CN112424467A - 用于内燃机的喷射系统的活塞泵、尤其是高压燃料泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的喷射系统的活塞泵(10)、尤其是高压燃料泵，具有活塞(22)和被所述活塞(22)限界的工作室(24)，其中，所述活塞(22)具有工作面区段(26)，通过所述工作面区段，所述活塞(22)借助导向元件(28)被导向，这样地构型和扩展，使得所述活塞(22)的所述工作面区段(26)朝向其面向所述工作室(24)的端部(32)在横截面中变细。

Description

用于内燃机的喷射系统的活塞泵、尤其是高压燃料泵
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的活塞泵、尤其是用于内燃机的喷射系统的高压燃料泵。
背景技术
这样的活塞泵由DE 10 2014 211 591 A1已知。该活塞泵包括在泵壳体中工作的活塞，用于输送和压缩燃料。
发明内容
本发明所基于的问题通过具有权利要求1特征的活塞泵来解决。
活塞在活塞泵的抽吸阶段(活塞远离工作室运动)中负责，使已经以低压被输送的介质，例如燃料，例如可以从箱管路流到工作室(输送室)中。在输送阶段(活塞朝向工作室运动)中，介质被压缩并且因此达到较高的压力水平。然后，介质可以在高压下被输送到轨中并且被提供给喷射单元。通过高度压缩，在活塞的面向工作室的一侧(高压侧)上产生相对较高的温度。
在申请人方面已经认识到，通过在压缩时的高温，活塞在其长度上不同地被加热。这导致沿着活塞纵轴线的不同热膨胀。在受较高热负荷的区域中，活塞由于热膨胀而比在受较低热负荷的区域中在横截面上更多地增大。这对活塞和导向元件之间的间隙产生影响，该间隙必须始终大于活塞在受热负荷的位置处的最大热膨胀。
在对于减少泄漏有利的尽可能小的间隙与活塞卡住之间的目标冲突通过优化的活塞几何形状来解决。为此，在直径上这样地减小受较高热负荷的区域，使得这些区域可以膨胀，而不会耗尽活塞间隙。本发明提出，活塞在其工作面(工作面区段或导向区段)的区域中不具有连续圆柱形的形状(竖直的圆柱体)，而是朝向该活塞的面向工作室的端部在横截面上(例如在直径上)变细。
活塞泵的活塞可以是用于压缩介质(流体)，例如燃料的往复活塞。活塞泵可以是用于燃料直接喷射的高压泵。
如已经所阐述地设置，活塞的工作面区段朝向其面向工作室的端部在横截面(直径)上变细，即在那里与工作面区段的其它区段相比变细。换言之，活塞在其工作面区段中具有朝向其面向工作室的端部变细的(在外部尺寸或者说在横截面上减小的)外轮廓。
活塞通过其工作面区段(也可以称为工作面或导向区段)借助在活塞泵的泵壳体上或泵壳体中的导向元件被导向。
活塞可以具有多个活塞区段。因此，活塞可以在面向工作室的端部上具有用于压缩工作室中的燃料的压缩区段。活塞的工作面区段(工作面或导向区段)可以衔接到该压缩区段上，通过所述工作面区段，活塞在泵壳体的导向元件上被导向。在背离工作室的端部上，活塞可以具有操纵区段，通过该操作区段，活塞可以借助驱动装置(例如凸轮轴)被驱动。压缩区段和/或操纵区段可以具有相对于工作面区段减小的横截面。活塞可以旋转对称地构造(具有不同直径的多个区段)。
在从属权利要求中给出有利的扩展方案。此外，在下面的说明和附图中给出对于本发明重要的特征。
有利地，工作面区段(沿纵截面观察)可以具有球形的外轮廓。因此，在工作面区段中实现朝向其面向工作室的端部的逐渐且持续的横截面变化。由此可以避免在工作面区段中形成实体棱边。工作面区段的外轮廓可以这样地构造，使得该外轮廓在工作面区段的背离工作室的端部上也球形地变细。在工作面区段的中间区域中可以形成具有最大横截面、例如最大直径的区域，通过该区域，工作面区段在活塞泵的导向元件上被导向。代替在工作面区段的背离工作室的端部上球形地变细，工作面区段可以在那里具有圆柱形区段。因此，工作面区段由圆柱形区段和球形区段组成。因此，圆柱形区段例如可以在中间区域中过渡到面向工作空间的端部球形地变细的外轮廓(球形区段)中。在这样的构型中，活塞的工作面区段和从而活塞整体上可以通过圆柱形区段在导向元件上被导向。
对此替代地，工作面区段可以在其面向工作室的端部上具有锥形的(朝向工作室锥形地变细的)区段。由此也实现了能够简单制造的逐渐发生的横截面变化。
以符合目的的方式，工作面区段可以在锥形区段的背离工作室的一侧上具有圆柱形区段。在此，圆柱形区段可以直接衔接到锥形区段上。通过圆柱形区段，活塞的工作面区段和从而活塞整体上可以在导向元件上被导向。
对此替代地，工作面区段可以整体上锥形地构造，或换言之具有整体上锥形的外轮廓。由此也可以实现工作面区段的能够简单制造的横截面变化。为此，沿纵截面观察，工作面区段可以梯形地构造或整体上构造为截锥(锥体轴线与活塞的中心纵轴线相一致)。
具体而言，导向元件可以具有圆柱形的内表面，活塞在该内表面上以其工作面区段被导向。由此可以实现具有足够导向特性的能够简单制造的导向元件。
以符合目的的方式，导向元件可以构造为布置在活塞泵的壳体中的(置入到壳体中的)套筒。导向元件作为套筒的构型允许导向元件在尺寸和材料方面灵活地并且与泵壳体无关地匹配待使用的活塞。套筒也可以称为衬套。
也可以考虑，导向元件构造为在活塞泵的壳体中构造的孔。在导向元件作为孔的构型中，活塞泵的部件数量下降，由此可以方便制造。可以实现(关于活塞的中心纵轴线)在径向方向上的结构空间减小。
附图说明
下面在参照任意附图的情况下详细地阐述本发明的特别优选的实施例。在附图中示出了：
图1以示意性且部分剖开的侧视图示出活塞泵的一个实施方式；
图2以剖开的侧视图示出图1的活塞泵的活塞和导向元件；
图3以放大且剖开的侧视图示出图1的活塞泵的活塞的球形构造的工作面区段；
图4以放大且剖开的侧视图示出图1的活塞泵的活塞的构造有锥形区段的工作面区段；和
图5以放大且剖开的侧视图示出图1的活塞泵的活塞的整体上锥形构造的工作面区段。
具体实施方式
在图1中，活塞泵全部带有附图标记10，该活塞泵构造为用于未详细示出的内燃机的燃料喷射系统的高压燃料泵。活塞泵10具有泵壳体12和固定法兰14。活塞泵10通过固定法兰14固定在内燃机的在此仅示意性示出的缸盖16上。
活塞泵10可以通过布置在泵壳体12上的接头18与喷射单元的轨(未示出)连接，使得可以在高压下向喷射单元提供介质，例如燃料。通过矩形20标出的区域可以称为活塞泵10的高压区域。
活塞泵10具有活塞22和工作室24，该工作室在一侧被活塞22限界。壁和入口在工作室24的另一侧限界工作室24。通过活塞22的相对于工作室24的上下运动，介质可以被吸入到工作室24中并且被压缩，因此形成较高的压力水平并且然后被供应给喷射单元的轨。
活塞22具有工作面区段26，活塞22通过该工作面区段借助导向元件28在泵壳体12上被导向。导向元件28具有圆柱形的内表面30，活塞22以其工作面区段26在该内表面上被导向。在本实施例中，导向元件28构造为布置在活塞泵10的壳体12中，即置入到壳体12中的套筒。同样可以考虑，导向元件28实施为构造在活塞泵10的壳体12中的孔(未示出)。
在图2中，活塞22和导向元件28单独地放大示出。导向元件28(套筒)和活塞22彼此同轴地布置，其中，在工作面区段26的外表面和导向元件28的内表面30之间产生间隙S。活塞22在运行中受高热负荷的区域通过圆29标出。
活塞22在其面向工作室24的端部32(图2中右侧的端部)上具有压缩区段34。压缩区段34邻接到工作面区段26上并且具有比工作面区段26更小的直径。凸肩42位于压缩区段34和工作面区段26之间。
活塞22在其背离工作室24的端部36(在图2中左侧的端部)上具有操纵区段38，通过该操纵区段可以操纵并且因此驱动活塞22，例如借助内燃机的凸轮轴。操纵区段38邻接到工作面区段26上并且具有比工作面区段26更小的直径。凸肩43位于操纵区段38和工作面区段26之间。
活塞22的工作面区段26朝向其面向工作室24的端部32在横截面上变细(参见图3至图5)。换言之，活塞22在工作面区段26中不具有连续圆柱形的形状，而是具有朝向其面向工作室24的端部32变细的，即在纵截面中观察在外部尺寸或者说横截面上减小的外轮廓。
图3示出具有工作面区段26的活塞22的一个实施方式，该工作面区段(在纵截面中观察)具有球形的外轮廓40。该外轮廓40从工作面区段26的中间区域41出发连续地朝向其面向工作室24的端部32变细。在那里，球形的外轮廓40终止于工作面区段26与压缩区段34之间的凸肩42。可选地，工作面区段26的外轮廓40也可以从工作面区段26的中间区域41出发连续地朝向其背离工作室24的端部36变细。因此，在工作面区段26的中间区域41中可以构造具有最大横截面，例如具有最大直径的区域，工作面区段26通过该区域在活塞泵10的导向元件28上被导向。代替在工作面区段26的背离工作室24的端部36上球形地变细，工作面区段26在那里替代地可以具有圆柱形区段，如上面所说明的那样(未示出)。
图4示出具有工作面区段26的活塞22的一个实施方式，该工作面区段在其面向工作室24的端部32上具有锥形的(朝向端部32锥形地延伸的)区段44。锥形区段44终止于工作面区段26与压缩区段34之间的凸肩42。工作面区段26在锥形区段44的背离工作室24的一侧36上具有圆柱形区段46。通过该圆柱形区段46，活塞22的工作面区段26和从而活塞22整体上可以在导向元件28上被导向。
图5示出具有工作面区段26的活塞22的一个实施方式，该工作面区段整体上锥形地构造或者说具有整体上锥形的外轮廓48。在此，外轮廓48朝工作面区段26的面向工作室24的端部锥形延伸地构造。在纵截面中观察，工作面区段26可以梯形地构造或整体上构造为截锥体(截锥体的锥体轴线与活塞的中心纵轴线相一致)。锥形区段44在一侧终止于工作面区段26与压缩区段34之间的凸肩42并且在另一侧终止于工作面区段26与操纵区段38之间的凸肩43。

Claims (8)

1.一种用于内燃机的喷射系统的活塞泵(10)、尤其是高压燃料泵，所述活塞泵具有活塞(22)和被所述活塞(22)限界的工作室(24)，其中，所述活塞(22)具有工作面区段(26)，通过所述工作面区段，所述活塞(22)借助导向元件(28)被导向，其特征在于，所述活塞(22)的工作面区段(26)朝向其面向所述工作室(24)的端部(32)在横截面上变细。
2.根据权利要求1所述的泵活塞(10)，其特征在于，所述工作面区段(26)具有球形的外轮廓(40)。
3.根据权利要求1所述的泵活塞(10)，其特征在于，所述工作面区段(26)在其面向所述工作室(24)的端部(32)上具有锥形区段(44)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的泵活塞(10)，其特征在于，所述工作面区段(26)在所述锥形区段(44)的背离所述工作室(24)的一侧上具有圆柱形区段(46)。
5.根据权利要求1所述的泵活塞(10)，其特征在于，所述工作面区段(26)整体上锥形地构造。
6.根据前述权利要求中任一项所述的泵活塞(10)，其特征在于，所述导向元件(28)具有圆柱形的内表面(30)，所述活塞(22)以其工作面区段(26)在所述内表面上被导向。
7.根据前述权利要求中任一项所述的泵活塞(10)，其特征在于，所述导向元件(28)构造为布置在所述活塞泵(10)的壳体(12)中的套筒(28)。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的泵活塞(10)，其特征在于，所述导向元件(28)构造为在所述泵活塞(10)的壳体(12)中构造的孔。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210226

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