CN104956066B - 用于机动车辆的泵装置和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于机动车辆的泵装置具有：高压泵（101），其具有流体入口（102）和流体出口（103）以及压力室（104）用于输送流体，该压力室在所述流体入口（102）和所述流体出口（103）之间液压地布置，第一限压阀（105），其在入口侧联接到所述流体出口（103），第二限压阀（106），两个限压阀（105、106）并联地液压连接，两个限压阀（105、106）的每个具有开启压力，其中所述第一限压阀（105）的开启压力的值大于所述第二限压阀（106）的开启压力的值，以及取决于喷射器（107），所述第二限压阀（106）的开启压力的值被预先确定，该喷射器能够液压联接到所述泵装置（100）。

Description

用于机动车辆的泵装置和系统

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的泵装置。本发明还涉及一种具有用于机动车辆的泵装置的系统，特别地涉及一种燃料喷射系统。

背景技术

用于流体输送的泵，特别地是用于机动车辆的喷射系统的燃料输送的泵，通常具有限压阀。这个阀被布置在所述泵的高压侧上。所述阀设计成以这样的方式，即如果发生故障，则由高压泵输送的最大体积流量能够流动返回所述泵的高压活塞室。从而，带有泵的高压系统受保护而免受不容许的高压。在正常运行条件下，所述阀闭合。由于限压阀通常联接到所述泵的所述高压活塞室的事实，所述阀仅能够在所述泵的吸入阶段期间开启。在所述泵的所述吸入阶段期间，所述阀被液压锁定且不能开启。

期望的是，具体说明一种用于机动车辆的泵装置，其允许可靠运行。此外期望的是，具体说明一种在泵装置中的系统，其允许可靠运行。

发明内容

本发明涉及一种用于机动车辆的泵装置并且涉及一种包括此种类泵装置的系统。

根据本发明的至少一个实施例，所述泵装置具有用于输送流体的高压泵。所述高压泵具有流体入口和流体出口和压力室，该压力室在所述流体入口和所述流体出口之间液压地布置。所述泵装置具有第一限压阀，其在所述入口侧上联接到所述流体出口。所述泵装置具有第二限压阀。两个限压阀并联地液压连接。两个限压阀的每个均具有开启压力。所述第一限压阀的开启压力的值大于所述第二限压阀的开启压力的值。所述泵装置能够液压联接到喷射器。取决于所述喷射器，所述第二限压阀的开启压力的值被预先确定。

借助于所述第一限压阀，特别地确保了在所述高压泵的所述流体出口处的最大容许压力不会被超过。为了避免所述第一限压阀的不必要的开启，所述第一限压阀的开启压力的值特别地大于系统压力，该系统压力出现在正常运行期间所述高压泵的压力阶段中。因此，所述第一限压阀在正常运行期间不开启。在故障情况下，所述第一限压阀提供保护免于过度的压力。

借助于所述第二压力控制阀，能够联接到所述泵装置的所述喷射器的可靠开启被确保。所述第二限压阀的开启压力的值是预先确定的，以这样的方式使得开启压力的值低于用于所述喷射器的最大容许压力。因此，所述喷射器的功能被确保。这里，用于所述喷射器的最大容许压力应被理解为意指所述喷射器仍然能够只是可靠地开启时的所述流体的压力。

特别地，所述第二限压阀允许在所述高压泵的每个吸入阶段中开启以便使所发生的压力波动减幅是可能的。因此保护所述第一限压阀免于磨损是可能的，因为所述第一限压阀在正常运行中保持闭合并且仅在故障情况下开启。

根据其他实施例，所述第一限压阀在所述出口侧上液压联接到所述流体入口。这使得在故障情况下开启所述第一限压阀成为可能，甚至在所述高压泵的压力阶段期间。因此可以避免液压闭合限压阀。所述第一限压阀设计成，以这样的方式使得所述高压泵的最大体积流量能够通过所述第一限压阀排出。因此，所述第一限压阀被用于确保在所述流体出口中的最大容许压力在所述高压泵的整个运行周期期间没有被超过。在故障情况下，可能的是，由所述高压泵输送的整个最大体积流量被排放返回到所述流体入口处的低压区域中而没有显著压力升高。避免了在压力阶段期间的不容许的压力升高。

根据实施例，所述第二限压阀在所述出口侧上液压联接到所述压力室。因此，所述第二限压阀的液压闭合在所述高压泵的压力阶段期间是可能的。因此，由于泵循环的整个体积被输送到所述流体出口，良好的泵效率被实现。借助于所述第一限压阀，所述泵装置始终被保护而免受不容许的高压。

根据其他实施例，所述第二限压阀在所述出口侧上液压联接到所述流体入口。根据实施例，所述第二限压阀在所述入口侧上联接到所述流体出口。因此，在所述第二限压阀是开启的时，在所述流体出口和所述流体入口之间的液压连通是可能的。因此，所述第二限压阀在每个压力阶段期间开启成为可能。因此使在所述流体出口处的压力波动最小化。在所述高压泵内的无用体积（Totvolumen）被减小，由此带来效率增加。

根据其他实施例，所述第二限压阀在所述入口侧上联接到所述压力室。因此，当所述第二限压阀是开启的时，所述压力室与所述流体入口之间的液压连通是可能的。这使得在所述压力室中和在所述流体出口处的压力波动最小化是可能的。所述第二限压阀能够在所述高压泵的每个压力阶段中开启。

根据其他实施例，所述第二限压阀设计为被动压力控制阀，其具有设定为固定值的开启压力。例如，借助于所述第二限压阀，在所述流体出口执行压力传感器的校准是可能的。为了这个目的，所述系统压力升高到例如所述第二限压阀的开启压力的值。由于所述开启压力被设定为固定值的事实，所述开启压力的值可用作参考。

根据其他实施例，所述流体出口能够联接到高压歧管。所述喷射器能够联接到所述高压歧管。特别地，取决于所述高压歧管，所述第一限压阀的开启压力的值可以被预先确定。特别地，所述开启压力的值是预先确定的，以这样的方式使得用于所述高压歧管的最大预定压力不被超过。

特别地，取决于所述喷射器的最低开启压力，所述第二限压阀的开启压力的值被预先确定。所述喷射器的可靠运行从而被确保。

附图说明

进一步的优点、特征和改进会从结合附图所说明的下文的实施例中显露。这里，相同的元件具有相同的类型并且具有相同的功能，其可以用相同的附图标记来提供。

在附图中：

图1示出了根据实施例的燃料喷射系统的示意图，

图2示出了根据实施例的燃料喷射系统的示意图，

图3示出了根据实施例的燃料喷射系统的示意图，

图4示出了根据实施例的泵装置的示意性详细视图，以及

图5示出了根据实施例的限压阀的示意图。

具体实施方式

图1示出了泵装置100。特别地，泵装置100是机动车辆的燃料喷射系统的一部分。特别地，燃料喷射系统是“共轨”喷射系统。泵装置100具有带有流体入口102和流体出口103的高压泵101。压力室104液压地设置在流体入口102和流体出口103之间。

流体入口102被布置在低压侧114上。特别地，流体入口102用于将压力室104联接到流体槽113。流体出口103设置在高压侧115上。特别地，流体出口103联接到高压歧管112。喷射器107或多个喷射器107联接到高压歧管。喷射器各自设计成在机动车辆运行期间注射到内燃发动机的相关联的燃烧室中。借助于高压泵101，流体泵出流体槽113且在压力下输送到高压歧管112中。在低压侧114上存在的压力在运行期间例如低于5巴。在高压侧115上并且特别地在燃料歧管112中存在的压力特别地超过300巴，例如350巴或更高。

特别地，高压泵101是活塞泵。活塞122被布置在压力室104中。如果活塞121沿纵向轴线移动，以这样的方式使得压力室104的容积增大，则流体通过流体入口102被吸入到压力室104中。这是高压泵101的“吸入阶段”。活塞122然后在相反的方向上移动，且流体从压力室104排出到流体出口103中。这是高压泵101的“压力阶段”。

泵装置100具有第一限压阀105。限压阀105的入口侧108液压连接到流体出口103。第一限压阀105的出口侧110液压连接到流体入口102 。第一限压阀105的入口侧108液压连接到高压侧115。第一限压阀105的出口侧110液压连接到低压侧114。

第一限压阀105具有预定开启压力。限压阀105在低于预定开启压力的压力下阻止流体流动通过限压阀105。在从预定开启压力的压力起，限压阀105允许流体流动通过限压阀105。第一限压阀105的开启压力的值是预定的，以这样的方式使得在流体出口103中且特别是在高压歧管112中的预定的最大压力不被超过。第一限压阀105在泵装置100的正常运行期间闭合。如果在入口侧108上的开启压力的预定值被达到和/或超过，则第一限压阀105开启并允许流体从入口侧108流动到出口侧110。因此，在高压侧115上的压力被保持在预定的最大极限之内。由于第一限压阀105液压连接到流体入口102的事实，第一限压阀105在高压泵101的吸入阶段期间和在高压泵101的压力阶段期间两者均开启是可能的。第一限压阀105未被液压锁定。

泵装置100具有第二限压阀106。特别地，第二限压阀106是被动压力控制阀。第二限压阀106具有开启压力，该开启压力的值是预定的。第二限压阀106具有预定开启压力。限压阀106在低于预定开启压力的压力下阻止流体流动通过限压阀106。在从预定开启压力的压力起，限压阀106允许流体流动通过限压阀106。

第二限压阀的开启压力的值小于第一限压阀的开启压力的值。在如图1所示的例述性实施例中，第二限压阀106的入口侧109液压联接到流体出口103。第二限压阀106的出口侧111液压联接到压力室104。

当第二限压阀106开启时，流体从流体出口103流动进入压力室104因此是可能的。根据如图1所示的例述性实施例，第二限压阀106在高压泵101的压力阶段期间是液压锁定的。第二限压阀106仅能够在高压泵101的吸入阶段期间开启且在高压泵101的压力阶段期间持续闭合。

特别地，取决于喷射器107，第二限压阀的开启压力的值是预定的。取决于最大容许的喷射器开启压力，第二限压阀106的开启压力的值是预定的。喷射器107的可靠运行由此成为可能。特别地，第二限压阀106的开启压力的值低于喷射器107的最大容许压力。因此，确保了喷射器107的功能，即可靠开启和流体喷射到燃烧室中。由于第二限压阀106在高压泵101的吸入阶段期间能够开启的事实，在流体出口106中和在高压歧管112的压力波动减少。凭借第二限压阀106仅能够在高压泵101的吸入阶段开启的事实，泵装置100的效率是良好的。

使用具有用于开启压力的预定值的被动压力控制阀还允许压力传感器123的校准。压力传感器123设计成确定在高压歧管112中的流体压力。第二限压阀106的开启压力的预定值特别地在运行期间不改变。这使得相对于第二限压阀106的开启压力的固定参考值校准压力传感器123成为可能。这对于如常规所使用的主动控制式压力控制阀是不可能的，因为在主动阀的情况下，开启电压借助于所施加的控制电压能够调节至开启压力的不同值，并且因此开启压力不能形成固定参考。被动的第二压力控制阀106的使用也比如常规使用的主动压力控制阀成本更低。

在一方面，第二限压阀106作为限压阀以确保在喷射器107处的最大容许压力。在另一方面，限压阀106作为压力控制阀用于使压力波动最小化且特别地用于执行压力传感器123的校准。特别地，第二限压阀106的截面是预定的，以这样的方式使得最大容许表面压力不被超过，不管高的流体压力。特别地，第二限压阀106是耐用的设计。

第一限压阀105的开启压力的值是如此的高，使得在泵装置100的运行期间的压力波动不会导致第一限压阀105的开启。第一限压阀105的出口侧110连接到低压区域114。因此，不取决于高压泵101的吸入阶段和压力阶段的压力降低是可能的。因此，避免了在压力阶段期间在线路中的压力升高到高于第一限压阀105的开启压力的值的水平的情况，这在液压锁定限压阀的压力阶段期间可能发生。第一限压阀105的预定截面是这样的，即使得在故障情况下在来自高压泵101的最大体积流量时最大容许系统压力不能被超过。第一限压阀105设计为比第二限压阀106更高的体积流量。

因此，确保了由高压泵101输送的最大体积流量能够排出返回到低压区域114，而在高压歧管112中没有显著压力升高。在压力阶段中的不容许的压力升高被避免。为了保护第一限压阀105免于不容许开启，第一限压阀105的开启压力的值被设定为高于系统压力，这发生在正常运行期间的压力阶段中。为了还确保同时可靠的开启喷射器107，第二限压阀106的预定值比第一限压阀105的开启压力的值低，因此，确保了喷射器107的功能。第一限压阀105仅在故障的情况下开启。由于第一限压阀105在正常运行期间不会开启，在第一限压阀105上的磨损被降低。第一限压阀105和第二限压阀106在入口侧上并联地液压连接。

图2示出了根据其他实施例的泵装置100。在图2中的泵装置100基本上对应于结合图1所说明的泵装置100的实施例。与图1的实施例相比，第二限压阀106的出口侧111液压连接到流体入口102。

第二限压阀106液压连接到在出口侧上的低压侧114。随着第二限压阀106开启，流体从流体出口103流动到低压区域114因此是可能的。第二限压阀106在高压泵101的压力阶段期间不是液压闭合的。因此，第二限压阀106在高压泵101的压力阶段期间开启是有可能。因此，在流体出口103和在高压歧管112中的压力波动由第二限压阀106最小化。在高压泵101之内的无用容积被减小。这带来了泵装置100的效率的增加。

图3示出了根据其他实施例的泵装置100。根据图3的泵装置100大体上对应于如结合图1和2所说明的实施例。与图1和2中例述性实施例相比，第二限压阀106的入口侧109液压连接到压力室104。第二限压阀106的出口侧111液压连接到流体入口102或低压侧114。

随着第二限压阀106开启，流体流动被允许从压力室104流动到流体入口102中。第二限压阀106在高压泵101的每个压力阶段期间开启。在流体出口103中、在高压歧管112中以及在压力室104中的压力波动以这种方式被最小化。

图4示出了第一限压阀105和第二限压阀106，其并联地液压连接。第一限压阀105的开启压力的设定值大于第二限压阀106的开启压力的值。第一限压阀105被设计为比第二限压阀106更高的体积流量。第一限压阀105的开启压力的预定值和最大体积流量的预定值是这样的，即使得当第一限压阀105起作用时，在高压区域115中的最大预定压力绝不被超过。第二限压阀106的开启压力的值和最大体积流量的值是预定的，以这样的方式使得可靠的开启喷射器107被确保且压力波动被减幅。

图5示出了根据一个例述性实施例的第二限压阀106的示意图。第二限压阀106根据其他实施例不同地设计。

第二限压阀106被称为被动压力控制阀。第二限压阀106具有外壳120。在外壳中，弹簧116预加载在保持元件119和密封元件117之间。

密封元件117由弹簧推靠密封座118。密封座布置在入口109和出口110之间。如果在入口侧109上的压力升高，则密封元件117抵抗弹簧116的弹簧力从密封座118移动离开，且流体流动被允许从入口侧109流动到出口侧110。锥形截面121（其用作限制贯通流动（Durchflussbegrenzung）），例如设置在入口侧109上。第二限压阀106的开启压力的值借助于弹簧116的预加载而预先确定。弹簧116的预加载在沿着纵向轴线124安装第二限压阀106期间通过保持元件119的移动而调节。当预加载116达到预定值时，保持元件119相对于外壳120的位置是固定的。因此，第二限压阀106的开启压力的值能够以简单的方式被预定。借助于限制的截面121，当阀开启时实现对贯通流动的限制。此外，用于密封元件117的冲程止动以简单的方式来实现。根据实施例，第二限压阀106被设计成芯阀(Cartridge-Ventil)，即作为独立的部件。根据实施例，第二限压阀106被设计成插入阀(Plug-In-Ventil)，即作为插入的部件。根据实施例，限压阀106直接集成到泵101的外壳。

通过组合泵装置100中的第一和第二限压阀105、106，与常规系统相比在运行期间高压侧115上的压力减小也是可能的。因此，在高压歧管112和喷射器107之间设置低成本的O形环密封件是可能的。因此，免于采用更昂贵的金属密封件是可能的。通过组合两个限压阀105、106，能够使在高压侧115上高达350巴的压力下内燃发动机的低排放运行成为可能。在高达350巴的系统压力下，在高压歧管112和喷射器107之间的连接的紧密性借助于O形环被确保。

Claims (7)

1.一种用于机动车辆的泵装置，具有：

- 高压泵（101），其具有流体入口（102）和流体出口（103）以及压力室（104）用于输送流体到高压歧管（112），该压力室在所述流体入口（102）和所述流体出口（103）之间液压地布置，

- 压力传感器，其产生指示在高压歧管（112）中压力的信号，

- 第一限压阀（105），其在入口侧上联接到所述流体出口（103），

- 第二限压阀（106），其在高压泵的压力阶段期间液压锁定，

- 两个限压阀（105、106）并联地液压连接，

- 两个限压阀（105、106）的每个具有开启压力，其中

- 所述第一限压阀（105）的开启压力的值大于所述第二限压阀（106）的开启压力的值，

- 取决于喷射器（107），所述第二限压阀（106）的开启压力的值被预先确定，该喷射器能够经由高压歧管（112）液压联接到所述泵装置（100），

- 所述第二限压阀（106）在出口侧上液压联接到所述压力室（104），以及

- 所述压力传感器相对于第二限压阀的开启压力的值校准。

2.如权利要求1所述的泵装置，其中，所述第一限压阀（105）在出口侧上液压联接到所述流体入口（102）。

3.如权利要求1所述的泵装置，其中，所述第二限压阀（106）在入口侧上联接到所述流体出口（103）。

4.如权利要求1所述的泵装置，其中，所述第二限压阀（106）设计成具有开启压力设定为固定值的被动压力控制阀。

5.如权利要求1所述的泵装置，其中，取决于高压歧管（112），所述第一限压阀（105）的开启压力的值被预先确定，所述高压歧管在所述流体出口（103）和所述喷射器（107）之间能够液压联接。

6.如权利要求1所述的泵装置，其中，取决于所述喷射器（107）的开启压力，所述第二限压阀（106）的开启压力的值被预先确定。

7.一种包括如权利要求1至6中任一项所述的泵装置（100）的系统，所述系统进一步包括：

- 高压歧管（112），其液压联接到所述流体出口，

- 喷射器（107），用于喷射所述流体进入内燃发动机的燃烧室。