CN1372074A - 高压活塞缸装置 - Google Patents

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Abstract

一种高压活塞缸装置(1)且尤其是用于内燃机的高压输送泵,它包括一个带有缸筒(3a)的缸(3)和一个可在缸筒中沿一移动方向(V)导向移动的活塞(2),缸(3)具有一个通入缸筒(3a)的燃料供给口(3b),缸筒(3a)在燃料供给口(3b)和低压端(3d)之间具有一段内腔长度(F),活塞(2)或缸筒(3a)至少具有在移动方向(V)上间隔设置的第一、第二横槽(2c、2d),其特征在于,第一横槽(2c)通过一条连接通道(2b)与燃料供给口(3b)导流连通,第二横槽(2d)通过一条连接通道(2c)与低压端(3d)导流连通。

Description

高压活塞缸装置
技术领域
本发明涉及如权利要求1前序所述的高压活塞缸装置。
背景技术
专利公开出版物WO89/10479揭示了一种高压活塞缸装置，它适合用作高压泵如柴油发动机的高压输送泵。这种高压输送泵被设计用于至少1000巴的喷射压力。在这种高压输送泵工作时，因材料负载高而存在这样的风险，即活塞在缸导向面上被咬住了。
已知的高压输送泵的缺点是，活塞咬住危险发生在高压和/或高冲程频率的情况下。
发明内容
本发明的目的是要形成这样一种高压活活塞缸装置，即即便压力和/或冲程频率很高，活塞也不易于在缸导向面上被咬住。
通过具有权利要求1特征的高压活塞缸装置而实现了上述目的。在权利要求2-11中要求保护其它有利的实施例。
尤其通过这样的高压活塞缸装置而实现了上述目的，即它包括一个带缸筒的缸和一个可在缸筒中沿一个移动方向导向移动的活塞，缸具有一个通入缸筒的燃料供给口，缸筒在燃料供给口和低压端之间具有一段内腔长度，活塞或缸筒具有至少第一和第二横槽，所述横槽如此间隔设置在移动方向上，即第一横槽通过一条连接通道与燃料供给口导流连通，第二横槽通过一条连接通道与低压端导流连通。
第一、第二横槽最好以一段小于内腔长度的密封长度相互间隔。这种布局具有这样的优势，即内腔引导活塞的长度被设计成比较长，这可是实现可靠的活塞引导，密封长度被设计成比较短，从而在燃料供给口和低压端之间产生了足够大的空隙。这种空隙允许活塞和缸被冷却和/或润滑，从而避免了泵的过热或甚至活塞咬住。本发明的高压活塞缸装置还具有这样的优点，即它可以不发生过度磨损地在高冲程频率或以高传输功率运行。
在一个有利的实施例中，密封长度约等于5mm，但内腔长度如等于100mm，从而密封长度被设计成明显小于内腔长度。这样的结构具有这样的优势，即一方面活塞在缸中被可靠地引导，另一方面，活塞被充分冷却。
横槽最好被设计成环形，这产生了这样的优点，即燃料和进而通过燃料产生的压力分布在横槽四周上，由此一来，使活塞在缸内位于中央。此外，横槽具有在其内收集杂质颗粒的特性，从而这些杂质颗粒不能或几乎无法在缸内移动。
附图说明
以下，结合实施例来详细说明本发明，其中：
图1是高压活塞缸装置的纵截面图；
图2是活塞的透视图；
图3是沿图1的剖面线A-A的横截面图；
图4是内燃机高压输送泵的纵截面图；
图5是高压活塞缸装置的另一个纵截面图；
图6是另一个活塞的透视图；
图7是另一个活塞的透视图；
图8是高压活塞缸装置的另一个纵截面图；
图9是沿图8的剖面线B-B的横截面图；
图10是另一个活塞的透视图。
实施方式的具体说明
图1示出了一个高压活塞缸装置，它包括一个带缸筒3a的缸3和一个可在缸筒中沿移动方向V导向移动的活塞2。两个燃料供给口3b通入缸筒3a中。活塞2在朝向缸3高压侧3c的方向上压缩通过燃料供给口3b流入的燃料。大气压力最好作用在相反的缸3低压端3c上。
如图1所示并参见图2的透视图，缸3的外表面具有第一横槽2c和第二横槽2d，它们以密封长度D相互间隔开。如图1所示，这些横槽2c、2d是这样设置的，即在缸筒3a中来回移动的活塞的任何位置上，所述横槽都位于燃料供给口3b和低压端3d之间。第一横槽2c通过槽形第一连接通道2b与燃料供给口3b导流连通。第二横槽2d通过槽形第二连接通道2f与低压端3d导流连通。如此设置第一槽形连接通道2b，即至少在活塞2的第一行程顶点位置上存在与燃料供给口2的导流连通，从而第一连接通道2b中的压力在活塞2的整个冲程期间内力最大等于在燃料供给口3b中的燃料压力，从而在第一横槽2c中的压力也基本上等于在燃料供给口3b中的流体压力。第二连接通道2f是如此设置的，即总是存在与低压端3d的连接，从而大致在第二连接通道2f和第二横槽2d中存在着大气压。在燃料供给口3b内的燃料压力如等于5巴，从而在第一横槽2c和第二横槽2d之间存在一个大致为5巴的压差。密封长度D最好被设计得非常短如等于5mm，从而在第一、第二横槽2c、2d之间确保足够大的空隙，以便产生足够的冷却效果并避免过热或活塞2咬住。在所示的实施例中，缸3具有许多个在燃料供给口3b和第一横槽2c之间相互间隔的圆形横槽2a，所述横槽全都与连接通道2b导流连通。这种结构具有这样的优点，即在每个横槽的活塞四周上获得了压力平衡，这种压力平衡均匀地在活塞四周上作用于活塞2并且相对缸筒3a是对中的。
活塞2在如图1的所示位于燃料供给口3b和活塞2自由端2h之间的位置上具有均匀间隔的横槽2a。这些横槽最好这样排列，即在活塞的整个行程中，所有上述横槽2a与燃料供给口3b导流连通，从而在这些横槽2a中存在较低的压力，而在活塞2自由端2h的端面上存在一个如等于1000巴的压力。由此确保了燃料供给口3b中的燃料压力几乎不受或不受位于自由端2h端面上的高压的影响，结果，燃料供给口3b与低压端3d之间的压差约是常量。这样，在燃料供给口3b和低压端3d之间的空隙与在自由端2h端面上的压力没有关系。
在一个有利的实施例中，上述横槽2a在在移动方向V上具有这样的相对间隔，即该间隔小于燃料供给口3b的直径。
图3以沿A-A线的截面图示出了缸3和活塞2的横截面，此外，可以看见环形横槽2a和连接通道2b。
图4在纵截面图中示出了一个用于内燃机且尤其是大型柴油机的高压输送泵4。高压活塞缸装置被安置在高压输送泵4中。通过上下滑动和因此露出或覆盖燃料供给口3b以完成一个压缩冲程，活塞2在移动方向V上完成泵送运动。燃料因此被送入高压腔4f并通过在达到临界高压时开启的高压阀4b进入高压室4a。在推杆4e如被一个凸轮(图中未显示)驱动的情况下，冲程运动通过一个推杆4e被传给活塞夹紧端2e。通过复位弹簧4d迫使活塞2开始往回运动。
高压输送泵4的一个优点在于，高压活塞缸装置1可以以很高的行程/单位时间进行工作，而没有出现过热或活塞咬住。因此，可以在填充高压室4a时以最高转速驱动高压输送泵4工作。
燃料通过燃料供给口3b的入口4c被注入。
通过一种已知的方式如此放置活塞2，即它可绕其纵轴线旋转地进行支承。活塞2最好具有一个斜控制边，所述控制边与带侧凹的活塞套面和活塞2端面一起实现了体积调节。根据活塞2的转动位置的不同，燃料供给口3b的横截面是变化的，就象如在吸气节流调节中所进行的那样。
与图1、2所示实施例不同，图5、6所示的实施例具有一个无槽的活塞2，其中横槽2a和第一、第二横槽2c、2d和被设计成缸筒3a的凹腔。在燃料供给口3b和横槽2c之间的缸筒3a部也可具有大于活塞2的直径，从而在燃料供给口3b和横槽2c之间的这个部分形成了一条空心圆柱形连接通道2b。在横槽2dc和低压端3d之间的部分内，缸筒3a也同样具有大于活塞2的直径，从而在它们之间形成了一条空心圆柱形连接通道2f。
图7示出了一个具有一沿其避免盘旋的槽2b的活塞2，它构成了连接通道并且使横槽2c和横槽2a导流连通。在图7中看不见在活塞2后面延伸的螺旋槽部分。然而，整个槽2b起始于横槽2a并终止于横槽2c地沿活塞表面盘旋。
图8示出了活塞2和缸3的纵截面，其中活塞2具有一个设置在其中心的且在移动方向V上直线延伸的连接通道2b。在活塞中，设置了横向通道2i，它形成了连接通道2b；2f和横槽2a，2c；2d之间的导流连通。可以从表示沿图8的线B-B的截面的图9的横截面图中看到在活塞2中央经过的连接通道2b，它通过横向通道2i与横槽2a导流连通。连接通道2b；2f也可以如此延伸设置在缸3中，例如图5所示的并通入缸筒3a的横槽2a、2c、2d通过在缸3内延伸的连接通道2b、2f与燃料供给口3b和/或低压端3d导流连通。
图10示出了圆柱形活塞2的另一个实施例，该活塞在横槽2a和第一横槽2c之间具有较小的横截面或缩小的直径。当该活塞被导入图1所示的缸3时，沿缩小直径出现了一条连接通道2b，它使燃料供给口3b与第一横槽2c导流连通。因而，出现了一个空心圆柱形连接通道2b。活塞2也可以在第二横槽2d和低压端3d之间具有缩小的直径，以便形成一条连接通道2f。
连接通道(2b、2f)最好至少部分地成一个凹槽状，使所述凹槽进入活塞(2)和/或缸筒(3a)的表面并沿所述表面延伸。

Claims (12)

1、一种高压活塞缸装置(1)且尤其是用于内燃机的高压输送泵，它包括一个带有缸筒(3a)的缸(3)和一个可在缸筒中沿一移动方向(V)导向移动的活塞(2)，缸(3)具有一个通入缸筒(3a)的燃料供给口(3b)，缸筒(3a)在燃料供给口(3b)和低压端(3d)之间具有一段内腔长度(F)，活塞(2)或缸筒(3a)至少具有在移动方向(V)上间隔设置的第一、第二横槽(2c、2d)，其特征在于，第一横槽(2c)通过一条连接通道(2b)与燃料供给口(3b)导流连通，第二横槽(2d)通过一条连接通道(2c)与低压端(3d)导流连通。
2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，两个横槽(2c、2d)通过一段密封长度(D)间隔设置，密封长度(D)小于内腔长度(F)。
3、如权利要求2所述的装置，其特征在于，密封长度(D)至少比内腔长度(F)小5倍。
4、如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，密封长度(D)约为5mm。
5、如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，至少另一条与连接通道(2b)导流连通的横槽(2a)设置在第一横槽(2c)和燃料供给口(3b)之间。
6、如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，活塞(2)在自由端(2d)之前地具有至少两条横槽(2a)，所述横槽在移动方向(V)上的间距小于燃料供给口(3b)的直径。
7、如权利要求1-6之一所述的装置，其特征在于，连接通道(2b；2f)是通过一个设置在活塞(2)或缸(3)内的且至少与第一或第二横槽(2c，2d)导流连通的通道形成的。
8、如权利要求1-7之一所述的装置，其特征在于，连接通道(2b；2f)被设计成在移动方向(V)上延伸。
9、如权利要求1-6之一所述的装置，其特征在于，以盘旋延伸方式形成连接通道(2b；2f)。
10、如权利要求1-6之一所述的装置，其特征在于，连接通道(2b；2f)成空心圆柱体形状。
11、如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，连接通道(2b；2f)至少部分地成凹腔状，所述凹腔沿活塞(2)和/或缸筒(3a)的表面延伸。
12、一种用于内燃机的高压输送泵，它包括一个如前述权利要求之一所述的高压活塞缸装置。
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