專(zhuān)利名稱(chēng)：高壓泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓泵，并且更具體地說(shuō)，涉及一種具有中間部件的高壓泵，該中間部件包括氣缸體，以便通過(guò)使柱塞在氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)加壓腔室中的流體加壓，并且該中間部件布置在兩個(gè)夾持部件之間，該中間部件通過(guò)夾持部件被夾持螺栓夾住，該夾持螺栓在兩個(gè)夾持部件之間延伸。
背景技術(shù)：
例如，日本專(zhuān)利公開(kāi)文本No.11-210598公開(kāi)了一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓燃料泵，該發(fā)動(dòng)機(jī)例如氣缸噴射型汽油機(jī)。在高壓燃料泵中，為了改善加工特性和裝配特性，沿著軸向方向?qū)⒅虚g部件例如套筒(對(duì)應(yīng)于氣缸體)夾在各部件例如支架之間，并且通過(guò)夾持螺栓緊固到殼體上。
另外，在高壓燃料泵中，如果正好夾住了套筒，其氣缸形狀就會(huì)容易變形。因此，在套筒的夾持部分和氣缸之間形成有槽縫。該槽縫防止了由于夾持圓柱形夾持部件引起的變形而影響氣缸形狀。
然而，用于夾持套筒的夾持螺栓需要相對(duì)較大的初始軸向力。這是因?yàn)槌跏驾S向力不僅包括密封中間部件所需的軸向力，而且需要克服燃料壓力脈動(dòng)所產(chǎn)生的軸向力變化所需的軸向力，在高壓泵致動(dòng)時(shí)產(chǎn)生該燃料壓力脈動(dòng)。因此，考慮到高壓泵的軸向力的變化，在加工時(shí)，中間部件必須以相對(duì)較大的初始軸向力夾住。然而，當(dāng)中間部件利用夾持螺栓由大的初始軸向力夾住時(shí)，中間部件的密封表面的變形或氣缸形狀的變形就會(huì)發(fā)生。難以防止這種變形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高壓泵和高壓泵的聯(lián)接結(jié)構(gòu)，其具有夾持螺栓的小的初始軸向力并且能夠防止密封表面或氣缸形狀的變形。
本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種高壓泵，其具有包括氣缸體的中間部件，該氣缸體具有與容納柱塞的氣缸連通的加壓腔室。通過(guò)使柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)加壓腔室中的流體加壓。高壓泵包括布置在中間部件的兩側(cè)上的兩個(gè)夾持部件；夾持螺栓，該夾持螺栓在兩個(gè)夾持部件之間延伸以便用兩個(gè)夾持部件夾住中間部件；以及一部件，該部件用于在對(duì)加壓腔室中的流體加壓時(shí)從加壓腔室接收反作用力。在用于減小通過(guò)夾持螺栓施加到中間部件上的夾持力的位置，用于接收反作用力的部件附接到兩個(gè)夾持部件中的一個(gè)部件上。
在這種結(jié)構(gòu)中，用于接收反作用力的部件附接成這樣，使得加壓腔室的反作用力施加在夾持部件上，以便減小施加在中間部件上的夾持力。因此，即使加壓腔室的反作用力施加在夾持部件上，用于接收反作用力的部件也會(huì)減小通過(guò)夾住中間部件產(chǎn)生的反作用力，在高壓泵的操作期間由流體壓力脈動(dòng)產(chǎn)生該加壓腔室的反作用力。因此，總的反作用力變得比加壓腔室的反作用力與通過(guò)夾住中間部件產(chǎn)生的反作用力的和更小。在高壓泵的操作期間由流體壓力脈動(dòng)產(chǎn)生的軸向力變化減小了。結(jié)果，初始軸向力減小了，并且防止了密封表面或氣缸形狀的變形。


通過(guò)結(jié)合附圖參考對(duì)目前優(yōu)選實(shí)施例的下列描述，可以最好地理解本發(fā)明和其目的及優(yōu)點(diǎn)，其中圖1(A)是根據(jù)本發(fā)明的高壓泵在靜態(tài)的示意圖，并且圖1(B)是現(xiàn)有技術(shù)的高壓泵在靜態(tài)的示意圖；圖2(A)是根據(jù)本發(fā)明的高壓泵在動(dòng)態(tài)的示意圖，并且圖2(B)是現(xiàn)有技術(shù)的高壓燃料泵在動(dòng)態(tài)的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的高壓泵的截面圖；圖4是用于結(jié)合有高壓燃料泵的內(nèi)燃機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的示意圖；和圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的高壓泵的截面圖。
具體實(shí)施例方式
在描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的高壓泵之前，將討論本發(fā)明的原理。在圖1(A)中示意所示的本發(fā)明的高壓泵中，包括氣缸體的中間部件M布置在兩個(gè)夾持部件E1、E2之間。中間部件M通過(guò)夾持螺栓B1、B2夾在夾持部件E1、E2之間，該夾持螺栓在夾持部件E1、E2之間延伸。部件G在與夾持中間部件M的該側(cè)相對(duì)的一側(cè)上附接于夾持部件E1。當(dāng)加壓腔室I中的流體被柱塞D壓縮并且加壓時(shí)，部件G從加壓腔室I中接收反作用力。
在圖1(A)的高壓泵中，當(dāng)中間部件M被夾持螺栓B1、B2夾住時(shí)，該中間部件M彈性地變形并且產(chǎn)生反作用力F0。由夾持螺栓B1、B2產(chǎn)生的反作用力F0和軸向力Bf之間的關(guān)系由下面的公式1所表示。
F0＝2·Bf [1]在圖1(B)中所示的現(xiàn)有技術(shù)的高壓泵中，當(dāng)通過(guò)柱塞d在加壓腔室I中對(duì)流體壓縮和加壓時(shí)，部件g從加壓腔室i中接收反作用力。部件g和中間部件m1、m2布置在兩個(gè)夾持部件e1、e2之間。在這種情況下，當(dāng)中間部件m1、m2和部件g被夾持螺栓b1、b2夾住時(shí)，該中間部件m1、m2和部件g彈性地變形并且產(chǎn)生反作用力F0。夾持螺栓b1、b2和軸向力bf之間的關(guān)系由下面的公式2所表示。
F0＝2·bf [2]因此，反作用力f0和軸向力之間的關(guān)系在公式1和2中是相同的。因此，在高壓泵停止時(shí)變緊，圖1(A)的夾持螺栓B1、B2的軸向力Bf設(shè)定成與圖1(B)的夾持螺栓b1、b2的軸向力bf相同。
然而，在隨著加壓腔室I被加壓而產(chǎn)生反作用力FN時(shí)，部件G從圖2(A)中所示的本發(fā)明高壓泵中的加壓腔室I中接收反作用力FN。因?yàn)椴考礼布置在與中間部件M的夾持側(cè)相對(duì)的一側(cè)上，所以反作用力FN用作施加在夾持部件E1上的提升力FU。提升力FU是在夾持螺栓B1、B2處產(chǎn)生的軸向力Bf的一分量。軸向力Bf的另一分量是來(lái)自中間部件M的反作用力FM。因此，軸向力Bf由下面的公式3所表示。
2·Bf＝FU+FM [3]根據(jù)由提升力FU提升的夾持部件E1的量，來(lái)自中間部件M的反作用力FM使得施加在中間部件M上的夾持力減小。這減小了中間部件M的壓縮量。因此，反作用力FM小于圖1(A)的反作用力F0。
在另一方面，在圖2(B)中所示的現(xiàn)有技術(shù)的高壓泵中，從加壓腔室i中接收反作用力FN的部件g利用中間部件m1、m2布置在夾持側(cè)上。在這種情況下，由反作用力FN產(chǎn)生的夾持部件e1的提升力FU是在夾持螺栓b1、b2處產(chǎn)生的軸向力bf的一分量。軸向力bf的另一分量是來(lái)自中間部件m1、m2和元件g的反作用力Fm。因此，軸向力bf由下面的公式4所表示。
2·bf＝FU+Fm [4]部件g與中間部件m1一起布置在夾持部件e1和加壓腔室i之間。這使反作用力FN增加了部件g和中間部件m1的壓縮量。因此，反作用力幾乎與圖1(B)中的反作用力F0相同。即使反作用力FN減小，減小的程度也小于圖1(A)中的反作用力F0和圖2(A)中的反作用力FM之間的差異。也就是說(shuō)，F(xiàn)M＜Fm。因此，在圖2(A)和2(B)的狀態(tài)，滿足了Bf＜bf。結(jié)果，在本發(fā)明的高壓泵中，當(dāng)加壓腔室中的流體被加壓時(shí)，通過(guò)從加壓腔室接收的反作用力使夾持螺栓的軸向力的增量增加。換句話說(shuō)，在高壓泵的操作期間由流體壓力脈動(dòng)引起的軸向力的變化減小。這能使夾持螺栓的初始軸向力相對(duì)較小。因此，防止密封表面和氣缸形狀發(fā)生變形。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的高壓燃料泵2的截面圖。該高壓燃料泵2結(jié)合在氣缸噴射型的汽油機(jī)E中，如圖4中所示，并且產(chǎn)生了噴射進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)E的燃燒室中的高壓燃料。
如圖3中所示，高壓燃料泵2具有氣缸體4、蓋6、凸緣8和電磁溢流閥10。氣缸4a沿著氣缸體4的軸線形成。柱塞12沿軸向方向可滑動(dòng)地支承在氣缸4a中。與氣缸4a連通的加壓腔室14限定在氣缸體4中的氣缸4a的遠(yuǎn)端側(cè)。加壓腔室14的容積隨著柱塞12移入或移出加壓腔室14而改變。
加壓腔室14通過(guò)燃料壓力供應(yīng)通道16連接到止回閥18。止回閥18連接到燃料分布管20(圖4)。當(dāng)加壓腔室14中的燃料被加壓時(shí)該止回閥18打開(kāi)，并且高壓燃料供應(yīng)到燃料分布管20。
彈簧座22和提升器導(dǎo)向件24在氣缸體4的下側(cè)疊置在彼此之上。油封件26附接到彈簧座22的內(nèi)表面上。該油封件26大致為圓柱形，并且具有可滑動(dòng)地與柱塞12的周邊表面接觸的下部26a。從柱塞12和氣缸4a之間的空間泄漏出的燃料存儲(chǔ)在油封件26的燃料存儲(chǔ)腔室26b中，并且通過(guò)燃料排放通道(未示出)返回到燃料容器T中，該燃料排放通道與燃料存儲(chǔ)腔室26b相連接。
提升器28沿軸向方向可滑動(dòng)地容納在提升器導(dǎo)向件24中。突出的座28b形成在提升器28的底板28a的內(nèi)表面上。柱塞12的下端部12a與突出的座28b接合。柱塞12的下端部12a與保持器30接合。彈簧32以壓縮狀態(tài)布置在彈簧座22和保持器30之間。柱塞12的下端部12a被彈簧32壓向提升器28的突出的座28b。來(lái)自柱塞12的下端部12a的壓制力使提升器28的底板28a與燃料泵凸輪34接合。
當(dāng)燃料泵凸輪34轉(zhuǎn)動(dòng)以與發(fā)動(dòng)機(jī)E的轉(zhuǎn)動(dòng)相配合時(shí)，燃料泵凸輪34的凸輪尖向上推動(dòng)底板28a并且將提升器28提升。與提升器28相配合，柱塞12向上移動(dòng)并且使加壓腔室14變窄。這個(gè)提升沖程對(duì)應(yīng)于加壓腔室14中進(jìn)行的燃料加壓沖程。
面對(duì)加壓腔室14的電磁溢流閥10在加壓沖程期間的適當(dāng)時(shí)間關(guān)閉。在加壓過(guò)程中，在電磁溢流閥10關(guān)閉之前，加壓腔室14中的燃料通過(guò)電磁溢流閥10的座10b和提升閥10a之間的空間、燃料通道10c、槽道10d和低壓燃料通道35返回到低壓側(cè)的燃料容器T。因此，燃料不是從加壓腔室14供應(yīng)到燃料分布管20。當(dāng)電磁溢流閥10中的電磁線路使提升閥10a與座19b接觸時(shí)，低壓側(cè)的燃料容器T和加壓腔室14就斷開(kāi)(圖4的狀態(tài))。結(jié)果，加壓腔室14中的燃料壓力突然增加并且產(chǎn)生高壓燃料。這就利用高壓燃料打開(kāi)了止回閥18，并且將高壓燃料供應(yīng)到分布管20。
當(dāng)燃料泵凸輪34的凸輪尖開(kāi)始向下移動(dòng)時(shí)，彈簧32的推動(dòng)力開(kāi)始將提升器28和柱塞12逐漸向下移動(dòng)(引入沖程)。當(dāng)引入沖程開(kāi)始時(shí)，電磁溢流閥10中的電磁線路將提升閥10a與座10b分開(kāi)，并且打開(kāi)電磁溢流閥10。這就將燃料從低壓燃料通道35通過(guò)槽道10d、燃料通道10c和提升閥10a與座10b之間的空間吸入到加壓腔室14中(圖3的狀態(tài))。
加壓沖程和吸入沖程重復(fù)地進(jìn)行。在加壓沖程期間的電磁溢流閥10的關(guān)閉時(shí)間被反饋控制，從而調(diào)節(jié)燃料分布管20中的燃料壓力處于最佳壓力，以便從燃料噴射閥38噴射燃料。根據(jù)燃料分布管20中的燃料壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況，由電子控制單元(ECU)36執(zhí)行反饋控制，該燃料壓力由燃料壓力傳感器20a檢測(cè)。
氣缸體4、彈簧座22和提升器導(dǎo)向件24形成了高壓燃料泵2的中間部件，并且以疊置的狀態(tài)布置在蓋6(第一夾持部件)和凸緣8(第二夾持部件)之間。電磁溢流閥10具有基板10f，并且在與氣缸體4、彈簧座22和提升器導(dǎo)向件24被夾持的該側(cè)相對(duì)的一側(cè)，基板10f通過(guò)附接螺栓10e附接到蓋6上。
氣缸體4、彈簧座22和提升器導(dǎo)向件24通過(guò)夾持螺栓40夾持在蓋6和凸緣8之間，該夾持螺栓在蓋6和凸緣8之間延伸。在圖3的截面圖中，高壓燃料泵2的軸線右側(cè)的截面與該軸線左側(cè)的截面不同。也就是說(shuō)，左半側(cè)截面和右半側(cè)截面是以不同的切割角截取的視圖。因此，圖3中只示出了多個(gè)夾持螺栓40中的一個(gè)。圖5示出了沿著相同的切割平面截取的高壓燃料泵2的截面圖。如圖5中所示，兩個(gè)夾持螺栓40以對(duì)稱(chēng)的方式圍繞著軸線布置。在這個(gè)實(shí)施例中，兩組夾持螺栓40以對(duì)稱(chēng)的方式布置在氣缸體4、彈簧座22和提升器導(dǎo)向件24周?chē)?，以便將蓋6和凸緣8彼此聯(lián)接。
以相同的方式，用于將電磁溢流閥10緊固到蓋6上的附接螺栓10e圍繞著氣缸12的軸線對(duì)稱(chēng)地布置。在這個(gè)實(shí)施例中，電磁溢流閥10的基板10f通過(guò)兩組附接螺栓10e附接到蓋6上。
整個(gè)高壓燃料泵2通過(guò)緊固螺栓54固定到氣缸頭蓋52上，該氣缸頭蓋用作支承體。凸緣8具有夾持螺栓孔8b和緊固螺栓孔8c，夾持螺栓40通過(guò)該夾持螺栓孔延伸，緊固螺栓54通過(guò)該緊固螺栓孔延伸。緊固螺栓孔8c定位成比夾持螺栓孔8b更加接近周邊部分。緊固螺栓54沿著與夾持螺栓40的方向相對(duì)的方向插入緊固螺栓孔8c，并且擰入到氣缸頭蓋52中形成的螺紋孔52a內(nèi)。在這個(gè)實(shí)施例中，兩組緊固螺栓54圍繞著氣缸12的軸線對(duì)稱(chēng)地布置。以這種方式，高壓燃料泵2設(shè)置在氣缸頭蓋52中。提升器28的底板28a從氣缸頭蓋52的通孔53露出，并且與發(fā)動(dòng)機(jī)E的燃料泵凸輪34接合。以這種方式，柱塞12在氣缸4a內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與發(fā)動(dòng)機(jī)E的轉(zhuǎn)動(dòng)相配合。
本發(fā)明的高壓燃料泵2具有下面的優(yōu)點(diǎn)。
(1)在高壓燃料泵2中，氣缸體4、彈簧座22和提升器導(dǎo)向件24布置在蓋6和凸緣8之間。氣缸體4、彈簧座22和提升器導(dǎo)向件24被夾持螺栓40夾住，該夾持螺栓在蓋6和凸緣8之間延伸。
在與氣缸體4、彈簧座22和提升器導(dǎo)向件24被夾持的該側(cè)相對(duì)的一側(cè)上，電磁溢流閥10附接到蓋6上。電磁溢流閥10的提升閥10a在與座10b接觸時(shí)從加壓腔室14接收反作用力(圖3的箭頭)。因此，如圖1(A)和2(A)中所示，與電磁溢流閥10布置在和氣缸體4、彈簧座22及提升器導(dǎo)向件24相同的該側(cè)上的情況相比，夾持螺栓40的軸向力的增加較小，該軸向力的增加由電磁溢流閥10從加壓腔室14中接收的反作用力產(chǎn)生。
當(dāng)電磁溢流閥10的基板10f從加壓腔室14接收反作用力時(shí)，該基板10f提升了附接螺栓10e。這就提升了蓋6并且減小了施加在氣缸體4、彈簧座22和提升器導(dǎo)向件24上的夾持力，從而變松。這減小了由氣缸體4、彈簧座22和提升器導(dǎo)向件24的夾持產(chǎn)生的反作用力。以這種方式，即使在高壓燃料泵2的操作期間，加壓腔室14的反作用力通過(guò)所產(chǎn)生的燃料壓力脈動(dòng)而施加在蓋6上，由氣缸體4、彈簧座22和提升器導(dǎo)向件24的張緊所產(chǎn)生的反作用力也會(huì)減小。因此，總的反作用力小于兩個(gè)反作用力的和。
因此，在高壓燃料泵2操作時(shí)由燃料壓力脈動(dòng)引起的軸向力變化減小。結(jié)果，夾持螺栓40的初始軸向力減小，并且蓋6、氣缸體4、彈簧座22、提升器導(dǎo)向件24和凸緣8的每個(gè)密封表面的變形以及氣缸4a的形狀的變形得以避免。這改善了高壓燃料泵2的持久性。
(2)通過(guò)電磁溢流閥10的基板10f施加在附接螺栓10e上的加壓腔室14的反作用力沿著用于提升附接螺栓10e的方向起作用。因此，當(dāng)燃料壓力增加時(shí)，在附接螺栓10e附近由基板10f的彈性變形產(chǎn)生的反作用力減小。附接螺栓10e的初始軸向力也減小，并且防止了電磁溢流閥10和蓋6的密封表面的變形。
因此，本實(shí)例和實(shí)施例被認(rèn)為是示例性的，而不是限制性的，并且本發(fā)明并不局限于本文給出的細(xì)節(jié)，而是可以在所附的權(quán)利要求書(shū)的范圍和等同內(nèi)容中進(jìn)行修改。本發(fā)明的高壓燃料泵可以安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸頭上。
權(quán)利要求
1.一種高壓泵，其特征在于，柱塞(12)；中間部件(4、22、24)，該中間部件具有用于容納柱塞的氣缸(4a)和與氣缸連通的加壓腔室(14)，并且包括氣缸體(4)，以便通過(guò)使柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)加壓腔室中的流體加壓；布置在中間部件的兩側(cè)上的兩個(gè)夾持部件(6、8)；夾持螺栓(40)，該夾持螺栓在兩個(gè)夾持部件之間延伸以便用兩個(gè)夾持部件夾住中間部件；以及部件(10)，該部件用于在對(duì)加壓腔室中的流體加壓時(shí)從加壓腔室接收反作用力，其中在用于減小通過(guò)夾持螺栓施加到中間部件上的夾持力的位置處，用于接收反作用力的部件附接到兩個(gè)夾持部件中的一個(gè)部件上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓泵，其特征在于，在與中間部件被夾持螺栓所夾住的該側(cè)相對(duì)的一側(cè)，用于接收反作用力的部件附接到兩個(gè)夾持部件中的一個(gè)部件上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓泵，其特征在于，用于接收反作用力的部件布置成面對(duì)著加壓腔室，并且用作一電磁閥(10)，以便通過(guò)使流體從加壓腔室向低壓區(qū)域(T)的運(yùn)動(dòng)停止來(lái)對(duì)加壓腔室中的流體加壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高壓泵，其特征在于，該流體是用于氣缸噴射型內(nèi)燃機(jī)的燃料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓泵，其特征在于，與夾持部件(6)不同的夾持部件(8)附接到內(nèi)燃機(jī)的氣缸頭蓋(52)上，用于接收反作用力的部件附接到該夾持部件(6)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的高壓泵，其特征在于，柱塞被燃料泵凸輪(34)驅(qū)動(dòng)并且在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該燃料泵凸輪與內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)相配合地轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的高壓泵，其特征在于，用于接收反作用力的部件包括基板(10f)，并且該高壓泵還包括附接螺栓(10e)，其用于將基板緊固到兩個(gè)夾持部件中的一個(gè)部件上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高壓泵，其特征在于，來(lái)自加壓腔室的反作用力沿著一方向作用，以便通過(guò)基板提升附接螺栓。
全文摘要
一種高壓泵能夠防止在其密封表面和氣缸形狀上發(fā)生變形，其包括中間部件，該中間部件包括具有與氣缸(4a)連通的加壓腔室(14)的氣缸體(4)，該氣缸用于存儲(chǔ)柱塞(12)，其中通過(guò)柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)對(duì)加壓腔室中的流體加壓，該中間部件設(shè)置在蓋(6)和凸緣(8)之間并且用張緊螺栓(40)張緊，以及電磁溢流閥(10)在一位置安裝到蓋(6)上，在該位置減輕了用張緊螺栓對(duì)中間部件進(jìn)行的張緊，在對(duì)加壓腔室中的流體加壓時(shí)該電磁溢流閥從加壓腔室接收反作用力。
文檔編號(hào)F04B1/00GK1437681SQ01811382
公開(kāi)日2003年8月20日 申請(qǐng)日期2001年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月18日
發(fā)明者淺山和博, 橫山浩一, 石田忍, 井上宏史 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社, 株式會(huì)社電裝