CN109416009A

CN109416009A - 燃料高压泵

Info

Publication number: CN109416009A
Application number: CN201780042474.4A
Authority: CN
Inventors: J·赫尔曼; S·鲍尔
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2019-03-01
Anticipated expiration: 2037-05-10
Also published as: KR20190026745A; EP3482060B1; ES2909470T3; DE102016212458A1; WO2018007055A1; CN109416009B; JP2019520519A; KR20220005630A; US20190301415A1; KR102466601B1; EP3482060A1; US10865751B2

Abstract

本发明涉及一种具有泵壳体(52)和盖元件(54)的燃料高压泵(22)，所述盖元件与所述泵壳体(52)连接并且具有壁(72)，其中，在盖元件(54)和泵壳体(52)之间布置有阻尼容积(66)，并且，所述壁(72)具有加强部，该加强部这样地构造，使得所述盖元件(54)的谐振频率位于9kHz以上、优选11kHz以上、尤其12kHz以上。

Description

燃料高压泵

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的燃料高压泵。

背景技术

由市场已知一种用于内燃机的燃料系统，在该燃料系统中，借助预送泵和机械驱动的燃料高压泵将来自燃料箱的燃料在高压下输送到高压存储器(“轨”)中。在这样的燃料高压泵的泵壳体上或者泵壳体中通常布置有压力减振器设备。在大多数情况下，这种压力减振器设备包括盖元件和布置在盖元件和泵壳体之间的膜片减振器，该膜片减振器通常实施为气体充注的隔膜盒，并且通过支撑元件支撑在泵壳体上。在此，压力减振器设备地与低压区域流体连通。压力减振器设备用于衰减在燃料系统的低压区域中的压力脉动，该压力脉动例如由在燃料高压泵中的阀、例如进入阀的打开过程和关闭过程引起。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种燃料高压泵，该燃料高压泵的运行对于车辆乘员而言被感受为干扰少的。

该任务通过根据权利要求1所述的燃料高压泵来解决。通过根据本发明的燃料高压泵确保，盖元件的振动仅引起小的噪声排放，所述振动在燃料高压泵运行时例如由于在操纵流量控制阀的推杆碰撞时形成声响而出现，或者确保，由盖元件反射的噪声排放不被车辆乘员感觉为干扰的。

优选的是，盖元件壁的加强部在任何情况下也通过以下方式形成：壁的至少也沿径向方向延伸的弯曲区域分别在阻尼容积侧上具有相应的曲率中心。换言之：壁的这样的区段(该区段总体上基本或者至少也沿径向方向延伸)从阻尼容积(或者，如果壁的区段是透镜，则从“焦点”)看凹形地弯曲。在此，优选的是，壁的该弯曲走势构成加强部。在阻尼容积侧上的曲率中心是指，局部的曲率圆(也称为密切圆或者说紧贴圆)的中心点位于阻尼容积侧上。在此，在壁的相应点处的曲率圆为这样的圆，该圆在所述点处最接近壁的走势，即该圆局部地紧贴到壁的走势上。曲率圆在该点处的切线与壁的切线一致。在此，在壁上的点可以根据截平面而具有不同的曲率圆(待观察的截平面分别平行于活塞纵轴线布置)。这种弯曲的壁具有自稳定的效果，由此，在材料厚度小和从而重量小、结构尺寸小并且尺寸紧凑的情况下，盖元件具有高的刚性和从而相对于振动具有阻抗。

但是，在这种情况下也应指出，也能够以完全不同的其他方式制造加强部，例如通过成型加强筋、通过相应地选择材料厚度和/或相应地选择壁的材料的质量。

优选的是，盖元件是减振器设备的一部分，所述减振器设备包括膜片减振器、优选包括保持元件和优选包括弹簧元件，所述膜片减振器布置在盖元件和泵壳体之间，膜片减振器通过所述保持元件支撑在泵壳体上并且沿竖直方向与泵壳体间隔开地布置，膜片减振器通过所述弹簧元件支撑在盖元件上并且沿竖直方向与盖元件间隔开地布置。通过将盖元件构造为刚才所说明的减振器设备的一部分能够以有利的方式衰减在根据本发明的燃料高压泵运行时的压力波动。

也有利的是，盖元件具有第一区段和第二区段，所述第一区段总体上轴向地延伸，所述第二区段沿径向方向延伸。由此，以简单的方式实现阻尼容积。在此，以有利的方式影响在燃料高压泵运行时盖元件的振动特性，使得在大的减振能力的情况下在燃料高压泵运行时出现特别小的噪声排放。关于第二区段而言，“沿径向方向延伸”是指，该第二区段在其走势上具有指向径向方向的分量，即该第二区段不必完全沿径向方向延伸。即，该特征也包括在径向和轴向方向上倾斜地延伸的第二区段。

在此，有利的是，盖元件的轴向延伸的第一区段在其背离第二区段的端部上具有在径向上位于内部的斜切区域，用于附接到泵壳体上。由此，能够以有利的方式将盖元件附接到泵壳体上，并且例如能够将盖元件借助电容器放电挤压焊接过程固定在泵壳体上。在此，优选的是，盖元件的在径向上位于内部的斜切区域在径向方向上包围泵壳体的一部分。由此，盖元件能够以简单的方式被固定在泵壳体上。

也优选的是，第二区段(即壁的总体上或者至少也沿径向方向延伸并且从阻尼容积(或者，如果壁的区段为透镜，则从焦点)看总体上为凹形的区段)包括过渡区域和主区域，所述过渡区域具有横截面，该横截面具有在2mm至10mm之间、优选在5mm至9mm之间、特别优选在6mm至8mm之间、特别是在6.5mm至7.5mm之间、尤其7mm的第一内曲率半径，所述主区域具有横截面，该横截面具有在40mm至54mm之间、优选在42mm至52mm之间、特别优选在44mm至50mm之间、特别是在46mm至48mm之间、尤其47mm的第二内曲率半径，其中，第二区段优选由过渡区域和主区域组成。由此，以能够特别简单和容易地制造的方式实现，盖的振动模式或者谐振频率这样地存在，使得在泵运行时出现噪声排放或者噪声反射的有利的频谱，所述噪声排放或者噪声反射不被车辆的使用者感觉到或者不被感觉为不舒适的，在所述车辆中安装有燃料高压泵。

也有利的是，盖元件的总体上轴向延伸的第一区段具有至少5mm、优选至少6mm、特别优选至少7mm、尤其至少8mm和/或最大12mm、优选最大11mm、特别优选最大10mm、尤其最大9mm的轴向延伸尺度。这样的盖元件提供足够的空间，以便将减振器设备的其它部分，例如上面所提及的膜片减振器，接收在盖元件和泵壳体之间。然而，结构高度总体上相对小，并且谐振特性是这样的，使得有效地抑制不希望的噪声排放。

也有利的是，盖元件的壁的总体上基本径向延伸的第二区段沿轴向方向上看具有至少7mm、优选至少8mm、特别优选至少9mm、尤其至少9.5mm和/或最大13mm、优选最大12mm、特别优选最大11mm、尤其最大10.5mm的延伸尺度。第二区段的轴向延伸尺度越大，则第二区段可以越强烈弯曲地实施，这导致特别有效地抑制噪声辐射，然而对燃料高压泵的所需结构高度产生不利作用。刚才提及的区域构成一种在噪声抑制和根据本发明的燃料高压泵的节省空间的结构高度之间的有利折衷解决方案。

也有利的是，盖元件在径向内部区域中的壁厚为至少1.5mm、优选至少1.6mm、特别优选至少1.65mm，其中，内部区域绕着盖元件的中轴线布置，并且沿径向方向具有至少41mm、优选41.7mm、特别优选43mm、尤其45mm的直径。所提及的在径向内部区域中的最小盖厚度导致足够程度地抑制盖元件的振动，所述振动在燃料高压泵运行时导致噪声。在燃料高压泵的安装尺寸小并且重量合理的情况下，然而在同时足够地抑制噪声排放的情况下，所给定的用于壁厚的值允许成本低地制造所述盖。

也有利的是，盖元件具有至少15mm、优选至少16mm、特别优选至少17mm、尤其至少18mm的轴向延伸尺度，和/或最大22mm、优选最大21mm、特别优选最大20mm、尤其最大19mm的轴向延伸尺度。所说明的下极限是有利的值，该值使得能够实现，例如膜片减振器、保持元件和/或弹簧元件如上面所说明地布置在盖元件和泵壳体之间，其中，所给定的最大值确保燃料高压泵的有利地小的结构高度。

附图说明

由下面根据附图阐述的本发明实施例的说明得出本发明的另外的特征、应用可能性和优点，其中，这些特征不但能够单独地而且能够以不同的组合对于本发明是重要的，而对此不再明确地指出。附图示出了：

图1示出用于内燃机的燃料系统的简化的示意性示图；

图2示出根据本发明的燃料高压泵的截面示图；

图3详细地示出图2的燃料高压泵的盖元件的单个的放大示图；和

图4示出曲线图，在该曲线图中详细地示出图2和图3的盖元件的谐振频率和与常规燃料高压泵的谐振频率的比较。

具体实施方式

图1在简化的示意性示图中示出用于未进一步示出的内燃机的燃料系统10。在燃料系统10运行时，燃料从燃料箱12通过抽吸管路14借助预输送泵16和低压管路18经由入口20被供应给实施为活塞泵的燃料高压泵22。在入口20处布置有进入阀24，通过该进入阀能够将活塞室26与低压区域28流体连通，所述低压区域包括预送泵16、抽吸管路14和燃料箱12。在低压区域28中的压力脉动可以借助压力减振器设备29来衰减。在下面还进一步地详细论述该压力减振器设备。进入阀24可以通过操纵装置30被强制性地打开。操纵装置30和从而进入阀24可以通过控制单元32被操控。

燃料高压泵22的活塞34可以借助当前实施为凸轮盘的驱动装置36沿着活塞纵轴线38向上和向下运动，这通过带有附图标记40的箭头示意性地示出。在燃料高压泵22的活塞室26和排出接管42之间液压地布置有排出阀44，该排出阀可以朝向高压存储器46(“轨”)打开。高压存储器46和活塞室26能够通过在超过高压存储器46中的极限压力时打开的压力限制阀48流体连通。

高压存储器46和活塞室26能够通过在超过高压存储器46中的极限压力时打开的压力限制阀48流体连通。压力限制阀48构造为弹簧加载的止回阀并且可以朝向活塞室26打开。

在图2中以截面示图示出燃料高压泵22。在图2的示图中可看到，操纵装置30包括受弹簧负载的推杆49。该推杆49能够通过电磁线圈50运动并且可以强制性地打开进入阀24的同样受弹簧负载的阀体51。

在图2的示图中，在燃料高压泵22的上方区域中布置有压力减振器设备29。该压力减振器设备29包括罐状的盖元件54，所述盖元件与泵壳体52在连接区域56中连接，具体而言，当前通过KEEP焊缝(电容器放电挤压焊缝)连接。连接区域56在周向方向上环绕泵壳体52。

泵壳体52和盖元件54限界压力减振器设备29的内室58。在压力减振器设备29的内室58中布置有膜片减振器60。该膜片减振器包括在附图中上方的第一膜片62和在附图中下方的第二膜片64，所述第一膜片和所述第二膜片在边缘侧相互焊接。上方的膜片62和下方的膜片64包围阻尼容积66，该阻尼容积充注以气体并且是可压缩的，因为两个膜片62和64分别构成用于阻尼容积66的柔性壁。

膜片减振器60在边缘侧通过支撑元件68支撑在泵壳体52上，并且在轴向方向上或者在附图中竖直方向上沿着活塞纵轴线38与所述泵壳体间隔开地布置。弹簧元件70与支撑元件68对置地布置在膜片减振器60和盖元件54之间。膜片减振器60通过弹簧元件70支撑在盖元件54上，并且在轴向方向38上与所述盖元件间隔开地布置。总体上，膜片减振器60通过支撑元件68和弹簧元件70在边缘侧被夹紧在盖元件54和泵壳体52之间。

在燃料高压泵22运行时，燃料在低压区域28中被激励产生压力脉动。所述压力脉动可以通过膜片减振器60的压缩或者松弛来均衡。

在下面参照图3进一步详细地阐述盖元件54。在图2中示出的活塞纵轴线38相应于在图3中盖元件54的中轴线38。盖元件54具有壁72。盖元件54的壁72具有第一区段74，该第一区段在图3中完全竖直地延伸，即该第一区段的走势完全位于活塞纵轴线38的方向上。盖元件54的壁72也具有第二区段76，该第二区段衔接到第一区段74上，并且总体上和基本上沿径向方向78延伸。这指的是，第二区段76不但沿径向方向(在图3中箭头78)延伸而且也略微沿轴向方向延伸。第二区段76从内室58鼓出，从内室58(或者，如果第二区段26是透镜，则从焦点)看构造为凹形的，并且因此这样地弯曲，使得局部弯曲部的曲率中心位于内室58侧上，由此形成盖元件54或者该盖元件的壁72的加强部。

在第一区段74的背离第二区段76的端部上，径向区段74具有径向斜切的区域80，该区域用于附接到泵壳体52上。第二区段76朝向第一区段74具有过渡区域82，该过渡区域具有第一内曲率半径84，该第一内曲率半径当前为7mm。此外，第二区段76具有主区域86，该主区域径向向内地衔接到过渡区域82上，并且，所述主区域具有这样的横截面，该横截面具有第二内曲率半径88，其中，第二内曲率半径88当前为47mm。

第二区段76当前由过渡区域78和主区域86组成。盖元件的内部区域在图3中设有附图标记90。在内部区域90中，盖元件54的壁72具有壁厚92，该壁厚当前为1.65mm。内部区域90当前具有41.7mm的环绕纵轴线38的直径。

第一区段的轴向延伸尺度在图3中带有附图标记94并且当前为8.2mm。第二区段76的竖直延伸尺寸在图3中带有附图标记96并且当前为9.9mm。因此，盖元件54的总体上的竖直延伸尺寸98当前为18.1mm。壁72的沿径向方向延伸的区段、即当前第二区段76相对于内室58构造为凹形的。

在进入阀24运行时，该进入阀部分地强制性地通过推杆49被打开或者被阻止关闭。由此可以调节由燃料高压泵22输送的燃料的量。如果推杆49碰撞到进入阀24的阀体51上，则这导致噪声。该噪声通过泵壳体52或者通过燃料传播至盖元件54，由此，所述盖元件可以被激励而发生振动。然后，盖元件54反射这些噪声。如果盖元件54的振动模式例如位于8000Hz周围的范围内，则可能发生噪声排放的不利增强。通过盖元件54的刚才所说明的几何形状，盖元件54的振动模式接近不可听见的范围或者位于不可听见的范围内，尤其位于12000Hz-13000Hz的范围内。这对在根据本发明的燃料高压泵22运行时的噪声排放产生有利作用，因为所述噪声排放或者是高频的或者直接在不可听见的范围内。

在图4中示出噪声排放100作为激励频率102的函数。在此，根据本发明的燃料高压泵22的谐振特性以附图标记104标明并且被绘制为虚线，并且，由现有技术已知的燃料高压泵22的谐振特性设有附图标记106并且被绘制为实线。根据本发明的燃料高压泵22的谐振频率107相对于现有技术的谐振频率108朝向不可听见的范围110偏移。在谐振频率107中的噪声排放100(音强)的总高度也比在由现有技术已知的燃料高压泵22的谐振频率108时更低。

Claims

1.一种燃料高压泵(22)，所述燃料高压泵具有泵壳体(52)和盖元件(54)，所述盖元件与所述泵壳体(52)连接并且具有壁(72)，其中，在盖元件(54)和泵壳体(52)之间布置有阻尼容积(66)，其特征在于，所述壁(72)具有加强部，所述加强部这样地构造，使得所述盖元件(54)的谐振频率位于9kHz以上、优选11kHz以上、尤其12kHz以上。

2.根据权利要求1所述的燃料高压泵，其特征在于，所述壁(72)的加强部在任何情况下也通过以下方式形成：所述壁(72)的至少也沿径向方向(70)延伸的弯曲区域分别具有在所述阻尼容积(66)侧上的相应的曲率中心。

3.根据权利要求1或2所述的燃料高压泵，其特征在于，所述盖元件(54)是减振器设备(29)的一部分，所述减振器设备包括膜片减振器(60)、优选包括支撑元件(68)和优选包括弹簧元件(70)，所述膜片减振器布置在盖元件(54)和泵壳体(52)之间，所述膜片减振器(60)通过所述支撑元件支撑在所述泵壳体(52)上并且在竖直方向上与所述泵壳体(52)间隔开地布置，所述膜片减振器(60)通过所述弹簧元件支撑在所述盖元件(54)上并且在竖直方向上与所述盖元件间隔开地布置。

4.根据前述权利要求中任一项或多项所述的燃料高压泵，其特征在于，所述盖元件(54)的壁(72)具有第一区段(74)和第二区段(76)，所述第一区段总体上沿轴向方向延伸，所述第二区段总体上基本沿径向方向(70)延伸。

5.根据权利要求4所述的燃料高压泵，其特征在于，所述壁(72)的总体上轴向延伸的第一区段(74)在该第一区段的背离所述第二区段(76)的端部上具有在径向上位于内部的斜切区域(80)，该斜切区域用于将所述盖元件(54)附接到所述泵壳体(52)上。

6.根据前述权利要求3至5中一项或多项所述的燃料高压泵，其特征在于，所述壁(72)的总体上沿轴向方向延伸的第一区段(74)具有至少5mm、优选至少6mm、特别优选至少7mm、尤其至少8mm和/或最大12mm、优选最大11mm、特别优选最大10mm、尤其最大9mm的轴向延伸尺度(94)。

7.根据前述权利要求中任一项或多项所述的燃料高压泵，其特征在于，所述壁(72)的总体上基本沿径向方向(70)延伸的第二区段(76)包括径向外部的过渡区域(82)并且包括径向内部的主区域(86)，所述过渡区域具有横截面，该横截面具有在4mm至10mm之间、优选在5mm至9mm之间、特别优选在6mm至8mm之间、特别是在6.5mm至7.5mm之间、尤其7mm的第一内曲率半径(84)，所述主区域具有横截面，该横截面具有在40mm至54mm之间、优选在42mm至52mm之间、特别优选在44mm至50mm之间、特别是在46mm至48mm之间、尤其47mm的第二内曲率半径(88)，其中，所述总体上基本沿径向方向(78)延伸的第二区段(72)优选由所述过渡区域(82)和所述主区域(86)组成。

8.根据前述权利要求中任一项或多项所述的燃料高压泵，其特征在于，所述壁(72)的总体上基本径向延伸的第二区段(76)沿轴向方向具有至少7mm、优选至少8mm、特别优选至少9mm、尤其至少9.5mm和/或最大13mm、优选最大12mm、特别优选最大11mm、尤其最大10.5mm的延伸尺度(96)。

9.根据前述权利要求中任一项或多项所述的燃料高压泵，其特征在于，所述壁(72)在所述总体上基本沿径向方向(78)延伸的第二区段(76)的径向内部区域(90)中的壁厚(92)为至少1.5mm、优选至少1.6mm、特别优选至少1.65mm，其中，所述径向内部区域(90)绕着所述盖元件(54)的中轴线(38)布置并且沿径向方向(78)具有至少41mm、优选41.7mm、特别优选43mm、尤其45mm的直径。

10.根据前述权利要求中任一项或多项所述的燃料高压泵，其特征在于，所述盖元件(54)总体上沿轴向方向具有至少15mm、优选至少16mm、特别优选至少17mm、尤其至少18mm的延伸尺度(98)，和/或最大22mm、优选最大21mm、特别优选最大20mm、尤其最大19mm的竖直延伸尺度。