CN105190017A - 具有布置在输送室和出口之间的出口阀的燃料高压泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃料高压泵(10)，其具有布置在输送室(42)和出口(30)之间的出口阀(32)，和具有布置在所述出口(30)和所述输送室(42)之间的压力限制阀(54)。根据本发明，所述出口阀(32)和所述压力限制阀(54)具有共同的阀座体(58)。

Description

具有布置在输送室和出口之间的出口阀的燃料高压泵

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的燃料高压泵。

背景技术

从市场已知用于内燃机的燃料系统，所述燃料系统尤其具有燃料高压泵，借助于所述燃料高压泵可将相应的所需燃料量以相应希望的压力输送到燃料储存器或者说燃料分配器中。为此，燃料高压泵通常具有多个阀。例如这样的燃料高压泵实施为活塞插装式泵。

发明内容

基于本发明的问题由根据权利要求1的燃料高压泵解决。在从属权利要求中说明有利的改进方案。此外，在随后的说明和附图中可找到对于本发明重要的特征，其中，所述特征不但能单独地而且能以不同组合的方式对于本发明来说是重要的，而对此不再次明确指出。

本发明具有这样的优点：燃料高压泵的出口阀和压力限制阀组合地布置在共同的壳体中。在此，可减少需要的元件数量，由此可降低成本。例如出口阀和压力限制阀必要时可具有仅6个元件地实施。根据本发明的组合的出口阀和压力限制阀(“阀组件”)的阀座尤其可布置在共同的阀座体上。阀组件的阀元件或者说阀体能以简单的方式在共同的壳体中径向地被导向。

此外，根据本发明的组合的出口阀和压力限制阀的元件可由相对简单的冲压件和深冲件实施。由此，阀元件(“闭合元件”)以及阀组件的其余部件可具有相对小的质量地实施。根据本发明的阀组件需要相对小的安装空间，由此在构造该燃料高压泵时可给出改进的灵活性。同样，可实施具有特别短的轴向长度(“安装长度”)的阀组件。

此外，在装配期间在阀组件至少部分安装的状态下，“在外部”、即还在压力限制阀在燃料泵中最终装配之前，可设置用于压力限制阀的最大容许燃料压力的极限值。由此实现减小装配错误成本，因为在出现错误时所完成的创产值相对小。这尤其在出口阀和压力限制阀组合地布置在燃料高压泵的可作为单独部件制造的出口接管中时，是这种情况。

此外，本发明的阀组件具有相对小的压缩空间容积(Totraumvolumen)，由此可提高燃料高压泵的输送功率(“容积效率”)。该组合的出口阀和压力限制阀的装配或者说最终装配可实现相对简单且成本有利。根据本发明的阀组件尤其可在不使用材料锁合的连接的情况下实施。

本发明涉及一种燃料高压泵，其具有布置在输送室和出口之间的出口阀，和具有布置在出口和输送室之间的压力限制阀。根据本发明，出口阀和压力限制阀具有共同的阀座体。因此，根据本发明的燃料高压泵可相对小、简单和成本有利地制造。由于共同的阀座体，尤其需要特别少和简单的元件。优选地，阀座体居中地布置在出口阀和压力限制阀之间，并且在两个端部区段上或者说在相对于彼此反向地布置的端部面上分别包括一个对于出口阀或者说对于压力限制阀而言必需的密封座。对于出口阀而言的液压流通例如可通过单个居中设置的贯穿钻孔来进行，并且对于压力限制阀而言的液压流通例如可通过一个或多个设置在阀座体的径向外部区域中的贯通钻孔来进行。

当出口阀和压力限制阀相对于彼此基本上共轴地布置时，得出一种特别节省空间的布置。优选地，出口阀和压力限制阀的至少一些元件以及包围出口阀和压力限制阀的壳体基本上旋转对称或者说径向对称地实施。因此，出口阀和压力限制阀一起可特别小、简单和成本有利地制造。

当压力限制阀具有环状阀元件时，可改进压力限制阀的功能。因此可特别高效地并且然而简单地实施该压力限制阀。

补充地，可设置：压力限制阀具有板簧作为阀弹簧。板簧可相对简单地制造——例如作为片簧——并且此外具有小的安装空间，其中，然而可产生相对大的力用于预紧所述压力限制阀。

在该燃料高压泵的一构型中，压力限制阀具有阀元件，该阀元件与板簧一件式地构成。例如板簧(“弹簧”)构造为弯曲的或者说成波纹的环状弹簧。在此，板簧的周缘区段可作为阀体起作用并且与在共同的阀座体上存在的阀座协作。因此，该压力限制阀可特别简单和成本有利地制造，并且具有特别少的配件。

此外，可设置，在包围出口阀和压力限制阀的壳体中布置有第一弹簧支撑件，出口阀的弹簧支撑在该第一弹簧支撑件上，并且，在壳体中布置有第二弹簧支撑件，压力限制阀的弹簧支撑在该第二弹簧支撑件上，其中，第一和第二弹簧支撑件基本上圆环形地实施。优选地，第一或者说第二弹簧支撑件的相应径向外部区域被压入在壳体的所属的径向内部区域上。在该构型中，第一和第二弹簧支撑件分别为与壳体分立的元件，并且因此可特别简单地例如实施为环状的开孔圆盘。此外，第一和第二弹簧支撑件可分别以限定的轴向尺寸被压入，由此例如可在装配期间调节相应的弹簧力。

补充地，可设置，出口阀的弹簧为螺旋弹簧。螺旋弹簧具有与板簧相比更高的弹簧利用系数并且可相应地耐久地设计。

在该燃料高压泵的另一构型中，出口阀的阀体罐形地实施，其中，出口阀的弹簧在阀体的径向内部以压力加载阀体的底部。由此得到，出口阀的特别简单和可靠的实施，其方式是，阀体和弹簧耐久地布置在相对于彼此限定的位置中。

在该燃料高压泵的又一构型中，阀体的径向外部区段在阀座体的一区段中径向地被导向。因此以特别简单的方式实现出口阀的这些元件的共轴布置，并且此外用于阀体在阀座上的可靠和密封的配合。

在该燃料高压泵的一对此替代的构型中，阀体的径向外部区段在一与阀座体分开布置的导向元件中径向地被导向。因此，阀座体可具有较简单的几何结构地实施，由此可以减小成本。分开布置的导向元件扩展了在设计出口阀时的结构可行性。

当组合的出口阀和压力限制阀集成在该燃料高压泵的出口接管中时，根据本发明的燃料高压泵特别简单地构造。因此，出口阀和压力限制阀特别节省空间地布置。从功能性的角度看，出口阀和压力限制阀在该高压泵的出口附近的布置也是特别有利的。最后，由此在装配出口接管时，出口阀和压力限制阀须仅恰好在装配的最后被安装。

附图说明

以下参照附图解释本发明的示例性实施方式。在附图中示出：

图1基本根据现有技术实施的、用于内燃机的燃料系统的燃料高压泵的示意性截面图；

图2具有组合的出口阀和压力限制阀的、根据本发明的燃料高压泵的出口接管的轴向截面图；

图3组合的出口阀和压力限制阀的类似于图2的放大的截面图；

图4组合的出口阀和压力限制阀的相对于图3替代的实施方式的截面图；和

图5压力限制阀的与板簧一件式地构成的阀元件与阀座体的区段共同的立体图。

对于在所有附图中也在不同的实施方式中功能等价的元件和参量使用相同的附图标记。

具体实施方式

图1以示意性截面图示出用于(未示出的)内燃机的燃料系统的燃料高压泵10。图1的燃料高压泵10基本上相应于现有技术，然而一些涉及本发明的元件在图1中至少象征性地示出。图2至5详细说明本发明。

燃料高压泵10具有泵壳体12，在该泵壳体的在附图中左边的区段中布置有电磁铁14，所述电磁铁具有线圈16、衔铁18和衔铁弹簧20。此外，燃料高压泵10包括与低压管路22连接的、具有入口阀26的入口24，和与高压管路28连接的、具有出口阀32的出口30。出口阀32包括阀体33和目前实施为螺旋弹簧的弹簧35。在出口30上布置有出口接管34。

此外，燃料高压泵10在图1的右上区域中包括由切换符号所代表的压力限制阀54，该压力限制阀在随后的图2至5中还要详细地解释。压力限制阀54可反向于燃料高压泵10的由出口阀32确定的输送方向朝向输送室42去地打开。

入口阀26包括阀弹簧36以及阀体38。阀体38可借助于在附图中可水平地移动并且与衔铁18耦合的阀针40运动。如果电磁铁14被通电流，则入口阀26可被阀弹簧36的力关闭。如果电磁铁14未被通电流，则入口阀26可通过衔铁弹簧20的力被强制性地打开或者强制性地保持在打开的位置中。

在输送室42中，活塞44在附图中可竖直运动地布置。活塞44可借助于滚子46从目前椭圆的凸轮48运动到气缸50中。气缸50形成在泵壳体12的区段中。入口阀26通过开口52与输送室42液压地连接。

在燃料高压泵10的运行状态下，所述燃料从入口24输送至出口30，其中，出口阀32根据在输送室42和出口30之间相应的液压的压力差以及根据弹簧35的力而打开或者关闭。在完全输送的情况下，入口阀26被在入口24和输送室42之间相应的压力差加载，然而此外由阀针40或者说电磁铁14加载。

在期望的部分输送的情况下，在输送行程期间从一个确定的时间点起电磁铁14被通电流，由此可以关闭入口阀26并且那时还存在于输送室42中的燃料不被往回输送到低压管路22中，而是通过出口30输送到(未示出的)高压储存器(“轨”)中。燃料高压泵10的布置在泵壳体12之内的容积基本上以燃料填充。

图2示出燃料高压泵10的出口接管34的轴向截面视图，其中，出口阀32和压力限制阀54集成在出口接管34中并且相互组合地布置。在此，出口阀32和压力限制阀54相对于彼此基本上共轴地布置。概括地，出口接管34以下也称作壳体56。

目前，在图2中所示出的元件基本上旋转对称或者说相对于纵向轴线55径向对称地实施。对于组合的出口阀32和压力限制阀54的功能而言重要的元件布置在图2的左边区域中。在正常运行(压力限制阀关闭)时燃料的输送在图2中基本上从左向右地进行。

出口阀32和压力限制阀54具有共同的阀座体58，该阀座体在图中大约在轴向居中地布置在压力限制阀54(左)和出口阀32(右)之间。阀座体58具有基本上柱形的基本形状并且优选力锁合地布置在壳体56中。替代地，阀座体58也可以材料锁合或者形锁合地布置在壳体56中。

在轴向上居中地，在阀座体58中布置有柱形的钻孔59，该钻孔在附图中右边的区域中具有带有阶跃式增大直径的区段，从而构成阶梯式钻孔。在该带有阶跃式增大直径的区段中布置有出口阀32的罐形构造的阀体33，其中，阀体33的径向外部区段被阀座体58的带有阶跃式增大直径的区段的径向内部壁在径向上导向。

在罐形阀体33的径向内部，出口阀32的实施为螺旋弹簧的弹簧35相对于其余元件同心地布置。弹簧35在其在附图中左边的轴向端部区段上支撑在罐形阀体33的底部64上，并且因此能以压力在附图中向左地加载底部64。

此外，阀座体58包括实施为环状接片的密封座66，罐形阀体33的底部64可在轴向上借助于弹簧35的力压抵该密封座。弹簧35的在图2图示中的右边端部区段支撑在第一弹簧支撑件68上。

在阀座体58的在图2中左边的轴向端部区段上，在目前所示出的运行状态下，压力限制阀54的环状阀元件70贴靠在密封座78上。环状阀元件70基本上实施为在中间开孔的柱形圆盘。环状阀元件70的外直径大约相应于壳体56的径向内部直径。在此，在环状阀元件70和壳体56之间存在至少小的径向间隙，从而环状阀元件70相应于压力限制阀54的功能在壳体56中能在轴向上运动。

在图2中在环状阀元件70左边布置有压力限制阀54的呈板簧72形式的阀弹簧。目前，板簧72基本上实施为弯曲的柱形的并且在中间开孔的圆盘。在该图中板簧72左边布置有第二弹簧支撑件74。相应地，板簧72可在第二弹簧支撑件74和环状阀元件70之间构建压力，通过该压力向密封座78加载阀元件70。

在图2的截面图中，在阀座体58上可见两个轴向的流体通道80，所述流体通道布置在阀座体58的在径向上大约在中间的区域中。在该布置的图2中所示出的状态下，轴向的流体通道80在一侧被环状阀元件70关闭。

弹簧支撑件68和74基本上“圆环形”地分别实施为开孔的柱形圆盘，其中，弹簧支撑件68和74相应的径向外部区段布置在壳体56的所属的径向内部区段上，目前被压紧。相应的中心孔实现燃料的流通。

在燃料高压泵10的正常运行中，根据图2的出口阀32以与图1类似的方式工作。当在燃料高压泵10的输送行程中在输送室42中的燃料压力大于在高压管路28中的燃料压力——加上弹簧35的力——时，则罐形阀体33可从在阀座体58上的密封座66沿附图中向右方向抬起，由此打开出口阀32。

在此，在输送室42和高压管路28之间的液压连接和因此燃料的输送如下地实现：通过第二弹簧支撑件74的中心开口，然后通过板簧72的中心开口，然后通过在环状阀元件70中的中心开口，然后通过在阀座体58中的中心开口，然后通过由罐形阀体33的径向外部和阀座体58的径向内部形成的径向间隙，然后径向向内地到弹簧35的区域中，然后轴向地通过在第一弹簧支撑件68中的中心开口，然后通过出口接管34的大约喷嘴形地、即锥形和圆柱形地构造的径向内部空腔，并且最后进入高压管路28中。

如果在输送室42中的压力小于在高压管路28中的压力加上弹簧35的弹簧力，则出口阀32可关闭，其中，罐形阀体33的底部64抵靠在阀座体58上的环状密封座66上止挡。在该状态下，出口阀32和压力限制阀54两者都关闭。

如果在不同于燃料高压泵10的正常运行的运行情况下，在高压管路28中的燃料压力大于在输送室42中的压力，加上由板簧72施加在环状阀元件70上的力，则压力限制阀54可打开，其方式是，环状阀元件70从阀座78抬起。

在这种情况下出现如下的燃料流：在附图中从右边通过第一弹簧支撑件68的中心内部开口，然后径向向外地通过弹簧35，然后轴向地通过阀座体58的流体通道80，然后沿着抬起的环状阀元件70在径向内部经过，然后通过在环状阀元件70中的中心开口，然后通过在板簧72中的中心开口，然后通过在第二弹簧支撑件74中的中心开口，并且最后进入输送室42中。

简化地，可以说，当在出口30的区域中的燃料压力超过一预先给定的容许的最大值时，则压力限制阀54打开，并且，当燃料压力不超过该最大值时，则压力限制阀54关闭。由于阀体33罐形地构造并且环状阀元件70圆盘形地构造，这两个元件具有相对小的质量，由此，出口阀32和压力限制阀54也可相对快速地打开或者说关闭。

图3示出组合的出口阀32和压力限制阀54的与根据图2的实施方式类似的实施方式。在根据图2的实施方式中，元件在附图中从左边安装，不同于该根据图2的实施方式地，在根据图3的实施方式中，组合的出口阀32和压力限制阀54的元件在附图中从右边安装。目前，这由此实现：根据图3，壳体56在附图中的左边端部区段中具有随着轴向开口部分地持续减小的直径，其中，不同于图2地，板簧72支撑在壳体56的内端面上。

在该图中的右边区域中，壳体56具有径向内部的直径阶梯。因此，组合的出口阀32和压力限制阀54的元件可在轴向上限定地在该图中从右边被安装。图3的元件的其余布置和形状基本上相应于图2的元件的其余布置和形状。

图4示出基于图3的图示启示的组合的出口阀32和压力限制阀54的另一实施方式。在根据图4的实施方式中，阀座体58尤其具有相对于图2和3而言简化的几何结构。在此，不存在阀座体58中的中心钻孔59的径向内部的直径阶跃变化。出口阀32的在根据图4的实施方式中也实施为环状接片的密封座66在阀座体58上布置在该图中右边的端侧上。

在图4中，与阀座体58分开地布置的导向元件76相对于图2和3而言是新的，其中，阀体33的径向外部区段在导向元件76中径向地被导向。目前，仅仅示意性地示出导向元件76。特别地，导向元件76在壳体56上的锚固为简要起见未同时示出。

组合的出口阀32和压力限制阀54的其余元件相应于图2或者说图3的组合的出口阀和压力限制阀的其余元件。根据图4的组合的出口阀32和压力限制阀54的功能可与图2和图3相类似。

图5示出压力限制阀54的与板簧72一件式地构造的阀元件70与阀座体58的简化地示出的轴向区段共同的立体图。在这里，不同于在根据图2至4的实施方式中地，板簧72附加地承担环状阀元件70的功能并且因此在阀功能方面“直接起作用”。为此，板簧72具有两个大约柱形地实施的密封区段(在图5中以附图标记“70”标记)，所述密封区段可封闭目前在阀座体58中的两个轴向的流体通道80。

在压力限制阀54关闭的状态下，板簧72基本上仅仅以柱形的密封区段止挡在阀座体58的密封座78上。如果在高压管路28中的燃料压力大于在输送室42中的燃料压力加上由板簧72所施加的轴向力，则板簧72的两个柱形的密封区段可从密封座78上抬起，并且因此实现从高压管路28回到输送室42中的燃料流。

Claims (11)

1.燃料高压泵(10)，具有布置在输送室(42)和出口(30)之间的出口阀(32)，和具有布置在所述出口(30)和所述输送室(42)之间的压力限制阀(54)，其特征在于，所述出口阀(32)和所述压力限制阀(54)具有共同的阀座体(58)。

2.根据权利要求1所述的燃料高压泵(10)，其特征在于，所述出口阀(32)和所述压力限制阀(54)相对于彼此基本上共轴地布置。

3.根据以上权利要求中任一项所述的燃料高压泵(10)，其特征在于，所述压力限制阀(54)具有环状阀元件(70)。

4.根据权利要求3所述的燃料高压泵(10)，其特征在于，所述压力限制阀(54)具有板簧(72)作为阀弹簧。

5.根据权利要求1或2中任一项所述的燃料高压泵(10)，其特征在于，所述压力限制阀(54)具有阀元件(70)，该阀元件与一板簧(72)一件式地构造。

6.根据以上权利要求中至少一项所述的燃料高压泵(10)，其特征在于，在一包围所述出口阀(32)和所述压力限制阀(54)的壳体(56)中布置有第一弹簧支撑件(68)，所述出口阀(32)的弹簧(35)支撑在该第一弹簧支撑件上，并且，在所述壳体(56)中布置有第二弹簧支撑件(74)，所述压力限制阀(54)的弹簧(72)支撑在该第二弹簧支撑件上，其中，所述第一弹簧支撑件和第二弹簧支撑件(68，74)基本上圆环形地实施。

7.根据权利要求6所述的燃料高压泵(10)，其特征在于，所述出口阀(32)的弹簧(35)为螺旋弹簧。

8.根据以上权利要求中至少一项所述的燃料高压泵(10)，其特征在于，所述出口阀(32)的阀体(33)罐形地实施，其中，所述出口阀(32)的弹簧(35)在所述阀体(33)的径向内部以压力加载所述阀体(33)的底部(64)。

9.根据权利要求8所述的燃料高压泵(10)，其特征在于，所述阀体(33)的径向外部区段在所述阀座体(58)的一区段中径向地被导向。

10.根据权利要求8所述的燃料高压泵(10)，其特征在于，所述阀体(33)的径向外部区段在一与所述阀座体(58)分开布置的导向元件(76)中径向地被导向。

11.根据以上权利要求中至少一项所述的燃料高压泵(10)，其特征在于，组合的出口阀(32)和压力限制阀(54)集成在所述燃料高压泵(10)的出口接管(34)中。