CN110230563B

CN110230563B - 燃料高压泵

Info

Publication number: CN110230563B
Application number: CN201910166700.0A
Authority: CN
Inventors: D·贝克曼; E-A·利纳特; H·雅恩; P·赖歇特; R·博恩
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2023-03-07
Anticipated expiration: 2039-03-06
Also published as: KR20190106738A; CN110230563A; DE102018203319A1

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射系统的燃料高压泵(10)，其包括限界用于输送燃料的输送室(16)的输送活塞(18)，和包围所述输送活塞(18)的活塞壳体(45)，其中，所述活塞壳体(45)具有壳体底部(52)，所述壳体底部同样限界所述输送室(16)，其中，所述壳体底部(52)至少区段地塑性变形。

Description

燃料高压泵

技术领域

本发明涉及一种燃料高压泵。本发明也涉及一种对应于该燃料高压泵的方法。

背景技术

从市场已知用于内燃机的燃料系统、例如用于汽油直接喷射的燃料高压泵。在所述内燃机中，借助预送泵和机械地驱动的高压泵将燃料从燃料箱在高压下输送到高压存储器(“轨”)中。

这种燃料系统通常具有输送活塞，所述输送活塞在吸入行程中将燃料通过入口和流量控制阀吸入到输送室中。在输送行程中，位于输送室中的燃料被压缩并且经由出口阀尤其被排出到高压区域中，例如排出至燃料收集管(“轨”)，在这里，燃料被存储在高压下。

发明内容

本发明所基于的问题通过根据本发明的燃料高压泵来解决。此外，说明了根据本发明的燃料高压泵的有利扩展方案。此外，对于本发明重要的特征在下面的说明和附图中得到，其中，这些特征不但可以单独地而且可以不同组合地对于本发明而言是重要的，而对此将不再明确指出。

本发明具有以下优点：壳体底部的塑性变形区段通过变形而冷作硬化并且因此具有提高的强度。在此，活塞壳体尤其可以包括壳体周部和壳体底部。因此，从初始状态出发，壳体底部至少区段地塑性变形。通过该提高强度的措施可以提高燃料高压泵的耐磨强度并且因此尤其降低壳体破裂、尤其活塞壳体破裂的风险。也可以减小由气穴引起的磨损。总体上可以提高泵的使用寿命或者提高负荷承受能力。此外可以降低成本，由于在壳体制造中的节拍时间减小，例如可以至少简化费事的去毛刺方法。此外，使得也能够通过提高牢固性而提高在泵中的压力。此外，由于可能经平整的活塞壳体表面，可以降低流动损失。最终可以减小粗糙度。

在一个构型中，活塞壳体底部包括开口，在该开口上衔接有通道，该通道通到凹槽中，在该凹槽中布置有压力限制阀，其中，壳体底部的包围所述开口的区域塑性变形。在上方输送室的区域中存在着特别高的负荷，使得提高强度的措施在这里产生特别有利的作用。

在另一构型中，塑性变形从初始状态出发在5％至15％之间、尤其为11％。通过该措施，抗拉强度Rm例如可以提高1％至3％、尤其1.4％。抗拉强度Rm例如可以在11％的形状改变情况下从1107MPa提高到1123MPa。屈服极限改变例如也可以在3至9％之间、尤其为7.1％。在此，屈服极限Rp0.2例如可以从1014MPa提高到1086MPa。

与此相关地可以考虑，塑性变形从初始状态出发为0.002mm至0.5mm、尤其0.025mm至0.4mm。在此，尤其可以在输送活塞的运动方向上从初始状态出发进行塑性变形。在初始状态中，在输送活塞的运动方向上在壳体底部的待塑性变形的部分和用于压力限制阀的凹槽下边界之间的间距例如可以为3.5mm。然后，在输送活塞的运动方向上的变形例如可以为0.4mm，使得在变形之后，所述间距还有3.1mm。

此外提出，壳体底部的塑性变形区域与输送活塞的面向壳体底部的端部区段互补地构造。因此，输送活塞的端部区段可以嵌入到被压缩的区段中并且在关闭状态下紧贴在其上。在此，尤其可以考虑，整个端部区段整个面地并且形锁合地贴靠在塑性变形区域上。

此外，可以考虑，输送活塞具有面向壳体底部的突出部，当输送活塞贴靠在壳体底部上时，所述突出部嵌入到通道中。由此可以提供输送活塞的特别有利地导向。

此外，可以规定，设置泵壳体，所述泵壳体包括活塞壳体。在这里，泵壳体尤其可以一体地构造和/或由棒料制成。在此可以考虑，泵壳体的材料具有大约620Mpa的屈服极限Rp0.2和340HV(321HB)的硬度。输送活塞可以具有约>1100Mpa的屈服极限Rp0.2，而硬度可以为约600HV1。活塞可以设有涂层并且涂层可以具有2100至5000HV0.05的硬度。就这点而言，活塞可以作为工具用于壳体底部的变形并且从而用于壳体底部的硬化。

本发明所基于的问题也通过一种用于制造根据本发明的燃料高压泵的方法来解决，其中，壳体底部的至少一部分的塑性变形从初始状态出发借助输送活塞进行，并且其中，为了使壳体底部塑性变形，对输送活塞朝壳体底部加载力。即壳体底部或者壳体底部一部分的材料借助输送活塞以特别有利的方式压缩。这是可能的，尤其因为活塞材料的强度可以比活塞壳体材料的强度明显更高，所述活塞壳体尤其可以与泵壳体一体地构造。因此，输送活塞被用作压缩工具。通过将力引入到例如活塞杆上，因此可以在壳体底部上在输送活塞和壳体底部之间的接触面上实现材料压缩。即在此，尤其活塞形状可以反映在活塞壳体中的输送活塞的端部区域中。由此尤其可以引起互补的构造。通过使用输送活塞用于压缩壳体底部，能够特别有利地制造燃料高压泵。然而另一方面，也可能会考虑，借助单独的工具进行壳体底部的硬化。

与此相关地可以设置，所述方法包括以下步骤：

a.将弹簧座在输送活塞的背离输送室的一侧上压紧到输送活塞上；和

b.在步骤a中的压紧过程期间和/或在步骤a中的压紧过程之后，借助输送活塞使壳体底部的至少一部分从初始状态出发塑性地变形。

通过该方式，在现有的将弹簧座压紧到输送活塞上的制造站中，在该过程中也可以通过变形实现壳体底部硬化。用于根据本发明的燃料高压泵的单独的制造站不是必要的。

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其它特征、应用可能性和优点。附图示出了：

图1具有泵壳体、活塞壳体和输送活塞的燃料高压泵的第一实施方式的纵截面；

图2图1的输送活塞和活塞壳体的放大的细节示图；

图3具有活塞壳体和输送活塞的燃料高压泵的第二实施方式的纵截面的局部；和

图4具有活塞壳体和输送活塞的燃料高压泵的第三实施方式的纵截面的局部。

功能等同的元件和区域在下面附图中带有相同的附图标记并且不再详细地阐述。

具体实施方式

在图1中，用于未详细示出的内燃机的燃料高压泵总体带有附图标记10。燃料高压泵10具有总体上基本柱形的泵壳体12，在所述泵壳体中或在所述泵壳体上布置有高压燃料泵10的主要部件。高压燃料泵10具有入口/流量控制阀14、布置在输送室16中的输送活塞18、出口阀20和压力限制阀22。

在壳体12中存在第一通道24，该第一通道与输送室16和输送活塞18同轴地延伸并且从输送室16通向呈总体上基本柱形的凹槽形式的第二通道26，该凹槽与第一通道24布置成90°角并且在该凹槽中接收有压力限制阀22。泵壳体12的纵轴线在图1中总体带有附图标记28，凹槽26的纵轴线带有附图标记29。在图1中上方，在泵壳体12中布置有压力减振器30。

在运行时，由输送活塞18在吸入行程中将燃料经由入口和流量控制阀14吸入到输送室16中。在输送行程中，位于输送室16中的燃料被压缩并且经由出口阀20例如排出到高压区域32中，例如排出至燃料收集管路(“轨”)，在那里燃料被存储在高压下。高压区域32经由出口接管34与燃料高压泵10连接。在此，在输送行程中被排出的燃料量通过电磁式操纵的入口和流量控制阀14调节。

在高压区域中存在不允许的超压时，压力限制阀22打开，由此，燃料可以从高压区域流到输送室16中。如所述的那样，压力限制阀22在打开的状态下将高压区域32与燃料高压泵10的输送室16连接。在此，当在出口侧的高压区域32和燃料高压泵10的输送室16之间的压力差超过极限值时，打开压力限制阀22。即通过压力限制阀22防止，在出口侧的高压区域32中的压力是不允许的高。具有阀座38的套筒状阀座体36属于压力限制阀22，所述阀座体与阀元件40共同作用。在阀元件40的背离阀座38的一侧上布置有保持件42，该保持件与构造为螺旋弹簧的阀弹簧44共同作用，使得阀元件40朝阀座38被加载。

输送活塞18被活塞壳体45包围。活塞壳体45与泵壳体12一体地构造。活塞壳体45包括壳体周部46。在此，壳体周部46具有用于将输送室16与入口阀14连接的进入开口48和用于将输送室16与出口阀20连接的排出开口50。此外，活塞壳体45包括壳体底部52。该壳体底部具有开口53，在该开口上衔接有通道24。输送活塞18包括活塞杆54，弹簧座56被压紧到该活塞杆的自由端部上。弹簧座与弹簧58共同作用，使得输送活塞18能够以已知的方式沿运动方向、即沿纵轴线28的方向往复运动，用于输送燃料。

在根据图1和2的实施方式中，壳体底部52首先具有凹部60，输送活塞18在关闭位态中可以嵌入到该凹部中。在此，输送活塞贴靠在壳体底部52的区域62中。该区域62然后塑性地变形，使得在这里进行冷作硬化。为此，对弹簧活塞18朝区段62加载力。该力例如可以在燃料高压泵10的制造过程中在将弹簧座56压紧到活塞底座54上的工作站中施加。在该压紧过程期间和/或在此之前和/或在此之后，可以朝区域62这样加载弹簧活塞18，使得区域62变形，使得区域62压缩一个量d1。由此，输送活塞18的最大可移动性同样朝凹槽26的方向增大一个量d1。因此，壳体底部52的压缩是可能的，因为活塞具有比泵壳体明显更大的强度，所述泵壳体可以由棒料制造。尤其当活塞附加地设有涂层时，存在相对的强度差。

在初始状态中，例如凹槽26和壳体底部52之间的间距d2可以为3.5mm。量d1可以为0.4mm，使得总共发生11.4％的变形。即沿纵向方向28的变形可以为11％。在区域62中的该形状改变可以例如导致抗拉强度Rm增加1.4％并且例如导致屈服极限Rp0.2增加7.1％。因此，通过该变形实现输送活塞18的端部区域61在壳体底部52中的一种“压印”。即总体上，壳体底部52的塑性变形区域62与输送活塞18的端部区段互补，该端部区段在输送活塞18最大缩回时贴靠在被压缩的区域上。通过区域62的该塑性变形而发生冷作硬化，使得由此能够总体上实现材料强度(负荷承载能力)提高和切口效应(应变)减小。此外，由此能够以特别简单和成本低的方式制造这种燃料高压泵：输送活塞18被用作压缩工具并且可以在将弹簧座56压紧到活塞底座54上的过程中进行区域62的压缩并且不必设置另外的制造站。

在根据图3的第二实施方式中，在初始状态中，活塞18的自由端部区域61也整个面地贴靠在壳体底部52的凹部60中。在此，在初始状态中，凹部60和输送活塞18的端部区域61也互补地构造。在此，垂直于纵向方向28在径向外部的区域中，两个区域弧形地构造。然后，通过施加力F(参见图1)进行压缩。在此，发生壳体底部52的区域62的整个面压缩，其中，在压缩之后，输送活塞18的端部区域61可以整个面地贴靠在凹部60上。在根据图4的实施方式中，输送活塞18的端部区域61还具有突出部64。当输送活塞贴靠在壳体底部52上时，该突出部伸入到通道24中并且因此与通道24一起形成在区段62借助输送活塞18变形时的导向部。

Claims

1.一种用于内燃机的燃料喷射系统的燃料高压泵(10)，所述燃料高压泵包括限界用于输送燃料的输送室(16)的输送活塞(18)，和包围所述输送活塞(18)的活塞壳体(45)，其中，所述活塞壳体(45)具有壳体底部(52)，所述壳体底部同样限界所述输送室(16)，其特征在于，所述壳体底部(52)至少区段地塑性变形，其中，所述壳体底部(52)具有开口(53)，在所述开口上衔接有通道(24)，所述通道通到凹槽(26)中，在所述凹槽中布置有压力限制阀(22)，其中，所述壳体底部(52)的包围所述开口(53)的区域(62)塑性变形，其中，所述输送活塞(18)具有面向所述壳体底部(52)的突出部(64)，当所述输送活塞(18)贴靠在所述壳体底部(52)上时，所述突出部嵌入到所述通道(24)中。

2.根据权利要求1所述的燃料高压泵(10)，其特征在于，所述塑性变形从初始状态出发达到5％至15％之间。

3.根据权利要求1或2所述的燃料高压泵(10)，其特征在于，所述塑性变形从初始状态出发达到0.002mm至0.5mm。

4.根据权利要求1或2所述的燃料高压泵(10)，其特征在于，所述壳体底部(52)的塑性变形区域构造为与所述输送活塞(18)的面向所述壳体底部(52)的端部区段(61)互补。

5.根据权利要求1或2所述的燃料高压泵(10)，其特征在于，设置泵壳体(12)，该泵壳体包括所述活塞壳体(45)。

6.根据权利要求2所述的燃料高压泵(10)，其特征在于，所述塑性变形从初始状态出发为11％。

7.根据权利要求3所述的燃料高压泵(10)，其特征在于，所述塑性变形从初始状态出发达到0.025至0.4mm。

8.一种用于制造根据前述权利要求中至少一项所述的燃料高压泵(10)的方法，其中，所述壳体底部(52)的至少一部分的塑性变形从初始状态出发借助所述输送活塞(18)进行，并且其中，为了使所述壳体底部(52)塑性变形，对所述输送活塞(18)朝所述壳体底部(52)加载力(F)。

9.一种用于制造根据前述权利要求中至少一项所述的燃料高压泵(10)的方法，所述方法包括以下步骤：

a.将弹簧座(56)在输送活塞(18)的背离所述输送室(16)的一侧上压紧到所述输送活塞(18)上；和

b.在步骤a中的压紧过程期间和/或在步骤a中的压紧过程之后，进行根据权利要求8所述的塑性变形。