用于双燃料喷射系统的高压泵、双燃料喷射系统的制作方法

本发明涉及一种用于双燃料喷射系统的高压泵，所述高压泵用于喷射用于运行机动车的内燃机的柴油燃料和另一种燃料。所述另一种燃料优选也是液态燃料，但不是柴油燃料。此外，本发明涉及一种具有根据本发明的高压泵的双燃料喷射系统，所述双燃料喷射系统用于喷射柴油燃料和另一种优选也是液态的燃料。

背景技术：

用于喷射柴油燃料的喷射系统、尤其是共轨喷射系统由现有技术充分已知。通常，这些喷射系统包括用于储存柴油燃料的箱、用于从箱取出柴油燃料的预输送泵和用于对柴油燃料加载高压的高压泵。高压泵通常实施为活塞泵，尤其实施为径向活塞泵并且包括至少一个具有可往复运动的泵活塞的泵元件，所述泵活塞限界泵工作室。通过泵活塞的往复运动将燃料交替地抽吸到泵工作室中或者压缩所抽吸的燃料。将燃料抽吸到泵工作室中通过抽吸阀或入口阀实现。随后，加载以高压的燃料经由出口阀和高压管路被供应给高压存储器，即所谓的轨。然后，借助至少一个连接到所述轨上的喷射阀可以将加载以高压的燃料喷射到内燃机的燃烧室中。

此外，已知用于喷射两种不同燃料的喷射系统，即所谓的双燃料喷射系统。在此，例如可以涉及作为第一燃料的天然气和作为第二燃料的柴油燃料。柴油燃料在这些系统中被用于点燃天然气并且在临近喷射天然气之前以先导喷射的方式被喷射到燃烧室中。两种燃料的喷射可以借助双燃料喷射器来实现，该双燃料喷射器为此具有两个能够分开操控的喷嘴针。喷射系统的所有其余部件，尤其是箱、预输送泵、高压泵和轨与此相对地设置为双重的，由此明显增加结构上的费事。

技术实现要素：

从上述现有技术出发，本发明所基于的任务是，在喷射两种不同燃料的情况下减小结构上的费事。尤其应减少零件数量。以这种方式可以同时节省结构空间和重量。

为了解决该任务，提出根据本发明的高压泵以及根据本发明的双燃料喷射系统。本发明的有利扩展方案从相应的优选实施方式中得到。

本发明提出一种用于双燃料喷射系统的高压泵，所述高压泵用于喷射用于运行机动车的内燃机的柴油燃料和优选也是液态的另一种燃料。高压泵包括至少一个泵元件，所述泵元件具有可往复运动的泵活塞，所述泵活塞在一侧限界泵工作室并且在另一侧通过滚子挺杆支撑在凸轮轴上。凸轮轴的旋转以这种方式被转换为泵活塞的平移运动。根据本发明设置三个串联地布置的泵元件，其中一个泵元件用于输送柴油燃料，而另外的两个泵元件用于输送另一种燃料。即所提出的高压泵不但能够用于对柴油燃料加载高压而且能够用于对另一种燃料加载高压。相应地可以节省一个高压泵。

原则上，具有多个泵元件的高压泵是已知的。然而，这些高压泵仅用于输送单一燃料。因此，所述多个泵元件相同地构造并且相同地设计。因为根据本发明的高压泵用于输送两种不同的燃料，这些燃料在燃烧值和/或密度方面可能不同，所以泵元件必要时必须相应地被修改。尤其可能需要，使泵元件的输送体积匹配相应的燃料。

所述另一种燃料例如可以是甲醇、二甲酯或者其它合成燃料。通常，这些燃料具有比柴油燃料更低的燃烧值和更低的密度。与此相应地，应提高输送体积。

因为所有三个泵元件的泵活塞都通过同一个凸轮轴被驱动，所以不能根据泵元件分开地改变转速来提高输送体积。

因此，在本发明的扩展方案中提出，用于输送另一种燃料的泵元件的泵活塞分别具有活塞直径d2，所述活塞直径相对于用于输送柴油燃料的泵元件的泵活塞的活塞直径d1增大。通过增大活塞直径可以简单地提高输送体积并且匹配燃料的相应燃烧值或相应密度。

随着活塞直径的增大，在泵活塞的在滚子挺杆上或在凸轮轴上的支撑区域中的负载也变化。为了使在所有三个泵元件中的负载尽可能相同，提出，与用于柴油燃料的泵元件相比，减小相应于活塞面积比(d2/d1)²的最大喷射压力，使得相同的力作用到滚子挺杆上。

优选地，所述三个泵元件中的至少两个泵元件是介质润滑的，并且具有布置在泵活塞上的、用于介质分离的活塞密封环。在此优选涉及两个用于另一种燃料，例如甲醇、二甲酯或其它合成燃料的泵元件。因为这些燃料通常具有差的润滑特性。而在柴油燃料的情况下表现不同，以致于用于输送柴油燃料的泵元件也可以被柴油燃料润滑。在这种情况下，可以省去用于介质分离的活塞密封环。两个其它泵元件优选也是柴油润滑的。然而，替代地，输送柴油的泵元件也可以与其它两个泵元件一样是油润滑的并且具有带有活塞密封环的泵活塞。

此外，优选地，用于输送另一种燃料的泵元件的泵活塞分别具有一个具有减小的直径d3的区段。在具有减小的直径d3的区段的区域中，活塞密封环可以布置在泵活塞上。优选地，减小的直径d3相当于用于输送柴油燃料的泵元件的泵活塞的活塞直径d1。因为，在这种情况下可以使用来自油润滑式柴油泵的标准化活塞密封环。

理想地，用于输送另一种燃料的泵元件的泵活塞分别实施为阶梯活塞。当具有减小的直径d3的区段布置在底部区域中时，作为阶梯活塞的实施方式便于活塞密封环的装配。由于较低的压力，能够接受活塞密封环的可能缩短的密封长度。

如开头已经所提及的那样，所述另一种燃料可以是甲醇、二甲酯或其它合成燃料。如果由于这些燃料相对于柴油燃料更低的燃烧值和更低的密度而提高输送体积，则必须相应地提高通过用于以燃料充注泵工作室的抽吸阀的流量。这例如可以通过以下方式引起：相应地修改抽吸阀的阀座几何形状。替代地或补充地，可以改变关闭弹簧的弹簧力。因为出口阀通常实施为半球形压力阀，该半球形压力阀不需要任何修改，因为这些阀已经适用于较高的流量。

根据本发明的高压泵的优点尤其在于，很大程度上可以使用与在用于共轨喷射系统的高压泵中相同的泵构件和构件组。由此可以明显降低制造成本。

此外，为了解决开头所述任务而提出的、用于喷射柴油燃料和优选也是液态的另一种燃料的双燃料喷射系统的特点在于，所述双燃料喷射系统包括根据本发明的高压泵以及用于高压存储两种燃料的第一轨和第二轨。因此，双燃料喷射系统仅具有一个高压泵，用于对两种燃料加载高压。由此，尤其可以节省结构空间和重量，并且在内燃机上存在的、用于柴油高压泵的唯一驱动器是足够的。

优选地，在所述第一和第二轨上连接有至少一个双燃料喷射器，所述双燃料喷射器能够通过第一和第二轨被供给以两种燃料。即双燃料喷射器不但连接到第一轨上而且连接到第二轨上。双燃料喷射器尤其可以具有两个同轴地布置的喷嘴针，借助所述喷嘴针能够分别控制至少一个喷射开口，用于喷射相应的燃料。以这种方式可以进一步减少零件数量。

此外，优选设置用于柴油燃料的第一箱和用于另一种燃料的第二箱，其中，每个箱经由流入管路与高压泵连接。因此，这两种燃料被储存在机动车上的分开的箱中并且经由分开的流入管路被供应给高压泵。所述供应可以分别借助预输送泵实现。此外，在流入管路中可以分别布置有至少一个燃料过滤器，所述燃料过滤器防止可能包含在燃料中的有害颗粒到达高压泵中。

此外提出，高压泵经由第一回流管路与第一箱连接并且经由第二回流管路与第二箱连接，用于将过量的燃料量引回到相应的箱中。

附图说明

下面根据附图详细地阐述本发明的优选实施方式。附图示出了：

图1具有根据本发明的高压泵的根据本发明的双燃料喷射系统的示意图，和

图2图1的高压泵的泵元件的示意性纵截面。

具体实施方式

在图1中所示的双燃料喷射系统用于给机动车的内燃机供给两种不同的燃料，其中，一种燃料是柴油燃料。另一种燃料优选也是液态的并且例如可以是甲醇。这两种燃料储存在单独的箱11、12中并且借助单独的预输送泵15、16经由流入管路13、14被供应给共同的高压泵1，用于加载高压。在流入管路13、14中分别布置有燃料过滤器17、18，以便避免颗粒进入到高压泵1中。为了对柴油燃料加载高压，高压泵1具有第一泵元件2，该第一泵元件与用于另一种燃料的两个另外的泵元件2串联地布置。第一泵元件2将柴油燃料输送到第一轨8中，而所述两个另外的泵元件2将另一种燃料输送到另一轨9中。不但柴油燃料而且另一种燃料都借助双燃料喷射器10被喷射到内燃机的燃烧室中，为此，所述双燃料喷射器连接到两个轨8、9上。为了进行压力调节，每个轨8、9都配备有压力调节阀21、22，所述压力调节阀分别布置在相应的轨8、9的端侧上。为了引回过量的燃料量，高压泵1、两个轨8、9和双燃料喷射器10经由回流管路19、20分别与相应的箱11、12连接。所示的双燃料喷射系统具有以下优点：仅需要一个高压泵1用于对两种燃料加载高压。

如尤其从图2中看出，高压泵1的每个泵元件2具有可往复运动的泵活塞3，所述泵活塞在一侧限界泵工作室4并且在另一侧通过滚子挺杆5支撑在凸轮轴6上。凸轮轴6的旋转运动以这种方式被转换为泵活塞3的平移运动。抽吸阀23在泵工作室4处与泵活塞3对置，该抽吸阀能够被电磁操控。被加载高压的燃料经由出口阀24从泵工作室4导出，该出口阀实施为半球形压力阀。

在图2中所示的泵元件2用于对另一种燃料加载高压。因为泵元件2是介质润滑的，所以在泵活塞3上布置有用于介质分离的活塞密封环7。在活塞密封环7的区域中，泵活塞3具有直径减小的区段，使得能够使用标准活塞密封环7。因为此外，该泵活塞3的活塞直径相对于用于柴油燃料的泵元件2的泵活塞3增大。以这种方式可以提高所述泵元件2的输送体积，以便补偿另一种燃料相对于柴油燃料更小的燃烧值和更小的密度。此外，使抽吸阀23的流量匹配泵元件2的提高的输送体积。