CN104428526A - 用于内燃机的燃料系统的高压燃料泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的燃料系统(10)的高压燃料泵(20)，其具有泵壳体(32)、具有固定装置(60)和振动解耦装置(70)，利用所述固定装置能够将泵壳体至少间接地固定在内燃机(10)的安装部段(56)上，所述振动解耦装置在安装位置中布置在泵壳体(32)和安装部段(56)之间的负荷路径中。根据本发明，固定装置(60)具有刚性的中间部段(66)，所述中间部段在安装位置中贴合地与安装部段(56)连接，其中，振动解耦装置(70)在安装位置中至少局部地布置在中间部段(66)和安装部段(56)之间，并且其中，泵壳体(32)保持在振动解耦装置(70)中。

Description

用于内燃机的燃料系统的高压燃料泵

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的高压燃料泵。

背景技术

由市场公知了一种作为用于内燃机的燃料系统的部件的高压燃料泵。通常这种高压燃料泵构造为插装泵。燃料经过泵壳体中的活塞的行程在输送空间中被压缩并且输送到高压储存器(“Rail(轨)”)中。由于流量控制阀(MSV)中的输送和流量控制而在高压燃料泵中产生固体噪声和流体噪声(压力波动)。

因此，特别是在泵壳体上也出现燃料泵的振动激发。在此，所产生的噪声功率通过与泵壳体相对刚性地连接的或耦合的固定法兰传递到内燃机的安装部段、例如传递到缸盖上。除了不期望的运行噪声以外会产生相对高的振动负荷，所述振动负荷可以降低高压燃料泵的疲劳强度并且在不期望的情况中导致使用寿命失效。

出自这个专业领域的专利公开文献例如是DE 102008042626A1。

发明内容

本发明的目的通过根据权利要求1所述的高压燃料泵来实现。有利的进一步方案在从属权利要求中给出。此外，对于本发明重要的特征可在下述的说明中和在附图中得出，其中，所述特征不仅在单个情况中而且在不同的组合中对于本发明可以是重要的，无需因此又详细地指明。

本发明具有的优点是，借助于振动解耦装置非常高效地减少固体噪声从高压燃料泵传递到安装部段上，因此，将较少的噪声发射到周围环境中。此外，可以减少高压燃料泵的振动，因此减少了高压燃料泵表面的直接的噪声发射。此外，可以减少固体噪声从安装部段传递到高压燃料泵上，因此，例如与高压燃料泵接触的插装装置较少地由振动加上负荷。同样通过振动解耦装置的相对和通常差的导热能力可以减少热量从安装部段传递到高压燃料泵。因此，可以降低高压燃料泵的热负荷，其中，高压燃料泵或流量控制阀的塑料元件以及处于其中的燃料较低强度地被加热。

根据本发明的用于高压燃料泵的固定装置实现了在一方面泵壳体或固定法兰和另一方面安装部段之间以及同时在固定法兰和安装螺栓的头部之间的、高压泵的“完全弹性隔离”。在此，借助于安装螺栓产生的预应力相对好地与振动解耦装置的特性解耦。

本发明涉及一种用于内燃机的高压燃料泵，其具有泵壳体、固定装置和振动解耦装置，利用所述固定装置能够将泵壳体至少间接地固定在内燃机的安装部段上，所述振动解耦装置在安装位置中布置在泵壳体和安装部段之间的负荷路径中。根据本发明，固定装置具有刚性的中间部段，所述中间部段在安装位置中贴合地或齐平地与安装部段连接，其中，振动解耦装置在安装位置中至少局部地布置在中间部段和安装部段之间，并且其中，泵壳体保持在振动解耦装置中。振动解耦装置优选地包括弹性体材料或弹性体元件，并且可以根据一个相应的实施方式例如在涂层结构中也构造为由至少一个弹性体元件和至少一个其他的元件(例如板件)构成的复合件。高压燃料泵借助于刚性的中间部段以特别确定的方式地保持在安装部段上，所述中间部段在安装位置中贴合地与安装部段连接。在此，用于固定所需的安装螺栓这样布置在安装部段上，使得振动解耦装置不以不可靠的方式作为螺栓力导致的结果而被压坏，其方式是，即其使中间部段贴合地与安装部段连接。特别是，作为振动解耦装置松弛导致的结果，预应力损耗不会导致安装螺栓的松脱并且因此导致固定装置的失效。

固定装置的构型设置，所述固定装置包括安装螺栓，并且中间部段包括间隔套筒(英语“compression limiter”)，所述间隔套筒在安装位置中夹紧在安装螺栓的头部和安装部段之间。因此，安装螺栓借助于间隔套筒能够以确定的和与振动解耦装置的特性无关的方式拧紧在安装部段上。因此，可以简化高压燃料泵的安装并且增高固定装置的疲劳强度。优选地，安装螺栓的杆至少部分地由间隔套筒包围。间隔套筒又至少部分地穿过构造为固定法兰的径向外部的高压燃料泵部段的孔。在此，振动解耦装置这样布置在高压燃料泵或固定法兰和安装部段之间的力路径中，即产生根据本发明的振动解耦或振动隔离的作用。在本发明的一个实施方式中，振动解耦装置或振动解耦装置的部件与间隔套筒一起制造成复合元件(“橡胶金属部件”)，其中，振动解耦装置例如在间隔套筒上被硫化胶合或粘接。

根据本发明可以设置，间隔套筒在纵截面中是T形的。T形的间隔套筒的“上部的”和横向延伸的部段构成中间部段并且实现了用于安装螺栓的头部的相对大面积的支承。因此，可以将从安装螺栓的头部出发的轴向力最佳地传递到间隔套筒。因此，可以降低材料负荷。此外简化了制造，因为中间部段和间隔套筒构造为一体的。

固定装置的另一个构型设置，所述固定装置包括安装螺栓，并且中间部段包括用于泵壳体的固定法兰，所述固定法兰在安装位置中夹紧在安装螺栓的头部和安装部段之间。优选地，振动解耦装置不位于安装螺栓的力路径中。此外，固定装置在这个构型中不包括间隔套筒，然而固定法兰可以一方面确定地布置在安装部段上，并且另一方面根据本发明振动解耦装置可以起作用。在此，可以降低成本。在这个构型中，固定法兰是单独的元件并且特别是非刚性地与高压燃料泵耦合或连接。在此，固定法兰可以说“从上部”间接地和在中间连接振动解耦装置的情况下由这个(这些)安装螺栓的力压至高压燃料泵的径向外部的壳体凸肩。

因此，固定装置包括至少一个安装螺栓以及刚性的中间部段，其中，刚性的中间部段又包括至少一个固定法兰和根据本发明的相应的构型包括至少一个间隔套筒。

此外，根据本发明设置，固定法兰在横截面中是Z形的，其中，所述固定法兰在俯视图中通常是圆环形或者必要时也可能是椭圆的。在此，固定法兰的“下部的”部段可以直接布置在安装部段上、即与安装部段接触，并且固定法兰的“上部的”部段可以“间接地”、即在使用振动解耦装置的情况下布置在高压燃料泵上或在高压燃料泵的径向外部的壳体凸肩上。通过固定法兰的Z形的横截面能够以非常多样的方式构造根据本发明的固定装置并且与高压燃料泵和/或安装部段的相应的几何形状相匹配。

在固定装置的另一个构型中，振动解耦装置构造为两件式的，其具有第一部件和第二部件，所述第一部件布置在中间部段和泵壳体(必要时包括与泵壳体刚性连接的元件)，所述第二部件布置在泵壳体(必要时包括与泵壳体刚性连接的元件)和安装部段之间。所述“元件”例如是高压燃料泵的构造为固定法兰或壳体凸肩的径向外部的部段。通过振动解耦装置的两件式的构型得出根据本发明的固定装置的非常多的结构上的构造可能性。

此外可以设置，振动解耦装置包括在安装位置中径向地布置在泵壳体和中间部段之间的部段。因此实现了，借助于振动解耦装置也在径向方向上影响高压燃料泵的固定。因此，振动解耦的作用包括全部三个空间方向。

固定装置的另一个构型设置，即泵壳体和/或泵壳体的径向外部的壳体凸肩具有环形槽，其中，振动解耦装置的第二部件至少部分地布置在环形槽中。在此，环形槽的目的在于，容纳并且径向地引导振动解耦装置的第二部件。因此，振动解耦装置可以非常准确地布置在泵壳体上。

附图说明

下面参考附图说明本发明的示例性的实施方式。附图中：

图1示出内燃机的具有高压燃料泵的燃料系统的原理图；

图2示出出自图1的高压燃料泵的透视图；

图3示出安装开始时的根据本发明的固定装置的第一实施方式；

图4示出安装之后的图3的固定装置；

图5示出根据本发明的固定装置的第二实施方式；

图6示出根据本发明的固定装置的第三实施方式；和

图7示出根据本发明的固定装置的第四实施方式。

对于在所有附图中同样在不同的实施方式中功能相同的元件和参量使用相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中，用于内燃机的燃料系统整体上具有附图标记10。所述燃料系统包括燃料箱12，初级燃料泵14将燃料从所述燃料箱输送到低压管路16中。低压管路16中的压力通过压力控制阀或压力调节阀18调节。

低压管路16通到高压燃料泵20，图2中详细地示出所述高压燃料泵的结构。高压燃料泵20机械地由内燃机10驱动。所述高压燃料泵以非常高的压力压缩燃料并且将所述燃料输送到也称为“Rail(轨)”的燃料高压储存器22。多个喷射器24与所述高压储存器连接，所述喷射器将高压下的燃料喷射到内燃机的直接对应于所述喷射器的燃烧室26中。燃料系统10的运行由控制和调节装置28控制和调节。

图2中透视地示出图1中示意性地示出的高压燃料泵20。高压燃料泵20构造为径向活塞泵并且具有泵壳体32。泵盖34布置在泵壳体32上。流量控制阀36布置在图2中朝向后的区域中。泵壳体32通过固定法兰38在图1中所示的内燃机10上经由安装螺栓64(在图2中未示出，见图3)固定在内燃机10的为此设置的安装部段56(在图2中未示出，见图3)上。固定法兰38与泵壳体32刚性连接、例如压合或焊接或模压在一起并且具有用于插入安装螺栓64的孔39。用于机械地驱动高压燃料泵20的泵活塞40突出于泵壳体32，所述泵活塞由活塞回程弹簧42围绕。

用于燃料管路的不同的接口布置在泵壳体32的外侧上。位于图2中间的接口由低压接口管接头44构成，所述接口由图1中所示的初级燃料泵14供给并且通到高压燃料泵20的低压区域。图2中左手边所示的接口由高压接口管接头46构成，所述接口对应于高压燃料泵20的高压区域并且为燃料高压储存器22(图1)供给。图2中右手边所示的接口由管接头48构成，所述接口将来自高压燃料泵20的泄漏燃料、燃料输送到燃料箱12(图1)中。然而特别是前面所述的管接头48是一个特例并且完全不存在于所有的泵壳体上。

高压燃料泵20构造为插装泵，所述高压燃料泵插入内燃机10的发动机壳体(例如未示出的缸盖)中的相应开口中。在运行时，径向安置在凸轮轴或平衡轴上的泵活塞40以往复运动地移动。燃料通过活塞行程在输送空间(未示出)中被压缩并且输送到高压接口管接头46。出于这个原因，泵相对刚性地安置于发动机壳体(“安装部段56”)之中或之上。

基于由流量控制阀36进行的循环燃料输送和流量控制，导致在高压燃料泵20中产生全部可听频率范围内的固体和流体噪声。所述固体和流体噪声基本上由低压区域中的振动(流体噪声)并且由高压燃料泵20中产生的固定噪声产生。在没有相应措施的情况下，固定法兰38与内燃机10的安装部段56一起构成过渡区域，固体噪声以振动形式通过所述转换区域从内燃机10传递到高压燃料泵20上并且固体和流体噪声以振动形式从高压燃料泵20传递到内燃机10。在此，在没有相应措施的情况下，振动首先经由固定法兰38传递到整个车身部分和例如油箱附加单元(未示出)上，这在那里导致不期望的、干扰的噪声发射。此外，通过由振动导致的颤动给不同的部件、特别是高压燃料泵20的固定法兰38加上负荷。

因此，如此时详细说明地，在这里所示的内燃机10中使用振动解耦装置70(见图3至7)，用于减少固定法兰38和内燃机10的安装部段56(见图3)之间的噪声传递。

图3以示意性的截面图示出用于高压燃料泵20的固定装置60的第一实施方式。附图的左边区域中的垂直的虚线62a以及附图的中间区域中的垂直虚线62b至少部分地描述图3中所示的布置或所示的元件的旋转对称性。

固定装置60实现了将泵壳体32间接地固定在内燃机10的安装部段56上。为此，固定装置60具有已述的安装螺栓64、安装套筒68和构造在所述安装套筒上的环形盘状的中间部段66。此时，固定法兰38刚性地与泵壳体32连接，或者固定法兰38构造为泵壳体32的径向外部的部段。然而所述固定法兰也可以首先是单独的部件，所述单独的部件与泵壳体32焊接、压合或模压在一起或者以其他的形式固定地连接。间隔套筒68部分地布置在固定法兰38的孔39中并且由于中间部段66在纵截面中构造为T形的。

此外，固定装置60具有振动解耦装置70，所述振动解耦装置此时构造为两件式的。振动解耦装置70的第一部件70a在横截面中具有90°角的形状。图3中垂直地延伸的臂在安装位置中径向地布置在中间部段66和固定法兰38或泵壳体32之间，图3中水平地延伸的臂在安装位置中轴向地布置在中间元件66和固定法兰38之间。图3中水平地延伸的第二部件70b基本平坦地布置在一方面泵壳体32和固定法兰38与另一方面安装部段56之间。

振动解耦装置70a和70b此时包括弹性体材料，因此，在根据图3构造的高压燃料泵20运行时实现了显著的振动解耦。振动解耦装置70a此时以基本环形的几何形状构造，其中，水平地延伸的臂示出径向延伸的凸缘。因此，如图3中所示地，间隔套筒68与固定法兰38轴向地和径向地间隔开。振动解耦装置70b此时基本上同样构造为环形的盘，所述环形的盘使固定法兰38以及泵壳体32的径向外部的区域与安装部段56轴向地间隔开。然而其他的和非环形的实施方式也是可能的。仅仅重要的是，所述振动解耦装置是平面的垫板，所述平面的垫板使安装部段56与法兰38和泵壳体32隔离或“轴向地间隔开”。振动解耦装置70a和70b在间隔套筒68的径向外部的部段上彼此接触。固定装置60补充地包括设计为O形环的密封件72，所述密封件径向地布置在泵壳体32的在附图中下部的部段和安装部段56之间。

根据图3的固定装置60基本如下作用：安装螺栓64以预定的转矩拧紧，其中，安装螺栓64的头部直接地作用于间隔套筒68。因此，在附图中间隔套筒68通过安装螺栓64的作用被向下压，其中，间隔套筒68的中间部段66自身以相应的压力作用于振动解耦装置70a和70b。在拧紧安装螺栓64之后，间隔套筒68以附图中下部的端部段平放在安装部段56上，即与安装部段是“贴合的”。因此，振动解耦装置70不布置在安装螺栓64的头部区域、间隔套筒68与安装部段56之间的力路径中。振动解耦装置70a和70b中的至少一个仍然各处地布置在一方面泵壳体32和固定法兰38与另一方面安装部段56之间的力路径中。也就是说，泵壳体32通过固定法兰38保持在振动解耦装置70中，即保持在部件70a的在附图中水平的臂和部件70b之间。

图5示出固定装置60的第二实施方式。在此，固定法兰38构造为单独的环形的元件并且即不是如同图2至4中地与泵壳体32刚性地连接。替代环形的构型，也可以考虑以多个钳的形式并且以用于固定的凸部来实现。固定法兰38此时在横截面中构造为Z形的，其具有附图中下部的和附图中水平的臂38a以及上部的和附图中水平的臂66，所述臂此时构成中间部段。固定法兰38在所示的安装位置中以其下部的臂38a夹紧在安装螺栓64的头部区域和安装部段56之间。在此，振动解耦装置70的同样在横截面中Z形的第一部件70a在所示的安装位置中以附图中垂直的臂径向地并且以附图中水平延伸的部段轴向地布置在泵壳体32和中间部段66或固定法兰38之间。

此外，附图5的泵壳体32具有基本环形的壳体凸肩74。振动解耦装置70的第二部件70b在图5中轴向地布置在一方面泵壳体32和壳体凸肩74与另一方面安装部段56之间。

根据图5的固定装置60基本如下作用：安装螺栓64的头部段作用于固定法兰38的下部的部段38a并且以相应的力将所述下部的部段“贴合地”压到安装部段56。因此，固定法兰38刚性地并且不振动解耦地布置在安装部段56上。振动解耦装置70的部件70a布置在固定法兰38的中间元件66和壳体凸肩74之间。振动解耦装置70的部件70b布置在一方面泵壳体32和壳体凸肩74的在附图中下部的部段和另一方面安装部段56之间。同样地如同图3和4的实施方式中地，构造为O形环的密封件72径向地布置在泵壳体32的在附图中下部的部段和安装部段56之间。

在图5的固定装置60的一个可替换的实施方式中，构造为Z形的部件70a与构造为L形的部件(未示出)相比构造为两件式的。然而得出的振动解耦作用与“一体的”实施方式是相同的。

图6示出根据图5的固定法兰38，其中，在图6中固定法兰38持久地与振动解耦装置70的第一部件70a连接。根据本发明的固定装置60的所述第三实施方式例如可以借助于粘接、硫化胶合法或这一类的方法实现。因此，固定法兰相应于“橡胶金属部件”。

图7示出根据本发明的固定装置60的第四实施方式。如图5的实施方式中地，在图7中振动解耦装置70的第一部件70a在所示的安装位置中径向地布置在泵壳体32和中间部段66或固定法兰38之间。振动解耦装置70的第二部件70b在图7中部分地布置在构造在泵壳体32和壳体凸肩74上的环形槽76中。此外，图7的固定装置60相应于图5的那个固定装置。环形槽76的目的在于，容纳和径向地引导振动解耦装置70的第二部件70b。

振动解耦装置70或部件70a和/或70b可以构造为不同类型的。如前面所述地，振动解耦装置70例如可以是平面的弹性体(粘弹性的涂层)。振动解耦装置70同样构造为涂层结构，其中，弹性体例如布置在两个彼此平行布置的金属板件之间。所述板件也可以是不同厚度的和/或由不同的材料制造。振动解耦装置70当然也可以具有多于两个得板件并且因此具有多个粘弹性的涂层。

Claims (8)

1.一种用于内燃机的燃料系统(10)的高压燃料泵(20)，其具有泵壳体(32)、固定装置(60)和振动解耦装置(70)，利用所述固定装置能够将所述泵壳体(32)至少间接地固定在所述内燃机(10)的一安装部段(56)上，所述振动解耦装置在安装位置中布置在所述泵壳体(32)和所述安装部段(56)之间的负荷路径中，其特征在于，所述固定装置(60)具有刚性的中间部段(66)，所述中间部段在安装位置中贴合地与所述安装部段(56)连接，其中，所述振动解耦装置(70)在安装位置中至少局部地布置在所述中间部段(66)和所述安装部段(56)之间，其中，所述泵壳体(32)保持在所述振动解耦装置(70)中。

2.根据权利要求1所述的高压燃料泵(20)，其特征在于，所述固定装置(60)构成安装螺栓(64)，并且所述中间部段(66)构造在一间隔套筒(68)上，所述间隔套筒在安装位置中夹紧在所述安装螺栓(64)的头部和所述安装部段(56)之间。

3.根据权利要求2所述的高压燃料泵(20)，其特征在于，所述间隔套筒(68)在纵截面中是T形的。

4.根据权利要求1所述的高压燃料泵(20)，其特征在于，所述固定装置(60)包括安装螺栓(64)，所述中间部段(66)包括用于所述泵壳体(32)的固定法兰(38)，所述固定法兰在安装位置中夹紧在所述安装螺栓(64)的头部和所述安装部段(56)之间。

5.根据权利要求4所述的高压燃料泵(20)，其特征在于，所述固定法兰(38)在所述横截面中是Z形的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的高压燃料泵(20)，其特征在于，所述振动解耦装置(70)是两件式的，其具有第一部件(70a)和第二部件(70b)，所述第一部件布置在所述中间部段(66)和所述泵壳体(32)之间，所述第二部件布置在所述泵壳体(32)和所述安装部段(56)之间。

7.根据前述权利要求中任一项所述的高压燃料泵(20)，其特征在于，所述振动解耦装置(70，70a)包括在安装位置中径向地布置在所述泵壳体(32)和所述中间部段(66)之间的部段。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的高压燃料泵(20)，其特征在于，所述泵壳体(32)具有环形槽(76)，其中，所述振动解耦装置(70)的所述第二部件(70b)至少部分地布置在所述环形槽(76)中。