CN104379928A - 用于燃料喷射系统的高压泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于燃料喷射系统的高压泵，其具有构造为多件式的壳体(1)的用于驱动至少一个泵元件的驱动轴(2)能旋转地支承在所述壳体中，其中，壳体(1)一部分是具有轴承孔(4)的法兰构件(3)，所述轴承孔用于容纳驱动轴(2)的轴部段(2.1)。根据本发明，法兰构件(3)或装入法兰构件(3)中的套筒(5)具有内圆周面(6)，所述内圆周面构成用于与驱动轴(2)连接的、径向向外密封的至少一个轴密封环(7，8)的工作面，所述轴密封环用于密封轴承孔(4)。

Description

用于燃料喷射系统的高压泵

技术领域

本发明涉及一种用于燃料喷射系统、特别是高压共轨喷射系统的高压泵，其具有权利要求1的前序部分所述的特征。

背景技术

由公开文献DE 10 2010 043 365 A1中得知一种用于内燃机的燃料输送装置，其具有用于容纳至少一个输送模块和驱动轴的壳体，所述驱动轴用于驱动输送模块。驱动轴能旋转地支承在壳体的轴承孔中，其中，轴承孔此外容纳至少两个轴向地彼此间隔开的以轴密封环形式的密封装置。轴密封环以密封轮廓贴靠在驱动轴的轴部段上，其中轴部段用作工作面。

当需要将两种不同的介质彼此分隔开时，则通常需要至少两个包括轴密封环的密封装置。如果输送装置在用油润滑的情况下安装到内燃机上，那么驱动轴突出到内燃机的导油的区域中，从而需要将介质油和燃料彼此分隔开。位于外部的轴密封环应该防止油到达高压泵的引导燃料的内部空间中，而位于内部的轴密封环应该防止燃料从高压泵的内部空间中流出。

随着时间的推移，轴密封环在驱动轴的轴部段上的工作导致沟纹形式的刻入痕迹，所述沟纹具有大于90μm、例如200μm的深度。此外，沟纹的深度或者刻入痕迹的明显程度与持续工作时间和润滑条件有关。此外，轴密封件遭受磨损，以至于必须在一定时间之后替换所述轴密封件。如果在这个时间点上在驱动轴的工作面上已经形成刻入痕迹，那么不仅需要替换轴密封环而且也需要替换驱动轴。然而这会意味着：必须同样更换与驱动轴准确地相配合的其他驱动部件，这最终导致更换泵的结果。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于燃料喷射系统的高压泵，其满足高的使用寿命要求并且易于维护。特别是使容纳在轴承孔中的轴密封环的更换简单化。

为了实现该目的提出了一种具有权利要求1的特征的高压泵。本发明的有利的进一步方案在从属权利要求中给出。

所述高压泵包括构造为多件式的壳体，一用于驱动至少一个泵元件的驱动轴能旋转地支承在所述壳体中。壳体的一部分是具有轴承孔的法兰构件，所述轴承孔用于容纳驱动轴的轴部段。根据本发明，法兰构件或装入法兰构件中的套筒具有内圆周面，所述内圆周面构成用于与驱动轴连接的、径向向外密封的至少一个轴密封环的工作面，所述轴密封环用于密封轴承孔。工作面在法兰构件的内圆周面上或在装入所述法兰构件中的套筒上的构造防止了在驱动轴的外圆周面上的刻入痕迹，因为这个轴密封环或者这些轴密封环仅仅与法兰构件或装入所述法兰构件中的套筒存在摩擦接触。如果磨损在时间上使得必需更换这个密封环或这些密封环，那么不需要更换驱动轴以及与所述驱动轴相配合的其他驱动部件。因此，高压泵可以明显较容易地和成本较低廉地维护。

如果随着时间的推移在法兰构件或装入所述法兰构件中的套筒的用作工作面的内圆周面上产生刻入痕迹，那么必要时也必须替换法兰构件或套筒。然而时间消耗和成本费用与替换驱动轴时相比明显较少。这特别是适用于，即用作工作面的内圆周面由装入法兰构件中的套筒构成，因为在这种情况中仅仅必须更换具有轴密封环的套筒。

在具有径向向内密封的轴密封环的公知的高压泵中，驱动轴的用作工作面的轴部段通常经受特别的加工，以便提供这样一个表面，所述表面在摩擦系数、硬度等等方面满足对工作面提出的要求。优选地，此时在法兰构件或装入所述法兰构件中的套筒的内圆周面上进行相应的加工。

根据本发明的优选的实施方式，为了形成用作工作面的内圆周面或者为了容纳套筒，轴承孔构造为阶梯孔。优选地，阶梯孔具有位于内部的第一部段和位于外部的第二部段，驱动轴直接或间接地通过滑动轴承套能旋转地支承在所述第一部段上，所述第二部段与第一部段相比具有较大的内直径并且构成用作工作面的内圆周面或者容纳套筒。以这种方式，在法兰构件或装入所述法兰构件中的套筒和驱动轴之间构造环形空间，所述环形空间用于容纳这个轴密封环或这些轴密封环。此外，所述阶梯部用于轴向地支承装入法兰构件中的套筒。

法兰构件有利地由钢或钢合金制造。这特别是适用于取消套筒的使用。钢或钢合金具有比例如材料铝高的硬度，从而抵抗刻入痕迹的形成。此外，能够加工法兰构件的用作工作面的内圆周面，所述内圆周面相应于在驱动轴的轴部段上形成的工作面。

此外提出，套筒压入构造为阶梯孔的轴承孔中。以这种方式产生的在法兰构件和套筒之间的力配合连接确保了套筒的位置固定。

根据本发明的进一步方案，套筒具有至少一个孔用于将构造在两个轴密封环之间的环形空间卸载。也就是说，设置至少两个彼此间隔开的轴密封环，环形空间构造在所述两个轴密封环之间。通过所述孔可以导出到达环形空间中的漏损量。为此，套筒的孔与法兰构件中的另一个孔连接，所述另一个孔优选地与回流连接。优选地在回流中存在环境压力，所述环境压力等于大气压。

此外优选地，至少一个轴密封环与驱动轴力配合地连接。可以例如借助将轴密封环压在驱动轴上产生所述力配合。因此，确保了密封环的位置固定。此外，力配合的连接使轴密封环的安装和拆卸变得容易。

此外提出，至少一个轴密封环至少部分地由弹性体制造。有利地，轴密封环的至少一个支承环具有由弹性体或弹性体层构成的在驱动轴一侧的表面。支承环表面例如可以全面积地涂橡胶层。以这种方式提供密封的连接。即使当在给高压泵加装最初位于径向内部的轴密封环的情况中驱动轴已经具有刻入痕迹时也是这样，因为弹性体材料密封地贴靠在驱动轴上。

优选地，至少一个轴密封环具有由聚四氟乙烯和氟橡胶构成的密封唇和/或法兰构件或套筒的用作工作面的内圆周面具有由聚四氟乙烯和氟橡胶构成的涂层。因此，减小了在轴密封环和工作面之间的、摩擦接触的区域中的磨损，并且因此延长了维护间隔期。

此外可以设置，驱动轴的容纳在法兰构件中的轴部段具有带缩小的外直径的用于容纳至少一个轴密封环的外圆周区域。以这种方式构造径向的凸肩用于支承轴密封环。

所有前述的措施单独地或组合地导致高压泵具有长的使用寿命，因为在维护情况中仅仅需要替换这个或这些轴密封环并且必要时替换法兰构件或装入所述法兰构件中的套筒。不必更换驱动轴，从而不导致配合问题。因此，可以简单地和成本低廉地进行维护。

附图说明

下面根据附图详细地说明本发明的优选的实施方式。附图中：

图1示出法兰构件的区域中的根据本发明的第一高压泵的纵截面图，

图2示出法兰构件的区域中的根据本发明的第二高压泵的纵截面图。

具体实施方式

本发明高压泵的在图1中示出的优选实施方式包括壳体1，该壳体具有基体12和法兰构件3，所述法兰构件与基体12连接。在法兰构件3中构造用于容纳驱动轴2的轴部段2.1的、构造为阶梯孔的轴承孔4。用于构成滑动轴承的滑动轴承套筒13装入轴承孔4的位于内部的第一部段中。用于构成一用于两个轴密封环7，8的工作面的套筒5压入轴承孔4的位于外部的另一个部段中，所述另一个部段具有比第一部段大的内直径。所述较大的内直径构成用于轴密封环7，8的容纳空间。

这两个相对彼此以轴向间距布置的轴密封环7，8压在驱动轴2的轴部段2.1的外圆周区域2.2上，所述外圆周区域相对于驱动轴2的外直径具有减小的外直径。因此，驱动轴2同样成阶梯状地构造。通过将轴密封环7，8压在驱动轴2上导致力配合并且因此导致密封环7，8的位置固定。轴密封环7具有支承环，所述支承环在驱动轴一侧全面积地涂有橡胶层，而轴密封环8的支承环在外侧完全由弹性体壳层包围。两个轴密封环7，8的弹性体材料确保了密封的连接。此外，轴密封环7具有由聚四氟乙烯构成的密封唇11，而轴密封环8的密封唇由弹性材料构成。替代两个不同的轴密封环7，8也可以装入相同的轴密封环，从而图1的视图仅仅是示例性的。

轴密封环7，8以其密封唇11分别贴靠在压入法兰构件3中的套筒5的内圆周面6上，所述内圆周面同时构成用于轴密封环7，8的工作面。因此，在本例中涉及径向向外密封的轴密封环7，8。在高压泵运行中，轴密封环7，8的密封唇11和套筒5的内圆周面6受到摩擦，其中，轴密封环7，8随着时间的推移而磨损，并且在套筒5的内圆周面6上会产生刻入痕迹。为了减少内圆周面6上的磨损，在本例中所述内圆周面设置有由聚四氟乙烯构成的层。然而当在维护范围内替换轴密封环7，8时，仍可能需要更换套筒5。然而所述措施与更换驱动轴以及更换可能的与所述驱动轴相匹配的在径向向内密封的轴密封中的其他驱动部件相比成本低廉得多，所述其他驱动部件在驱动轴上工作。

套筒5具有孔9，通过所述孔能够将这两个轴密封环7，8之间的环形空间卸载。为此，孔9与法兰构件3中的另一个孔14连接，所述另一个孔则连接至一回流(未示出)。因此，通过孔9，14将经由轴承孔4通过泄漏到达环形空间10中的燃料排出。

本发明高压泵的在图2中示出的其他优选实施方式与图1中示出的实施方式的主要区别在于，取消了套筒5。用作工作面的内圆周面6在这种情况下由法兰构件3本身构成。使用钢部件作为法兰构件，该钢部件的内圆周面6经受特别的加工，以便使表面特性适应工作面的要求。在此，当所述内圆周面构成用于轴密封环的工作面时，则内圆周面的加工相应于驱动轴的外圆周面的通常的加工。

在图2的实施方式中，环形空间10也能被卸载。通过取消使用套筒5的方式，实现了直接通过法兰构件3的孔14将环形空间10卸载。

图1和2中所示的两个高压泵以如下方式安装在内燃机15上，即驱动轴2的联接部段2.3分别突出到内燃机的导油的区域中。在此，布置在驱动轴2上的轴密封环7，8防止油从内燃机15的导油的区域到达高压泵的引导燃料的区域中，并且防止燃料从高压泵的引导燃料的区域中到达内燃机15的导油的区域中。因此，实现了有效的介质分离。

Claims (9)

1.一种用于燃料喷射系统的高压泵，其具有构造为多件式的壳体(1)，一用于驱动至少一个泵元件的驱动轴(2)能旋转地支承在所述壳体中，其中，所述壳体(1)的一部分是具有轴承孔(4)的法兰构件(3)，所述轴承孔用于容纳所述驱动轴(2)的轴部段(2.1)，其特征在于，所述法兰构件(3)或者一装入所述法兰构件(3)中的套筒(5)具有内圆周面(6)，所述内圆周面构成一用于与所述驱动轴(2)连接的、径向向外密封的至少一个轴密封环(7，8)的工作面，所述轴密封环用于密封所述轴承孔(4)。

2.根据权利要求1所述的高压泵，其特征在于，为了形成用作工作面的所述内圆周面(6)或为了容纳所述套筒(5)，所述轴承孔(4)构造为阶梯孔。

3.根据权利要求1或2所述的高压泵，其特征在于，所述法兰构件(3)由钢或钢合金制造。

4.根据前述权利要求中任一项所述的高压泵，其特征在于，所述套筒(5)压入构造为阶梯孔的所述轴承孔(4)中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的高压泵，其特征在于，所述套筒(5)具有至少一个孔(9)用于将构造在两个轴密封环(7，8)之间的环形空间(10)卸载。

6.根据前述权利要求中任一项所述的高压泵，其特征在于，至少一个轴密封环(7，8)与所述驱动轴(2)力配合地连接。

7.根据前述权利要求中任一项所述的高压泵，其特征在于，至少一个轴密封环(7，8)至少部分地由弹性体制造。

8.根据前述权利要求中任一项所述的高压泵，其特征在于，至少一个轴密封环(7，8)具有由聚四氟乙烯或氟橡胶构成的密封唇(11)和/或用作工作面的所述内圆周面(6)具有由聚四氟乙烯或氟橡胶构成的涂层。

9.根据前述权利要求中任一项所述的高压泵，其特征在于，所述驱动轴(2)的容纳在所述法兰构件(3)中的轴部段(2.1)具有带缩小的外直径的外圆周区域(2.2)用于容纳至少一个轴密封环(7，8)。