用於高壓泵的泵單元的製作方法
2023-10-09 22:48:34 4
用於高壓泵的泵單元的製作方法
【專利摘要】一種泵單元（10），包括帶有低壓入口（17）和高壓出口（19）的泵殼體（15）。經由低壓入口（17）給構造在泵殼體（15）中的工作室（20）輸送工作介質。經由高壓出口（19）使得工作介質從工作室（20）導出。此外，泵單元（10）包括構造在泵殼體（15）中的帶有縱軸線（L1）的泵活塞通道（36）。泵單元（10）具有第一泵活塞（32），該第一泵活塞可沿著縱軸線（L1）移動地布置在泵活塞通道（36）中，且與工作室（20）液壓地耦接。另外，泵單元（10）具有第二泵活塞（32），該第二泵活塞可沿著縱軸線（L1）移動地布置在泵活塞通道（36）中，且通過補償體積（100）與第一泵活塞（32）液壓地耦接，其中補償體積（100）與補償單元（110）液壓地耦接，該補償單元被設計用於根據工作室（20）中的壓力來調整補償體積（100）。
【專利說明】用於高壓泵的泵單元
[0001]本發明涉及一種用於高壓泵的泵單元。
[0002]高壓泵通常用於輸送汽車內燃機蓄存器噴射系統的流體。汽車內燃機蓄存器噴射系統因而例如在共軌系統中應能提供必需的體積流和所需要的流體壓力。高壓泵應根據相應負荷工作點情況下的內燃機需求來調整要輸送的燃燒燃油量。
[0003]本發明的目的是，提出一種用於高壓泵的泵單元，其能實現根據預定要求來調整要輸送的工作介質的量。同時，該泵單元應可成本低廉地製造，且應具有良好的能量效率。
[0004]該目的通過獨立權利要求的特徵得以實現。本發明的有利改進在從屬權利要求中
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[0005]根據第一方面，本發明的特點在於一種用於高壓泵的泵單元。該泵單元包括帶有低壓入口和高壓出口的泵殼體。經由低壓入口給構造在泵殼體中的工作室輸送工作介質。經由高壓出口使得工作介質從工作室導出。此外，泵單元包括構造在泵殼體中的帶有縱軸線的泵活塞通道。泵單元具有第一泵活塞，該第一泵活塞可沿著縱軸線移動地布置在泵活塞通道中，且與工作室液壓地耦接。另外，泵單元具有第二泵活塞，該第二泵活塞可沿著縱軸線移動地布置在泵活塞通道中，且通過補償體積與第一泵活塞液壓地耦接，其中補償體積與補償單元液壓地耦接，該補償單元被設計用於根據工作室中的壓力來調整補償體積。
[0006]這能有利地實現調節工作介質優選燃油的體積流，同時減少構件數量，且能有助於使得泵單元進而使得高壓泵具有高的能源效率。節省構件數量能實現成本低廉的製造。本發明具有的優點是，無需在燃油罐與泵單元之間的單獨的電磁體積流調節閥，和/或無需通過對輸入流的節制和/或通過對不需要的被壓縮的燃油量的抑制來例如根據內燃機的當前燃油消耗調整體積流。利用限壓閥抑制不需要的燃油量例如會使得能源效率明顯惡化。
[0007]在一種有利的設計中，補償單元經過設計，使得補償體積在第二泵活塞的輸送衝程中基本不變，直至達到工作室中的預定壓力，並在保持工作室中的壓力恆定的情況下在輸送衝程繼續進行的過程中調整補償體積。補償單元實現了在第二泵活塞的輸送衝程中在達到工作室中的所希望的壓力情況下使得第一泵活塞基本處於靜止，因而沒有其它量的工作劑被輸入到工作室中。第一泵活塞與第二泵活塞形成一個單元，直至達到工作室中的所希望的壓力，該單元的工作方式基本上與由現有技術已知的一體的泵活塞相同。
[0008]根據第二方面，本發明的特點在於一種用於高壓泵的泵單元。該泵單元包括帶有低壓入口和高壓出口的泵殼體。經由低壓入口給構造在泵殼體中的工作室輸送工作介質。經由高壓出口使得工作介質從工作室導出。此外，泵單元包括構造在泵殼體中的帶有縱軸線的泵活塞通道。泵單元具有第一泵活塞，該第一泵活塞可沿著縱軸線移動地布置在泵活塞通道中，且與工作室液壓地耦接。另外，泵單元具有第二泵活塞，該第二泵活塞可沿著縱軸線移動地布置在泵活塞通道中，且通過彈簧部件與第一泵活塞耦接，其中彈簧部件被設計用來根據工作室中的壓力來調整第一泵活塞與第二泵活塞之間的間距。彈簧部件經過設計，使得第一泵活塞與第二泵活塞之間的間距在第二泵活塞的輸送衝程中基本不變，直至達到工作室中的預定壓力，並在保持工作室中的壓力恆定的情況下在輸送衝程繼續進行的過程中調整所述間距。
[0009]彈簧部件有利地實現了在第二泵活塞的輸送衝程中在達到工作室中的所希望的壓力情況下使得第一泵活塞基本處於靜止，因而沒有其它量的工作劑被輸入到工作室中。第一泵活塞與第二泵活塞形成一個單元，直至達到工作室中的所希望的壓力，該單元的工作方式基本上與由現有技術已知的一體的泵活塞相同。
[0010]根據第一和第二方面，在本發明的另一有利的設計中，工作室中的壓力藉助第二泵活塞被限制為最大約250巴的值。
[0011]根據第三方面，本發明的特點在於一種用於高壓泵的泵單元。該泵單元包括帶有低壓入口和高壓出口的泵殼體。經由低壓入口給構造在泵殼體中的工作室輸送工作介質。經由高壓出口使得工作介質從工作室導出。泵單元包括構造在泵殼體中的帶有縱軸線的泵活塞通道。此外，泵單元具有泵活塞，該泵活塞可沿著縱軸線移動地布置在泵活塞通道中，且與工作室直接液壓地耦接。泵單元包括補償活塞，該補償活塞與工作室直接液壓地耦接，且可沿著第二軸線即縱軸線移動地布置在補償活塞通道中，其中補償活塞通道沿著縱軸線與泵活塞通道相對地布置。此外，泵單元具有彈簧部件，該彈簧部件在補償活塞的背離工作室的端部與該補償活塞機械地耦接，且被設計用於根據作用到彈簧部件上的力來影響補償活塞的位置。這能實現非常靈活的解決方案，因為彈簧部件可以並不設置在泵殼體中，而替代地設置在高壓泵的其它組件中，例如設置在高壓泵的壓力補償容腔中。例如也可以把彈簧部件和補償活塞通道與低壓入口和/或高壓出口組合起來布置。這具有的優點是，例如可以在事後給已有的高壓泵和/或高壓泵方案配備這種補償裝置，例如通過更換低壓入口構件組進行配備。彈簧部件有利地實現了在泵活塞的輸送衝程中在達到工作室中的所希望的壓力情況下使得補償活塞從工作室中移出，從而使得工作室的體積在泵活塞的輸送衝程繼續進行的過程中基本保持恆定。
[0012]根據第三方面，在本發明的一種有利的設計中，補償活塞包括進口閥。
[0013]根據第四方面，本發明的特點在於一種用於高壓泵的泵單元。該泵單元包括帶有低壓入口和高壓出口的泵殼體。經由低壓入口給構造在泵殼體中的工作室輸送工作介質。經由高壓出口使得工作介質從工作室導出。泵單元包括構造在泵殼體中的帶有縱軸線的泵活塞通道。此外，泵單元具有泵活塞，該泵活塞可沿著縱軸線移動地布置在泵活塞通道中，且與工作室直接液壓地耦接。泵單元包括補償活塞，該補償活塞與工作室直接液壓地耦接，且可沿著另一軸線移動地布置在補償活塞通道中。此外，泵單元具有彈簧部件，該彈簧部件在補償活塞的背離工作室的端部與該補償活塞機械地耦接，且被設計用於根據作用到彈簧部件上的力來影響補償活塞的位置。補償活塞包括進口閥。
[0014]根據第三和第四方面，在本發明的一種有利的設計中，工作室中的壓力藉助補償活塞被限制為最大約250巴的值。
[0015]根據第一、第二、第三和第四方面，在本發明的另一有利的設計中，彈簧部件具有遞減的彈簧特性曲線。彈簧部件例如可以具有盤形彈簧。
[0016]根據第一、第二、第三和第四方面，在本發明的另一有利的設計中，彈簧部件具有預定的預應力。
[0017]下面參照示意圖來介紹本發明的實施例。
[0018]其中: 圖1為泵單元的第一實施例的示意圖；
圖2為泵單元的第二實施例的示意圖；
圖3為泵單元的第三實施例的示意圖；
圖4為泵單元的第四實施例的示意圖；
圖5為泵單元的第五實施例的示意圖；
圖6為帶有泵單元的蓄存器噴射系統的示意圖；
圖7為泵單元的補償活塞的行程與泵單元的壓力的功能相關性的示意圖；和 圖8a、8b和8c為慄單兀的壓力和噴射量關於慄但的轉速的不圖。
[0019]圖6所示為內燃機的蓄存器噴射系統200的液壓示意圖。該蓄存器噴射系統200具有用於從(未示出的)燃油罐中輸送燃油的預輸送泵210。在預輸送泵210的下遊設置有過濾與減振單元212。此外，在預輸送泵210和過濾與減振單元212的下遊設置有高壓泵214，該高壓泵帶有至少一個泵單元10。泵單元10具有進口閥216和出口閥218。進口閥216優選是數字的進口閥，藉此來調節泵單元10入口處的體積流。利用高壓泵214把燃油輸送到燃油蓄存器220中，以便從那裡到達(未示出的)噴射閥。
[0020]圖1示出高壓泵214的泵單元10的第一實施例。高壓泵214例如可以是徑向活塞泵。例如，高壓泵214可以被設置用於針對高壓蓄存器噴射系統比如針對共軌噴射系統供應燃油。
[0021]泵單元10包括泵殼體15，該泵殼體帶有低壓入口 17和高壓出口 19。為了能夠給設置在泵殼體15中的工作室20填充工作介質特別是流體，低壓入口 17例如具有輸入管路，該輸入管路優選與工作室20通過進口閥液壓地耦接。進口閥用於特別是在填充和壓縮工作介質時防止回流到輸入管路中。
[0022]高壓出口 19具有流出管路和優選設置在該流出管路上的出口閥。該出口閥例如是高壓閥，它能實現從工作室20中的預定的流體壓力起才使得工作介質從工作室20排出到流出管路中。出口閥防止工作介質例如從蓄壓管回流到泵單元10中。
[0023]泵單元10還包括設置在泵活塞通道36中的泵活塞30，泵活塞通道構造在泵殼體15中。泵活塞通道36具有縱軸線LI，泵活塞30沿著該縱軸線可移動地布置。泵活塞30與工作室20直接液壓地耦接。
[0024]在進氣衝程期間，即在泵活塞30移動離開工作室20期間，工作介質例如燃油從輸入管路經由進口閥輸入到工作室20中，其中，出口閥關閉。在輸送衝程期間，即在泵活塞30朝向工作室20移動期間，位於工作室20中的工作介質被壓縮，或者通過出口閥在高壓下被排放至流出管路，其中，進口閥關閉。
[0025]按照泵單元10的在圖1中示出的實施例，泵單元10具有補償活塞40。補償活塞40設置在補償活塞通道45中。補償活塞通道具有第二軸線A2，補償活塞40沿著該軸線可移動地布置在補償活塞通道中。補償活塞40同樣與工作室20直接液壓地耦接。此外，泵單元10包括彈簧部件50。該彈簧部件50在補償活塞40的背離工作室20的第一端部與該補償活塞機械地耦接。彈簧部件50被設計用於根據作用到彈簧部件50上的力來影響補償活塞40的位置。彈簧部件50在此例如可以具有遞減的彈簧特性曲線。
[0026]按照補償活塞40和彈簧部件50的一種有利設計，若泵活塞30直徑為IOmm且衝程為2mm，則: -補償活塞40的直徑為:10mm ；
-補償活塞40的最大衝程為:4.2mm ；
-補償活塞40的質量為:8g ；
-彈簧部件50的彈性常數為:20.3N/mm，預應力為1900N。
[0027]當工作室20中的壓力超過預定的值時，補償活塞40才開始移動。工作室20的該預定的壓力優選約為245巴。一旦工作室20中的壓力超過另一預定的值，補償活塞40就終止其移動。工作室20的該另一預定的壓力優選約為258巴。由此可以實現，在工作室20中的壓力約為245巴時，補償活塞40對工作室20中的因泵活塞30引起的體積變化進行補償，由此可以避免工作室20中的壓力進一步上升。因而可以藉助補償活塞40把工作室20中的壓力限制到約為245巴的值。這特別是在圖7中示出，該圖所示為泵單元10的補償活塞40的衝程與工作室20中的壓力的功能相關性的示意圖。
[0028]此外，在圖8a、8b和8c中示出泵單元10出口處(圖8a)和燃料蓄存器220中(圖8b)的壓力以及噴射器噴射量關於泵單元10的轉速(圖Sc)的曲線圖。因而特別是在圖8a中示出，特別是在轉速較高時(這裡約從4，800起)，可以藉助補償活塞40把泵單元10出口處的壓力限制到約為245巴的值(參見明亮區域與黑暗區域之間的界限G)。
[0029]補償活塞40例如可以適當地安置在泵殼體15中，使得泵活塞通道36的縱軸線LI與第二軸線A2夾成預定的角度。補償活塞通道45特別是也可以沿著縱軸線LI與泵活塞通道36相對地布置。
[0030]彈簧部件50例如可以設置在泵單元10的另一容腔60中。彈簧部件50可以適當地安置在容腔60中，使得彈簧部件50具有預應力。
[0031]圖2示出泵單元10的第二實施例，據此，彈簧部件50設置在壓力補償容腔60'中。彈簧部件50在此可以附加地用於抑制壓力波動。為此在圖2所示的實施例中在補償活塞40與彈簧部件50之間夾入一個可移動的部件70例如捲動膜片。
[0032]圖3示出泵單元10的第三實施例，據此，泵單元10具有由補償活塞40和進口閥組合成的裝置。補償活塞40例如可以包括進口閥。
[0033]圖4示出泵單元10的第四實施例。與圖1中所示的實施例不同，泵單元10具有第一泵活塞32和第二泵活塞34。第一泵活塞32可沿著縱軸線LI移動地設置在泵活塞通道36中，且直接與工作室20液壓地耦接。第二泵活塞34同樣可沿著縱軸線LI移動地設置在泵活塞通道36中，且通過彈簧部件50與第一泵活塞32耦接，其中，彈簧部件50被設計用來根據工作室20中的壓力來調整第一泵活塞32與第二泵活塞34之間的間距。彈簧部件50經過設計，使得第一泵活塞32與第二泵活塞34之間的間距在第二泵活塞34的輸送衝程中基本不變，直至達到工作室20中的預定壓力，並在保持工作室20中的壓力恆定的情況下在第二泵活塞34的輸送衝程繼續進行過程中調整所述間距。第一泵活塞32在面向第二泵活塞34的第一端具有內凹90。彈簧部件50就設置在該內凹90中。替代地，彈簧部件可以設置在第一泵活塞之外。第二泵活塞34在面向第一泵活塞32的第一端具有推桿80。該推桿80與彈簧部件50機械地耦接。
[0034]圖5示出泵單元10的第五實施例。與圖4中所示的實施例不同，第二泵活塞34通過補償體積100與第一泵活塞32液壓地耦接，其中補償體積100與補償單元110液壓地耦接，該補償單元被設計用來根據工作室20中的壓力來調整補償體積100。補償單元110例如經過設計，使得補償體積100在該泵活塞的輸送衝程中基本不變，直至達到工作室20中的預定壓力，並在保持工作室20中的壓力恆定的情況下在輸送衝程繼續進行的過程中調整補償體積100。
[0035]補償單元110例如包括設置在泵殼體15中的補償腔120。補償腔優選具有開口，補償腔經由該開口無阻礙地與泵進口液壓地耦接。此外，補償單元110包括設置在補償腔120中的另一彈簧部件50'。補償單元110還包括活塞130，該活塞可沿著第三軸線移動地設置在補償腔120中。該活塞的第一端與所述另一彈簧部件50'機械地耦接，其第二端直接與工作體積液壓地耦接。另一彈簧部件50'可以具有遞減的彈簧特性曲線。另一彈簧部件50'還可以經過適當布置和設計，使得它具有預定的預應力。
【權利要求】
1.一種用於高壓泵的泵單元(10)，包括: -帶有低壓入口(17)和高壓出口(19)的泵殼體(15)，經由低壓入口給構造在泵殼體(15)中的工作室(20)輸送工作介質，經由高壓出口使得工作介質從工作室(20)導出； -構造在泵殼體(15)中的帶有縱軸線(LI)的泵活塞通道(36)； -第一泵活塞(32)，該第一泵活塞可沿著縱軸線(LI)移動地布置在泵活塞通道(36)中，且與工作室(20)液壓地耦接；和 -第二泵活塞(34)，該第二泵活塞可沿著縱軸線(LI)移動地布置在泵活塞通道(36)中，且通過補償體積(100)與第一泵活塞(32)液壓地耦接，其中補償體積(100)與補償單元(110)液壓地耦接，該補償單元被設計用於根據工作室(20)中的壓力來調整補償體積(100)。
2.如權利要求1所述的泵單元(10)，其中，補償單元(110)經過設計，使得補償體積(100)在第二泵活塞(34)的輸送衝程中基本不變，直至達到工作室(20)中的預定壓力，並在保持工作室(20)中的壓力恆定的情況下在輸送衝程繼續進行的過程中調整補償體積(110)。
3.一種用於高壓泵的泵單元(10)，包括: -帶有低壓入口( 17)和高壓出口( 19)的泵殼體(15)，經由低壓入口給構造在泵殼體(15)中的工作室(20)輸送工作介質，經由高壓出口使得工作介質從工作室(20)導出； -構造在泵殼體(15)中的帶有縱軸線(LI)的泵活塞通道(36)； -第一泵活塞(32)，該第一.泵活塞可沿著縱軸線(LI)移動地布置在泵活塞通道(36)中，且與工作室(20)液壓地耦接；和 -第二泵活塞(34)，該第二泵活塞可沿著縱軸線(LI)移動地布置在泵活塞通道(36)中，且通過彈簧部件(50)與第一泵活塞(32)耦接，其中彈簧部件(50)被設計用來根據工作室(20)中的壓力來調整第一泵活塞(32)與第二泵活塞(34)之間的間距，其中彈簧部件(50)經過設計，使得第一泵活塞(32)與第二泵活塞(34)之間的間距在第二泵活塞(34)的輸送衝程中基本不變，直至達到工作室(20)中的預定壓力，並在保持工作室(20)中的壓力恆定的情況下在輸送衝程繼續進行的過程中調整所述間距。
4.如前述權利要求中任一項所述的泵單元(10)，其中，工作室(20)中的壓力藉助第二泵活塞(34)被限制為最大約250巴的值。
5.一種用於高壓泵的泵單元(10)，包括: -帶有低壓入口( 17)和高壓出口( 19)的泵殼體(15)，經由低壓入口給構造在泵殼體(15)中的工作室(20)輸送工作介質，經由高壓出口使得工作介質從工作室(20)導出； -構造在泵殼體(15)中的帶有縱軸線(LI)的泵活塞通道(36)； -泵活塞，該泵活塞可沿著縱軸線(LI)移動地布置在泵活塞通道(36)中，且與工作室(20)直接液壓地耦接； -補償活塞(40)，該補償活塞與工作室(20)直接液壓地耦接，且可移動地布置在帶有第二軸線(A2)的補償活塞通道(45)中，其中補償活塞通道(45)沿著縱軸線(LI)與泵活塞通道(36)相對地布置；和 -彈簧部件(50)，該彈簧部件在補償活塞(40)的背離工作室(20)的端部與該補償活塞機械地耦接，且被設計用於根據作用到彈簧部件(50)上的力來影響補償活塞(40)的位置。
6.如權利要求5所述的泵單元，其中，補償活塞(40)包括進口閥。
7.一種用於高壓泵的泵單元(10)，包括: -帶有低壓入口( 17 )和高壓出口( 19 )的泵殼體(15 )，經由低壓入口給構造在泵殼體(15)中的工作室(20)輸送工作介質，經由高壓出口使得工作介質從工作室(20)導出； -構造在泵殼體(15)中的帶有縱軸線(LI)的泵活塞通道(36)； -泵活塞，該泵活塞可沿著縱軸線(LI)移動地布置在泵活塞通道(36)中，且與工作室(20)直接液壓地耦接； -補償活塞(40)，該補償活塞與工作室(20)直接液壓地耦接，且可移動地布置在帶有另一軸線(A3)的補償活塞通道(45)中；和 -彈簧部件(50)，該彈簧部件在補償活塞(40)的背離工作室(20)的端部與該補償活塞機械地耦接，且被設計用於根據作用到彈簧部件(50)上的力來影響補償活塞(40)的位置， 其中，補償活塞(40)包括進口閥。
8.如權利要求5-7中任一項所述的泵單元(10)，其中，工作室(20)中的壓力藉助補償活塞(40)被限制為最大約250巴的值。
9.如前述權利要求中任一項所述的泵單元(10)，其中，彈簧部件(50)具有遞減的彈簧特性曲線。
10.如前述權利要求中任一項所述的泵單元(10)，其中，彈簧部件(50)具有預定的預應力。
【文檔編號】F04B1/07GK103443440SQ201280016478
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年1月30日 優先權日:2011年1月31日
【發明者】M.阿布斯邁爾, X.格布哈特, A.盧巴爾, D.施泰格曼 申請人:大陸汽車有限公司