CN218293768U - 用于高压共轨系统的直列式柱塞泵的泵体和直列式柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于高压共轨系统的直列式柱塞泵的泵体，其中，泵体至少包括：凸轮轴室，适于接收凸轮轴；至少两个柱塞缸，柱塞缸与凸轮轴室固定连接，其中，柱塞缸分为柱塞腔和弹簧腔，柱塞腔适于接收柱塞偶件，弹簧腔位于柱塞腔和凸轮轴室之间并且适于接收用于柱塞偶件的弹簧和挺柱；布置在相邻的柱塞缸之间的分隔壁，分隔壁将相邻的柱塞缸彼此隔开，在分隔壁中设置有用于机油的油压平衡孔，油压平衡孔使相应的弹簧腔流体连通；和侧壁，侧壁从外侧限界至少两个柱塞缸的端部，其中，侧壁至少在相应于油压平衡孔的区域中以无开口的形式构造。还涉及用于高压共轨系统的直列式柱塞泵。能够避免机油泄露并且减少部件数量。

Description

用于高压共轨系统的直列式柱塞泵的泵体和直列式柱塞泵

技术领域

本实用新型涉及柱塞泵，尤其涉及一种用于高压共轨系统的直列式柱塞泵的泵体和一种相应的用于高压共轨系统的直列式柱塞泵。

背景技术

近年来，随着排放法规的日益严格，针对柴油发动机越来越多地使用高压共轨系统。高压共轨系统能够通过柱塞泵形成高压燃油，所述高压燃油的压力与发动机的转速无关并且可以在一定范围内自由设定，并且通过共轨单元将喷射压力的产生和喷射过程彼此分开，从而大幅度减小柴油发动机的供油压力随发动机变化的程度并且精确地控制经由喷油器喷射到柴油发动机燃烧室中的油量，这使得高压共轨系统能够借助高喷射压力、高响应速度、灵活控制等特性满足在排放以及燃油经济性等方面的严格要求。

按照机械结构，高压共轨系统的柱塞泵具有不同的类型，例如轴向式柱塞泵和直列式柱塞泵等，其中，直列式柱塞泵包括并列布置的多个分泵或者说泵单体，所述分泵布置在共同的泵体中并且分别配属有各自的柱塞缸、柱塞偶件和凸轮，所述凸轮组成共同的凸轮轴，柱塞偶件中的柱塞在凸轮轴转动时进行往复运动，由此实现燃油的吸入、压缩和回油的过程。为了实现柱塞泵的润滑，在柱塞偶件与凸轮之间的弹簧腔中存在润滑机油，其中，为了防止机油在柱塞的往复运动期间由于受压产生过高压力，在各个柱塞缸之间的分隔壁中设置有油压平衡孔，处于压缩过程的分泵中的机油通过所述油压平衡孔进入到相邻的分泵的弹簧腔中，由此实现机油压力的平衡并且避免由于过大的机油压力对柱塞泵的部件造成损坏。

在现有的直列式柱塞泵中，为了构造在分隔壁中的油压平衡孔，通常首先在柱塞泵的泵体的侧壁上在相应于油压平衡孔的区域中钻出辅助钻孔，然后将钻头穿过该辅助钻孔直至达到分隔壁处并且进一步钻出油压平衡孔。然而，所述辅助钻孔与弹簧腔连通，在柱塞泵的运行过程中弹簧腔内的机油可能通过辅助钻孔泄露到外部环境中。为此，针对辅助钻孔需要额外设置塞子和密封件来严密地堵塞所述辅助钻孔，以消除机油的泄露风险。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提出一种改进的用于高压共轨系统的直列式柱塞泵的泵体，在所述泵体中直接构造出分隔壁中的油压平衡孔，而不在泵体的侧壁上设置用于油压平衡孔的辅助开口，由此从根本上消除了柱塞缸中的润滑机油通过辅助开口泄露到外部环境中的风险。此外，还能够减少零件数量并且简化装配步骤，从而节省直列式柱塞泵的泵体的制造节拍和装配成本。

根据本实用新型的第一方面，提供一种用于高压共轨系统的直列式柱塞泵的泵体，其中，所述泵体至少包括：

-凸轮轴室，所述凸轮轴室被配置成适于接收所述直列式柱塞泵的凸轮轴；

-至少两个柱塞缸，所述柱塞缸与所述凸轮轴室固定连接，其中，所述柱塞缸分为柱塞腔和弹簧腔，所述柱塞腔被配置成适于接收所述直列式柱塞泵的柱塞偶件，所述弹簧腔位于所述柱塞腔和所述凸轮轴室之间并且被配置成适于接收用于所述柱塞偶件的弹簧和挺柱；

-布置在相邻的柱塞缸之间的分隔壁，所述分隔壁将相邻的柱塞缸彼此隔开，其中，在所述分隔壁中在相应于所述弹簧腔的区域中设置有用于机油的油压平衡孔，所述油压平衡孔使相应的弹簧腔流体连通；

-侧壁，所述侧壁从外侧限界所述至少两个柱塞缸的端部，其中，所述侧壁至少在相应于所述油压平衡孔的区域中以无开口的形式构造。

相比于现有技术，在根据本实用新型的直列式柱塞泵的泵体中，泵体的侧壁至少在相应于油压平衡孔的区域中以无开口的形式完好地构造。在这种情况下，一方面位于弹簧腔中的机油无法穿过泵体的侧壁泄露到外部环境中，由此从根本上消除机油泄露的风险，另一方面不需要设置塞子和密封件来堵住侧壁中的用于钻出油压平衡孔的辅助开口，从而减少了零件数量并且简化了装配步骤，由此降低了制造节拍和装配成本。此外，还能够在一定程度上改善直列式柱塞泵的整体外观效果并且扩大外部安装空间。

根据本实用新型的第二方面，提出一种用于高压共轨系统的直列式柱塞泵，其中，所述直列式柱塞泵至少包括：

-根据本实用新型的泵体；

-布置在所述泵体的凸轮轴室中的凸轮轴，所述凸轮轴通过多个轴承支撑并且能旋转地构造；

-分别布置在所述泵体的柱塞缸中的柱塞偶件，所述柱塞偶件包括柱塞套筒和柱塞杆，所述柱塞杆通过弹簧和挺柱支承在所述凸轮轴的凸轮上；

-燃油输油泵，所述燃油输油泵安装在所述泵体上并且被配置成适于向所述柱塞偶件供应燃油；

-燃油计量阀，所述燃油计量阀通过燃油通道与所述燃油输油泵连接并且被配置成适于控制供应至所述柱塞偶件的燃油量。

附图说明

下面，通过参看附图更详细地描述本实用新型，可以更好地理解本实用新型的原理、特点和优点。附图包括：

图1示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的用于高压共轨系统的直列式柱塞泵的示意性剖视图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而不用于限定本实用新型的保护范围。

在附图中，有时为了明确起见，夸大表示了每个构成要素的大小、层的厚度或区域。因此，附图中每个部件的形状和大小不反映真实比例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实施例的描述中，“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的用于高压共轨系统的直列式柱塞泵100的示意性剖视图。在此，所述高压共轨系统示例性地使用在车辆中并且构造用于将高压柴油通过喷油器喷射到柴油发动机中。在此，直列式柱塞泵100构造为双缸直列式柱塞泵，即具有两个分泵或者说柱塞缸。但也可以考虑，直列式柱塞泵100构造有更多个柱塞缸，例如构造为三缸或四缸直列式柱塞泵。

如图1所示，直列式柱塞泵100包括泵体10，所述泵体构成直列式柱塞泵100的框架并且构造用于接收直列式柱塞泵100的其它部件。

如图1所示，泵体10具有凸轮轴室1，所述凸轮轴室构造成用于接收直列式柱塞泵100的凸轮轴20，所述凸轮轴通过多个轴承22能旋转地受支承并且在发动机的带动下围绕中心轴线旋转，其中，凸轮轴20具有多个凸轮21，在图1中仅示出两个凸轮21，所述凸轮分别对应相应的泵单体或者说顶置的柱塞偶件30。在此，凸轮轴室1在端侧通过凸轮轴盖23封闭。

如图1所示，泵体10具有两个柱塞缸2，所述柱塞缸与凸轮轴室1固定连接，其中，柱塞缸2分为柱塞腔3和弹簧腔4。柱塞腔3构造成用于接收直列式柱塞泵100的柱塞偶件30，所述柱塞偶件包括固定布置在柱塞腔 3中的柱塞套筒31和布置在柱塞套筒31中的柱塞杆32，所述柱塞杆能够在柱塞套筒31中沿竖直方向往复运动，其中，在柱塞杆32上方存在高压腔33。在此，弹簧腔4位于柱塞腔3和凸轮轴室1之间并且构造成用于接收用于柱塞偶件30的弹簧5和挺柱6，其中，挺柱6构造用于支撑柱塞杆 32，而弹簧5构造用于在凸轮21下行时使挺柱6复位。当凸轮轴20旋转时，两个凸轮21中的一个带动上方的挺柱6上行，由此推动抵靠在该挺柱 6上的柱塞偶件30的柱塞杆32上行，高压腔33的体积逐渐减小并且位于高压腔33中的燃油压力增大，直至出油阀34打开并且高压燃油通过出油阀34和喷油器35进入到高压共轨中，从而完成供油过程，而两个凸轮21 中的另一个使得相应的挺柱6在弹簧5的作用下下行，由此带动抵靠在该挺柱6上的柱塞偶件30的柱塞杆32下行，高压腔33的体积逐渐增大并且产生真空度，由燃油输油泵40供应的燃油被吸入到高压腔33中，从而完成吸油过程。通过两个分泵的交替供油，能够实现直列式柱塞泵100的连续稳定的燃油供应。

示例性地，挺柱6滚轮式地构造，由此可以减小摩擦造成的对挺柱6 的侧向力。但也可以考虑，挺柱6菌式或筒式地构造。

如图1所示，泵体10包括布置在相邻的柱塞缸2之间的分隔壁7，所述分隔壁将相邻的柱塞缸2彼此隔开，由此能够实现各个分泵的彼此独立的燃油供应过程。在此，为了实现柱塞杆32以及挺柱6等部件的润滑，在弹簧腔4中存在用于润滑的机油。在此，当挺柱6在凸轮21的带动下上行时，弹簧腔4的在柱塞套筒31和挺柱6之间的容积逐渐变小，使得弹簧腔4中的机油压力增大。为防止弹簧腔4中的机油压力过大，在分隔壁7中设置有油压平衡孔8，所述油压平衡孔布置在分隔壁7的相应于弹簧腔4的区域中并且构造成用于使相邻的弹簧腔4流体连通。在这种情况下，弹簧腔4 中的受压的机油可以通过油压平衡孔8流入到相邻柱塞缸2的弹簧腔中，从而避免出现机油压力过大而损坏柱塞泵零件的现象。

如图1所示，泵体10还包括侧壁11、12，所述侧壁从外侧限界两个柱塞缸2。示例性地，当泵体10具有更多个柱塞缸2时，侧壁从外侧限界这些柱塞缸2的端部的两个柱塞缸。

如图1所示，侧壁11、12至少在相应于油压平衡孔8的区域中以无开口的形式构造。在此，“相应于油压平衡孔8的区域”尤其应理解为，沿垂直于侧壁11、12或者说分隔壁7的方向与油压平衡孔8至少部分重叠的区域。由此，侧壁11、12至少在相应于油压平衡孔8的区域中是不贯通的，弹簧腔4中的机油不能穿过侧壁泄露到外部环境中，也不需要设置额外的塞子和密封件来封闭侧壁11、12。由此能够减少部件数量并且简化装配步骤，从而降低制造时间和装配成本，还能够在一定程度上改善泵体10的外观效果并且扩大外部安装空间。

示例性地，泵体10是一体式铸造件，其中，泵体10的分隔壁7中的油压平衡孔8是利用内孔加工工具钻出的钻孔。与此相应地，为了构造柱塞缸2之间的分隔壁7中的油压平衡孔8，在泵体10铸造完成后由内孔加工工具伸入到柱塞缸2中并且钻出油压平衡孔8，所述内孔加工工具可以是伸入式内孔钻机或者风动直角钻机。当然也可以考虑另外的本领域技术人员认为有意义的内孔加工工具。此外还可以考虑，泵体10的分隔壁7中的油压平衡孔8是利用型芯形成的铸造孔。在此，在泵体10的铸造过程中通过在油压平衡孔8的位置设置对应的型芯来防止液态金属占据油压平衡孔8 的空间，并且在铸造过程之后通过去除所述型芯来形成油压平衡孔8。

示例性地，泵体10是分体式组合件，其中，设有油压平衡孔8的分隔壁7被配置成适于与泵体10的其它部分组合装配。尤其地，将分隔壁7与泵体10的其它部分分开地构造，在组合装配之前在分隔壁7中预先钻出油压平衡孔8，然后将分隔壁7焊接在泵体10的预设定部位处。

示例性地，油压平衡孔8相对于柱塞腔3的第一间距小于油压平衡8 相对于凸轮轴室1的第二间距。在此，相比于凸轮轴室1，分隔壁7中的油压平衡孔8布置得邻近柱塞腔3，由此在必要时可以使受压缩的机油大部分流入到相邻柱塞缸2的弹簧腔4中，从而尽可能地防止机油压力过大。尤其地，油压平衡孔8至少部分超出挺柱6的上行止点，使得油压平衡孔8始终保持打开状态并且相邻的弹簧腔4总是流体连通。

如图1所示，直列式柱塞泵100还包括燃油输油泵40和燃油计量阀50，其中，燃油输油泵40安装在泵体10上并且构造成用于将燃油从油箱供应给直列式柱塞泵100，其中，燃油输油泵40通过燃油通道与燃油计量阀50 连接，所述燃油计量阀构造为电磁阀并且用于控制通向柱塞偶件30的高压腔33的燃油量，从而进一步控制供应至高压共轨中的燃油量。

示例性地，泵体10的侧壁包括第一侧壁11和第二侧壁12，所述第二侧壁的厚度基本上大于所述第一侧壁的厚度，其中，第二侧壁12设置有燃油通道并且构造成用于与直列式柱塞泵100的燃油输油泵40和燃油计量阀 50配合。在此，在第二侧壁12中设置有用于安装燃油输油泵40和燃油计量阀50的凹槽。

示例性地，如图1所示，在泵体10的分隔壁7中还设置有用于机油的进油孔9，所述进油孔示例性地布置得邻近凸轮轴室1，使得进油孔9相对于凸轮轴室1的间距小于进油孔9相对于柱塞腔3的间距。在此，来自车辆的机油供应系统的机油能够通过进油孔9流入到弹簧腔4中。尤其地，从进油孔9出发设置有用于机油的第一油路和第二油路，其中，第一油路通向弹簧腔4，第二油路通向凸轮轴室1，由此通过进油孔9供应的机油能够有效地润滑柱塞杆32和凸轮轴20，尤其是用于支承凸轮轴20的轴承22。当然也可以考虑本领域技术人员认为有意义的其它形式的进油孔。

示例性地，为了构造进油孔9，在第一侧壁11中在相应于进油孔9的区域中构造辅助开口13，所述辅助开口允许钻头穿过第一侧壁11以钻出进油孔9。在此，“相应于进油孔9的区域”尤其应理解为，沿垂直于侧壁11、 12或者说分隔壁7的方向与进油孔9至少部分重叠的区域。为了防止机油通过辅助开口13泄露到外部环境中，在辅助开口13中设置有堵塞件14，所述堵塞件严密地封闭辅助开口13。当然也可以考虑，在侧壁11、12中不设置辅助开口13，即侧壁在相应于进油孔9的区域中以无开口的形式构造，其中，进油孔9以类似于油压平衡孔8的方式构造。由此能够进一步减少零件数量并且简化装配步骤。

示例性地，如图1所示，在柱塞缸2的柱塞腔3和弹簧腔4之间设置有至少一个密封件15，所述密封件能够防止弹簧腔4中的机油进入到柱塞腔3、尤其是柱塞偶件30的高压腔33中，从而避免燃油发生污染。在此，密封件15可以部分地嵌入柱塞偶件30的柱塞套筒31的周侧中，由此防止密封件15发生不期望的移位。

面对于实施方式的阐释仅在所述示例的框架下描述本实用新型。当然，只要在技术上有意义，实施方式的各个特征能够自由地相互组合，而不偏离本实用新型的框架。

对于本领域的技术人员而言，本实用新型的其它优点和替代性实施方式是显而易见的。因此，本实用新型就其更宽泛的意义而言并不局限于所示和所述的具体细节、代表性结构和示例性实施例。相反，本领域的技术人员可以在不脱离本实用新型的基本精神和范围的情况下进行各种修改和替代。

Claims (10)

1.一种用于高压共轨系统的直列式柱塞泵(100)的泵体(10)，其特征在于，所述泵体(10)至少包括：

-凸轮轴室(1)，所述凸轮轴室被配置成适于接收所述直列式柱塞泵(100)的凸轮轴(20)；

-至少两个柱塞缸(2)，所述柱塞缸与所述凸轮轴室(1)固定连接，其中，所述柱塞缸(2)分为柱塞腔(3)和弹簧腔(4)，所述柱塞腔(3)被配置成适于接收所述直列式柱塞泵(100)的柱塞偶件(30)，所述弹簧腔(4)位于所述柱塞腔(3)和所述凸轮轴室(1)之间并且被配置成适于接收用于所述柱塞偶件(30)的弹簧(5)和挺柱(6)；

-布置在相邻的柱塞缸(2)之间的分隔壁(7)，所述分隔壁将相邻的柱塞缸(2)彼此隔开，其中，在所述分隔壁(7)中在相应于所述弹簧腔(4)的区域中设置有用于机油的油压平衡孔(8)，所述油压平衡孔使相应的弹簧腔(4)流体连通；

-侧壁(11、12)，所述侧壁从外侧限界所述至少两个柱塞缸(2)的端部，其中，所述侧壁(11、12)至少在相应于所述油压平衡孔(8)的区域中以无开口的形式构造。

2.根据权利要求1所述的泵体(10)，其特征在于，

所述泵体(10)是一体式铸造件，其中，所述油压平衡孔(8)是利用内孔加工工具钻出的钻孔，或者，所述油压平衡孔(8)是利用型芯形成的铸造孔。

3.根据权利要求1所述的泵体(10)，其特征在于，

所述泵体(10)是分体式组合件，其中，设有所述油压平衡孔(8)的所述分隔壁(7)被配置成适于与所述泵体(10)的其它部分组合装配。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的泵体(10)，其特征在于，

所述油压平衡孔(8)相对于所述柱塞腔(3)的第一间距小于所述油压平衡孔(8)相对于所述凸轮轴室(1)的第二间距；和/或

所述油压平衡孔(8)至少部分超出所述挺柱(6)的上行止点。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的泵体(10)，其特征在于，

在所述分隔壁(7)中还设置有用于所述机油的进油孔(9)。

6.根据权利要求5所述的泵体(10)，其特征在于，

所述侧壁(11、12)在相应于所述进油孔(9)的区域中以无开口的形式构造；或者

所述侧壁(11、12)在相应于所述进油孔(9)的区域中构造有辅助开口(13)，所述辅助开口允许钻头穿过以钻出所述进油孔(9)，其中，在所述辅助开口(13)中设置有堵塞件(14)。

7.根据权利要求5所述的泵体(10)，其特征在于，

从所述进油孔(9)出发设置有用于所述机油的第一油路和第二油路，其中，所述第一油路通向所述弹簧腔(4)，所述第二油路通向所述凸轮轴室(1)。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的泵体(10)，其特征在于，

所述侧壁(11、12)包括第一侧壁(11)和第二侧壁(12)，所述第二侧壁的厚度大于所述第一侧壁的厚度，其中，所述第二侧壁(12)设置有燃油通道并且被配置成适于与用于所述直列式柱塞泵(100)的燃油输油泵(40)和燃油计量阀(50)配合。

9.一种用于高压共轨系统的直列式柱塞泵(100)，其特征在于，所述直列式柱塞泵(100)至少包括：

-根据权利要求1至8中任一项所述的泵体(10)；

-布置在所述泵体(10)的凸轮轴室(1)中的凸轮轴(20)，所述凸轮轴通过多个轴承(22)支撑并且能旋转地构造；

-分别布置在所述泵体(10)的柱塞缸(2)中的柱塞偶件(30)，所述柱塞偶件包括柱塞套筒(31)和柱塞杆(32)，所述柱塞杆通过弹簧(5)和挺柱(6)支承在所述凸轮轴(20)的凸轮(21)上；

-燃油输油泵(40)，所述燃油输油泵安装在所述泵体(10)上并且被配置成适于向所述柱塞偶件(30)供应燃油；

-燃油计量阀(50)，所述燃油计量阀通过燃油通道与所述燃油输油泵(40)连接并且被配置成适于控制供应至所述柱塞偶件(30)的燃油量。

10.根据权利要求9所述的直列式柱塞泵(100)，其特征在于，

所述直列式柱塞泵(100)构造为双缸直列式柱塞泵；和/或

在所述柱塞缸(2)的柱塞腔(3)和弹簧腔(4)之间设置有至少一个密封件(15)，所述密封件部分地嵌入所述柱塞偶件(30)的所述柱塞套筒(31)的周侧中；和/或

所述挺柱(6)滚轮式地构造。

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