CN111212974B - 用于将燃料供送到内燃机的泵单元的计量阀和包括这种阀的泵单元 - Google Patents

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Abstract

一种用于泵单元(1)的计量阀(7)，该泵单元用于将燃料从箱(2)供送至内燃机(3)；所述计量阀包括：套筒(27)，其具有轴线(A)并设有：用于容纳推进器(21)的第一开口端部；第二相反端部，其设有用于轴向排出燃料的排出开口(35)；和用于供送燃料的至少一个侧开口(28)；插塞状活塞(30)，其沿着轴线(A)可滑动地容纳在套筒(27)内，该活塞(30)具有外表面与推进器(21)接触的封闭端部(31)、敞开的相反端部和至少一个侧开口(34)；插塞(33)，其容纳在套筒(27)的排出开口(35)内，并设有轴向开口(38)；弹簧(32)，其布置在插塞(33)和套筒(27)的封闭端部(31)的内表面之间。

Description

用于将燃料供送到内燃机的泵单元的计量阀和包括这种阀的 泵单元
技术领域
本发明涉及一种用于泵单元的计量阀，该泵单元用于将燃料、优选柴油燃料供送至内燃机。本发明还涉及一种用于将燃料、优选柴油燃料供送到内燃机的泵单元，其中，该泵单元包括前述的计量阀。
背景技术
众所周知，用于将燃料、优选柴油燃料供送到内燃机的泵单元包括泵头，该泵头具有形成在其中的至少一个缸，该缸容纳相关的滑动泵送活塞。泵送活塞的一端部，特别是相对于泵单元的内端部，称为活塞的基部，并连接到致动器，通常是凸轮轴，该致动器通过旋转来致动活塞的运动。提供了特殊的弹簧，以用于将轴压靠凸轮轴。活塞以往复运动沿缸运动，执行进气冲程和压缩冲程，在进气冲程期间活塞朝凸轮轴的轴线向下移动并将燃料吸入缸；在压缩冲程期间，活塞远离凸轮轴的轴线移动，并压缩保留在缸内的燃料。进行压缩的缸部分称为压缩室，被称为活塞头的活塞端部在该压缩室中运作。通常，燃料至缸的供送通过进入孔进行，而压缩燃料的排出沿着输送管道进行。用于收集必须被供送到缸的燃料的泵头的外部分称为进气室。该室由被称为进入管道的管道供送，并由密封地固定在泵头上的合适插塞件在外部封闭。在泵头的外部，输送管道优选地借助于公共集管连接到发动机，多个喷射器从该公共集管延伸。提供合适的阀以调节燃料从进气室到缸以及从缸到外部集管的正确流量。
进气室借助于被称为进入阀的阀连接到缸，该进入阀通常以杆状的关闭件的形式容纳在相对于缸轴线A轴向地形成于泵头中的引导孔内。该关闭件具有在缸体内的在压缩室的区域中的第一端部和在泵头处的第二端部。进入阀选择性地使进气室与压缩室连通，以便使通过低压泵(通常是齿轮泵)将从箱中抽出的燃料供送到缸中。
已知在低压泵的下游设置节流阀或计量阀，以控制进入管道内的压力和流率。计量阀优选地是电动阀，其具有至少一个与低压泵的供送部连通的入口侧和至少一个与用于供送进气室的进入管道连通的出口侧。计量阀包括电磁头，该电磁头配置成控制推压件或推进器的向上和向下运动，该推压件或推进器压靠弹簧加载的活塞。所述活塞是插塞状的、即圆柱形的，具有封闭端部和敞开的相反端部，且被容纳在固定套筒内，该固定套筒设有连接至燃料输送点的开口。套筒为缸的形式，该缸具有大致圆形横截面，且在两端部处敞开，以便一方面允许推进器的通过运动，另一方面允许燃料穿过活塞排出。可移动活塞包括侧窗口，这些侧窗在活塞冲程期间选择性地布置成与套筒中的开口相对。在这种情况下，燃料首先经过套筒上的开口和活塞上的窗口，然后通过活塞的底部开口排出。活塞窗口的特定轮廓、例如三角形的轮廓，保证了在活塞相对于固定套筒运动期间通过的燃料流成比例。如上所述，活塞被弹簧加载以压靠电磁操作的推进器。该弹簧包括：容纳在活塞内的第一端部，其抵靠封闭端部的内表面；和第二端部，其抵靠保持插塞，该保持插塞在面对活塞的敞开端部的位置处固定在套筒内。该保持插塞包括：在套筒内的表面，其设有用于安放弹簧的台阶；和外侧表面，其沿着其整个周边与套筒的内表面接合。为了允许燃料排出，保持插塞包括通孔，该通孔以套筒的轴线为中心且径向地基本上延伸到弹簧本身。
如今，需要增加通过这些阀的每小时燃料流量，而又不增加设计成本，也不会由于完全重新设计阀而失去构件标准化的可能性。在不减小弹簧的接触面积的情况下，仅增加保持插塞的排出半径显然是不可能的。
发明内容
基于该现有技术，本发明的目的是提供一种计量阀，该计量阀能够增加通过这些阀内部的燃料的每小时流量，而不会增加设计成本且不会失去构件标准化的可能性。
根据本发明，提供了一种用于泵单元的计量阀，该泵单元用于将燃料从箱供送至内燃机。该计量阀包括：
-套筒，其具有轴线A并设有：用于接收推进器的第一开口端部；第二相反端部，其设有用于轴向排出燃料的排出开口；和用于供送燃料的至少一个侧开口；
-插塞状活塞，其沿着轴线A可滑动地容纳在套筒内，该活塞具有：封闭端部，其外表面与推进器接触；敞开的相反端部；和至少一个侧开口；
-插塞，其容纳在套筒的排出开口内，并设有轴向开口；
-弹簧，其布置在插塞和套筒的封闭端部的内表面之间。
根据本发明的主要特征，所述插塞成形为使得当被容纳在轴向的排出开口内时，在套筒的轴向排出开口与插塞的侧表面之间存在至少一个用于排出燃料的侧流动通道。
有利地，以这种方式，对于插塞的相同的轴向开口和套筒的轴向排出开口，增加了用于从计量阀排出燃料的总孔口。
优选地，所述插塞成形为使得当被容纳在套筒的轴向的排出开口内时，它形成多个用于排出燃料的侧流动通道，这些侧流动通道相对于轴线A轴向对称地布置。
有利地，以这种方式，弹簧的负载围绕轴线A以均匀的方式传递到插塞。
优选地，所述插塞包括内面，所述内面设有用于安置弹簧的轴向台阶。在这种配置中，所述插塞包括侧壁，所述侧壁具有：至少一个接触部分，其与套筒的轴向排出开口接触；和至少一个内收部分，其相对于轴线A的半径R2小于接触部分的半径R1。内收部分的半径R2与安置弹簧的轴向台阶的外半径一致。
上面已经参照计量阀描述了本发明。然而，本发明也适用于包括该阀的泵单元以及单个保持插塞，当将保持插塞安装在工作泵中时，该保持插塞可实现本发明的预定目的。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的非限制性示例的描述，本发明的其他特征和优点将得以体现，在附图中：
图1是示出用于将燃料、优选柴油燃料从箱供送到内燃机的泵单元的液压图的视图，其中，低压泵和高压泵串联布置；
图2是沿着图1所示的回路在低压泵和高压泵之间布置的计量阀的一个示例的示意性剖视图；
图3和图4分别示出了根据现有技术的用于图2所示的阀的保持插塞及其在所述阀内的接合；
图5和图6分别示出了根据本发明的用于图2所示的阀的保持插塞及其在所述阀内的接合。
具体实施方式
图1是用于将燃料、优选柴油燃料从箱供送到内燃机的泵单元的一个示例的示意图，其中，低压泵和高压泵串联布置。特别地，图1示出了泵单元1，其包括：
-低压泵4，其用于从箱2抽取燃料；
-由低压泵4供送的高压泵5；
-进入管道6，其用于将燃料从低压泵4供送到高压泵5；
-高压输送管道13，其用于将燃料从高压泵5供送到内燃机3。
在该示例中，内燃机3仅以示意性形式示出，且包括由高压输送管道13供送的公共集管12和多个喷射器14，喷射器14配置成将高压燃料雾化并喷射到内燃机3(未示出)的缸中。在图1中，高压泵5仅以示意性形式示出，且包括两个泵送活塞8，所述两个泵送活塞8容纳在形成在泵头10中的相应的缸9内，且在供送阀11处被供送低压燃料。缸9进而连接到输送阀16，以用于将高压燃料供送至发动机3。图1还示意性地示出了凸轮轴15，其将缸9内的往复运动赋予活塞8。沿着进入管道6，特别是在低压泵4和进入阀11之间，泵单元包括计量阀7。该阀7的工作原理将从图2的描述中更清楚地体现。
根据图2中示意性示出的，计量单元7是电动阀，其具有：至少一个入口侧，其与低压泵的输送部连通；和至少一个出口侧，其与用于供送进气室的进入管道连通。
计量单元7凸缘连接在通常形成高压泵体的一部分的支撑体17上，并包括电磁头18。该电磁头18包括具有轴线A的线圈19，在该线圈19内形成有由可磁化材料制成的芯20。芯20沿轴线A可轴向滑动地安装，且包括与轴线A同轴的推进器21。电磁头18还包括杯形件22，该杯形件22支撑用于向线圈19供应电流的电连接器23。该杯形件22容纳推进器21的第一端部25，且设有凸缘24，用于将阀7连接到支撑体17。推进器21的相反端部26伸到套筒27内，该套筒27与轴线A同轴，且设有相对于杯形件22的凸缘24径向向内延伸的凸缘28'，从而套筒27通过杯形件22锁定在支撑体17上。如图所示，套筒27至少部分地伸到支撑体17内。套筒27的在支撑体17内的部分设有侧开口28，该侧开口28被供送由低压泵4输送的燃料。特殊的过滤器29与这些侧开口28相对设置。沿轴线A滑动的活塞30容纳在套筒27内。活塞30为插塞状，即包括具有封闭端部或顶部31和敞开的相反端部的圆柱形主体。顶部31的外表面以弹簧加载的方式压靠在推进器21上。如图所示，实际上，弹簧32部分地容纳在活塞内，该弹簧32的第一端部与活塞30的内表面抵靠接触，该弹簧32的第二端部抵靠在保持插塞33上，该保持插塞33在面对活塞30的敞开端部的位置处固定在套筒27的轴向排出开口35内。当电流被提供给线圈19时，产生磁力，该磁力作用在推进器21上，以克服弹簧32的力，从而引起活塞30相对于套筒27的移位。可移动的活塞30包括侧窗口34(在图2中仅部分可见)，在活塞冲程期间，侧窗口34选择性地与套筒27的侧开口28相对设置。在这些条件下，燃料首先通过套筒27的开口28和活塞30的窗口34，然后经由活塞30的敞开端部排出。活塞30的窗口34的特定轮廓被设计成使得在所述活塞30的向下运动期间通过的燃料流成比例。
图3和图4以及图5和图6分别示出了根据现有技术和根据本发明的保持插塞以及与套筒27的排出开口35的相关连接。
众所周知，弹簧32的保持插塞33具有圆柱形状，且包括侧壁36以便与套筒17的排出开口35接合，且在面对活塞30的表面上包括圆周台阶37，该圆周台阶37以轴线A为中心，以用于稳定地安置弹簧32。为了允许燃料排出，保持插塞33包括通孔38，该通孔38以轴线A为中心且其半径小于台阶37的半径。根据如图3和4所示意性示出的现有技术，当插塞33嵌入到套筒27的排出开口35内时，侧壁36在其整个长度上与套筒的排出开口35接触。在这种情况下，燃料只能经由通孔38通过。
图5和图6示出了根据本发明如何能够增加流经排出开口35的流量，而不改变该排出开口35或通孔38的尺寸。
根据本发明，侧壁36被成形为限定出与排出开口35接触的部分40以及处于侧壁36和排出开口35之间的至少一个侧开口39。该侧开口39实际上由内收部分41限定，该内收部分41相对于轴线A的半径R2小于与排出开口35接触的部分40的半径R1。在所示的示例中，存在三个侧开口39，这些侧开口形成在三个内收部分41的区域中，以保证轴向对称性，从而能够均匀地吸收弹簧32的负载。形成最大开口39的这些内收部分41的最小半径与台阶37的外半径一致。
显然，在不脱离权利要求的范围的情况下，在此描述的本发明可以进行修改和改变。

Claims (10)

1.一种用于泵单元(1)的计量阀(7)，该泵单元(1)用于将燃料从箱(2)供送至内燃机(3)；所述计量阀(7)包括：
-套筒(27)，其具有轴线(A)并设有：用于接收推进器(21)的第一开口端部；第二相反端部，其设有用于轴向排出燃料(28)的排出开口(35)；和用于供送燃料的至少一个侧开口(28)；
-插塞状活塞(30)，其沿着轴线(A)可滑动地容纳在套筒(27)内，该活塞(30)具有：封闭端部，所述封闭端部的外表面与推进器(21)接触；和敞开的相反端部；
-插塞(33)，其容纳在套筒的排出开口(35)内；
-弹簧(32)，其布置在插塞(33)和活塞(30)的封闭端部的内表面之间；
其中，所述插塞(33)成形为使得当被容纳在轴向的排出开口(35)内时，存在至少一个用于排出燃料的侧流动通道(39)，
其特征在于，所述活塞(30)具有至少一个侧开口(34)，所述至少一个侧开口(34)与套筒(27)的侧开口(28)协作，从而使燃料选择性地通过套筒(27)的侧开口(28)和活塞(30)的侧开口(34)并经由活塞(30)的敞开端部排出，所述插塞(33)设有以轴线(A)为中心的轴向通孔(38)。
2.根据权利要求1所述的阀，其中，所述插塞(33)成形为使得当被容纳在套筒(27)的轴向的排出开口(35)内时，存在多个用于排出燃料的侧流动通道(39)。
3.根据权利要求2所述的阀，其中，所述侧流动通道(39)相对于轴线(A)轴向对称。
4.根据前述权利要求中任一项所述的阀，其中，所述插塞(33)包括内面，所述内面设有用于安置弹簧(32)的轴向台阶(37)。
5.根据权利要求4所述的阀，其中，所述插塞(33)包括侧壁(36)，所述侧壁(36)具有：至少一个接触部分，其与套筒(27)的轴向的排出开口(35)接触；和至少一个内收部分(41)，其相对于轴线(A)的半径(R2)小于接触部分的半径(R1)。
6.根据权利要求5所述的阀，其中，所述内收部分(41)的半径(R2)与所述轴向台阶(37)的外半径一致。
7.根据权利要求1-3、5、6中任一项所述的阀，其中，所述阀包括用于电磁地致动所述推进器(21)的装置。
8.一种用于将燃料从箱(2)供送至内燃机(3)的泵单元(1)，所述泵单元(1)包括：
-低压泵(4)，其用于从箱(2)抽取燃料；
-由低压泵(4)供送的高压泵(5)，其用于将高压燃料输送到发动机(3)，所述高压泵(5)包括至少一个进入阀(11)，以用于将燃料供送到至少一个缸(9)，所述至少一个缸(9)用于容纳泵送活塞(8)，所述泵送活塞(8)能够在进气冲程和压缩冲程之间以往复运动来移动；
-将低压泵(4)连接到高压泵(5)的进入管道(6)；
-沿进入管道(6)布置的阀(7)，以用于控制由低压泵(4)供送到进入阀(11)的燃料；
其特征在于，所述阀(7)是根据前述权利要求中任一项所述而设计的。
9.一种用于泵单元(1)的计量阀(7)的插塞(33)，所述泵单元(1)用于将燃料从箱(2)供送至内燃机(3)；其中，计量阀(7)包括：
-具有轴线(A)的套筒(27)，所述套筒(27)设有：用于接收推进器(21)的第一开口端部；设有排出开口(35)的第二相反端部，以用于轴向排出燃料(28)；和至少一个侧开口(28)，以用于供送燃料；
-沿轴线(A)可滑动地容纳在套筒(27)内的插塞状活塞(30)，所述活塞(30)具有：封闭端部(31)，所述封闭端部(31)的外表面与推进器(21)接触；和敞开的相反端部；
插塞(33)被成形为能够稳定地被容纳在套筒的排出开口(35)内；
其特征在于，插塞(33)被成形为使得当被容纳在轴向的排出开口(35)内时，存在至少一个用于排出燃料的侧流动通道(39)，
其中，所述活塞(30)具有至少一个侧开口(34)，所述至少一个侧开口(34)与套筒(27)的侧开口(28)协作，从而使燃料选择性地通过套筒(27)的侧开口(28)和活塞(30)的侧开口(34)并经由活塞(30)的敞开端部排出，所述插塞(33)设有以轴线(A)为中心的轴向通孔(38)。
10.一种用于增加泵单元(1)的计量阀(7)的流量而不改变尺寸和构件标准化的可能性的方法，所述泵单元(1)用于将燃料从箱(2)供送到内燃机(3)，所述方法包括以下步骤：
a)提供根据权利要求1的前序部分的阀(7)；
b)安装根据权利要求1的特征部分的插塞(33)。
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