燃料高压泵的制作方法

1.本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于内燃机的燃料喷射系统的燃料高压泵。


背景技术：

2.由现有技术已知燃料高压泵。这种燃料高压泵具有限压阀，该限压阀在打开状态下将出口侧的高压区域与燃料高压泵的输送室连接。在此，当出口侧的高压区域与燃料高压泵的输送室之间的压力差超过边界值时，限压阀打开。因此，通过限压阀防止出口侧的高压区域中的压力过高。


技术实现要素：

3.本发明所基于的问题通过具有权利要求1特征的燃料高压泵来解决。本发明的有利扩展方案在从属权利要求中给出。此外，对于本发明重要的特征可以在下面的说明书和附图中找到。在此，这些特征不仅单独地而且以完全不同的组合对于本发明而言是重要的。
4.根据本发明的用于内燃机的燃料喷射系统的燃料高压泵将燃料压缩到高压并且将燃料输送到喷射装置，该喷射装置将燃料直接喷射到内燃机的分别所属的燃烧室中。燃料高压泵具有泵壳体、布置在泵壳体中的凹槽，在所述凹槽中布置有限压阀，其中，限压阀包括阀体、阀元件、保持元件和至少一个阀弹簧，其中，保持元件布置在阀元件与阀弹簧之间并且构型成使得其在凹槽中被笔直地引导。
5.通过限压阀将燃料高压泵的出口侧高压区域中的压力限制到最大允许的值。如果在那里存在的压力超过限压阀的打开压力，则阀元件抵抗阀弹簧的力而运动，从而燃料可以从高压区域回流到燃料高压泵中的输送室中和/或低压区域中。
6.在阀元件与阀体之间的面上以及在阀元件与保持元件之间的面上可能发生不希望的磨损和气蚀。根据目前的知识水平，磨损尤其是由保持元件的轴向和径向运动引起。气蚀由在限压阀打开时保持元件的运动和由在燃料高压泵的抽吸阶段中产生的蒸汽所引起。保持元件的运动又由燃料高压泵的输送室中的压力脉动以及由阀弹簧的轴向和径向振动所引起。通过根据本发明的保持元件的笔直引导，尤其是在打开和关闭时可靠地保持该保持元件笔直，由此减少了磨损和气蚀，因而延长了限压阀的使用寿命以及借助限压阀延长燃料高压泵的使用寿命。
[0007]“笔直引导”意味着，将保持元件在大致柱形的并且直线延伸的凹槽中引导成，使得保持元件直线地运动，即例如不能相对于凹槽的纵轴线倾斜或不能在相对于纵轴线的横向方向上移动。通过保持元件在凹槽内的笔直引导，保持元件的径向运动被减小，因为保持元件以精确配合的方式布置在凹槽中并且(以滑动配合的方式(im gleitsitz))被引导。换言之：保持元件具有比凹槽的内直径稍小的外直径，使得保持元件在凹槽内沿直径方向的运动被禁阻或至少被最小化。
[0008]
此外，保持元件的轴向运动、即在凹槽的纵向方向上的运动也被阻尼。这由于在凹
槽与在其中引导的保持元件之间的摩擦而产生。显然的是，保持元件的与凹槽的内侧接触的外侧在轴向方向上必须具有最小延伸尺度，以便能够实现所希望的稳定功能。换言之：保持元件具有柱形的区段，该柱形的区段在轴向方向上延伸并且具有保持元件的最大直径。因此可以确保笔直引导，而不会发生保持元件在凹槽内的倾斜。
[0009]
在一个扩展方案中提出，保持元件具有用于阀元件的容纳部，其中，容纳部具有贴靠面和至少一个壁。因此，容纳部以凹陷部的形式构型。这种贴靠面优选地垂直于保持元件的轴向方向定向、即也垂直于限压阀的凹槽的纵向延伸尺度地定向。具有这种贴靠面的容纳部是用于在保持元件的轴向方向上容纳阀元件、在径向方向上保持阀元件并施加均匀的面压力的一种在结构上尽可能简单的方式。
[0010]
在一个与之相关的扩展方案中提出，贴靠面和壁相对彼此布置成，使得它们形成用于阀元件的柱形的或至少部分球体形的容纳空间。所述壁应限制阀元件在保持元件的径向方向的运动或者说应将阀元件在保持元件的径向方向上固定。然而，阀元件可以在由壁实现的固定内具有一定的间隙。通过在径向方向上固定或者说限制阀元件，可以避免阀元件从阀座(即阀元件与阀体之间的面或阀元件与保持元件之间的面)中丢失，并且因而也可以避免阀元件在阀体与保持元件之间卡住。
[0011]
在具有柱形的容纳空间的容纳部中，贴靠面和壁布置为至少部分地彼此垂直。由此，阀元件可以以在结构上非常简单的方式在保持元件的径向方向和轴向方向上被容纳。这种容纳部例如可以借助保持元件中的盲孔状的孔来实现。
[0012]
在一个扩展方案中提出，保持元件在面向阀体的侧与背离阀体的侧之间具有至少一个流体连接部。在此，流体连接部尤其布置成，使得尽可能多的燃料(流体/液体)可以流动穿过保持元件。如果确定量的燃料必须流动穿过保持元件，则通过尽可能大的流体连接部、即具有尽可能大的流动横截面的流体连接部或者说通过总体上得到尽可能大流动横截面的尽可能多的流体连接部将燃料的流动速度以保持相对较低的方式减小。由于低的流动速度，保持元件的运动和在液体急速流动的情况下所产生的气穴效应被减少或者甚至根本不会出现。从而改善了阀座、即阀元件与阀体之间或阀元件与保持元件之间的面到燃料高压泵的输送室上的“附接”，这进一步减少了气蚀。
[0013]
在一个与之相关的扩展方案中提出，流体连接部包括至少一个贯穿保持元件的孔。由此例如可以将保持元件在车削机上制成车削件。这种制造方法与其他制造方法相比可以是有利的，例如更便宜。
[0014]
在一个与之相关的替代的或附加的扩展方案中提出，流体连接部包括具有连接肋的、总体上基本环形的贯通部。优选在径向方向上延伸的连接肋将径向内部的材料区段与径向外部的材料区段连接。连接肋布置为在周向方向上优选均匀地分布。所述连接肋优选是以下连接肋：这些连接肋都具有相同的几何形状和尺寸、并且与保持元件的纵轴线分别具有相同的径向距离并且例如关于保持元件的纵轴线对称地布置或者如已经提到在周向方向上均匀分布地布置。从而可以确保阀元件以最少的材料投入得到在径向方向上的最大保持或者说最大固定。由于比较少的材料用于实现保持元件，因此又改善了阀座至燃料高压泵的输送室的“附接”。换言之：流体连接部的流动横截面比较大，使得燃料(流体)的流动速度比较小并因此气穴效应也是小的。
[0015]
在一个扩展方案中提出，阀元件构型为球形。这种阀元件能非常简单地制造并且
易于操作，由此可以将制造成本保持得低。另外，结合具有柱形容纳空间的容纳部地得到，球形的阀元件与贴靠面在唯一的点中接触，并最大以其周边线性地与壁接触。由此使保持元件与阀元件之间的接触面最小化。优选，在限压阀的关闭状态下，球形的阀元件不与壁接触。在限压阀的关闭状态下，球形的阀元件经由阀体中的阀座径向地对中。所述壁用于在限压阀的打开状态下或者在打开和关闭限压阀时防止球丢失。
[0016]
在一个扩展方案中提出，保持元件具有至少一个延伸部，该延伸部至少部分地构型为阀弹簧的弹簧引导部、例如呈在弹簧内延伸的柱形的突出的延伸部形式。在此优选地，延伸部可以在轴向方向上在阀弹簧的大约两个弹簧绕组(federwindung)的长度上延伸。由此可以确保阀弹簧特别好地并且可靠地安置在保持元件上。此外，通过至少部分的弹簧引导避免或至少减少阀弹簧的轴向和径向振动。这又减少了保持元件的轴向和径向运动，从而又减少了开头提到的磨损。
[0017]
在一个扩展方案中提出，限压阀具有阀弹簧引导元件。在此，阀弹簧引导元件至少部分地布置在阀弹簧的背离保持元件的端部的区域中。该阀弹簧引导元件构型成，使得阀弹簧在阀弹簧的背离保持元件的端部的区域中被阀弹簧引导元件引导。优选地，延伸部朝着保持元件的方向如此远地延伸，使得该保持元件刚好还能够可靠地执行足够的打开运动。
[0018]
通过这种弹簧引导元件，可以避免或至少减少阀弹簧的轴向和径向振动。这又导致保持元件的轴向和径向运动减少。
[0019]
在一个扩展方案中提出，保持元件是通过粉末注射成型制造的构件。然而，保持元件也可以制造为车削件。相对复杂的形状、尤其是弯曲的通道等也可以借助粉末注射成型来制造。另一方面，作为车削件的制造相对较便宜。
附图说明
[0020]
下面参照附图解释本发明的实施方式。
[0021]
图1示出了根据本发明的带有限压阀的燃料高压泵的剖面图；
[0022]
图2示出了根据图1的限压阀的纵剖面图；
[0023]
图3示出了根据图1的限压阀的区域的立体剖面图；
[0024]
图4示出了根据图1的限压阀的保持元件的剖面图；
[0025]
图5示出了根据图1的保持元件的侧视图、俯视图和仰视图；
[0026]
图6示出了根据图1的连同阀元件的保持元件的立体视图、俯视图和仰视图；
[0027]
图7示出了限压阀的另一实施例的、与图2类似的纵剖面图；
[0028]
图8示出了根据图7的限压阀的保持元件的两个立体视图；
[0029]
图9示出了根据图7的连同阀元件的保持元件的俯视图；
[0030]
图10示出了限压阀的另一实施例的与图2类似的纵剖面图；
[0031]
图11示出了根据图10的限压阀的保持元件的两个立体视图；
[0032]
图12示出了根据图10的连同阀元件的保持元件的俯视图；
[0033]
图13示出了限压阀的另一实施例的与图2类似的纵剖面图；
[0034]
图14示出了根据图13的限压阀的保持元件的两个立体视图；和
[0035]
图15示出了根据图13的连同阀元件的保持元件的俯视图。
[0036]
在以下附图中，在不同实施方式中功能等效的元件和区域具有相同的附图标记。
具体实施方式
[0037]
在图1中，用于未详细示出的内燃机的燃料高压泵总体上具有附图标记10。燃料高压泵10具有总体上基本柱形的泵壳体12，燃料高压泵10的主要部件布置在该泵壳体中或该泵壳体上。因此，燃料高压泵10具有入口/流量控制阀14、布置在输送室16中并且能通过未示出的驱动轴被置于往复运动中的输送活塞18、出口阀20和限压阀22。
[0038]
在壳体12中存在第一通道24，该第一通道与输送室16和输送活塞18同轴地延伸，并且该第一通道从输送室16通至呈总体上基本柱形的凹槽26形式的第二通道，该凹槽布置成与第一通道24成90
°
角并且限压阀22容纳在该凹槽中。泵壳体12的纵轴线在图1中总体上具有附图标记28，凹槽26的纵轴线具有附图标记29。
[0039]
在运行中，由平行于纵轴线28往复运动的输送活塞18在抽吸行程中将燃料、例如汽油或柴油燃料经由入口/流量控制阀14抽吸到输送室16中。在输送行程中，存在于输送室16中的燃料被压缩并经由出口阀20被喷射到例如高压区域30中，例如排出到燃料收集管线(“轨”)中，在那里燃料在高压下被存储。高压区域30经由出口接管32与燃料高压泵10连接。在此，在输送行程中排出的燃料量由电磁操纵的入口/流量控制阀14来调节。在高压区域30中出现不允许的过压情况下，限压阀22打开，由此燃料可以从高压区域流入输送室16中。
[0040]
如所述那样，限压阀22在打开状态下将高压区域30与燃料高压泵10的输送室16连接。在此，当出口侧的高压区域30与燃料高压泵10的输送室16之间的压力差超过边界值时，限压阀22打开。因此，限压阀22防止出口侧的高压区域30中的压力过高。
[0041]
图2示出了根据图1的限压阀22的剖面图。属于限压阀22的首先有套筒状的阀体34，该阀体被压入凹槽26中并且在该阀体中存在沿着阀体34的纵向方向29延伸的阶梯形的通道36。在图2中在通道36的右端部上，在阀体34上构造有阀座38，该阀座与呈阀球形式的阀元件40配合起作用。在阀元件40的背离阀座38的一侧上布置有保持元件42。
[0042]
保持元件42基本上柱形地构型并且在该实施例中具有三个流体连接部44、贴靠面46和三个壁48(也参见图5和6)。这些壁48由三个延伸部的相应的径向向内的内侧形成，这三个延伸部布置在保持元件42的面向阀体34的一侧并且在图2中位于左侧上。保持元件42在凹槽26中取决于保持元件42的柱形形状地以滑动配合的方式被笔直地引导。也就是说，保持元件42在凹槽26内直线地并且平行于纵轴线29运动。通过保持元件42在凹槽26中的引导，可以防止或至少减少保持元件的径向运动。在限压阀22打开或关闭时，通过保持元件42的精确配合的柱形形状防止或至少减少保持元件42在沿轴向方向、即平行于纵轴线29实施往复运动时的倾斜。在限压阀22处于关闭状态下，保持元件42也保持笔直。
[0043]
在保持元件42与在图2中的凹槽26的右端部之间布置或张紧有构造为压力弹簧的阀弹簧50。阀元件40因此借助阀弹簧50经由保持元件42朝向阀座38被加载。阀元件40通过贴靠面46和阀座38相对于保持元件42和纵轴线29对中。
[0044]
图3示出了根据图1的限压阀22的立体局部的剖面图。可以看到阀体34、阀元件40、保持元件42和阀弹簧50的局部。
[0045]
图4示出了根据图1的保持元件42的剖面图。在此可以特别清楚地看到，在贴靠面46与壁48之间形成90
°
的角度。
[0046]
图5示出了根据图1的保持元件42的侧视图、俯视图和仰视图。在此清楚地示出了三个流体连接部44的走向：流体连接部44总体上形成基本上环形的、具有三个连接肋(无附图标记)的贯通部，这些连接肋构造为朝着阀体34方向上的延伸部。连接肋的延伸部以它们面向纵轴线29的侧、即径向向内的侧(内侧)分别形成壁48。壁48与轴向的贴靠面46一起形成用于阀元件40的容纳部45。
[0047]
图6示出了根据图1的连同阀元件40的保持元件42的立体视图、俯视图和仰视图。这三个图示出了阀元件40在保持元件42或容纳部45中的落座。球形的阀元件40与保持元件42之间的接触关于贴靠面46基本上是点状的并且关于壁48是线形的。通过阀元件40与保持元件42之间的线形或点状的接触实现了一种阀座到泵送室16上的相对直接的“附接”。这种“附接”导致保持元件42上的压力差相对较小并导致作用到保持元件42上的力较小，这最终导致保持元件42的磨损较小。
[0048]
通过阀元件40与保持元件42的贴靠面46之间的点接触防止或至少减少横向力/力矩从保持元件42到阀元件40上的传递。这导致至少基本上无横向力/力矩的阀座并因此导致均匀的面压力。由此可以实现更小的磨损。
[0049]
此外，由于阀元件40与保持元件42的贴靠面46之间的大程度的点接触，保持元件42的在轴向上被压力加载的面积保持得小。从而，作用到保持元件42上的液压力保持得低，并且保持元件42的轴向运动因此被减小。这导致更小的磨损。
[0050]
上述措施确保阀座上的气蚀也减少。因此，阀座到输送室16上的更直接的“附接”减小了由于在抽吸阶段中在燃料高压泵10中形成蒸汽所引起的气蚀。保持元件42的轴向运动(参见磨损)的减少导致限压阀22的打开过程更少，这又导致更少的气蚀。保持元件42的径向运动的减少和阀元件40上的横向力/力矩的禁阻导致相对均匀的面压力并且因此导致限压阀22的更少的打开过程并因此同样导致更少的气蚀。
[0051]
保持元件42例如可以制造为以金属粉末注射成型(mim)方法制成的构件。
[0052]
图7示出了限压阀22的另一实施例的剖面图。该实施例与前面的实施例的不同之处在于，保持元件42在其面向阀弹簧50的一侧具有三个延伸部52。这些延伸部至少部分地用作阀弹簧50的引导部。此外，限压阀22具有阀弹簧引导元件54。阀弹簧50由阀弹簧引导元件54至少部分地在轴向方向上、即平行于纵向方向29引导。阀弹簧50因此至少部分地由延伸部52和阀弹簧引导元件54在轴向上被笔直地引导。由此，可以避免或至少减少阀弹簧50在径向方向上的不希望的振动。
[0053]
图8中的保持元件42的两个立体视图和图9中的连同阀元件40的保持元件42的俯视图示出了根据图7的实施例的保持元件42。
[0054]
图10示出了限压阀22的另一实施例的剖面图。该实施例与前面的实施例的不同之处在于，流体连接部44构型为贯穿保持元件42的孔，这些孔轴向地、即平行于纵向方向29延伸。因此可以借助车削机将该保持元件42制造为车削件。此外，保持元件42具有三个延伸部52，与限压阀22的前面的实施例相比，这些延伸部构型得稍长一些。由此导致阀弹簧50在图10中的阀弹簧50的左端部区域中的更好引导。
[0055]
图11中的保持元件42的两个立体视图和图12中的连同阀元件40的保持元件42的俯视图示出了根据图10的实施例的保持元件42。
[0056]
图13示出了限压阀22的另一实施例的剖面图。该实施例与前面的实施例的不同之
处在于，保持元件42构型为带有深入安置的阀元件40的车削件。在此，壁48不是如在上述实施例中那样通过延伸部实现，而是通过中央的球体形的并与球形的阀元件40基本互补的凹槽实现。此外，限压阀22不具有阀弹簧引导元件54。
[0057]
当然，被描述为车削件的保持元件42也可以以另外的方法、例如金属粉末注射成型(mim)来制造。
[0058]
图14中的保持元件42的两个立体视图和图15中的连同阀元件40的保持元件42的俯视图示出了根据图13的实施例的保持元件42。