CN107002614B - 泵，尤其是燃料高压泵 - Google Patents

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Abstract

泵，尤其是燃料高压泵，具有至少一个泵元件(10)，其具有通过具有至少一个凸轮(16；160)的驱动轴被驱动为进行往复运动的泵活塞(12)，所述泵活塞限界泵工作室(24)，所述泵工作室被所述泵活塞(12)的抽吸行程时能够通过进入阀(26)被填充以输送介质。驱动轴(14)的至少一个凸轮(60；160)是具有用于泵活塞(12)的输送行程的多个凸轮输送区域(16a，16b)的多重凸轮或设有沿驱动轴(14)的旋转轴线(15)的方向上并排布置的多个单重或多重凸轮(160)，其分别具有至少一个凸轮输送区域(160a；160b)用于泵活塞(12)的输送行程。至少一个多重凸轮(16)的凸轮输送区域(16a，16b)的凸轮轮廓或单重凸轮(160)的凸轮输送区域(160a；160b)的凸轮轮廓构造得不同。

Description

泵，尤其是燃料高压泵
技术领域
本发明从一种燃料高压泵出发。
背景技术
这种呈燃料高压泵形式的泵通过DE 10 2013 206 025 A1已知。这种泵具有至少一个泵元件，该泵元件具有泵活塞，其通过具有至少一个凸轮的驱动轴被驱动为进行往复运动。该泵活塞限界泵工作室，该泵工作室在泵活塞的抽吸行程中能通过进入阀被充注以燃料。驱动轴的凸轮构造为双重凸轮形式的多重凸轮并且相应地具有两个凸轮输送区域。此外，两个凸轮沿驱动轴的旋转轴线方向并排布置。凸轮输送区域在此在其凸轮轮廓方面全部相同地构造，即具有相同的凸轮升程和凸轮坡度并且上死点关于驱动轴旋转角度的位置相同。为燃料高压输送使用所有的凸轮输送区域，使得在此不存在灵活性。
此外，通过DE 196 44 915 A1已知一种燃料高压泵，其具有泵元件，该泵元件具有泵活塞，该泵活塞通过具有凸轮的驱动轴被驱动为进行往复运动。泵元件的进入阀在此能够电操纵，以使得能实现燃料高压泵的输送量的变化。
发明内容
本发明提出一种泵，尤其是燃料高压泵，该泵具有至少一个泵元件，所述至少一个泵元件具有泵活塞，该泵活塞通过具有至少一个凸轮的驱动轴被驱动为进行往复运动，该泵活塞限界泵工作室，该泵工作室在所述泵活塞的抽吸行程中能够通过进入阀被充注以输送介质，其中，所述驱动轴的所述至少一个凸轮是多重凸轮，该多重凸轮具有用于所述泵活塞的输送行程的多个凸轮输送区域，或者其中，设有在所述驱动轴的旋转轴线的方向上并排布置的多个单重或多重凸轮，所述多个单重或多重凸轮分别具有用于所述泵活塞的输送行程的至少一个凸轮输送区域，其中，至少一个多重凸轮的凸轮输送区域的凸轮轮廓构造得不同，或者这些单重凸轮的凸轮输送区域的凸轮轮廓构造得不同。
而根据本发明的泵具有的优点是，通过凸轮输送区域的不同的凸轮轮廓使得能实现燃料高压输送方面的灵活性。在此例如可根据内燃机的运行参数，例如负载或转速，而为输送使用不同的凸轮轮廓和凸轮轮廓的不同组合。例如，其中一个凸轮轮廓可设计用于小输送量需求而另一个凸轮轮廓可设计用于大输送量需求。
本发明还提供本发明的泵的有利的构型和扩展方案。
优选，所述凸轮输送区域的凸轮轮廓具有不同的凸轮升程。
优选，所述凸轮输送区域的凸轮轮廓具有不同的凸轮坡度。
优选，所述凸轮输送区域的凸轮轮廓的上死点在所述驱动轴的旋转角度方面具有不同的位置。
优选，根据所述泵的输送量需求，将所述至少一个多重凸轮或所述这些单重凸轮的仅单个凸轮输送区域或将其多个凸轮输送区域用于输送。
优选，所述进入阀能电操纵，并且当所述泵活塞位于待用于输送的凸轮输送区域中时，所述进入阀关闭，并且当所述泵活塞位于不用于输送的凸轮输送区域中时，所述进入阀打开。该构造具有的优点是，通过能电操纵的进入阀可简单地确定将哪个凸轮输送区域用于输送并且可使用凸轮输送区域的任意部分和任意组合。
附图说明
在附图中示出本发明的两个实施例并且在后面的描述中详细解释。
图1根据第一实施例局部地示出泵的横剖图，
图2至4以放大图示出泵的凸轮，该凸轮将不同的凸轮输送区域用于输送，
图5根据第二实施例示出泵的纵剖图，并且
图6示出根据第二实施例的泵的相对置的两个凸轮，这两个凸轮具有不同的凸轮输送区域。
具体实施方式
在图1中以简化图局部地示出根据第一实施例的泵，该泵优选是用于内燃机燃料喷射装置的燃料高压泵。该泵具有至少一个泵元件10，该泵元件又具有泵活塞12，该泵活塞至少间接地通过驱动轴14被驱动为进行往复运动。驱动轴14具有凸轮16，通过该凸轮将驱动轴14的旋转运动转换成泵活塞12的往复运动。泵活塞12通过推杆18支撑在驱动轴14的凸轮16上。可设有在驱动轴14的周边上分布地布置的多个泵元件10，它们的泵活塞12通过同一凸轮16驱动。
泵元件10具有壳体20，在该壳体中泵活塞12紧密地在柱形孔22中被导向，其中，壳体部分20在后面称为气缸盖。泵活塞12通过其背离驱动轴14的端部在柱形孔22中限界泵工作室24。泵工作室24通过进入阀26具有与入口28的连接部，泵工作室24在泵活塞12的径向向内朝驱动装置14指向的抽吸行程中被充注以燃料。泵工作室24还通过排出阀30具有与出口32的连接部，该排出阀例如是从泵工作室24出去地打开的排出止回阀，该出口可通到高压存储器34并且通过该出口在泵活塞12径向向外从驱动装置14离开地指向的输送行程中将燃料从泵工作室24压出。
驱动轴14的凸轮16构造为多重凸轮，例如双重凸轮。双重凸轮16在周向上具有两个相互错开的凸轮输送区域16a和16b，它们分别设有限定的凸轮轮廓。凸轮输送区域16a，16b是双重凸轮16的以下区域，在这些区域中引起泵活塞12的从驱动轴14离开地指向的输送行程，在该输送行程中燃料从泵工作室24被压出。在凸轮输送区域16a，16b之间，在双重凸轮上构造凸轮抽吸区域16c，16d，在这些区域中通过复位弹簧19使泵活塞12进行朝驱动轴14指向的抽吸行程。
根据本发明设置，双重凸轮16的两个凸轮输送区域16a和16b在它们的凸轮轮廓方面构造得不同。在此尤其设置，凸轮输送区域16a，16b的凸轮轮廓具有不同的凸轮升程h1和h2。附加地或替代地，凸轮输送区域16a，16b的凸轮轮廓可具有不同的凸轮坡度。还可附加地或替代地设置，凸轮输送区域16a，16b的凸轮轮廓的上死点OT1和OT2在驱动轴14的旋转角度方面的位置不同。驱动轴14的旋转方向在图2至4中通过箭头标明。第一凸轮输送区域16a的凸轮轮廓例如具有小的凸轮升程h1，具有相应的小的凸轮坡度并且上死点OT1，即最高的凸轮隆起，从驱动轴14的旋转角度为零度时的下死点UT1出发处于驱动轴14的约100度的旋转角度α1的范围内。第二凸轮输送区域16b的凸轮轮廓具有大的凸轮升程h2，具有相应大的凸轮坡度。上死点OT2从驱动轴14的旋转角度为零度时的下死点UT2出发处于驱动轴14的约90度的旋转角度α2的范围内。
进入阀26可电操纵，例如借助电磁致动器40。该致动器40由电子控制装置46操控。通过控制装置46借助传感器来求取为内燃机的当前运行状态所需的燃料高压泵输送量并且相应地操控致动器40。进入阀26具有阀元件42，该阀元件与阀座44共同起作用。在泵活塞12的抽吸行程中，进入阀打开，使得燃料从入口28流入到泵工作室24中并且充注该泵工作室。可设置，进入阀26在抽吸行程期间在不操纵致动器40的情况下仅通过入口和泵工作室24之间的压差而被打开。通过操纵致动器40在泵活塞12的输送行程期间也可将进入阀26打开。当进入阀在活塞泵12的输送行程期间打开时，则没有燃料通过泵活塞12输送到高压存储器34中，而是燃料被输送回到入口28中。借助致动器40可将进入阀26抵抗泵工作室24中的压力打开。
根据燃料高压泵的输送量需求，通过相应地操控进入阀26的致动器40仅将凸轮输送区域16a，16b中的一个或将两个凸轮输送区域16a，16b用于燃料高压输送。当通过燃料高压泵仅应将小的燃料量输送到高压存储器34中时(例如在内燃机没有负载的空转运行中)，则仅将第一凸轮输送区域16a用于燃料高压输送。在此仅当泵活塞12位于通过第一输送区域16a引起的输送行程中时，进入阀26关闭。进入阀26根据输送量需求在整个第一凸轮输送区域16a期间或仅在第一凸轮输送区域16a的一部分期间关闭。当泵活塞12处于其通过第二凸轮输送区域16b引起的输送行程中时，进入阀26保持持续打开，使得没有燃料输送到高压存储器34中。在图2中，第一凸轮输送区域16a的用于燃料输送的部分标以A。通过在内燃机受小负载时仅使用第一凸轮输送区域16a的方式，可将燃料高压泵在该负载范围内的噪声发出保持小并且同样可使燃料高压泵的构件例如驱动轴14和推杆18的负载保持小。此外，仅需要小的转矩来驱动燃料高压泵的驱动轴14。由此，将为驱动燃料高压泵所需的内燃机零部件卸载荷并且也将与该燃料高压泵布置在相同的驱动系中的其他零部件卸载荷。
当燃料高压泵的输送量需求较高时，例如在内燃机的部分负载的情况下，则不仅将第一凸轮输送区域16a也将第二凸轮输送区域16b用于燃料高压输送。在此，可例如使用整个第一凸轮输送区域16a，其方式是，进入阀26保持关闭。此外使用第二凸轮输送区域16b的一部分，其方式是，进入阀26在泵活塞12的通过第二凸轮输送区域16b引起的输送行程的一部分期间保持关闭。在图3中，凸轮输送区域16a，16b的用于燃料高压输送的部分被标以B。
当燃料高压泵的输送量需求高时，例如在内燃机满负载时，则将两个凸轮输送区域16a，16b在它们的整个延伸尺度上用于燃料高压输送。进入阀26在此在泵活塞12的通过凸轮输送区域16a，16b引起的整个输送行程期间关闭。在图4中，凸轮输送区域16a，16b的用于燃料高压输送的部分标以C。
通过对进入阀26的致动器40的相应操控可将凸轮输送区域16a，16b的任意组合和凸轮输送区域16a，16b的任意部分用于燃料高压输送。可设置，仅一个泵元件10通过多重凸轮16操纵。替代地，也可设置在多重凸轮16的周边上分布地布置的多个泵元件10，这些泵元件通过多重凸轮16操纵。在此，可将同样的凸轮输送区域16a，16b或将不同的凸轮输送区域16a，16b用于泵元件10的燃料高压输送。
在图5中示出根据第二实施例的燃料高压泵，其中，设有至少两个泵元件10a，10b，它们在驱动轴14的旋转轴线15的方向上相互错开地布置并且它们通过驱动轴14的各一个凸轮160操纵。每个泵元件10a，10b具有一个进入阀26，该进入阀可借助电致动器40打开。两个凸轮160相应于泵元件10a，10b地在驱动轴14的旋转轴线15的方向上相互错开地布置。两个凸轮160在图6中以横剖图示出并且相对置，尽管它们如前述那样在驱动轴14的旋转轴线15的方向上并排布置。两个凸轮160构造为单重凸轮并且分别具有凸轮输送区域160a，160b以及分别具有凸轮抽吸区域160c，160d。两个凸轮输送区域160a，160b的凸轮轮廓如在第一实施例中那样构造得不同。在图6左边示出的第一凸轮输送区域160a的凸轮轮廓例如具有小的凸轮升程h1，小的凸轮坡度和上死点OT1，该上死点在驱动轴14的旋转角度α1方面晚地处于约100度的范围内。图6右边示出的第二凸轮输送区域160b的凸轮轮廓具有大的凸轮升程h2，大的凸轮坡度和上死点OT2，该上死点在驱动轴14的旋转角度α2方面早地处于约90度的范围内。
根据燃料高压泵的输送量需求，通过两个泵元件10a，10b的进入阀26的致动器40的相应操控将凸轮输送区域160a，160b中的仅一个凸轮输送区域并从而将仅一个泵元件10a用于燃料高压输送，或将两个凸轮输送区域160a，160b并从而将两个泵元件10a和10b用于燃料高压输送。在小的输送量需求的情况下，第一泵元件10a的第一凸轮输送区域160a的仅一部分被使用，其方式是，该泵元件10a的进入阀26在所属的泵活塞12的通过第一凸轮输送区域160a引起的输送行程期间保持关闭。第二泵元件10b并不参与燃料高压输送，其方式是，该第二泵元件的进入阀26在所属的泵活塞12的通过第二凸轮输送区域160b引起的整个输送行程期间打开。在燃料高压泵的输送量需求较高时，附加地将第二凸轮输送区域160b的一部分并从而也将第二泵元件10b用于燃料高压输送，其方式是，第二泵元件10b的进入阀26在所属的泵元件12的通过第二凸轮输送区域160b引起的输送行程的一部分期间关闭。在燃料高压泵的输送量需求高时，两个泵元件10a，10b的进入阀26在所属的泵元件12的通过凸轮输送区域160a，160b引起的整个输送行程期间关闭。
在根据第二实施例的燃料高压泵的情况下也可设置，凸轮160并不构造为单重凸轮而是构造为多重凸轮。
通过根据第一实施例的燃料高压泵中所述至少一个泵元件10的进入阀26的致动器40的相应操控或者说通过根据第二实施例的燃料高压泵中泵元件10a，10b的进入阀26的致动器40的相应操控，可将凸轮输送区域60a，60b或者说160a，160b的任意组合用于燃料高压输送。在此也可通过交替地使用不同的燃料输送区域将凸轮输送区域的负载均匀分布，即全部的凸轮输送区域以至少近似相同的频率使用。当各个进入阀26并不在每个凸轮输送区域中操控时，也可将进入阀26的切换过程的数量减小或者均匀分布。凸轮输送区域16a，16b或者说160a，160b在燃料高压输送方面的应用也可在燃料高压泵在内燃机的不同负载状态下所需的驱动力矩方面进行优化。
也可将燃料高压泵的唯一实施方案用于不同的功率要求，其方式是，在多重凸轮例如双重凸轮或四重凸轮的情况下，针对低功率要求仅使用凸轮输送区域中的一个或两个，而针对高功率要求使用全部两个或四个凸轮输送区域。由此可减小驱动轴和泵类型的变化并由此节约成本。

Claims (6)

1.一种泵，该泵具有至少一个泵元件(10)，所述至少一个泵元件具有泵活塞(12)，该泵活塞通过具有至少一个凸轮(16)的驱动轴(14)被驱动为进行往复运动，该泵活塞限界泵工作室(24)，该泵工作室在所述泵活塞(12)的抽吸行程中通过进入阀(26)选择性地被充注以输送介质，
其中，所述驱动轴(14)的所述至少一个凸轮(16)是多重凸轮，该多重凸轮具有用于所述泵活塞(12)的输送行程的多个凸轮输送区域(16a，16b)，
所述多重凸轮的凸轮输送区域(16a，16b)的凸轮轮廓构造得不同，
其特征在于，
所述进入阀(26)能电操纵，并且
当所述泵活塞(12)位于待用于输送的凸轮输送区域(16a，16b)中时，所述进入阀(26)关闭，并且
当所述泵活塞(12)位于不用于输送的凸轮输送区域(16a，16b)中时，所述进入阀(26)打开。
2.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述凸轮输送区域(16a，16b)的凸轮轮廓具有不同的凸轮升程(hl，h2)。
3.根据权利要求1或2所述的泵，其特征在于，所述凸轮输送区域(16a，16b)的凸轮轮廓具有不同的凸轮坡度。
4.根据权利要求1或2所述的泵，其特征在于，所述凸轮输送区域(16a，16b)的凸轮轮廓的上死点(OT1，OT2)在所述驱动轴的旋转角度方面具有不同的位置。
5.根据权利要求1或2所述的泵，其特征在于，根据所述泵的输送量需求，将所述多重凸轮的仅单个凸轮输送区域(16a，16b)或将其多个凸轮输送区域(16a，16b)用于输送。
6.根据权利要求1或2所述的泵，其特征在于，该泵是燃料高压泵。
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