CN1714239A - 用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵 - Google Patents

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Abstract

高压泵具有一个驱动轴(12)及至少一个泵元件(14)，该泵元件具有一个通过该驱动轴(12)在往复直线运动中被驱动的泵柱塞(20)，其中，在该驱动轴(12)的一个相对其转动轴线(13)偏心地设置的轴区段(16)上，可转动地支承着一个环(18)，该泵柱塞(20)通过一个支承元件(24)支撑在该环(18)上。该环(18)和/或该支承元件(24)至少在其接触区域中具有大量的微凹部(42)，并且在该环(18)和/或该支承元件(24)上，至少在其接触区域中被涂敷一个固体润滑剂层(40)。

Description

用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵
现有技术
本发明涉及一种根据权利要求1所述类型的用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵。
一个这样的高压泵已经由DE 198 29 548 A1公开。该高压泵具有一个驱动轴及至少一个泵元件，该泵元件具有一个通过该驱动轴在往复直线运动中被驱动的泵柱塞。该驱动轴具有一个相对其旋转轴线偏心地构造的轴区段，在该轴区段上可转动地支承着一个环。泵柱塞通过一个支承元件支撑在环上。驱动轴的旋转运动通过该环转变成泵柱塞的往复直线移动，该环不随驱动轴一起旋转。在该环与该支承元件的接触区域中，由于由泵柱塞产生的压力，作用有大的力。为了进一步降低内燃机的油耗及有害物的排放，燃料喷射时的压力必须越来越高，该压力必须通过高压泵来产生。由此，高压泵的部件的载荷升高，环与支承元件之间的摩损增大。此外，为了减少有害物的排放，开发出新型的燃料，该燃料含硫量特别低。不过，其中该燃料的润滑特性恶化。由此，在某些情况下，不能保证高压泵具有足够的寿命。
本发明的优点
根据本发明的、具有权利要求1的特征的高压泵具有其优点：这样地改善环及支承元件的抗摩擦性，使得高压泵即使在产生了非常高的压力以及燃料的润滑效果低时，也能获得足够的寿命。
在从属权利要求中，给出了根据本发明的高压泵的有利构型及进一步构造。
附图说明
在附图中示出了本发明的一个实施例，并且在下面的说明中对其进行了详细说明。
附图表示：
图1一个高压泵的一个纵剖面图，
图2为高压泵沿着图1中线II-II的横截面，
图3为高压泵在图2中以III标示的部分，具有第一实施形式的微凹部，及
图4至6微凹部的其它实施例。
实施例的说明
在图1至6中示出了一个用于例如汽车的内燃机的燃料喷射装置的高压泵，该高压泵构造成一个径向柱塞泵。通过该高压泵，将燃料在可高达2000bar的高压下输送到例如一个储存器内，燃料再由此取出以喷射到内燃机中。该高压泵具有一个壳体10，其中围绕轴线13可转动地支承着的一个驱动轴12。在壳体10中安装至少一个优选多个泵元件14，它们由所述驱动轴12驱动。该驱动轴12具有一个与其旋转轴线13偏心地构造的轴区段16，在其上面可转动地支承着一个环18。所述这些泵元件14各具有一个泵柱塞20，它在一个至少几乎与驱动轴12的旋转轴线13呈径向地延伸的缸孔22中可移动地密封地被导向。每个泵元件14的泵柱塞，以其柱塞基部21通过一个支承元件24支撑于环18上。在此，通过一个弹簧26，该柱塞基部21能够被保持贴靠于支承元件24上，并通过该支承元件24被保持在环18上，这里的弹簧26以一侧支撑于壳体10上，以另一侧通过一个弹簧座23支撑于支承元件24上。所述支承元件24可以构造成例如支承板或者推杆。
通过相应的泵柱塞20限定了泵工作腔28边界，它通过一个向泵工作腔28打开的入口阀30可以与一个燃料输入部分相连接，在该燃料输入部分中呈低压。此外，该泵工作腔28可以通过一个向储存器打开的排出阀32与储存器相连接。在驱动轴12旋转时，泵柱塞20通过驱动轴12的偏心的轴区段16及不随驱动轴12一起转动的环18驱动形成往复直线运动。当泵柱塞20径向向内运动时，它就执行吸入行程，此时入口阀30打开，由此燃料流入泵工作腔28内，此时的排出阀32关闭。当泵柱塞20径向向外运动时，它就执行排流行程，此时入口阀30关闭，由泵柱塞20压缩的燃料通过打开的排出阀32在高压下到达存储室内。
所述环18相应于泵元件14的个数在其外侧上具有一些整平部分34，对应的支承元件24靠置在这些整平部分上。在高压泵运行期间，该环18及这些支承元件24通过泵柱塞20在其排流行程及吸入行程中的周期性的加载及卸载被振荡地加载，其中，在这些支承元件24与该环18的接触区域之间作用有不同大小的压力。优选的设置是：通过高压泵输送的燃料量能够与内燃机的需求相匹配。为此，这样限制到泵工作腔28中的燃料输入，使得这些泵工作腔仅部分地被填充。这可以例如通过在向泵工作腔28的入口中的吸入节流部分来实现。在泵工作腔28的部分填充中，还会额外地出现对环18及支承元件24的冲击性的载荷，因为燃料的输送及由此对环18及支承元件24的压力加载，直到泵柱塞20进行部分空行程后才发生。
在环18上涂敷了一个固体润滑剂层40，该固体润滑剂层在其外侧上，至少在这些整平部分34上，这些整平部分是与所述支承元件24的接触区域。此外，该环18在其外侧上、至少在这些整平部分34上，以及由此在与支承元件24的接触区域内，具有大量的微凹部42，在图3至6中放大地示出了这些微凹部。环18优选由钢制成。
这些微凹部42可以例如如图3所示构造成小杯状，它们均匀或者不均匀分布地设置在环18的整平部分34的表面上。作为替换方案，这些微凹部42也可以如图4所示构造成至少近似地呈直线延伸的凹槽，它们在纵向或横向或任意的其他方向上在环18的整平部分34的表面上延伸。或者作为替换方案也可以如图5所示，这些微凹部42构造成彼此相交的凹槽，它们在环18的整平部分34的表面上延伸。此外作为替换方案，这些微凹部42也可以如图6所示构造成至少近似圆弧段状延伸的凹槽，它们至少近似彼此同心延伸地，设置在环18的整平部分34的表面上。还可以将微凹部42的上述的不同的实施形式进行组合而加以应用。
这些微凹部42优选具有大约2至30μm的深度，大构15至30μm的宽度，彼此以大约30至150μm的间隔设置。这些微凹部42可以借助公知的加工方法引入到环18的整平部分34的表面中，例如激光加工、硬车削(Harddrehen)、电火花加工，或者光刻法(lithographisch)。
所述固体润滑剂层40被涂敷到环18的整平部分34的表面上，并且可以覆盖整个面，即不仅覆盖微凹部42，也覆盖那些位于它们之间的凸起的区域。在此，在该固体润滑剂层40的表面上，这些微凹部42相应地印出凹部的轮廓。在这些固体润滑剂层40的凹部中可以积聚燃料，通过该燃料改善了环18与支承元件24之间的润滑。高压泵开始运行时，在环18与支承元件24之间的接触区域之间存在该固体润滑剂层40，使得高压泵的启动容易。不过在高压泵的运行期间，该固体润滑剂层40将被磨损掉。在高压泵经过一定的运行时间后，该固体润滑剂层40仅还存在于微凹部42中。当环18继续摩损时，其它的固体润滑剂不断从微凹部42中排出，从而改善了环18与支承元件24之间的润滑。固体润滑剂层40的厚度在其初始状态时例如在10μm至20μm之间。
也可以这样设置：首先将固体润滑剂层40涂敷到环18上，然后加工微凹部42。在这种情况下，在这些微凹部42中没有固体润滑剂，不过，它们却有在其中积聚燃料的效果，该燃料改善了环18与支承元件24之间的润滑。
作为替换也可以这样设置：仅将固体润滑剂层40涂敷到微凹部42中，而位于这些微凹部之间的凸起的区域没有固体润滑剂层40。那么在高压泵运行期间，由于存在的摩擦，固体润滑剂不断从这些微凹部42中排出，从而改善了环18与支承元件24之间的润滑。也可以这样设置，使固体润滑剂层40在微凹部42的深度方向上仅仅部分地对其填充。在这种情况下，高压泵开始运行时，在这些微凹部42中积聚燃料，通过该燃料改善了环18与支承元件24之间的润滑。随着高压泵运转时间的增加，由于磨损，这些微凹部42的深度减小，以致从这些微凹部中逐渐地排出固体润滑剂，从而改善了环18与支承元件24之间的润滑。
固体润滑剂层40由一种粘结材料组成，其中掺入固体润滑剂颗粒。固体润滑剂层40可以例如以液态的漆的形式或通过其他公知的应用技术涂敷到环18上。该粘结材料可以由一些有机或者无机化合物组成。应用无机化合物作为粘结材料，相对于有机化合物呈现出具有较高的耐热性的优点。应用有化合物剂作为粘结材料，相对于无机化合物呈现出具有较好的耐蚀性的优点。对粘结材料的选择，取决于对于耐热性及燃料稳定性的要求。固体润滑剂颗粒以颗粒的形式均匀分布于粘结材料中，其直径大小为几个微米，优选在大约3至8μm之间。作为固体润滑剂尤其使用聚四氟乙烯或石墨或者二硫化钼，其中也可以使用这些物质的混合物。由聚四氟乙烯及二硫化钼组成的混合物能够实现环18与支承元件24之间很小的摩擦系数。
为了达到固体润滑剂层40在环18上的附着的最佳化，可以对环18的表面进行化学预处理，例如进行磷化处理，由此形成一个增强附着力的中间层44。该中间层这样设置，即微凹部42不会被其填平。该中间层的厚度最大应为微凹部42的深度的大约20％。
作为对环18的处理的替代或补充也可以将支承元件24在其与环18的接触区域中设置一个相应的固体润滑剂层40及一些微凹部42，方法与上面所述相同。

Claims (9)

1.高压泵，用于内燃机的燃料喷射装置，具有一个驱动轴(12)及至少一个泵元件(14)，该泵元件具有一个通过该驱动轴(12)在往复直线运动中被驱动的泵柱塞(20)，其中，在该驱动轴(12)的一个相对其旋转轴线(13)偏心地设置的轴区段(16)上，可转动地支承着一个环(18)，该泵柱塞(20)通过一个支承元件(24)支撑在该环(18)上，其特征为：该环(18)和/或该支承元件(24)至少在其接触区域中具有大量的微凹部(42)，并且在该环(18)和/或该支承元件(24)上，至少在其接触区域中涂敷了一个固体润滑剂层(40)。
2.根据权利要求1的高压泵，其特征为：这些微凹部(42)具有一个大约2至30μm的深度，和/或一个大约15至30μm的宽度，和/或一个彼此之间大约30至150μm的间距。
3.根据权利要求1或2的高压泵，其特征为：这些微凹部(42)被构造成小杯状。
4.根据权利要求1或2的高压泵，其特征为：这些微凹部(42)被构造成凹槽的形式。
5.根据权利要求4的高压泵，其特征为：这些凹槽彼此交叉。
6.根据权利要求4的高压泵，其特征为：这些凹槽被构造成至少近似圆弧段状。
7.根据上述权利要求之一的高压泵，其特征为：所述固体润滑剂层(40)包含聚四氟乙烯和/或石墨和/或二硫化钼。
8.根据上述权利要求之一的高压泵，其特征为：所述固体润滑剂层(40)具有一种粘结材料，其中均匀分布地掺入一些固体润滑剂颗粒。
9.根据上述权利要求之一的高压泵，其特征为：在该环(18)和/或该支承元件(24)的表面与该固体润滑剂层(40)之间设置了一个增强附着力的中间层(44)。
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