CN110700979A - 用于燃料高压泵的压力减振器和内燃机的燃料高压泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种压力减振器，用于衰减在包围压力减振器(94)的流体系统中、尤其在内燃机的燃料高压泵的低压区域中的压力脉动，其中，所述压力减振器(94)具有两个在其边缘处气体密封地相互连接的膜片(94.1,94.2)和在所述膜片(94.1,94.2)之间围成的容积(V)，其中，所述膜片(94.1,94.2)分别具有向内指向的凹槽(96.1,96.2)，其中，所述膜片(94.1,94.2)具有弹性并且所述凹槽(96.1,96.2)这样地构造，使得所述膜片(94.1,94.2)在预给定的温度时在预给定的流体系统中的压力的情况下在所述凹槽(96.1,96.2)的区域中彼此贴靠。

Description

用于燃料高压泵的压力减振器和内燃机的燃料高压泵
技术领域
本发明涉及一种用于燃料高压泵的压力减振器和一种内燃机的燃料高压泵。
背景技术
例如由DE10327408 A1已知一种用于燃料高压泵的压力减振器。
这种压力减振器设置在燃料高压泵中，用于减小在燃料泵的低压区域中的燃料波动。为此，这种压力减振器由弹性的膜片构成，使得被膜片包围的容积可以在从外部作用到压力减振器上的压力升高时减小或者在从外部作用到压力减振器上的压力降低时增大。
发明内容
本发明基于发明人的以下观察：根据现有技术的这种压力减振器的减振性能虽然对于从外部作用在压力减振器上的特定平均压力是优化的，但在从外部作用在压力减振器上的平均压力变化时可能出现不足的减振性能，尤其，被压力减振器包围的容积的变化与压力变化的比小于期望并且比在所述特定平均压力从外部作用在压力减振器上时小。
根据本发明的压力减振器克服了上述缺点。
本发明提出一种压力减振器，用于衰减在包围该压力减振器的流体系统中、尤其在内燃机的燃料高压泵的低压区域中的压力脉动，其中，所述压力减振器具有两个在其边缘处气体密封地相互连接的膜片和在所述膜片之间围成的容积，其中，所述膜片分别具有向内指向的凹槽，其中，所述膜片具有弹性并且所述凹槽这样地构造，使得所述膜片在预给定的温度时在预给定的流体系统中的压力的情况下在所述凹槽的区域中彼此贴靠。
如果从外部作用在压力减振器上的平均压力超过预定值，则膜片在凹槽区域中相接触并且出现压力减振器的硬化。膜片的在较低压力时可自由运动并且很大程度上有助于膜片弹性的区域从现在起在平均压力更大的情况下被支撑住。现在，膜片的其它区域对膜片的弹性做出决定性贡献并且减振器在另一可单独被优化的工作区域中工作。结果是，从外部作用在压力减振器上的平均压力的区域可以被伸展，在该区域中减振性能位于所希望的范围内，尤其弹性足够高。
因此，这样的压力减振器具有比传统的压力减振器更大的工作区域。
下面说明本发明的其它优选的实施方式。
根据本发明的压力减振器例如可以这样地设计，使得膜片在20℃的温度时在流体系统中的压力为3bar至7bar之间、尤其在流体系统中的压力为5bar的情况下在凹槽区域中彼此贴靠。以这种方式可以提供不但在所述压力以下而且在所述压力以上都具有满意的减振性能的压力减振器。
经证明有利的是，凹槽布置在膜片的在俯视图中既不太处于中央也不太处于膜片外缘处的区域中，因为这样不但膜片的彼此贴靠的工作区域而且膜片的不彼此贴靠的工作区域都足够大。在压力减振器中，这通过条件0.4≤d/D≤0.6表现出来，在该压力减振器中膜片在俯视图中是圆形的并且具有直径D，并且在该压力减振器中凹槽也是圆形的并且具有直径d。
此外，所述优点也通过以下方式来保证：为了膜片发生彼此贴靠所必须进行的膜片变形被限制在合适的值域内。当压力减振器在20℃的温度时在流体系统中的压力为1bar的情况下在膜片之间具有最大净高度H和在凹槽区域中具有最小净高度h并且满足条件0.25≤h/H≤0.5时，是这种情况。
所述优点尤其表现为：压力减振器的与流体系统中的压力相关的减振性能可通过渐进的特性曲线来说明。
渐进的特性曲线的特点尤其在于，该特性曲线具有至少四个拐点和/或至少两个极大值。
所述膜片由金属构成并且在该膜片的边缘处相互焊接。
在容积中优选设置有气体，该气体的压力在预给定的温度和预给定的流体系统中的压力的情况下，尤其在20℃和5bar时，比预给定的流体系统中的压力小，尤其小于5bar。以这种方式能够实现：压力减振器不仅在流体系统中的压力低时而且在流体系统中的压力高时都具有良好的减振特性。
根据本发明提出一种内燃机的燃料高压泵，其中，所述燃料高压泵具有布置在泵壳体中的输送室，所述输送室被能够沿轴向方向移动的泵活塞限界，其中，所述燃料泵具有入口阀，所述入口阀从低压室朝输送室打开，其中，所述燃料泵具有出口阀，所述出口阀离开所述输送室地朝出口的方向打开，其中，在所述低压室中布置有根据本发明所述的压力减振器。
泵壳体具有泵体和装配在该泵体上的泵盖，并且压力减振器装配在泵盖和泵体之间。
压力减振器被两个保持件保持，所述两个保持件装配在泵盖和泵体之间。
附图说明
下面参照附图阐述本发明的示例性的实施方式。在附图中示出了：
图1内燃机的燃料系统的简化的示意图；
图2图1的燃料系统的燃料高压泵的纵截面；
图3垂直于图2的图1的燃料系统的燃料高压泵的纵截面；
图4在外部压力为1bar时的燃料高压泵的压力减振器的纵截面；
图5在外部压力为5bar时的图4的压力减振器的纵截面；
图6根据本发明的减振器与已知减振器相比的减振性能。
具体实施方式
图1在简化的示意图中示出内燃机的燃料系统10。燃料借助预输送泵16从燃料箱12经由抽吸管路14、低压管路18、燃料接头20被供应给燃料高压泵28。
在燃料高压泵28中，燃料、例如汽油被压缩至高压并且经由高压轨32和高压喷射器34被供应给内燃机的燃烧室36，在该燃烧室中，燃料与经由进气管38供应的空气混合并且随后例如被借助火花塞产生的火花点燃。
燃料高压泵28实施为活塞泵，其中，活塞30能够借助凸轮盘31在附图中竖直运动。
在燃料高压泵28上固定有构成燃料接头20的附接接管80。
在图1中仅示意性地示出的燃料高压泵28在下面的附图中以不同视图详细地示出。
示例性示出的燃料高压泵28具有泵壳体40，该泵壳体由泵体41和例如不可拆卸地装配在该泵体上的泵盖42组成。泵体41和泵盖42例如可以借助焊缝5相互连接。
在泵体41上在侧面例如不可拆卸地固定有附接接管80、出口90和流量控制阀46’。
通过在轴向方向上在泵体41中延伸的第一连接孔51建立布置在泵盖42下方的低压室43和附接接管80之间的流体连通。
同样在轴向方向上在泵体41中延伸的第二连接孔52将低压室43与入口阀46的入口侧连接。入口阀46构造为流量控制阀46’并且能够借助侧向地布置在泵体41上的驱动单元461被电操纵。
相应于液压压力条件并且相应于通过驱动单元461的操控，入口阀46朝输送室44打开或者向相反的方向关闭。
通过活塞30的向上运动，处于输送室44中的介质被压缩并且经由向离开输送室44方向打开的出口阀48和出口90例如被输送到高压轨32。与出口阀48反向平行地连接有压力限制阀49，以便在燃料系统10的高压区域中预防不允许的高压。
阶梯室孔53将低压室43与布置在泵体41下方的补偿室57连接，该补偿室在其下侧被固定在泵体41上的密封件载体25限界。
根据本发明设置，压力减振器94构造为用于能够衰减低压室43中的压力脉动，其方式是：两个圆形金属膜片94.1、94.2在其边缘处相互密封地焊接，使得这两个膜片围成容积V。压力减振器94在其边缘处保持在上保持件95.2和下保持件95.1之间。上保持件95.2和下保持件95.1又被夹紧在泵体41和泵盖42之间。
在图4中放大地且详细地示出压力减振器94。示出在20℃的温度和外部压力为1bar的情况下的压力减振器94。
膜片94.1、94.2在俯视图中是圆形的并且具有直径D。在膜片94.1、94.2上同心地设置有圆形凹槽96.1、96.2，所述圆形凹槽具有直径d并且满足0.4≤d/D≤0.6的条件。
在图4中，压力减振器94在内部具有最大净高度H。在凹槽区域中，压力减振器具有最小净高度h。满足0.25≤h/H≤0.5的条件。
在图5中示出在20℃的温度和外部压力为5bar的情况下的相同的压力减振器94。压力减振器94的两个膜片94.1、94.2在该压力下恰好在凹槽96.1、96.2的区域中彼此贴靠。
在图6中以曲线A示出作为周围流体中压力的函数的减振性能ΔV/Δp，即膜片94.1、94.2之间围成的容积V的变化与周围流体中的压力变化的比。显然，曲线A具有两个极大值M1、M2和四个拐点W1…W4。减振性能ΔV/Δp在宽的压力范围上是高的。为了比较，在图6中以曲线B示出由现有技术已知的减振器94的减振性能ΔV/Δp，在该减振器中，膜片94.1、94.2在所示的压力区间中未彼此贴靠。曲线B仅具有极大值m1和两个拐点w1、w2。由现有技术已知的减振器的减振性能ΔV/Δp仅在较小的压力范围上是高的。

Claims (12)

1.一种压力减振器，用于衰减在包围所述压力减振器(94)的流体系统中、尤其在内燃机的燃料高压泵的低压区域中的压力脉动，其中，所述压力减振器(94)具有两个在其边缘处气体密封地相互连接的膜片(94.1,94.2)和在所述膜片(94.1,94.2)之间围成的容积(V)，其中，所述膜片(94.1,94.2)分别具有向内指向的凹槽(96.1,96.2)，其中，所述膜片(94.1,94.2)具有弹性并且所述凹槽(96.1,96.2)这样地构造，使得所述膜片(94.1,94.2)在预给定的温度时在预给定的流体系统中的压力的情况下在所述凹槽(96.1,96.2)的区域中彼此贴靠。
2.根据权利要求1所述的压力减振器，其特征在于，所述膜片(94.1,94.2)在20℃的温度时在所述流体系统中的压力为5bar的情况下在所述凹槽(96.1,96.2)的区域中彼此贴靠。
3.根据权利要求1或2所述的压力减振器，其特征在于，所述膜片(94.1,94.2)在俯视图中是圆形的并且具有直径D，所述凹槽(96.1,96.2)也是圆形的并且具有直径d，并且满足条件0.4≤d/D≤0.6。
4.根据前述权利要求中任一项所述的压力减振器，其特征在于，所述压力减振器(94)在20℃的温度时在所述流体系统中的压力为1bar的情况下在所述膜片(94.1,94.2)之间具有最大净高度H并且在所述凹槽(96.1,96.2)的区域中具有最小净高度h，并且满足条件0.25≤h/H≤0.5。
5.根据前述权利要求中任一项所述的压力减振器，其特征在于，所述压力减振器(94)的与所述流体系统中的压力相关的减振性能(ΔV/Δp)能够通过渐进的特性曲线(A)来说明。
6.根据前述权利要求中任一项所述的压力减振器，其特征在于，所述渐进的特性曲线(A)具有至少四个拐点(W1...W4)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的压力减振器，其特征在于，所述渐进的特性曲线(A)具有至少两个极大值(M1,M2)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的压力减振器，其特征在于，所述膜片(94.1,94.2)由金属构成并且在所述膜片的边缘处相互焊接。
9.根据前述权利要求中任一项所述的压力减振器，其特征在于，在所述容积(V)中设置有气体，所述气体的压力在预给定的温度和预给定的流体系统中的压力的情况下，尤其在20℃和5bar时，比所述预给定的流体系统中的压力小，尤其小于5bar。
10.一种内燃机的燃料高压泵，其中，所述燃料高压泵(28)具有布置在泵壳体(40)中的输送室(44)，所述输送室被能够沿轴向方向移动的泵活塞(30)限界，其中，所述燃料泵(28)具有入口阀(46)，所述入口阀从低压室(43)朝输送室(44)打开，其中，所述燃料泵(28)具有出口阀(48)，所述出口阀离开所述输送室(44)地朝出口(90)的方向打开，其特征在于，在所述低压室(43)中布置有根据前述权利要求中任一项所述的压力减振器(94)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的燃料高压泵，其特征在于，所述泵壳体(40)具有泵体(41)和装配在所述泵体(41)上的泵盖(42)，并且所述压力减振器(94)装配在所述泵盖(42)和所述泵体(41)之间。
12.根据前述权利要求中任一项所述的燃料高压泵，其特征在于，所述压力减振器(94)被两个保持件(95.1,95.2)保持，所述两个保持件装配在所述泵盖(42)和所述泵体(41)之间。
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