CN108474337A - 具有泵弹簧密封套筒的高压泵 - Google Patents

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Abstract

高压燃料泵(10)具有活塞(22)，该活塞朝向设有弹簧座(56)的一端(36)延伸到泵压头(12)外部，该弹簧座(56)与凸轮随动件(38)协作。压缩在所述泵压头(12)和所述凸轮随动件(38)之间的泵弹簧(42)适合于保持所述随动件与回转凸轮(40)接触。所述泵(10)进一步设有柔性管状密封套筒(50，62)，该柔性管状密封套筒围绕所述活塞(22)接合并且在所述泵压头(12)和所述凸轮随动件(38)之间延伸，从而将所述套筒(50，62)的内部空间(IS)与外部空间(OS)密封地隔离。

Description

具有泵弹簧密封套筒的高压泵
技术领域
本发明涉及一种油润滑高压燃料泵，更具体而言涉及一种将油从燃料隔离的密封装置。
背景技术
在内燃发动机的燃料喷射设备中使用的燃料泵使用凸轮随动件跟随凸轮轮廓并且将旋转运动转换成往复运动，从而使活塞移位而压缩压缩腔室中的燃料。
复位弹簧机构供应所需的力以保持凸轮和凸轮随动件连续接触。
燃料通过活塞移位而被压缩，并且到达可以为3000巴的高压水平。活塞在液压压头孔内以小的精确受控间隙被引导，并且在泵送阶段期间由于位于活塞正上方的压缩腔室和凸轮随动件侧之间的压力差，一些燃料会通过该间隙泄漏到随动件侧。在油润滑燃料泵系统中，凸轮随动件交叉点通过发动机油进行润滑。
这种油润滑燃料泵的最关键问题是将泄漏的燃料从润滑油分离。如果润滑油和燃料混合在一起，则它会导致发动机损坏。如果在燃料中存在大量油，则这例如会导致喷射器损坏或者导致颗粒过滤器损坏。类似地，油中的高水平燃料危及油润滑，由此增加发动机磨损。
现有技术在活塞上使用密封件和/或匹配长度来分离燃料和润滑油。然而，由于活塞运动，任何选项都不能将两种液体完全分离。
发明内容
因此，本发明的目的是解决燃料喷射设备的高压燃料泵中的上述问题，该泵具有泵压头，其中活塞在该泵压头的孔中可轴向滑动地被引导，从而限定压缩腔室。所述活塞朝向设有弹簧座的一端延伸到所述泵压头外部，该弹簧座与被泵弹簧偏压的凸轮随动件协作，所述泵弹簧被压缩在所述泵压头和所述凸轮随动件之间，从而使所述凸轮随动件适合于与回转凸轮保持永久接触，该回转凸轮使所述活塞往复运动，以改变所述压缩腔室的容积。
所述泵进一步设有柔性管状密封套筒，该柔性管状密封套筒围绕所述活塞接合并且在所述泵压头和所述凸轮随动件之间延伸，从而将所述套筒的内部空间与外部空间密封地隔离。
所述柔性密封套筒从抵靠所述泵压头的面保持密封接触的第一环形密封面或上面延伸至保持抵靠所述弹簧座的面密封接触的第二环形密封面或下面。
此外，所述柔性套筒在轴向上是弹性的，所述套筒被轴向地压缩在所述泵压头的所述面和所述弹簧座的所述面之间。
所述套筒具有在所述第一环形密封面和所述第二环形密封面之间在轴向Z上延伸的弹性管状本体。
更具体地说，所述泵弹簧为嵌入在所述弹性本体中并因此形成所述套筒的螺旋弹簧。
在另一个实施方式中，所述套筒包括嵌入在所述管状本体中的套筒弹簧，所述套筒弹簧与所述泵弹簧不同。
更具体地说，嵌入在所述管状本体中的所述套筒弹簧为螺旋弹簧。
本发明还延及一种高压泵，其中所述泵弹簧为螺旋弹簧，如前所述的套筒、所述活塞和所述泵弹簧同轴地布置。
附图说明
现在参照附图通过示例描述本发明，其中：
图1是根据本发明的燃料泵的示意图。
图2是根据本发明的燃料泵的第一实施方式的轴向剖视图。
图3是根据本发明的燃料泵的第二实施方式的轴向剖视图。
图4是图2或图3的泵的密封套筒的细节。
具体实施方式
参照图1，描述了固定在内燃发动机上的高压泵10和一部分燃料喷射设备。泵10具有泵压头12，该泵压头12设有内部盲孔14，该内部盲孔14沿着泵送轴线Z从盲端16延伸至在泵压头12的底面20开口的开口端18。在孔14中，活塞22以微小环形间隙C调节，并且被可滑动地引导，从而在活塞的顶端26和孔的盲端16之间限定压缩腔室24。在所述压缩腔室24中，开设有由入口阀30控制的入口28和由出口阀34控制的出口32。在使用中，低压LP燃料从燃料箱(未示出)经由入口28进入到压缩腔室24，入口阀30防止向燃料箱回流，并且加压燃料HP从压缩腔室24经由出口32流向喷射器(未示出)，出口阀34也防止回流。
在该申请中，参考图1的取向，并且可能使用诸如“顶”、“下”、“在…上方”之类的措辞以便容易描述并使描述清晰，而不是为了限制该申请的范围。
活塞22是轴向细长的并且经由孔的开口18伸出泵压头12外部。活塞22从孔14内的顶端26延伸至在泵压头12外部的底端36，在该底端36处布置有凸轮随动件38，该凸轮随动件38适合于与凸轮40的外部轨道接触，该凸轮40适合于围绕垂直于泵送轴线Z的凸轮轴线X旋转。围绕活塞的突出部分布置的泵弹簧42被压缩在泵压头的底面20和所述凸轮随动件38之间，弹簧42将随动件38永久地压靠在凸轮40上。此外，弹簧42利用诸如橡胶基材料、硅树脂或聚合物基材料之类的柔性材料形成具有非穿孔侧壁的管状本体44包覆成型而成，所述本体44(其中嵌入有泵送弹簧42)从上第一横向环形面46(被绘制成保持抵靠泵压头的底面20密封接触)延伸至保持抵靠凸轮随动件38密封接触的下第二横向环形面48。一体地包覆成型在柔性本体44中的弹簧42形成了弹性密封套筒50(该弹性密封套筒50在图4中独立地示出)，该弹性密封套筒50将所述套筒的内部空间IS与套筒的外部空间OS密封地隔离。
在操作中，燃料在泵压头12内流动，而在泵压头外部，凸轮40由油进行润滑。凸轮40围绕凸轮轴线X旋转，并且使活塞22在轴向Z上往复运动，从而限定泵送循环，其中活塞22在上止点TDC位置(其中压缩腔室24的容积最小)和下止点位置BDC(其中压缩腔室24的容积最大)之间平移。
在泵送循环的膨胀节段，活塞22从TDC向下平移至BDC，处于低压LP的新鲜燃料经由入口28进入压缩腔室24，密封套筒50延伸直至泵弹簧42将随动件38从泵压头12推开。
在泵送循环的随后压缩阶段，活塞22从BDC向上平移至TDC，压缩腔室中的燃料被加压并且密封套筒50被压缩。
在所述压缩阶段期间，在压缩腔室24中建立高压的同时，泵压头12外部保持低压，特别是在密封套筒50的内部空间IS中以及在外部空间OS中保持低压。一些燃料经由位于活塞22和孔14之间的环形间隙C从压缩腔室24向下泄漏到内部空间IS。由于密封套筒50，所述泄漏的燃料保留在内部空间IS中，而不会与位于外部空间OS中的润滑油混合。因此，将内部空间IS看做燃料侧，而将外部空间OS看做油侧。
现在参照图2和图3详细地描述以上一般描述的本发明的具体实施方式。
图2中所示的第一实施方式类似于之前的一般描述。
泵压头12设有从底面22朝向远端54向下延伸的转塔突起52。孔14在转塔52的中央内在轴向Z上延伸，并且在所述远端54中开口。
活塞的底端36设有形成环形轴套的弹簧座56，所述弹簧座56通过压配合、焊接或者任何其它固定手段固定地附装至活塞22。
图4的密封套筒50是泵弹簧42在柔性材料的管状本体44中包覆成型的紧密一体化部分。套筒50接合在活塞周围和转塔52周围，并且被压缩在泵压头的底面20(其中第一面46抵靠底面20围绕转塔52的环形部分密封接触)和弹簧座56(其中第二面48抵靠弹簧座的环形轴套密封接触)之间。
凸轮随动件38具有带横向底壁58的杯状形状，从横向底壁58的外边缘在轴向Z上延伸有向上延伸的外周壁60，与底壁60接触的弹簧座56位于该杯状形状内。套筒50的向上部分接合在转塔52周围，该套筒50具有也位于随动件38内的向下部分。
图3描绘了本发明的第二实施方式，其中泵弹簧42没有包覆成型材料，润滑油和泄漏燃料通过独立的密封套筒62保持彼此分开，该密封套筒62是分开的独立部件，该独立部件包括套筒弹簧64，该套筒弹簧64如之前描述的那样一体地包覆成型在由类似柔性材料(诸如硅树脂、橡胶、聚合物)制成的管状本体66中。图4还代表所述独立密封套筒62。套筒弹簧64的直径比泵弹簧42小，并且密封套筒62围绕活塞同轴地布置在泵弹簧42内，套筒62被压缩在转塔的远端54(其中第一面46密封接触该远端54)和弹簧座56的环形面(其中第二面48保持密封接触该环形面)之间。
附图标记列表
X 凸轮轴线
Z 泵送轴线
LP 低压燃料
HP 高压燃料
IS 套筒内部空间-燃料侧
OS 外部空间油侧-油侧
C 间隙
10 泵
12 泵压头
14 盲孔
16 盲孔的盲端
18 盲孔的开口端
20 泵压头的底面
22 活塞
24 压缩腔室
26 活塞的顶端
28 入口
30 入口阀
32 出口
34 出口阀
36 活塞的底端
38 凸轮随动件
40 凸轮
42 泵弹簧
44 管状本体-密封套筒的包覆成型本体
46 第一面密封面-上面
48 第二面密封面-下面
50 密封套筒
52 转塔
54 转塔远端
56 弹簧座
58 凸轮随动件的底壁
60 凸轮随动件的外周壁
62 密封套筒-第二实施方式
64 密封弹簧
66 密封套筒的包覆成型本体

Claims (3)

1.一种燃料喷射设备的高压燃料泵(10)，该泵具有泵压头(12)，其中活塞(22)在该泵压头的孔(14)中能在轴向(Z)上滑动地被引导，从而限定压缩腔室(24)，所述活塞(22)朝向设有弹簧座(56)的一端(36)延伸到所述泵压头(12)外部，该弹簧座(56)与被泵弹簧(42)偏压的凸轮随动件(38)协作，所述泵弹簧(42)被压缩在所述泵压头(12)和所述凸轮随动件(38)之间，从而使所述凸轮随动件适合于与回转凸轮(40)保持永久接触，该回转凸轮(40)使所述活塞(22)往复运动，以改变所述压缩腔室(24)的容积，其特征在于，
所述泵(10)进一步设有柔性管状密封套筒(50，62)，该柔性管状密封套筒围绕所述活塞(22)接合并且在所述泵压头(12)和所述凸轮随动件(38)之间延伸，从而将所述柔性管状密封套筒(50，62)的内部空间(IS)与外部空间(OS)密封地隔离；并且其中，所述柔性管状密封套筒(50，62)从保持抵靠所述泵压头的面(20)密封接触的第一环形密封面(46)延伸至保持抵靠所述弹簧座(56)的面密封接触的第二环形密封面(48)；
其中，所述柔性管状密封套筒(50，62)在轴向(Z)上是弹性的，所述柔性管状密封套筒被轴向地压缩在所述泵压头的所述面(20)和所述弹簧座(56)的所述面之间；
其中，所述柔性管状密封套筒(50，62)具有在所述第一环形密封面(46)和所述第二环形密封面(48)之间在轴向(Z)上延伸的弹性管状本体(44，66)；
其中，所述柔性管状密封套筒(62)包括嵌入在所述管状本体(66)中的套筒弹簧(64)，所述套筒弹簧(64)与所述泵弹簧(42)不同；并且
其中，所述套筒弹簧(64)嵌入在所述管状本体(66)中并且为螺旋弹簧。
2.根据权利要求1所述的高压泵(10)，其中，所述泵弹簧(42)为嵌入在所述弹性管状本体(44)中并因此形成所述柔性管状密封套筒(50)的螺旋弹簧。
3.根据权利要求1或2所述的高压泵(10)，其中，所述泵弹簧(42)为螺旋弹簧，所述柔性管状密封套筒(62)、所述活塞(22)和所述泵弹簧(42)同轴地(Z)布置。
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