[发明专利]高压泵和压缩流体的方法

说明书

本发明公开一种高压泵。该高压泵包括：压缩室，具有入口和出口，入口连接到流体供应装置以吸入流体；入口止回阀，在压缩室和入口之间；数字入口阀，在压缩室和入口止回阀之间；可变容积室，通过歧管和数字入口阀连接到压缩室；以及柱塞或活塞，被构造成压缩压缩室和可变容积室中的流体。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月15日提交的申请号为102018217644.2的德国专利申请的优先权，该德国专利申请的内容在此通过引用整体并入本文。

技术领域

本申请涉及一种高压泵和将流体压缩到喷射系统的方法，特别地，涉及一种高压泵和用于直喷型内燃发动机的方法。

背景技术

对于车辆的内燃发动机，已使用高压泵将燃料加压至高达350巴，具有用于燃料喷射系统的高达100升/小时(L/h)的燃料流量。这种燃料泵被称为柱塞泵，并且由凸轮轴驱动。需要以约3.5-5巴的供给压力通过数字入口阀，尤其是在高发动机转速及其柱塞速度下，填充泵中的压缩室。为了将供给压力从大气压力增加到该水平，已使用附加泵或预供应泵。

图5A至图5C示出现有技术中的高压泵200的方案。如图5A所示，当柱塞或活塞220向下移动(吸入冲程)时，这引起流体206从入口204通过数字入口阀214被吸入并填充压缩室202。如图5B所示，在到达下死点之后，柱塞或活塞220向上移动(压缩冲程)，并且一些流体被迫克服约5巴的供给压力而通过数字入口阀214，导致供应流脉动。如图5C所示，当数字入口阀214关闭时，柱塞或活塞220将压缩室202中的剩余流体206压缩到略高于为喷射系统储存流体206的共用轨道中的轨道压力的压力，并且通过出口止回阀210将流体206排到出口208，直到柱塞或活塞220到达上死点。

由柱塞泵送冲程和数字入口阀的致动产生的周期性燃料流引起周期性压力脉动。周期性压力脉动影响压缩室的填充行为。因此，先前已使用阻尼器膜来抑制周期性压力脉动。

已使用弹簧来保持柱塞即使在高频下也与凸轮凸角接触，但是恒定且必要的弹簧预载导致凸轮驱动负载、摩擦和磨损，从而导致额外的燃料消耗。

已使用柱塞密封件来防止燃料泄漏到凸轮侧。然而，柱塞密封件导致柱塞的摩擦和磨损，从而导致燃料被凸轮侧使用的润滑油污染或稀释，这是发动机磨损和喷射器积碳的原因。

DE 20 2011 107 909U1描述了一种无活塞发动机和可变燃烧室几何结构，其特征在于，发动机具有弹性室护套，底板而不是通常的活塞牢固地整合在弹性室护套中，由此封闭空间的无摩擦容积变化是可能的。

DE 695837C描述了一种燃烧压力驱动的燃料泵，包括大活塞级(large pistonstage)和弹性弹簧活塞。

本公开的目的是以成本有效的方式，特别是不使用柱塞密封件、弹簧和阻尼器膜，来实现改进的泵性能和效率。

发明内容

本公开的一个实施例是高压泵中的压缩室和可变容积室的组合。该组合允许将流体稳定地供应到压缩室，改善凸轮接触和密封性能以防止燃料污染或稀释，以及降低高压泵的供给压力。

根据实施例，可变容积室包括波纹管或由波纹管构成。因此，可变容积室由于结构的灵活性而可以像弹簧一样有利地扩展和收缩。

根据实施例，波纹管包括金属或塑料材料或由金属或塑料材料制成。金属的优点在于金属使波纹管坚固。塑料的优点在于塑料使重量轻。

根据实施例，歧管包括导管，导管具有第一端和第二端，第一端流体连接到可变容积室，第二端流体连接在入口止回阀和数字入口阀之间。这允许通过数字入口阀流体连接压缩室和可变容积室。

根据实施例，歧管包括至少两个单独的导管。这对于压缩室和可变容积室之间通过数字入口阀的平稳流体交换是有利的。