齿轮泵及用于操作齿轮泵的方法
【专利摘要】用于输送流体的齿轮泵，具有一个可转动地支承的带外齿的齿轮及一个带内齿的齿圈，其中通过齿耦合形成多个输送室，及具有一个抽吸侧输入通道和一个压力侧排出通道，其中在输入通道与排出通道之间构成一个密封区域，在密封区域中，在当齿轮及齿圈转动时输送室缩小的一侧上构有一个孔。用于将流体输送到一个高压喷射系统中的方法，其中，设有一个第一液压路径，该第一液压路径由齿轮泵的一个压力侧排出通道通过一个高压泵通到高压储存器，及设有一个第二液压路径，该第二液压路径由齿轮泵的一个压力侧孔通过一个抽吸阀及高压泵的一个泵缸通到高压储存器，其中，在齿轮泵执行向高压泵预输送流体的功能的标准工作模式中，流体通过第一液压路径及第二液压路径被输送给高压储存器，及其中在一个起动模式中为了在高压储存器短时地建立一个高压，流体仅通过第二液压路径被输送给高压储存器，其中同时地从齿轮泵通过第一液压路径排出的流体量通过一个旁路路径又输入到齿轮泵的输入通道。
【专利说明】齿轮泵及用于操作齿轮泵的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分的齿轮泵及根据权利要求10的前序部分的用于操作齿轮泵的方法。
【背景技术】
[0002]齿轮泵,所谓的摆线泵(Gerotorpumpen),用来输送流体,例如将燃料输送到一个内燃机的燃料喷射系统中。
[0003]在常压泵中偏心地支承着带内齿的齿圈及带外齿的齿轮。这里待输送的流体的输入流及排出流通过流体通道或通过所谓的输入腰及排出腰来发生，这些流体通道在现有技术中相对支承位置的偏心距基本上对称地布置。
[0004]例如在DE10035900A1中描述了一个用于将燃料输送到内燃机中的内齿轮泵。那里所述的内齿轮泵具有一个带内齿的齿圈及一个带外齿的小齿轮或齿轮，该齿轮与带内齿的齿圈相互配合以产生泵功能。
[0005]在DE102006007554A1中描述了 一种输送泵，该输送泵组合在一个电动机中。该输送泵包括一个第一齿轮及一个第二齿轮。在两个齿轮之间构成一个输送室。第二齿轮用其中心支承在一个心轴上。第一齿轮是一个外齿轮并构成转子，第二齿轮是一个内齿轮，它在第一齿轮的偏心的中心位置中被带动。
[0006]在内燃机起动时必需建立短时的高压，尤其当期望一个快速的起动时。
[0007]在DE102007058231A1中描述了一个内燃机的燃料供给系统及一个用于起动内燃机的方法，借助该方法根据用于拖动发动机的开始与第一喷射过程释放之间的时间间隔的最小时间来确定一个最小压力，即在发动机起动时第一喷射过程所需的压力。
[0008]然而该公知的用于一个共轨系统的内燃机的起动方法具有其缺点，即快速起动仅借助高成本的构型和/或控制才可实现。快速起动尤其对于具有停机自动装置(Idle StartStop “ISS”怠速启停)的柴油发动机是至关重要的。
[0009]因此值得期望的是，在起动时以简单及成本上有利的方式来实现短时的高压建立。
【发明内容】
[0010]根据本发明提出了一个用于输送流体的齿轮泵，它具有一个可转动地支承的带外齿的齿轮及一个带内齿的齿圈，该齿轮及齿圈相互偏心地支承，共同形成齿稱合及为了产生输送功能处于啮合的配合，其中通过齿耦合形成多个输送室，及其中一个抽吸侧输入通道被布置在第一角度区域中，在该第一角度区域中当齿轮及齿圈转动时输送室增大，及一个压力侧排出通道被布置在第二角度区域中，在该第二角度区域中当齿轮及齿圈转动时输送室缩小，其中在输入通道与排出通道之间构成一个密封区域，其中在密封区域中，在当齿轮及齿圈转动时输送室缩小的一侧上构有一个孔。
[0011]通过根据本发明的构型可借助成本上有利的、具有输送燃料的主功能的电动齿轮泵短时地提供大致120巴的高压。该孔位于当齿轮泵工作时输送室缩小的第二角度区域中，在该区域中当齿圈及齿轮转动时在待输送的流体、如柴油燃料中建立了一个很高的挤压压力。该高的挤压压力将通过根据本发明的构型而被利用，其方式是在起动时待输送的流体不是由排出通道输送给高压泵，而是当内燃机起动时由齿轮泵的第二角度区域中的附加孔输出。
[0012]根据一个优选的实施形式该孔起到挤压压力卸载孔的作用。特别优选的是，在此情况下该孔仅被作成非常地小，由此可有利地支持短时高压的提供。
[0013]根据另一优选的实施形式输入通道及排出通道的各自弧长小于180°。
[0014]根据另一优选的实施形式密封区域具有第一部分区域，该区域设置在当齿轮及齿圈转动时输送室增大的一侧上。
[0015]根据又一优选的实施形式密封区域具有第二部分区域，该区域设置在当齿轮及齿圈转动时输送室缩小的一侧上。
[0016]最好该孔基本上被设置在密封区域的第二部分区域的中间。
[0017]此外优选的是，在第二角度区域中输送室径向上通过在齿轮与齿圈之间经过一个线接触部分的齿耦合而被密封。
[0018]根据又一优选的实施形式该齿轮泵为一个内齿轮泵，其中带内齿的齿圈起到转子的作用。
[0019]最好该齿轮泵被安装在一个高压泵上。
[0020]此外根据本发明提出一个用于操作一个齿轮泵以将流体输送到一个高压喷射系统中、尤其一个共轨系统中的方法，其中设有一个第一液压路径，该第一液压路径由齿轮泵的一个压力侧排出通道通过一个高压泵导入一个高压储存器，及设有一个第二液压路径，该第二液压路径由齿轮泵的一个压力侧的挤压压力卸载孔通过一个抽吸阀及高压泵的一个泵缸导入高压储存器，其中在齿轮泵执行向高压泵输送流体的功能的标准工作模式中，流体通过第一液压路径及第二液压路径被输送给高压储存器，及其中在一个起动模式中为了在高压储存器短时地建立一个高压流体仅通过第二液压路径被输送给高压储存器，其中同时地由齿轮泵通过第一液压路径排出的流体量通过一个旁路路径又输入到齿轮泵的输入通道。通过根据本发明的方法为了起动可借助成本上有利的电动齿轮泵以简单的方式方法对高压泵输入加载了高压的燃料。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]以下将参照附图对本发明的实施例详细地进行说明。附图表示:
[0022]图1:根据现有技术的一个电动齿轮泵的截面；
[0023]图2:图1中所示的根据现有技术的电动齿轮泵的输入通道及排出通道的布置的概要视图；
[0024]图3:根据一个实施形式的输入通道及排出通道的布置的概要视图 '及
[0025]图4:根据一个实施形式的高压喷射系统的液压系统图。
[0026]具体实施形式
[0027]图1表示根据现有技术的一个电动齿轮泵I的概要视图。该齿轮泵I包括一个齿轮对，该齿轮对由一个起转子作用的、带内齿的齿圈2及一个带外齿的齿轮3或小齿轮组成。带外齿的敞露相对带内齿的齿轮2可偏心转动地设置转一个枢轴颈4上。如果带外齿的齿轮3被驱动成旋转运动，则带外齿的齿轮3的外齿啮合在齿圈2的内齿中及产生出一个流体的输送流，齿转流体中运行。起转子作用的带内齿的齿圈2的转动方向通过用标号5指示的箭头来表示，这里即为逆时针方向。带内齿的齿圈2及带外齿的齿轮3被滑动地支承及具有一个相应的轴承间隙。此外在齿圈2及齿轮3之间构成多个输送室10。
[0028]此外由带内齿的齿圈2及带外齿的齿轮3组成的齿轮对被设置在一个壳体(未示出)中。另外带内齿的齿圈2及带外齿的齿轮3如上所述地相互偏心地支承，其中偏心度通过标号6表不。
[0029]电动齿轮泵I还具有一个用于使流体导入齿轮泵I的内部的抽吸侧输入通道7及一个用于使待输送的流体由齿轮泵I导出的压力侧排出通道8，如通过虚线所示的。这里输入通道7及输出通道8相互偏移180°地布置及构成输入腰或排出腰(见图2)。输入通道7及排出通道8被构成在这里未示出的壳体或齿轮泵I的盖中，它们的长度由于在抽吸侧与压缩侧之间的内部密封各延伸在一个稍微小于180°的角度上。在此情况下输入通道7位于第一角度区域9中，在该角度区域中当齿圈2及齿轮3转动时输送室10向着逆时针方向的转动方向5增大。而排出通道8位于第二角度区域11中，在该角度区域中当齿圈2及齿轮3转动时输送室10向着转动方向5缩小。
[0030]图2为图1中所示的根据现有技术的电动齿轮泵I的输入通道7及排出通道8的布置的概要视图。输入通道7及排出通道8各被构成输入腰及排出腰并各具有一个小于180°的角度区域上的长度，以致在电动齿轮泵I的抽吸侧与压力侧之间或在输入通道7与排出通道8之间形成了一个密封区域12。这里密封区域12包括相应于第一角度Ci1的第一部分区域19，该区域设置在这一侧上，在该侧上当齿轮3及齿圈2转动时输送室10增大；及包括相应于第二角度a 2的第二部分区域20，该区域设置在那一侧上，在该侧上当齿轮3及齿圈2转动时输送室10缩小。
[0031]图3为根据一个实施形式的输入通道7及排出通道8的布置的概要视图。如由该图可看到的，与图2中所示的实施形式不同地在与第二角度a 2相应的、密封区域12的第二部分区域20中大致在部分区域20的中间设有一个附加孔13。在输入通道7与排出通道8之间的密封区域12的延伸在第二角度a 2上的、并因此位于当齿圈2及齿轮3在通过5指示的方向上转动时输送室10缩小的一侧上的区域中，一个运动到该区域上的输送室10(见图1)在一定的转动角度上完全封闭。因为在该区域中的输送室10在转动时缩小及在密封区域12的第二部分区域20 ( a 2)中径向上通过在齿圈2与齿轮3之间经过一个线接触部分的齿耦合而被密封，其中轴向的轴承间隙(转子到壳体及盖)可被选择得很小，则在转动时尤其在高转速时在这里形成很高的“挤压压力”。通过该大致设置在第二部分区域20(a 2)中间的附加孔13-该附加孔尽可能地小及起到所谓去挤压负荷孔的作用-可使被挤压介质泄漏出来，以便短时地例如在起动时输送给一个高压储存器18 (见图4)。
[0032]图4中表示根据一个实施形式的高压喷射系统14的液压系统图。如这里所示，位于一个燃料箱15中的燃料16、例如柴油通过一个电动齿轮泵I输送及通过一个高压泵17输入到一个高压储存器18，如后面还将详细解释的。在一个标准的工作模式中，即在内燃机起动后，这里通过齿轮泵I输送的燃料16既通过第一路径Ql又通过第二路径Q2输入到高压储存器18。在此情况下通过第二路径Q2输入到高压储存器18的输送量比通过第一路径Ql输入的输送量小及即使在高转速时也增加不明显，正如由该图的左下侧的曲线图可看到的。
[0033]在标准工作模式时高压泵17对输送来的燃料加载高压及然后再输送给高压储存器18，由那里燃料通过未示出的喷射阀喷射到内燃机的燃烧室中。
[0034]然而安装在高压泵17上的电动齿轮泵I在这里所示的液压管路中当内燃机起动时可短时地以高压(?120巴)提供一定的燃料量。在此情况下在一种工作状况“ISS”(IdleStart Stop)中-在该工作状况中应由电动齿轮泵I建立大致120巴的起动压力，仅是第二燃料路径Q2通过一个抽吸阀19及高压泵17的高压泵缸20连接到高压储存器18，以便在那里当内燃机起动时短时地建立所需的压力。为了达到所需的起动压力，这里利用结合图3所述的构型，其中在第二角度区域11内的输送室10中以上面已描述的方式方法形成的处于高压下的燃料将通过位于密封区域12 ( a 2)的第二部分区域20中的附加的孔13泄漏出来并通过第二路径Q2输入到高压储存器18。为了使电动齿轮泵I的总转矩需求保持为低，则需要在该工作模式“ISS”中将高压泵17在标准工作模式中通过由Ql指示的路径输送的标准输送量通过一个旁路路径21回输到抽吸侧。
[0035]借助根据本发明的构型可使用一个成本上有利的电动齿轮泵I来当内燃机起动时短时地产生一个高压,该高压尤其用于一个共轨系统。
【权利要求】
1.用于输送流体的齿轮泵(1)，具有一个可转动地支承的带外齿的齿轮(3)及一个带内齿的齿圈(2)，该齿轮及齿圈相互偏心地支承，共同形成齿耦合及为了产生输送功能处于啮合的配合，其中通过齿耦合形成多个输送室(10)，及其中一个抽吸侧输入通道(7)被布置在第一角度区域(9)中，在该第一角度区域中当齿轮(3)及齿圈(2)转动时输送室(10)增大，及一个压力侧排出通道(8)被布置在第二角度区域(11)中，在该第二角度区域中当齿轮(3)及齿圈(2)转动时输送室(10)缩小，其中在输入通道(7)与排出通道(8)之间构成一个密封区域(12)，其特征在于:在密封区域(12)中，在当齿轮(3)及齿圈(2)转动时输送室(10)缩小的一侧上构有一个孔(13)。
2.根据权利要求1的齿轮泵(I)，其特征在于:该孔起到挤压压力卸载孔的作用。
3.根据权利要求1或2的齿轮泵(1)，其特征在于:输入通道(7)及排出通道(8)的各自弧长延伸在一个小于180°的角度区域中。
4.根据权利要求1至3中任一项或多项的齿轮泵(1)，其特征在于:密封区域(12)具有延伸在第一角度(Q1)上的第一部分区域(19)，该角度设置在当齿轮(3)及齿圈(2)转动时输送室(10)增大的一侧上。
5.根据权利要求1至4中任一项或多项的齿轮泵(I)，其特征在于:密封区域(12)具有延伸在第二角度(Q2)上的第二部分区域(20)，该角度设置在当齿轮(3)及齿圈(2)转动时输送室(10)缩小的一侧上。
6.根据权利要求5的齿轮泵(1)，其特征在于:孔(13)基本上被设置在密封区域(12)的第二部分区域(20)的中间。
7.根据权利要求1至6中任一项或多项的齿轮泵(1)，其特征在于:在第二角度区域(11)中输送室(10)径向上通过在齿轮(3)与齿圈(2)之间的齿耦合通过线接触部分而被密封。
8.根据权利要求1至7中任一项或多项的齿轮泵(I)，其特征在于:该齿轮泵(I)为一个内齿轮泵，其中齿圈(2)起到转子的作用。
9.根据权利要求1至8中任一项或多项的齿轮泵(1)，其特征在于:该齿轮泵(I)可被安装在一个高压泵上。
10.用于操作一个尤其根据权利要求1的齿轮泵(I)以将流体输送到一个高压喷射系统(14)中、尤其一个共轨系统中的方法，其特征在于:设有一个第一液压路径(Q1),该第一液压路径由齿轮泵(I)的一个压力侧排出通道(8)通过一个高压泵(17)通到高压储存器(18)，及设有一个第二液压路径(Q2)，该第二液压路径由齿轮泵(I)的一个压力侧孔(13)通过一个抽吸阀(19)及高压泵的一个泵缸(20)通到高压储存器(18)，其中，在齿轮泵(I)执行向高压泵(14)预输送流体的功能的标准工作模式中，流体通过第一液压路径(Q1)及第二液压路径(Q2)被输送给高压储存器(18)，及其中在一个起动模式(ISS)中为了在高压储存器(18)短时地建立一个高压，流体仅通过第二液压路径(Q2)被输送给高压储存器(18)，其中同时地由齿轮泵(I)通过第一液压路径(Q1)排出的流体量通过一个旁路路径(21)又输入到齿轮泵(I)的输入通道(7)。
【文档编号】F04C15/06GK103688056SQ201280036019
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年6月12日 优先权日:2011年7月22日
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