CN1222952A - 用于内燃机的喷油泵 - Google Patents

Abstract

这里建议一种用于内燃机的喷油泵,具有一个安装在壳体孔(5)内的分配泵活塞(6),这个活塞在其外壳面上有一个分配槽(12)、一个与减压腔相连接的装油槽(18),以及一个压力平衡面(36),它向分配槽(12)这样构成了第一个泄漏段(39)并且向一个环形槽(20)这样构成了第二个泄漏段(42),使得否则总是被孔(5)内壁封闭的压力平衡面,通过通向压力平衡面(36)的第一个泄漏段(39)供应高压燃油,然后它们又通过通向环形槽(20)的第二个泄漏段(42)减压。通过把压力平衡面(36)安置在分配槽(12)直径上相反的对面,可以在高压输送阶段期间,很好地平衡作用在分配泵活塞上的力,其中,通过借助于所述泄漏段的压力供应,使这些平衡力适应当时的压力水平和分配泵活塞的负荷。

Description

用于内燃机的喷油泵

技术水平

本发明涉及到的是按照权利要求1类型的、用于内燃机的喷油泵。从DE-C-24 49 332中公知这种喷油泵，它具有一个泵活塞，泵活塞在壳体孔中被往复和同时也旋转驱动。在这里，泵活塞出口用做分配孔，通过这个孔，一个接一个地向不同的压力管供应高压燃油。在这种公知的喷油泵中，与分配孔相对，在泵活塞外壳面内设置了一个纵向槽，纵向槽始终与在高压下输入分配孔的燃油相连。采用这样一种构造，与分配孔相反地，在泵活塞和壳体孔之间这样施加压力，使泵活塞均匀地受到压力，并且减少了活塞在壳体孔内咬住的可能性。这个附加的槽，有规律地与没有参与喷油的压力管或者喷油管相连接，并且同一个同时通过分配孔打开的喷油管一起，在泵活塞抽吸过程中，在这些管子之间进行压力平衡。

这个构造的缺点是，尽管在泵活塞上达到了力平衡，由于大面积的槽，在运动部件的壳体表面内润滑油膜中断，同时是泵活塞和分配器的运动部件，在其在壳体孔中旋转时，应该具有这个润滑油膜。

本发明的优点

相反，按照本发明的、具有权利要求1特征的喷油泵的优点是，通过按照本发明的压力平衡面可以产生一个与运动部件旋转位置无关的平衡力，因为压力平衡面始终保持封闭。在这里，可以通过测量第一个和第二个泄漏段，以所希望的方式调节压力，这个压力在压力平衡面范围内被调节，而且被从高压源的输出压力排出到相邻的出口，除此之外，在这里，这个构造的优点是，在出口范围产生高压时，随着间歇进行高压喷油，一方面由于运动部件，另一方面由于壳体孔的变形，这样影响泄漏段的大小、特别是其有效通流截面，以减小在第二个泄漏段上的流出截面和加大在第一个泄漏段上的流入截面。因此，在压力平衡面范围内，压力随着高压增长而超比例升高。这个快速升高的压力，产生了更高的补偿力，平衡在出口范围内在高压升高时在那里形成的力。所以，由力的总和产生的横向力，只慢慢地随着高压源的、变高的压力水平升高。另一方面，通过补偿力，可以减小在运动部件和容纳运动部件的壳体孔处的变形。在运动部件中，这些变形是在椭圆形截面的方向中圆形截面的压平，在壳体孔中，同样是带有椭圆形截面的孔扩大，其中，各横截面的主轴线是相互垂直的。在减小这个变形时，垂直于引起的变形也产生了小的横向收缩或者横向扩大，这样，在基本确定这些部件尺寸方面，可以相互实现在运动部件和壳体孔之间的较小间隙。随着这个间隙的减小，改善了高压喷油量的平衡，减少了由于这个间隙形成的泄漏损失。这是在可靠的工作方式中进行的，没有由于又变得狭窄的间隙、在相互配置的部件之间引起较大的单位面积压力而导致运动部件在壳体孔内咬住的危险。

按照权利要求2，有利的构造是，第二个泄漏段的长度基本上是第一个泄漏段长度的两倍，这可以使流入压力平衡面的高压燃油量和从这个压力平衡面流出到减压腔的燃油量得到平衡。用泄漏段的长度和被调节的横截面，可以调节在压力平衡面范围内形成的压力。

在另一个有利的构造中，在按照权利要求3的分配式喷油泵中实现了按照本发明的解决方案。

为了压力平衡面有目标地定位或者在运动部件所希望的圆周范围内安排多个压力平衡面，按照权利要求4，压力平衡面有利地作为一个纵向槽、或者在旋转运动部件轴线的纵向方向延伸的扁平面或者磨削面构成。通过这个纵向槽的长度，可以有利地在压力平衡面范围内确定压力区，而且，在通常具有的导送高压槽或者减压槽之间以容易制造和实现的方式，在运动部件外壳面范围内安排一个这样的压力平衡面。

按照权利要求5，以有利的方式，设置一个继续导送的槽，它主要用来在对调节有利的外壳面部位调节所要求的间隙长度。在这里，压力平衡面是隔开的，距离高压输送出口比较远，通过这个继续导送的槽或者削槽到达所要求的这个出口附近，以便在那里定义出第一个泄漏段。也可以通过这个继续导送槽适当地调节通向减压侧的泄漏段长度。

按照权利要求6，使按照权利要求5的压力平衡面的部分延伸段基本上与运动部件轴线的一个径向平面平行地伸展，使得可以尽可能地在外壳面圆周范围内安排压力平衡面，该出口也设置在该圆周范围内，要考虑的是，在泵活塞往复运动期间，压力平衡槽不能到达离开壳体孔的减压孔范围。

以公知的方式，按照权利要求7的分配孔被构造为纵向槽，其中，按照权利要求8，从压力平衡面引出的继续导送槽被构造为部分环形槽，这个槽在轴向上在分配纵向槽的下面或者上面终止，并且在那里定义出第一个泄漏段。在这里，第二个泄漏段由压力平衡面和同样在圆周方向延伸的通道构成，这个通道与喷油泵的一个减压腔相连接。有利的是，按照权利要求11和12，设置了多个压力平衡面，其中，按照权利要求13，有利的是，压力平衡面的面积大于出口面积，它由喷油泵高压源的高压直接施加压力。

在附图中介绍了本发明的四个实施例，并且在下面的说明中详细地进行了介绍，其中，

图1以剖面图的形式简单地示出了一个喷油泵，图2是一个分配活塞的视图，如它在图1泵中被使用的那样，图3是一个沿着Ⅲ-Ⅲ线把按照图2的分配活塞剖开的剖面图，图4是按照图2的分配活塞的展开图，同所配置的壳体孔的内壁一起，示出了在第一构造中从这里引出的压力管，图5是一个沿着图2V-V线和沿着容纳泵活塞的、具有壳体孔的壳体部分把泵活塞剖开的剖面图，图6借助于泵活塞的展开图示出了本发明的第二个实施例，图7借助于泵活塞的展开图示出了本发明的第三个实施例，图8示出了本发明的第四个实施例，具有一个附加的环形槽。

实施例的说明

借助于一个往复式活塞结构形式的分配式喷油泵，在下面介绍了本发明。在这种分配式喷油泵的一个壳体1中，设置了一个压入泵头3的油缸衬套4，一个分配泵活塞6被导入其轴向孔5中，分配泵活塞通过一个没有继续示出的凸轮传动机构，不仅做往复运动，而且也做旋转运动。在其做往复运动过程中，分配泵活塞这样改变被其端侧在油缸衬套4内围成的一个泵工作腔8，使这个泵工作腔在泵活塞向下行程时被变大，该向下行程同时是一个抽吸行程，在泵活塞向上行程时，相应于一个输送行程该工作腔被变小，输送由这个泵工作腔8来的达到高压的燃油。在此，分配泵活塞具有一个起始于其端面9的输送通道10，这个通道在分配泵活塞外壳面11通到作为泵工作腔8出口的分配孔12内。特别是，这个分配孔被构造成纵向槽。在其旋转运动期间，分配孔在泵活塞输送行程时分别同多个压力管14中的一个相连接，这些压力管分别作为喷油管通向一个喷油阀15并且根据待供油的喷油阀分布配置在轴向孔5的内表面圆周上。在每个压力管中，特别设置了一个供油阀17，例如，作为压力平衡阀或者作为具有一个阀元件的阀，该阀在喷油阀和喷油泵之间具有一个始终打开的节流连接。为了在进行了卸压或者进行了喷油之后调节压力管中均匀的输出压力，在泵活塞6外壳面11内设置了一个装油槽18，该槽通过分配泵活塞6内的一个纵向通道19与分配泵活塞外壳面内的一个环形槽20相连接。这个环形槽同油缸衬套内的减压孔22相连接，该减压孔通到喷油泵的泵抽吸腔24，该腔由一个从油箱27中抽油的输油泵25供油，必要时，在这之间安装另外一个预输油泵。借助于一个与输油泵25并联的压力控制阀26，调节泵抽吸腔内的压力。在此，这个压力用做燃油的低压源(24)，在泵活塞抽吸行程期间向泵工作腔8装油，例如通过装油槽18进行压力平衡，并且减压和容纳从泵工作腔压出的、没有参与喷油的燃油部分。也可以用这个取决于转速的压力来控制喷油开始调节。

没有参与喷油的燃油部分，用一个电磁阀29控制，电磁阀的阀元件30在从电磁阀阀座离开时，在泵工作腔8和通向泵抽吸腔24的抽吸通道32之间使一个连接孔31导通。这个连接一方面在泵活塞抽吸行程时用于向泵工作腔装油，另一方面，如已经提到的，用于通过一定的、定义的泵活塞行程使泵工作腔减压。它可以位于真正有效输油的泵活塞行程之前，用于确定喷油开始，在所要求的喷油量喷射之后，用于确定高压喷油结束。在这里，电磁阀由一个控制装置34电控制。

图1示出了公知的分配式喷油泵的构造，这种喷油泵具有用于控制喷油量的电磁阀。然而，在图2中才可以看到按照本发明的一种构造。在那里示出的泵活塞中，可以清楚地看到分配槽12、装油槽18和压力平衡面36。在这里，分配孔12和装油槽被构造成纵向槽。压力平衡面36同样是纵向槽状的，例如以磨削面的形式构成。这些与分配槽12在直径上相反对置的压力平衡面，同一个部分环形槽37相连接，这个部分环形槽延伸至分配槽12的下面。在图3的剖面图中，清楚地示出了压力平衡面36、分配槽12和装油槽18的配置，也可看到画成虚线的部分环形槽37。在这里，不采用磨削面的形式，压力平衡面36也可以同样好地被做成另外的扁平面，同样，部分环形槽可以作为磨削面被构造。在其靠近分配孔12时，环形槽以与其垂直的间距限制出第一个泄漏段39。同样，在分配泵活塞6的外壳面11上，可以看到环形槽20，它在图1中已经示出并且构成了泵活塞密封外壳面的下界限，在另一侧上，该密封表面由部分环形槽37限制。

在图4中，在泵活塞外壳面的展开图中以压力管通入轴向孔5的入口14的配置清楚地示出了这种关系。从端面9得出的线作为上界限，环形槽20作为下界限。在这之间，压力管14的入口以相同的角度间距相互位于一个共同的径向平面内。另外，以虚线的方式示出了分配孔12，在完全旋转之后其相应的位置是12′。大约在这两个位置之间的中部，压力平衡面36以大于泄漏段长度的可靠间距，位于由最下面的、远离泵工作腔的、压力管14的界限决定的径向平面的下面。从这个作为磨削面或者扁平面构成的压力平衡面36，从其最上面的、在泵工作腔一侧的界限起，引出了部分环形槽37，它与分配活塞6的一个径向平面平行。如人们在这里已经清楚地看到的那样，部分环形槽是这样终止的，从轴向方向看，部分环形槽和分配孔12是重叠的，其中，在部分环形槽37和分配孔最下面的界限边缘40之间，通过分配泵活塞外壳面和轴向孔5表面之间存在的间隙，构成了第一个泄漏段39。通过在下面的、远离泵工作腔8的界限边缘43和环形槽20之间的垂直间距构成了第二个泄漏段42。除此之外，在展开图中，还有装油槽18，该装油槽位于分配孔12和压力平衡面36之间的中间部位内。从圆周方向看，它与分配孔12在很大一部分上这样重叠，使得在泵活塞6旋转时，这个装油槽也可以与压力管14的单个入口相连接。用包围压力平衡面36的线44标出了瞬时相同高压力的一条线，这个压力是在泵活塞输送行程时，在分配泵活塞6的外壳面和壳体孔之间的范围内产生的。人们看到，在高压输油情况下，分配槽周围至外壳面11和壳体孔之间的间隙内被施加高压负荷。这个高压在另一侧在与抽吸腔24相连接的装油槽18范围内下降，在没有参与高压喷油的压力管14的入口范围内也如此。除了上述的泄漏段42之外，也可以通过压力平衡面36的最近界限边到装油槽18或者到间歇减压的压力管14之一之间的间距，作为第二个泄漏段42a或者42b代替地或者附加地构成了一个泄漏段。

在这样构成的喷油泵中，分配孔间歇地被来自泵工作腔的高压施加负荷。在示出的情况下，分配孔同压力管的一个入口14相连接，以进行向喷油阀15的输送。在这里，分配泵活塞6和油缸衬套4被在分配槽12上形成的高压施加高负荷。在按照图5的剖面图中，过高地示出了这个状态，在这里，为了更好地示出，避开了装油槽18的剖面图。人们从图5中可以了解到分配槽12和压力平衡面36的扁平面以及虚线画出的部分环形槽37的分布，部分环形槽通到压力平衡面36里，并且在分配槽12的下面开始，从但是与分配槽不接触。在施加压力时，高压一方面在分配槽12这样产生衬套的一个扩大同时这样产生分配泵活塞6的一个压平，使得与分配泵活塞和油缸衬套4孔之间的正常间隙45不同地在这一侧上形成了一个大的多的间距47，这有利于可能的泄漏流出。在与分配槽12相反相对的一侧，正常间隙完全大大减小。在这个范围内，同时也大大减小了可能的泄漏段的横截面，在此，特别是第二个泄漏段42的横截面，其后果是，通过第一个泄漏段，在扩大的间距47范围内，相对多的燃油可以在高压下流入部分环形槽37，并且到达压力平衡面36。由于在那里通过第二个泄漏段42缺少或者降低流出，在那里导致了压力大大升高，这个压力高于在正常间隙大小下在四周相同几何间隙时的压力。压力的提高对分配泵活塞产生了高的反作用力，这个反作用力抵制了在分配孔12范围内由施加压力负荷产生的力。用这种方式，由压力平衡面产生的平衡力，动态地适应当时的压力水平。这样，在分配泵活塞和容纳泵活塞的轴向孔5之间的正常间隙比没有采用按照本发明力平衡的间隙小。在分配泵整个运行期间，它产生了很小的泄漏损失，从而也就提高了泵的效率并且能够产生更高的喷油压力的。此外，通过力分布保证了，在这个可被减小的间隙中，仍然避免了相互运动部件表面的强烈接触，克制了咬死的危险。在这里，通过按照本发明压力平衡面的、具有通向分配槽12的第一个泄漏段和通向环形槽20的第二个泄漏段42的配置，有相当高的表面范围可供使用，它在轴向孔5内支撑分配泵活塞6，附加通过端面9和环形槽20之间的这个大的长度，使到低压侧的泄漏损失保持较小。这点和与泵工作腔内压力分布相适应的动态压力平衡，导致一个泄漏损失小、运行可靠性高的可靠结构。

在图6中示出了图4泵活塞的一个替代结构，还是以外壳面展开图的形式。与图4实施例不同的是，在这里，不是采用一个，而是采用两个压力平衡面36a和36b，它们相对于装油槽18对称分布，装油槽又与分配槽12在直径上相反对置。这两个压力平衡面36a和36b又通过一个部分环形槽37’相互连接，即，这个部分环形槽在一个部位的开口下几乎绕了360°，从圆周方向看，在该部位装油槽18与压力平衡面36a和36b重叠。又通过部分环形槽37和分配槽12的下边缘40之间的垂直间距构成了第一个泄漏段39，在压力平衡面36a或者36b的下界限边43和环形槽20之间又构成了第二个泄漏段。压力平衡面特别是相对分配槽12各旋转120°配置。除了第二个泄漏段的这个位置，在压力平衡面36a或者36b和装油槽18之间也还可以构成一个泄漏段。

在图7中示出了第三个实施例，它是以图4中的实施例为依据。然而，在那里，除了压力平衡面136a之外，还设置了一个压力区限制面136b，它们通过一个环形通道137相互贯通连接。在这里，在压力平衡面136a的下界限43和环形槽20之间又构成了第二个泄漏段42。与此相反，第一个泄漏段139现在位于压力区限制面136b的上界限边和分配孔12的下界限边40之间。为此，压力区限制面136b与分配孔12被配置在一条线上，也就是说，共同的中心线构成了分配泵活塞外壳面11的母线。在这个结构中，通过压力平衡面136a产生一个平衡力，而压力区限制面136b主要用于提供平衡压力，但是也限制分配槽压力区，从而限制横向力。

在图8中示出了第四个实施例，它是以图6中的实施例为依据。然而，在那里代替装油槽18设置了两个装油孔118a和118b，它们承担装油功能。装油孔118a和118b的配置是这样选择的，在一个完整工作节拍(抽吸/输送)期间，它们分别同喷油管14之一重叠，特别是相对分配槽90°配置装油孔。在压力平衡面36a和36b的下界限边43和在分配泵活塞外壳面上环绕的附加环形槽48之间构造了第二个泄露间隙142，这个附加环形槽位于环形槽20的上面，在附加环形槽48和环形槽20之间构成了第三个泄漏段49，在那里从附加环形槽48通过圆周流到环形槽20的泄漏容积，根据在分配泵活塞圆周上的间隙尺寸分布，可以是不同的，通过此，形成了不同的压力比，这有利于力平衡。在这里，第三个泄漏段49同第二个泄漏段相比，基本上是其2.5倍。

Claims (16)

1．用于内燃机的喷油泵，它具有一个安装在壳体孔(5)内的运动部件(6)，该部件在其外壳面(11)上具有一个出口(12)，这个出口通过一个在运动部件(6)内的通道(10)，从一个高压源(8)被间歇地供应处于高压下的燃油，在运动部件(6)运动过程中，同一个从壳体孔(5)引出的、用于传输由高压源输送的燃油的压力管(14)相连接，在部件(6)的外壳面(11)上，至少设置了有一个由高压加压的压力平衡面(36；36a,36b；136a,136b)，这个平衡面特别被安置在该外壳面(11)的背对出口(12)的一侧上，其特征是，

压力平衡面(36；36a,36b；136a,136b)，在运动部件(6)运动过程中，始终被壳体孔(5)的内壁遮盖，保持封闭，通过在运动部件(6)外壳面(11)和壳体孔(5)内壁之间的第一个泄漏段(39)与喷油泵导送高压的部件(12)相连接，通过第二个泄漏段(42)与在运动部件(6)外壳面(11)和壳体孔(5)之间的、同低压源(24)相连接的部分(20)相连接。

2．按照权利要求1所述的喷油泵，其特征是，

第二个泄漏段(42)基本上是第一个泄漏段(39)的两倍长。

3．按照权利要求1或者2所述的喷油泵，其特征是，

运动部件是一个旋转驱动的分配器(6)，它具有一个作为出口的分配孔(12)，分配孔被周期性地供应处于高压下的燃油，并且在分配器(6)旋转过程中，相继与在分配器(6)周围从壳体孔(5)引出的压力管(14)相连接，继续导送向各喷油阀的、在高压下被输送到分配孔(12)的燃油。

4．按照权利要求1至3所述的喷油泵，其特征是，至少一个压力平衡面(36；36a,36b；136a,136b)是一个纵向槽，或者是一个在与旋转运动部件的轴线平行的纵向方向上延伸的扁平面或者磨削面。

5．按照权利要求1至4所述的喷油泵，其特征是，

运动部件(6)的压力平衡面(36；36a,36b；136a,136b)至少具有一个尤其是以继续导送的槽或者削槽(37,37’137)形式的部分延伸段，它们被加到外壳面上，并且达到外壳面(11)的一个部位，在该个部位内，在运动部件(6)和壳体孔(5)之间存在一个定义为第一个泄漏段(39)的、距离导送高压部件的最小间距。

6．按照权利要求5所述的喷油泵，其特征是，

压力平衡面的部分延伸段(37,37’,137)，基本上与运动部件(6)轴线的一个径向平面平行地伸展。

7．按照权利要求5或者6所述的喷油泵，其特征是，

导送高压部件是一个补加到运动部件外壳面的分配孔，特别是一个分配器纵向槽(12)。

8．按照前面权利要求5至7之一所述的喷油泵，其特征是，

槽或者削槽(36；36a,36b；136a,136b)和/或者第二个槽或者削槽以与运动部件的一个径向平面平行的部分环槽(37,37’)的形式被构成，其端部相对于导送高压的部件(12)位于轴向上的重叠中。

9．按照前述权利要求之一所述的喷油泵，其特征是，

第二个泄漏段(42)被构造在压力平衡面(36；36a,36b；136a)和位于运动部件圆周方向、相邻的、与低压源(24)相连接部分(18)之间。

10．按照权利要求9所述的喷油泵，其特征是，

与低压源相连接的部分伸展到运动部件(6)外壳面(11)中的一个环形槽内(20)。

11．按照前述权利要求4至11之一所述的喷油泵，其特征是，

设置了多个压力平衡面，它们相互通过一个与运动部件(6)轴线的一个径向平面平行延伸的、补加到外壳面的、环绕的槽(137)或者削槽连接。

12．按照权利要求9所述的喷油泵，其特征是，

在运动部件(6)外壳面(11)内，对称于一个装油槽(18)设置了两个压力平衡面(36a,36b)，它们基本上被安置在分配槽的对面，这个装油槽(18)在运动部件(6)旋转循环中，使压力管(14)与减压腔相连接。

13．按照前述权利要求之一所述的喷油泵，其特征是，

平衡面(36)的大小相当于出口(12)的面积。

14．按照权利要求11所述的喷油泵，其特征是，

在运动部件(6)的外壳面(11)内，设置了两个压力平衡面(36a,36b)，这两个平衡面相互间并且到分配槽(12)基本上有相同的角度间距，此外，设置了两个装油孔(118a,118b)，它们在运动部件(6)旋转循环中，使没有被施加喷油压力的、作为同低压源相连接部分的压力管(14)与减压腔相连接，它们相互间和与分配槽(12)的角距由压力管(14)的入口来决定，在这里，它们基本上位于两个压力平衡面的对面。

15．按照权利要求14所述的喷油泵，其特征是，

在平衡面(36a,36b)和同低压源(24)相连接的环形槽(20)之间设置了一个附加的环形槽(48)，在这个环形槽和环形槽(20)之间构成了第三个泄漏段(49)。

16．按照权利要求15所述的喷油泵，其特征是，

第三个泄漏段(49)的长度基本上是第二个泄漏段(142)长度的2.5倍。

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