CN107850027B - 燃料高压泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有壳体（12）的燃料高压泵（10），其中在孔（36）中布置有限压阀（38），其中所述孔（36）汇入到低压入口（22）的入口容积（30）中。

Description

燃料高压泵

本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射***的燃料高压泵。

燃料喷射***中的燃料高压泵被用于对燃料加载以高压，其中该压力例如在汽油内燃机的情况下处于250巴到400巴的范围中，并且在柴油内燃机的情况下处于2000巴到2500巴的范围中。在相应的燃料中能够产生的压力越高，燃料在燃烧腔中的燃烧期间产生的排放越低，这尤其是在日益强烈地期望减少的排放的背景下是特别有利的。

为了在相应的燃料中实现高压，燃料高压泵典型地实施为活塞泵，其中活塞在压力室中平移地运动，并且因此周期性地压缩和卸压供应到压力室的燃料。

然后，以压力加载的燃料大多数经由高压接口供应给高压压力区域，例如液压地后置于压力室的蓄压器，即所谓的共轨装置，燃料然后从该共轨装置那里通过喷射器喷入到燃烧腔的燃烧室中。

为了防止燃料喷射***的、液压地后置于压力室的、输送燃料的元件被过高的超压损坏，通常设置限压阀，其将过量的燃料从燃料喷射***的高压区域排出，以减轻该高压区域的负荷。

例如在此已知的是，通过限压阀与压力室的连接孔将多余的燃料排出到压力室本身中。例如，DE10 2004 013 307 A1公开了一种燃料高压泵中的限压阀，其布置在盲孔中，并且通过以相对于盲孔大约90°的角度布置的孔流体地与压力室处于连接中。

然而，这种布置的缺点在于，直到限压阀被激活时，盲孔用作死水区域和污物储存器，这优选确切地说应该很少出现这种情况。只有在限压阀投入运行时，然后将积聚的污物输送到压力室中。

本发明的任务是提出一种在这方面改进的燃料高压泵。

该任务通过这样一种燃料高压泵来解决，该燃料高压泵具有布置在壳体中的压力室，所述压力室在一侧通过活塞面限制,所述活塞面位于活塞上，该活塞在所述压力室中沿着运动轴线平移地运动，其中所述压力室在输入侧与用于将燃料供应到所述压力室的低压入口连接，并且在输出侧与高压接口连接，所述高压接口和所述壳体一起限定出口容积，其中在所述低压入口中如此布置入口阀，从而将所述低压入口的进入孔与所述低压入口的入口容积分隔开，所述入口容积直接液压地与所述压力室处于连接中，其中设置有用于排出在所述出口容积中的超压的限压阀，所述限压阀布置在容纳孔中，该容纳孔从所述出口容积延伸到所述壳体中，其中所述容纳孔汇入到所述低压入口的入口容积中。

本发明的有利设计方案是优选的或者说相应得到改进的主题。

燃料高压泵具有布置在壳体中的压力室，该压力室在一侧通过活塞面限制，该活塞面在活塞上，该活塞在压力室中沿着运动轴线平移地运动。该压力室在输入侧与用于将燃料供应到压力室的低压入口连接，并且在输出侧与高压接口连接，高压接口和壳体一起限定出口容积。在低压入口中如此布置入口阀，从而将低压入口的进入孔与低压入口的、直接液压地与压力室处于连接中的入口容积分隔开。设置有用于排出在出口容积中的超压的限压阀，该限压阀布置在从出口容积延伸到壳体中的孔中。该孔汇入到低压入口的入口容积中。

因此，其中布置有限压阀的孔不再如迄今为止已知那样被构造为盲孔，而是该孔具有与低压入口的连接部，更确切地说位于入口阀所在的区域中。由此阻止的是，直到限压阀被激活，迄今存在的盲孔存储污物，并且然后被输送到燃料高压泵中，因为该孔在燃料高压泵的运行期间就已经被持续地冲洗，限压阀布置在该孔中。

优选地，该孔构造为通孔，该通孔具有用于容纳限压阀的容纳区域和用于产生到入口容积的液压连接的连接区域。该连接区域具有比容纳区域更小的横截面。

优选地，限压阀具有回位弹簧，该回位弹簧带有在该回位弹簧的力的方向上的纵向轴线，其中连接区域与所述回位弹簧的纵向轴线同轴地布置。由此流动穿过限压阀的燃料可以无阻碍地层流地排出到流入容积中。

有利地，孔的容纳区域具有端壁，该端壁垂直于回位弹簧的纵向轴线地限制孔，该端壁与出口容积相对地布置。回位弹簧支撑在该端壁上，其中连接区域布置在该端壁中。因此，当连接区域的横截面小于容纳区域的横截面，则这是有利的，因为这样自动形成了回位弹簧可以支撑在其上的端壁。

在特别优选的设计方案中，所述孔具有通向压力室的连接穿孔，以将孔与压力室液压地进行连接。在此，连接区域和连接穿孔例如通过端壁的至少一个局部区域彼此分隔开。

通过布置所述连接区域和连接穿孔，能够在运行中实现燃料的循环。由此避免或减少了颗粒在孔的后部区域中的积聚，在该孔中布置有限压阀。当通过限压阀排出超压时，连接穿孔和连接区域在此有利地形成彼此补充的流动横截面。

在不存在连接穿孔的实施方式中，出口孔与通常的布置相比完全地移置到所述通孔上，超压燃料经由该出口孔被排出。

在此，所述通孔、也就是说连接区域能够如此程度地扩宽，使得不进行到压力室本身中的排出，而是仅经由该连接区域排出到入口容积。这具有这样的优点，即通过在燃料高压泵内的挤压阶段和吸入阶段之间的切换，限压阀的组件不再垂直地在运行方向上流动，并由此引起振动。

优选地，连接穿孔布置在孔的、平行于回位弹簧的纵向轴线延伸的侧壁中。由此，优选地形成以相对于连接区域大约90°的角度的布置，使得待排出的燃料能够在不同的空间方向上被排出。

优选地，高压接口的高压接口纵向轴线基本上垂直于活塞的运动轴线。所述孔的孔纵向轴线相对于所述高压纵向轴线成1°至10°、尤其是2°至8°、优选4°至6°之间的角度，限压阀布置在该孔中。

通常在压力室和出口容积之间液压地布置有输出阀，该输出阀的纵向轴线通常同样地垂直于活塞的运动轴线进行布置。在此，该输出阀通常位于燃料高压泵的壳体的孔中。现在如果限压阀所在的孔与输出阀的孔成一定角度，并且因此朝向高压接口纵向轴线进行布置，则可以在相同效果的情况下，将高压接口的出口容积并且由此高压接口整体上设计得更小。

由此，明显减小例如作用到高压接口的焊缝上的力，并且明显使高压接口更加稳定。

优选地，所述孔的孔纵向轴线基本上具有相对于活塞的运动轴线成95°至105°之间，尤其是98°至102°之间的角度。在其他的空间方向上，通过在其中布置有限压阀的孔的弯曲部也能够使高压接口进一步小型化并且可以由此减小力。

接下来借助于附图更详细地解释本发明的有利的设计方案。其中：

图1示出了具有布置在孔中的限压阀的燃料高压泵的纵剖面图；

图2示出了具有限压阀的燃料高压泵的、通过图1中的线II-II的俯视横剖面图；

图3以细节图示出了来自图1的燃料高压泵在限压阀的区域中的纵剖面图；并且

图4在燃料高压泵的压力室的区域中以另一细节图示出了来自图1的燃料高压泵的纵剖面图。

图1示出了燃料高压泵10的纵剖面图。在燃料高压泵10的壳体12中布置有压力室14，活塞16沿着运动轴线18在该压力室中平移地上下运动，并且因此周期性地压缩和卸载布置在该压力室14中的燃料。在所述压力室14内运动的活塞16具有活塞面20，该活塞面向下限制压力室14。为了将燃料供应到压力室14中，压力室14在输入侧与低压入口22连接。

压力加载的燃料在输出侧经由高压接口24被引导至高压区域25。然后，高压接口24将压力加载的燃料进一步引导至例如后置的共轨装置。

在低压入口22中布置有入口阀26，该入口阀将进入孔28与入口容积30分隔开，该入口容积30与压力室14液压地直接处于连接中。然而，入口容积30不是压力室14的一部分。

高压接口24如此构造，使得该高压接口与壳体12一起限定出口容积32，压力加载的燃料通过输出阀34流入到该出口容积32中。从该出口容积32开始，容纳孔36延伸到壳体12中。在容纳孔36中布置有限压阀38，当在高压区域25中形成太强烈的超压时，该限压阀38将燃料从高压接口24排出。

图2以俯视图示出燃料高压泵10沿着图1中的线II-II的横剖面图。在此可以看出，容纳孔36完全从高压接口24或出口容积32延伸直到入口容积30，限压阀38布置在该孔中。容纳孔36因此构造为通孔42。

容纳孔36具有容纳区域44，限压阀38容纳在该容纳区域44中，并且还包括连接区域46，该连接区域46在容纳区域44和低压入口22的入口容积30之间建立连接。在此，连接区域46具有比容纳区域44更小的横截面，使得限压阀38的回位弹簧48能够支撑在容纳孔36的、由此形成的端壁50上。连接区域46由此布置在端壁50中。

回位弹簧48具有沿着回位弹簧48的力的方向延伸的纵向轴线52。容纳孔36与该纵向轴线52同轴地延伸，更确切地说如此使得连接区域46也与回位弹簧48的纵向轴线52同轴地布置。由此将经由限压阀38排出的燃料层流地直接排出到入口容积30中。

进一步由图1和图2可知，高压接口24的高压接口纵向轴线54垂直于活塞16的运动轴线18布置。输出阀34的纵向轴线56也垂直于活塞16的运动轴线18布置。相反，容纳孔36的孔纵向轴线58并非如至今已知的那样，即同样垂直于活塞16的运动轴线18进行布置，而是相对于高压接口纵向轴线54成角度α。在此，该角度α在1°至10°之间、特别是2°至8°之间、优选地在4°至6°之间的范围内运动。由此，高压接口24的出口容积32能够设计得比在垂直于运动轴线18布置的孔纵向轴线58的情况下更小，从而使得作用到例如高压接口24的焊缝60上的力更小。

图3示出了来自图1的燃料高压泵10在限压阀38或容纳孔36的细节区域中的纵剖面图。在这里可以看到，容纳孔36不仅水平成角度地（见图2）相对于高压接口纵向轴线54布置，而且也垂直成角度地布置，从而得到在孔纵向轴线58和运动轴线18之间的角度β，该角度β在95°至105°之间、尤其是在98°至102°之间的范围内运动。出口容积32由此也能够被设计得更小，从而减小了作用的力。

图4以细节图示出了在压力室14的区域中的另一纵剖面图。在此可以看出，容纳孔36在优选的设计方案中不仅具有朝向入口容积30的连接区域46，而且也具有连接穿孔62，该连接穿孔将容纳孔36直接与压力室14连接。在此，连接穿孔62布置在容纳孔36的侧壁64中，该孔平行于回位弹簧48的纵向轴线52延伸，并且由此限定用于所述限压阀38的容纳区域44。

除了存在连接区域46之外，还存在连接穿孔62，由此能够在燃料高压泵10的运行中实现燃料的循环，由此能够持续地冲洗容纳孔36并且清洁污物。

在燃料高压泵10的制造过程中，连接区域46的存在也具有较大的优点。因为正常情况下存在的、从所述容纳孔36进入到压力室14中的出口孔通常通过对压力室14进行钻孔产生。由此产生了不确定的轮廓，其一方面由于公差波动难以被去毛刺，另一方面在进一步的加工结构曲线期间（例如珩磨时）能够导致部件的损坏。额外地，当容纳孔36实施为盲孔时，则存在下述缺点，尤其是在制造过程（珩磨）中颗粒能够在后部区域积聚并且能够堵塞容纳孔36。到目前为止已知的是，例如通过专门制造的冲洗喷枪来冲洗所述容纳孔36，该冲洗喷枪以高压去除珩磨污泥。然而，由于限压阀38通常在制造过程中已经存在于容纳孔36中，所以总是存在以下危险，即在珩磨过程期间或者在喷枪冲洗期间回位弹簧48被损坏。现在能够通过以下方式阻止所述情况，即有利地仅设置连接区域48，该连接区域被如此设计使得连接穿孔62能够被省去。在有利的设计方案中，在此甚至能够省去喷枪冲洗，这能够导致工艺安全性的提高或者工艺的简化。

相反如果存在连接穿孔62，则在清洗中清洗悬浮液的循环也能够在生产过程中产生，由此可以更好地冲洗容纳孔36。

Claims (11)

1.燃料高压泵（10），具有布置在壳体（12）中的压力室（14），所述压力室在一侧通过活塞面（20）限制,所述活塞面位于活塞（16）上，该活塞在所述压力室（14）中沿着运动轴线（18）平移地运动，其中所述压力室（14）在输入侧与用于将燃料供应到所述压力室（14）的低压入口（22）连接，并且在输出侧与高压接口（24）连接，所述高压接口和所述壳体（12）一起限定了出口容积（32），其中在所述低压入口（22）中如此布置入口阀（26），从而将所述低压入口（22）的进入孔（28）与所述低压入口（22）的入口容积（30）分隔开，所述入口容积直接液压地与所述压力室（14）处于连接中，其中设置有用于排出在所述出口容积（32）中的超压的限压阀（38），所述限压阀布置在容纳孔（36）中，该容纳孔从所述出口容积（32）延伸到所述壳体（12）中并且被构造为通孔（42），其中所述通孔（42）汇入到所述低压入口（22）的入口容积（30）中。

2.根据权利要求1所述的燃料高压泵（10），其特征在于，所述通孔（42）具有用于容纳所述限压阀（38）的容纳区域（44）和用于产生至所述入口容积（30）的液压连接的连接区域（46），其中所述连接区域（46）具有比所述容纳区域（44）更小的横截面。

3.根据权利要求2所述的燃料高压泵（10），其特征在于，所述限压阀（38）具有回位弹簧（48），该回位弹簧带有在所述回位弹簧（48）的力的方向上的纵向轴线（52），其中所述连接区域（46）与所述回位弹簧（48）的纵向轴线（52）同轴地布置。

4.根据权利要求3所述的燃料高压泵（10），

其特征在于，所述容纳孔（36）的容纳区域（44）具有垂直于所述回位弹簧（48）的纵向轴线（52）地限制所述容纳孔（36）的端壁（50），所述端壁与所述出口容积（32）相对地布置，其中所述回位弹簧（48）支撑在所述端壁（50）上，并且其中所述连接区域（46）布置在所述端壁（50）中。

5.根据权利要求3或4所述的燃料高压泵（10），

其特征在于，所述容纳孔（36）具有通向所述压力室（14）的连接穿孔（62），以将所述容纳孔（36）与所述压力室（14）液压地进行连接。

6.根据权利要求5所述的燃料高压泵（10），

其特征在于，所述连接穿孔（62）布置在与所述容纳孔（36）的、平行于所述回位弹簧（48）的纵向轴线（52）延伸的侧壁（64）中。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料高压泵（10），

其特征在于，所述高压接口（24）的高压接口纵向轴线（54）基本上垂直于所述活塞（16）的运动轴线（18）延伸，并且所述容纳孔（36）的孔纵向轴线（58）相对于所述高压接口纵向轴线（54）成1°至10°之间的角度。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料高压泵（10），

其特征在于，所述容纳孔（36）的孔纵向轴线（58）基本上相对于所述活塞（16）的运动轴线（18）以95°至105°之间的角度进行布置。

9.根据权利要求7所述的燃料高压泵（10），

其特征在于，所述容纳孔（36）的孔纵向轴线（58）相对于所述高压接口纵向轴线（54）成2°至8°之间的角度。

10.根据权利要求7所述的燃料高压泵（10），

其特征在于，所述容纳孔（36）的孔纵向轴线（58）相对于所述高压接口纵向轴线（54）成4°至6°之间的角度。

11.根据权利要求8所述的燃料高压泵（10），

其特征在于，所述容纳孔（36）的孔纵向轴线（58）基本上相对于所述活塞（16）的运动轴线（18）以98°至102°之间的角度进行布置。

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