专利名称：具有组合的排放阀和过压释放阀的共轨燃油泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于汽油共轨喷射系统的高压供油泵。
背景技术：
单活塞、凸轮驱动高压燃油泵已经成为用于在共轨直喷汽油发动机中产生高压燃油的常用方案。在工业中已知的是，泵必须包括出口止回阀，以当泵处于吸入冲程循环时，防止压力从轨道流回。在泵内包括减压安全阀以保护整个高压系统免受由于系统故障造成的意外的过大压力已经成为工业要求。为了保护轨道和喷射器，减压安全阀必须与轨道液压连通，即与泵流(pump flow)平行。为了形成平行的液压连通，典型的实施已经将出口止回阀和减压安全阀作为独立的装置设置在泵外壳内。
发明内容
在外壳内的独立的出口止回阀和减压安全阀的常规构造具有多种缺陷，包括高成本、难以对配件预测试以及出口装配件的径向位置的限制。本发明克服了上述缺陷。根据本发明的一个方案，出口止回阀和减压安全阀包括在高压燃油泵的单个装配件内。优势包括较低的系统成本、能够在出口止回阀和减压安全阀组装进泵外壳之前对其功能进行预测试，以及改进了出口装配件径向位置的灵活性。公开的实施例旨在提供一种高压单活塞燃油泵，其中外壳处的装配件在相对端部处具有流动通道，其中第一端部流动通道与泵送室流体连通，并且提供了至所述排放止回阀的进口和从所述减压安全阀的出口，并且第二端部流动通道与所述贮油器流体连通，并且提供了用于所述排放止回阀的出口以及用于所述减压安全阀的进口。优选地，装配组件由具有中央孔的筒形主体限定界限，并且阀座元件固定在孔内以使得相应的两个阀座区域共轴地布置。所述阀座元件具有用于所述第一端部通道和第二端部通道之间的排放流的第一内部流动路径，以及用于所述第二端部通道和第一端部通道之间的压力释放流的不同的第二内部流动路径。第一阀元件和第一阀弹簧与所述第一内部流动路径可操作地关联，第二阀元件和第二阀弹簧与所述第二内部流动路径可操作地关联。所述第一阀元件通过与燃油排放开启压力相对应的力偏置，所述第二阀元件通过与过压释放开启压力相对应的力偏 置。在一个实施例中，阀座元件大致在中央固定在装配件内，具有第一流动路径和第二流动路径，所述第一流动路径在轴线处从孔径倾斜地朝向第一基座，用于第一端部通道和第二端部通道之间的排放流，第二流动路径在轴线处从孔径倾斜地朝向第二基座，用于第二端部通道和第一端部通道之间的压力释放流。在另一个实施例中，通过阀座元件的第一流动路径大致平行于孔轴线，而通过所述阀座元件的第二流动路径大致是径向的。在另一个方案中，本发明旨在装配组件本身，其包括筒形主体，其具有带第一端部和第二端部的通孔；阀座元件，其固定在孔中并且具有第一内部流动路径和第二内部流动路径，所述第一内部流动路径与第一止回阀可操作地相关联，用于控制从第一端部至第二端部的流动，所述第二内部流动路径与共轴布置的第二止回阀可操作地相关联，用于控制从第二端部至第一端部的流动。每个方向上的所有流动包括在主体内，并且在主体的两个端部处贯穿相同的流动通道。
图IA和图IB是用于内燃机的共轨燃油系统的示意图，示出了本发明的双阀装配组件的两种可能的位置； 图2是根据本发明的一个方案的出口装配组件的纵向剖视图，所述出口装配组件将出口止回阀和减压安全阀包括在单个配件中；图3是本发明的可选实施例的纵向剖视图。
具体实施例方式如图IA和图IB (总称为图I)所示，低压泵2对来自燃油罐I的燃油进行加压，并且通过进口装配件将加压的燃油输送至高压泵外壳3。燃油在蓄能器4的作用下流至正常情况下闭合的控制阀5。正常情况下打开的控制阀可以应用于这种燃油系统。燃油被吸入泵送室10，其中通过泵送活塞8经由发动机凸轮轴9的向上移动对燃油进行加压。通过控制阀弹簧7和螺线管6对控制阀5进行作用以控制通过高压泵输送的燃油的量。这是通过控制阀相对于泵送活塞向上行进位置闭合的精确定时来实现的。当燃油在泵送室10中加压时，燃油行经出口止回阀11、高压管路26，并且进入对发动机燃油喷射器14供给燃料的共轨13中。因为喷射器14是从加压共轨贮油器13加燃料的，所以喷射器定时是灵活的。理想的轨道压力是通过电子控制单元(ECU) 16中的闭合反馈回路来控制的，包括与轨道压力传感器15输出至ECU16的信号相比控制经由螺线管6和控制阀5的高压燃油输出。如果发生系统故障，就需要减压安全阀12来保护高压系统。减压安全阀12也可以用于将最大系统压力控制为预定的极值以保护其他的燃油系统部件。根据本发明，阀门11和阀门12包括在单个出口装配组件17内。图2示出了用于单活塞高压燃油泵的出口装配组件17的一个实施例，其将图I中的零件11 (出口止回阀)和12 (减压安全阀)并入到单个部件中，所述部件能够在组装进泵外壳之前被测试其功能。出口装配组件的一端部与泵送室10液压连通，并且另一端部与高压管路26液压连通。装配组件具有大致柱形主体33，柱形主体33具有限定纵向流动轴线(由虚线所示)的具有变化的直径的通孔。出口 /减压安全阀座元件18通过过盈配合附于以及密封至主体33的孔壁。出口止回阀19通过出口止回弹簧20抵靠阀座元件18偏置地闭合，并且由出口止回挡件21导向。减压球状件(pressure relief ball) 22被导入并且抵靠阀座元件18密封。球状件22由减压弹簧24通过弹簧座23而偏置地闭合。零件25是过盈装配进孔壁中的调整杯状件，抵靠弹簧24直至达到球状件22的理想开启压力。在正常的泵送操作中，在操作循环的泵送阶段期间，燃油流沿着箭头路径Pl前行。在装料阶段，出口止回阀19闭合，防止通过装配件进入泵送室10的任何回流。如果在装料阶段达到了减压球状件22的设定点以上的压力，则球状件将开启，允许回流沿着箭头路径P2前行，并且进入泵送室10中。
图3图示出了本发明的另一个实施例。虽然部件在外观上是不同的，但是功能与图2相同，并且已经标上了相同的部件标记。唯一的例外是零件27，其是用于零件24的弹簧导向件，并且还用作填充流体容积以提高泵送效率(比燃油更不易压缩)。因此能够理解的是，在两个实施例中，第一排放止回阀19和第二减压安全阀22包括在泵外壳3上(图1A)或者泵外壳3中(图1B)的单个装配组件17的通孔内，单个装配组件17在相对端部具有流动通道。变化直径的通孔30沿着纵轴限定了第一流动通道Pl和第二流动通道P2的端部28、29。流动通道Pl的第一端部28与泵送室10流体连通并且提供了至排放止回阀19的进口和从减压安全阀22的出口，并且流动通道P2的第二端部29与贮油器13流体连通并且提供了用于排放止回阀19的出口以及用于减压安全阀22的进□。整体式阀座元件18大致在中央固定在装配组件17内，具有至面向第二端部29的第一基座的第一内部流动路径Pr、P1”，用于第一端部通道28和第二端部通道29之间的排放流；以及至面向第一端部28的第二基座的第二内部流动路径P2’、P2”，用于第二端部通道29和第一端部通道28之间的压力释放流。第一阀元件19通过与燃油排放开启压力相对应的力抵靠第一基座偏置，并且第二阀元件22通过与过压释放开启压力相对应的力抵靠第二基座偏置。在图2的实施例中，阀座元件18大致在中央固定在装配件内，具有第一流动路径的部分Pr和第二流动路径的部分P2’，所述第一流动路径的部分Pr在轴线处从孔径倾斜地朝向阀座元件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间的排放流，所述第二流动路径的部分P2’在轴线处从孔径倾斜地朝向阀座元件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间的压力释放流。第一阀元件19通过与燃油排放开启压力相对应的力抵靠第一基座表面31偏置，并且第二阀元件22通过与过压释放开启压力相对应的力抵靠第二基座表面32偏置。第一流动路径P1’在轴线处扩大至筒形件31，第一阀元件19是具有密封面的平板，所述密封面通过弹簧20抵靠筒形件偏置。第二流动路径P2’在轴线处以锥形扩大并且第二阀元件22是抵靠锥形表面偏置的球状件。优选地，第一阀元件19通过插设在第一阀元件19和第一止动件21之间的盘簧20偏置，第一止动件21固定在邻近于流动通道的第二端部29的孔中，并且第二阀元件22通过插设在第二阀元件和第二止动件25之间的第二盘簧24偏置，第二止动件25固定在邻近于流动通道的第一端部28的孔中。第一盘簧20在板的与密封面相反的侧面上就座于第一阀元件19中，并且第二盘簧24就座于可轴向滑动的弹簧座23上，所述弹簧座23具有支承在球状阀元件22上的突出部34。与图2的实施例相同，图3的实施例具有与第一内部流动路径P1”可操作地关联的第一阀元件19和第一阀弹簧20、与第二内部流动路径P2”可操作地关联的第二阀元件22和第二阀弹簧24。这里，通过阀座元件18的流动路径部P1”平行于装配件的轴线，然而通过阀座元件18的流动路径部P2”大致上是径向的。当阀元件19抵靠基座31闭合时，在阀元件19的圆周和主体壁的内径之间存在足够的径向间隙以提供释放过压时沿着路径部P2”’的流动。在通常的用途中，组合阀组件能够安装在泵送室和共轨之间的任何位置，但是实际上，组合阀组件应当足够靠近泵送室以避免泵送室死区体积，死区体积会导致差的效率。为了实现发明内容中提到的多个优势，泵实施例在装配件内具有阀布置，并且装配组件优选地附在泵外壳处。在本说明书中，“附在外壳处”应当理解为包括“附至外壳”和“附在外壳上”。装配组件和止回阀能够突出到泵外壳的范围中。应当理解的是，在优选实施例中，(I)两种用 途的所有流动路径和阀完全在实心主体的单个孔内；(2)每个方向上的所有流动贯穿相同的整体式阀座元件，阀座元件大致中央地位于孔中并且具有不同的共轴阀座，并且(3)每个方向上的所有流动穿过阀座元件的任一轴向侧上的同一共轴的、大致筒形的流动通道。特征件的这种组合利于在安装在泵处之前，仅通过两次测试连接(即主体的每个端部一次)实现两个阀的简单测试。
权利要求
1.一种高压单活塞燃油泵，其具有外壳；在所述外壳内的泵送室；活塞，其一个端部在所述泵送室中并且另一端部在所述外壳外部，所述活塞在其间燃油输送至所述泵送室的回退运动和其间所述活塞对所述泵送室中的燃油进行加压的泵送运动之间往复运动；所述泵送室和加压共轨贮油器之间的排放止回阀；以及所述共轨贮油器和所述泵送室之间的减压安全阀，其中 所述排放止回阀和所述减压安全阀包括在附在所述外壳处的单个装配组件内； 所述装配组件沿着流动轴线纵向地延伸，在所述装配组件的相应第一端部和第二端部处具有共轴布置的第一流动通道和第二流动通道； 第一流动通道与所述泵送室流体连通，并且提供了至所述排放止回阀的进口和从所述减压安全阀的出口； 第二流动通道与所述共轨贮油器流体连通，并且提供了从所述排放止回阀的出口以及至所述减压安全阀的进口 ；并且 整体式阀座元件在所述第一流动通道和第二流动通道之间位于装配组件内，用于所述止回阀的第一阀座与用于所述减压安全阀的不同的第二阀座共轴地布置。
2.根据权利要求I所述的泵，其中 所述装配组件具有实心主体，所述实心主体具有限定所述第一流动通道和所述第二流动通道的变化直径的通孔； 所述阀座元件大致中央地固定在所述主体内，具有第一流动路径和第二流动路径，所述第一流动路径在轴线处从孔壁倾斜地朝向于所述第一基座，用于所述第一流动通道和所述第二流动通道之间的排放流，所述第二流动路径在轴线处从孔壁倾斜地朝向于所述第二基座，用于所述第二流动通道和所述第一流动通道之间的压力释放流；并且 第一阀元件通过与燃油排放开启压力相对应的力抵靠所述第一基座偏置，并且第二阀元件通过与过压释放开启压力相对应的力抵靠所述第二基座偏置。
3.根据权利要求2所述的泵，其中 所述第一流动路径在轴线处扩大至筒形件并且所述第一阀元件是具有抵靠所述筒形件偏置的密封面的平板；并且 所述第二流动路径在轴线处以锥形扩大并且所述第二阀元件是抵靠锥形表面偏置的球状件。
4.根据权利要求3所述的泵，其中 所述第一阀元件通过插设在所述第一阀元件和第一止动件之间的第一盘簧偏置，所述第一止动件固定在邻近于所述第二流动通道的孔中；并且 所述第二阀元件通过插设在所述第二阀元件和第二止动件之间的第二盘簧偏置，所述第二止动件固定在邻近于所述第一流动通道的孔中。
5.根据权利要求4所述的泵，其中所述第一盘簧在板的与密封面相反的侧面上就座于所述第一阀元件中，并且所述第二盘簧就座于能够轴向滑动的弹簧座中，所述弹簧座具有支承在所述球状件上的突出部。
6.根据权利要求I所述的泵，其中 所述装配组件具有实心主体，所述实心主体具有限定所述第一流动通道和所述第二流动通道的变化直径的通孔；所述阀座元件大致中央地固定在所述孔内，具有至面向第二端部的第一基座的第一内部流动路径，用于所述第一通道和第二通道之间的排放流；以及至面向第一端部的第二基座的第二内部流动路径，用于所述第二通道和第一通道之间的压力释放流；并且 所述第一阀元件通过与燃油排放开启压力相对应的力抵靠第一基座偏置，并且所述第二阀元件通过与过压释放开启压力相对应的力抵靠第二基座偏置。
7.根据权利要求6所述的泵，其中 所述第一流动路径扩大至筒形件并且所述第一阀元件是具有抵靠所述气缸偏置的密封面的平板；并且 所述第二流动路径以锥形扩大并且所述第二阀元件是抵靠锥形表面偏置的球状件。
8.根据权利要求7所述的泵，其中 所述第一阀元件通过插设在所述第一阀元件和第一止动件之间的第一盘簧偏置，所述第一止动件固定在邻近于所述第二流动通道的孔中；并且 所述第二阀元件通过插设在所述第二阀元件和第二止动件之间的第二盘簧偏置，所述第二止动件固定在邻近于所述第一流动通道的孔中。
9.根据权利要求8所述的泵，其中所述第一盘簧在板的与密封面相反上的侧面上就座于第一阀元件中，并且所述第二盘簧就座于支承在所述球状件上的可轴向滑动的弹簧座中。
10.根据权利要求I所述的泵，其中 所述装配组件具有带中央通孔的实心主体； 所述阀座元件具有用于所述第一通道和第二通道之间的排放流的第一内部流动路径，以及用于所述第二通道和第一通道之间的压力释放流的不同的第二内部流动路径；并且第一阀元件和第一阀弹簧与所述第一内部流动路径可操作地关联，第二阀元件和第二阀弹簧与所述第二内部流动路径可操作地关联，所述第一阀元件通过与燃油排放开启压力相对应的力偏置，所述第二阀元件通过与过压释放开启压力相对应的力偏置。
11.根据权利要求I所述的泵，其中 所述装配组件具有通孔； 所述阀座元件固定在所述孔内，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； 第一阀元件通过与燃油排放开启压力相对应的力抵靠第一基座偏置，并且第二阀元件通过与过压释放开启压力相对应的力抵靠第二基座偏置； 在所述阀座元件的任一轴向侧上的流动通道大致上是筒形和共轴的；并且在使用中，在每个方向上的所有流动通过所述阀座元件的任一轴向侧上的相同的大致筒形的流动通道。
12.根据权利要求10所述的泵，其中 通过所述阀座元件的内部流动路径部平行于轴线，而通过所述阀座元件的另一内部流动路径部大致上是径向的； 在所述阀座元件的任一轴向侧上的流动通道大致上是筒形和共轴的；并且在使用中，在每个方向上的所有流动通过所述阀座元件的任一轴向侧上的相同的大致筒形的流动通道。
13.根据权利要求12所述的泵，其中平行的流动路径部限定了朝向于所述第一阀元件的流动，并且当所述第一阀元件闭合时，在所述第一阀元件和所述孔壁之间存在足够的径向间隙以为所述第二阀提供与径向流动部的流体连通。
14.一种双向阀装配组件，包括 大致筒形的实心主体，其具有限定纵轴线和第一端部及第二端部的通孔； 阀座元件，其固定在所述端部之间的孔中并且具有第一内部流动路径和第二内部流动路径，所述第一内部流动路径与用于控制从所述第一端部至所述第二端部的流动的第一止回阀可操作地关联，所述第二内部流动路径与用于控制从所述第二端部至所述第一端部的流动的第二止回阀可操作地关联； 其中所述止回阀共轴地布置。
15.根据权利要求14所述的装配组件，其中 所述阀座元件大致中央地固定在所述孔内，位于所述孔的相应第一端部和第二端部处的共轴布置的第一筒形端部通道和第二筒形端部通道之间； 第一流动路径具有在轴线处从孔壁倾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间的流动控制，并且第二流动路径具有在轴线处从所述孔壁倾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间的流动控制；并且 在使用中，通过所述第一流动路径的所有流动穿过所述第一端部通道和所述第二端部通道，并且通过所述第二流动路径的所有流动穿过所述第二端部通道和所述第一端部通道。
16.根据权利要求15所述的装配组件，其中 所述第一流动路径扩大至筒形件； 所述第一阀包括具有抵靠所述筒形件偏置的密封面的平板；并且 所述第二流动路径以锥形扩大，并且第二阀包括抵靠锥形表面偏置的球状件。
17.根据权利要求16所述的泵，其中 所述板通过插设在所述板和第一止动件之间的第一盘簧偏置，所述第一止动件固定在邻近于所述第二端部通道的孔中；并且 所述球状件通过插设在所述球状件和第二止动件之间的第二盘簧偏置，所述第二止动件固定在邻近于所述第一端部通道的孔中。
18.根据权利要求17所述的泵，其中所述第一盘簧在所述板的与密封面相反的侧面上就座于所述第一阀中，并且所述第二盘簧就座于支承在所述球状件上的可轴向滑动的弹簧座中。
19.根据权利要求14所述的泵，其中通过所述阀座元件的内部流动路径部平行于装配件的轴线，而通过所述阀座元件的另一个内部流动路径部大致是径向的。
20.根据权利要求19所述的泵，其中平行的流动路径部朝向于所述第一阀流动，并且当所述第一阀闭合时，在所述第一阀元件和所述孔壁之间存在足够的径向间隙以为所述第二阀提供与径向流动部的流体连通。
全文摘要
一种高压活塞燃油泵，其具有泵送室和加压贮油器之间的排放止回阀；以及贮油器和外壳中的通道之间的减压安全阀，其中，排放止回阀和减压安全阀包括在附在泵外壳处的单个装配组件内。第一端部流动通道与泵送室流体连通，并且提供了至排放止回阀的进口和从减压安全阀的出口。第二端部流动通道与贮油器流体连通，并且提供了用于排放止回阀的出口以及用于减压安全阀的进口。优势包括能够在出口止回阀和减压安全阀组装进泵外壳之前对其功能进行预测试，以及改进出口装配件位置的灵活性。
文档编号F02M59/46GK102639862SQ201080054743
公开日2012年8月15日 申请日期2010年11月16日 优先权日2009年12月1日
发明者伊利亚·乔尔杰维奇, 罗伯特·G·卢卡斯 申请人:斯塔纳迪恩公司