本發(fā)明涉及一種燃料泵和用于燃料泵的出口模塊。

背景技術：

1、以汽油為燃料的現代內燃機中的燃料系統(tǒng)，特別是用于汽車市場的燃料系統(tǒng)大多采用汽油直噴(gdi)。在這些系統(tǒng)中，燃料噴射器將燃料直接噴射到內燃機的燃燒室中。通常，來自燃料箱的燃料由低壓燃料泵以相對較低的壓力供應，該低壓燃料泵通常是位于燃料箱內的電動燃料泵。低壓燃料泵將燃料供應給高壓燃料泵(也被稱為gdi泵)，該燃料泵通常包括通過內燃機的凸輪軸而往復運動的泵送柱塞。在進氣沖程期間，燃料被吸入到泵送室中，并且在隨后的泵送沖程中，泵送柱塞還對燃料加壓，使其能夠以高壓供應給燃料噴射器。

2、為了安全操作，gdi泵包括具有嵌入式泄壓閥的泄壓通道，以避免任何可能使泵或泵后面的高壓系統(tǒng)的任何部件(燃料軌道、管道和/或噴射器)爆裂的過壓，并且限制該壓力，使得壓力永遠不會達到噴射器最大開啟壓力(mop)。為了避免從燃料軌道回流到泵送室中，燃料泵還包括出口閥，該出口閥被布置在泵送室的高壓側的出口通道中。將這些閥集成到燃料泵中通常會導致復雜的設計，并且各種通道可能會削弱燃料泵主體的整體結構。另一個問題在于，本領域中的泄壓閥和/或出口閥的設計通常僅允許用于在組裝過程的后期來檢查功能是否正常，此時單個故障部件意味著燃料泵的主要部件必須報廢。

3、發(fā)明目的

4、本發(fā)明的目的是改進具有集成泄壓閥的燃料泵的設計。

5、該目的通過根據權利要求1所述的燃料泵來實現。

技術實現思路

1、本發(fā)明涉及一種燃料泵。更具體地，其涉及一種用于內燃機、特別是用于像汽車的機動車輛的燃料泵。該燃料泵可以被配置為高壓泵，其經由低壓泵從燃料箱接收燃料。然后，所述高壓泵增加燃料的壓力，通常達至少100巴，有時高達600巴甚至更高。

2、所述燃料泵包括具有泵送柱塞的泵送室，該泵送柱塞被布置成在所述泵送室內往復運動。通過所述泵送柱塞的作用，可以在進氣沖程期間將燃料吸入到所述泵送室中，并且燃料隨后可以在壓縮沖程或泵送沖程期間被加壓并從所述泵送室排出。因此，該燃料以低壓進入所述泵送室，并且以高壓離開所述泵送室。所述泵送柱塞可以電動地操作，或者其可以機械地鏈接到發(fā)動機，特別是鏈接到所述燃料泵供應燃料的所述內燃機。例如，所述泵送柱塞可以鏈接到所述發(fā)動機的凸輪軸。由于該柱塞沿著直線往復運動(即來回運動)，因此所述泵送室的至少一部分是圓柱形的，其中，橫截面與所述柱塞的橫截面相對應。然而，所述泵送室可以包括所述柱塞無法接近的至少一部分，并且該部分可以具有非圓柱形形狀。應當理解，所述泵送室以及下文所述的通道都被限定在所述燃料泵的殼體內部。

3、所述燃料泵還包括入口通道，該入口通道至少間接地將所述燃料泵的低壓入口連接到所述泵送室，入口閥適于選擇性地使流體能夠穿過所述入口通道流到所述泵送室。所述低壓入口適于連接到低壓燃料源，通常是低壓泵。代替“低壓入口”，這可以簡單地被稱為“入口”，而術語“低壓”表示進入所述入口的燃料尚未被所述燃料泵加壓。當然，與所述燃料源的連接可以是間接的，例如經由管道、軟管等。所述入口通道直接或間接地在所述入口與所述泵送室之間建立流體連接或流體連通。在間接連接的情況下，所述入口通道連接到與所述入口連接的另一個通道。在所述柱塞的進氣沖程中，燃料穿過所述入口通道而被吸入到所述泵送室中。這里和下面的術語“通道”是指適合接納燃料并且允許該燃料從源頭(在這種情況下，為所述低壓入口)轉移到目的地(在這種情形下，為所述泵送室)的任何容積。這種通道可以具有各種形狀，例如直的、彎曲的和/或成角度的，并且可以是分支的或不分支的。所述入口閥適于選擇性地使流體能夠穿過所述入口通道流到所述泵送室。有利地，所述入口閥是常開閥，其可以選擇性地被致動到關閉位置，以防燃料沿著相反方向流動，即朝向所述入口通道回流。換言之，所述入口閥的入口側上的壓力至少要比泵送室側上的壓力大指定的開啟壓力。附加地，所述入口閥的開啟可以由致動器來輔助/控制。所述入口閥可以被布置在所述入口通道上或內部，例如靠近所述入口、靠近所述泵送室或介于兩者之間的某個地方。為了使泵送死容積最小化，最優(yōu)選地，所述入口閥被布置成靠近所述泵送室。

4、此外，所述燃料泵包括出口通道，該出口通道至少間接地將所述泵送室連接到所述燃料泵的高壓出口，出口閥適于選擇性地使流體能夠穿過所述出口通道流到所述出口。所述出口通道連接到所述泵送室，并且直接或間接地連接到所述高壓出口。代替“高壓出口”，這可以簡單地被稱為“出口”，而術語“高壓”表示離開所述出口的燃料已被所述燃料泵加壓。在組裝狀態(tài)下，所述出口可以連接到燃料軌道，該燃料軌道又連接到多個燃料噴射器。在泵送沖程期間，燃料在所述泵送室中被加壓，然后穿過所述出口通道而從所述泵送室排出。所述出口閥適于選擇性地使流體能夠穿過所述出口通道流到所述泵送室。所述出口閥通常是單向閥(止回閥型)，其防止燃料沿著相反方向(即朝向所述泵送室)流動。此外，如果超過一定的開啟壓力，所述出口閥能夠僅使流體朝向所述出口流動。所述出口閥可以被布置在所述出口通道內部，例如靠近所述出口、靠近所述泵送室或介于兩者之間的某個地方。為了使泵送死容積最小化，最優(yōu)選地，所述出口閥被布置成靠近所述泵送室。

5、此外，所述燃料泵包括泄壓通道，該泄壓通道將所述出口閥下游的所述出口通道連接到所述泵送室，泄壓閥適于選擇性地使流體能夠穿過所述泄壓通道流到所述泵送室。所述泄壓通道源自所述出口閥下游的所述出口通道，并且通向所述泵送室。因此，燃料可以穿過所述泄壓通道而從所述出口通道釋放到所述泵送室中。所述泄壓通道的功能是防止所述出口通道和/或例如連接到所述出口通道的燃料軌道中的過壓。所述泄壓閥適于選擇性地使流體能夠穿過所述泄壓通道流向所述泵送室。更具體地，所述泄壓閥是單向閥，該單向閥防止燃料沿著相反方向(即朝向所述出口通道)流動。此外，如果超過一定的開啟壓力，所述泄壓閥僅使燃料朝向所述泵送室流動。換言之，如果所述出口通道與所述泵送室之間的壓差足夠高，則所述泄壓閥打開，以通過所述泄壓通道將燃料從所述出口通道釋放。所述泄壓閥可以被布置在所述泄壓通道內部，例如靠近所述出口通道、靠近所述泵送室或介于兩者之間的某個地方。

6、根據本發(fā)明，所述燃料泵包括主體和出口模塊。該主體限定所述入口通道、所述泵送室和容器，所述容器朝向遠端側打開，并且沿著出口軸線朝向近端側延伸到所述主體中，使得所述容器與所述泵送室連通。所述入口通道、所述泵送室和所述容器是由所述主體限定的容積或空間。所述主體(其通常至少部分地由金屬制成，以提供必要的耐壓性和穩(wěn)定性)有利地由單件制成。所述入口閥可以被接納在所述主體內部，或者可以被視為所述主體的一部分。除了所述入口通道和所述泵送室之外，所述主體還限定了以上提及的容器，該容器是所述主體內部的凹部。更具體地，其為開放的凹部，即其朝向遠端側打開(所述主體在該遠端側具有容器開口)。所述容器沿著出口軸線朝向近端側延伸到所述主體中，該近端側相對于所述出口軸線而與第一側相對。更具體地，其延伸到所述主體中，使得其與所述泵送室連通。換言之，所述泵送室和所述容器直接或間接連接。

7、所述出口模塊包括其中接納有出口閥和泄壓閥的出口模塊體，并且所述出口模塊體限定了所述出口通道和所述泄壓通道(或其至少一部分)，所述出口模塊體至少部分地被接納在所述容器中，并且以燃料密封的方式連接到所述主體。所述出口通道和所述泄壓通道由所述出口模塊體限定或界定，即它們被布置在所述出口模塊體內部。所述出口閥和所述泄壓閥被接納在所述出口模塊體中，即它們被布置在所述出口模塊體內部。換言之，所述出口通道、所述泄壓通道和相應的閥機構在所述出口模塊的所述出口模塊體內部組合。所述出口模塊體又完全或至少部分地被接納在所述容器中。應當理解，所述出口模塊體的設計及其在所述容器內部的位置經過調整，使得所述出口通道和所述泄壓通道可以如上所述與所述泵送室連通。為了防止任何燃料穿過所述容器泄漏，所述出口模塊體以燃料密封的方式連接到所述主體。

8、本發(fā)明的設計允許用于將所述出口和該泄壓功能集成在單個出口模塊中，該單個出口模塊可以與所述主體分開生產和組裝。在將所述出口模塊體插入到所述容器中之前，可以測試所述出口模塊的正確功能，特別是所述出口閥和所述泄壓閥的功能。因此，在所述燃料泵的最終組裝之前，可以識別生產錯誤或組裝錯誤，這極大地有助于減少廢品。在最壞的情況下，僅需更換有故障的出口模塊。在某些實施方式中，甚至可以僅更換所述出口模塊的一部分，從而進一步減少廢料。此外，將所述泄壓通道集成到所述出口模塊中減少了對所述主體進行加工操作的需要。在本領域已知的燃料泵中，泄壓通道通常代表所述主體的結構弱點。本發(fā)明的設計消除了這一弱點。將所述泄壓通道集成到所述出口模塊體中通常允許用于設計不會以類似的方式削弱所述出口模塊體的結構。

9、根據優(yōu)選的設計，所述出口模塊體包括外螺紋，該外螺紋在所述容器內部與所述主體的內螺紋接合，所述內螺紋和所述外螺紋被同心地布置在所述出口軸線周圍。在組裝過程中，當所述內螺紋和所述外螺紋接合時，所述出口模塊體被擰到所述容器中。由于這些螺紋相對于所述出口軸線是同心的，因此可以在所述主體與所述出口模塊體之間施加相當大的軸向力(沿著所述出口軸線方向)。該軸向力可以被用于在所述出口模塊體的所述主體之間提供燃料密封。例如，與可能會引起熱應力并導致所述主體和/或所述出口模塊體變形的焊接連接相比，該螺紋連接是有利的。

10、具體地，所述出口模塊體可以包括第一密封部分，該第一密封部分在所述容器內部與所述主體的第二密封部分接合。優(yōu)選地，至少一個密封部分包括環(huán)形刀刃元件，該環(huán)形刀刃元件切入到另一密封部分中，以形成刀刃密封。在該實施方式中，所述出口模塊體和所述主體包括相應的密封部分，這些密封部分彼此直接接合，以提供燃料密封。該密封部分中的一者包括環(huán)形刀刃元件，該環(huán)形刀刃元件通常具有尖頭、楔形或刀片狀輪廓。所述刀刃元件是環(huán)形的，并且繞所述出口軸線同心。通過所述第一螺紋與所述第二螺紋之間的螺紋作用，一個密封部分上的所述刀刃元件相對于另一個密封部分圍繞所述出口軸線旋轉，同時其也被軸向地壓靠所述另一密封部分。所述刀刃元件的硬度足以使其切入到所述另一個密封部分，從而提供刀刃密封。眾所周知，這種密封非常可靠，并且能夠承受高壓。

11、所述出口模塊體由單件制成。換言之，(金屬的)單件被用于所述出口模塊體，其通常經歷各種加工操作，例如，用于提供所述出口通道和所述泄壓通道、所述外螺紋(如果存在)或其他特征。然而，所述出口模塊體的至少一些特征可以通過初始鑄造工藝來限定。所述單件式設計便于所述出口模塊的組裝，并且增加了所述出口模塊體的結構穩(wěn)定性。

12、如果所述出口模塊體在所述遠端側包括遠端插入開口，則進一步促進組裝過程將得以簡化，在組裝過程中，所述泄壓閥通過該遠端插入開口而插入到所述出口模塊體中。所述遠端插入開口被設計成允許用于所述泄壓閥插入到所述出口模塊體中。其被布置在所述遠端側上，這意味著所述泄壓閥在插入時會朝向所述近端側移動。如果如通常情況，所述泄壓閥包括幾個部件，則在插入整個泄壓閥之前，可以在所述出口模塊體外部預先組裝這些部件。可選地，這可以允許在將所述泄壓閥插入到所述出口模塊體之前對其進行測試。其還可以幫助在早期階段識別所述泄壓閥中的生產或組裝錯誤，使得可以丟棄有故障的泄壓閥，并且用完好的泄壓閥來替換，而不必報廢該整個出口模塊。在一些實施方式中，所述遠端插入開口是所述燃料泵的(高壓)出口。

13、優(yōu)選地，所述泄壓閥包括第一座構件、第一閥構件和用于將所述第一閥構件偏壓使之抵靠所述第一座構件的第一彈性構件，所述第一座構件被壓配合到所述出口模塊體中。所述第一閥構件和所述第一座構件配合，以提供所述閥機構，其中，所述第一座構件表示所述泄壓閥的固定部，并且所述第一閥構件表示可移動部。所述第一彈性構件直接或間接地作用在所述第一座構件與所述第一閥構件之間。通過所述第一彈性構件的作用，所述第一閥構件偏壓抵靠所述第一座構件，進入到所述泄壓閥的關閉位置中。因此，由于壓力差而作用在所述第一閥構件上的力必須克服所述第一彈性構件的力，以使所述第一閥構件移動到打開位置中，從而將所述泄壓閥打開。所述第一座構件被壓配合到所述出口模塊體中，從而提供流體密封的連接，同時避免例如可能導致變形或熱應力的焊接操作。

14、一個實施方式規(guī)定，所述第一座構件包括從與所述泵送室連通的泵側延伸到與所述出口通道連通的出口側的通孔，所述第一閥構件具有用于在所述泄壓閥的關閉位置從所述泵側接合所述第一座構件的頭部以及穿過所述通孔的細長軸，所述第一彈性構件被布置在所述出口側并且接合被剛性地連接到所述軸的止動構件。所述座構件的泵側是與所述泵送室連通的一側，因此受到所述泵送室的壓力變化的影響。所述出口側與所述出口通道連通，因此經受所述出口通道中的壓力。所述出口側也可以被稱為高壓側。所述第一閥構件至少包括頭部和軸，其中，該軸從所述泵側穿過所述第一座構件的通孔而到達所述出口側，而所述頭部太大無法穿過所述通孔。相反，所述頭部與圍繞所述通孔的環(huán)形座接合。所述第一閥構件的整體形狀可以與針進行比較。所述軸是細長的，并且具有的長度通常與其(最大)粗細度的至少5倍、10倍或15倍相對應。所述軸的粗細度可以是恒定的，或者可以沿著其長度變化。另一方面，所述頭部是比所述軸寬的所述閥構件的一部分。所述第一彈性構件與剛性地連接到所述軸的止動構件接合，優(yōu)選地，在所述軸的出口側端附近。無論哪種方式，所述第一彈性構件被布置在被布置在所述出口側上，對于軸的大部分而言也是這樣的。因此，泄壓閥的主要部分布置在出口側。這是有利的，因為可以在不增加所述泵送死容積的情況下增加所述泄壓閥的尺寸(例如，提供更強更大的第一彈性構件)。此外，由于所述第一彈性構件由所述止動構件預加載，因此可以在將所述泄壓閥插入到所述出口模塊體中之前驗證(并可能調整)所述第一彈性構件的預加載。

15、優(yōu)選地，所述止動構件被壓配合到所述軸。這允許所述泄壓閥的校準變得容易。除其他因素外，所述泄壓閥的開啟壓力取決于所述第一彈性構件的預應力，該預應力可以通過調節(jié)所述止動構件的位置來校準。在該實施方式中，所述止動構件與所述軸分開生產，并且根據所需的開啟壓力而被定位到所述軸上。在優(yōu)選的實施方式中，在所述出口模塊插入到所述容器中之前，甚至在所述泄壓閥插入到所述出口模塊體中之前，都可以測試其功能是否正常。

16、所述泄壓閥可以包括安裝在所述軸上并由所述第一彈性構件包圍的導向套筒，該導向套筒從所述第一座構件朝向所述止動構件延伸。通常，所述導向套筒牢固地連接到所述第一座構件。其整體形狀通常是細長的，并且其可以沿著所述軸的大部分(例如，至少50％或至少70％)延伸。所述導向套筒被插置在所述軸與所述第一彈性構件(其通常是螺旋彈簧)之間，從而引導所述第一閥構件的運動并且防止所述軸與所述第一彈性構件之間的任何干涉。可選地，所述導向套筒也可以是用于所述止動構件的抵接元件，即，當所述止動構件抵接所述導向套筒時，其可以限制所述止動構件(和所述第一閥構件)的運動。

17、如果所述出口模塊體在所述近端側上包括近端插入開口，則進一步促進組裝過程，在組裝過程中，所述出口閥通過該近端插入開口而插入到所述口模塊主體中。所述近端插入開口被設計成允許用于所述出口閥插入到所述出口模塊體中。其被布置在所述近端側，這意味著所述出口閥在插入時會朝向所述遠端側移動。根據該設計，所述出口閥的各個部件可以在所述出口模塊體的外部預先組裝，或者它們可以一個接一個地插入。該第一種選擇可以允許用于在將所述出口閥插入到所述出口模塊體中之前對其進行測試。

18、優(yōu)選地，所述出口閥包括第二座構件、第二閥構件以及用于偏壓所述第二閥構件使之抵靠所述第二座構件的第二彈性構件，所述第二座構件壓配合到所述出口模塊體中。同樣，所述第二座構件表示所述出口閥的靜止部，而所述第二閥構件表示所述可移動部。所述第二彈性構件直接或間接地作用在所述第二座構件與所述第二閥構件之間，從而偏壓所述第二閥構件使之抵靠所述第二座構件，并且進入到所述出口閥的關閉位置中。因此，根據壓力差而作用在所述第二閥構件上的力必須克服所述第二彈性構件的力，以使所述第二閥構件移動到打開位置，從而將所述出口閥打開。所述第二座構件被壓配合到所述出口模塊體中，從而提供流體連接，同時避免了例如可能導致變形或熱應力的焊接操作。

19、在這種情況下，所述壓配合可能足以在所述第二座構件與所述出口模塊體之間提供可靠的連接。在一些情況下，該連接還可能得以改善。根據一個這樣的實施方式，所述出口模塊體在所述第二開口周圍的邊沿部分被卷曲，以將所述第二座構件以形狀配合的方式保持在所述出口模塊體內部。該相應的卷曲操作減小了所述第二開口的直徑，使得無論壓配合如何，所述第二座構件都不能穿過所述第二開口而被移除。

20、一個實施方式規(guī)定，所述出口通道包括其中至少部分地接納有所述出口閥的近端部分、其中至少部分地接納有所述泄壓閥的遠端部分以及連接該近端部分和遠端部分的多個中間部分，所述出口軸線穿過所述近端部分和所述遠端部分，并且所述中間部分偏離于所述出口軸線。通常，所述近端部分距離所述主體的外部最遠。所述近端部分可以被布置成與所述入口通道相鄰。所述出口閥至少部分地被接納在所述近端部分中。所述遠端部分通常被布置成距離所述入口通道最遠，并且最靠近所述出口或者甚至包括所述出口。所述泄壓閥至少部分地被接納在所述遠端部分中。所述近端部分和所述遠端部分通過多個中間部分(例如，兩個到五個之間，優(yōu)選地為三個或四個)連接。在所述出口軸線穿過所述近端部分和所述遠端部分的同時，所述中間部分被布置成偏離于所述出口軸線，這可以說是徑向偏離所述出口軸線。這可以促進所述出口模塊的緊湊設計，因為所述中間部分的偏離布置允許用于將其他元件布置在所述出口軸線附近或所述出口軸線上。甚至可能的是，所述近端部分和/或所述遠端部分的軸向位置與所述中間部分的所述軸向位置重疊，其中，所述中間部分被徑向布置在所述近端部分或所述遠端部分的外部。根據一個實施方式，所述中間部分平行于所述出口軸線延伸。這有助于所述出口模塊體的生產，因為所述中間部分可以例如通過平行鉆孔操作來鉆孔。

21、根據另一個實施方式，所述出口閥、所述泄壓閥和所述出口通道中的至少一者與所述出口軸線至少大部分對稱?！爸辽俅蟛糠謱ΨQ”意味著一些(次要)部件可能不是對稱的，但是整體配置是對稱的。該對稱設計可以有助于所述出口模塊的生產和組裝。此外，其可能有助于優(yōu)化穿過所述出口模塊的燃料流動。關于所述泄壓閥，優(yōu)選地，所述第一閥構件、所述第一座構件和所述第一彈性構件均與所述出口軸線對稱。這同樣適用于所述出口閥的所述第二閥構件、所述第二座構件和所述第二彈性構件。在這種情況下，如果螺旋彈簧的彈簧軸線與所述出口軸線重合，則認為該螺旋彈簧與所述出口軸線對稱。如果所述出口通道具有近端部分、遠端部分和中間部分，則所述中間部分可以被布置在與所述出口軸線同心的圓上，并且沿著切線方向均勻間隔開。

22、所述泄壓通道可以包括與所述泄壓閥相鄰的主要部分以及連接到該主要部分的多個分支部分，這些分支部分穿過所述出口模塊體到達其外部，并且與所述泵送室連通。所述主要部分通常被布置在所述出口軸線附近，并且可以相對于其對稱。其被布置成與所述泄壓閥相鄰，并且所述泄壓閥通常與所述主要部分直接連通。所述分支部分從所述主要部分分叉/分開，并且構成介于所述主要部分與所述出口模塊體的外部之間的單獨連接部。它們可以相對于所述出口軸線而被對稱地布置。所述分支部分可以是直的，并且可以通過鉆孔來生產。通常，它們不平行于所述出口軸線，而是與該出口軸線成一定角度(例如，至少20°或至少40°的角度)來布置。它們甚至可以相對于所述出口軸線而被徑向布置。在一些實施方式中，所述分支部分的軸向位置可以與所述中間部分的軸向位置重疊。在這種情況下，這些不同部分彼此相切地偏離，以避免任何干擾。

23、本發(fā)明還涉及一種用于燃料泵的出口模塊，該燃料泵包括主體，所述主體限定了：

24、-泵送室，所述泵送室具有泵送柱塞，所述泵送柱塞被布置成在所述泵送室內往復運動，

25、-入口通道，所述入口通道至少間接地將所述燃料泵的低壓入口連接到所述泵送室，入口閥適于選擇性地使流體能夠穿過該入口通道流到所述泵送室；

26、以及

27、-容器，所述容器朝向遠端側打開，并且沿著出口軸線朝向近端側延伸到所述主體中，使得所述容器與所述泵送室連通。

28、根據本發(fā)明，所述出口模塊具有其中接納有出口閥和泄壓閥的出口模塊體，并且該出口模塊體限定出口通道和泄壓通道，所述出口模塊體適于至少部分地被接納在所述容器中，并且以燃料密封的方式連接到所述主體，使得，

29、-所述出口通道至少間接地將所述泵送室連接到所述燃料泵的高壓出口，出口閥適于選擇性地使流體能夠穿過所述出口通道流到所述出口；并且

30、-所述泄壓通道將所述出口閥下游的所述出口通道連接到所述泵送室，所述泄壓閥適于選擇性地使流體能夠穿過所述泄壓通道流到所述泵送室；

31、以上已經針對本發(fā)明的燃料泵說明了所有這些術語，因此將不再解釋。本發(fā)明的出口模塊的優(yōu)選實施方式與本發(fā)明的燃料泵的實施方式相對應。