CN204312235U - 高压燃油泵 - Google Patents

Abstract

一种高压燃油泵包括：多个高压组件，用于以高压输出燃油，每个高压组件包括柱塞套和在柱塞套中往复移动的柱塞；和驱动机构，其被配置成驱动各柱塞在相应的柱塞套中往复移动，所述驱动机构由润滑油润滑；所述多个高压组件中的至少一个配备有用于降低燃油和润滑油间污染的柱塞密封环，配备有柱塞密封环的高压组件的数量大于或等于1但小于高压组件的总数。本实用新型能以最低成本将燃油-润滑油污染降低到可接受的水平。

Description

高压燃油泵

技术领域

本实用新型涉及一种高压燃油泵。

背景技术

在用于柴油机的燃油喷射系统中，共轨技术在满足现在的和未来的排放标准方面起了重要作用。现在许多汽车制造商在他们的产品线中具有共轨柴油机。

在装备有共轨系统的燃油喷射系统中，高压燃油泵将燃油以高压供给到油轨内。高压燃油泵可包括供油泵和多个柱塞型高压组件。对于柱塞型高压组件，燃油可能泄漏到用于润滑柱塞驱动机构的润滑油中，并且燃油也可能泄漏到燃油中。受燃油污染的润滑油和受润滑油污染的燃油会给高压燃油泵、发动机和尾气带来负面影响。

为了降低这种污染，可以采用辅助密封措施。然而，这会导致高压燃油泵成本升高。

实用新型内容

本实用新型的目的是以合理的成本将高压燃油泵中的燃油-润滑油污染降低到可被接受的水平。

为此，根据本实用新型的一个方面，提供了高压燃油泵，其包括：

多个高压组件，用于以高压输出燃油，每个高压组件包括柱塞套和在柱塞套中往复移动的柱塞；和

驱动机构，其被配置成驱动各柱塞在相应的柱塞套中往复移动，所述驱动机构由润滑油润滑；

其中，所述多个高压组件中的至少一个配备有用于降低燃油和润滑油间污染的柱塞密封环，配备有柱塞密封环的高压组件的数量大于或等于1但小于高压组件的总数。

根据本实用新型的一种可行实施方式，所述柱塞密封环容置于柱塞套的内侧部分中，并且处于被弹性压缩以抵靠着柱塞密封的状态。

根据本实用新型的一种可行实施方式，所述柱塞密封环具有大致“H”或“X”形横截面。

根据本实用新型的一种可行实施方式，所述柱塞密封环包括沿柱塞的轴向和/或径向叠加的两个或更多个单独的密封环。

根据本实用新型的一种可行实施方式，所述柱塞密封环容置于所述内侧部分上的一个内端减径部内，所述内端减径部相对于柱塞套的其余部分具有减小的外径。

根据本实用新型的一种可行实施方式，所述驱动机构包括驱动轴，所述驱动轴上在不同的轴向位置上形成有用于驱动各柱塞往复移动的凸轮。

根据本实用新型的一种可行实施方式，每个凸轮包括两个或更多个凸轮凸角，这些凸轮凸角以相等的偏置角度绕驱动轴的中心轴线分隔。

根据本实用新型的一种可行实施方式，带有柱塞密封环的高压组件和不带柱塞密封环的高压组件具有相同的外轮廓。

根据本实用新型的一种可行实施方式，配备有柱塞密封环的高压组件的数量为满足特定应用中可接受的燃油中混入润滑油量要求的最小数量。

根据本实用新型的一种可行实施方式，所述高压燃油泵为柴油发动机共轨系统的高压燃油泵。

根据本实用新型，高压组件中的一个或多个配备有相应的柱塞密封环，从而燃油-润滑油污染可被降低到可接受的水平，而高压燃油泵的总成本可以保持在最低。

附图说明

本实用新型的前述和其它方面将通过下面参照附图所做的详细介绍而被更完整地理解和了解，其中：

图1是本实用新型的高压燃油泵的剖视图。

具体实施方式

图1示出了本实用新型的高压燃油泵的一种实施方式的总体配置。高压燃油泵形成燃油共轨系统的部件，以将燃油以高压供给到油轨(未示出)内，而油轨中的燃油则通过喷油嘴喷射到发动机(未示出)。

可以看到，高压燃油泵包括：壳体1；供油泵2，其安装在壳体1的下部，用于从燃箱抽取燃油并且预压燃油；多个高压组件3a，3b…，它们安装在壳体1的上部中；和驱动轴4，其沿横向延伸穿过壳体1的下部，用于驱动供油泵2和各高压组件3a，3b…。

供油泵2可具有传统结构，例如，由驱动轴4驱动操作的叶片泵。

高压组件3a，3b…沿着驱动轴4的轴向布置，并且每个高压组件是被驱动轴4上的相应凸轮5驱动的柱塞泵。高压组件3a，3b…的数量“n”对应于凸轮5的数量。在图示的最简单的例子中，两个高压组件3a、3b被提供并且别驱动轴4上的两个凸轮5相应地驱动；然而，三个、四个或更多个高压组件可被采用并被驱动轴4上的相应凸轮驱动。

凸轮5对应于高压组件3a，3b…形成在驱动轴4上的不同轴向位置上，并且围绕驱动轴的中心轴线在圆周方向上相对于彼此以一定角度偏置。每个凸轮5的凸轮面具有至少一个凸轮凸角5a(图示的例子中为两个)。在每个凸轮具有两个彼此相隔180°的凸角的情况下，每当驱动轴4旋转一圈，每个凸轮5驱动相应高压组件运转两次。并且，当一个高压组件运转而向油轨排放燃油时，另一高压组件运转而从供油泵2抽取燃油。

每个高压组件包括固定在壳体1的上部中的柱塞套10。柱塞套10的内侧部分(面对驱动轴4的那个部分)形成有圆柱形柱塞腔12，用于接纳柱塞14，并且柱塞套10的外侧部分(背对驱动轴4的那个部分)形成有阀腔，用于接纳吸油阀16和排油阀18。优选地，柱塞腔12的中心轴线与驱动轴4的中心轴线相交且垂直，因而柱塞14能够在柱塞腔12中沿着与驱动轴4的中心轴线垂直的方向滑动。柱塞14具有驱动端14a，其从柱塞腔12伸出并且连接着凸轮从动件20，所述凸轮从动件20被弹簧22推抵于凸轮5的凸轮面。这样，当驱动轴4旋转时，凸轮5的凸轮面经凸轮从动件20驱动柱塞14，从而柱塞14在柱塞腔12中往复移动。

可以构想，除了带有凸轮5的驱动轴4以外，其它驱动机构也可用于驱动各柱塞14在柱塞套10中往复移动。

弹簧22被压缩在柱塞套10的内侧部分和凸轮从动件20之间，弹簧一端围绕柱塞套10的内侧部分上的内端减径部26安装，弹簧另一端推抵于凸轮从动件20。内端减径部26具有相对于柱塞套10的其余部分减小的外径。

吸油阀16和排油阀18中的每个为单向阀。吸油阀16布置在柱塞腔12和排油阀18之间并且与二者连通。排油阀18具有输出端口24，用于在其上连接通向油轨的高压供油管线。

当柱塞14朝向驱动轴4移动而在柱塞腔12中产生负压时，供油泵2供给的燃油被吸入吸油阀16和柱塞腔12中。另一方面，当柱塞14移动离开驱动轴4而在柱塞腔12中产生正压时，柱塞腔12中的燃油受压并由排油阀18强制排出而从输出端口24供应到油轨。

为了使得柱塞14能够在柱塞套10中滑动，柱塞14的外周和柱塞套10的配合内周之间不可避免地存在小的间隙。结果，当柱塞14向内(朝向驱动轴4)移动并且在柱塞腔12中建立了负压后，壳体1的内部空间中的主要用于润滑驱动轴4的润滑油可能会穿过该间隙被吸入柱塞腔12中并且随后与柱塞腔12中的燃油混合，而当柱塞14向外(背离驱动轴4)移动并且在柱塞腔12中建立了正压后，柱塞腔12中的燃油可能会穿过该间隙被推入壳体1的内部空间中并且随后与壳体1中的润滑油混合。

在这种状况下，燃油和润滑油彼此污染。当燃油受到润滑油污染后，尾气质量会受到负面影响，并且可能需要因此采用更大或更昂贵尾气处理部件，例如PDF。此外，会带来喷油嘴堵塞(由泄漏到燃油中的润滑油中的Zn等金属颗粒等引起)、润滑油耗用和和其它不利结果。另一方面，当润滑油受到燃油污染后，各种运动元件、尤其是驱动轴4的运转受到影响。

为了降低润滑油-燃油污染，作为流体分隔元件的柱塞密封环30目前正被研制。如图1所示，柱塞密封环30被容置于高压组件3a的柱塞套10的内端减径部26中的空腔内，围绕着柱塞14。利用柱塞密封环30，润滑油-燃油污染可被降低到可接受的污染水平。

柱塞密封环30由内端减径部26中的挡圈32和其它夹持元件或夹持结构保持。柱塞密封环30被压缩而弹性变形，以便抵靠着柱塞14密封。

柱塞密封环30由弹性材料例如橡胶制成，并且可以采用任何形式，例如，在图示的例子中具有大致“H”或“X”形横截面。其它适宜形状的横截面也可被采用。作为备选方案，柱塞密封环30可包括在轴向和/或径向上彼此叠加的两个或更多个单独的密封环。还是作为备选方案，柱塞密封环30可以布置在柱塞套10中的其它位置。

柱塞密封环30是高价格零件。为了将高压燃油泵的总成本保持在合理水平，根据本实用新型的重要方面，不为所有的高压组件配备柱塞密封环30。

具体地讲，根据本实用新型，柱塞密封环30的数量被设定为满足可接受的污染水平。换言之，最小数量的柱塞密封环被采用，只要燃油-润滑油污染被抑制到可接受的水平即可。

可接受的污染水平在很大程度上取决于车辆类别(客车，轻载车辆(卡车)，中载车辆(卡车)，重载车辆(卡车)，越野车，等等)和具体应用(是否有DPF，喷油嘴类型，等等)。

例如，对于越野车，OiF(燃油中混入的润滑油量)应当低于6ml/mPs(百万次柱塞冲程)；对于轻载车辆，OiF应当低于4ml/mPs；而对于客车，OiF应当低于2ml/mPs。

根据为支持本实用新型所作试验，对于具有两个高压组件3a、3b的高压燃油泵，在没有采用柱塞密封环时，OiF为大约5.4ml/mPs(只满足越野车要求)，当采用了两个柱塞密封环时，即每个高压组件采用一个柱塞密封环时，OiF降低到大约1.5ml/mPs(满足越野车、轻载车辆、客车等的要求)，而当只有一个柱塞密封环被采用时(图1中的情况，高压组件3a配备有柱塞密封环30，而高压组件3b未配备有任何柱塞密封环)，OiF为大约3.5ml/mPs(满足越野车、轻载车辆的要求)。

从实验结果可以理解，当高压燃油泵中的一个或一些高压组件，而非全部高压组件，配备有柱塞密封环时，就能满足某些特定应用中的污染水平要求。在这种状况下，通过使其一个或多个高压组件不配备柱塞密封环，高压燃油泵的总成本可以降低(相对于每个高压组件都配备柱塞密封环的情况而言)。

因此，根据本实用新型，对于具有“n”个高压组件(也具有“n”个柱塞14)的高压燃油泵，柱塞密封环的数量(也即配备有柱塞密封环的高压组件的数量)“m”设置在1到n-1的范围内。

为了确定柱塞密封环的数量“m”，除OiF之外的其它要求和条件也需要计入考虑，例如FiO(润滑油中混入的燃油量)，燃油和润滑油之间的压差，柱塞密封环的密封长度，间隙的尺寸和形状。尤其是FiO水平应满足相应的要求。

为本实用新型所做试验还表面，在图1所示情况下，当两个高压组件中仅有一个(高压组件3a)配备有柱塞密封环时，FiO就可被限制到可接受的水平；并且燃油中的Zn可以保持在低于0.5ppm(作为对比，没有采用任何柱塞密封环时燃油中的Zn>0.5ppm)，从而喷油嘴堵塞危险可以避免。

作为总结，根据本实用新型，高压组件中的一个或多个配备有柱塞密封环，而其余高压组件未配备有柱塞密封环，从而燃油-润滑油污染可被降低到可接受的水平以提供耐用的高压燃油泵，并且通过使用最小数量的柱塞密封环，可将高压燃油泵的总成本保持在最低。

本实用新型特别适用于柴油发动机共轨系统的高压燃油泵。然而，可以理解，本实用新型也可应用于其它类型的高压燃油泵。

此外，柱塞密封环的数量可根据具体的应用而确定，尤其是根据车辆类别，因此高压燃油泵设计的灵活性可以提高。

此外，带有柱塞密封环的高压组件和不带柱塞密封环的高压组件具有相同的外轮廓，因此它们可以根据具体要求而相互替换，而不需要对高压燃油泵的其它部件、尤其是壳体进行任何修改。

虽然这里参考具体的实施方式描述了本实用新型，但是本实用新型的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本实用新型的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。

Claims (10)

1.一种高压燃油泵，包括：

多个高压组件，用于以高压输出燃油，每个高压组件包括柱塞套和在柱塞套中往复移动的柱塞；和

驱动机构，其被配置成驱动各柱塞在相应的柱塞套中往复移动，所述驱动机构由润滑油润滑；

其特征在于，所述多个高压组件中的至少一个配备有用于降低燃油和润滑油间污染的柱塞密封环，配备有柱塞密封环的高压组件的数量大于或等于1但小于高压组件的总数。

2.如权利要求1所述的高压燃油泵，其特征在于，所述柱塞密封环容置于柱塞套的内侧部分中，并且处于被弹性压缩以抵靠着柱塞密封的状态。

3.如权利要求2所述的高压燃油泵，其特征在于，所述柱塞密封环具有大致“H”或“X”形横截面。

4.如权利要求2所述的高压燃油泵，其特征在于，所述柱塞密封环包括沿柱塞的轴向和/或径向叠加的两个或更多个单独的密封环。

5.如权利要求2所述的高压燃油泵，其特征在于，所述柱塞密封环容置于所述内侧部分上的一个内端减径部内，所述内端减径部相对于柱塞套的其余部分具有减小的外径。

6.如权利要求1至5中任一项所述的高压燃油泵，其特征在于，所述驱动机构包括驱动轴，所述驱动轴上在不同的轴向位置上形成有用于驱动各柱塞往复移动的凸轮。

7.如权利要求6所述的高压燃油泵，其特征在于，每个凸轮包括两个或更多个凸轮凸角，这些凸轮凸角以相等的偏置角度绕驱动轴的中心轴线分隔。

8.如权利要求1至5中任一项所述的高压燃油泵，其特征在于，带有柱塞密封环的高压组件和不带柱塞密封环的高压组件具有相同的外轮廓。

9.如权利要求1至5中任一项所述的高压燃油泵，其特征在于，配备有柱塞密封环的高压组件的数量为满足特定应用中可接受的燃油中混入润滑油量要求的最小数量。

10.如权利要求1至5中任一项所述的高压燃油泵，其特征在于，所述高压燃油泵为柴油发动机共轨系统的高压燃油泵。