具有集成泄压阀的燃料泵的制作方法

本发明总体涉及内燃机中的燃料喷射，并且更具体地涉及一种具有集成泄压阀的燃料泵。

背景技术：

1、以汽油为燃料的现代内燃机中的燃料系统，特别是用于汽车市场的燃料系统采用汽油直接喷射(gdi)，其中，燃料喷射器将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中。在采用gdi的这种系统中，来自燃料箱的燃料由低压燃料泵以相对低的压力来供应，该低压燃料泵通常是位于燃料箱内的电动燃料泵。低压燃料泵将燃料供应给高压燃料泵(gdi泵)，该泵通常包括泵送柱塞，该泵送柱塞通过内燃机的凸轮轴往复运动。泵送柱塞的往复运动还对燃料加压，以便将燃料供应给燃料喷射器，该燃料喷射器将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中。

2、为了安全操作，gdi泵包括嵌入式泄压阀组件，以避免任何可能使泵或泵后面的高压系统的任何部分(导轨、管道、喷射器)爆裂的超压，并且限制压力，使得压力永远不会达到喷射器最大开启压力(mop)。

3、例如，us10907600公开了这样的具有集成的泄压阀组件的gdi泵。

4、尽管在us10907600中没有详细描述，但是被称为先前设计的1“pd1”的一种传统的泄压阀组件包括座构件，该座构件压配合到位于泵体中的泄压通道的圆柱形区段中，处于盲孔的底部处。座构件包括中心通道，该中心通道由球密封，该球由销和弹簧推动而抵靠座部。泄压阀的设定点通过用柱塞按压在弹簧上来限定。随着泵的压力不断增加(新一代燃料泵的压力高达600bar)，压力释放阀的尺寸也会增加(尤其是弹簧)。通过增加尺寸，泵送死容积也在增加。

5、发明目的

6、本发明的目的是旨在提供一种改进的泄压阀组件，该泄压阀组件具有简单的设计，并且允许泵送死容积最小化。

7、该目的通过如权利要求1所述的具有泄压阀组件的燃料泵来实现。

技术实现思路

1、本发明涉及一种燃料泵，该燃料泵包括：

2、燃料泵壳体，所述燃料泵壳体具有限定在其中的泵送室；

3、位于所述壳体中的入口通道，入口阀组件被布置在该入口通道中并且选择性地允许低压燃料进入所述泵送室；

4、位于所述壳体中的出口通道，出口阀组件被布置在该出口通道中并且选择性地将高压燃料从所述泵送室排出；

5、泵送柱塞，所述泵送柱塞以可往复移动的方式被布置在与所述泵送室连通的柱塞孔内，由此所述柱塞的往复运动将所述泵送室的容积交替地增大及减小；

6、泄压通道，所述泄压通道从所述出口阀组件的下游的所述出口通道延伸到所述泵送室；和

7、泄压阀组件，所述泄压阀组件被布置在所述泄压通道中。

8、根据本发明，所述泄压阀组件包括：

9、座构件，所述座构件包括从所述座构件的第一侧延伸到所述座构件的相对的第二侧的通孔以及在所述第二侧中围绕所述孔的环形座，其中，所述座构件被布置在所述泄压通道中并且所述座构件的所述第一侧暴露于高压；

10、针，所述针具有细长杆，所述细长杆具有包括针头的第一端以及相对的第二端，所述针延伸穿过所述孔并且使其针头靠近所述座构件，所述针头具有环形座表面，该环形座表面适于与所述座构件中的环形座配合；

11、弹簧元件，所述弹簧元件被布置成将闭合力施加在所述针上，以便将所述针头保持在所述环形座上并因此默认关闭所述通孔，所述弹簧元件倚靠与所述针刚性连接的止动构件。

12、本发明提出了一种在这样的燃料泵中的所述泄压阀的改进设计。如将理解的，所述座构件的所述第一侧暴露于高压，而所述第二侧暴露于所述泵送室的压力。所述针的针头位于所述座构件的所述第二侧，所述针杆穿过所述座孔并且主要延伸远离所述第一侧，从而暴露于高压下。采用这种设计，所述泄压阀组件的容积最大的部分(即针杆和弹簧)位于高压侧(与出口通道连通)。因此，所述座构件以及因此所述阀座可以被定位成靠近所述泵送室，从而减少所述泵送死容积。

13、与pd1相比，本泄压阀组件被设计为预组装单元，所述组件的由此产生的圆柱形形状形成了一种阀芯。此外，由于弹簧由所述泵壳体外部的所述止动构件预加载，因此其允许在安装到所述泵壳体中之前校准所述阀。这与pd1有着显著的不同，在pd1中，所述弹簧由所述柱塞加载，并且带来设定压力的可变性，从而导致缺陷/质量问题。

14、所述止动构件大致可以被布置成靠近所述针的所述第二端。在实施方式中，所述止动构件是具有中心孔的环形构件或盘状构件，并且固定地安装到所述针杆。有利地，所述止动构件以压配合的方式安装到针上。所述压配合过程允许沿着所述针的杆调节所述止动构件的位置，从而校准/调节所述弹簧力和所述打开压力。因此，所述止动构件也可以被称为校准环。优选地，所述止动构件可以采用凸缘轴环的形式，这增加了与所述杆的界面(接触表面)，并且因此增加了过盈配合的强度。

15、在实施方式中，所述弹簧元件是压缩弹簧，该压缩弹簧包围所述针，并且在一端处支承在所述座构件的第一侧的环形表面上，而在另一端处支承在所述止动构件上。

16、在实施方式中，所述泄压阀组件还包括导向套筒，该导向套筒装配在所述针上并被所述弹簧包围。所述导向套筒沿着所述针杆的部分长度从所述座构件朝向所述止动构件延伸。也就是说，所述套筒的长度小于所述座构件与所述止动构件之间的距离，以允许所述针从所述座提起。所述导向套筒保持所述针沿轴向对准，并且限制/避免所述针弯曲。

17、在实施方式中，所述导向套筒的长度可以被设计成限制所述针的打开行程。

18、传统地，入口阀组件和出口阀组件被设计为止回阀，即仅允许单向流动。

19、优选地，所述座构件具有规则的、圆形外周边形状，由此所述座构件以压配合的方式布置在所述泵燃料壳体中。所述压配合接触还提供了防止燃料在所述座构件周围流动的密封接触。所述座构件通常是轴对称的。

20、在实施方式中，所述座构件在所述第一侧上包括在通孔的轴向延续中的扩大孔区段，其中，所述导向套筒的第一端被接收优选地以压配合的方式被接收在该孔区段中。

技术特征：

1.一种燃料泵，该燃料泵包括：

2.根据权利要求1所述的燃料泵，其中，所述弹簧元件(44)是压缩弹簧，所述压缩弹簧围绕所述针，并且所述压缩弹簧在一端处支承在所述座构件的所述第一侧的环形表面(40.1)上并且在另一端处支承在所述止动构件(46)上。

3.根据权利要求1或2所述的燃料泵，其中，所述止动构件(46)被布置成靠近所述针的所述第二端(42.3)。

4.根据权利要求1、2或3所述的燃料泵，其中，所述止动构件(46)是具有中心孔的盘状构件并且被固定地安装到所述针。

5.根据前述权利要求中任一项所述的燃料泵，其中，所述止动构件(46)以压配合的方式安装在针上并且在所述针上被调节，以获得校准的弹簧力。

6.根据前述权利要求中任一项所述的燃料泵，其中，所述泄压阀组件还包括导向套筒(48)，所述导向套筒装配在所述针(42)上并且被所述弹簧元件(44)包围，所述导向套筒沿着所述针杆(42.1)的部分长度从所述座构件(40)朝向所述止动构件(46)延伸。

7.根据前述权利要求中任一项所述的燃料泵，其中，所述座构件(40)在所述第一侧(52)包括位于所述通孔(50)的轴向延续部中的扩大孔区段(58)，所述导向套筒被部分地、优选为以压配合的方式接收在所述扩大孔区段中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的燃料泵，其中，所述座构件(40)以流体密封方式被压配合地布置在所述泄压通道(32)中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的燃料泵，其中，所述座构件(40)被布置在所述泄压通道中并且靠近所述泵送室(20)，所述第二侧暴露于泵送室压力。

10.根据前述权利要求中任一项所述的燃料泵，其中，

11.根据前述权利要求中任一项所述的燃料泵，其中，

12.根据前述权利要求中任一项所述的燃料泵，其中，所述针在所述针头(42.2)与在所述导向套筒的所述后区段(48.1)中滑动的后区段之间具有减小的横截面。

13.根据前述权利要求中任一项所述的燃料泵，其中，所述第二侧(54)包括通过环形槽(64)而与所述环形座间隔开的凸起的周边壁(62)，并且优选地，所述周边壁包括在该周边壁中的一个或多个凹口(66)或开口，以允许流体流过所述侧壁。

14.根据前述权利要求中任一项所述的燃料泵，其中，所述弹簧元件(44)和所述止动构件(46)具有比所述座构件(40)小的外径。

15.根据前述权利要求中任一项所述的燃料泵，其中，所述泄压阀组件(12)形成为预组装单元，所述预组装单元被插入到所述泄压通道(32)中并且完全被包含在所述泄压通道中。

技术总结
一种燃料泵，该燃料泵包括具有泵送腔室(20)的壳体(14)、出口通道(22)和泵送柱塞(30)，该泵送柱塞被布置为在柱塞孔内往复。泄压阀组件(12)被布置在泄压通道(32)中，并且包括：座构件(40)，其包括从所述座构件的第一侧(52)延伸到相对的第二侧(54)的通孔(50)以及在所述第二侧中围绕所述孔(50)的环形座(56)，其中，所述座构件被布置在所述泄压通道中，所述所述第一侧(52)暴露于高压；针(42)，其具有带有针头(42.2)的细长杆(42.1)，该针延伸穿过孔(50)，针头靠近座构件并且具有环形座表面(42.4)，该环形座表面适于与环形座(56)协作，以在闭合位置将通孔(50)关闭；弹簧元件(44)，其被布置成将闭合力施加于针(42)，使得该针被偏压在闭合位置中，弹簧元件倚靠与针(42)刚性连接的止动构件(46)。

技术研发人员：T·盖雷,V·洛朗
受保护的技术使用者：德尔福知识产权有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17