CN105745435A - 高压燃料泵和压力影响装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于为燃料加压的高压燃料泵（16），其中具有第一上死点（60）和第二下死点（62）之间沿着活塞轴线（24）可移动地布置的活塞(20)，以及基本上垂直于柱塞轴线(40)设置的横向件(36)的柱塞(10)，该柱塞用于将动能从柱塞驱动装置(66)传递到横向件表面(70)和端部区域(42)之间的接触区域(68)中的活塞(20)上。在所述接触区域（68）中其中所述活塞（20）具有球顶形的端部区域（74）并且横向件（36）具有球顶形凹槽（72）。

Description

高压燃料泵和压力影响装置

技术领域

本发明涉及一种用于为燃料加压的高压燃料泵以及一种用于影响介质中的压力的压力影响装置，例如发动机阀或所述高压燃料泵。

背景技术

在作为用于泵吸燃料的高压燃料泵的发动机阀和例如活塞泵中都通常提供一个由柱塞驱动的杆。柱塞本身例如在用活塞泵作为高压燃料泵的情况下由内燃机的凸轮轴驱动。

图12示出了通过柱塞10驱动的杆12的原理图。图12所示的装置既可以在例如活塞泵14中，又可以在发动机阀18中作为高压燃料泵16使用。在两种情况下，通过杆12的移动，该杆在活塞泵14的情况下为活塞20，高压燃料泵16和发动机阀18影响在杆12的第一端部区域22上的、在图12中布置在活塞20上面、未示出的空间内压力。

在活塞泵14的情况下，燃料通过活塞20沿活塞轴线24的运动被加压。

在发动机阀18的情况下，发动机阀18通过杆12沿杆轴线26的运动被打开和关闭，并且在发动机阀18打开时压力被释放或在发动机阀18关闭时压力增大。

总之，因此在图12中所示的装置在使用活塞泵14的情况下和在使用发动机阀18的情况下都是压力影响装置28。

在图12中的压力影响装置28具有用于引导杆12的杆导向件30和用于引导柱塞10的柱塞导向件32。柱塞10由柱塞裙部34和横向件36构成，并且横向件36通过柱塞裙部34与滚子38接触。凸轮轴沿柱塞导向轴线50驱动滚子38，该柱塞导向轴线在图12中和杆导向轴线52是上下重合的，其中，滚子38将该上下移动传递到横向件36上。然后，横向件36在杆12的第二端部区域42上与杆12接触，并且将该上下移动继续传递到杆12上，从而该杆可以利用其第一端部区域22影响布置在杆12的第一端部区域22上面的、未示出的空间内的压力。

另外，在图12中示意性地示出为凸缘44，利用该凸缘可以例如将压力影响装置28固定在发动机壳体上。

在一般情况下，在通过柱塞10驱动的杆12的情况下，例如在发动机阀18或在活塞泵14中，在杆12的第二端部区域42中的杆端部48和柱塞10的横向件36之间的接触点46上产生相对大的接触力。这一方面由轴向载荷Fa产生，另一方面也通过压力影响装置28的各个部件的几何公差和压力影响装置28中的各个元件的相应的间隙产生。

详细地说，下面的力发挥作用：

- 由轴向力Fa产生的赫兹应力或赫兹接触（Fa，参见图12），其将相互接触的面压扁，并且替代理想的点状的接触主要存在具有扩大的接触面积的接触面；

- 由柱塞导向轴线50和杆轴线26之间的角误差α而导致的横向力（参见图13）；

- 通过杆轴线26和杆12上的横向件36的接触点上的法线之间的接触角β₁的横向力（见图13）；

- 通过柱塞轴线40和柱塞10上的横向件36的接触点上的法线之间的接触角β₂的横向力（见图13）；

- 作为轴向载荷Fa和横向件36和杆12之间的接触点K和柱塞导向轴线50或杆导向轴线52之间的距离a₁或a₂的产物的接触力矩（参见图13）。接触力矩由接触角β₁和β₂、两个引导件轴线50、52的同心轴误差，也就是说角误差α以及柱塞导向轴线50和凸缘44的凸缘面54和杆导向轴52的交点S之间的距离产生。

所有这些力在柱塞导向件32和杆导向件30中都会导致相当大的轴承反应力，该轴承反应力可能导致线性导向件或滑动导向件的磨损并最终使其磨坏。引导件50、52中的最大允许轴承反应力决定整个系统的最大允许误差。

到现在为止，利用紧密的公差、利用较高的生产成本或通过提高引导件的长度来改善系统。这里，各个力通过如下方式影响：

- 为了能够补偿赫兹应力和导向件轴线50、52之间的角误差α，使用球形、尤其是球顶形的杆端部48。这里，“球顶形”一词包括拱形主体上的所有区段。如图13所示，球顶形的杆端部48放置在平面的横向件36上。横向件36的平整度允许凸形表面和凹形表面，其导致赫兹应力非常分散。因此，为了获得允许的赫兹应力，必须减少球顶形的杆端部48的形状的平整度和/或公差，这样做会增加生产成本。此外，同样也有可能的是，增大球顶形的杆端部48的半径，然而这会使接触力矩增大。因此，为了补偿又必须再次限制公差，这同样导致生产成本增加。

- 角误差α中的横向力只能通过限制公差来降低，这导致制造成本更高。由此得到的横向力也可以通过杆12的较低的硬度或横向弹簧率来降低，这通常由于轴向载荷Fa和所需的部件强度难以实现。

- 总体来说，角误差是导向件轴线50、52之间的角误差α、导向件间隙（即柱塞10在柱塞导向件32中或杆12在杆导向件30中的倾斜）和横向件36的正交性γ，即横向件36相对于柱塞10、即柱塞裙部34的角误差的总和。这些角误差的总和是接触角β₁和β₂。在杆12上产生的横向力通过算法sinβ₁×Fa来计算。在柱塞10上产生的横向力通过算法sinβ₂×（Fa×1 /cosα）来计算。这些横向力只能通过减少公差和/或有限程度上通过增大导向件长度来降低。然而，这两种做法都会导致生产成本增加。

- 相对于导向件轴线50、52的杠杆臂a₁和a₂由导向件50、52的相互的同心度误差和接触角β₁或β₂产生，该接触角由角误差α、γ和球顶形的杆端部48的半径产生。这样导致接触点K的径向迁移并且产生杠杆臂a₁和a₂。为了减小杠杆臂a₁和a₂可以限制同心度误差或球顶形的杆端部48的半径。然而，这不会带来显著的改善，反而增加了生产成本。替代地，还可以减小球顶形的杆端部48的半径的额定值，但这通常由于赫兹压力而难以实现。

总之，因此，在根据图12和图13所述的现有技术的结构中在球顶形的杆端部48与平面的横向件36接触时普遍存在的相当大的接触力只能在大幅提高生产成本的情况下并且只能不令人满意地解决。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种在这方面改善的压力影响装置或高压燃料泵。

该任务通过一种具有权利要求1和2的特征的高压燃料泵或压力影响装置来解决。

本发明的有利设计方案在从属权利要求中给出。

一种用于为燃料加压的高压燃料泵具有在第一上死点和第二下死点之间沿着活塞轴线可移动地布置的活塞，以及具有基本上垂直于柱塞轴线设置的横向件的柱塞，该柱塞用于将动能从柱塞驱动装置传递到横向件表面和活塞的端部区域之间的接触区域中的活塞上。在该接触区域中，活塞具有球顶形的端部区域并且横向件同样具有球顶形凹槽。

“上死点”是指杆的一个位置，在该位置中杆由驱动装置，例如凸轮轴在其最高偏转点上沿杆轴线相对于一条轴线由例如凸轮轴按压。类似地，“下死点”是指杆最靠近例如凸轮轴的轴线时的点。

相应地，用于影响介质中的压力的压力影响装置具有包括用于限定具有该介质的空间的第一端部区域的杆，其中，该杆沿杆轴线可移动地布置在第一上死点和第二下死点之间。此外，还设置具有基本上垂直于柱塞轴线设置的横向件的柱塞，用于将动能从柱塞驱动装置传递到横向件表面和杆的、与第一端部区域对置的第二端部区域之间的接触区域中的杆上。在该接触区域中，杆具有球顶形的端部区域并且横向件同样具有球顶形凹槽。

因此，该杆的第二端部区域是由球顶形的端部区域形成的。

这里，压力影响装置可以是高压燃料泵或发动机阀。如果是高压燃料泵，那么杆由活塞形成。

通过所述结构，现在杆的球顶形的杆端部不再在平面的横向件上移动，而是在球顶形的凹陷中移动，也就是先前的“球顶形-面-接触”替换为“球顶形-球顶形-接触”。这里，在先前平面的横向件面中插入球顶形，尤其是圆形球顶形。通过这种方式可以在赫兹应力相同的情况下，在杆的球顶形的端部区域上选择更小的半径。通过这种方式完全消除了角误差γ。仅在杆轴线和球顶形形状的中点之间仍然存在微小同心度误差。这对横向力和所产生的力矩产生积极的影响，因为接触角β₁和β₂以及杠杆臂a₁和a₂被缩小。

因为通过横向件中的球顶形凹槽，横向件和杆之间的接触点K从杆的球顶形端部区域的外部的边缘区域朝向杆轴线移动。由此，定义接触点K和柱塞导向件轴线或杆导向件轴线之间的距离的所述杠杆臂a₁和a₂，和定义横向件上的法线在接触点K分别和杆轴线或柱塞轴线之间的角的接触角β₁、β₂显著缩小。

通过这种方式，无需过度改变公差和导向件长度，即可明显减少作用在元件之间的接触力，从而可以整体上实现将动能从柱塞更好的传送到杆上，而生产成本不会显著增加。

优选地，横向件在贴靠球顶形凹槽的区域中具有基本上垂直于柱塞轴线平面构造的横向件表面。由此，横向件表面与杆的球顶形的端部区域接触的区域优选构造成不完全的球顶形，而是还具有平面的部分区域。这有助于整体上加固横向件。此外，还可以是有利的，如果采取其他措施来加强横向件，例如，如果该横向件相对于现有技术中的横向件平行于柱塞轴线更厚地构造或由更硬的材料形成。

特别有利地是，可以通过将球顶形的凹槽通过冲压形式插入到平面的横向件表面中来在横向件表面中产生球顶形的凹槽。通过这种方式可以以有利的方式、廉价地实现横向件表面几何形状。

在一种特别优选的设计方案中，球顶形的凹槽绕垂直于横向件的纵轴线切割横向件的轴线对称地设置。这意味着，球顶形的凹槽有利地整体上对称地布置在横向件与杆的球顶形的端部区域接触的那一侧。以这种方式，可以有利地在横向件上产生球顶形的凹槽的中点的定义的位置，这又导致通过横向件有利地、定义地引导杆。

特别优选，横向件径向相对于柱塞轴线可移动地布置，其中，横向件尤其无径向固定地插入到柱塞中。以这种方式，同心度误差可以有利地通过可径向移动的横向件进行补偿。因为，同心度误差有利地只是杠杆臂a₁和a₂上的非常小的一部分，这优选是球顶形形状的静态的位置误差。因此，在横向件有效相对于柱塞轴线可径向移动的情况下，横向件优选在杆的第一冲程内找到其位置并且由此可以优选补偿静态位置误差。

优选，横向件的球顶形的凹槽的凹槽半径大于杆的球顶形的端部区域的杆半径。这产生的优点是，杆的球顶形的端部区域有利地在所有运行状态中都可靠地位于横向件的球顶形的凹槽中。

优选杆导向件具有杆导向件轴线，其中，杆的球顶形的端部区域的杆端部半径小于或等于在杆的上死点上存在的、杆球顶形表面上在杆轴线上的切线和柱塞轴线与杆导向件轴线的交点之间存在的距离。

在杆轴线与杆的外表面的相切的点上、杆的球顶形的端部区域的切线和柱塞轴线与杆导向件轴线的交点之间的距离随着杆的运行而变化。该距离在杆的上死点中小于在下死点和两者之间的所有运行状态的距离。这意味着，杆的球顶形的端部区域的半径选择为小于或等于导向件轴线和在上死点中的位置中杆端部的最小突起之间的最小距离。这使得接触角β₁和β₂有利地小于或等于角误差α并且由此只有较小的横向力作用。

如果由于构造技术方面的原因不可能将杆的球顶形的端部区域的杆端部半径设计为小于上死点中所述最小距离，那么有利的是，如果球顶形的凹槽的凹槽半径明显大于球顶形的端部区域的半径。这里，有利的是杆导向件设置有杆导向件轴线,其中杆的球顶形的端部区域的杆端部半径大于杆位于上死点上时杆球顶形表面上与杆轴线的交点处的切线和柱塞轴线与杆导向件轴线的交点之间存在的距离，其中横向件的球顶形的凹槽的凹槽半径比杆的球顶形的端部区域的杆端部半径大这么多，使得在使用相同的材料的情况下赫兹应力位于平面的横向件表面和杆的球顶形的端部区域的接触区域中。

这意味着，如果杆的球顶形的端部区域的半径例如由于赫兹应力值增加过大由于端部区域的半径非常小无法实现，赫兹应力值应该有利地通过球顶形的凹槽更大的半径优选进行补偿。因为如果横向件的球顶形的凹槽的半径有利地越大，那么由于赫兹应力的作用杆的端部区域和横向件表面之间的接触面积就越小。相对于在横向件中没有设置球顶形的凹槽的结构而言，应该对于赫兹应力有利地至少实现相似的值。

压力影响装置可以有利地是高压燃料泵，也可替代地为发动机阀。

附图说明

下面，本发明的有利的设计方案将利用附图更详细地讨论。

在附图中：

图1示出了具有压力影响装置的内燃机的截面图，其中所述压力影响装置是利用凸缘固定在内燃机中的高压燃料泵；

图2示出了具有无凸缘紧固的压力影响装置的内燃机的详细图；

图3示出了图1和图2中在柱塞的横向件中具有球顶形的凹槽的压力影响装置；

图4示出了图3中具有角误差位置的压力影响装置；

图5示出了图1和图2中的压力影响装置，其中横向件不具有球顶形的凹槽；

图6示出了图1和图2中在横向件中具有球顶形的凹槽的压力影响装置；

图7示出了图5中的压力影响装置的示意几何图，用于显示接触角和杠杆臂；

图8示出了图6中的压力影响装置的示意几何图，用于显示存在的接触角和杠杆臂；

图9示出了图6中的压力影响装置的示意几何图，用于显示杆的球顶形的端部区域和球顶形的凹槽之间的理想的半径比例；

图10示出了图6中的压力影响装置的另一示意几何图，用于显示球顶形的凹槽和球顶形的端部区域之间的理想的半径比例；

图11示出了一个曲线图，依赖于作用于杆轴线的力显示存在于压力影响装置的不同的几何结构中的径向力；

图12示出了根据现有技术的、没有几何误差的压力影响装置；以及

图13示出了根据现有技术的、具有几何误差的压力影响装置。

具体实施方式

下面，“杆”和“活塞”为同义词。同样“压力影响装置”、“发动机阀”和“高压燃料泵”也是同义词。

图1示出了内燃机56，在该内燃机上通过凸缘44固定有高压燃料泵16形式的压力影响装置28。压力影响装置28具有包括柱塞引导件32、柱塞裙部34和横向件36的柱塞10。此外，压力影响装置28具有活塞20和杆导向件30的形式的杆12。

图2示出了具有柱塞10和柱塞引导件32以及柱塞裙部34并且具有杆导向件30和杆12的压力影响装置28。在图2所示的内燃机56中没有设置凸缘44。

图3示意性示出了图1中具有凸缘44的压力影响装置，该凸缘44形成凸缘面58。以高压燃料泵16形式的压力影响装置28具有包括杆导向件30、柱塞裙部34和横向件36的柱塞10以及包括杆导向件30的杆12。横向件36的杆12在第一上死点60和第二下死点62之间沿着杆轴线26驱动，即上下移动。横向件36又由设置在横向件36下方的滚子38沿柱塞轴线40驱动，该柱塞轴线在图3所示的压力影响装置28的理想化示出中与杆轴线26重合。滚子38通过内燃机56的凸轮轴65驱动。

由此，滚子38和凸轮轴65共同构成柱塞驱动装置66。

在图3中的理想化示出中，不仅柱塞轴线40和杆轴线26重合，而且柱塞导向件轴线50、即柱塞导向件32的轴线和杆导向件轴线52、即杆导向件30的轴线也重合。

如图3进一步示出的，杆12或活塞20在杆引导件30中具有间隙，柱塞10在柱塞导向件32中也具有间隙。附加地，横向件36可移动地设置在柱塞裙部34中，如箭头P所示，并且径向相对于柱塞轴线40可在所有方向上移动。

在压力影响装置28的理想的实施方式中，横向件36和杆12在横向件表面70和杆12的第二端部区域42的接触区域68中点状地接触，该第二端部区域与第一端部区域22对置。在接触区域68中，横向件具有球顶形的凹槽72并且杆12具有球顶形的端部区域74。球顶形的凹槽72不是跨越整个横向件表面70，而是横向件36在与球顶形的凹槽72相邻的位置具有垂直于柱塞轴线40平面构造的横向件表面。球顶形的凹槽72可以例如通过冲压形成到横向件表面70中。球顶形的凹槽72对称地设置在横向件表面70上，从而球顶形的凹槽72的最低点由垂直于横向件36的纵轴线76的柱塞轴线40切割。

图3仅仅示出了压力影响装置28的一理想化的示意图，而图4在其上示出了实际存在的情况。在现实中，柱塞导向件轴线50和杆导向件轴线52以及/或者柱塞轴线40和杆轴线26不重合，从而除垂直作用在杆12上的轴向力Fa之外还有横向力作用。该横向力可以通过横向件表面70中的球顶形的凹槽72和杆12的第二端部区域42上的球顶形的端部区域74相结合的方式最小化。

这通过图5所示的根据现有技术压力影响装置28和图6所示的本发明提出压力影响装置28之间的比较可以看出。在比较图5和图6的两个示图时可以看出，在杆轴线26绕柱塞导向件轴线50倾斜相同的情况下，在图5所示的压力影响装置28中球顶形的端部区域74和横向件36之间的接触点K与图6所示的压力影响装置28相比距离杆轴线26明显更远。该更大的距离同时引起更大的接触角β₁、β₂，以及增大的横向力。

图7在示意几何图中示出了图5所示的压力影响装置28的情况。为了便于理解，导向件30、32中的间隙和杆轴线26和柱塞轴线40之间的交叉点S中的同心度误差没有示出，因为该误差相对于示出的误差通常是非常小的。

如图7所示，横向件36在正方向和负方向上都可以具有角误差γ。

此外，通过杆12倾斜远离柱塞轴线40产生角误差α。接触角β1、β2由α和γ之和得出。

这意味着角误差γ在合宜的情况下，下文中称为“最佳情况”可以根据正负号补偿角误差α。该角误差γ也可以进一步加强角误差α，这在下文称为“最坏情况”。

通过α和γ之和得出图7所示关于“最坏情况”（接触点78）、“中立情况”（接触点80）和“最佳情况”（接触点82）的接触点。关于接触点78的情况，示出了相对较大的接触角β₁、β₂。此外，还示出了作用在杆轴线26和杠杆臂a₁和a₂上的轴向力Fa，该轴向力示出了各接触点78、80、82与柱塞轴线40或杆轴线26之间的距离。接触角β₁、β₂越大并且由此杠杆臂a₁或a₂越大，作用在压力影响装置28上的横向力就越大。

图8以几何图的形式示出了根据图6的压力影响装置28的情况。

这里，可以看出，由于横向件36中的球顶形的凹槽72，横向件36的角误差γ变得无关紧要。这意味着接触角β最大只能和角误差α一样大。因此，仅产生杠杆臂a₂,也就是接触点K和杆轴线26之间的距离，而不存在杠杆臂a₁。

由此产生的、作用在压力影响装置28上的横向力整体上明显更小，这导致压力影响装置28承受的负荷和遭受的磨损明显更小。

有利的是，如果赫兹应力在不限制生产公差的情况下保持恒定。这可以通过有利地选择球顶形的凹槽72和球顶形的端部区域74的半径比例来实现。

在这里可以区分为两种情况。这里的区分标准是，赫兹应力与图5所示的压力影响装置28的结构相比不必增大的条件。这确定了，杆12的球顶形的端部区域74的杆端部半径84是否可以设计成小于或等于杆12位于上死点60上时杆球顶形表面86与杆轴线26的交点处的切线T和柱塞轴线40与杆导向件轴线52的交点S之间的最小距离a_min。

如图9所示，在第一种情况下，杆端部半径84可以设计成小于距离a_min。

然而，由于赫兹应力变得过大，可能不适宜将杆端部半径84设计成小于距离a_min。所述情况，即第二种情​​况在图10中示出。

但是，如果横向件36的球顶形的凹槽72的凹槽半径88大于杆端部半径84，那么这在所有运行状态下都是有利的。

同样有利的是，确保横向件36有足够的刚度。以这种方式可以实现，接触点K总是位于轴50、52之间并且可以实现“最坏情况”和“最佳情况”的公差之间非常小的变化。

图9示出了在第一种情况下杆端部半径84的不同的情况。其中示出了具有三个不同的杆端部半径84的杆端部48。此外，示出了杆12的冲程90。可见，具有最大的杆端部半径84的杆12的接触点82与杆轴线26之间有明显的距离。杆端部半径越小，该距离a₂越小。随着该距离a₂的减少，接触角β和由此作用在压力影响装置28上的横向力同时也降低。

可见，当杆端部半径84小于a_min时，在图9中情况是最好的。

然而，由于赫兹应力，将杆端部半径84选择为大于a_min也可能是有利的。该结构也是对图5中的情况的显著改善，只要凹槽半径88具有明显大于杆端部半径84的最小半径。

关于这种情况，即第二种情​​况在图10中示出了两种不同的凹槽半径88。同样示出了具有在大于a_min范围内的不同的端部半径84的两个杆12。可见，在凹槽半径88较小的情况下，较大的杆端部半径84产生与杆轴线26有明显距离的接触点K。但是，在凹槽半径88较大的情况下，较小的杆端部半径84和较大的杆端部半径84的接触点K都相对靠近杆轴线26。

图11示出了作用在压力影响装置28上的横向力随轴向载荷Fa变化的曲线图。

这里，示出了压力影响装置28的四个不同的结构的力。曲线A示出了横向件36中没有球顶形的凹槽72的情况下压力影响装置28在如图7接触点82所示的“最佳情况”下的力情况。

曲线C示出了没有球顶形的凹槽72的情况下压力影响装置28在如图7接触点78所示的“最坏情况”下的情况。

曲线B示出了横向件36中具有球顶形的凹槽72的压力影响装置28的力的情况。曲线B中横向件36相对于柱塞轴线40具有径向移动性。

曲线D示出了具有球顶形的凹槽72的压力影响装置28的情况，在横向件36固定并相对于柱塞轴线40无法径向移动的情况下。

可以清楚地看出，具有球顶形的凹槽72和可移动的横向件36的结构与压力影响装置28不具有球顶形的凹槽72的“最差情况”相比提供明显更好的力情况。因为，“最差情况”和“最佳情况”的实现是不能控制的，并且曲线B中的力情况接近“最佳情况”，具有球顶形的凹槽72的压力影响装置28中获得更加可控的力情况。同时，曲线B和曲线D之间的区别显示，径向可移动的横向件36是非常有利的。

整体上，球顶形的凹槽72产生不依赖于方向的横向力，该横向力位于根据现有技术的压力影响装置28的“最佳情况”和“最坏情况”之间的较低的水平。这相当于普遍降低存在的横向力。

整体上，由轴向力Fa通过部件的几何不连续性所产生的横向力与现有技术中的“最坏情况”的构造相比可以降低高达40％。通过接触角β₁、β₂对横向力的不利影响可以基本上消除，这导致横向力减少。同时，横向件36相对于柱塞轴线40的正交性几乎是无关紧要的，这导致了生产成本的降低。横向件36的球顶形的凹槽72可以例如通过简单的冲压产生，这种方式是特别便宜的。整体上，角误差γ完全消除，主角误差β₁和β₂的大小和变化显着减小，从而可以期待具有几乎恒定的负载的设计，并且“最佳情况”和“最坏情况”有利的相互靠近。附加地，在杆半径84和凹槽半径88巧妙配对的情况下，β₁或β₂甚至可以保持比导向件的轴线50、52之间的无法避免的角误差α更小。这些优点可以用来整体上增加轴向载荷Fa，改善导向件30、32的使用寿命，即增加坚固性，减少所需的导向件的长度，从而降低成本并减少结构空间，并且整体上扩大部件的公差，这同样有助于降低在生产过程中的成本。

替代所述结构，球顶形的凹槽72当然也可以设置在布置在柱塞10中的单独的滑瓦中。

附图标记列表

10柱塞

12杆

14活塞泵

16高压燃料泵

18发动机阀

20活塞

22第一端部区域

24活塞轴线

26杆轴线

28压力影响装置

30杆导向件

32柱塞导向件

34柱塞裙部

36横向件

38滚子

40柱塞轴线

42第二端部区域

44凸缘

46接触点

48杆端部

50柱塞导向件轴线

52杆导向件轴线

54凸缘面

56内燃机

58凸缘平面

60第一上死点

62第二下死点

65凸轮轴

66柱塞驱动装置

68接触区域

70横向件表面

72球顶形的凹槽

74球顶形的端部区域

76横向件纵轴线

78“最坏情况”的接触点

80“中性情况”的接触点

82“最佳情况”的接触点

84杆端部半径

86杆球顶形表面

88凹槽半径

90冲程

α角误差（柱塞导向件轴线 - 杆轴线）

β₁接触角（杆轴线 - 接触点中横向件上的法线）

β₂接触角（柱塞导向件轴线/柱塞 - 接触点中横向件上的法线）

γ横向件的角误差（横向件和柱塞导向件的夹角）

A无球顶形的凹槽的“最佳情况”

B具有球顶形的凹槽的可移动的横向件

C无球顶形的凹槽的“最坏情况”

D具有球顶形的凹槽的固定的横向件

K杆和横向件的接触点

P箭头

S柱塞轴线/杆轴线的交点

T切线

Fa轴向载荷/赫兹应力/轴向力

a₁接触点和柱塞导向件轴线/柱塞轴线之间的距离

a₂接触点和杆导向件轴线/杆轴线之间的距离

a_min杆球顶形表面上的切线和柱塞轴线/杆轴线的交点之间的距离

Claims (10)

1. 一种用于为燃料加压的高压燃料泵（16），具有

- 活塞(20)，其在第一上死点（60）和第二下死点（62）之间沿着活塞轴线（24）可移动地布置，

- 柱塞(10)，其具有横向件(36)，其基本上垂直于柱塞轴线(40)设置并且用于将动能从柱塞驱动装置(66)传递到横向件表面(70)和活塞（20）的端部区域(42)之间的接触区域(68)中的所述活塞(20)上,

- 其中所述活塞（20）在所述接触区域（68）中具有球顶形的端部区域（74）并且所述横向件（36）在所述接触区域（68）中具有球顶形凹槽（72）。

2. 一种用于影响介质中的压力的压力影响装置（28），具有

- 杆（12），其包括用于限定具有所述介质的空间的第一端部区域（22），其中，所述杆（12）沿杆轴线（26）可移动地布置在第一上死点（60）和第二下死点（62）之间；

- 柱塞（10），其具有横向件（36），其基本上垂直于柱塞轴线（40）设置并且用于将动能从柱塞驱动装置（66）传递到横向件表面（70）和所述杆（12）的、与所述第一端部区域（22）对置的第二端部区域（42）之间的接触区域（68）中的杆（12）上，

- 其中所述杆（12）在所述接触区域（68）中具有球顶形的端部区域（74）并且所述横向件（36）在所述接触区域（68）中具有球顶形凹槽（72）。

3. 根据权利要求2所述的压力影响装置（28），其特征在于，所述横向件（36）在贴靠所述球顶形凹槽（72）的区域中具有基本上垂直于所述柱塞轴线（40）平面构造的横向件表面（70）。

4. 根据权利要求2或3所述的压力影响装置（28），其特征在于，所述球顶形的凹槽（72）通过冲压形式形成到所述横向件表面（70）中。

5. 根据权利要求2至4中任一项所述的压力影响装置（28），其特征在于，球顶形的凹槽（72）绕垂直于所述横向件（36）的所述纵轴线（76）的、等分所述横向件（36）的轴线对称地设置。

6. 根据权利要求2至5中任一项所述的压力影响装置（28），其特征在于，所述横向件（36）径向相对于所述柱塞轴线（40）可移动地布置，其中，所述横向件（36）尤其无径向紧固地插入到所述柱塞（10）中。

7. 根据权利要求2至6中任一项所述的压力影响装置（28），其特征在于，所述横向件（36）的所述球顶形的凹槽（72）的凹槽半径（88）大于所述杆（12）的所述球顶形的端部区域（74）的杆端部半径（84）。

8. 根据权利要求2至7中任一项所述的压力影响装置（28），其特征在于，杆导向件（30）具有杆导向件轴线（52），其中，所述杆（12）的所述球顶形的端部区域（74）的杆端部半径（84）小于或等于在所述杆（12）的上死点（60）上存在的、杆球顶形表面（86）上在杆轴线（26）上的切线（T）和所述柱塞轴线(40)与所述杆导向件轴线(50)的交点(S)之间存在的距离(a_min)。

9. 根据权利要求2至7中任一项所述的压力影响装置（28），其特征在于，杆导向件(30)设置有杆导向件轴线(52),其中所述杆（12）的所述球顶形的端部区域（74）的杆端部半径（84）大于在所述杆（12）的上死点（60）上存在的、在杆球顶形表面(86)上所述杆轴线(26)的交点(S)处的切线(T)和所述柱塞轴线(40)与所述杆导向件轴线(52)的交点(S)之间存在的距离(a_min)，其中所述横向件(36)的所述球顶形的凹槽(72)的凹槽半径(88)比所述杆（12）的球顶形的端部区域（74）的杆端部半径（84）大这样的程度，使得在使用相同的材料的情况下所述赫兹应力位于平面的横向件表面(70)和所述杆（12）的球顶形的端部区域（74）的接触区域中。

10. 根据权利要求2至9中任一项所述的压力影响装置（28），其特征在于，所述压力影响装置是高压燃料泵（16）或发动机阀（18）。