專利名稱：泵組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的泵組件。具體而非排他性地，本發(fā)明涉及一種用于共軌壓燃式(柴油)內(nèi)燃機(jī)的泵組件。
背景技術(shù)：
圖1示出了用于在共軌柴油機(jī)中使用的一種已知泵組件的一部分。泵組件10包括設(shè)有盲孔14的泵殼體12，泵送柱塞(未示出)使用時(shí)在驅(qū)動裝置(也未示出)的影響下在盲孔14內(nèi)往復(fù)移動。柱塞及其孔同軸地延伸穿過泵殼體12，其中孔的盲端界定出用于燃料的泵腔18。壓力相對較低的燃料在入口單向閥20的控制下通過入口通道(未示出)被輸送至泵腔18。燃料隨著柱塞往復(fù)移動而在泵腔18內(nèi)被加壓，并且一旦壓力達(dá)到預(yù)定水平燃料就通過泵殼體內(nèi)的出口閥(未示出)被輸送至橫向延伸到孔14的出口通道。出口通道將加壓燃料輸送至下游的共軌。泵殼體12設(shè)有利用螺栓(未示出)固定至泵殼體的封蓋22。封蓋22是大致禮帽式結(jié)構(gòu)，具有與泵殼體12的上表面相接合并且將螺栓設(shè)置為從中穿過的環(huán)形裙邊22a。通過將封蓋以這種方式成形并且通過將螺栓圍繞泵組件的外周穿過環(huán)形裙邊2 設(shè)置，泵組件的整體輪廓就比其中封蓋被軸向安裝在泵殼體和孔上方的可選設(shè)置方式更加緊湊。因此這種設(shè)置方式在空間效率方面具有優(yōu)勢，這在擁擠的發(fā)動機(jī)空間中具有明顯的好處。封蓋 22其余的下側(cè)面與泵殼體12的上表面共同界定出用于接收低壓燃料從而用作容器的容積 28，當(dāng)入口閥20打開時(shí)，燃料即被由此抽出，通過入口通道送至泵腔18。封蓋22還提供了用于泵組件各部件的保護(hù)功能。由于泵送循環(huán)期間在泵腔18內(nèi)生成的高壓，因此在上述類型的泵組件內(nèi)可能出現(xiàn)的一個(gè)問題是部件的高壓疲勞。隨著柱塞在其孔14內(nèi)往復(fù)移動并且燃料在泵腔18內(nèi)被加壓至高水平，泵殼體12內(nèi)就會出現(xiàn)能夠?qū)е铝鸭y形成的脈動拉伸應(yīng)力。脈動拉伸應(yīng)力在泵殼體12內(nèi)具有兩種主要的作用圍繞柱塞孔14外周特別是在泵腔18附近作用的環(huán)向應(yīng)力，以及沿柱塞孔14的長度作用的軸向應(yīng)力。因此，有利的是擁有一種上述類型的泵組件并使其中的脈動拉伸應(yīng)力和高壓疲勞得以減小或消除。GB2107801介紹了另一種類型的燃料噴射泵，其中泵殼體設(shè)有孔，活塞通過孔往復(fù)移動。泵腔被界定在活塞孔的一端，并且兩個(gè)軸向孔(一個(gè)是用于低壓燃料的燃料入口，還有一個(gè)是用于高壓燃料的燃料出口)從泵腔的與活塞相對的側(cè)面延伸至泵殼體的上表面。 閥頭(或閥塊)被直接安置靠向泵殼體的上表面并且用螺紋螺釘固定就位以使得在泵殼體和閥頭之間形成密封接合避免兩部件之間有燃料泄漏。在這種設(shè)置方式中，在泵殼體上表面上方直接安裝閥頭基本上抵消了由泵腔內(nèi)的燃料壓力造成的任何拉伸應(yīng)力。但是，在這種設(shè)置方式中抵消環(huán)向和軸向應(yīng)力的固有優(yōu)點(diǎn)是以組件的尺寸特別是長度(或軸向高度) 為代價(jià)的，這就對已經(jīng)很擁擠的發(fā)動機(jī)空間施加了額外的封裝約束。還可以注意到的是在這種設(shè)置方式中，閥頭包含為控制高壓燃料(可能是超過2000bar的壓力)流所需的出口閥構(gòu)件。這種結(jié)構(gòu)具有進(jìn)一步的缺點(diǎn)是在泵腔內(nèi)生成的高壓燃料有可能能夠在閥頭(或閥塊)與泵殼體的界面處找到泄漏路徑。燃料泄漏不利于泵的性能，并且因此希望能夠降低任何燃料泄漏的風(fēng)險(xiǎn)或者減少任何實(shí)際的燃料泄漏。由此，考慮到現(xiàn)有技術(shù)，有利的是擁有一種減小尺寸且形狀便于滿足發(fā)動機(jī)封裝要求的燃料泵組件。進(jìn)一步有利的是擁有一種減少或最小化其中燃料泄漏的燃料泵組件。 還希望可以擁有一種減小或消除其中的軸向應(yīng)力和/或環(huán)向應(yīng)力的燃料泵組件。因此本發(fā)明的目標(biāo)是減少和/或解決現(xiàn)有技術(shù)中的一種或多種問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明廣泛地涉及一種理想形狀和尺寸的泵組件(例如與現(xiàn)有技術(shù)相比有所減小的尺寸和適合發(fā)動機(jī)封裝要求的有利結(jié)構(gòu))，該泵組件降低了某些現(xiàn)有技術(shù)裝置中的內(nèi)部應(yīng)力和疲勞。更具體地，本發(fā)明包含一種用于泵組件的夾緊構(gòu)件，該夾緊構(gòu)件在該組件上施加壓力以抵消泵組件內(nèi)由燃料引發(fā)的應(yīng)力和疲勞。夾緊構(gòu)件被成形為使得在泵組件上的與泵腔和/或柱塞孔大致軸向?qū)R的作為燃料引發(fā)的應(yīng)力源的區(qū)域內(nèi)施加壓力，并且夾緊構(gòu)件適合于在不與泵腔和/或柱塞孔軸向?qū)R的區(qū)域被固定至泵殼體。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種泵組件，其中通過提供容納在泵頭而不是單獨(dú)閥體內(nèi)的高壓燃料出口閥來減少或者消除高壓燃料泄漏。因此，根據(jù)本發(fā)明的一種方面，提供了一種用于在內(nèi)燃機(jī)中使用的泵組件，所述泵組件包括設(shè)有孔的泵殼體，泵送柱塞在孔內(nèi)沿柱塞軸往復(fù)移動；在孔的一端界定出的泵腔，隨著泵送柱塞在使用時(shí)在孔內(nèi)往復(fù)移動，燃料在泵腔內(nèi)被加壓至相對較高的水平；以及容納在泵殼體內(nèi)并且與泵腔相連通用于控制燃料(處于相對較低的壓力)流入泵腔內(nèi)的入口閥；還有用于向泵殼體施加夾緊載荷的夾緊構(gòu)件，夾緊載荷至少具有與柱塞軸線對齊地穿過位置大致在孔的軸向上方的泵殼體表面的分量。用這種方式，夾緊構(gòu)件在泵殼體內(nèi)接近于柱塞孔地生成壓縮應(yīng)力以抵消泵殼體內(nèi)由于泵腔內(nèi)的加壓燃料而產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力。通過將入口閥容納在泵殼體本身內(nèi)，就不必再有將會增加泵組件尺寸的單獨(dú)閥殼體。另外，不必再精密地機(jī)械加工兩個(gè)單獨(dú)部件從而允許泵殼體和單獨(dú)閥殼體之間的高壓密封，這是很重要的，原因在于入口閥必須對高壓燃料密封。入口閥通常包括閥體和閥頭，例如提升型閥。但是，可選地也可以使用其他類型的閥(例如球閥)。閥頭可以是截頭圓錐體或部分球體的形狀用于與截頭圓錐體或部分球體形狀的安置面密封接合。有利地，用于入口閥的安置面由泵殼體的表面(例如內(nèi)表面)界定。應(yīng)該理解的是在某些實(shí)施例中，可以不將入口閥整體封裝(或容納)在泵殼體內(nèi)，只要將入口閥的至少一部分容納在泵殼體內(nèi)以使得不需要單獨(dú)的閥殼體即可。在此情況下，只要閥頭被基本包含在閥殼體內(nèi)就足夠了。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，閥座由泵殼體中的泵腔表面界定(也就是位于其中設(shè)有入口閥的孔和泵腔之間的相交處)。方便地是，入口閥可以與柱塞軸線大致軸向?qū)R。夾緊構(gòu)件被方便地通過至少一個(gè)合適的固定構(gòu)件被固定至泵殼體，正如在本文中他處所介紹的那樣。在另一方面中，提供了一種用于在內(nèi)燃機(jī)中使用的泵組件，所述泵組件包括設(shè)有孔的泵殼體，泵送柱塞在孔內(nèi)沿柱塞軸線往復(fù)移動；以及在孔的一端界定出的泵腔，隨著泵送柱塞在孔內(nèi)往復(fù)移動，燃料在泵腔內(nèi)被加壓至相對較高的水平。夾緊構(gòu)件被設(shè)置以用于向泵殼體施加夾緊載荷，并且至少一個(gè)固定構(gòu)件被設(shè)置用于將夾緊構(gòu)件固定至泵殼體。至少一個(gè)固定構(gòu)件位于孔(或柱塞軸線)的徑向外側(cè)并且延伸穿過垂直于柱塞軸線并經(jīng)過泵腔的平面或者延伸到該平面下方。夾緊構(gòu)件被設(shè)置為使夾緊載荷的至少一個(gè)分量與柱塞軸線對齊地穿過位置大致在孔的軸向上方的泵殼體外表面以在泵殼體內(nèi)接近于柱塞孔地生成壓縮應(yīng)力從而抵消泵殼體內(nèi)由于泵腔內(nèi)的加壓燃料而產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力。適宜地，至少一個(gè)固定構(gòu)件軸向延伸到泵腔下方以與柱塞孔交疊。在泵送循環(huán)期間，由于泵腔內(nèi)生成的高壓(對于共軌燃料泵應(yīng)用來說，通常壓力都會超過2000bar)，在泵殼體內(nèi)特別是接近于柱塞孔處會產(chǎn)生脈動拉伸應(yīng)力。通過在柱塞孔附近用壓縮應(yīng)力來抵消這些拉伸應(yīng)力，就能夠減少或者避免疲勞故障。本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是通過將固定構(gòu)件安裝在柱塞軸線的徑向外側(cè)就能夠縮短泵組件的軸向長度。夾緊構(gòu)件被設(shè)置為使得即使在固定構(gòu)件被安裝在孔的徑向外側(cè)時(shí)也能夠在孔的大致軸向上方的區(qū)域內(nèi)施加夾緊載荷。在本發(fā)明的這種以及任意其他方面的一個(gè)實(shí)施例中，泵殼體包括其中設(shè)有柱塞孔的孔部。夾緊構(gòu)件被設(shè)置用于通過泵殼體的位置大致在孔部軸向上方的表面向泵殼體施加夾緊載荷。優(yōu)選地，孔伸入泵殼體的頭部內(nèi)以使泵腔被至少部分地界定在頭部內(nèi)。夾緊載荷因此被加至泵殼體中包含泵腔和柱塞孔的區(qū)域，此處的拉伸應(yīng)力最大。通常但非必要地， 孔部與頭部相比可以具有縮小的直徑。在本發(fā)明的這種以及任意其他方面的一個(gè)實(shí)施例中，夾緊構(gòu)件包括至少一個(gè)接觸面(或主接觸面)用于與泵殼體的外表面相接合，夾緊載荷由此外表面被加至泵殼體。夾緊構(gòu)件例如可以在其內(nèi)表面(或下表面)上(也就是在泵組件內(nèi)部)包括至少一個(gè)凸起以界定出所述的接觸面或者每一個(gè)接觸面。適宜地，夾緊構(gòu)件具有大致在孔的軸向上方接合泵殼體的至少一個(gè)主接觸面，以及在孔的徑向外側(cè)接合泵殼體的至少一個(gè)副接觸面。有利地出于封裝和空間方面的考量，夾緊構(gòu)件可以是禮帽的形狀，具有隆起的中心區(qū)域和外圍裙邊(或者一個(gè)或多個(gè)徑向延伸的凸緣)。在這種設(shè)置方式中，主接觸面與夾緊構(gòu)件中隆起的中心區(qū)域相關(guān)聯(lián)，而副接觸面則與裙邊(或凸緣)相關(guān)聯(lián)。在一個(gè)實(shí)施例中，副接觸面接合泵殼體的相對于柱塞軸線位于大致與泵腔交疊或位于泵腔下方的軸向高度處的外表面。 在一個(gè)實(shí)施例中，接觸面(或安置面)低于泵腔的軸向位置也就是其與柱塞孔交疊。泵殼體的外表面和夾緊構(gòu)件的內(nèi)表面可以共同界定出用于在使用時(shí)接收低壓燃料的填充室，燃料由此被輸送至泵腔。在本實(shí)施例中，至少一個(gè)填充口開在泵殼體的外表面以與填充室相連通。夾緊構(gòu)件優(yōu)選地設(shè)有至少兩個(gè)凸起，每一個(gè)凸起都界定出用于在相鄰填充口之間的位置與泵殼體相接合的接觸面。在本實(shí)施例以及其他的實(shí)施例中，接觸面優(yōu)選地可以具有弧形形狀。沿柱塞軸線的夾緊載荷可以用落在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)的多種方式生成。在一個(gè)實(shí)施例中，彈簧被設(shè)置在夾緊構(gòu)件的內(nèi)表面和泵殼體的外表面之間以通過彈簧將夾緊載荷加至泵殼體。在另一個(gè)實(shí)施例中，夾緊構(gòu)件由在向泵殼體施加夾緊載荷時(shí)彈性變形的材料構(gòu)成。通常，夾緊構(gòu)件由具有的屈服應(yīng)力在1000到ISOOMPa之間的材料構(gòu)成。在此情況下， 夾緊構(gòu)件有效地起到上述實(shí)施例中彈簧的作用。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，夾緊構(gòu)件由在向泵殼體施加夾緊載荷時(shí)塑性變形的材料
7構(gòu)成。在此情況下，夾緊構(gòu)件通常由具有的屈服應(yīng)力在200到600MI^之間的材料構(gòu)成。使用在向泵殼體施加夾緊載荷時(shí)塑性變形的材料的好處在于夾緊構(gòu)件幾何形狀的任何變化對施加的夾緊載荷并且因此對引發(fā)的壓縮應(yīng)力具有明顯更低的影響。因此，泵與泵之間的變化即可被有利地減小，并且在泵殼體內(nèi)引發(fā)的用于抵消由泵腔內(nèi)高壓燃料造成的拉伸應(yīng)力的壓縮應(yīng)力即可被更加準(zhǔn)確地設(shè)定。對于至少一個(gè)固定構(gòu)件(例如螺栓)來說，優(yōu)選的是延伸穿過夾緊構(gòu)件和泵殼體以在泵殼體的外周區(qū)域?qū)A緊構(gòu)件固定至泵殼體。在第三方面中，提供了一種用于在內(nèi)燃機(jī)中使用的泵組件，所述泵組件包括設(shè)有孔的泵殼體，泵送柱塞在孔內(nèi)沿柱塞軸線往復(fù)移動；在孔的一端界定出的泵腔，隨著泵送柱塞使用時(shí)在孔內(nèi)往復(fù)移動，燃料在泵腔內(nèi)被加壓至相對較高的水平；以及用于向泵殼體施加夾緊載荷的夾緊構(gòu)件，夾緊載荷至少具有與柱塞軸線對齊地穿過位置大致在孔的軸向上方的泵殼體表面的分量，從而在泵殼體內(nèi)接近于柱塞孔地生成壓縮應(yīng)力以抵消泵殼體內(nèi)由于泵腔內(nèi)的加壓燃料而產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力；其中夾緊構(gòu)件由在向泵殼體施加夾緊載荷時(shí)變形的材料構(gòu)成。在這第三方面中，夾緊構(gòu)件、泵殼體以及任意其他的特征均可像以上用于第一種和第二方面的那樣被定義。在第二種和第三方面中，入口閥可以被設(shè)置用于控制燃料流入泵腔。有利地，入口閥被容納在(或者至少部分地容納在)泵殼體內(nèi)以使得不需要單獨(dú)的閥殼體。入口閥及其殼體可以如根據(jù)第一方面所定義的。在本發(fā)明的任何方面中，泵組件均可進(jìn)一步包括與泵腔相連通以調(diào)節(jié)(處于相對較高的壓力)的燃料從泵腔到出口通道的輸送的出口閥。有利地，出口閥被容納在泵殼體內(nèi)而不是單獨(dú)的閥殼體內(nèi)，這就避免了對單獨(dú)的殼體元件的需求。出口閥可以是任意合適的類型例如球閥。適宜地，出口閥的安置面由泵殼體的表面界定。安置面和閥的對應(yīng)表面可以是截頭圓錐體或部分球體的形狀。本發(fā)明可以具體應(yīng)用在壓燃式內(nèi)燃機(jī)的共軌燃料泵中，但是也可以同樣地應(yīng)用在其他的應(yīng)用中并且特別是在泵部件內(nèi)弓丨發(fā)高拉伸應(yīng)力的場合。除非有相反的說明，否則應(yīng)該意識到關(guān)于本發(fā)明的一個(gè)方面介紹的特征也可以被包含在本發(fā)明任意其他方面中；并且除非另有陳述，否則實(shí)施例中的特征可以彼此組合并且這樣的組合也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。


已經(jīng)介紹過的圖1示出了一種已知的共軌燃料泵中的泵組件?，F(xiàn)參照附圖僅以舉例方式介紹本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中
圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中泵組件的截面圖，包括泵殼體、泵腔和夾緊構(gòu)件； 圖3是圖2中泵組件的夾緊構(gòu)件的透視圖4是圖2中泵殼體的透視圖，其中移除了夾緊構(gòu)件以示出用于低壓燃料的輸入口 ；以
及
圖5是圖2中泵殼體外表面的平面圖，用于示出夾緊構(gòu)件的接觸區(qū)域在哪里與泵殼體形成接觸。
具體實(shí)施例方式參照圖2，本發(fā)明第一實(shí)施例中的燃料泵組件30包括泵殼體，泵殼體具有直徑加大的頭部3 和直徑縮小的從頭部32a向下延伸的孔部32b。泵殼體的孔部32b設(shè)有孔34， 其中容納有泵柱塞36?？?4伸入頭部32a的中心部分內(nèi)，其在此以泵腔38終止。泵殼體 32a, 32b被固定至主泵殼體(未示出)，主泵殼體在處于圖2所示朝向的泵殼體的下方，以使泵殼體32 32b有效地構(gòu)成主泵殼體的頭部。泵送柱塞36通常利用由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的凸輪(未示出)驅(qū)動，或者通過為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的任意其他合適的裝置驅(qū)動。在使用時(shí)，隨著柱塞36被驅(qū)動，它就在柱塞孔內(nèi)沿柱塞軸線往復(fù)移動并造成泵腔38內(nèi)的燃料被加壓。柱塞36執(zhí)行泵送循環(huán)，泵送循環(huán)具有該循環(huán)的填充階段和泵送階段，在該填充階段期間處于相對低壓力水平的燃料被輸送至泵腔38，并且在該泵送階段期間泵腔38內(nèi)的燃料被加壓至通常超過2000bar的相對較高的壓力水平。泵腔38容納有與柱塞軸線沿軸向?qū)R的入口閥40，40a, 40b。入口閥包括延伸穿過閥孔41的閥體40a以及與閥座43相接合的閥頭40b，閥座43由在閥孔41和泵腔38之間的相交處的孔34界定，從而控制燃料流入泵腔38內(nèi)。閥頭40b通過閥簧(未示出)被偏置靠向閥座以及在填充階段期間被促使克服彈簧作用力移動離開閥座。在填充階段期間， 柱塞36從孔34收回并且低壓燃料被輸送至泵腔38。要注意的是閥頭40b靠著由泵殼體自身界定的閥座43放置。這樣與其中閥構(gòu)件被設(shè)置在連接至泵殼體的單獨(dú)閥體內(nèi)的可選設(shè)計(jì)方案例如GB2107801中的所示的內(nèi)容相比具有優(yōu)勢，原因在于它避免了對可能會引起泄漏問題的高壓密封的需求。如圖所示，閥座 43為截頭圓錐體形狀，用于與閥頭40b上對應(yīng)的截頭圓錐體表面相接合；但是，部分球體的密封表面也是適合的。方便的是，入口閥是提升型閥，不過可選地也可以使用其他的閥例如球閥。應(yīng)該注意的是在示范性裝置中入口閥體40a僅被部分容納在泵殼體內(nèi)。但是在可選的設(shè)置方式中，整個(gè)入口閥均可被容納在泵殼體內(nèi)。泵殼體32 32b還設(shè)有從泵腔38側(cè)向延伸穿過頭部32a的外部的出口通道42以向下游的共軌(未示出)供應(yīng)加壓燃料。出口通道42設(shè)有利用閥簧(未示出)來偏置關(guān)閉的出口閥44。出口閥在循環(huán)中的泵送階段期間被促使克服彈簧作用力打開以允許將泵腔 38內(nèi)已被加壓至高壓力水平的燃料通過出口通道42輸送至共軌。也參照圖3和圖4，夾緊構(gòu)件46被設(shè)置在泵殼體32 32b上。夾緊構(gòu)件46為大致禮帽式結(jié)構(gòu)，具有隆起的中心區(qū)域46a和外圍裙邊46b。裙邊46b靠著頭部3 外部的上表面安置并且利用延伸穿過裙邊46b、頭部32a的外周區(qū)域和下方的主泵殼體中的對齊的成對接收孔47 (僅在圖4中可見)的四個(gè)螺栓(圖2中僅示出了其中的兩個(gè)螺栓48)固定于頭部3 外部。在圖示的實(shí)施例中，夾緊構(gòu)件的中心區(qū)域46a包括向下延伸的部分46c(僅在圖2 中可見)，其通過多個(gè)接觸區(qū)與頭部32a中心部分的上表面相接合，正如以下將要更詳細(xì)介紹的那樣。引導(dǎo)特征45被機(jī)械加工到頭部3 上以幫助將夾緊構(gòu)件46準(zhǔn)確定位在泵殼體上，由此確保夾緊構(gòu)件46不會接合入口閥簧。夾緊構(gòu)件46其余的下表面與泵殼體32a的頭部32a的上表面間隔開以界定出位于夾緊構(gòu)件向下延伸的部分46c徑向外側(cè)的環(huán)形容積。該環(huán)形容積界定出用于燃料的填充室49，燃料由此通過設(shè)置在泵殼體頭部32a內(nèi)的多條入口通道(圖2中僅示出了其中的一條通道50)被輸送至泵腔38。入口通道50從閥孔41傾斜延伸以呈現(xiàn)在設(shè)于泵殼體上表面中的(在圖4和圖5 中示出)端口 52處，端口 52與填充室49相連通。通常，設(shè)有三條入口通道50 (不過在實(shí)踐中也可以使用更多或更少的數(shù)量)，并且這些通道被確定在圍繞入口閥40 40b等間距的位置處。但是，將入口通道50以不等的間距隔開也是可行的。也參照圖5，饋送通道(未示出)也被設(shè)置在泵送殼體內(nèi)，其一端呈現(xiàn)在頭部32a 的上表面處以界定出通往填充室49內(nèi)的附加端口 54。饋送通道的另一端與上游的低壓燃料源(例如輸送泵)相連通。0形環(huán)密封件56位于填充室49內(nèi)以避免從室49中不期望地泄漏燃料。可以注意到的是0形密封件應(yīng)該是可行的，原因在于室49僅含有處于相對低壓的燃料；高壓界面和密封件則被限定在泵殼體自身內(nèi)。這種設(shè)置方式有助于避免或者至少是減少泵組件內(nèi)的燃料泄漏。端口 52，54在泵殼體32a的上表面呈現(xiàn)出來的位置確定了夾緊構(gòu)件46向下延伸的部分46c上的接觸區(qū)的形狀和位置。在圖示的實(shí)施例中，向下延伸的部分46c基本為環(huán)形并且界定出弧形形狀的三個(gè)接觸區(qū)58，這三個(gè)接觸區(qū)與泵殼體32a中位置大致在柱塞孔 34軸向上方并且位置散布在端口 52，54之間的形狀對應(yīng)的區(qū)域相接合。在圖示實(shí)施例的替換實(shí)施例中，如果在殼體上表面內(nèi)僅設(shè)有兩個(gè)端口，那么在夾緊構(gòu)件向下延伸的部分上只需設(shè)置兩個(gè)接觸區(qū)即可。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，其中填充室位于泵腔的一側(cè)而不是在其軸向上方，那么夾緊構(gòu)件向下延伸的部分可以在泵殼體32a內(nèi)界定出單個(gè)連續(xù)的接觸區(qū)。方便的是，連續(xù)的接觸區(qū)為環(huán)形。在組裝泵時(shí)，首先通過利用引導(dǎo)特征45將向下延伸的部分46c引導(dǎo)到頭部32a 上，從而將夾緊構(gòu)件46放置在頭部32a的上表面上，直到其通過接觸區(qū)58與頭部32a的上表面接合為止。在該階段，裙邊46b的下表面和頭部3 面朝上的表面之間存在間隙。螺栓48被放置為穿過它們的在頭部32a內(nèi)的接收孔47并穿過主泵殼體內(nèi)對應(yīng)的螺栓螺紋接收孔。隨著螺栓被擰緊，夾緊構(gòu)件46就開始彈性變形以封閉該間隙。在夾緊構(gòu)件46變形時(shí)，夾緊載荷通過與在柱塞孔34上方的頭部上表面相接合的接觸區(qū)58被加至泵殼體的頭部32a。夾緊載荷至少具有與柱塞軸線軸向?qū)R的分量，并且因此在接觸區(qū)58下方區(qū)域內(nèi)的泵殼體中引發(fā)軸向的壓縮應(yīng)力。換句話說，軸向壓縮應(yīng)力在泵殼體的頭部32a內(nèi)靠近或者非常接近于泵腔38的區(qū)域中生成。間隙一旦被封閉，即使進(jìn)一步擰緊螺栓48，頭部3 上的接觸作用力也依然基本保持不變。因此，夾緊構(gòu)件46和頭部3 之間的初始間隙就確定了由于擰緊螺栓而在泵殼體內(nèi)產(chǎn)生的軸向壓縮應(yīng)力。由夾緊構(gòu)件46生成的軸向壓縮應(yīng)力抵消了在泵殼體靠近柱塞孔34的區(qū)域內(nèi)由于泵腔38內(nèi)生成的高壓而產(chǎn)生的軸向拉伸應(yīng)力。通常，例如對于共軌應(yīng)用來說，泵腔38內(nèi)的燃料壓力被增加到超過2000bar的水平，這導(dǎo)致在泵殼體32 32b內(nèi)引發(fā)高脈動拉伸應(yīng)力。 本發(fā)明與例如圖1中所示的已知泵裝置的不同之處在于所有的夾緊載荷都是通過螺栓48 加至泵殼體，并且因此不會影響泵殼體中拉伸應(yīng)力最大的最為脆弱的區(qū)域。因此即可通過本發(fā)明基本上避免由泵殼體內(nèi)的軸向拉伸應(yīng)力造成的問題例如疲勞故障。夾緊構(gòu)件46可以由硬化鋼和回火鋼(例如彈簧鋼)構(gòu)成，通常具有在1000到ISOOMPa的屈服應(yīng)力，以使夾緊構(gòu)件46隨著擰緊螺栓48而彈性變形，從而增加夾緊載荷。 夾緊構(gòu)件46因此可以在擰緊螺栓48時(shí)有效地作為彈簧使用。夾緊構(gòu)件46的變形程度越大，夾緊載荷就越大，并且引發(fā)的壓縮應(yīng)力也就越大。由于制造公差的原因，裙邊46b和頭部32a的外部之間的間隙可以改變并且因此夾緊載荷(以及由此引發(fā)的壓縮應(yīng)力)在不同的泵組件之間也可以略有不同。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例(未示出)利用了在大致處于柱塞孔34上方的區(qū)域內(nèi)位于(或者夾在)夾緊構(gòu)件46和頭部3 之間的彈簧以提供夾緊載荷。但是，該實(shí)施例敏感于彈簧剛度和彈簧長度的變化。在不同的泵組件之間，夾緊構(gòu)件46和泵殼體32 32b之間的間隙會由于制造公差而略有不同，并且彈簧的長度也會略有不同，并且因此彈簧作用力以及由此夾緊載荷都會取決于彈簧系數(shù)而略有不同。彈簧還增加了泵組件的整體尺寸，并且因此可能并不是用于較小空間應(yīng)用的優(yōu)選實(shí)施例。在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，夾緊構(gòu)件46可以由具有的屈服應(yīng)力在200到600MPa之間的低碳鋼構(gòu)成。在此情況下，夾緊構(gòu)件46同樣在擰緊螺栓48時(shí)隨著裙邊46a和頭部3 的外部之間的間隙被封閉而變形。但是，在此情況下，夾緊構(gòu)件46的材料性質(zhì)使其在間隙封閉之前就達(dá)到了它變形的彈性極限，并且因此對于螺栓48的進(jìn)一步擰緊就會塑性變形。 夾緊構(gòu)件46達(dá)到其變形的彈性極限的位置確定了通過接觸區(qū)58加至泵殼體的夾緊載荷。 因此使用低碳鋼的優(yōu)點(diǎn)就在于它避免了由于夾緊構(gòu)件46和頭部3 之間的間隙變化而造成的過于敏感的問題。低碳鋼還具有成本相對較低的優(yōu)點(diǎn)。在入口閥40 40b并非位于泵腔軸向上方而是位于泵腔一側(cè)的泵組件中(例如像 EP1629191A1中所述)，仍然可以設(shè)置夾緊構(gòu)件并且可以通過與柱塞中心軸線沿軸向?qū)R的一個(gè)或多個(gè)接觸區(qū)與泵殼體接合，從而實(shí)現(xiàn)與以上所述相同的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)該意識到本發(fā)明具有用于柴油發(fā)動機(jī)的共軌式燃料泵以外的應(yīng)用，并且也可以被用于其他的泵應(yīng)用場合，特別是會在一個(gè)或多個(gè)泵腔內(nèi)產(chǎn)生高壓的應(yīng)用場合。
權(quán)利要求
1.一種用于在內(nèi)燃機(jī)中使用的泵組件(30)，所述泵組件包括設(shè)有孔(34)的泵殼體(3 ，32b)，泵送柱塞(36)在孔內(nèi)沿柱塞軸線往復(fù)移動；在孔 (34)的一端界定出的泵腔(38)，隨著泵送柱塞(36)在使用時(shí)在孔(34)內(nèi)往復(fù)移動，燃料在泵腔內(nèi)被加壓至相對較高的水平；以及容納在泵殼體(32 32b)內(nèi)并且與泵腔(38)相連通用于控制燃料流入泵腔(38)內(nèi)的入口閥00，40 40b)；以及用于向泵殼體(32 32b)施加夾緊載荷的夾緊構(gòu)件(46)，夾緊載荷至少具有與柱塞軸線對齊地穿過位置大致在孔(34)軸向上方的泵殼體(32 32b)表面的分量。
2.如權(quán)利要求1所述的泵組件(30)，其包括用于將夾緊構(gòu)件06)固定至泵殼體 (32a, 32b)的至少一個(gè)固定構(gòu)件G8)。
3.如權(quán)利要求2所述的泵組件(30)，其中至少一個(gè)固定構(gòu)件08)位于孔(34)的徑向外側(cè)并且延伸穿過經(jīng)過泵腔(38)且垂直于柱塞軸線的平面或者延伸到該平面下方。
4.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的泵組件(30)，其中入口閥包括閥體(40a)和閥頭(40b)并且泵殼體(32 32b)的表面界定出用于與閥頭(40b)的表面密封接合的入口閥座(43)。
5.如權(quán)利要求4所述的泵組件(30)，其中入口閥座是截頭圓錐體或部分球體的形狀，用于與閥頭GOb)的截頭圓錐體或部分球體的表面相配合。
6.一種用于在內(nèi)燃機(jī)中使用的泵組件(30)，所述泵組件包括設(shè)有孔(34)的泵殼體(3 ，32b)，泵送柱塞(36)在孔內(nèi)沿柱塞軸線往復(fù)移動；以及在孔(34)的一端界定出的泵腔(38)，隨著泵送柱塞(36)在使用時(shí)在孔(34)內(nèi)往復(fù)移動，燃料在泵腔內(nèi)被加壓至相對較高的水平；用于向泵殼體(32 32b)施加夾緊載荷的夾緊構(gòu)件G6)；以及用于將夾緊構(gòu)件G6)固定至泵殼體(32 32b)的至少一個(gè)固定構(gòu)件(48)，至少一個(gè)固定構(gòu)件G8)位于孔(34)的徑向外側(cè)并且延伸穿過經(jīng)過泵腔(38)且垂直于柱塞軸線的平面或者延伸到該平面下方；并且其中夾緊構(gòu)件G6)被設(shè)置為使夾緊載荷的至少一個(gè)分量與柱塞軸線對齊地穿過位置大致在孔(34)軸向上方的泵殼體(3h，32b)的表面以在泵殼體(3h，32b)內(nèi)接近于柱塞孔(34)地生成壓縮應(yīng)力，從而抵消泵殼體(3 , 32b)內(nèi)由于泵腔(38)內(nèi)的加壓燃料而產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力。
7.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的泵組件(30)，其中泵殼體包括其中設(shè)有柱塞孔(14)的孔部(32b)，并且其中夾緊構(gòu)件06)被設(shè)置用于向泵殼體(32 32b)的位于孔部 (32b)軸向上方的表面施加夾緊載荷。
8.如權(quán)利要求7所述的泵組件(30)，其中泵殼體(32 32b)包括頭部(32a)并且柱塞孔(34)伸入泵殼體(3h，32b)的頭部(3 )內(nèi)以使泵腔(38)被至少部分地界定在頭部 (32a)內(nèi)。
9.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的泵組件(30)，其中泵殼體(32 32b)的表面和夾緊構(gòu)件G6)的內(nèi)表面共同界定出用于在使用時(shí)接收低壓燃料的填充室(49)，燃料由此被輸送至泵腔(38)。
10.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的泵組件(30)，其中夾緊構(gòu)件06)包括至少一個(gè)主接觸面(58)用于與孔(34)軸向上方的泵殼體(3 ，32b)的表面相接合，夾緊載荷由該接觸面被加至泵殼體(32 32b)。
11.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的泵組件(30)，其中夾緊構(gòu)件06)具有接合大致在孔(34)軸向上方的泵殼體(3 ，32b)的至少一個(gè)主接觸面(58)，以及接合孔(34)徑向外側(cè)的泵殼體(3h，32b)的至少一個(gè)副接觸面。
12.如權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的泵組件(30)，其中所述的或者是每一個(gè)主接觸面(58)都被限定在夾緊構(gòu)件(46)的凸起(46c)上。
13.如權(quán)利要求10至12中的任意一項(xiàng)所述的泵組件(30)，其中至少一個(gè)主接觸面包括具有弧形形狀的至少一個(gè)接觸區(qū)(58)。
14.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的泵組件(30)，其中彈簧被設(shè)置在夾緊構(gòu)件G6)的內(nèi)表面和泵殼體(3 ，32b)的表面之間，以通過彈簧將夾緊載荷加至泵殼體 (32a, 32b)的表面。
15.一種用于在內(nèi)燃機(jī)中使用的泵組件(30)，所述泵組件包括設(shè)有孔(34)的泵殼體(3 ，32b)，泵送柱塞(36)在孔內(nèi)沿柱塞軸線往復(fù)移動；在孔(34)的一端界定出的泵腔(38)，隨著泵送柱塞(36)在使用時(shí)在孔(34)內(nèi)往復(fù)移動，燃料在泵腔內(nèi)被加壓至相對較高的水平；以及用于向泵殼體(32 32b)施加夾緊載荷的夾緊構(gòu)件(46)，夾緊載荷至少具有與柱塞軸線對齊地穿過位置大致在孔(34)軸向上方的泵殼體表面的分量，從而在泵殼體內(nèi)接近于柱塞孔(34)地生成壓縮應(yīng)力以抵消泵殼體內(nèi)由于泵腔(38)內(nèi)的加壓燃料而產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力；其中夾緊構(gòu)件G6)由在向泵殼體(32 32b)施加夾緊載荷時(shí)變形的材料構(gòu)成。
16.如權(quán)利要求15所述的泵組件(30)，其中泵殼體(32 32b)和/或夾緊構(gòu)件06) 根據(jù)權(quán)利要求7至14中的任意一項(xiàng)所述進(jìn)行定義。
17.如權(quán)利要求1至13，15或16中的任意一項(xiàng)所述的泵組件(30)，其中夾緊構(gòu)件06) 由在向泵殼體(32 32b)施加夾緊載荷時(shí)彈性變形的材料構(gòu)成。
18.如權(quán)利要求1至13，15或16中的任意一項(xiàng)所述的泵組件(30)，其中夾緊構(gòu)件06) 由在向泵殼體(32 32b)施加夾緊載荷時(shí)塑性變形的材料構(gòu)成。
19.如權(quán)利要求2至18中的任意一項(xiàng)所述的泵組件(30)，其中至少一個(gè)固定構(gòu)件08) 延伸穿過夾緊構(gòu)件G6)和泵殼體(3h，32b)以在泵殼體(3h，32b)的外周區(qū)域?qū)A緊構(gòu)件(46)固定至泵殼體(32a, 32b)。
20.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的泵組件(30)，其中夾緊構(gòu)件06)是為大致禮帽形的結(jié)構(gòu)，具有隆起的中心區(qū)域(46a)和外圍裙邊G6b)。
21.如權(quán)利要求6至20中的任意一項(xiàng)所述的泵組件(30)，進(jìn)一步包括容納在泵殼體(3 ，32b)內(nèi)并且與泵腔(38)相連通用于控制燃料流入泵腔(38)內(nèi)的入口閥 (40，40a, 40b)。
22.如權(quán)利要求21所述的泵組件(30)，其中所述入口閥包括閥體(40a)和閥頭00b)， 并且泵殼體(3h，32b)的表面界定出用于與閥頭GOb)的表面密封接合的入口閥座(43)。
23.如權(quán)利要求22所述的泵組件(30)，其中入口閥座是截頭圓錐體或部分球體的形狀，用于與閥頭GOb)的截頭圓錐體或部分球體的表面相配合。
24.如權(quán)利要求1至5或權(quán)利要求21至23中的任意一項(xiàng)所述的泵組件(30)，其中入口閥00，40a, 40b)與柱塞軸線沿軸向?qū)R。
25.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的泵組件(30)，其進(jìn)一步包括容納在泵殼體 (32a, 32b)內(nèi)并且與泵腔(38)相連通以調(diào)節(jié)從泵腔(38)到出口通道02)的燃料輸送的出口 閥(44)。
26.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的泵組件(30)，用于在壓燃式內(nèi)燃機(jī)的共軌燃料泵中使用。
全文摘要
一種用于在內(nèi)燃機(jī)中使用的泵組件(30)，包括設(shè)有孔(34)的泵殼體(32a,32b)，泵送柱塞(36)在孔內(nèi)沿柱塞軸線往復(fù)移動；在孔(34)的一端界定出的泵腔(38)，隨著泵送柱塞(36)在使用時(shí)在孔(34)內(nèi)往復(fù)移動，燃料在泵腔內(nèi)被加壓至相對較高的水平；以及容納在泵殼體(32a,32b)內(nèi)并且與泵腔(38)相連通用于控制燃料流入泵腔(38)內(nèi)的入口閥(40,40a,40b)。夾緊構(gòu)件(46)向泵殼體(32a,32b)施加夾緊載荷，夾緊載荷至少具有與柱塞軸線對齊地穿過位置大致在孔(34)軸向上方的泵殼體(32a,32b)表面的分量。這就具有在泵殼體內(nèi)接近于柱塞孔(34)地生成壓縮應(yīng)力以抵消泵殼體內(nèi)由于泵腔(38)內(nèi)的加壓燃料而產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力的效果。夾緊構(gòu)件(46)可以通過至少一個(gè)固定構(gòu)件(48)被固定至泵殼體(32a,32b)，固定構(gòu)件(48)可以位于孔(34)的徑向外側(cè)并且延伸穿過經(jīng)過泵腔(38)且垂直于穿過泵腔(38)的柱塞軸線的平面或者延伸到該平面下方。
文檔編號F02M59/48GK102575667SQ201080041771
公開日2012年7月11日 申請日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月20日
發(fā)明者D.霍普利 申請人:德爾福技術(shù)控股有限公司