CN113153597A - 燃料泵及其出口阀座 - Google Patents

Abstract

一种燃料泵(20)，包括：燃料泵壳体(28)，其具有泵送室(38)和沿出口阀孔轴线(43a)延伸的出口阀孔(43)；泵送柱塞(34)，其在柱塞孔(30)内沿横向于出口阀孔轴线(43a)的柱塞孔轴线(32)往复运动；以及出口阀组件(42)。出口阀组件(42)包括具有出口流动通道(60c)的出口阀座(60)，其中，出口阀座(60)的第一部分在平行于柱塞孔轴线(32)的方向上与泵送柱塞(34)对准，并且其中，出口阀座(60)的第二部分在平行于柱塞孔轴线(32)的方向上不与泵送柱塞(34)对准；以及出口阀构件(58)，其能在提供通过出口流动通道(60c)的流体连通的离座位置与防止通过出口流动通道(60c)的流体连通的座置位置之间移动。

Description

燃料泵及其出口阀座

技术领域

本公开涉及一种向内燃机供给燃料的燃料泵，更具体地涉及一种包括在泵送室中往复运动的泵送柱塞的燃料泵，并且甚至更具体地涉及一种包括出口阀座的燃料泵，该出口阀座延伸到泵送室中且具有接纳泵送柱塞的槽。

背景技术

在以汽油为燃料的现代内燃机中，尤其是用于汽车市场的燃料系统采用汽油直射(GDi)，其中设置有将燃料直接地喷射到内燃机的燃烧室中的燃料喷射器。在这种采用GDi的系统中，来自燃料箱的燃料在相对较低的压力下由低压燃料泵供给，低压燃料泵通常是位于燃料箱内的电动燃料泵。低压燃料泵将燃料供给至高压燃料泵，该高压燃料泵通常包括通过内燃机的凸轮轴而往复运动的泵送柱塞。泵送柱塞的往复运动进一步加压燃料，以便供给至燃料喷射器，该燃料喷射器将燃料直接地喷射到内燃机的燃烧室中。在运行期间，内燃发动机受到对输出扭矩的变化的需求。为了适应变化的输出扭矩需求，泵送柱塞的每个冲程所输送的燃料量也必须变化。改变高压燃料泵的燃料输送的一种策略是使用数字入口阀，该数字入口阀允许在每个进气冲程期间全部燃料进入泵送室，然而，可以允许数字入口阀在泵送柱塞的压缩冲程的一部分期间保持打开，以允许一些燃料朝向燃料源溢回。当数字入口阀在压缩冲程的剩余部分期间关闭时，燃料被加压并且加压燃料被供给至燃料喷射器。这种布置的示例在授予臼井(Usui)等人的美国专利7401594号和授予山田(Yamada)等人的美国专利7707996号中公开。诸如由臼井(Usui)等人和山田(Yamada)等人公开的那些现有技术的入口阀具有以下缺点：入口阀通过诸如过盈配合、螺纹连接、焊接和螺纹紧固件中的一个或多个的辅助装置保持在高压燃料泵的壳体内。这些辅助装置不仅增加了成本和复杂性，而且连接的鲁棒性可能降低。因此，期望使入口阀的座由壳体中的肩部支承。为了适应通过泵送室的座的组装，可能需要扩大泵送室的尺寸。然而，扩大泵送室以适应座的插入产生了具有大于所需的体积的泵送室，并且因此，产生了过大的死体积、即泵送室的体积在体积上显著大于泵送柱塞在冲程中能够泵送的体积。这种过大的死体积导致效率降低。

需要的是一种将如上所述的一个或多个缺点减到最少或消除的燃料泵和入口阀。

发明内容

简而言之，提供一种燃料泵，包括：燃料泵壳体，在该燃料泵壳体中限定有泵送室，所述燃料泵壳体具有出口阀孔，该出口阀孔沿出口阀孔轴线延伸并以出口阀孔轴线为中心；泵送柱塞，该泵送柱塞在柱塞孔内沿横向于出口阀孔轴线的柱塞孔轴线往复运动，使得泵送柱塞的进气冲程增加泵送室的体积并且泵送柱塞的压缩冲程减小泵送室的体积；以及出口阀组件。出口阀组件包括出口阀座，该出口阀座具有延伸穿过该出口阀座的出口阀座流动通道，其中，出口阀座的第一部分在平行于柱塞孔轴线的方向上与泵送柱塞对准，并且其中，出口阀座的第二部分在平行于柱塞孔轴线的方向上不与泵送柱塞对准；以及出口阀构件，该出口阀构件能在1)提供通过出口阀座流动通道的流体连通的离座位置与2)防止通过出口阀座流动通道的流体连通的座置位置之间移动。本文所述的具有出口阀座的燃料泵使泵送室的死体积最小化，从而使效率最大化，并同时仍允许通过泵送室安装入口阀座。

通过阅读下面仅通过非限制性示例并参考附图给出对本发明的较佳实施方式的详细描述中，本发明进一步的特征和优点将会显得更清楚。

附图说明

将参考附图来进一步描述本发明，附图中：

图1是包括根据本发明的燃料泵的燃料系统的示意图；

图2是图1的燃料泵的剖视图；

图3是图1和图2的燃料泵的入口阀组件的分解等距视图；

图4是图2的一部分的放大图，示出了燃料泵的处于第一位置的入口阀组件；

图5是图4所示部分的图，现在示出了处于第二位置的入口阀组件；

图6是图4和图5所示部分的图，现在示出了当从图5的位置移动到图4的位置时处于瞬态位置的入口阀组件；

图7是图2的一部分的放大图，示出了出口阀组件；以及

图8和图9是从两个不同视角示出的出口阀组件的出口阀座的等距视图。

具体实施方式

根据本公开的优选实施方式，首先参照图1，以示意性的形式示出了用于内燃机12的燃料系统10。燃料系统10通常包括：燃料箱14，所述燃料箱14容纳将被供给至内燃机12以使该内燃机12运行的一定体积的燃料；多个燃料喷射器16，所述多个燃料喷射器16将燃料直接地喷射到内燃机12的相应燃烧室(未示出)中；低压燃料泵18；以及高压燃料泵20，低压燃料泵18从燃料箱14抽取燃料并提高燃料的压力以输送到高压燃料泵20，其中所述高压燃料泵20进一步提高燃料的压力以输送到燃料喷射器16。仅作为非限制性示例，低压燃料泵18可将燃料的压力提高到大约500kPa或以下，高压燃料泵20可将燃料的压力提高到大约14MPa以上，并且根据内燃机12的操作需要可为大约35MPa。尽管已经示出了四个燃料喷射器16，但是应当理解，可提供更少或更多数量的燃料喷射器16。

如图所示，低压燃料泵18可以设置在燃料箱14内，但是低压燃料泵18也可替代地设置在燃料箱14的外部。低压燃料泵18可以是本领域普通技术人员公知的电动燃料泵。低压燃料供给通道22提供从低压燃料泵18到高压燃料泵20的流体连通。可以设置燃料压力调节器24，使得燃料压力调节器24通过使由低压燃料泵18供给的燃料的一部分通过燃料返回通道26返回到燃料箱14而在低压燃料供给通道22内保持大致均匀的压力。虽然燃料压力调节器24已经示出在燃料箱14外部的低压燃料供给通道22中，但是应当理解的是，燃料压力调节器24可以位于燃料箱14内并且可以与低压燃料泵18集成。

现在另外参考图2，高压燃料泵20包括燃料泵壳体28，该燃料泵壳体包括沿柱塞孔轴线32延伸且以该柱塞孔轴线32为中心的柱塞孔30。如图所示，柱塞孔30可由插入件和燃料泵壳体28的组合限定，但可替代地仅由燃料泵壳体28直接地形成。高压燃料泵20还包括泵送柱塞34，该泵送柱塞34位于柱塞孔30内，并基于来自内燃机12(仅在图1中示出)的旋转凸轮轴36的输入而在柱塞孔30内沿柱塞孔轴线32往复运动。在燃料泵壳体28内限定有泵送室38。高压燃料泵20的入口阀组件40位于燃料泵壳体28的泵壳体入口通道41内，并且选择性地允许来自低压燃料泵18的燃料进入泵送室38，而出口阀组件42位于燃料泵壳体28的出口阀孔43内，并且选择性地允许燃料从泵送室38经由每个燃料喷射器16与之流体连通的燃料分配管44而连通到燃料喷射器16。出口阀孔43以出口阀孔轴线43a为中心并沿该出口阀孔轴线43a延伸。在操作中，泵送柱塞34的往复运动使得泵送室38的体积在泵送柱塞34的进气冲程期间(如图2中的向下定向)增加，其中柱塞复位弹簧46使得泵送柱塞34向下移动，并且相反地，泵送室38的体积在压缩冲程期间(如图2中的向上定向)减小，其中凸轮轴36使得泵送柱塞34克服柱塞复位弹簧46的力向上移动。以这种方式，燃料在进气冲程期间被吸入泵送室38中，并且相反地，燃料在压缩冲程期间通过泵送柱塞34在泵送室38内被加压，如稍后将更详细地描述的这取决于入口阀组件40的操作状态，并且燃料在压力下通过出口阀组件42排出到燃料分配管44和燃料喷射器16。为了清楚起见，泵送柱塞34在图2中以虚线示出，以表示在下死点位置处的进气冲程(泵送室38的体积最大化)，并且泵送柱塞34在图2中以实线示出，以表示在上死点位置处的压缩冲程(泵送室38的体积最小化)，使得泵送室34在下死点位置与上死点位置之间往复运动。高压燃料泵20还包括布置在出口阀组件42下游的减压阀组件48，以便在出口阀组件42下游的压力达到预定极限的情况下提供回到泵送室38的流体路径，如果该压力未被减轻，则可能造成不安全的操作状况。

现在将继续参照图1和图2并且另外特别参照图7至图9来讨论出口阀组件42。出口阀组件42通常包括出口阀构件58、出口阀座60和出口阀弹簧62，其中，所述出口阀弹簧62在出口阀构件58与出口配件64之间保持压缩，该出口配件64用于将高压燃料泵20连接到高压燃料泵20与燃料分配管44之间的燃料管路。仅作为非限制性示例示出为滚珠的出口阀构件58通过出口阀弹簧62朝向出口阀座60偏置，其中，所述出口阀弹簧62被选择为当在泵送室38与燃料分配管44之间达到预定压差时允许出口阀构件58打开。出口阀组件42被定向成使得燃料被允许通过出口阀组件42流出泵送室38，然而，燃料不被允许通过出口阀组件42流入泵送室38。

出口阀座60沿出口阀孔轴线43a从位于泵送室38内的出口阀座第一端60a轴向地延伸到位于泵送室38外部且靠近出口配件64的出口阀座第二端60b。出口阀座60包括穿过该出口阀座60延伸的出口阀座流动通道60c，当出口阀构件58离座时，该出口阀座流动通道提供从泵送室38到出口配件64的流体连通。出口阀座流动通道60c是阶梯状的，从而提供出口阀座表面60d，出口阀构件58座置在该出口阀座表面60d上(在图7中以实线示出)以防止流体连通通过该出口阀座表面60d，并且出口阀构件58从该出口阀座表面离座(在图7中以虚线示出)以提供流体连通通过该出口阀座表面60d。在出口阀阀座表面60d的下游，出口阀阀座流动通道60c包括多个槽部60e，当出口阀构件58与出口阀阀座表面60d间隔开时，所述槽部60e为燃料提供围绕出口阀构件58流动的空间，同时允许出口阀构件58被槽部60e之间的材料轴向地引导。

出口阀座60的第一部分在平行于柱塞孔轴线32的方向上与泵送柱塞34对准，这在图7中最容易看到，而出口阀座60的第二部分在平行于柱塞孔轴线32的方向上不与泵送柱塞34对准。为了提供用于泵送柱塞34的往复运动的空间，出口阀座60包括径向地延伸到该出口阀座60中并与出口阀座流动通道60c相交的出口阀座槽60f。如这里所示，出口阀座槽60f能轴向地延伸到出口阀座第一端60a，使得出口阀座60包括出口阀座槽侧壁60g，这些出口阀座槽侧壁60g彼此面对，并且如图所示彼此平行，并且还平行于柱塞孔轴线32，因此，至少当泵送柱塞34处于上死点位置时，泵送柱塞34的一部分位于出口阀座槽60f内，并且可以在下死点位置与上死点位置之间的整个冲程中位于出口阀座槽60f内。出口阀座槽60f在平行于柱塞孔轴线32的方向上由出口阀座槽顶壁60h界定，该出口阀座槽顶壁60h横向于柱塞孔轴线32且优选地垂直于柱塞孔轴线32。此外，出口阀座槽顶壁60h被出口阀座流动通道60c分成两部分。

出口阀座60的外周可以如图所示为阶梯状，从而具有靠近出口配件64的出口阀座大直径部分60i、远离出口配件64的出口阀座小直径部分60j、以及出口阀座大直径部分60i与出口阀座小直径部分60j相交处的出口阀座肩部60k。出口阀孔43也是阶梯状的，从而形成出口阀孔肩部43b，使得出口阀座60插入出口阀孔43中，直到出口阀座肩部60k抵接出口阀孔肩部43b。此外，出口阀座大直径部分60i可以以过盈配合的方式接合出口阀孔43，从而提供密封并防止燃料在出口阀座60与出口阀孔43的界面之间通过。

为了提供通向减压阀组件48的路径，出口阀座60可包括轴向地延伸到出口阀座第二端60b中的出口阀座减压通道60l。如图所示，出口阀座减压通道60l可以从多个槽部60e中的一个径向地向外延伸到出口阀座大直径部分60i的外周。

出口配件64沿出口阀孔轴线43a从固定在出口阀孔43内的出口配件第一端64a轴向地延伸到出口阀孔43外部的出口配件第二端64b。出口配件第一端64a可以通过过盈配合和焊接中的一种或多种(仅作为非限制性示例)固定在出口阀孔43内，从而在出口配件64与出口阀孔43之间提供流体密封接口。出口配件64具有多个出口配件初始流动通道64c，所述多个出口配件初始流动通道64c从出口配件第一端64a延伸到出口配件64中，使得出口配件初始流动通道64c被布置成与出口阀孔轴线43a偏心，从而允许出口阀弹簧62在出口配件第一端64a处接地到出口配件64的中心部分。出口配件初始流动通道64c通向出口配件最终流动通道64d，该出口配件最终流动通道64d以出口阀孔轴线43a为中心并延伸到出口配件第二端64b，从而提供离开出口配件64的流体连通。

减压阀组件48通常包括减压阀构件48a、减压阀座48b和减压阀弹簧48c，其中减压阀座48b可以形成在燃料泵壳体28的燃料泵壳体减压通道28a中。燃料泵壳体减压通道28a起始于与出口阀座减压通道60l对准的出口阀孔43的径向位置，并终止于泵送室38，其中，在出口阀座60与燃料泵壳体28之间形成有小间隙。仅作为非限制性示例的方式示出为滚珠的减压阀构件48a通过减压阀弹簧48c朝向减压阀座48b偏置，其中，所述减压阀弹簧48c被选择为当在泵送室38与燃料分配管44之间实现预定压差时允许减压阀构件48a打开。减压阀组件48被定向成使得燃料被允许通过减压阀组件48流入泵送室38，然而，燃料不被允许通过减压阀组件48流出泵送室38。

现在将继续参照图1和图2并且另外特别参照图3至图6来描述入口阀组件40。入口阀组件40包括入口阀座50、入口止回阀52和螺线管组件54.入口阀组件40的各种元件将在以下段落中更详细地描述。

入口阀座50以入口阀孔轴线56为中心并沿该入口阀孔轴线56延伸，使得入口阀座50从入口阀座第一端50a延伸到入口阀座第二端50b，其中入口阀座第一端50a远离泵送室38，并且入口阀座第二端50b靠近泵送室38。入口阀座中心通道66延伸穿过入口阀座50，使得入口阀座中心通道66将入口阀座第一端50a与入口阀座第二端50b连接，并使得入口阀座中心通道66以入口阀孔轴线56为中心并沿该入口阀孔轴线56延伸。多个入口阀座流动通道68设置在入口阀座50中，使得每个入口阀座流动通道68延伸穿过入口阀座50，并且使得每个入口阀座流动通道68将入口阀座第一端50A与入口阀座第二端50b连接。每个入口阀座流动通道68从入口阀座中心通道66横向地偏移，并且在平行于入口阀孔轴线56的方向上延伸穿过入口阀座50。

入口阀座50位于燃料泵壳体28的入口阀孔70内，使得入口阀孔70位于泵壳体入口通道41与泵送室38之间，并且使得入口阀孔70沿入口阀孔轴线56延伸并以该入口阀孔轴线56为中心。入口阀孔70是阶梯状的，使得入口阀孔70包括横向于入口阀孔轴线56的肩部70a。肩部70a面向泵送室38。入口阀孔70包括靠近泵送室38的入口阀孔第一部分70b，还包括远离泵送室38的入口阀孔第二部分70c。入口阀孔第一部分70b具有第一直径70d，而入口阀第二部分具有小于第一直径70d的第二直径70e，以这种方式，第一直径70d与第二直径70e之间的差形成肩部70a，使得肩部70a将入口阀孔第一部分70b和入口阀孔第二部分70c接合。入口阀座50、更具体地是入口阀座第一端50a抵接肩部70a，使得当泵送室38内产生压力时，由于肩部70a定向为朝向泵送室38，入口阀座50被推向肩部70a。入口阀座50通过过盈配合固定在入口阀孔第一部分70b内，该过盈配合还提供密封以防止燃料在入口阀座50的外周与入口阀孔第一部分70b的内周之间的接口之间通过。因此，入口阀座50可以通过过盈配合(仅作为非限制性示例)固定在入口阀孔70内，但是不依赖于过盈配合来抵抗在泵送冲程期间产生的力。相反，由燃料泵壳体28的几何形状形成的肩部70a提供了保持入口阀座50的轴向位置和抵抗在泵送室38内产生的压力所需的支承，这与现有技术不同，现有技术依赖于过盈配合、螺纹连接、螺纹紧固件和焊接中的一种或多种来提供保持和抵抗在泵送室38内产生的压力。

由于入口阀孔70的阶梯性质，肩部70a面向泵送室38，因此，入口阀座50必须从泵送室38的方向安装。为了允许从泵送室38的方向安装入口阀座50，出口阀孔43的尺寸被设计成允许入口阀座50从出口阀孔中穿过。换言之，出口阀孔43的最小部分大于或等于入口阀座50的最大部分。如图所示，出口阀孔轴线43a可优选地与入口阀孔轴线56重合，使得出口阀孔43以与入口阀孔70直径相对的关系从泵送室38延伸。以这种方式，在将出口阀组件42组装到出口阀孔43中之前，入口阀座50可穿过出口阀孔43插入并被压入入口阀孔70中。

入口止回阀52包括入口阀构件78和行程限制件80。入口止回阀52布置在入口阀座第二端50b处，使得入口阀构件78在阻塞入口阀座流动通道68(图5中示出)的座置位置与不阻塞入口阀座流动通道68(图4和图6中示出)的打开位置之间移动，如稍后将更详细地描述的。入口阀构件78包括入口阀构件中心部分78a，该入口阀构件中心部分78a是具有延伸穿过该入口阀构件中心部分78a的入口阀构件通道78b的平板，其中注意到，为了清楚起见，在图3中仅标记了选择的入口阀构件通道78b。入口阀构件通道78b布置成通过入口阀构件中心部分78a，使得入口阀构件通道78b不与入口阀座流动通道68轴向地对准。多个入口阀构件腿部78c从入口阀构件中央部分78a延伸，使得入口阀构件腿部78c是弹性且顺应性的。入口阀构件腿部78C的自由端例如通过焊接固定到入口阀座第二端50B。因此，当泵壳体入口通道41与泵送室38之间的压差足够高时，由于入口阀构件腿部78c的弹性变形，入口阀构件中心部分78a被允许从入口阀座第二端50b脱离座置，从而打开入口阀座流动通道68。行程限制件80包括与入口阀座第二端50b轴向地间隔开的行程限制圈80a，以提供入口阀构件78的容许位移量。行程限制件80还包括多个行程限制件腿部80b，该多个行程限制件腿部80b提供了行程限制圈80a与入口阀座第二端50b之间的轴向间隔。行程限制件腿部80b与行程限制圈80a一体地形成，并且例如通过焊接固定到入口阀座第二端50b。

螺线管组件54包括内壳体82、位于内壳体82内的极片84、位于内壳体82内的电枢85、将电枢83偏压远离极片84的复位弹簧86、控制杆87、阀芯88、线圈90、包覆成型件92和外壳体94。螺线管组件54的各种元件将在随后的段落中更详细地描述。

内壳体82是中空的，并且以入口阀孔轴线56为中心并沿该入口阀孔轴线56延伸。内壳体82的外周在螺线管孔95以入口阀孔轴线56为中心并沿该入口阀孔轴线56延伸处与燃料泵壳体28的螺线管孔95的内周接合。内壳体82焊接到燃料泵壳体28，从而将螺线管组件54固定到燃料泵壳体28。

极片84由透磁材料制成，并以与内壳体82固定的关系例如通过过盈配合或焊接接纳在内壳体82中，使得极片84以入口阀孔轴线56为中心并沿该入口阀孔轴线56延伸。极片84的极片第一端84A包括极片弹簧套84b，该极片弹簧套84b从极片第一端84A到极片弹簧套底表面84c延伸进入极片84，使得极片弹簧套84b可以为圆柱形并且以入口阀孔轴线56为中心，并且使得复位弹簧86的一部分位于极片弹簧套84b内，并与极片弹簧套底表面84c抵接。

电枢85由被磁体吸引的材料制成，并且以沿入口阀孔轴线56与内壳体82能滑动的关系接收在内壳体82中，使得电枢85以入口阀孔轴线56为中心并沿该入口阀孔轴线56延伸。电枢85可以是如图所示的两件式结构，该两件式结构包括靠近极片84的电枢第一部分85a、以及例如通过焊接或机械紧固件固定到电枢第一部分85a并远离极片84的电枢第二部分85b。电枢第一部分85a包括从电枢第一端85d延伸到该电枢第一部分85a中的电枢弹簧孔85c，该电枢第一端85d靠近极片84并以入口阀孔轴线56为中心并沿该入口阀孔轴线56延伸。复位弹簧86的一部分位于电枢弹簧孔85c内并抵靠电枢第二部分85b，使得复位弹簧86在电枢第二部分85b与磁极件弹簧座底面84c之间保持压缩，从而沿远离磁极件84的方向偏压电枢85。电枢第二部分85b包括轴向地延伸穿过该电枢第二部分85b的电枢控制杆孔85e，使得电枢控制杆孔85e以入口阀孔轴线56为中心并沿该入口阀孔轴线56延伸。

控制杆87从靠近电枢85的控制杆第一端87a延伸到靠近入口阀构件78的控制杆第二端87b，使得控制杆87以入口阀孔轴线56为中心并沿该入口阀孔轴线56延伸。控制杆87包括控制杆第一肩部87c，该控制杆第一肩部87c为环形形状并面向电枢85，并且如图所示，横向于入口阀孔轴线56。控制杆第一表面87d从控制杆第一端87a延伸到控制杆第一肩部87c，使得控制杆第一表面87d以紧密的滑动接口至少部分地位于电枢控制杆孔85e内，这允许控制杆第一表面87d在电枢控制杆孔85e内自由地轴向移动、即沿入口阀孔轴线56移动，同时防止控制杆第一表面87d在电枢控制杆孔85e内的径向移动、即横向于入口阀孔轴线56移动。重要的是要注意到，控制杆第一表面87d与电枢控制杆孔85e之间的紧密滑动接口允许控制杆87独立于电枢85而沿入口阀孔轴线56移动。控制杆第一肩部87c对控制杆第一表面87d插入电枢控制杆孔85e的程度进行限制，并且控制杆第一肩部87c还提供用于电枢85反作用的表面，以便使控制杆87朝向入口阀构件78移动，如稍后将更详细地描述的。控制杆87包括控制杆第二肩部87e，该控制杆第二肩部87e为环形形状并面向入口阀座50，并且如图所示，横向于入口阀孔轴线56。控制杆第二表面87f从控制杆第二端87b延伸到控制杆第二肩部87e，使得控制杆第二表面87f以紧密滑动接口至少部分地位于入口阀座中心通道66内，这允许控制杆第二表面87f在入口阀座中心通道66内自由地轴向移动、即沿入口阀孔轴线56移动，同时防止控制杆第二表面87f在入口阀座中心通道66内的径向移动、即横向于入口阀孔轴线56移动。在使用时，控制杆第二端87b用于与入口止回阀52接口连接，且更特别地与入口阀构件78接口连接，如以下将更详细地描述的

如这里所示，控制杆87可以是多件式结构，该多件式结构包括：控制杆中心部分87g；控制杆第一衬套87h，该控制杆第一衬套87h是管状的并固定到控制杆中心部分87g；以及控制杆第二衬套87i，该控制杆第二衬套87i是管状的并固定到控制杆中心部分87g。控制杆中心部分87g优选为圆柱形，并以入口阀孔轴线56为中心，使得控制杆中心部分87g从控制杆第一端87a延伸到控制杆第二端87b。仅作为非限制性示例，控制杆中心部分87g可以是商业上可获得的滚柱轴承。控制杆第一衬套87h优选地在其外周上为圆柱形，该外周以入口阀孔轴线56为中心并沿该入口阀孔轴线56延伸，使得控制杆第一肩部87c由控制杆第一衬套87h的一个轴向端部限定。控制杆第一衬套87h包括轴向地延伸穿过该控制杆第一衬套87h的控制杆第一衬套孔87j，使得控制杆第一衬套孔87j优选地为圆柱形。为了防止控制杆第一衬套87h与控制杆中心部分87g之间的相对运动，控制杆第一衬套87h例如通过控制杆第一衬套孔87j与控制杆中心部分87g之间的过盈配合和焊接中的一种或多种固定到控制杆中心部分87g。类似地，控制杆第二衬套87i优选地在其外周上为圆柱形，该外周以入口阀孔轴线56为中心并沿该入口阀孔轴线56延伸，使得控制杆第二肩部87e由控制杆第二衬套87i的一个轴向端部限定。控制杆第二衬套87i包括轴向地延伸穿过该控制杆第二衬套87i的控制杆第二衬套孔87k，使得控制杆第二衬套孔87k优选地为圆柱形。为了防止控制杆第二衬套87i与控制杆中心部分87g之间的相对运动，控制杆第二衬套87i例如通过控制杆第二衬套孔87k与控制杆中心部分87g之间的过盈配合和焊接中的一种或多种固定到控制杆中心部分87g。通过将控制杆87制成多件式部件，控制杆中心部分87g可以设置为能以低成本大量商购获得的滚子轴承，该滚子轴承具有对于控制杆87与入口阀座中心通道66之间以及控制杆87与电枢控制杆孔85E之间所需的紧密滑动配合而言重要的表面光洁度和公差。在替代布置中，控制杆第一衬套87h和控制杆第二衬套87i可以组合成单个衬套，这使得部件的数量最小化，但是存在质量增加的缺点。在另一替代中，控制杆87可在车削操作中形成为单件材料。

虽然控制杆87已经在这里被图示为与电枢85分离、即控制杆87能够独立于电枢85移动，但是应当理解的是，控制杆87可以刚性地固定到电枢85，使得控制杆87总是与电枢85一起移动。

阀芯88由例如塑料的电绝缘材料制成，并且以入口阀孔轴线56为中心并沿该入口阀孔轴线56延伸，使得阀芯88以紧密配合的关系周向地围绕内壳体82。线圈90是围绕阀芯88的外周缠绕的导电线材的绕组，使得线圈90周向地包围极片84的一部分。因此，当线圈90通电时，电枢85被磁性地吸引到极片84并朝向该极片84移动，而当线圈90没有通电时，电枢85通过复位弹簧86从极片84移开。稍后将提供对操作的更详细的描述。

外壳体94周向地围绕内壳体82、阀芯88和线圈90，使得阀芯88和线圈90径向地位于内壳体82与外壳体94之间。包覆成型件92是例如塑料的电绝缘材料，该电绝缘材料填充阀芯88/线圈90与外壳体94之间的空隙，使得包覆成型件92从外壳体94轴向地延伸以限定电连接件96，该电连接件96包括连接到线圈90的相对端的端子(未示出)。电连接件96构造成与互补电连接件(未示出)配合，以在使用中向线圈90供给电流。如图所示，线圈垫圈98可以轴向地设置在线圈90与包覆成型件92之间的外壳体94内，以便完成螺线管组件54的磁路。

现在将特别地参照图4对高压燃料泵20、特别是入口阀组件40的操作进行描述，该图4示出了由于没有电流供给至螺线管组件54的线圈90而导致电枢85处于第一位置的情形。当没有电流供给至线圈90时，复位弹簧86推动电枢85远离极片84。当电枢85被推离极片84时，电枢第二部分85b与控制杆第一肩部87c接触，并且控制杆87被推向入口阀构件78，直到控制杆第二肩部87e抵接阀座第一端54a，这允许控制杆第二端87b突出超过入口阀座第二端50b，使得控制杆第二端87b将入口阀构件78移动到离座位置并将入口阀构件78保持在该离座位置，该离座位置允许流过入口阀座流道68并使得入口阀座流道68与泵送室38流体连通。然而，重要的是要注意到，电枢85在整个行程期间可以不保持与控制杆第一肩部87c接触，从而允许控制杆第二肩部87e在电枢85再次与控制杆第一肩部87c接触之前抵接入口阀座第一端50a。因此，可以产生两个较小的、单独的冲击，这有助于最小化噪声。为了说明这种现象，图6示出了控制杆第二肩部87e已经撞击进气阀座第一端50a，但电枢85还没有与控制杆第一肩部87c重新接触的瞬态位置。在不受理论约束的情况下，这可能是由于电枢85撞击控制杆第一肩部87c并在电枢85的前方推进控制杆87而产生的。保持入口阀构件78打开可以被用于允许燃料基于需要输送到燃料喷射器16的燃料的质量(即内燃机12的不同操作条件要求对于泵送柱塞34的每个泵送循环将不同的燃料质量输送到燃料喷射器16)在泵送柱塞34的压缩冲程的一部分期间朝向泵壳体入口通道41回流，并且输送到燃料喷射器16的燃料质量可以通过允许压缩冲程中涉及的一部分燃料溢出回到泵壳体入口通道41来进行调节。电子控制单元100可以用于在压缩冲程期间对向线圈90供给电流进行定时，从而改变从压缩冲程供给至燃料喷射器16的燃料比例和从压缩冲程溢出回到泵壳体入口通道41的燃料比例。电子控制单元100可以接收来自对燃料分配管44内的压力进行感测的压力传感器102的输入，以便提供供给至线圈90的电流的适当定时，从而保持燃料分配管44中的期望压力，该期望压力可基于期望由内燃机12产生指令扭矩而变化。

现在特别参照图5，电枢85处于第二位置，该第二位置由供给至螺线管组件54的线圈90的电流产生。当电流供给至线圈90时，电枢85被吸引到极片84并朝向该极片84移动，直到电枢第一端85d抵接极片第一端84a。当电流在泵柱塞34的压缩冲程期间被供给至线圈90时，泵送室38内的燃料压力作用于入口阀构件78，并且由于电枢85不再作用于控制杆87，入口阀构件78将控制杆87推向电枢85，直到入口阀构件78阻塞入口阀座流动通道68。应当注意的是，由于允许控制杆87和电枢85沿入口阀孔轴线56彼此独立地移动，电枢85与控制杆第一肩部87c分离。其结果是，发生仅由电枢85的质量与极片84抵接而产生的冲击。此外，由于该冲击不包括控制杆87的质量，因此，与现有技术的入口控制阀相比产生更小的声音强度。还应当注意的是，图5所示的电枢85的位置不要求入口阀构件78处于座置位置，而是入口阀构件78的状态由入口阀构件78上的压差确定。以这种方式，入口阀构件78在进气冲程期间打开以允许燃料流入泵送室38。

如本文所述的具有由燃料泵壳体28的肩部70a支承的入口阀座50的高压燃料泵20允许由燃料在泵送室38内的加压而产生的高循环载荷由燃料泵壳体28直接地承载，而不是通过诸如当前在现有技术中使用的过盈配合、螺纹连接、焊接和螺纹紧固件的辅助装置进行承载。以这种方式，减少了部件和工序的数量，从而降低了成本并提供了更坚固的连接。此外，本文所述的出口阀座60使泵送室38的死体积最小化，从而使效率最大化，并同时仍允许通过泵送室38安装入口阀座50。

尽管就本发明的实施方式对本发明进行了说明，但本发明不意在被如此限制，而是意在下面权利要求书中阐释的范围。

Claims (13)

1.一种燃料泵(20)，包括：燃料泵壳体(28)，所述燃料泵壳体具有限定在所述燃料泵壳体中的泵送室(38)，所述燃料泵壳体(28)具有出口阀孔(43)，所述出口阀孔(43)沿出口阀孔轴线(43a)延伸并以所述出口阀孔轴线(43a)为中心；

泵送柱塞(34)，所述泵送柱塞在柱塞孔(30)内沿横向于所述出口阀孔轴线(43a)的柱塞孔轴线(32)往复运动，使得所述泵送柱塞(34)的进气冲程增加所述泵送室(38)的体积，并且所述泵送柱塞(34)的压缩冲程减小所述泵送室(38)的体积；以及

出口阀组件(42)，所述出口阀组件包括：出口阀座(60)，所述出口阀座具有延伸穿过所述出口阀座的出口阀座流动通道(60c)，其中，所述出口阀座(60)的第一部分在平行于所述柱塞孔轴线(32)的方向上与所述泵送柱塞(34)对准，并且其中，所述出口阀座(60)的第二部分在平行于所述柱塞孔轴线(32)的方向上不与所述泵送柱塞(34)对准；以及

出口阀构件(58)，所述出口阀构件能在1)提供通过所述出口阀座流动通道(60c)的流体连通的离座位置与2)防止通过所述出口阀座流动通道(60c)的流体连通的座置位置之间移动。

2.如权利要求1所述的燃料泵(20)，其特征在于，所述出口阀座(60)沿所述出口阀孔轴线(43a)从位于所述泵送室(38)内的出口阀座第一端(60a)延伸到位于所述泵送室(38)外部的出口阀座第二端(60b)。

3.如权利要求2所述的燃料泵(20)，其特征在于，所述出口阀座(60)包括延伸到所述出口阀座的出口阀座槽(60f)，

所述泵送柱塞(34)在上死点位置与下死点位置之间往复运动，在所述上死点位置处，所述泵送室(38)的体积被最小化，在所述下死点位置处，所述泵送室(38)的体积被最大化，

当所述泵送柱塞(34)处于所述上死点位置处时，所述泵送柱塞(34)的一部分位于所述出口阀座槽(60f)内。

4.如权利要求3所述的燃料泵(20)，其特征在于，所述出口阀座槽(60f)从所述出口阀座第一端(60a)延伸到所述出口阀座(60)中。

5.如权利要求3所述的燃料泵(20)，其特征在于，所述出口阀座槽(60f)与所述出口阀座流动通道(60c)相交。

6.如权利要求3所述的燃料泵(20)，其特征在于，所述出口阀座槽(60f)在平行于所述柱塞孔轴线(32)的方向上由横向于所述柱塞孔轴线(32)的出口阀座槽顶壁(60h)界定。

7.如权利要求6所述的燃料泵(20)，其特征在于，所述出口阀座槽顶壁(60h)垂直于所述柱塞孔轴线(32)。

8.如权利要求6所述的燃料泵(20)，其特征在于，所述出口阀座槽顶壁(60h)被所述出口阀座流动通道(60c)分成两部分。

9.如权利要求6所述的燃料泵(20)，其特征在于，所述出口阀座(60)包括成对面向彼此的出口阀座侧壁(60g)。

10.如权利要求9所述的燃料泵(20)，其特征在于，所述出口阀座侧壁(60g)彼此平行且平行于所述柱塞孔轴线(32)。

11.如权利要求1所述的燃料泵(20)，其特征在于，

所述出口阀座(60)沿所述出口阀孔轴线(43a)从位于所述泵送室(38)内的出口阀座第一端(60a)延伸到位于所述泵送室(38)外部的出口阀座第二端(60b)，

所述燃料泵(20)还包括出口配件(64)，所述出口配件位于所述出口阀座(60)的下游，

出口阀座减压通道(60l)轴向地形成在所述出口阀座第二端(60B)与所述出口配件(64)之间，

所述燃料泵壳体(28)包括燃料泵壳体减压通道(28a)，所述燃料泵壳体减压通道起始于所述出口阀孔(43)的与所述出口阀座减压通道(60l)对准的径向位置处，并终止于所述泵送室(38)中，

所述燃料泵(20)包括位于所述燃料泵壳体减压通道(28a)中的减压阀组件(48)，使得所述减压阀组件(48)允许燃料通过所述燃料泵壳体减压通道(28a)流入所述泵送室(38)中，并且使得所述减压阀组件(48)防止燃料通过所述燃料泵壳体减压通道(28a)流出所述泵送室(38)。

12.如权利要求11所述的燃料泵(20)，其特征在于，所述出口阀座减压通道(60l)轴向地延伸到所述出口阀座第二端(60b)中。

13.如权利要求11所述的燃料泵(20)，其特征在于，所述出口阀组件(42)还包括出口阀弹簧(62)，所述出口阀弹簧抵靠所述出口配件(64)并且朝向所述座置位置偏压所述出口阀构件(58)。

Images