CN108266369B - 高压泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压泵(40)，包括供油线(L1)和排油线(L2)，供油线(L1)与润滑油泵连通，其中，所述高压泵(40)包括泵壳和由泵壳限定的润滑油腔(50)，并且包括进油接口和出油接口，供油线(L1)中的润滑油经由高压泵(40)的进油接口进入所述润滑油腔(50)，所述润滑油腔(50)中的润滑油经由高压泵(40)的出油接口排出到排油线(L2)内，并且其中，在所述供油线(L1)上在高压泵(40)的进油接口上游设有油流速限制阀(20)，油流速限制阀(20)与进油接口流体连通用于限制润滑油通过高压泵(40)的流速。

Description

高压泵

发明领域

本发明涉及一种高压泵，更具体地涉及用于在共轨喷射系统中配置的高压泵。

背景技术

共轨喷射系统中的高压泵被配置用于加压燃油并且将加压的燃油供应到共轨喷射系统中的共轨部分。高压泵包括驱动部分，驱动部分典型地包括由发动机驱动的凸轮轴；滚子，其外表面与凸轮轴的凸轮外表面直接接触；驱动高压泵的柱塞与其一起在高压泵的柱塞套中往复移动的挺柱体；以及，可选地，用于将滚子支撑在挺柱体中的销轴。凸轮轴在其相反的两端处通过凸缘轴承和泵壳轴承支撑在高压泵的泵壳中。

高压泵的泵壳限定出凸轮腔，在本文中也称为润滑油腔，润滑油被供应到所述润滑油腔用于润滑高压泵内的、具体为润滑油腔中的发生摩擦的各部件，包括轴承和泵壳之间的作用面，滚子和销轴之间的作用面，销轴和挺柱体之间的作用面，挺柱体和柱塞套之间的作用面，以及凸轮和滚子之间的作用面等。

润滑油通过发动机油泵从位于高压泵外面的发动机油箱抽出，供应到高压泵的润滑油腔中，然后被排出润滑油腔。排出的润滑油可被引导至任何储油装置，例如被引导至同一个发动机油箱。

如本领域内的技术人员已知的，润滑油通过高压泵的流速主要取决于润滑油通过高压泵的压差，与油温度相关的油粘度和密度，以及如上所述驱动部分的各部件的设计，尤其是诸如挺柱体、轴承等这些部件的间隙。

对于现有技术中的当前泵设计来说，润滑油通过高压泵的流速在从5l/h至>150l/h的较大范围内，其中上述部件的间隙最小并且具有低油压和低油温时流速最小，而上述部件的间隙最大并且具有高油压和高油温时流速最大。流速高时，润滑油的回流温度近似与进油温度并且因此与在驱动部分的部件附近的油温相同。

图1是流出高压泵的润滑油的温度与通过高压泵的油流速之间的关系图示。从图1中，进油温度和出油温度与油流速之间的关系曲线分别用直线G1和曲线G2表示。进油温度恒定，而出油温度是变化的，其在油流速在10l/h和20l/h之间时具有最小值并且随着油流速的增大而升高。油流速高还导致被润滑油润滑的上述部件处的油温较高，从而降低这些部件的寿命，显然这是不希望的。

此外，客户通常希望在保持较高的进油温度的情况下降低油流速，而且带有滚子轴承的齿轮泵也需要较低的润滑流速和冷却流速。

发明内容

本发明的目的是限制或降低润滑油通过高压泵的流速。

为此，本发明提供了一种高压泵，包括供油线和排油线，高压泵的供油线能够与润滑油泵连通，其中，所述高压泵包括泵壳和由泵壳限定的润滑油腔，并且包括进油接口和出油接口，供油线中的润滑油经由高压泵的进油接口进入所述润滑油腔，所述润滑油腔中的润滑油经由高压泵的出油接口排出到排油线内，并且其中，在所述供油线上在高压泵的进油接口上游设有油流速限制阀，油流速限制阀与进油接口流体连通用于限制润滑油通过高压泵的流速。

根据一个实施例，所述油流速限制阀包括与形成所述供油线的油管之间具有缝隙的入口端和没有缝隙的出口端，并且包括允许润滑油通过油流速限制阀的节流孔。所述节流孔的内径从0.2mm变化到2mm，优选从0.4mm变化到1.0mm。在所述缝隙中设置有过滤器。

根据一个实施例，所述出油接口是高压泵的第一出油接口，所述高压泵还包括与排油线连通的第二出油接口。

根据一个实施例，所述进油接口是高压泵的第一进油接口，并且所述高压泵还包括与供油线连通的第二进油接口和与排油线连通的第二出油接口。

优选地，所述第一进油接口和所述第二进油接口都与所述油流速限制阀流体连通，所述供油线中的润滑油都经由同一所述油流速限制阀进入所述第一进油接口和所述第二进油接口，或者优选地，所述是油流速限制阀是第一油流速限制阀，所述润滑油路还包括供油线中的第二油流速限制阀，其中所述供油线中的润滑油分别经由第一油流速限制阀和第二油流速限制阀进入所述第一进油接口和所述第二进油接口。

根据一个实施例，经由第二进油接口进入高压泵的润滑油被分成第一部分和第二部分，所述第一部分被朝向润滑油腔内部引导，所述第二部分被背离润滑油腔引导之后重新被引入润滑油腔内部，和/或，经由第一进油接口进入高压泵的润滑油被背离润滑油腔引导而直接经由第一出油接口排出高压泵；或者，经由第一油流速限制阀进入高压泵的润滑油被分成背离润滑油腔引导而直接经由第一出油接口排出高压泵的第一部分和被朝向润滑油腔内部引导的第二部分。

根据一个实施例，所述高压泵包括一个或多个进油接口并且所述润滑油路包括一个或多个油流速限制阀，所述一个或多个进油接口中的每一个与所述一个或多个油流速限制阀中的一个流体联通，所述一个或多个进油接口的数目等于或大于所述一个或多个油流速限制阀的数目。

通过在高压泵的进油接口的上游提供油流速限制阀以及通过限制其节流孔的内径，润滑油通过高压泵的流速可被有效地降低或限制到80l/h以下，较佳地降低至5至40l/h，并且更具有优势地，该流速范围内的润滑油具有大约100degC的出口温度。而且，提供油流速限制阀使得流速不再依赖于油粘度，能够降低润滑油所润滑的部件的温度并且因而增加了它们的耐用性。

附图说明

本发明的前述和其它方面在下面结合附图给出的详细说明中将得到更完整的理解和认识，图中：

图1是润滑油流出高压泵的温度与润滑油通过高压泵的流速的关系图；

图2示意出根据本发明的组装在油管道中的油流速限制阀；

图3示意出根据本发明的第一实施例图2的油流速限制阀与具有两个润滑油接口的高压泵一起使用；

图4示意出根据本发明的第二实施例图2的油流速限制阀与具有三个润滑油接口的高压泵一起使用；

图5示意出根据本发明的第三实施例图2的油流速限制阀与具有四个润滑油接口的高压泵一起使用；

图6示意出根据本发明的第四实施例图2的油流速限制阀与具有四个润滑油接口的高压泵一起使用；和

图7示意出根据本发明的第五实施例图2的油流速限制阀与具有四个润滑油接口的高压泵一起使用。

具体实施方式

根据本发明，在高压泵的进油接口的上游设置油流速限制阀能够限制或减小润滑油通过高压泵的流速。

图2示出了根据本发明的油流速限制阀的结构示例，用参考数字20表示。

在图2中示出油流速限制阀20被组装在形成供油线的油管道30中，并且包括入口端20A和出口端20B。在入口端20A，油流速限制阀20的外表面和油管道30的内表面之间具有缝隙32，而在出口端20B，油流速限制阀20的外表面和油管道30的内表面之间没有缝隙。可选地，过滤器(未示出)可设置在缝隙32中，并且因此可称为缝隙过滤器，用于过滤将被供应到高压泵的润滑油中的杂质。图2中的空心箭头表示油管道30中润滑油的流动方向，本文中，术语“上游”和“下游”是相对于例如由空心箭头指示的润滑油的流动方向来说的。

油流速限制阀20包括形成于其中的油路24，油路24在其一端在出口端20B处敞开并且在其另一端封闭于油流速限制阀20内。节流孔22横向于润滑油的流动方向而穿过油流速限制阀20的侧壁并且延伸至油路24。

油管道30中油流速限制阀20上游的润滑油通过入口端20A处的缝隙32通过、并且只能通过节流孔22进入油流速限制阀20的油路24，通过在出口端20B处的油路24的开口端流出油流速限制阀20，然后被供应到高压泵。

由于在油流速限制阀20的出口端20B没有缝隙，润滑油只能通过节流孔22和油路24流经油流速限制阀20，所以节流孔22的内径限制了进入油流速限制阀20以及因此限制了进入高压泵40的润滑油的流速或量。本发明中，节流孔22的内径从0.2mm至2mm变化，优选地从0.4mm变化至1.0mm，使得润滑油通过高压泵的流速可被降低到80l/h以下，更佳地降低至5至40l/h，更特别地润滑油具有100degC的温度。而且，提供油流速限制阀20使得润滑油通过高压泵的流速不再依赖于油粘度，而只依赖于油密度。

除了在入口端20A具有缝隙32以及可选的缝隙过滤器、在出口端20B没有缝隙、以及节流孔22具有上述内径范围，油流速限制阀20可以具有任何适当的结构、任何适当的外轮廓、任何适当的外部尺寸和形状，因此不限制于图2示出的具有阶梯式外表面的结构。另外，应理解节流孔22不必须形成在侧壁上。

上述的油流速限制阀20可以与任何适当类型的高压泵一起使用，油流速限制阀20通常设置在高压泵的进油接口的上游，也就是说，设置在受润滑油撞击和被润滑油润滑的高压泵驱动部分的部件上游，这些部件可包括凸轮轴、滚子、挺柱体、轴承等。

图3示出油流速限制阀20与具有两个润滑油接口的高压泵一起使用。

在图3中，示出了油箱10和油泵12。润滑油经油泵12抽出油箱10并且通过油泵12，经由供油线L1和高压泵40的进油接口40A供应到由高压泵40的泵壳限定的润滑油腔50，然后经由高压泵40的出油接口40B排出高压泵40排放到排油线L2。根据本发明的油流速限制阀20设置在供油线L1上高压泵40的进油接口40A的上游。油流速限制阀20的出口端20B与高压泵40的进油接口40A流体连通并且油流速限制阀20的入口端20A与油泵12流体连通，其中油泵12和油流速限制阀20之间设有过滤器14用于粗过滤润滑油中的杂质。可选地，过滤器25作为缝隙过滤器设置在油流速限制阀20的入口端20A的缝隙32中，用于进一步过滤目的。

在本实施例中，高压泵40只包括两个润滑油接口，即，进油接口40A和出油接口40B。例如，在图3的实施例中，出油接口40B被定位于高压泵40的泵壳中的凸缘轴承处，其中高压泵40的凸轮轴在该凸缘轴承处从高压泵40外面延伸到高压泵40的润滑油腔50中，凸轮轴的一端由该凸缘轴承支撑在泵壳中。

由于油流速限制阀20位于高压泵40的进油接口40A的上游以及在上面所述的油流速限制阀20的结构，进入高压泵40的润滑油通过油流速限制阀20的节流孔22的尺寸或内径限制。

图4示出油流速限制阀20与具有三个润滑油接口的高压泵一起使用。图4中的实施例不同于图3的实施例仅在于高压泵40包括三个润滑油接口，一个进油接口40A和两个出油接口40B和40C。如图4中那样，油流速限制阀20设置在进油接口40A的上游，以并且以与图3中的实施例相同的方式起作用。两个出油接口40B和40C分别设置在泵壳的凸缘轴承处和与凸缘轴承对置设置的、支撑着凸轮轴的相反的另一端的泵壳轴承处。当然，在不偏离本发明的范围的情况下，润滑油接口40A，40B和40C在泵壳中的位置可改变。

在图5中，油流速限制阀20被配置用于具有四个润滑油接口的高压泵。

本实施例中的高压泵40包括位于高压泵40的凸缘轴承处的第一进油接口40A，在供油线L1中在第一进油接口40A的上游设置有第一油流速限制阀201。供油线L1中的润滑油经过第一油流速限制阀201、经由凸缘轴承处的第一进油接口40A进入高压泵40并且润滑此处有关的部件，然后被在远离高压泵40的润滑油腔50的方向上引导，经由第一出油接口40B排出高压泵40，进而排放到排油线L2中。

本实施例中的高压泵40还包括第二进油接口40D，其位于高压泵40的与凸缘轴承对置设置的泵壳轴承处，在供油线L1中在第二进油接口40D的上游设置有第二油流速限制阀202。供油线L1中的润滑油经过第二油流速限制阀202并且经由泵壳轴承处的第二进油接口40D进入高压泵40。经由第二进油接口40D进入高压泵40的润滑油的一部分被在朝向高压泵40的润滑油腔50的方向上引导，剩余部分被在远离润滑油腔50的相反方向上引导，之后经由形成在泵壳中的内部通道L3重新进入高压泵40的润滑油腔50。

在本实施例中，除第一出油接口40B之外，高压泵40还包括用于将润滑油排出润滑油腔50的第二出油接口40C。

在图5的实施例中，第一进油接口40A和第一出油接口40B位于高压泵40的凸缘轴承处，第二进油接口40D位于与凸缘轴承对置设置的泵壳轴承处。第一和第二进油接口40A和40D中每一个被提供有其自己的油流速限制阀201和202。供油线L1中的润滑油分别通过油流速限制阀201和202进入第一和第二进油接口40A和40D。

在本实施例中，与泵壳轴承相比，第二出油接口40C设置成更靠近凸缘轴承处，但应理解这不是必须的。

参考图6，图6中的实施例不同于图5中的实施例仅在于经由凸缘轴承处的第一进油接口40A进入高压泵40的润滑油也被分成两部分，其中一部分被朝向润滑油腔50引导至凸轮腔内，另一部分被远离润滑油腔50引导而经由第一出油接口40B直接排出高压泵40排放到排油线L2中。

参考图7，其与图5中的实施例的区别仅在于仅一个油流速限制阀20被提供用于第一和第二进油接口40A和40D两者，位于供油线L1上第一和第二进油接口40A和40D两者的上游。油流速限制阀20的出口端20B与第一和第二进油接口40A和40D两者连通，油流速限制阀20的入口端20A与油泵12连接，过滤器14位于它们之间。供油线L1中的润滑油在进入第一和第二进油接口40A和40D之前经过同一油流速限制阀20。

图3-7中配置的油流速限制阀具有与在上面关于图2所述的相同的结构和工作原理。

根据本发明，与如上所述的油流速限制阀一起使用的高压泵可包括任何数目的进油接口和任何数目的出油接口。根据本发明的原理，可为每一个进油接口提供其自己的油流速限制阀，或者一些进油接口可共享同一个油流速限制阀。换句话说，润滑油在进入高压泵的任何一个进油接口之前都必须首先流经油流速限制阀，以对进入该进油接口的润滑油的流速或量进行限制。以这种方式，润滑油通过高压泵的流速可被降低或限制到80l/h以下，较佳地降低至5至40l/h，并且更具有优势地，该流速范围内的润滑油具有大约100degC的出口温度。以这种方式，在如客户所希望地不必须降低润滑油入口温度的情况下，实现了降低润滑油流速的目的。

而且，提供油流速限制阀使得流速不再依赖于油粘度，而只与其密度有关，同时降低了润滑油所润滑的部件的温度因而增加了它们的耐用性。

如果油泵12是齿轮泵的话，那么提供油流速限制阀是特别具有优势的，因为具有滚子轴承的齿轮泵需要非常低的润滑油流速。当然，油泵不限于齿轮泵，例如也可以是叶片泵。

上面参考多个具体实施例示意和描述了本发明，但是本发明并不意于被限制于图示的细节。关于一个实施例描述的特征可以与其他实施例中描述的特征相结合而得到新的实施例。在不偏离本发明的范围的情况下可以进行多种修改。

Claims (12)

1.一种高压泵(40)，包括供油线(L1)和排油线(L2)，高压泵(40)的供油线(L1)能够与润滑油泵连通，

其中，所述高压泵(40)包括泵壳和由泵壳限定的润滑油腔(50)，并且包括进油接口和出油接口，供油线(L1)中的润滑油经由高压泵(40)的进油接口进入所述润滑油腔(50)，所述润滑油腔(50)中的润滑油经由高压泵(40)的出油接口排出到排油线(L2)内，并且

其中，在所述供油线(L1)上在高压泵(40)的进油接口上游设有油流速限制阀(20)，油流速限制阀(20)与进油接口流体连通用于限制润滑油通过高压泵(40)的流速，

其中，所述油流速限制阀(20)包括允许润滑油通过油流速限制阀(20)的节流孔(22)，所述节流孔(22)横向于润滑油在供油线(L1)中的流动方向穿过油流速限制阀(20)的侧壁，

其中，所述油流速限制阀(20)包括入口端(20A)和出口端(20B)，在入口端(20A)处，所述油流速限制阀(20)的外表面和形成所述供油线(L1)的油管(30)的内表面之间形成有缝隙(32)，在出口端(20B)处，所述油流速限制阀(20)的外表面和油管(30)的内表面之间没有缝隙，

其中，所述油流速限制阀(20)被提供有与节流孔(22)流体连通的内部油通道(24)，内部油通道(24)在其一端在出口端(20B)敞开并且在其另一端封闭于油流速限制阀(20)内，与节流孔(22)连通，供油线(L1)中的润滑油经由缝隙(32)进入节流孔(22)然后经由内部油通道(24)流出油流速限制阀(20)，然后进入高压泵(40)的进油接口。

2.根据权利要求1所述的高压泵(40)，其中，所述节流孔(22)的内径从0.2mm变化到2mm。

3.根据权利要求2所述的高压泵(40)，其中，所述节流孔(22)的内径从0.4mm变化到1.0mm.

4.根据权利要求1所述的高压泵(40)，其中，在所述缝隙(32)中设置有过滤器(25).

5.根据权利要求1至4中任一项所述的高压泵(40)，其中，所述出油接口(40B)设置在高压泵(40)的泵壳中的凸缘轴承处，所述高压泵(40)的凸轮轴在所述凸缘轴承处从泵壳外面延伸进入润滑油腔(50)。

6.根据权利要求5所述的高压泵(40)，其中，所述出油接口是高压泵(40)的第一出油接口(40B)，所述高压泵(40)还包括与排油线(L2)连通的第二出油接口(40C)，第二出油接口(40C)设置在泵壳中与凸缘轴承对置设置的泵壳轴承处，所述凸轮轴在相反的两端处分别通过所述凸缘轴承和泵壳轴承支撑。

7.根据权利要求5所述的高压泵(40)，其中，所述进油接口是高压泵(40)的第一进油接口(40A)，并且所述高压泵(40)还包括与供油线(L1)连通的第二进油接口(40D)和与排油线(L2)连通的第二出油接口(40C)，并且其中第一进油接口(40A)位于凸缘轴承处，而第二进油接口(40D)位于泵壳中与凸缘轴承对置设置的泵壳轴承处，所述凸轮轴在相反的两端处分别通过所述凸缘轴承和泵壳轴承支撑。

8.根据权利要求7所述的高压泵(40)，

其中，所述第一进油接口(40A)和所述第二进油接口(40D)都与所述油流速限制阀(20)流体连通，所述供油线(L1)中的润滑油都经由同一所述油流速限制阀(20)进入所述第一进油接口(40A)和所述第二进油接口(40D)，或者

其中，所述是油流速限制阀是第一油流速限制阀(201)，所述高压泵(40)还包括供油线(L1)中的第二油流速限制阀(202)，其中所述供油线(L1)中的润滑油分别经由第一油流速限制阀(201)和第二油流速限制阀(202)进入所述第一进油接口(40A)和所述第二进油接口(40D)。

9.根据权利要求8所述的高压泵(40)，

其中，经由第二进油接口(40D)进入高压泵(40)的润滑油被分成第一部分和第二部分，所述第一部分被朝向润滑油腔(50)内部引导，所述第二部分被背离润滑油腔(50)引导之后重新被引入润滑油腔(50)内，和/或

其中，经由第一进油接口(40A)进入高压泵(40)的润滑油被背离润滑油腔(50)引导而直接经由第一出油接口(40B)排出高压泵(40)；或者经由第一油流速限制阀(201)进入高压泵(40)的润滑油被分成背离润滑油腔(50)引导而直接经由第一出油接口(40B)排出高压泵(40)的第一部分和被朝向润滑油腔(50)内部引导的第二部分。

10.根据权利要求1所述的高压泵(40)，其中，所述高压泵(40)包括一个或多个进油接口以及一个或多个油流速限制阀，所述一个或多个进油接口中的每一个与所述一个或多个油流速限制阀中的一个流体联通，所述一个或多个进油接口的数目等于或大于所述一个或多个油流速限制阀的数目。

11.根据权利要求1至4和6至9中任一项所述的高压泵(40)，其中，所述高压泵(40)、所述供油线(L1)、所述排油线(L2)和所述润滑油泵都容置于所述高压泵(40)的泵壳内，优选所述润滑油泵是齿轮泵或叶片泵，优选在润滑油泵(12)和油流速限制阀之间还包括过滤器(14)。

12.根据权利要求1至4和6至9中任一项所述的高压泵(40)，其中，所述高压泵(40)是配置在共轨喷射系统中的高压泵。

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