地通过挺杆体(10)和滚轴(12)在凸轮(14)或驱动轴(16)的偏心轮上被支撑，其中所述挺杆体(10)沿中轴线(I)的方向通过凸轮(14)或偏心轮能被驱动做振荡运动(Z)，其中滚轴套(18)与挺杆体(10)沿中轴线(I)的方向固定连接，其中所述滚轴套(18)具有基本上部分圆柱形的用于部分容纳滚轴(12)的凹槽(20)，其特征在于，滚轴套(18)具有至少一个润滑腔(22)，其中通过所述至少一个润滑腔(22)在挺杆体(10)的振荡运动(Z)期间从所述泵壳体内腔(6)对所述滚轴(12)提供燃料(100)。
2.根据权利要求1所述的高压泵，其特征在于，所述至少一个润滑腔(22)基本上与所述滚轴(12)的纵延伸方向平行地延伸。
3.根据权利要求1或2所述的高压泵，其特征在于，两个关于滚轴(12)相互对称形成的润滑腔(22)相互对置地在滚轴套(18)中构成。
4.根据上述权利要求之一所述的高压泵，其特征在于，泵壳体内腔(6)借助于挺杆体(10)分为挺杆腔(24)和泵内腔(26)；其中在所述挺杆腔(24)中设置泵活塞(8)；其中在所述泵内腔(26)中设置具有驱动轴(16)的凸轮(14)或偏心轮；其中所述润滑腔(22)借助于至少一个具有第一横截面(52)的第一开口(28)与所述挺杆腔(24)导流地连接；其中所述润滑腔(22)借助于至少一个具有第二横截面(54)的第二开口(30)与所述泵内腔(26)导流地连接；其中所述至少一个第一横截面(52)的整体形成第一整体横截面；其中所述至少一个第二横截面(54)的整体形成第二整体横截面；其中所述第一整体横截面和所述第二整体横截面相互不同。
5.根据权利要求4所述的高压泵，其特征在于，所述第一和第二整体横截面如此设计，使得在所述至少一个润滑腔(22)中产生最大2°巴的超压。
6.根据权利要求4或5所述的高压泵，其特征在于，所述第二整体横截面小于所述第一整体横截面。
7.根据上述权利要求之一所述的高压泵，其特征在于，滚轴套(18)具有滚轴套体(32)和滚轴套盖(34)；其中滚轴套体(32)和滚轴套盖(34)相互沿旋转和平移方向固定连接；其中所述滚轴套体(32)在泵活塞(8)与滚轴(12)之间设置；其中所述滚轴套体(32)通过朝向驱动轴(16)的端面(44)限制；其中所述端面(44)和限制所述部分圆柱形的凹槽(20)的侧面(42)沿着线(L)相交；其中所述线(L)位于在一个对于侧面(42)构成的切平面(T)中；其中所述切平面(T)和中轴线(I)成一个角(α)，其中所述角(α)在17°与25°之间。
8.根据权利要求7所述的高压泵，其特征在于，润滑间隙(38)在线(L)与滚轴(12)之间构成；其中将所述燃料(100)提供给所述润滑间隙(38)。
9.根据权利要求7或8所述的高压泵，其特征在于，所述至少一个润滑腔(22)在所述滚轴套盖(34)中构成。
10.根据权利要求7至9之一所述的高压泵，其特征在于，滚轴套盖(34)在与滚轴套体(32)对置的下侧(48)上基本上与滚轴(12)的纵向延伸方向平行地构成棱边(50)；其中所述棱边(50)如此与滚轴(12)间隔，使得所述棱边(50)不损坏在滚轴(12)上的润滑膜地拒绝滚轴(12)的污物。
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