[发明专利]用于驱动活塞泵的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于驱动活塞泵的装置，它包括至少一个布置在 凸轮轴上的凸轮，该凸轮与泵活塞或者布置在凸轮和泵活塞之间的构 件共同作用，以产生泵活塞的往复运动，其中该凸轮的凸轮升程曲线 具有用于向上冲程的第一区段和用于向下冲程的第二区段。

背景技术

活塞泵例如使用作为内燃机中的高压泵。高压泵提供在发动机工 作期间要储存在轨道中的高压燃料。为了能够保证在所有工作点的功 能，高压泵的最大输送量在此必须明显超过发动机需要的全负荷量。 但是另一方面，在部分负荷工作或者说空载运行时，只需要少量的泵 输送量。因此通过计量单元(ZME)电子调节输送量，它根据轨道中 的燃料压力确定到高压泵的注入量。这样必须在轨道中输入在相应的 工作点上实际需要的量，而不是通过压力调节阀重新释放累积的过量 的量并回输到油箱中，而这会引起能量损失和燃料的强烈加热。

高压泵由至少一个泵元件组成，该泵元件通过滚轮挺杆驱动或者 直接由凸轮轴驱动。输送泵例如齿轮泵在抽吸侧从油箱中提供具有较 小压力的燃料。在压力侧，压缩过的燃料通过集流管达到轨道中。

对于凸轮驱动的共轨高压泵来说，特殊的挑战在于高的泵转速， 该转速用于高的特殊的输送功率。该泵的凸轮升程一般由不同的部分 区域，如切线升程或者具有正的或者负的半径的圆弧组成。由此得出 预定的加速度曲线，如直线的、正弦形的或者抛物线形的。此外还有 在整个冲程曲线上具有正弦(或者说余弦)形的凸轮升程。

不同的凸轮升程曲线已经由EP 244 340 B1、JP 7133749A和 JP5263727A公开。

对凸轮形状的要求在于，达到尽可能高的极限转速，这样得到滚 轮挺杆在上死点(OT)的区域中的尽可能小的减速度，由此不存在滚 轮挺杆抬起的危险，并且此外这样泵元件弹簧的动力振动激励保持较 小。由不同的部分区域所组成的凸轮升程可以达到高的极限转速，但 是由于加速度曲线中的折点导致泵元件弹簧的高的激励频率，因为可 能在输送频率中出现高次谐波振动。另一方面，正弦形的凸轮升程具 有泵元件弹簧的较小的振动激励的优点(只有输送频率，没有谐波振 动)，当然是在极限转速潜能受限的情况下。

发明内容

由此本发明的目的是，在同时提高极限转速的情况下，提供一种 具有较小的泵元件弹簧的动力振动激励的凸轮升程曲线。

为解决该任务，本发明提出，凸轮升程曲线由基本上对应正弦波 的形状进行改变，使它与正弦波形状相比，在向上冲程的开始处产生 活塞加速度的提高，并且在向上冲程的结束处产生活塞减速度的减 小，其中凸轮升程曲线在它的第一区段中具有由第一正弦波的半波同 第二正弦波相叠加产生的形状，其中第二正弦波具有第一正弦波的双 倍的频率并比第一正弦波具有更小的振幅。特别是通过活塞减速度在 向上冲程的结束处的减小，也就是说通过在泵活塞达到上死点那里更 平坦的凸轮升程曲线走向，减小了沿着活塞从凸轮上抬起的方向上的 加速度分量，这样可以提高极限转速。同时弹簧的振动激励的程度保 持较小，因为凸轮升程曲线是从正弦波变形的。为了避免不希望的振 动分量的产生，该装置这样构造，即凸轮升程曲线在它的第一区段中 具有由第一正弦波的半波同第二正弦波相叠加产生的形状，其中第二 正弦波具有第一正弦波的双倍的频率并具有比第一正弦波更小的振 幅。在这样的叠加的情况下，实现了活塞加速度在向上冲程的开始处 的提高以及活塞减速度在向上冲程的结束处的减小的所期望的效应， 并且同时避免了不可控制地引入谐波振动，这种谐波振动在比较低的 转速下就已导致泵活塞抬起。

正弦振动与另一个具有双倍频率的正弦振动的叠加在此可以有 利地在凸轮升程曲线的整个长度上进行，并且在这种情况下优选规 定，凸轮升程曲线具有由第一正弦波的全波同第二正弦波相叠加产生 的形状，其中第二正弦波具有第一正弦波的双倍的频率并具有比第一 正弦波更小的振幅。

如已经提及的那样，第二正弦波的振幅，也就是说，那个用于叠加的 正弦波的振幅，小于第一正弦波的振幅，也就是说那个表征凸轮升程 的基本形状的正弦波的振幅。在这种情况下，优选第二正弦波的振幅 为第一正弦波的振幅的1/5至1/15，优选1/8至1/12。通过第二正弦 波的振幅保持低于第一正弦波的振幅的1/6，可以使附加振动的引入 程度保持在合理的极限内，这样弹簧不会被以不希望的方式激励。