CN203257584U

CN203257584U - 泵和共轨燃料喷射系统

Info

Publication number: CN203257584U
Application number: CN2013200719862U
Authority: CN
Inventors: C.A.罗素
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2023-02-08
Also published as: US9702329B2; EP2628942B1; US20130206110A1; EP2628942A1

Abstract

本实用新型涉及在高压下输送液体的泵（1），尤其是在高压下将燃料输送给内燃发动机的共轨燃料喷射系统的共轨。泵（1）包括：缸体（2）；柱塞（5），由偏心件（6）往复地驱动，以加压缸体（2）中的泵腔；导向架（8），安装述偏心件（6）上以允许偏心件（6）的相对旋转，导向架（6）给柱塞（2）呈现表面（9）；支撑在导向架（6）的表面（8）上的挺杆（10），用于将往复运动从导向架（8）传输给柱塞（5）；以及多个可旋转支承元件（14），在泵操作期间，支撑挺杆（10）以便导向架（8）的表面（9）的相对横向移动。根据本实用新型，可旋转支承元件（14）至少部分凹进地容纳在挺杆（10）的本体（11）中。本实用新型还涉及内燃发动机的共轨燃料喷射系统，包括：共轨，用于将燃料分配给与发动机的燃烧气缸有关的多个燃料喷射器；以及根据本实用新型的泵（1），用于将燃料以高压输送给共轨。

Description

泵和共轨燃料喷射系统

技术领域

本实用新型涉及泵，且具体地涉及用于以高压输送液体的泵。本实用新型的泵可以实施为径向活塞泵，且特别适合于用作在高压下将燃料供应给蓄压器或者直接供应给内燃发动机的共轨燃料喷射系统的共轨的燃料供应泵。

背景技术

共轨燃料喷射系统的已知泵机构具有多个缺陷。滑动型共轨泵机构包括在导向架（rider）上滑动的挺杆（tappet）。因而，该机构产生大量的热量，这导致往复运动部件寿命的减少。此外，为了用该机构产生较高压力，需要较大部件，这继而使之难以将泵装配到较小发动机中。另一种类型的共轨泵包括在单凸角或多凸角凸轮上运行的滚轮和垫块。虽然该设计具有产生较少热量的优势，但是给定发动机中可用的空间，压力容量被限制。而且，在部件由于压力要求制成较大时，滚动惯性往往不利地影响凸轮和滚轮的疲劳强度。

实用新型内容

因而，本实用新型的目的在于提供一种适合于在高压下将燃料输送给共轨燃料喷射系统的共轨的新式泵设计，其解决上述缺陷中的一个或多个。

该目的通过权利要求1中限定的本实用新型实现。本实用新型的优选实施例的有利特征在从属权利要求中记载。

根据一个方面，本实用新型提供一种用于在高压下输送液体的泵，尤其是在高压下将燃料输送给内燃发动机的共轨燃料喷射系统的共轨，所述泵包括：缸体；柱塞，所述柱塞由驱动轴上的偏心件往复地驱动，以加压缸体中的泵腔；导向架，所述导向架安装在所述偏心件上以允许偏心件的相对旋转且给柱塞呈现表面；支撑在导向架的表面上的挺杆，用于将往复运动从导向架传输给柱塞；以及一个或多个（具体地两个或更多个）可旋转支承元件，在泵操作期间，所述可旋转支承元件支撑挺杆以便在导向架的表面上横向移动，其中，所述可旋转支承元件至少部分凹进地容纳在挺杆的本体中。借助于该配置，本实用新型的泵能够实现在共轨燃料喷射系统中用相同或相当尺寸泵迄今为止不能获得的泵送压力，同时避免过多热量生成。

因而，本实用新型的泵包括由一个或多个可旋转支承元件支撑的挺杆，用于在导向架的表面上进行相对滚动运动。在这方面，通常是导向架和因而导向架的表面相对于挺杆横向或侧向移动。导向架可相对旋转地安装在偏心件上，偏心件继而由驱动轴旋转，且支撑挺杆的导向架表面优选是基本平坦或平面的。由此，挺杆经由可旋转支承元件有效地将柱塞从导向架的侧向或横向运动隔离。

在本实用新型的优选形式中，每个支承元件容纳在空腔中，使得支承元件凹进到挺杆的本体中。所述空腔优选具有与相应支承元件的外部轮廓基本一致的截面。由此，可旋转支承元件能够给挺杆提供至少部分液力支承。用于接收相应可旋转支承元件的挺杆本体中的每个空腔的截面优选包围和/或基本符合支承元件的外部轮廓或周边的至少50％，通常大于50％（例如，60－80％）。

在本实用新型的优选形式中，挺杆具有块状本体（例如，基本矩形块状本体），且在相应空腔中容纳多个可旋转支承元件，使得每个支承元件部分地凹进到挺杆本体中。每个可旋转支承元件优选是细长的和大致圆柱形的，例如滚针的形式，且可旋转支承元件优选设置成彼此基本平行地延伸。因而，挺杆本体中的空腔通常包括用于接收和保持可旋转支承元件的基本平行槽道，每个槽道具有与相应支承元件的外部轮廓或部分外部轮廓基本一致的截面。当每个空腔的截面包围相应圆柱形支承元件的外部轮廓或周边的超过50％时，空腔或者确切地说挺杆本体能够有效地在径向方向固定或保持那些支承元件，同时还提供挺杆的液力支承。

在本实用新型的优选形式中，泵的缸体在缸体块或本体中形成且环绕或包围腔或孔。通常，柱塞至少部分地容纳在缸体的腔或孔中，且可往复运动以加压在缸体孔中形成的泵腔。在这方面，柱塞的自由端部可像活塞那样工作，因为在柱塞行进或移动到缸体的孔中期间，柱塞的端表面在缸体中容纳的液体（例如，燃料）上施加压力。本实用新型的泵可包括多个缸体，每个缸体具有由驱动轴上的偏心件往复驱动的相应柱塞以加压该缸体中的泵腔。因而，可旋转地安装在偏心件上的导向架可以给每个相应柱塞呈现独立表面，且独立挺杆与每个相应柱塞相关联，用于将往复运动从导向架传输给该柱塞。在特别优选的形式中，所述多个缸体围绕偏心件隔开地设置且径向延伸，使得本实用新型的泵呈现径向活塞泵的形式。

在本实用新型的特别优选形式中，所述泵还包括引导装置，用于约束挺杆本体以防围绕柱塞的中心或纵向轴线旋转。由此，可以防止不希望的或无意的挺杆本体旋转，其可能将支承元件移动不适当地对齐以便在导向架表面上滚动运动。所述引导装置可包括附连到挺杆本体的一个或多个引导构件，其中，所述一个或多个引导构件中的每个优选与缸体块或泵壳体中的相应槽或孔协作，以在柱塞的行程内引导和保持挺杆的期望取向。可选地或者附加地，所述引导装置可包括凹部，凹部的侧面用于在泵壳体中容纳挺杆本体。

在本实用新型的优选形式中，所述泵还包括保持装置，用于在挺杆在导向架表面上相对运动期间将所述至少一个可旋转支承元件保持在挺杆本体中。所述保持装置能以夹具的形式提供，且优选包括至少一个细长保持构件，其延伸跨过可旋转支承元件的凹进在挺杆本体中的轴向端部。由此，所述保持装置可以防止支承元件在轴向方向的不希望运动或松弛。

借助于本实用新型，可以实现用于在共轨燃料喷射系统中输送燃料的泵，用其可以实现高达4000 bar的迄今为止不能获得的燃料压力，同时还避免过多热量生成的问题。此外，这种压力可以在不将泵部件的尺寸增大到发动机中的空间可用性或者部件的疲劳强度变成显著问题的程度的情况下实现。

根据另一方面，本实用新型提供一种用于内燃发动机的共轨燃料喷射系统，包括：共轨，用于将燃料分配给与发动机的燃烧气缸有关的多个燃料喷射器；以及如上所述根据本实用新型的泵，用于将燃料以高压输送给共轨。

附图说明

本实用新型的上述特征和优势将从本实用新型的优选实施例的以下说明参考附图更加清楚。在附图中：

图1图示了根据本实用新型实施例的泵的一部分的示意性截面图；

图2图示了图1的泵的挺杆和支承元件的立体图；和

图3图示了图1的泵的保持装置的示意性立体图。

具体实施方式

首先参考附图中的图1，根据本实用新型的泵1的实施例以径向活塞泵的形式示意性地示出，用于在高压下将燃料输送给共轨燃料喷射系统的共轨。泵1包括缸体2，缸体2环绕或包围腔或孔3，且在液压头或缸体块4中形成。圆柱形柱塞5至少部分地容纳在腔或孔3中，且可往复运动以加压缸体2中的泵腔3。通常，缸体2的孔3将具有比柱塞5的外直径仅仅稍微更大（例如在10至500 μm范围内）的直径。因而，缸体2的腔或孔3和柱塞5的侧面之间提供不密封配合，即，具有少量的“间隙”。在柱塞5的向上行程（即，图1中向上）中，柱塞5的上部或自由端部用于加压形成泵腔的孔3的上部端部处的燃料（例如，柴油燃料）。

柱塞5通过设置在驱动轴7上的偏心件6驱动，以便在缸体2的腔或孔3中往复运动或往复移动，驱动轴7围绕其轴线A旋转。在这方面，泵1包括可旋转地安装在偏心件6上的导向架8，从而允许偏心件6相对于导向架8旋转。从图1可以看出，导向架8形成为具有两个相对的平坦表面9，所述表面中的一个朝向柱塞5。具有矩形块状本体11的挺杆10支撑在导向架8的该表面9上，且设计成经由导向架将往复运动从偏心件6传输给柱塞5，从而驱动柱塞5在缸体2的腔或孔3中进行往复运动，从而加压缸体中的泵腔。

四个销形式的引导构件12设置在挺杆10的矩形块状本体11的四个角部中的每个处，以引导柱塞5在孔3中的往复移动。在这方面，槽或凹部13在缸体块4中围绕缸体2形成，且引导销12借助于横向方向少量的“间隙”在槽或凹部13中以往复运动的方式自由地移动。这不仅有助于确保柱塞5在缸体2中的正确取向，而且引导销12特别地用以在泵1操作期间防止挺杆10围绕缸体2或孔3的中心或纵向轴线经历任何旋转。

此外，复位弹簧S设置在槽或凹部13中，以在柱塞5的不加压或返回行程期间将柱塞5在图1中向下偏压。更具体地，在往复运动柱塞5的向下或返回行程，缸体2中的泵腔3通常填充有燃料；即，燃料被抽吸到腔中孔3的上部区域处。在柱塞5的向上行程，缸体2的腔中的燃料于是通过柱塞5的上部或自由端部加压，用于在高压下输送给燃料喷射系统的共轨。

现在参考图1和图2两者，挺杆10由多个可旋转支承元件14支撑，用于在泵1的操作期间在导向架8的平坦表面9上横向地滚动运动。每个支承元件14是细长的和大致圆柱形的，即滚针的形式，且支承元件14部分凹进地容纳在挺杆10的块状本体11中，彼此并排且基本平行地设置。因而，每个滚针14容纳在相应空腔或槽道15中，空腔或槽道15具有与相应支承元件14的外部轮廓基本一致的部分圆柱形截面。当然将理解的是，每个空腔或槽道15定尺寸为允许相应支承元件或滚针14在其中自由旋转。

由于每个空腔或槽道15的截面包围相应圆柱形滚针14的外部轮廓或周边的超过百分之五十（50％），因而每个滚针14基本上凹进到挺杆本体11中且空腔或者确切地说挺杆本体在往复运动或径向方向有效地固定或保持支承元件。参考图2，因而，各个滚针14可以以轴向或纵向方向穿入到其相应槽道15中。此外，圆柱形滚针14及其相应空腔或槽道15的一致表面可以与润滑流体（例如，油）结合，以提供挺杆10在表面9上的（部分）液力支承。

在图2中可以看出，孔16设置在块状挺杆本体11的上侧的四个角部中，用于固定图1所示的引导销12。此外，中心孔17设置在挺杆本体11中，用于将柱塞5附连到挺杆10。经由引导销12防止挺杆本体11围绕图1中的竖直轴线旋转的可能性是特别期望的，因为挺杆本体11的旋转将使得滚针14以相对于导向架8的横向移动的方向成角度地运动，使得其在导向架的表面9上打滑。继而，该打滑将引起显著的磨损且显著地减少泵1的寿命。如上所述，引导销12描述为在槽13中往复地移动。然而，更可行地，每个引导销12可具有在液压头或缸体块4中机加工的自身匹配孔13，用于精确滑动配合，因而约束挺杆10以防围绕柱塞5的轴线不希望地旋转，从而保持支承元件的最佳滚动取向。在这方面，单个引导销12可能足够了，但是优选为如图所示的两个或四个引导销12。

再次参考图1，将注意的是，泵1包括壳体H，壳体H在由壳体H的侧面19包围的凹部18中容纳挺杆本体11。在一个或多个引导销12用于防止挺杆10旋转时，凹部18可以定尺寸为比块状挺杆本体11显著更大。因而，挺杆本体11不与侧面19接触，从而避免磨损和热量生成，还避免块状本体11和/或凹部18的侧面19的特殊机加工或处理，从而降低成本，尤其是在壳体由铝制成时。

然而，作为采用引导销12约束挺杆10以防不希望旋转的可选，将注意的是，可以配置壳体H的凹部18和侧面19以与块状挺杆本体11的几何形状实质上一致。由此，侧面19可以配置成形成将与挺杆10的矩形或方形形状匹配和整洁地（贴身地）容纳其的凹部18。借助于紧密公差，挺杆本体11将自由地以往复竖直滑动移动的方式移动，但是将被阻止围绕柱塞5的纵向轴线无意地旋转，因而保持支承元件14的最佳滚动取向。由于在该情况下挺杆10将与凹部18的侧面19紧密接触，将需要特殊处理以避免过多磨损。

现在参考图3，将注意的是，泵1还包括夹具形式的保持装置20（在图1中可见），用于在泵1操作期间（特别是在挺杆10在导向架8的表面9上相对移动期间）将滚针14保持在挺杆本体11内。在该示例性实施例中，保持夹具20包括细长构件的弹性框架，其中两个是保持构件21，其延伸跨过滚针14的轴向端部和块状挺杆本体11中的相应槽道15。由此，夹具20的保持构件21防止滚针14在轴向方向的不希望移动或松弛。两个细长保持构件21的端部通过框架或承载构件22互连，其一起形成鞍状或钩状结构，用于将夹具20附连到挺杆10且用于以正确位置悬置保持构件21，以跨过滚针14的轴向端部覆盖或接触槽道15。

再次参考图1，将注意的是，缸体2和缸体块4以截面显示以便于图示说明。

此外，将注意的是，图1中的实施例的泵1还包括在缸体块4中的具有第二孔的第二缸体和第二柱塞，在导向架8的下侧的第二表面9处具有相关挺杆，但是泵1的这些特征从图1省去以简化图示说明。还将理解的是，泵1的导向架8可以可选地包括围绕其外围隔开的更多数量的表面9和相应地更多数量的缸体和柱塞。泵1的每个缸体2通常经由阀连接，用于与燃料喷射系统的共轨流体连通。

虽然本实用新型已经在附图和前述说明中详细图示和说明，但是这种图示和说明被认为是说明性或示例性的而不是限制性的；本实用新型并不限于所公开的实施例。

所公开实施例的其它变型可以由本领域技术人员在实施要求保护的本实用新型时通过研读附图、本公开和所附权利要求来理解和实现。在权利要求中，措辞“包括”并不排除其它元件或步骤，且不定冠词“a”或“an”并不排除多个。某些措施/特征记载在相互不同的从属权利要求中并不表示这些措施/特征的结合不能有利地使用。权利要求中的任何附图标记都不应当理解为限制范围。

附图标记列表

1：泵 2：缸体

3：腔或孔 4：缸体块

5：柱塞

6：偏心件

7：驱动轴

8：导向架

9：表面

10：挺杆

11：挺杆本体

12：引导构件

13：环状槽或凹部

14：支承元件或滚针

15：空腔或槽道

16：孔

17：中心孔

18：凹部

19：凹部的侧面

20：保持夹具

21：保持构件

22：框架构件

A：驱动轴轴线

S：弹簧

H：泵壳体

Claims

1.一种用于在高压下输送液体的泵（1），尤其是在高压下将燃料输送给内燃发动机的共轨燃料喷射系统的共轨，所述泵（1）包括：

缸体（2）；

柱塞（5），所述柱塞（5）由偏心件（6）往复地驱动，以加压缸体（2）中的泵腔；

导向架（8），所述导向架（8）安装在所述偏心件（6）上以允许偏心件（6）的相对旋转，所述导向架（8）给柱塞（2）呈现表面（9）；

支撑在导向架（6）的表面（9）上的挺杆（10），用于将往复运动从导向架（8）传输给柱塞（5）；以及

多个可旋转支承元件（14），在泵操作期间，所述可旋转支承元件（14）支撑挺杆（10）以便导向架（8）的表面（9）的横向移动，

其中，所述可旋转支承元件（14）至少部分凹进地容纳在挺杆（10）的本体（11）中。

2.根据权利要求1所述的泵（1），其中，挺杆（10）具有块状本体（11），且在相应空腔（15）中容纳所述多个可旋转支承元件（14），使得每个支承元件（14）凹进到挺杆本体（11）中。

3.根据权利要求2所述的泵（1），其中，每个可旋转支承元件（14）是滚针的形式，且其中，所述多个可旋转支承元件（14）设置成彼此基本平行地延伸。

4.根据权利要求3所述的泵（1），其中，挺杆（10）的本体（11）中的空腔（15）是用于接收和保持可旋转支承元件（14）的基本平行槽道，其中，每个槽道（15）具有与相应支承元件（14）的外部轮廓基本一致的截面。

5.根据权利要求4所述的泵（1），其中，在挺杆本体（11）中形成的每个空腔（15）的截面包围相应支承元件（14）的外部轮廓的至少50％。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的泵（1），还包括保持装置（20），用于在导向架（8）的表面（9）相对于挺杆（10）横向运动期间将所述至少一个可旋转支承元件（14）保持在挺杆本体（11）中，所述保持装置（20）包括至少一个细长保持构件（21），其延伸跨过可旋转支承元件（14）的凹进在挺杆本体（11）中的轴向端部。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的泵（1），其中，挺杆（10）的本体（11）是基本矩形且支撑挺杆（10）的导向架（8）的表面（9）是基本平坦或平面的。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的泵（1），其中，可旋转支承元件（14）给挺杆（10）提供至少部分液力支承。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的泵（1），还包括引导装置，用于约束挺杆（10）以防围绕柱塞（5）的中心或纵向轴线旋转。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的泵（1），其中，柱塞（5）部分地容纳在缸体（2）中，且能往复运动以加压缸体（2）中的泵腔（3）。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的泵（1），其中，所述泵包括多个缸体（2），其中每个都具有由偏心件（6）往复地驱动的相应柱塞（5），以加压缸体中的泵腔，其中，可旋转地安装在偏心件（6）上的导向架（8）给每个相应柱塞（5）呈现独立表面（9），且独立挺杆（10）与每个相应柱塞（5）相关联，用于将往复运动从导向架（8）传输给相应柱塞（5）。

12.一种用于内燃发动机的共轨燃料喷射系统，包括：共轨，用于将燃料分配给与发动机的燃烧气缸有关的多个燃料喷射器；以及根据权利要求1至11中任一项所述的泵（1），用于将燃料以高压输送给共轨。