CN108700008A - 阻尼器囊、压力变动阻尼器以及高压燃料泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括隔膜（30）的阻尼器囊（24），所述隔膜（30）形成阻尼容积（28），并且作为一体式隔膜组件（46）包括变形区（34）、连接区（40）和构型区（42），构型区被设计为形成间隔件（44）以便使变形区（34）与保持元件保持一定距离，在阻尼器囊（24）的安装状态下，该保持元件保持阻尼器囊（24）。本发明进一步涉及一种包括所述类型的阻尼器囊（24）的压力脉动阻尼器（22），以及涉及一种包括所述类型的压力脉动阻尼器（22）的高压燃料泵（10）。

Description

阻尼器囊、压力变动阻尼器以及高压燃料泵

技术领域

本发明涉及一种用于高压燃料泵的压力脉动阻尼器的阻尼器囊，涉及一种具有所述类型的阻尼器囊的压力脉动阻尼器，并且涉及一种具有压力脉动阻尼器的高压燃料泵。

背景技术

在燃料喷射系统中使用高压燃料泵来将高压施加至燃料，燃料借助于燃料喷射系统被喷射到内燃机的燃烧室中，其中，例如，在汽油内燃机中，该压力处于150巴到400巴的范围内，并且在柴油内燃机中，该压力处于1500巴到2500巴的范围内。能够在相应燃料中形成的压力越高，在燃烧室中燃烧燃料期间产生的排放就越低，这在希望更大程度地减少排放的背景下是特别有利的。

为了能够在相应燃料中实现高压，高压燃料泵通常被实施为活塞泵，其中，泵活塞在压力室中进行平移运动并且这样做会周期性地压缩和减轻燃料上的压力。因此借助于这种活塞泵实现的非均匀递送导致高压燃料泵的低压区中的容积流波动，这种波动与整个系统中的压力波动相关联。由于这些波动，在高压燃料泵中能够发生注入损耗，这样一来，燃烧室中所需的燃料量的正确配量是困难的。此外，所产生的压力脉动使泵组件（诸如例如，通向高压燃料泵的供给线）振动，该振动能够引起非期望的噪声，或者在最坏的情况下，甚至引起对各个部件的损坏。

因此，通常在高压燃料泵的低压区中设置压力脉动阻尼器，其中，压力脉动阻尼器作为液压蓄能器操作，该液压蓄能器使容积流中的波动稳定，并且因此减少所产生的压力脉动。为此目的，例如，情况是安装有可变形元件，该可变形元件将气体容积与燃料隔开。例如，这种可变性元件可以形成为阻尼器囊，该阻尼器囊具有由至少一个隔膜限定的阻尼容积。例如如果在高压燃料泵的低压区中的压力增加，则阻尼器囊变形，其中，包围在其中的气体容积被压缩并且为燃料的多余液体创建空间。如果压力在稍后的时间点再次降低，则气体再次膨胀，并且因此，燃料的存储液体再次被释放。

所述阻尼器囊通常具有由金属组成的至少一个隔膜，该至少一个隔膜至少共同地限定阻尼容积，其中，阻尼容积填充有气体并且被关闭。阻尼器囊通常借助于所谓的间隔件套筒而被安装在压力脉动阻尼器内，该间隔件套筒首先用作距离件并且其次在装配过程中被预加应力以便由此减轻连接区的负载，在该连接区域中，阻尼容积例如通过焊接关闭。

通常被制造为深拉部件或者冲压部件的所述间隔件套筒的制造相对繁琐并且因此相对昂贵。

发明内容

因此，本发明的目标是提出将阻尼器囊安装在高压燃料泵的压力脉动阻尼器中的替代可能性。

这个目标由具有权利要求1所述的特征的阻尼器囊实现。

同等权利要求涉及一种具有所述类型的阻尼器囊的压力脉动阻尼器，并且涉及一种具有所述类型的压力脉动阻尼器的高压燃料泵。

本发明的有利的设计实施例是从属权利要求的主题。

用于燃料喷射系统中的高压燃料泵的压力脉动阻尼器的阻尼器囊具有由至少一个隔膜形成的阻尼容积，其中，隔膜具有变形区，该变形区能够通过压力脉动沿变形轴线变形并且用于形成阻尼容积，并且该隔膜具有连接区以用于将隔膜连接至关闭阻尼容积的关闭元件。隔膜具有构型区，该构型区形成间隔件以用于在变形轴线的方向上使变形区与保持元件间隔分开，当阻尼器囊处于安装状态时，该保持元件保持阻尼器囊。变形区、连接区和构型区被形成为不可分割的隔膜组件。

与阻尼器囊与间隔件单独形成的已知设置相比，现在提出的是，代替地，借由隔膜使阻尼器囊与间隔件套筒的功能组合，该隔膜具有构型区，该构型区被设计为使得其本身能够形成间隔件。这导致装配工作大大减少，因为只有阻尼器囊本身需要被安装到压力脉动阻尼器中，而不是如之前的情况那样安装阻尼器囊和附加间隔件。总而言之，也大大简化了对部件的处理，这在总体上导致了相当大的成本节约。此外，通过将间隔件的功能集成到阻尼器囊本身，特别地集成到隔膜中，也能够减少组件成本。

构型区有利地被形成为弹簧元件，其中，构型区被形成为以便特别地在平行于变形轴线的方向上有弹性。

迄今为止已经使用的间隔件套筒具有两个任务，具体地首先将预应力传递至阻尼器囊，以及其次是使阻尼器囊在高压燃料泵的压力脉动阻尼器中定中。为了执行这两个功能，间隔件套筒通常被形成为以及稍微有弹性。因此有利的是，现在旨在执行原始间隔件套筒的所有功能的构型区也同样地形成为弹簧元件。

该构型区具有在操作期间能够使燃料从其流过的通路开口。通路开口特别有利地被设置为使得燃料能够在径向方向上流过构型区。

变形区、连接区和构型区优选地被设置为和/或形成为围绕平行于变形轴线延伸的阻尼器囊的中心轴线旋转对称。

变形轴线仅限定隔膜使阻尼器囊变形的方向。此处，隔膜的变形通常在所述隔膜的边缘处比在中心轴线延伸的中心处程度更轻。在期望隔膜发生最大变形的这个区域中，变形轴线和中心轴线基本上一致。隔膜围绕中心轴线的旋转对称形状有利地促进隔膜在压力脉动阻尼器内定中。

构型区优选地被形成为构型环，该构型环被设置为围绕中心轴线旋转对称并且特别地由通过中断开口间隔分开的构型环部件形成。优选地，构型环能够被特别容易地制造；这同样适于一起形成构型环的构型环部件。所述构型环部件有利地通过中断开口与彼此间隔分开，即，执行间隔件的功能的区域，具体地，构型区不具有呈360°的关闭的围绕形状，而是具有中断开口以便减少构型环的刚度并且因此增加弹簧作用。此外，燃料因此能够有利地、更好地流过该区域。

在有利的设计实施例中，构型区在横截面中被形成为U形构型。此处，第一U形臂形成连接区，并且第二U形臂形成用于将阻尼器囊支撑在保持元件上的支撑区。

特别有利的是，在原则上执行原始间隔件套筒的功能的构型区与已知间隔件套筒类似地被形成为使得能够借助于所述构型区为可选的第二阻尼器囊提供良好的定中。为此目的，有利的是，被形成为U形构型的构型区接合在连接至隔膜以便形成阻尼容积的关闭元件周围。因此，邻近于关闭元件，能够借助于构型区、特别地借助于U形构型的支撑区使另外的阻尼器囊定中。

此处，U形构型特别有利地具有圆形形状，其中，在操作期间燃料能够从其流过的通路开口优选地位于设置在第一U形臂与第二U形臂之间的U形连接板上。U形构型，特别是圆形U形构型特别容易制造并且因此特别有利地定位以便在隔膜上形成构型区。

替代地，构型区也能够在横截面中被形成为S形构型，该S形构型具有接触圈以用于将预应力传递至在连接区中的位于隔膜与关闭元件之间的连接缝。这意味着，执行原始间隔件套筒的间隔件功能的构型区被形成为使得在装配过程之后使隔膜与关闭元件之间的连接区有利地经受预应力，从而使连接减轻负载。

隔膜和关闭元件优选地以气密方式、特别地通过粘合剂结合或者焊接而连接至彼此以便形成阻尼容积，其中，特别地，气体被设置在该阻尼容积中。因此，隔膜和关闭元件有利地利用填充气体、具体地是设置在阻尼容积中的气体通过焊接密封在限定压力下。然而，也能够想到其它替代方案，其中，隔膜和关闭元件以其它方式以气密方式连接至彼此，例如，通过粘合剂结合。当阻尼器囊安装在压力脉动阻尼器中时，阻尼容积中的限定压力允许压力脉动的限定阻尼。

关闭元件优选地被形成为关闭隔膜，该关闭隔膜包括变形区和连接区，该变形区具有相对于隔膜镜像对称的形状，该连接区具有相对于隔膜镜像对称的形状。在该实施例中，关闭隔膜和隔膜在它们的连接区中彼此重叠地放置并且以气密方式连接至彼此。

进一步有利的是，关闭隔膜特别地具有相对于隔膜完全镜像对称的形状。此处，然后的情况是，隔膜和关闭隔膜的每一个具有形成间隔件的构型区。因此，一起形成阻尼器囊的隔膜和关闭隔膜的每一个具有集成在其中的原始间隔件套筒的功能，也就是说，相对于原始设置，以此方式形成的阻尼器囊然后能够有利地替换阻尼器囊和两个间隔件套筒。

用于高压燃料泵的压力脉动阻尼器有利地具有如上所述的至少一个阻尼器囊。

用于在燃料喷射系统中将高压施加至燃料的高压燃料泵优选地具有所述类型的压力脉动阻尼器，该压力脉动阻尼器具有阻尼器囊。

此处，压力脉动阻尼器中的阻尼器囊可以设置在形成压力脉动阻尼器的阻尼器壳体的壳体中，或者放置在高压燃料泵的壳体上并且然后仅借助于阻尼器盖而关闭，其中，在这种情况下，高压燃料泵的壳体与阻尼器盖一起形成压力脉动阻尼器。

附图说明

下面将借助于附图更详细地描述本发明的有利的设计实施例，其中：

图1是具有第一实施例中的压力脉动阻尼器的高压燃料泵的纵向截面图，其中，压力脉动阻尼器具有阻尼器囊；

图2是通过图1的高压燃料泵上的根据第二实施例的压力脉动阻尼器的纵向截面图；

图3示出了在第一实施例中的阻尼器囊的截面图；

图4示出了在第二实施例中的阻尼器囊的截面图；

图5示出了在第三实施例中的阻尼器囊的截面图；以及

图6示出了在第四实施例中的阻尼器囊的截面图。

具体实施方式

图1是高压燃料泵10的纵向截面图，该高压燃料泵10在壳体12中具有压力室14，在压力室14中燃料的压力通过泵活塞16的平移运动被周期性地压缩和减轻。在压缩之后，高压燃料经由高压出口18从压力室14排出。燃料从高压燃料泵10的低压区20被进给到压力室14。在低压区20中，设置有压力脉动阻尼器22，该压力脉动阻尼器22在高压燃料泵10的操作期间阻尼除了其他的以外由于泵活塞16在压力室14中的运动而产生的压力脉动。为此目的，低压阻尼器22具有阻尼器囊24。

在图1所示的压力脉动阻尼器22的第一实施例中，所述压力脉动阻尼器由阻尼器盖26形成，该阻尼器盖26与高压燃料泵10的壳体12相互作用，以便由此形成压力脉动阻尼器22。

阻尼器囊24具有通过隔膜30和关闭元件32的气密连接而形成的阻尼器容积28。

此处，隔膜30具有变形区34，当在压力脉动阻尼器22中出现压力脉动时，该变形区34能够沿变形轴线36变形，以便因此压缩其中设置有气体38的阻尼容积28，并且因此为触发压力脉动的燃料创建空间。与变形区34一体形成的隔膜30具有连接区40，在该连接区40中，关闭元件32和隔膜30例如通过焊接或者粘合剂结合以气密方式连接至彼此。

在本实施例中，关闭元件32具有相对于隔膜30基本上镜像对称的形状，至少在其同样地具有变形区34和连接区40的情况下。

然而，与关闭元件32相比，隔膜30额外地具有构型区42，该构型区42接合在关闭元件32的连接区40周围并且形成用于在变形轴线36的方向上将隔膜30的变形区34与构型区42位于其上的壳体12间隔分开的间隔件44。构型区42也与连接区40和变形区34一体形成，从而在总体上形成隔膜30作为不能分割的隔膜组件46。

下面参照图3至图6将进一步更详细地描述阻尼器囊24。

图2是压力脉动阻尼器22的第二实施例的纵向截面图，在这种情况中，该压力脉动阻尼器22具有专用阻尼器壳体48，从而使高压燃料泵10的壳体12不再形成压力脉动阻尼器22的部分区域。相反地，在第二实施例中，压力脉动阻尼器22被预先装配并且在完全装配状态下被紧固到高压燃料泵的壳体12上。图2中的压力脉动阻尼器22也具有两个阻尼器囊24，而不是只有一个阻尼器囊24。

图3至图6示出了在不同实施例中的阻尼器囊24的截面图。所有实施例都不言而喻地适用于图1和图2中的压力脉动阻尼器22的两个实施例。

在下面描述的阻尼器囊24的所有实施例中，构型区42被形成为弹簧元件50，并且此处，在变形轴线36的方向上具有弹性。此外，在下面描述的所有实施例中，构型区42具有在操作期间燃料能够从其流过的通路开口52。所述通路开口52是可选特征，不需要被必须提供。

在图3至图6中的所有实施例中，特别有利的情况是，变形区34、连接区40和构型区42被设置为围绕平行于变形轴线36延伸并且从中心通过阻尼器囊24的中心轴线54旋转对称。此处，连接区40和变形区34特别地不仅被设置为围绕中心轴线54旋转对称，而且具有旋转对称的形状，并且因此具有呈360°的围绕形状。

图3是阻尼器囊24的第一实施例的截面图，在这种情况中，关闭元件32被形成为关闭隔膜56并且具有相对于隔膜30镜像对称的变形区34和连接区40。关闭隔膜56和隔膜30在这种情况中借助于连接区40中的气密焊缝58连接至彼此。然而，关闭隔膜56不具有构型区42。

构型区42在图3中被形成为构型环60，其中，构型环60在横截面中被形成为U形构型62。构型环60不具有围绕中心轴线54 呈360°的完全围绕的形状，而是设置有将构型环60分成构型环部件66的中断开口64。所述中断开口64用于降低构型环60的刚度并且因此增加构型区42的弹簧作用。然而，取决于需求，也可以省略中断开口，从而使构型环60不具有围绕中心轴线54呈 360°的完全围绕形状。

被形成为U形构型62的构型环60具有通过U形连接板72连接至彼此的第一U形臂68和第二U形臂70。此处，U形构型62具有圆形形状，从而使第一U形臂68、U形连接板72和第二U形臂70在没有台阶的情况下过渡至彼此。

此处，第一U形臂68形成隔膜30的连接区40，而第二U形臂70形成支撑区74，利用该支撑区74，构型区42例如能够支撑在高压燃料泵10的壳体12上。

U形构型62被设置以便接合在关闭隔膜56周围。

图4示出了阻尼器囊24的第二实施例的截面图，其中，关闭隔膜56如同图3所示的实施例中一样设计，但是隔膜30具有不同形状。这是因为此处构型区42没有被形成为简单的U形构型62而是被形成为S形构型76，该S形构型76同样地接合在连接区40中的关闭隔膜56周围。此处，S形构型76具有接触圈78，该接触圈78压靠在关闭隔膜56的连接区40上并且因此将预应力传递至关闭隔膜56与隔膜30之间由焊缝58形成的连接缝80。因此，在图4中，构型区42被形成为使得在装配过程之后使焊缝58经受预应力，从而使焊缝58减轻负载。除了接触圈78之外，S形构型76具有另外的S形圈82，与图3中的第一实施例中的第二U形臂70一样，该S形圈82作为支撑区74起作用。所述S形圈82还可以可选地用于使另外的阻尼器囊24定中。

图5示出了阻尼器囊24的第三实施例的截面图，其中，关闭隔膜56具有相对于隔膜30完全镜像对称的形状。构型区42在这种情况中在横截面中再次被形成为U形构型62，但是U形构型62没有接合在关闭隔膜56或者隔膜30周围，而是形成为以便弯曲远离连接区40。

图6示出了阻尼器囊24的第四实施例的截面图，其中，关闭隔膜56和隔膜30再次具有相对于彼此完全镜像对称的形状。此处，构型区42被形成为仅以便弯曲远离连接区40，从而由此形成间隔件区。

在根据图5和图6的实施例中，关闭隔膜56和隔膜30的每一个具有作为集成间隔件44的构型区42，也就是说，所述组件然后替换常规设置的阻尼器囊24和两个间隔件套筒。

Claims (11)

1.一种用于燃料喷射系统中的高压燃料泵（10）的压力脉动阻尼器（22）的阻尼器囊（24），所述阻尼器囊（24）具有由至少一个隔膜（30）形成的阻尼容积（28），其中，所述隔膜（30）具有变形区（34），所述变形区（34）能够通过压力脉动沿变形轴线（36）变形，并且用于形成所述阻尼容积（28），并且所述隔膜（30）具有连接区（40）以用于将所述隔膜（30）连接至关闭所述阻尼容积（28）的关闭元件（32），

其中，所述隔膜（30）具有构型区（42），所述构型区（42）形成间隔件（44）以用于在所述变形轴线（36）的方向上将所述变形区（34）与保持元件间隔分开，当所述阻尼器囊（24）处于已安装状态下时，所述保持元件保持所述阻尼器囊（24），

其中，所述变形区（34）、所述连接区（40）以及所述构型区（42）被形成为不可分割的隔膜组件（46）。

2.根据权利要求1所述的阻尼器囊（24），其特征在于，所述构型区（42）被形成为弹簧元件（50），并且被形成为以便特别地在平行于所述变形轴线（36）的方向上有弹性。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的阻尼器囊（24），其特征在于，所述构型区（42）具有在操作期间能够使燃料从其流过的通路开口（52）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的阻尼器囊（24），其特征在于，所述变形区（34）、所述连接区（40）以及所述构型区（42）被设置为和/或形成为围绕平行于所述变形轴线（36）延伸的所述阻尼器囊（24）的中心轴线（54）旋转对称。

5.根据权利要求4所述的阻尼器囊（24），其特征在于，所述构型区（42）被形成为构型环（60），所述构型环（60）被设置为围绕所述中心轴线（54）旋转对称，并且特别地由通过中断开口（64）间隔分开的构型环部件（66）形成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的阻尼器囊（24），其特征在于，所述构型区（42）在横截面中被形成为U形构型，其中，第一U形臂（68）形成所述连接区（40），以及第二U形臂（70）形成用于将所述阻尼器囊（24）支撑在所述保持元件上的支撑区（74）。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的阻尼器囊（24），其特征在于，所述构型区（42）在横截面中被形成为S形构型（76），所述S形构型（76）具有接触圈（78）以用于将预应力传递至在所述连接区（40）中的位于所述隔膜（30）与所述关闭元件（32）之间的连接缝（80）。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的阻尼器囊（24），其特征在于，所述隔膜（30）和所述关闭元件（32）特别地通过粘合剂结合或者焊接以气密方式连接至彼此，以便形成所述阻尼容积（28），其中，特别地，气体（38）设置在所述阻尼容积（28）中。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的阻尼器囊（24），其特征在于，所述关闭元件（32）被形成为关闭隔膜（56），所述关闭隔膜（56）具有变形区（34）和连接区（40），所述变形区（34）具有相对于所述隔膜（30）镜像对称的形状，所述连接区（40）具有相对于所述隔膜（30）镜像对称的形状，其中，所述关闭隔膜特别地具有相对于所述隔膜（30）完全镜像对称的形状。

10.一种用于高压燃料泵（10）的压力脉动阻尼器（22），所述压力脉动阻尼器（22）具有根据权利要求1至9中任一项所述的阻尼器囊（24）。

11.一种用于在燃料喷射系统中将高压施加至燃料的高压燃料泵（10），所述高压燃料泵（10）具有根据权利要求10所述的压力脉动阻尼器（22）。