CN113302394A - 燃料高压泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料高压泵,其具有能移动地布置在泵壳体(12)中的输送活塞(18)和由所述输送活塞(18)限界的输送室(16),用于燃料的入口和用于燃料的出口,其中,在所述入口和所述输送室(16)之间设置有朝向所述输送室(16)打开的入口阀(14)并且在所述输送室(16)和所述出口(34)之间布置有朝向所述出口(34)打开的出口阀(20)并且在所述输送室(16)和所述出口(34)之间还布置有朝向所述输送室(16)打开的限压阀(22),其中,所述限压阀(22)包括阀元件(44)和阀体(46),所述阀体将所述阀元件(44)逆着所述限压阀(22)的打开方向压向所述限压阀(22)的阀座(42),其特征在于,所述阀体(46)在直径为D的柱形通道(26)中在所述阀体(46)的长度L上在其外周(461)上能够以被紧密地引导的方式移动,并且L大于D/2。

Description

燃料高压泵
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的燃料高压泵。
背景技术
例如由DE102004013307 A1已知一种用于汽油直接喷射的内燃机的燃料系统的燃料高压泵,该燃料高压泵具有限压阀。
限压阀防止在燃料系统的高压存储器中的压力强烈地升高。如果高压存储器中的压力达到过高的值,则在高压泵的抽吸行程中,限压阀朝向燃料系统的高压泵的输送室打开并且高压存储器中的压力不进一步升高,而是燃料从高压存储器被排出到输送室中。在此,当高压存储器中的压力这样大,使得在高压存储器和输送室之间在高压泵的抽吸行程中出现的压力差超过限压阀的打开压力时,限压阀打开。
发明内容
本发明基于这样的观察,即在燃料高压泵的运行中,在输送室的区域中以及在限压阀的与输送室流体连接的下游区域中可能出现液压振动,并且本发明还基于这样的观察,即该液压振动可能引起在阀体与阀元件之间的径向方向上的相对运动和在阀元件与阀座之间的径向方向上的相对运动,并且这些径向方向上的相对运动导致在接触部位上的磨损。
因为在这些部位上的磨损减小了打开限压阀所需的力,所说明的磨损机制最终导致燃料高压泵不再能够以最初设置的压力来压缩燃料。
相反,通过根据本发明的措施,即阀体在直径为D的柱形通道中在阀体的大于D/2的长度L上能够在其外周上被紧密引导地移动实现了,限压阀的与输送室流体连接的下游区域中的液压振动几乎不能引起在阀体与阀元件之间的径向方向上的相对运动并且几乎不能引起在阀元件与阀座之间的径向方向上的相对运动。因此,也几乎不出现与该径向相对运动相关的磨损并且打开限压阀所需的力很大程度上保持恒定。因此,燃料高压泵可以在其整个使用寿命期间不减小地生成最初设置的压力。
根据本发明,阀体在柱形通道中在阀体的长度L上能够在其外周上紧密引导地移动。在数量上,这尤其表现为,阀体可以在柱形通道中沿着在移动方向上所测量的整个长度L(阀体的外周所延伸的长度)在径向方向上具有不超过0.4毫米的间隙和/或可以倾斜不超过3°。所述阀体甚至可以这样紧密地被引导,使得阀体在柱形通道中沿着在移动方向上所测量的整个长度L在径向方向上具有不大于0.2毫米的间隙和/或可以倾斜不超过1.5°。
尤其通过L大于D/2进一步实现:阀体在柱形通道中几乎不能倾斜并且因此几乎不会出现阀元件与阀体之间的摩擦,并且几乎不会出现阀元件与阀座之间的摩擦。
换言之,阀体因此尤其具有这样的形状,使得在其外周上形成一个或多个引导面,所述引导面在移动方向上沿着长度L延伸并且尤其如上面定量地给定的那样与柱形通道的壁紧密地相对置。长度L相对于柱形通道的直径比现有技术中已知的明显更大,从而得到上述优点。
在本发明的扩展方案中甚至设置,L大于0.6D或者甚至大于0.7D。
本发明的扩展方案可以设置,阀体仅在一点上接触阀元件。例如,阀元件可以是贴靠在阀体的平坦面上的球体。
在本申请的范畴内,阀体与阀元件仅在一点上接触被理解为,如果不考虑阀体和阀元件的表面粗糙度和弹性变形性,则阀体将仅在一数学点上接触阀元件。然而,在实践中,阀体和阀元件总是具有一定粗糙度和一定弹性变形性,使得在多个点上发生实际接触或沿着具有不为零的较大面积的接触面发生实际接触。在实践中也可以实现在本申请的范畴内所理解的仅在一点上的接触。
阀体例如可以在面向阀元件的一侧上具有带有平坦底部的凹槽。阀元件可以尤其仅在一点上贴靠在该底部上。
阀体仅在一点上贴靠在阀元件上具有以下作用:实际上不会由阀体和阀元件传递力矩并且因此在阀体与阀元件之间还保留径向方向上的相对运动时也不会出现或不会明显地出现磨损。
可以设置,阀体具有远离阀元件指向的环形凸肩,螺旋弹簧贴靠在该环形凸肩上,该螺旋弹簧将阀体压抵着阀元件。在相对置的一侧上,螺旋弹簧例如可以支撑在泵壳体上或支撑在限压阀的单独的壳体上。此外,可以设置,阀体具有远离阀元件指向的销,该销被螺旋弹簧的指向阀元件的外螺旋线圈接收。液压振动可以在螺旋弹簧的区域中出现。通过该扩展本发明的措施可以有效地防止这种振动传递到阀体和阀元件上。
为了能够实现燃料在柱形通道内从面向阀元件的一侧朝背离阀元件的一侧流经所述阀体,可以设置,阀体在柱形通道中的紧密引导不是沿着阀体的整个外周进行,而是在阀体的外周上还设置至少一个溢流通道。也可以设置多个溢流通道。所述溢流通道的几何形状和布置尤其这样地选择,使得确保阀体在柱形通道中的紧密引导。
溢流通道例如可以是在阀体的外周上的削平部或缺口。
附加地或替代地也可以设置,阀体在轴向中间区域中以减小的直径实施,使得阀体在该区域中在柱形通道中尤其不紧密地被引导,而是尤其仅在轴向方向上在该中间区域之前和之后紧密地被引导。长度L在本申请的范畴内被理解为:该长度不由此改变,即该长度超过中间区域沿着阀体的整个延伸尺度延伸,阀体在该延伸尺度中在柱形通道中紧密地被引导。
附加地可以设置,阀体具有轴向孔,该轴向孔从阀体的背离阀元件的一侧出发。
附加地可以设置,阀体具有一个另外的孔,该另外的孔垂直于轴向孔并且与轴向孔相交。所述另外的孔例如从阀体的具有减小的直径的轴向中间区域出发。
也可以存在两个这样的另外的孔,它们尤其可以相交、尤其可以相对彼此成直角。
阀体的具有减小的直径的轴向中间区域的实施方式以及设置轴向孔和另外的孔的技术效果在于,在限压阀的与输送室流体连接的下游区域中的液压振动被阻尼,这导致磨损减少。
阀体例如可以在横截面中具有规则n角形的形状(即例如规则三角形或者规则四边形等等),其中,阀体的棱边在横截面中看起来是规则n角形的角,所述棱边在溢流方向上延伸并且阀体在柱形通道中在这些棱边处被紧密地引导。
规则n角形中的角例如可以被倒圆或倒棱(根据DIN ISO 13715:2000-12)。
附图说明
本发明的其它特征、应用可能性和优点从下面本发明实施例的说明中得到,所述实施例借助附图来阐述。
图1根据本发明的燃料高压泵的第一实施方式的纵截面;
图2图1的限压阀的放大的细节示图;
图3图2的限压阀的阀体的立体视图;
图4a、4b替代的限压阀和替代的阀体的两个视图;
图5由现有技术已知的限压阀的示图,用于直观说明被本发明克服的缺点。
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整体上带有附图标记10。燃料高压泵10具有整体上基本柱形的泵壳体12,燃料高压泵10的主要部件布置在该泵壳体中或该泵壳体上。因此,燃料高压泵10具有一个入口及量控制阀14、布置在输送室16中的可通过未示出的驱动轴置于往复运动中的输送活塞18、出口阀20和限压阀22。
在壳体12中存在柱形的第一通道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引导至柱形的第二通道26,该第二通道与第一通道24成90°角度地布置并且在所述第二通道中容纳有限压阀22。在图1中,泵壳体12的纵轴线带有附图标记28,柱形通道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。
在运行中,输送活塞18在抽吸行程中将燃料,例如燃料如汽油通过入口及量控制阀14吸入到输送室16中。在输送行程中,处于输送室16中的燃料被压缩并且通过出口阀20例如被排出到高压区域32中,例如至燃料收集管路(“轨”),在那里燃料在高压下被储存。高压区域32通过构造为出口接管的出口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操纵的入口及量控制阀14被调设。当在高压区域中存在不允许的过压时,限压阀22打开,由此,燃料可以从高压区域32流到输送室16中。
如上面已经提到的那样,限压阀22在打开状态下将高压区域32与燃料高压泵10的输送室16连接。在此,当出口侧的高压区域32与燃料高压泵10的输送室16之间的压力差超过极限值时,限压阀22打开。因此,通过限压阀22防止出口侧的高压区域32中的压力不允许地高。
现在,尤其参照图2更详细地阐述限压阀22的部件。首先,压入到柱形通道26中的套筒状阀座体38属于限压阀22。在阀座体38的图2中的右侧上构造有例如平坦的(即锥形的)阀座42,该阀座与例如具有阀球形状的阀元件44密封地共同作用。
替代地,阀座42与阀元件44之间的接触部位也可以与示例不同地实施,例如实施为凹形-凸形接触或实施为具有座角度差的平面-平面接触。接触部位尤其能够以这些减小磨损的优选形状实施。
此外,支撑在泵壳体12上的螺旋弹簧52属于限压阀22,该螺旋弹簧52将阀体46压抵着阀元件44。
阀体46在背离阀元件44的一侧上具有环形凸肩464,螺旋弹簧52贴靠在该环形凸肩上,并且阀体46在背离阀元件44的一侧上还具有远离阀元件指向的销465,该销被螺旋弹簧52的指向阀元件44的外螺旋线圈521接收。
阀体46在面向阀元件44的一侧上具有带有平坦底部463的凹槽462,阀元件44仅以一点50贴靠在所述底部上。
如在图3中可看到,阀体46可以具有形状相应于带有圆角的正方形的横截面。因此,在示例中,在阀体46上构造有四个棱边469,阀体46沿着所述棱边在柱形通道26中紧密地被引导。阀体46可以沿着阀体46的平坦侧面被溢流,这些侧面在此构造为削平部468。
本发明设置,通道26的直径具有值D,并且阀体46在柱形通道26中紧密地被引导的长度具有值L。在该示例中,L大于0.7D。
在图4a和图4b所示的示例中设置,阀体46在轴向中间区域104中以减小的直径实施,使得在该区域104中,阀体在柱形通道26中尽可能不被紧密地引导,而是在轴向方向上仅在该中间区域104之前和之后被紧密地引导。长度L由此不改变,即该长度超过中间区域104沿着阀体46的整个延伸尺度延伸,阀体在该延伸尺度中在柱形通道26中紧密地被引导。
附加地,阀体46在该示例中具有轴向孔103,该轴向孔从阀体46的背离阀元件44的一侧出发。附加地,阀体46具有两个另外的孔101、102,这两个另外的孔相对彼此垂直并垂直于轴向孔103,并且彼此相交并与轴向孔相交。所述另外的孔101、102在示例中从阀体46的具有减小的直径的轴向中间区域104出发。
根据现有技术中的限压阀122,在图5中再次阐述损伤机制,该损伤机制已经被本发明克服:在限压阀122的与输送室流体连接的下游区域中的液压振动在螺旋弹簧152的区域中产生径向振动300。这引起在阀体146与阀元件144以及阀元件与阀座142之间的在径向方向上的相对运动。这些相对运动通过小箭头200表示并且导致磨损。在根据本发明的燃料高压泵(图1至图4)中不再出现这种磨损机制。

Claims (12)

1.一种燃料高压泵,其具有能移动地布置在泵壳体(12)中的输送活塞(18)和由所述输送活塞(18)限界的输送室(16)、用于燃料的入口和用于燃料的出口,其中,在所述入口与所述输送室(16)之间设置有朝向所述输送室(16)打开的入口阀(14)并且在所述输送室(16)与所述出口(34)之间布置有朝向所述出口(34)打开的出口阀(20),并且在所述输送室(16)与所述出口(34)之间还布置有朝向所述输送室(16)打开的限压阀(22),其中,所述限压阀(22)包括阀元件(44)并且包括阀体(46),所述阀体将所述阀元件(44)逆着所述限压阀(22)的打开方向压向所述限压阀(22)的阀座(42),其特征在于,所述阀体(46)在直径为D的柱形通道(26)中在所述阀体(46)的长度L上能够以在该阀体的外周(461)上被紧密地引导的方式移动,并且L大于D/2。
2.根据权利要求1所述的燃料高压泵,其特征在于,所述阀体(46)仅在一点(50)上接触所述阀元件(44)。
3.根据前述权利要求所述的燃料高压泵,其特征在于,所述阀体(46)在面向所述阀元件(44)的一侧上具有凹槽(462),该凹槽具有平坦底部(463),并且仅所述一点(50)位于所述阀体(46)的平坦底部(463)上。
4.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,所述阀体(46)具有远离所述阀元件(44)指向的环形凸肩(464),螺旋弹簧(52)贴靠在所述环形凸肩上,所述螺旋弹簧将所述阀体(46)压抵着所述阀元件(44)。
5.根据前述权利要求所述的燃料高压泵,其特征在于,所述阀体(46)具有远离所述阀元件(44)指向的销(465),所述销被所述螺旋弹簧(52)的外部的、指向所述阀元件(44)的螺旋线圈(521)接收。
6.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,所述阀体(46)在所述柱形通道(26)中的紧密引导不是沿着所述阀体(46)的整个外周(461)进行,而是仅沿着一个引导面(466)或沿着多个引导面(466)进行,并且在所述阀体(46)的外周(461)上还设置有至少一个溢流通道(467),通过所述溢流通道能够实现所述阀体(46)被燃料流经。
7.根据前述权利要求所述的燃料高压泵,其特征在于,所述溢流通道(467)是在所述阀体(46)的外周(461)上的削平部(468)或缺口。
8.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,所述阀体(46)在横截面中具有规则n角形的形状,其中,所述阀体(469)的棱边(469)在横截面中看起来是规则n角形的角,所述棱边在溢流方向上延伸,并且所述阀体(46)在所述柱形通道(26)中在所述棱边处被紧密地引导。
9.根据前述权利要求所述的燃料高压泵,其特征在于,所述角被倒圆或倒棱。
10.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,所述阀体(46)在轴向中间区域(104)中以减小的直径实施。
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,所述阀体(46)具有轴向孔(103)并且附加地具有两个另外的孔(102),所述轴向孔从所述阀体(46)的背离所述阀元件(44)的一侧出发,所述两个另外的孔彼此垂直并且垂直于所述轴向孔(103)以及彼此相交并且与所述轴向孔(103)相交,并且所述两个另外的孔从所述阀体(46)的轴向中间区域(104)出发。
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,阀座(42)与阀元件(44)之间的接触部位实施为凹形-凸形接触,或者实施为具有座角度差的平面-平面接触。
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