CN107076089A - 用于内燃机燃料系统的燃料高压泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料高压泵(28)，用于内燃机的燃料系统(10)，具有液压地布置在出口(36)和位于该出口(36)上游的区域之间的限压阀(42)，该限压阀具有受弹簧加载的关闭元件(58)，该关闭元件被关闭体(62)在径向上保持，其中，所述关闭体(62)具有凹形的接收区段(66)，在该凹形的接收区段中局部地接收关闭元件(58)。根据本发明，关闭体(62)的接收区段(66)的径向外部的第一区域(74)的张开角度(β)小于关闭体(62)的接收区段(66)的径向内部的第二区域(76)的张开角度(α)，其中，这两个区域(74；76)布置在关闭元件(58)和关闭体(62)之间的接触区域(78)的径向外部。

Description

用于内燃机燃料系统的燃料高压泵
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的燃料高压泵，以及一种根据并列权利要求的限压阀。
背景技术
从市场上知道燃料高压泵，其用于内燃机燃料系统，例如用于汽油直喷装置。所述燃料高压泵可将燃料从低压区域，例如从预送泵的下游，输送到高压区域，尤其是高压存储器(轨)中。为此，燃料高压泵经常具有限压阀，该限压阀可将高压区域中的燃料压力限制到能预给定的最大值。由此可改善燃料高压泵的运行并且避免燃料系统的可能的损失。
发明内容
本发明所基于的问题通过根据权利要求1的燃料高压泵，以及通过根据并列权利要求的限压阀解决。有利的扩展方案在从属权利要求中给出。对本发明重要的特征还存在于后面的说明书和附图中，其中，这些特征不仅自身能够对本发明而言是重要的而且在不同的组合中也能够对本发明而言是重要的，而对此不再详细指出。
本发明涉及一种用于内燃机燃料系统的燃料高压泵，该燃料高压泵具有液压地布置在出口和位于该出口上游的区域之间的限压阀，该限压阀具有受弹簧加载的关闭元件，该关闭元件被关闭体径向保持，其中，关闭体具有凹形的接收区段，所述关闭元件局部地被接收在该凹形的接收区段中。根据本发明的关闭体的接收区段的径向外部的第一区域的张开角度小于关闭体的接收区段的径向内部的第二区域的张开角度，其中，这两个区域布置在关闭元件和关闭体之间的接触区域的径向外部。
通过根据本发明地在使用不同地实施的多个径向区域的情况下构型接收区段，使得在关闭元件和/或关闭体方面能够借助将燃料流动转向来增大力。作用于所述这些元件上的力的计算例如可借助相应的动量等式来实现。本发明使得能实现关闭体(“弹簧支座”)的改善的入流，由此获得将关闭体朝关闭方向加载的阀弹簧的均匀的打开和较小的负载。此外，可减小对尤其是关闭体的制造公差的不良影响。此外，可在限压阀的打开过程或关闭过程中降低关闭元件的可能的轴向振动。
在此，可减少限压阀的关闭元件和阀座之间的撞击的次数。由此，可减小阀弹簧负载以及减小关闭元件和阀座的应力。此外使得能实现流过打开的限压阀的较大的质量流并从而实现燃料高压泵出口上的超压的较快地降低。由此也可在整体上改善燃料高压泵的功能。
在燃料高压泵的一种构型中，所述两个区域中的至少一个包括平坦的环面，尤其是所述两个区域中的至少一个通过这种平坦的环面形成。由此可改善关闭体的液压特性并且简化其制造，从而可降成本。
此外可设置，两个区域都包括平坦的环面，其中，径向内部的第二区域的环面的张开角度为约100度至约150度，而径向外部的第一区域的环面的张开角度为约70度至约130度。由此描述了关闭体或者说接收区段的特别有利的尺寸。
还可设置，(整体上是凹形的)接收区段具有第三区域，该第三区域位于径向内部的第二区域的径向内部、包括平坦的环面或构造为平坦的环面、具有约70度至约110度的张开角度，优选约90度，并且关闭元件贴靠在该第三区域上。因此，第三区域包括上述接触区域或甚至与该接触区域一致。通过根据本发明地确定第三区域的尺寸可特别好地引导或者说保持关闭元件，由此改善限压阀的功能。
在燃料高压泵的另一构型中，关闭元件实施为球体或至少区段地实施为锥体。关闭元件的这两种几何形状都特别适用于与根据本发明实施的关闭体共同起作用。
还设置，径向外部的第一区域的轴向延伸尺度为约0.1毫米至约0.4毫米。在优选的构型中，在此，径向外部的第一区域实施成直接邻接关闭体的面向关闭元件的环形端面。
本发明还包括一种用于燃料高压泵的限压阀，所述限压阀根据上述构型的一种或多种来实施。在此获得已描述的优点。
附图说明
在后面参考附图解释本发明的示例性实施方式。附图示出:
图1用于内燃机的燃料系统的示意图；
图2图1的燃料系统的燃料高压泵的限压阀的纵剖图；
图3图2的限压阀的约中间的区段的放大图，带有阀体和关闭体各自的端部区段以及带有布置在其之间的关闭元件；
对功能等同的元件或参数在所有附图中即使在不同的实施方式的情况下仍使用相同的附图标记。
具体实施方式
图1以简化的示意图示出用于未进一步示出的内燃机的燃料系统10。从燃料箱12将燃料经由抽吸管路14，借助预送泵16，经由低压管路18，经由可通过电磁操纵装置22操纵的量控制阀24的入口20供应给燃料高压泵28的输送室26。例如，量控制阀24可为燃料高压泵28的能强制打开的进入阀。
当前，燃料高压泵28实施为活塞泵，其中，活塞30可借助凸轮盘32在附图中竖直地运动。在燃料高压泵28的输送室26和出口36之间液压地布置有在图1中示出为受弹簧负载的止回阀的排出阀40以及同样示出为受弹簧负载的止回阀的限压阀42。出口36附接在高压管路44上并且通过其附接到高压存储器46(“共轨”)上。
排出阀40可朝出口36敞开而限压阀42可朝输送室26敞开。电磁操纵装置22通过控制和/或调节装置48操控。与图1所示不同，替代地，限压阀42的在图1左边的接头也可取代与燃料高压泵28的出口(没有附图标记)连接地与输送室26或燃料高压泵28上游的任意其他元件连接。
在燃料系统10的运行中，预送泵16将燃料从燃料箱12输送给低压管路18。量控制阀24可根据对燃料的分别的需求而被关闭和打开。由此影响输送给高压存储器46的燃料量。在常规情况中，限压阀42是关闭的。
当在与常规情况不同的运行情况中高压管路44中的燃料压力高于输送室26的区域中的燃料压力(连同限压阀42的阀弹簧60的弹簧力，也见图2)时，限压阀42可打开，从而燃料可从高压管路44流回到输送室26中并且必要时从那里流回到低压管路18中。高压管路44中的燃料压力也可通过膨胀而降低到可靠的值并且限压阀42可又关闭。
图2示出图1的燃料高压泵28的限压阀42。限压阀42液压地布置在燃料高压泵28的出口36和位于该出口36上游的区域之间并且可朝上游区域敞开。限压阀42或者说其在后详述的元件实施成基本上绕纵轴线49旋转对称。
限压阀42包括基本上实施成柱形套筒的壳体50。在图2的左端侧，壳体50具有轴向第一开口52，其中，该开口52的半径相当于柱形套筒的内部半径。第一开口52液压地配属于出口36或者说配属于位于该出口下游的高压区域。在图2右侧的端壁54上，壳体50实施成闭合的。在右下区段中，壳体50具有径向第二开口56。该第二开口56液压地配属于燃料高压泵28的位于排出阀40上游的区域并且例如与输送室26连接。当前，壳体50一体地实施。
在图2中在水平方向上位于中间的区段中，限压阀42具有关闭元件58，该关闭元件被实施为螺旋弹簧的阀弹簧60借助关闭体62朝关闭方向、即在图2中朝左被加载。关闭元件58被关闭体62径向保持。当前，关闭元件58为“悬臂式”阀球体。在阀弹簧60的位于图2右边的区段中，阀弹簧在轴向上支撑在壳体50的端壁54上。阀弹簧60借助壳体50以及借助关闭体62来径向引导。关闭体62的在图2左边的端部区段62a大致碟形地实施，其中，端部区段62a的外直径大于阀弹簧60的内直径。
此外，关闭体62包括在图2中布置在右侧的榫形的引导区段62b，该榫形的引导区段布置在阀弹簧60的径向内部。在此，引导区段62b在关闭体62的约中间的轴向区段中具有第一直径，而在图2右边的轴向区段中具有第二直径，该第二直径小于第一直径。这两个直径各自小于阀弹簧60的内直径。由此，关闭体62可限定地在阀弹簧60中在轴向和径向上被保持。
当前，关闭体62在碟形的端部区段62a上在其位于图2左侧的端侧具有凹形的接收区段66，在该凹形的接收区段中局部地接收关闭元件58。接收区段66在后面的图3时还会详细解释。借助关闭体62或者说凹形的接收区段66可将通过阀弹簧60产生的压力最佳地传递给关闭元件58(阀球体)。
当前，关闭体62实施成实心的并且例如由塑料材料制成。在限压阀42的未示出的实施方式中，关闭体62至少区段地具有一个或多个空腔，由此可节省重量。
在壳体50的位于图2左边的区段中布置有阀体68，该阀体在其径向外部的壳面68a上摩擦锁合地保持在壳体50中并且优选压入在壳体中。阀体68具有连贯的轴向中心纵向通道70，该纵向通道区段地具有恒定的内直径。纵向通道70(在图2左边)与出口36液压地连接。在纵向通道70的位于图2右边的端部区段上在阀体68上构造有径向环绕的阀座72，该阀座在限压阀42关闭时与关闭元件58共同起作用。优选，阀体68和关闭体62的几何形状以下述方式确定尺寸：使得能够将关闭元件58(阀球体)限定地保持或限定地驱动(“飞行路线”)。
在燃料高压泵28的未示出的另一实施方式中，限压阀42的壳体50是燃料高压泵28的集成组成部分并从而不是独立元件。为此，燃料高压泵28例如具有柱形孔，在该柱形孔中接收限压阀42的功能元件。
图3示出图2的限压阀42的在轴向上约位于中间的区段。示出的是阀体68的端部区段与关闭体62的端部区段62a以及轴向布置在阀体68和关闭体62之间的关闭元件58。
当前，关闭体62的凹形的接收区段66(总共)具有四个围绕纵轴线49旋转对称地布置的区域。从径向外部朝径向内部在接收区段66上存在:径向外部的第一区域74，径向内部的第二区域76，关闭元件58与关闭体62之间的接触区域78，以及约锥形的中心槽口80。
当前，径向外部的第一区域74直接邻接于关闭体62的面向关闭元件58的环形端面62c。径向外部的第一区域74的轴向延伸尺度A优选为约0.1毫米(Millimeter)至约0.4毫米。
尤其，径向外部的第一区域74的张开角度β小于径向内部的第二区域76的张开角度α。这两个区域74和76布置在接触区域78的径向外部。锥形的中心槽口80实施成使得关闭元件58不能贴靠在中心槽口80的环绕的壁面(没有附图标记)上，而是始终与该壁面隔开间距。
当前，径向外部的第一区域74和径向内部的第二区域76分别包括平坦的锥形环面或者说通过平坦的锥形环面构成。当前，径向内部的第二区域76的环面的张开角度α为约140度，而径向外部的第一区域74的环面的张开角度β为约95度。在限压阀42的未示出的实施方式中，径向内部的第二区域76的环面的张开角度α为约100度至约150度，而径向外部的第一区域74的环面的张开角度β为约70度至约130度，其中，张开角度β始终小于张开角度α。
在限压阀42的未示出的实施方式中，所述两个区域中仅仅一个区域74或者说76包括平坦的环面。
关闭元件58尤其在限压阀42关闭的情况下贴靠在上述接触区域78上，该接触区域相当于接收区段66的第三区域。即，第三区域处于径向内部的第二区域76的径向内部。第三区域当前同样包括基本上平坦的环面或构造为这种基本上平坦的环面。第三区域可具有约70度至约110度的张开角度(没有附图标记)。在根据图3的实施方式中，张开角度为约90度。
在限压阀42根据图2和3的实施方式中，关闭元件58实施为球体(“阀球体”)。在未示出的实施方式中关闭元件58至少区段地实施为锥体。

Claims (8)

1.一种用于内燃机的燃料系统(10)的燃料高压泵(28)，具有液压地布置在出口(36)和位于该出口(36)上游的区域之间的限压阀(42)，该限压阀具有受弹簧加载的关闭元件(58)，该关闭元件被关闭体(62)径向保持，其中，所述关闭体(62)具有凹形的接收区段(66)，所述关闭元件(58)局部地被接收在所述接收区段中，其特征在于，所述关闭体(62)的接收区段(66)的径向外部的第一区域(74)的张开角度(β)小于所述关闭体(62)的接收区段(66)的径向内部的第二区域(76)的张开角度(α)，其中，上述两个区域(74；76)布置在关闭元件(58)和关闭体(62)之间的接触区域(78)的径向外部。
2.根据权利要求1的燃料高压泵(28)，其特征在于，上述两个区域(74，76)中的至少一个区域包括平坦的环面，尤其是通过平坦的环面构成。
3.根据权利要求2的燃料高压泵(28)，其特征在于，上述两个区域(74，76)包括平坦的环面，其中，所述径向内部的第二区域(76)的环面的张开角度(α)为约100度至约150度，并且，所述径向外部的第一区域(74)的环面的张开角度(β)为约70度至约130度。
4.根据前述权利要求中至少一项的燃料高压泵(28)，其特征在于，所述接收区段(66)具有第三区域(78)，所述第三区域位于所述径向内部的第二区域(76)的径向内部，所述第三区域包括平坦的环面或构造为平坦的环面，所述第三区域具有约70度至约110度的张开角度，优选约90度，并且所述关闭元件(58)贴靠在所述第三区域上。
5.根据前述权利要求中至少一项的燃料高压泵(28)，其特征在于，所述关闭元件(58)实施为球体或至少区段地实施为锥体。
6.根据前述权利要求中至少一项的燃料高压泵(28)，其特征在于，所述径向外部的第一区域(74)的轴向延伸尺度为约0.1毫米至约0.4毫米。
7.根据前述权利要求中至少一项的燃料高压泵(28)，其特征在于，所述径向外部的第一区域(74)实施成直接邻接于所述关闭体(62)的面向所述关闭元件(58)的环形端面。
8.一种用于燃料高压泵(28)的限压阀(42)，其特征在于，该限压阀是根据前述权利要求之一实施的限压阀。
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