專利名稱：具有組合的排放閥和過壓釋放閥的共軌燃油泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于汽油共軌噴射系統(tǒng)的高壓供油泵。
背景技術：
單活塞、凸輪驅動高壓燃油泵已經(jīng)成為用于在共軌直噴汽油發(fā)動機中產生高壓燃油的常用方案。在工業(yè)中已知的是，泵必須包括出口止回閥，以當泵處于吸入沖程循環(huán)時，防止壓力從軌道流回。在泵內包括減壓安全閥以保護整個高壓系統(tǒng)免受由于系統(tǒng)故障造成的意外的過大壓力已經(jīng)成為工業(yè)要求。為了保護軌道和噴射器，減壓安全閥必須與軌道液壓連通，即與泵流(pump flow)平行。為了形成平行的液壓連通，典型的實施已經(jīng)將出口止回閥和減壓安全閥作為獨立的裝置設置在泵外殼內。

發(fā)明內容
在外殼內的獨立的出口止回閥和減壓安全閥的常規(guī)構造具有多種缺陷，包括高成本、難以對配件預測試以及出口裝配件的徑向位置的限制。本發(fā)明克服了上述缺陷。根據(jù)本發(fā)明的一個方案，出口止回閥和減壓安全閥包括在高壓燃油泵的單個裝配件內。優(yōu)勢包括較低的系統(tǒng)成本、能夠在出口止回閥和減壓安全閥組裝進泵外殼之前對其功能進行預測試，以及改進了出口裝配件徑向位置的靈活性。公開的實施例旨在提供一種高壓單活塞燃油泵，其中外殼處的裝配件在相對端部處具有流動通道，其中第一端部流動通道與泵送室流體連通，并且提供了至所述排放止回閥的進口和從所述減壓安全閥的出口，并且第二端部流動通道與所述貯油器流體連通，并且提供了用于所述排放止回閥的出口以及用于所述減壓安全閥的進口。優(yōu)選地，裝配組件由具有中央孔的筒形主體限定界限，并且閥座元件固定在孔內以使得相應的兩個閥座區(qū)域共軸地布置。所述閥座元件具有用于所述第一端部通道和第二端部通道之間的排放流的第一內部流動路徑，以及用于所述第二端部通道和第一端部通道之間的壓力釋放流的不同的第二內部流動路徑。第一閥元件和第一閥彈簧與所述第一內部流動路徑可操作地關聯(lián)，第二閥元件和第二閥彈簧與所述第二內部流動路徑可操作地關聯(lián)。所述第一閥元件通過與燃油排放開啟壓力相對應的力偏置，所述第二閥元件通過與過壓釋放開啟壓力相對應的力偏 置。在一個實施例中，閥座元件大致在中央固定在裝配件內，具有第一流動路徑和第二流動路徑，所述第一流動路徑在軸線處從孔徑傾斜地朝向第一基座，用于第一端部通道和第二端部通道之間的排放流，第二流動路徑在軸線處從孔徑傾斜地朝向第二基座，用于第二端部通道和第一端部通道之間的壓力釋放流。在另一個實施例中，通過閥座元件的第一流動路徑大致平行于孔軸線，而通過所述閥座元件的第二流動路徑大致是徑向的。在另一個方案中，本發(fā)明旨在裝配組件本身，其包括筒形主體，其具有帶第一端部和第二端部的通孔；閥座元件，其固定在孔中并且具有第一內部流動路徑和第二內部流動路徑，所述第一內部流動路徑與第一止回閥可操作地相關聯(lián)，用于控制從第一端部至第二端部的流動，所述第二內部流動路徑與共軸布置的第二止回閥可操作地相關聯(lián)，用于控制從第二端部至第一端部的流動。每個方向上的所有流動包括在主體內，并且在主體的兩個端部處貫穿相同的流動通道。


圖IA和圖IB是用于內燃機的共軌燃油系統(tǒng)的示意圖，示出了本發(fā)明的雙閥裝配組件的兩種可能的位置； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個方案的出口裝配組件的縱向剖視圖，所述出口裝配組件將出口止回閥和減壓安全閥包括在單個配件中；圖3是本發(fā)明的可選實施例的縱向剖視圖。
具體實施例方式如圖IA和圖IB (總稱為圖I)所示，低壓泵2對來自燃油罐I的燃油進行加壓，并且通過進口裝配件將加壓的燃油輸送至高壓泵外殼3。燃油在蓄能器4的作用下流至正常情況下閉合的控制閥5。正常情況下打開的控制閥可以應用于這種燃油系統(tǒng)。燃油被吸入泵送室10，其中通過泵送活塞8經(jīng)由發(fā)動機凸輪軸9的向上移動對燃油進行加壓。通過控制閥彈簧7和螺線管6對控制閥5進行作用以控制通過高壓泵輸送的燃油的量。這是通過控制閥相對于泵送活塞向上行進位置閉合的精確定時來實現(xiàn)的。當燃油在泵送室10中加壓時，燃油行經(jīng)出口止回閥11、高壓管路26，并且進入對發(fā)動機燃油噴射器14供給燃料的共軌13中。因為噴射器14是從加壓共軌貯油器13加燃料的，所以噴射器定時是靈活的。理想的軌道壓力是通過電子控制單元(ECU) 16中的閉合反饋回路來控制的，包括與軌道壓力傳感器15輸出至ECU16的信號相比控制經(jīng)由螺線管6和控制閥5的高壓燃油輸出。如果發(fā)生系統(tǒng)故障，就需要減壓安全閥12來保護高壓系統(tǒng)。減壓安全閥12也可以用于將最大系統(tǒng)壓力控制為預定的極值以保護其他的燃油系統(tǒng)部件。根據(jù)本發(fā)明，閥門11和閥門12包括在單個出口裝配組件17內。圖2示出了用于單活塞高壓燃油泵的出口裝配組件17的一個實施例，其將圖I中的零件11 (出口止回閥)和12 (減壓安全閥)并入到單個部件中，所述部件能夠在組裝進泵外殼之前被測試其功能。出口裝配組件的一端部與泵送室10液壓連通，并且另一端部與高壓管路26液壓連通。裝配組件具有大致柱形主體33，柱形主體33具有限定縱向流動軸線(由虛線所示)的具有變化的直徑的通孔。出口 /減壓安全閥座元件18通過過盈配合附于以及密封至主體33的孔壁。出口止回閥19通過出口止回彈簧20抵靠閥座元件18偏置地閉合，并且由出口止回擋件21導向。減壓球狀件(pressure relief ball) 22被導入并且抵靠閥座元件18密封。球狀件22由減壓彈簧24通過彈簧座23而偏置地閉合。零件25是過盈裝配進孔壁中的調整杯狀件，抵靠彈簧24直至達到球狀件22的理想開啟壓力。在正常的泵送操作中，在操作循環(huán)的泵送階段期間，燃油流沿著箭頭路徑Pl前行。在裝料階段，出口止回閥19閉合，防止通過裝配件進入泵送室10的任何回流。如果在裝料階段達到了減壓球狀件22的設定點以上的壓力，則球狀件將開啟，允許回流沿著箭頭路徑P2前行，并且進入泵送室10中。
圖3圖示出了本發(fā)明的另一個實施例。雖然部件在外觀上是不同的，但是功能與圖2相同，并且已經(jīng)標上了相同的部件標記。唯一的例外是零件27，其是用于零件24的彈簧導向件，并且還用作填充流體容積以提高泵送效率(比燃油更不易壓縮)。因此能夠理解的是，在兩個實施例中，第一排放止回閥19和第二減壓安全閥22包括在泵外殼3上(圖1A)或者泵外殼3中(圖1B)的單個裝配組件17的通孔內，單個裝配組件17在相對端部具有流動通道。變化直徑的通孔30沿著縱軸限定了第一流動通道Pl和第二流動通道P2的端部28、29。流動通道Pl的第一端部28與泵送室10流體連通并且提供了至排放止回閥19的進口和從減壓安全閥22的出口，并且流動通道P2的第二端部29與貯油器13流體連通并且提供了用于排放止回閥19的出口以及用于減壓安全閥22的進□。整體式閥座元件18大致在中央固定在裝配組件17內，具有至面向第二端部29的第一基座的第一內部流動路徑Pr、P1”，用于第一端部通道28和第二端部通道29之間的排放流；以及至面向第一端部28的第二基座的第二內部流動路徑P2’、P2”，用于第二端部通道29和第一端部通道28之間的壓力釋放流。第一閥元件19通過與燃油排放開啟壓力相對應的力抵靠第一基座偏置，并且第二閥元件22通過與過壓釋放開啟壓力相對應的力抵靠第二基座偏置。在圖2的實施例中，閥座元件18大致在中央固定在裝配件內，具有第一流動路徑的部分Pr和第二流動路徑的部分P2’，所述第一流動路徑的部分Pr在軸線處從孔徑傾斜地朝向閥座元件18的第一基座表面31，用于第一端部通道和第二端部通道之間的排放流，所述第二流動路徑的部分P2’在軸線處從孔徑傾斜地朝向閥座元件18的第二基座表面32，用于第二端部通道和第一端部通道之間的壓力釋放流。第一閥元件19通過與燃油排放開啟壓力相對應的力抵靠第一基座表面31偏置，并且第二閥元件22通過與過壓釋放開啟壓力相對應的力抵靠第二基座表面32偏置。第一流動路徑P1’在軸線處擴大至筒形件31，第一閥元件19是具有密封面的平板，所述密封面通過彈簧20抵靠筒形件偏置。第二流動路徑P2’在軸線處以錐形擴大并且第二閥元件22是抵靠錐形表面偏置的球狀件。優(yōu)選地，第一閥元件19通過插設在第一閥元件19和第一止動件21之間的盤簧20偏置，第一止動件21固定在鄰近于流動通道的第二端部29的孔中，并且第二閥元件22通過插設在第二閥元件和第二止動件25之間的第二盤簧24偏置，第二止動件25固定在鄰近于流動通道的第一端部28的孔中。第一盤簧20在板的與密封面相反的側面上就座于第一閥元件19中，并且第二盤簧24就座于可軸向滑動的彈簧座23上，所述彈簧座23具有支承在球狀閥元件22上的突出部34。與圖2的實施例相同，圖3的實施例具有與第一內部流動路徑P1”可操作地關聯(lián)的第一閥元件19和第一閥彈簧20、與第二內部流動路徑P2”可操作地關聯(lián)的第二閥元件22和第二閥彈簧24。這里，通過閥座元件18的流動路徑部P1”平行于裝配件的軸線，然而通過閥座元件18的流動路徑部P2”大致上是徑向的。當閥元件19抵靠基座31閉合時，在閥元件19的圓周和主體壁的內徑之間存在足夠的徑向間隙以提供釋放過壓時沿著路徑部P2”’的流動。在通常的用途中，組合閥組件能夠安裝在泵送室和共軌之間的任何位置，但是實際上，組合閥組件應當足夠靠近泵送室以避免泵送室死區(qū)體積，死區(qū)體積會導致差的效率。為了實現(xiàn)發(fā)明內容中提到的多個優(yōu)勢，泵實施例在裝配件內具有閥布置，并且裝配組件優(yōu)選地附在泵外殼處。在本說明書中，“附在外殼處”應當理解為包括“附至外殼”和“附在外殼上”。裝配組件和止回閥能夠突出到泵外殼的范圍中。應當理解的是，在優(yōu)選實施例中，(I)兩種用 途的所有流動路徑和閥完全在實心主體的單個孔內；(2)每個方向上的所有流動貫穿相同的整體式閥座元件，閥座元件大致中央地位于孔中并且具有不同的共軸閥座，并且(3)每個方向上的所有流動穿過閥座元件的任一軸向側上的同一共軸的、大致筒形的流動通道。特征件的這種組合利于在安裝在泵處之前，僅通過兩次測試連接(即主體的每個端部一次)實現(xiàn)兩個閥的簡單測試。
權利要求
1.一種高壓單活塞燃油泵，其具有外殼；在所述外殼內的泵送室；活塞，其一個端部在所述泵送室中并且另一端部在所述外殼外部，所述活塞在其間燃油輸送至所述泵送室的回退運動和其間所述活塞對所述泵送室中的燃油進行加壓的泵送運動之間往復運動；所述泵送室和加壓共軌貯油器之間的排放止回閥；以及所述共軌貯油器和所述泵送室之間的減壓安全閥，其中 所述排放止回閥和所述減壓安全閥包括在附在所述外殼處的單個裝配組件內； 所述裝配組件沿著流動軸線縱向地延伸，在所述裝配組件的相應第一端部和第二端部處具有共軸布置的第一流動通道和第二流動通道； 第一流動通道與所述泵送室流體連通，并且提供了至所述排放止回閥的進口和從所述減壓安全閥的出口； 第二流動通道與所述共軌貯油器流體連通，并且提供了從所述排放止回閥的出口以及至所述減壓安全閥的進口 ；并且 整體式閥座元件在所述第一流動通道和第二流動通道之間位于裝配組件內，用于所述止回閥的第一閥座與用于所述減壓安全閥的不同的第二閥座共軸地布置。
2.根據(jù)權利要求I所述的泵，其中 所述裝配組件具有實心主體，所述實心主體具有限定所述第一流動通道和所述第二流動通道的變化直徑的通孔； 所述閥座元件大致中央地固定在所述主體內，具有第一流動路徑和第二流動路徑，所述第一流動路徑在軸線處從孔壁傾斜地朝向于所述第一基座，用于所述第一流動通道和所述第二流動通道之間的排放流，所述第二流動路徑在軸線處從孔壁傾斜地朝向于所述第二基座，用于所述第二流動通道和所述第一流動通道之間的壓力釋放流；并且 第一閥元件通過與燃油排放開啟壓力相對應的力抵靠所述第一基座偏置，并且第二閥元件通過與過壓釋放開啟壓力相對應的力抵靠所述第二基座偏置。
3.根據(jù)權利要求2所述的泵，其中 所述第一流動路徑在軸線處擴大至筒形件并且所述第一閥元件是具有抵靠所述筒形件偏置的密封面的平板；并且 所述第二流動路徑在軸線處以錐形擴大并且所述第二閥元件是抵靠錐形表面偏置的球狀件。
4.根據(jù)權利要求3所述的泵，其中 所述第一閥元件通過插設在所述第一閥元件和第一止動件之間的第一盤簧偏置，所述第一止動件固定在鄰近于所述第二流動通道的孔中；并且 所述第二閥元件通過插設在所述第二閥元件和第二止動件之間的第二盤簧偏置，所述第二止動件固定在鄰近于所述第一流動通道的孔中。
5.根據(jù)權利要求4所述的泵，其中所述第一盤簧在板的與密封面相反的側面上就座于所述第一閥元件中，并且所述第二盤簧就座于能夠軸向滑動的彈簧座中，所述彈簧座具有支承在所述球狀件上的突出部。
6.根據(jù)權利要求I所述的泵，其中 所述裝配組件具有實心主體，所述實心主體具有限定所述第一流動通道和所述第二流動通道的變化直徑的通孔；所述閥座元件大致中央地固定在所述孔內，具有至面向第二端部的第一基座的第一內部流動路徑，用于所述第一通道和第二通道之間的排放流；以及至面向第一端部的第二基座的第二內部流動路徑，用于所述第二通道和第一通道之間的壓力釋放流；并且 所述第一閥元件通過與燃油排放開啟壓力相對應的力抵靠第一基座偏置，并且所述第二閥元件通過與過壓釋放開啟壓力相對應的力抵靠第二基座偏置。
7.根據(jù)權利要求6所述的泵，其中 所述第一流動路徑擴大至筒形件并且所述第一閥元件是具有抵靠所述氣缸偏置的密封面的平板；并且 所述第二流動路徑以錐形擴大并且所述第二閥元件是抵靠錐形表面偏置的球狀件。
8.根據(jù)權利要求7所述的泵，其中 所述第一閥元件通過插設在所述第一閥元件和第一止動件之間的第一盤簧偏置，所述第一止動件固定在鄰近于所述第二流動通道的孔中；并且 所述第二閥元件通過插設在所述第二閥元件和第二止動件之間的第二盤簧偏置，所述第二止動件固定在鄰近于所述第一流動通道的孔中。
9.根據(jù)權利要求8所述的泵，其中所述第一盤簧在板的與密封面相反上的側面上就座于第一閥元件中，并且所述第二盤簧就座于支承在所述球狀件上的可軸向滑動的彈簧座中。
10.根據(jù)權利要求I所述的泵，其中 所述裝配組件具有帶中央通孔的實心主體； 所述閥座元件具有用于所述第一通道和第二通道之間的排放流的第一內部流動路徑，以及用于所述第二通道和第一通道之間的壓力釋放流的不同的第二內部流動路徑；并且第一閥元件和第一閥彈簧與所述第一內部流動路徑可操作地關聯(lián)，第二閥元件和第二閥彈簧與所述第二內部流動路徑可操作地關聯(lián)，所述第一閥元件通過與燃油排放開啟壓力相對應的力偏置，所述第二閥元件通過與過壓釋放開啟壓力相對應的力偏置。
11.根據(jù)權利要求I所述的泵，其中 所述裝配組件具有通孔； 所述閥座元件固定在所述孔內，第一基座面向所述第二端部，并且第二基座面向所述第一端部； 第一閥元件通過與燃油排放開啟壓力相對應的力抵靠第一基座偏置，并且第二閥元件通過與過壓釋放開啟壓力相對應的力抵靠第二基座偏置； 在所述閥座元件的任一軸向側上的流動通道大致上是筒形和共軸的；并且在使用中，在每個方向上的所有流動通過所述閥座元件的任一軸向側上的相同的大致筒形的流動通道。
12.根據(jù)權利要求10所述的泵，其中 通過所述閥座元件的內部流動路徑部平行于軸線，而通過所述閥座元件的另一內部流動路徑部大致上是徑向的； 在所述閥座元件的任一軸向側上的流動通道大致上是筒形和共軸的；并且在使用中，在每個方向上的所有流動通過所述閥座元件的任一軸向側上的相同的大致筒形的流動通道。
13.根據(jù)權利要求12所述的泵，其中平行的流動路徑部限定了朝向于所述第一閥元件的流動，并且當所述第一閥元件閉合時，在所述第一閥元件和所述孔壁之間存在足夠的徑向間隙以為所述第二閥提供與徑向流動部的流體連通。
14.一種雙向閥裝配組件，包括 大致筒形的實心主體，其具有限定縱軸線和第一端部及第二端部的通孔； 閥座元件，其固定在所述端部之間的孔中并且具有第一內部流動路徑和第二內部流動路徑，所述第一內部流動路徑與用于控制從所述第一端部至所述第二端部的流動的第一止回閥可操作地關聯(lián)，所述第二內部流動路徑與用于控制從所述第二端部至所述第一端部的流動的第二止回閥可操作地關聯(lián)； 其中所述止回閥共軸地布置。
15.根據(jù)權利要求14所述的裝配組件，其中 所述閥座元件大致中央地固定在所述孔內，位于所述孔的相應第一端部和第二端部處的共軸布置的第一筒形端部通道和第二筒形端部通道之間； 第一流動路徑具有在軸線處從孔壁傾斜地朝向于第一基座的部分，用于所述第一端部通道和所述第二端部通道之間的流動控制，并且第二流動路徑具有在軸線處從所述孔壁傾斜地朝向于第二基座的部分，用于所述第二端部通道和所述第一端部通道之間的流動控制；并且 在使用中，通過所述第一流動路徑的所有流動穿過所述第一端部通道和所述第二端部通道，并且通過所述第二流動路徑的所有流動穿過所述第二端部通道和所述第一端部通道。
16.根據(jù)權利要求15所述的裝配組件，其中 所述第一流動路徑擴大至筒形件； 所述第一閥包括具有抵靠所述筒形件偏置的密封面的平板；并且 所述第二流動路徑以錐形擴大，并且第二閥包括抵靠錐形表面偏置的球狀件。
17.根據(jù)權利要求16所述的泵，其中 所述板通過插設在所述板和第一止動件之間的第一盤簧偏置，所述第一止動件固定在鄰近于所述第二端部通道的孔中；并且 所述球狀件通過插設在所述球狀件和第二止動件之間的第二盤簧偏置，所述第二止動件固定在鄰近于所述第一端部通道的孔中。
18.根據(jù)權利要求17所述的泵，其中所述第一盤簧在所述板的與密封面相反的側面上就座于所述第一閥中，并且所述第二盤簧就座于支承在所述球狀件上的可軸向滑動的彈簧座中。
19.根據(jù)權利要求14所述的泵，其中通過所述閥座元件的內部流動路徑部平行于裝配件的軸線，而通過所述閥座元件的另一個內部流動路徑部大致是徑向的。
20.根據(jù)權利要求19所述的泵，其中平行的流動路徑部朝向于所述第一閥流動，并且當所述第一閥閉合時，在所述第一閥元件和所述孔壁之間存在足夠的徑向間隙以為所述第二閥提供與徑向流動部的流體連通。
全文摘要
一種高壓活塞燃油泵，其具有泵送室和加壓貯油器之間的排放止回閥；以及貯油器和外殼中的通道之間的減壓安全閥，其中，排放止回閥和減壓安全閥包括在附在泵外殼處的單個裝配組件內。第一端部流動通道與泵送室流體連通，并且提供了至排放止回閥的進口和從減壓安全閥的出口。第二端部流動通道與貯油器流體連通，并且提供了用于排放止回閥的出口以及用于減壓安全閥的進口。優(yōu)勢包括能夠在出口止回閥和減壓安全閥組裝進泵外殼之前對其功能進行預測試，以及改進出口裝配件位置的靈活性。
文檔編號F02M59/46GK102639862SQ201080054743
公開日2012年8月15日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權日2009年12月1日
發(fā)明者伊利亞·喬爾杰維奇, 羅伯特·G·盧卡斯 申請人:斯塔納迪恩公司