CN103492702A - 具有在凸轮轴上的推力轴承的燃料高压泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵（1），其具有一个设在壳体（2）中的驱动机构（25）和至少一个泵活塞（7），该驱动机构带有设有至少一个凸轮（4）及通过一个推力轴承支承在壳体（2）中的驱动轴（3）及一个推杆组件（22），该泵活塞通过驱动轴（3）绕一个旋转轴线（21）的转动并通过至少一个设置在驱动轴（3）上的凸轮（4）及设置在至少一个泵活塞（7）上的推杆组件（22）驱动成在基本上相对驱动轴（3）的旋转轴线（21）的径向上的往复运动，其中，该推力轴承被构成推力滑动轴承（27，27’）。

Description

具有在凸轮轴上的推力轴承的燃料高压泵

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵。

现有技术

在现有技术中对于共轨***主要使用径向活塞泵用于在共轨***的高压存储器中建立高压。径向活塞泵可具有一个或多个带有相应泵活塞的泵部件，泵活塞例如通过一个凸轮被驱动轴间接地驱动成往复运动，以便进行一个抽吸行程及一个压力行程，在抽吸行程期间燃料被吸入高压泵的一个泵工作室，而在压力行程中吸入的燃料被压缩并被输出给鼓轨***的高压存储器。

例如在DE102008043429A1中描述了一种具有凸轮轴驱动部分的径向活塞泵。其中轴一个泵壳体中可转动地支承着一个驱动轴。该驱动轴在两个轴承套之间具有一个凸轮轨，该凸轮轨将泵活塞驱动成往复运动。泵活塞在泵壳体中的一个相对驱动轴的旋转轴线径向地延伸的缸孔中可移动地被导向及用一个活塞脚通过一个可转动地支承在滚子靴中的滚子支撑在凸轮轨上。此外驱动轴支承在两个被构成轴承套的推力轴承中。

在此情况下泵活塞与驱动轴之间的力传递通过流体动力的滑动轴承来实现，由于滚子的高转速该滑动轴承构成在推杆组件的滚子与滚子靴之间。

转上述公知的高压泵中通过滚子转凸轮上的倾斜运行可在驱动轴上形成轴向力。该力在壳体助滑环圈处由驱动轴传递到高压泵的壳体上。为了在此情况下避免可能的损坏，对于一个这样配置的推力轴承必需使用高级的并由此非常昂贵的轴承材料。

因此需要给出一种高压泵，对其可使用简单及由此成本上有利的轴承材料。

发明内容

根据本发明提出一个用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵，它包括一个设置在一个壳体中的、具有一个设有至少一个凸轮及通过一个推力轴承支承在壳体中的驱动轴的驱动机构及一个推杆组件与至少一个泵活塞，该泵活塞通过驱动轴绕一个旋转轴线的转动并通过至少一个设置在驱动轴上的凸轮及设置在至少一个泵活塞上的推杆组件驱动成在基本上相对驱动轴的旋转轴线的径向上的往复运动，其中该推力轴承被构成推力滑动轴承。通过根据本发明的构型可作到使用简单的材料，因为推力轴承的轴承面被构型，以便在驱动轴旋转时构成一个流体动力的推力滑动轴承。此外在此情况下有利的是：待传递的力及及流体动力与转速相关。

根据一个优选的实施形式该推力滑动轴承是流体动力的推力滑动轴承。

根据另一优选的实施形式在推力滑动轴承上构有至少一个第一轴承面，尤其是具有多个通道的第一环形助滑环圈，在驱动轴转动期间这些通道可被润滑剂、尤其被润滑油或燃料流过。

至少一个第一轴承面尤其被构成在凸轮上。

根据另一优选的实施形式在推力滑动轴承上构有至少一个第二轴承面，尤其是具有多个通道的第二环形助滑环圈，在驱动轴转动期间这些通道可被润滑剂、尤其被润滑油或燃料流过。

根据又一优选的实施形式至少一个第二轴承面被构成在壳体上。

多个通道最好具有基本上被构成楔形的相应的通道，其中相应的通道构成其宽度在μm范围中的相应的间隙。通过平坦地或是构成在第一轴承面上或是构成在第二轴承面上的楔在相对运动时形成了一个流体动力的间隙，以致这些构件可通过润滑剂隔开并不会形成磨损。通过在μm范围中的间隙的构成可在间隙中有效地建立压力。实际的轴承长度非常地短。

此外有利的是，在第一环形助滑环圈中设有多个径向孔，这些径向孔相对多个通道基本上平行地构成。通过设置与通道的润滑剂楔几何形状平行的径向孔可实现压力均衡。

根据又一优选的实施形式在第二环形助滑环圈中设有多个径向孔，这些径向孔相对多个通道基本上平行地构成。

该高压泵尤其被构成径向活塞泵。

附图说明

以下将参照附图来详细地描述本发明的实施例。附图表示：

图1：根据现有技术的一个高压泵的部分截面图；

图2：根据一个实施形式的高压泵的驱动机构的一部分的截面图；

图3A，3B：设置在高压泵的壳体上的第二轴承面的相应的概要视图；

图4：一个环形的助滑环圈的俯视图；及

图5：图2中所示的驱动机构的细节图。

具体实施形式

图1表示根据现有技术的用于内燃机的燃料喷射装置的一个高压泵1，它被构成为径向活塞泵。根据现有技术的该高压泵1具有一个壳体2，该壳体由多部分构成，及在其中设置了一个旋转地驱动的驱动轴3，在该驱动轴上设有一个凸轮4。高压泵1具有一个设置在一个缸头5中的带有一个泵活塞7的泵部件6，该泵活塞通过驱动轴3的凸轮4间接地被驱动成在相对驱动轴3的旋转轴线21至少近似的径向上的一个往复运动。泵活塞7直接可移动地在缸头5中的一个缸孔8中被导向并用其背着驱动轴3的端面在缸孔8中限定了一个泵工作室9。泵活塞7在其背着泵工作室9的端部具有一个在直径上相对它的其它区域增大的活塞脚19。如在该图中可看到的，缸头5设有一个柱区段10，在该柱区段中设有接收泵活塞7的缸孔8，及围绕该柱区段设置了一个弹簧11。泵工作室9具有通过一个延伸在壳体2中的燃料输入通道（未示出）与一个燃料输入部分如一个输送泵的连接。在燃料输入通道通向泵工作室9的接口处设有一个向着泵工作室9打开的进入阀12，该进入阀具有一个弹簧加载的阀件13。此外泵工作室9具有通过一个延伸在缸头5中的燃料排出通道14与出口的连接，该出口例如与一个共轨***的高压存储器（未示出）相连接。设置在内燃机的汽缸上的一个或尤其多个喷射器（未示出）与该高压存储器相连接，燃料通过这些喷射器被喷射到内燃机的汽缸中。在燃料排出通道14通向泵工作室9的接口处设有一个从泵工作室9打开的排出阀15。

对泵部件6配置了一个具有空心圆柱体的滚子推杆16、一个滚子靴17及一个滚子18的推杆组件17，泵活塞7通过该滚子支撑在驱动轴3的凸轮4上。推杆组件22及泵活塞7被预偏压的弹簧11压向驱动轴3的凸轮4。弹簧11被构成围绕泵活塞7的螺旋压簧。弹簧11的一侧支撑在缸头5的壳体壁上及另一侧支撑在一个弹簧盘20上。弹簧盘20与泵活塞7相连接，以致弹簧11既作用在泵活塞7上也作用在滚子推杆16上，以便将它们压向驱动轴3的凸轮4。驱动轴3与设置在其上的凸轮4及滚子靴17与设置在其中的滚子18构成高压泵1的驱动机构25，该驱动机构被设置在由壳体2构成的驱动机构室26中。此外在图1中还可看到：在这里所示的实施形式中在壳体2上具有一个安装法兰盘24，该安装法兰盘部分地、即在图1的视图中凸轮4的左面封闭驱动机构25，以致驱动机构室26部分地通过壳体2及部分地通过安装法兰盘24来封闭。但在高压泵的其它构型中驱动机构室26也可完全由壳体2来封闭。此外这里所示的高压泵1具有一个计量单元23。

图2表示根据一个实施形式的高压泵1的驱动机构25的一部分的截面图，其中驱动轴3通过流体动力的推力滑动轴承27，27’来支承。在凸轮4上左侧上的第一轴承面28被构成环形的第一助滑环圈35及在右侧上的第一轴承面28’被构成环形的助滑环圈35’。此外在壳体2上第一轴承面28对面的第二轴承面29被构成第二环形的助滑环圈36及第二轴承面28，对面的另一第二轴承面29’也被构成第二环形的助滑环圈36’。在驱动机构室26中在凸轮4的区域中具有第一压力P1。在驱动机构室6中围绕驱动轴3的在凸轮4的左侧伸出的区段具有第二压力P2及在驱动机构室6中围绕驱动轴3的在凸轮4的右侧伸出的区段具有第三压力P3，其中第一压力P1既大于第二压力P2也大于第三压力P3（P1>P2；P1>P3），以致由于ΔP=P1-P2>0使润滑剂供给到由A指示的推力滑动轴承的区域中。

图3A及3B表示设置在壳体2上的第二轴承面29，29’的相应的概要视图。如这里可看到的，在第二轴承面29，29’的表面30构有多个通道31，这些通道在驱动轴3绕其旋转轴线21（见图2）旋转时将被润滑剂如油或燃料流过。为了达到压力的良好建立，通道31构成μm范围中的间隙。此外由图3A中可看到的，楔形的通道31总是逆着由箭头32指示的驱动轴3的旋转方向缓降，而图3B中所示的通道31各被构成在两个方向上均匀下降的屋顶状，以致可以在两个方向上旋转，如由双箭头33所示。在另一个这里未示出的实施形式中通道31也可变换地设置在凸轮4两侧上所设的第一环形助滑环圈35，35’的第一轴承面28，28’中。

图4表示具有如图3A中所示的第二轴承面29，29’的第二环形助滑环圈36，36’的俯视图。变换地也可以是在其端面上设置第一轴承面28，28’的第一环形助滑环圈35，35’设有径向布置的通道31。

图5表示图2中通过一个圆圈标出的区段B上所示的驱动机构25的细节图，其中径向止推滑动轴承在这里由第二压力P2向着第三压力P3的方向通流（P1-P3>0）。驱动机构室26的、在其中具有第二压力P2的区域的连接在这里通过径向孔来实现。为了使其中具有第二压力P2的区域连接到其中具有第一压力P1–即驱动机构室26的内室压力–的区域，在其端面上设置第二轴承面29’的第二助滑环圈36’中设有径向孔34，该第二轴承面相对通道31的楔形几何形状（见图4）平行地构成。如果根据另一实施形式通道被设置在其上设有第一轴承面28，28’（见图2）的第一助滑环圈35，35’中，则同样地在该第一助滑环圈35，35’中设有径向孔34。通过接触区域中带动的润滑剂量的离心力引起的推力滑动轴承27，27’的泵作用被利用于它的通流。这里在推力滑动轴承27，27’中通过该泵作用产生楔形通道31由内向外的通流。这就是说，由于驱动轴3绕其旋转轴线21的旋转形成了一个压力差ΔP4。在此情况下润滑剂被驱动轴3旋转地驱动及由于离心力而向外运动（→ΔP4），其中在由B（见图2）指示的驱动机构室26的区段上存在下列压力条件：ΔP>0；P1-P3>0；P2-P3>0；及P1～P2。

因此根据本发明的高压泵1使推力轴承可以构成流体动力的推力滑动轴承，由此可使用简单及成本上有利的材料而不会出现过量的磨损。

Claims (10)

1.用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵（1），具有一个设在壳体（2）中的驱动机构（25）和至少一个泵活塞（7），该驱动机构（25）带有设有至少一个凸轮（4）及通过一个推力轴承支承在壳体（2）中的驱动轴（3）及一个推杆组件（22），该泵活塞通过驱动轴（3）绕一个旋转轴线（21）的转动并通过至少一个设置在驱动轴（3）上的凸轮（4）及设置在至少一个泵活塞（7）上的推杆组件（22）驱动成在基本上相对驱动轴（3）的旋转轴线（21）的径向上的往复运动，其特征在于：该推力轴承被构成推力滑动轴承（27，27’）。

2.根据权利要求1的高压泵（1），其特征在于：推力滑动轴承是流体动力的推力滑动轴承（27，27’）。

3.根据权利要求1或2的高压泵（1），其特征在于：在推力滑动轴承（27，27’）上构有至少一个第一轴承面（28，28’），尤其是具有多个通道（31）的第一环形助滑环圈（35，35’），在驱动轴（3）转动期间这些通道可被润滑剂、尤其被润滑油或燃料流过。

4.根据权利要求3的高压泵（1），其特征在于：至少一个第一轴承面（28，28’）被构成在凸轮（4）上。

5.根据权利要求1或2的高压泵（1），其特征在于：在推力滑动轴承（27，27’）上构有至少一个第二轴承面（29，29’），尤其是具有多个通道（31）的第二环形助滑环圈（36，36’），在驱动轴（3）转动期间这些通道可被润滑剂、尤其被润滑油或燃料流过。

6.根据权利要求5的高压泵（1），其特征在于：至少一个第二轴承面（29，29’）被构成在壳体（2）上。

7.根据权利要求5至6中任一项或多项的高压泵（1），其特征在于：多个通道（31）具有基本上被构成楔形的相应的通道，其中相应的通道（31）构成其宽度在μm范围中的相应的间隙。

8.根据权利要求5至7中任一项或多项的高压泵（1），其特征在于：在第一环形助滑环圈（35，35’）中设有多个径向孔（34），这些径向孔相对多个通道（31）基本上平行地构成。

9.根据权利要求5至7中任一项或多项的高压泵（1），其特征在于：在第二环形助滑环圈（36，36’）中设有多个径向孔（34），这些径向孔相对多个通道（31）基本上平行地构成。

10.根据权利要求1至9中任一项或多项的高压泵（1），其特征在于：该高压泵（1）被构成径向活塞泵。

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