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用于内燃机的喷射泵和带有喷射泵的内燃机

阅读：1041发布：2020-06-27

IPRDB可以提供用于内燃机的喷射泵和带有喷射泵的内燃机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及用于内燃机的喷射泵和带有喷射泵的内燃机，具体而言，涉及一种用于内燃机的喷射泵，其带有吸入室(1)、高压室(3)、带有至少一个连接吸入室与高压室的吸入孔(2)的吸入孔组件、以及用于使高压室相对于吸入室隔绝的活塞(4)，该活塞(4)带有用于连接吸入室与高压室的控制棱边(5)，其中该吸入孔组件的吸入孔带有至少两个大致锥台形的带有不同开孔角(α≠β)的截段(8，9)，该喷射泵带有预控制孔(6)，它这样地构造在吸入孔组件的吸入孔(2)内，即，使得，在活塞(4)的压缩运动中所述控制棱边(5)首先使预控制孔(6)与高压室连接。，下面是用于内燃机的喷射泵和带有喷射泵的内燃机专利的具体信息内容。

1.一种用于内燃机的喷射泵，带有

吸入室(1)，

高压室(3)，

带有至少一个连接吸入室与高压室的吸入孔(2)的吸入孔组件， 和

用于使所述高压室相对于所述吸入室隔绝的活塞(4)，所述活塞 (4)带有用于连接吸入室与高压室的控制棱边(5)，其中，所述吸入孔组件的吸入孔具有至少两个大致锥台形的带 有不同的开孔角(α≠β)的截段(8，9)，其特征在于

预控制孔(6)，所述预控制孔(6)这样地构造在所述吸入孔组件 的吸入孔(2)内，即，使得，在所述活塞(4)的压缩运动中所述控制 棱边(5)首先使所述预控制孔(6)与所述高压室相连接。

2.根据权利要求1所述的喷射泵，其特征在于，所述预控制 孔(6)在所述吸入孔(2)的横截面中，在周向方向上以周向偏移角(γ) 在所述控制棱边(5)的定向的方向上相对于在压缩运动方向上的最 低的点而偏移，其中，所述预控制孔(6)构造在所述吸入孔(2)中。

3.根据权利要求2所述的喷射泵，其特征在于，所述周向偏 移角(γ)在0°和45°之间。

4.根据前述权利要求中任一项所述的喷射泵，其特征在于， 所述预控制孔(6)的中心轴线(6.1)相对于所述吸入孔(2)的中心轴线 (2.1)具有距离(a)，该距离(a)大于所述吸入孔(2)向着所述活塞(4)的 开口的液力半径(D/2)，其中，所述预控制孔(6)构造在所述吸入孔(2) 中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的喷射泵，其特征在于， 所述预控制孔(6)的中心轴线(6.1)与所述吸入孔(2)的中心轴线(2.1) 形成倾斜角(δ)，其中，所述预控制孔(6)构造在所述吸入孔(2)中。

6.根据权利要求5所述的喷射泵，其特征在于，所述倾斜角(δ) 在0°和30°之间，尤其在0°和15°之间。

7.根据前述权利要求中任一项所述的喷射泵，其特征在于， 所述预控制孔(6)的最小液力直径(d)对应于所述吸入孔(2)的最小液 力直径(D)的至少0.1倍，尤其是至少0.2倍，其中，所述预控制孔 (6)构造在所述吸入孔(2)中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的喷射泵，其特征在于， 所述吸入孔组件具有至少两个吸入孔(2)。

9.根据权利要求8所述的喷射泵，其特征在于，在至少一个 吸入孔(2)内构造有预控制孔(6)并且在至少另一吸入孔(2)内未构造 有预控制孔，或者在所述吸入孔组件的每个吸入孔(2)内构造有预控 制孔(6)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的喷射泵，其特征在于， 靠近所述活塞(4)的锥台段(8)的开孔角(α)大于远离所述活塞的锥台 段(9)的开孔角(β)。

11.根据权利要求10所述的喷射泵，其特征在于，邻近所述 吸入室(1)的锥台段(9)的开孔角(β)大致为0°。

12.根据前述权利要求中任一项所述的喷射泵，其特征在于， 所述吸入孔组件的吸入孔具有尤其是布置在两个锥台段(8，9)之前 或布置在两个锥台段(8，9)之间的圆柱形截段(7)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的喷射泵，其特征在于， 尖形嘴缓冲螺栓相应地凸入所述吸入孔组件的吸入孔(2)中。

14.根据前述权利要求中任一项所述的喷射泵，其特征在于， 所述控制棱边(5)构造成没有预控制棱边。

15.一种内燃机、尤其是柴油内燃机，其带有至少一个气缸， 所述汽缸分配有根据前述权利要求中任一项所述的喷射泵。

说明书全文

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于内燃 机的喷射泵(Einspritzpumpe)以及一种带有这种喷射泵的内燃机。

背景技术

由文件DE 10 2005 025 601 A1已知了根据权利要求1的前序部分 所述的用于内燃机的这种喷射泵，该喷射泵带有用于为内燃机提供燃 料的吸入室(Saugraum)，其通过两个吸入孔(Saugbohrungen)与高压室 联通，如果由凸轮控制的活塞在压缩运动中朝高压室运动，则该活塞 首先使高压室相对于吸入室隔绝(absperren)并且在继续的过程中压缩 位于高压室里面的燃料以便喷射到内燃机的燃烧室中。
为了在由凸轮控制的活塞的恒定的往复直线运动中实现不同的 泵送容积，活塞在其外周缘上具有与高压室联通的、带有相对于活塞 的压缩运动方向而倾斜的控制棱边(Steuerkante)的凹部。在活塞的面对 高压室的上棱边已将吸入室与高压室分隔之后，在继续的压缩运动 中，一旦该控制棱边越过吸入孔，凹部就使吸入室与高压室重新彼此 连接，由此，燃料从高压室流回到吸入孔中。通过活塞围绕其运动轴 线的回转可以给定冲程位置(在该冲程位置中，倾斜的控制棱边越过吸 入孔)，并由此改变由倾斜棱边控制的活塞喷射泵在由凸轮控制的活塞 的恒定的往复直线运动中的喷射。
当活塞在其压缩运动中将高压室相对吸入室截止时，通过抽吸过 程的突然的结束，吸入孔中的压力下降，由此可能在位于那里的燃料 中形成气泡。如果现在控制棱边越过吸入孔，则燃料在提高的压力下 从高压室流回到吸入孔中并且可以使位于那里的气泡内破裂 (Implosion)。这种气穴现象(Kavitation)可能导致吸入孔的损伤、尤其 是导致腐蚀。
为此，文件DE 10 2005 025 601 A1在一个实施例中建议，将吸入 孔构造成带有一个圆柱形截段且带有两个连接在其上的、带有不同开 孔角(Oeffnungswinkeln)的锥台形截段，由此使吸入孔壁体在产生气穴 现象的区域中回缩并且减小在那里内破裂的气泡的有害影响。
文件DE 100 46 564 A1采用另一种方式并建议，减少气泡的形成。 为此设置有并联连接，它们平行于吸入孔而布置并且在其至活塞的开 口之前通到吸入孔的圆柱形截段中。通过这种并联连接，在抽吸过程 结束期间燃料流入到圆柱形截段并由此减小压力降。

发明内容

本发明的目的是，减小内燃机喷射泵吸入孔的由于气穴现象而造 成的损伤。
为了实现这个目的，通过权利要求1特征部分的特征进一步改进 根据其前序部分所述的喷射泵。权利要求15保护带有这种喷射泵的 内燃机。
一种按照本发明的用于内燃机的喷射泵、尤其是用于柴油发动 机的高压喷射泵具有用于提供燃料的吸入室。燃料可以有利地通过 预输送系统输送到该吸入室，优选地，燃料已处于升高的压力下。 该喷射泵还具有高压室，在其中燃料通过活塞而被置于喷射压力 下。
通过带有一个、两个或多个吸入孔的吸入孔组件而使吸入室与 高压室联通。该联通可以由活塞所中断，该活塞在尤其由凸轮控制 的朝向高压室的压缩运动的过程中首先将高压室相对于吸入室隔 绝并且在继续的过程中使位于高压室中的燃料压力相对于吸入室 升高，以便将燃料喷射到内燃机的燃烧室中。
所述活塞具有用于连接吸入室与高压室的控制棱边，其在进一 步的压缩运动中越过吸入孔并由此使吸入室与高压室再次彼此连 接，从而，燃料可从高压室流回到吸入孔中。优选使活塞围绕其运 动轴线可旋转地构成并且使控制棱边相对于活塞的运动方向倾斜， 以使得，冲程位置(在该冲程位置中控制棱边越过吸入孔)可改变并 由此可以对在由凸轮控制的活塞的恒定的往复直线运动中的喷射 进行预先的给定。优选的是，活塞的控制棱边没有预控制棱边 (Vorabsteuerkante，有时或称预泄压棱边)。
该吸入孔组件的吸入孔具有至少两个大致锥台形的、带有不同 开孔角的截段(Abschnitte)。由此使吸入孔的壁在产生气穴现象的区 域中回缩(zurueckgenommen)。优选的是，吸入孔(其使吸入室和高 压室彼此连接)至此为限一致地构成。然而，也可以设置有其它吸 入孔，它们具有不同的几何结构并且相应地不表现为该吸入孔组件 的吸入孔。
按照本发明设置有预控制孔(Vor-absteuerbohrung，有时或称预 泄压孔)，其这样地构造在上述吸入孔组件的吸入孔内，即，使得， 在活塞的压缩运动中该控制棱边首先使该预控制孔与高压室连接。 换言之，与吸入孔的在压缩运动方向上在下方的棱边相比，该预控 制孔的在压缩运动方向上在下方的棱边与吸入孔的中心线 (Mittellinie)的距离更大。如果吸入孔组件包括两个或多个吸入孔， 则可在这些吸入孔的每个吸入孔中设置这样的预控制孔。同样也可 能的是，在一个或多个吸入孔内构造有预控制孔而在一个或多个其 它的吸入孔内部不构造出预控制孔。
通过在活塞的压缩运动中使控制棱边首先越过预控制孔并由 此与高压室连接，则可使在高压下从高压室回流的燃料的控制射流 (Absteuerstrahl，有时或称泄压射流)通过预控制孔而被适宜地对准 吸入孔的、壁体回缩的截段，从而，在那里在该有害影响较少或不 存在的情况下使气泡内破裂。此外，通过以下做法，即，在开始打 开时利用首先被越过的预控制孔而首先打开较小的横截面面积，则 可有利地降低造成损伤的控制射流的体积流。通过预控制孔与带有 不同的开孔角的锥台段的组合，可以减小内燃机喷射泵吸入孔的由 气穴现象造成的损伤。
同时，在预控制孔中的该控制射流(预控制孔按照本发明构造 在吸入孔内，即，尤其是沿着其轴向延伸而朝着其开口)可将在截 段(其壁体缩回)中的、其中可能存在气泡的燃料冲走(mitreissen)， 并由此进一步减小损伤。
与文件DE 100 46 564 A1的并联连接相比(该并联连接有助于 抽吸过程的结束期间的压力升高并因此特别地相对于吸入孔而布 置，且还在其至活塞的开口之前开口于吸入孔中)，这种构造在吸 入孔内的预控制孔还可更简单地被制成。
优选的是，预控制孔在吸入孔(该预控制孔构造在该吸入孔中) 的横截面中，在周向方向上以周向偏移角(Umfangsversatzwinkel) 而在控制棱边的定向(Orientierung)的方向上相对于在压缩运动方 向上的最低点而偏移。该周向偏移角优选大于或等于0°并且小于或 等于45°。特别优选的是，预控制孔这样地在周向方向上相对于在 压缩运动方向上的最低点而偏移，即，使预控制孔被放置成大致对 称于该倾斜的控制棱边。由此可以优化对于控制棱边的不同位置的 控制射流，该控制棱边的定向由其相对于活塞的运动方向的倾斜所 给出。
在一种优选的实施例中，预控制孔的中心轴线(Mittelachse)与 吸入孔(该预控制孔构造在该吸入孔中)的中心轴线包夹有一倾斜 角，该倾斜角优选大于或等于0°且小于等于30°，尤其是小于等于 15°并且特别优选地小于或等于5°。优选使预控制孔和/或吸入孔构 造成旋转对称的(rotationssymmetrisch)，从而，其对称轴线形成其 中心轴线。在非旋转对称的横截面中，中心轴线例如可为穿过两个 轴向间隔开的横截面的两个面中心的直线。通过该倾斜角可以使控 制射流特别有利地对准更远离活塞的吸入孔的截段(其壁体回缩)。
优选地，吸入孔的最小直径(即，例如，较小的锥台段的较小 直径)最高为预控制孔最小直径的10倍、特别优选地最高为6倍。 由此可以获得特别有利的控制射流。
靠近活塞的锥台段的开孔角优选大于远离该活塞的锥台段的 开孔角。由此，吸入孔向着活塞的开口的附近的壁体快速缩回，以 使得，在那里，可通过控制射流在减小或无有害影响的情况下使气 泡内破裂。同时，吸入孔中的流关系得到改善。
尤其地，在通过控制射流而使在靠近活塞的锥台段中的气泡内 破裂时，邻近吸入室的锥台段的开孔角可大致等于0°。即，当前， 通常地将纯圆柱形的截段称为带有0°开孔角的锥台段。
该吸入孔组件的吸入孔通常可具有一个或多个圆柱形截段。它 们尤其可布置在带有非0°开孔角的两个锥台段之前和/或布置在它 们之间。特别优选地，在圆柱形截段(吸入孔以该圆柱形截段而向 着活塞开口)上连续地连有带有较大开孔角(例如在10°和70°之间、 优选在20°和60°之间的范围内的且特别优选为约25°的开孔角)的 锥台段，在该锥台段处在其一侧连续地连有带有较小开孔角(例如 在0°和40°之间、优选0°和20°之间的范围中且特别优选为约0°的 开孔角)的锥台段。
在吸入孔组件的吸入孔中可相应地凸入有尖形嘴缓冲螺栓 (Ruesselprallschraube)作为耗损元件。

附图说明

由从属权利要求和实施例给出其它特征和优点。附图中，以部分 示意性的方式：
图1在轴向截面中示出按照本发明实施例的喷射泵的一部分，
图2示出了在图1的箭头II方向上的按照图1的喷射泵的部分，
图3在沿着图2中的III-III的截面中示出按照图1的喷射泵的部 分。
附图标记清单
1    吸入室
2    吸入孔
2.1  吸入孔的中心线
3    高压室
4    活塞
5    控制棱边
6    预控制孔
6.1  预控制孔的中心线
7    圆柱段
8    第一锥台段
9    第二锥台段
10   孔
a    预控制孔中心线与吸入孔中心线的距离
d    预控制孔的直径
D    吸入孔的直径
α   第一锥台段的开孔角
β   第一锥台段的开孔角
γ   周向偏移角
δ   倾斜角

具体实施方式

图1在轴向截面中示出按照本发明的实施例的用于内燃机(未 示出)的喷射泵的局部，该喷射泵带有吸入室1，其通过预输送系统 (未示出)而被配送以处在高压下的燃料。该喷射泵还具有高压室3， 在其中，燃料通过活塞4而被带至喷射压力下并通过管道10而输 送至内燃机(未示出)的燃烧室。
通过带两个吸入孔2的吸入孔组件使吸入室与高压室联通。至 此为限构造成相一致的吸入孔2具有两个锥台形截段8，9。靠近 活塞4的锥台段8的开孔角α比在本实施例中为大约9°的远离活塞 的锥台段9的开孔角β大(约25°)。由此，吸入孔2向着活塞4的 开口附近的壁体快速地回缩。在另一未示出的实施例中开孔角β约 为0°。
该吸入孔2具有圆柱形截段7，其布置在两个锥台段8，9的 前面，并且，吸入孔以该圆柱形截段而朝向活塞开口。
在吸入孔组件的吸入孔中相应地凸入有尖形嘴缓冲螺栓(未示 出)以作为耗损元件。
活塞4在由凸轮控制的压缩运动(在图1中为向上)的过程中使 起初与吸入室2联通且自该吸入室2而被填充以燃料的高压室3相 对于该吸入室2隔绝，并且在继续的过程中提高这样地被吸入到高 压室中的燃料的压力以便最终将该燃料喷入到内燃机燃烧室中(未 示出)。
该活塞具有用于吸入室与高压室的连接的控制棱边5，其在进 一步的压缩运动中越过吸入孔2并由此使吸入室与高压室重新彼 此连接，从而，燃料从高压室流回到吸入孔并结束喷射泵的压缩和 喷射过程。该活塞构造成可围绕其运动轴线旋转，以使得冲程位置 (在该冲程位置中，相对于活塞的运动方向倾斜的控制棱边5越过 吸入孔2)可被改变并由此可在由凸轮控制的活塞4的恒定的往复直 线运动中预先给定该喷射。
以在图1中的左侧的吸入孔2之内、即，沿着其轴向延伸(在 图1中为从左向右)而朝向其敞开的方式，这样地构造有预控制孔6， 即，使得在活塞4的压缩运动中控制棱边5首先使预控制孔6与高 压室6相连接。为此，预控制孔6的中心轴线6.1具有离吸入孔2 的中心轴线2.1的这样的轴向距离，该轴向距离大于吸入孔2的圆 柱段7的一半的直径D/2。
通过如下做法，即，使得在活塞4的压缩运动中控制棱边5先 越过预控制孔6并由此使其与高压室3相连接，则在高压下从高压 室流回的燃料的控制射流适宜地达到吸入孔的、其壁体回缩的锥台 段8，9上，以使得在那里气泡在引起较小的有害影响或不引起有 害影响的情况下内破裂。
如图2所示，预控制孔6在吸入孔2(该预控制孔6构造在该吸 入孔2中)的横截面中，在周向方向以约30°的周向偏移角γ而在控 制棱边的定向的方向(在图2中为顺时针方向)上相对于在压缩运动 方向上的吸入孔2的最低点而偏移，由此使得吸入孔2对称于控制 棱边5地布置。
如图3所示，旋转对称地构造成的预控制孔6的中心轴线或对 称轴线6.1与旋转对称的吸入孔2(该预控制孔6构造在该吸入孔2 中)的中心轴线或对称轴线2.1形成约2.5°的倾斜角δ。通过该倾斜 角，使得控制射流特别有利地对准吸入孔2的更远离活塞4的锥台 段8，9，其中，锥台段8，9壁体回缩。
该吸入孔的圆柱段7的直径D为预控制孔6的直径d的5倍。 由此可以获得尤其有利的控制射流。
在图1在右侧的吸入孔2与上述的左侧吸入孔2大致结构相同 地构成并且尤其具有由于图1的轴向截面的位置而在该轴向截面 中不可见的预控制孔，其与上述的左侧吸入孔2中的预控制孔相 同。
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