CN108350846A - 燃料泵组件 - Google Patents

Abstract

一种内燃机用的燃料泵组件(30)，所述燃料泵组件包括：用于燃料的泵室(36)；柱塞(32)，该柱塞借助驱动装置被驱动成使所述泵室(36)内的燃料增压；以及第一壳体部分(40)，该第一壳体部分设置有凹口(38a、38b)，该凹口的上部区域(38a)限定限定所述泵室(36)并且该凹口的下部区域接纳第二细长壳体部分(44)，其中，所述第二细长壳体部分(44)限定用于接纳所述柱塞(32)的柱塞孔(34)。所述第二细长壳体部分(44)从所述凹口(38a、38b)伸出,使得与被接纳在所述凹口(38a、38b)内相比，所述第二细长壳体部分(44)的更大比例部分从所述凹口(38a、38b)延伸。

Description

燃料泵组件

技术领域

本发明涉及适于在内燃机中(尤其压燃式内燃机中)用于泵送燃料的燃料泵组件。

背景技术

图1中示出了压燃式内燃机用的公知燃料泵组件10。泵组件形成可以包括布置成被泵用公共驱动轴驱动的多个相似泵压头的大型泵组件(未示出)的一部分。

各个泵压头包括泵送柱塞12，该泵送柱塞被安装在驱动轴上的凸轮(未示出)驱动。泵送柱塞12在设置于泵压头18中的孔14内往复运动以使被限定在孔14的一端处的泵室16内的燃料增压。入口阀20延伸到泵室中并且可促动成朝着及远离被限定在孔14的最上端处的入口阀座移动以便在增压之前控制低压燃料流到泵室16中。当入口阀20在柱塞返回冲程期间(即，当柱塞在柱塞孔14内向下移动时)远离入口阀座22移动时，低压燃料穿过入口阀20被吸到泵室16中为随后柱塞12的泵送冲程期间的增压做好准备。当入口阀20在柱塞泵送冲程期间座靠入口阀座22时，泵室16内的燃料增压并且穿过出口阀(未示出)递送至燃料喷射器的下游部件。

出口阀切向于柱塞12延伸以向也切向于泵送柱塞12延伸的增压燃料供应递送路径。因此，通向泵室16的进入路径与始于泵室16的递送路径相互切向布置。

泵压头18是锻造壳体部分，在该锻造壳体部分内钻柱塞孔14。泵压头18呈大致平坦的水平结构18a的形式，竖直延伸的鼻部分18b从水平结构的下面向下延伸。柱塞孔14的大部分布置在鼻部分18b内，泵室16居中地存在于水平结构18a内。

在一些泵组件中，当泵室16内的燃料增压时，中间驱动部件以及驱动轴借助发动机油润滑，这由于燃料的交叉污染导致混杂，除非使用相当长的柱塞密封长度。然而，因为形成在柱塞孔14的上端处的入口阀座22由于需要延伸鼻18b的全长的柱塞12的密封长度长而于是相对难接近，所以这造成问题。因此，难以机加工入口阀座22，并且尤其难以精确机加工。

本发明的一个目的是提供这样一种燃料泵组件，该燃料泵组件提供关于前述问题的解决方案。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种内燃机用的燃料泵组件，所述燃料泵组件包括：用于燃料的泵室；柱塞，该柱塞借助驱动装置被驱动成使所述泵室内的燃料增压；以及第一壳体部分，该第一壳体部分设置有凹口，该凹口的上部区域限定所述泵室并且该凹口的下部区域接纳第二细长壳体部分。所述第二细长壳体部分限定用于接纳所述柱塞的柱塞孔并且所述第二细长壳体部分从所述凹口伸出，使得与被接纳在所述凹口内相比，所述第二细长壳体部分的更大比例部分从所述凹口延伸。

本发明的燃料泵组件提供一种特别的优势：用于柱塞的壳体的两部分属性意味着能够更容易机加工布置成控制在增压之前燃料流到泵室中的入口阀的阀座。这是因为可穿过凹口接近入口阀座，而在公知的燃料泵组件中仅可穿过长度必需很长并且直径有限的柱塞孔接近入口阀座

在本发明的一个实施方式中，所述第二细长壳体部分的至少三分之二的长度可以从所述凹口延伸。

在本发明的另一实施方式中，所述第二细长壳体部分的至少四分之三的长度可以从所述凹口延伸。

所述燃料泵组件可以包括入口阀，该入口阀布置在所述柱塞的位于所述泵室内的端表面的竖向上方。入口阀可操作成控制在增压之前燃料到所述泵室中的供应。所述入口阀可以与限定在通向所述泵室的进入口处的入口阀座协作。

本发明的一个优势在于因组件的壳体的两部分的构造而非常容易机加工入口阀座。

通常，所述入口阀座可以被限定在所述第一壳体部分内。

所述燃料泵组件可以包括排放阀，该排放阀在所述第一壳体部分内布置成从所述泵室切向延伸。入口阀可操作成控制来自所述泵室的增压燃料的供应。

所述第二细长壳体部分可以包括套筒。套筒可以限定所述柱塞孔的上部分。

所述套筒可以固定至所述第二细长壳体部分。

所述套筒可以与位于所述第一壳体部分中的所述凹口一起限定用于燃料的间隙。用于燃料的间隙可以允许燃料绕所述套筒的外侧流动。

位于所述第二细长壳体部分中的所述柱塞孔设置有环形凹口，以收集所述柱塞孔内的泄漏燃料。环形凹口与泄漏燃料的收集控制了燃料损失。

所述燃料泵组件可以包括用于实现所述柱塞的返回冲程的柱塞返回弹簧。在所述返回冲程期间所述柱塞从所述泵室缩回，这允许燃料被抽吸到所述泵室中。

所述柱塞返回弹簧可以接纳所述第二细长壳体部分从所述凹口延伸的所述更大比例部分。

附图说明

已经描述了图1，并且该图示出了现有技术中公知的燃料泵组件的剖面图。现在将参照附图仅以实施例的方式描述本发明，在附图中：

图2是本发明的一个实施方式的燃料泵组件的剖面图。

具体实施方式

要理解，以下本描述中的关于例如上、下、更高、更低、左、右、竖直以及水平的参照不意图限制，并且仅仅相对于图中所示的取向使用。

参照图2，本发明的一个实施方式的燃料泵组件30包括泵送柱塞32，该泵送柱塞32在安装在发动机驱动轴(未示出)上的凸轮的影响下被中间驱动装置(也未示出)驱动。凸轮与泵送柱塞32协作以使柱塞32在柱塞孔34内往复运动。通常，中间驱动装置包括联接至柱塞32的挺杆。当凸轮随驱动轴旋转时，挺杆通过与凸轮合作而被驱动并且使得柱塞32在柱塞孔34内移动，以使限定在柱塞孔34的端部处的泵室36内的燃料增压。

泵室36被限定在设置于泵组件用的第一上壳体部分40中的凹口内。第一壳体部分40呈宽度尺寸相对大的相对平坦的盘状壳体的形式，并且凹口居中定位。凹口是阶梯形的，限定直径相对窄的上部区域38a以及直径相对扩大的下部区域38b，上部区域38a限定泵室36。如稍后将进一步描述的，相对大的宽度尺寸确保供在其中形成离开泵的高压燃料的递送通道42的第一壳体部分40的材料的体积充足。

凹口38b的下部区域接纳呈细长壳体部分的形式的第二下壳体部分44，该第二下壳体部分具有布置在其上端处的套筒46。细长壳体部分44设置有孔，该孔限定柱塞用的柱塞孔34的大部分长度，套筒46限定柱塞孔34的上端。细长壳体部分44的外直径成阶梯状以匹配第一壳体部分40中的凹口38a、38b的阶梯状直径。细长壳体部分44借助诸如钎焊或者熔接之类的任意合适的方式结合至第一壳体部分40，或者可以通过过盈配合结合至第一壳体部分40。

与第一壳体部分40相比，细长壳体部分44的长度相对长；并且与被接纳在凹口内相比，细长壳体部分44从凹口38b伸出更大比例部分。在图2中所示的实施例中，细长壳体部分44的近三分之二的长度在凹口38a、38b下方延伸，细长壳体部分的近三分之一的长度存在于凹口38a、38b内。因此，与实际上被限定在第一壳体部分40内的部分相比，柱塞孔34的更大部分被限定在第一壳体部分40之外。因为驱动装置通常浸在发动机润滑油中，所以鉴于泵室36填充有可喷射燃料，柱塞孔34的长的长度是有利的，因为这有助于减小不同流体之间的交叉污染。润滑油可能污染可喷射燃料是尤其受关注的问题。为了进一步减小流体之间交叉污染的风险，细长壳体部分内的柱塞孔34设置有环形部(未示出)以收集沿柱塞孔34往下泄漏的燃料(被限定成柱塞密封长度)。环形部中收集的过多的燃料能够从环形部经由钻孔(未示出)排出，该钻孔将燃料运送至低压排出管。

泵室36设置在柱塞孔34的端部处(示图中的上端)并且在入口阀50的控制下借助进入口48被供应有处于相对低压下的燃料。进入口48居中定位并且在柱塞32的上端表面的竖向上方。入口阀用的座(未标记)被限定在进入口48内。入口阀50布置在设置于第一壳体部分40中的进入通道54内，并且进入通道54与进入钻孔56连通。进入钻孔56与进入通道54以一定角度相会，并且进入钻孔56接收来自相对低压的燃料供应装置(未示出)的燃料。在进入口48附近，在入口阀通道54与泵室36之间的交叉的区域中，在入口阀座处获得良好的表面光洁度是重要的。

泵室36还设置有排放口58，在排放阀60的控制下，增压燃料穿过排放口58被递送至限定在第一壳体部分40内的递送通道42，并且向前被递送至燃料喷射系统的下游部件。递送通道42关于柱塞32切向延伸成穿过该递送通道的侧壁与泵室36连通。排放阀60呈球阀的形式并且定位在递送通道42内并被排放阀弹簧62偏压到封闭位置中，在该封闭位置中，排放阀60座靠排放阀座(未标记)并且在该封闭位置中泵室36与递送通道42之间的连通被封闭。在排放口58附近，在递送通道42与泵室36之间的交叉的区域中，获得良好的表面光洁度是重要的以便使交叉处的应力最小化。

入口阀50借助入口阀弹簧64被朝封闭位置偏压，在该封闭位置中，燃料不能流到泵室36中。入口阀50可借助致动器(未示出)对抗弹簧64的力而远离入口阀座移动。致动器可以是传统类型的电磁致动器并且包括联接至入口阀50的电枢(未示出)，该电枢可在电磁力的作用下移动。

在使用中，柱塞32进行包括泵送冲程与返回冲程的泵送循环。在柱塞32被向柱塞孔34内驱动的泵送冲程期间，泵室36的容积减小并且泵室36内的燃料被增压。在柱塞32的返回冲程期间，柱塞32从孔34缩回，从而使泵室36的容积增大并且使相对低压的燃料穿过开放的入口阀50被抽吸。柱塞返回冲程借助柱塞返回弹簧70实现，细长壳体部分44延伸穿过该柱塞返回弹簧。弹簧70的下端附接至呈顶帽形部分72的形式的保持器，该顶帽形部分具有中央开口，柱塞32的下端突出穿过该中央开口。柱塞32承载压配合至柱塞32的衬圈74。衬圈74的尺寸设定成其不能穿过保持器72中的开口并以此方式柱塞间接固定至弹簧70的下端。

位于细长壳体部分44的上端处的套筒46与壳体部分44的主体成整体地形成，并从而形成壳体部分44的永久部分，并且限定柱塞孔34的上部。套筒46定位在凹口38a的上部区域内，并且外直径被选择成与凹口38a的内壁一起限定外环形间隙。外环形间隙在附图的尺寸下不可见，但是因其与泵室36连通而接纳高压燃料并且有必要这样以确保泵室36内的燃料能够绕套筒46流动并且经由与外环形间隙连通的排放口58离开泵室36。

套筒46的内直径被选择成与柱塞32一起限定内环形间隙。泵室36内的燃料也能够填充内环形间隙，这些燃料对套筒46施加径向向外的力，该径向向外的力大致等于由外环形间隙内的燃料产生的径向向内的力。虽然凹口38a的上端会发生些许膨胀，但是套筒46的提供减小了膨胀作用。在图1中的现有技术设计中此膨胀作用引起穿过柱塞孔34的泄漏，但是在本发明中在壳体由两部分40、44形成并且套筒46位于合适位置的情况下，能够减小膨胀的影响从而可在无过多损失的情况下达到更高的增压水平。

由两部分(第一壳体部分40以及细长壳体部分44)形成壳体的另外的益处在于通向位于进入口48的区域中的入口阀座的通路更直接。此外，改进了通向排放阀58的通路及此通路到凹口38a、38b的过渡。此改进的通路意味着能将诸如电化学加工(ECM)技术以及喷丸加工之类的有益技术用于阀座形成，改善阀座接触。

在使用中，当凸轮旋转时柱塞32被驱动，从而驱动挺杆并且使柱塞32在柱塞孔34内经过泵送循环而往复运动。在柱塞32的返回冲程期间，柱塞32在返回弹簧70的影响下从柱塞孔34撤退并且入口阀50被促动打开，从而允许相对低压的燃料流到泵室36中。在泵送循环的此阶段期间，因为泵室36中的燃料压力相对低，所以排放阀60在排放阀弹簧62的力的作用下封闭。

在随后的柱塞冲程，入口阀50在入口阀弹簧64的力作用下封闭并且柱塞32在其骑跨在凸轮尖上时在柱塞孔34内向内被驱动。当泵室36的容积减小时，泵室36内燃料的压力增大直到由泵室36中的燃料压力产生的力克服了由排放阀弹簧62与排放阀60被提升离开其座产生的力时为止。然后，泵室36内的增压燃料能够流动经过开放的排放阀60穿过递送通道42到达燃料喷射系统的下游部件。

泵室36内的高压燃料的膨胀作用由于位于细长壳体部分40的上端处的套筒46的存在而被缓解，并因而能够在不包括穿过柱塞孔34的燃料泄漏损失的情况下使燃料增压至更高的水平。这减小了燃料与用于润滑驱动部件的发电机润滑油的交叉污染的风险。

本领域中的普通技术人员会理解，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，本发明可以变型成采取关于本文中描述的一些另选形式。

Claims (11)

1.一种内燃机用的燃料泵组件，所述燃料泵组件包括：

用于燃料的泵室(36)；

柱塞(32)，该柱塞借助驱动装置被驱动成使所述泵室(36)内的燃料增压；

第一壳体部分(40)，该第一壳体部分设置有凹口(38a、38b)，该凹口的上部区域限定所述泵室(36)并且该凹口的下部区域接纳第二细长壳体部分(44)，其中，所述第二细长壳体部分(44)限定用于接纳所述柱塞(32)的柱塞孔(34)的至少一部分；

并且其中，所述第二细长壳体部分(44)从所述凹口(38a、38b)伸出，使得与被接纳在所述凹口(38a、38b)内相比，所述第二细长壳体部分(44)的更大比例部分从所述凹口(38a、38b)延伸；

并且其中，所述燃料泵组件包括入口阀(50)，该入口阀布置在所述柱塞(32)的位于所述泵室(36)内的端表面的竖向上方并且能操作成控制在增压之前燃料到所述泵室(36)中的供应，其中，所述入口阀(50)能与限定在通向所述泵室(36)的进入口(48)处的入口阀座协作。

2.根据权利要求1所述的燃料泵组件，其中，所述第二细长壳体部分(44)的至少三分之二的长度从所述凹口(38a、38b)延伸。

3.根据权利要求2所述的燃料泵组件，其中，所述第二细长壳体部分(44)的至少四分之三的长度从所述凹口(38a、38b)延伸。

4.根据权利要求1所述的燃料泵组件，其中，所述入口阀座被限定在所述第一壳体部分(40)内。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的燃料泵组件，其中，所述燃料泵组件包括排放阀(60)，该排放阀在所述第一壳体部分(40)内布置成从所述泵室(36)切向延伸并且能操作成控制来自所述泵室(36)的增压燃料的供应。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的燃料泵组件，其中，所述第二细长壳体部分(44)包括套筒(46)，该套筒限定所述柱塞孔(34)的上部分。

7.根据权利要求6所述的燃料泵组件，其中，所述套筒(46)固定至所述第二细长壳体部分(44)。

8.根据权利要求6或7所述的燃料泵组件，其中，所述套筒(46)与位于所述第一壳体部分(40)中的所述凹口(38a)一起限定用于燃料的间隙，以允许燃料绕所述套筒(46)的外侧流动。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的燃料泵组件，其中，位于所述第二细长壳体部分(44)中的所述柱塞孔(34)设置有环形凹口(46)，以收集所述柱塞孔(46)内的泄漏燃料。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的燃料泵组件，所述燃料泵组件包括用于实现所述柱塞(32)的返回冲程的柱塞返回弹簧(70)，在所述返回冲程期间所述柱塞(32)从所述泵室(36)缩回以允许燃料被抽吸到所述泵室(36)中。

11.根据权利要求10所述的燃料泵组件，其中，所述柱塞返回弹簧(70)接纳所述第二细长壳体部分(44)的从所述凹口(38a、38b)延伸的所述更大比例部分。