燃料高压泵的制作方法

燃料高压泵


背景技术：

1.由现有技术、例如由申请人的de 2004 013 307 b4已知用于内燃机的燃料系统、例如用于汽油直接喷射装置的燃料高压泵。
2.在这种内燃机中，借助于前级输送泵和机械驱动的高压泵在高压下将燃料从燃料箱要求到高压存储器(“轨”)中。
3.该高压泵具有限压阀，该限压阀防止高压储存器中的压力过强地升高。当高压存储器中的压力达到确定的值时，则限压阀打开并且燃料从高压存储器中返回到压缩室中或返回到低压室中。
4.在此，当在阀元件的一侧上的液压作用的力大于将阀元件压入阀座中的弹簧的反作用的力时，限压阀打开。液压作用力由主要的液压压力和压力作用在其上的面产生。这些面由密封直径得出。在具有例如精确的锥形或者精确的截锥体形的阀座面和精确的球形阀元件的阀中，密封直径作为理想的线形的支承环的直径得出，在该支承环上球体接触阀座面。
5.当在燃料高压泵的运行期间在限压阀上出现磨损时，则支承环变宽。


技术实现要素：

6.本发明基于发明人的以下认知，有效密封直径原则上根据越过支承环实际上出现的压力下降来确定。
7.在此，应考虑以下情况，在该情况中，以打开压力加载限压阀，该打开压力虽然不足以在宏观上较大程度地打开限压阀，但在该打开压力下已经出现了一定的、较小的但是可测量的泄漏，例如在具有1mm球半径的限压阀中出现每分钟lccm的泄漏。例如，在这种考察中涉及限压阀的打开，在这些打开的情况下，阀元件以0.5μm或lμm的量级或以阀元件的球半径的约千分之一从阀座面上抬起，使得在阀元件和阀体之间形成间隙或者说泄漏间隙。被考虑的这种状况被视为对于造成燃料高压泵的限压阀打开的实际情况而言具有代表性。尤其，限压阀的打开压力可以以这种方式来限定。
8.此外，本发明基于发明人的以下观察，在传统限压阀的情况下，在该限压阀中在阀元件和阀体之间的间隙以对称的方式构造，在阀座面上出现磨损的过程中始终出现有效密封直径的增大，并且因此在高压区域中存在给定压力的情况下出现作用到阀元件上的打开力的增大。在通过阀弹簧沿关闭方向对阀元件又进行给定加载的情况下，限压阀的打开压力因此下降，并且燃料高压泵不再能生成或保持初始燃料压力。
9.此外已认识到，当这样扩展传统限压阀，使得在磨损过程中不会出现有效密封直径的增大时，能避免这些不希望的效应。
10.根据本发明，这可以通过以下方式来实现：在限压阀关闭的情况下，在阀元件与阀体之间的接触线旁边形成的间隙以不对称的方式在接触线的上游比在接触线的下游更窄。
11.在此，“接触线”首先应理解为数学理想化意义下的线，即具有“零”宽度的线，在这里为环形线。但显然，在本技术的意义下，接触线也可以理解为具有较小但不同于零的宽度
的贴靠面，在这里为环形贴靠面，这些贴靠面尤其由于用以使阀元件压抵阀体的力和阀元件的和阀体的弹性而产生和/或尤其由阀元件和/或阀体在磨损现象范畴中的变形产生。然而优选，将在阀元件与阀体之间的在磨损现象之前存在、尤其是在燃料高压泵第一次运行之前或第一次持续运行之前存在的线形的或平面的贴靠几何形状理解为接触线。
12.在此，术语“接触线的上游”和“接触线的下游”尤其仅关注对于磨损现象来说实际上相关的阀座面区域，即沿着或逆着限压阀打开方向例如500μm，或沿着或逆着限压阀打开方向例如阀球半径的一半。因此，根据本发明的特征依此尤其已经在该区域内实现并且尤其在该区域内为了实现根据本发明的效果是有利的。尤其，阀元件和阀体之间的间隙在该区域以外的几何形状对于磨损现象来说是不相关的。就此而言，仅在对于磨损现象来说实际相关的这个阀座面区域以外的间隙几何形状不对称性不能克服开头所述的现有技术缺点。
13.在本技术的范畴内，“间隙以不对称的方式在接触线的上游比在接触线的下游更窄”尤其应理解为，在接触线的上游(即逆着限压阀打开方向)一定距离处在阀元件和阀体之间的间距小于在接触线的下游(即沿着限压阀打开方向)该特定距离处在阀元件和阀体之间的间距。如已经提到的那样，尤其有利的可以是，该特定距离处在对于磨损现象来说相关的区域内，例如在沿着或逆着限压阀打开方向的500μm内，或者例如在沿着或逆着限压阀打开方向的阀球半径的一半以内。
14.在本技术的范畴中，“间隙以不对称的方式在接触线的上游比在接触线的下游更窄”甚至尤其应理解为，在对于磨损现象来说的相关区域内在接触线的上游(即逆着限压阀打开方向)针对高于最小距离的所有距离来说在阀元件和阀体之间的间距分别小于在接触线的下游(即沿限压阀打开方向)在该距离内在阀元件和阀体之间的间距。该最小距离例如可以为300μm或例如可以为阀球半径的30％。
15.概念“窄”原则上是指两个长形尺寸之间的以此口语化表述的关系。在此，尤其认为，间隙在其较窄位置处由于阀元件的和阀体的基本形状而较窄，而不是仅由于阀元件的和阀体的表面粗糙度。例如可以假设，间隙在其“较窄”位置处比该间隙在对比位置处窄至少5μm或者至少阀球半径的0.5％。
16.通过间隙根据本发明在接触线的下游不那么窄(即在该下游处的密封直径比接触线处的密封直径大)，在泄漏情况下在这里也发生较小的压力下降。如果现在在阀球与密封座面之间的接触线在磨损过程中这样扩宽，使得不那么窄的间隙区域在液压方面变得更多地相关，这也仅以减少的方式引起有效密封直径增大的效果。
17.由于间隙另一方面根据本发明在接触线的上游更窄(即在该上游处的密封直径小于在接触线处的密封直径)，因此在泄漏情况下在这里也发生更高的压力下降。如果现在在阀球与密封座面之间的接触线在磨损过程中这样扩宽，使得较窄的间隙区域在液压方面变得更多地相关，则这也引起有效密封直径减小的效果。
18.因此，有效密封直径的增大通过根据本发明的构型抵消并且在磨损情况下也不会出现或仅减小地出现燃料高压泵的打开压力的减小。燃料高压泵在其整个使用寿命上能够产生和保持未减小的高压。
19.因此，根据本发明的燃料高压泵对于内燃机的燃料供给系统做出贡献，所述内燃机在其整个使用寿命上不具有或仅具有非常少量的受损害的功率特征值和排放特征值。
20.除了具有所阐述的限压阀的燃料高压泵以外，本发明的单独主题也涉及这种限压阀和在所描述的燃料高压泵中的应用。
21.本发明的扩展方案通过有利的特征使阀体的和阀座面的以及在球形阀元件和阀体之间构造的间隙的几何形状具体化。
22.因此可以设置，阀座面在阀体的棱边处与阀体的布置在接触线下游的另一面相交，其中，该另一面比阀座面更强烈地远离限压阀打开方向(即对称轴线)地倾斜，并且其中，接触线尤其在靠近阀体棱边的上游区域中位于阀座面上，但其中，接触线尤其不是紧挨着阀体棱边的上游地位于阀座面上。
23.在该扩展方案中，阀体的通过棱边与阀座面分隔开的另一面同时是阀体的阀座面的径向向外扩宽的或向外拐角的延伸部。当在阀元件与阀体之间的间隙可以在接触线与棱边之间的整个下游区域中以对称的方式与在接触线上游的对应区域中一样窄，而在阀元件与阀体之间的间隙尤其是在从接触线出发来看处于棱边那一侧的区域中不那么窄，即比在接触线上游的对应位置处的间隙宽。
[0024]“另一面比阀座面更强烈地远离限压阀的打开方向，即更强烈地径向向外地倾斜”可以表述为，另一面和阀座面在棱边处以小于180
°
、例如不大于175
°
或者甚至不大于150
°
的角度相交(该角度作为阀体的内部角在穿过对称轴线的平面中来测量)。
[0025]
为了使棱边对于限压阀的打开行为来说特别有利地起作用，可以设置，接触线在靠近阀体棱边上游的区域中位于阀座面上。在磨损情况中，在阀元件与阀体之间的接触线如上所述地扩宽成磨损区域，然后该磨损区域在燃料高压泵的一定运行持续时长之后到达棱边。如果磨损进一步继续，则磨损区域尽管在上游方向上还扩宽，但在下游方向上磨损区域的扩展通过棱边和另一面的取向被阻碍。因此，有效密封直径不再增大或者仅还减小并且限压阀的打开压力保持很大程度上恒定或者保持在希望范围中。
[0026]
例如，靠近棱边上游的区域可以向棱边上游方向仅延伸至500μm或者例如仅延伸至阀球半径的一半。
[0027]
可以设置，接触线在紧挨着阀体棱边上游的区域以外位于阀座面上。即，紧挨着阀体棱边上游、例如甚至位于阀体棱边上的接触线具有以下缺点，每当阀球在限压阀较大程度地打开之后带有一定的轴线偏移(即带有相对于限压阀的对称轴线的一定错位)地返回到阀座中时，阀球总是例如在仅一个冲击点碰到棱边并且因此存在如下危险，在该冲击点处出现阀座的损坏并因此出现限压阀的不密封。
[0028]
紧挨着阀体棱边上游的区域例如可以在阀体棱边向上游仅延伸25μm或仅50μm或例如仅延伸阀球半径的2.5％或仅5％。
[0029]
尤其，阀体的另一面可以垂直于限压阀的打开方向地取向。该几何形状是特别有效的并且此外可以特别简单地制造。
[0030]
另一方面可以设置，在阀元件与阀体的阀座面之间的接触线的下游，阀座面成形为阀体的缺口。
[0031]“区域地成形为缺口的阀座面”应理解为可以通过以下方式产生的阀座面：在阀体的内轮廓处从阀体内轮廓的基本形状(例如锥形、截球形等)出发进行了材料去除。
[0032]
例如，这可以通过以下方式来实现，缺口是直角的缺口，即由垂直于限压阀打开方向的、环形的平坦的面和与该面邻接的柱面组成，该柱面平行于限压阀的打开方向。
[0033]
该环形的面例如可以具有至少100μm或阀球半径的10％的宽度；柱面例如可以具有至少100μm或者阀球半径的10％的高度。
[0034]
为了使缺口对于限压阀的打开行为来说特别有利地起作用，可以设置，接触线在靠近阀体缺口上游的区域中位于阀座面上。在磨损情况下，在阀元件与阀体之间的接触线如上所述地扩宽成磨损区域，该磨损区域在燃料高压泵的一定运行持续时长之后到达缺口。如果磨损进一步继续，则尽管磨损区域在上游方向上仍扩宽，但在下游方向上磨损区域的扩展通过缺口在很大程度上被禁止。因此，有效密封直径不再增大或者仅还减小，并且限压阀的打开压力保持在很大程度上恒定或者保持在希望范围中。
[0035]
例如，靠近缺口上游的区域可以朝棱边上游方向仅延伸500μm或者例如仅延伸至阀球半径的一半。
[0036]
在缺口的下游，阀体的内轮廓的基本形状尤其可以如在缺口上游那样，即例如锥形、截球形地延续。因此，在缺口的上游，阀体的内轮廓位于与在缺口下游相同的锥侧面上或相同的截球上。
[0037]
阀座面例如可以具有锥形或截球形的形状或者具有锥形或截球形的基本形状，其中，在阀座面中附加地成形缺口。
[0038]
阀座面或阀体内轮廓的其它轴对称构型原则上也是可能的，所述其他构型至少在接触线周围的区域中逆着限压阀打开方向地变细。
[0039]
可以设置，阀座面具有截球形的形状，使得在接触线上游在截球形阀座面与球形阀元件之间的间隙大于零并且尽可能小。
[0040]
尽管在该扩展方案中原则上希望特别小的尺寸，但排除了零尺寸，以便确保在阀座面和阀球之间的限定的接触或它们之间的限定的接触线。
[0041]
例如可以设置，在接触线上游在截球形阀座面和球形阀元件之间的间隙大于零并且在该间隙的最宽部位处比50μm窄，尤其是甚至比10μm和/或比3μm窄。
[0042]
这种窄间隙具有以下优点，从限压阀的新状态出发，在较短的运行之后并且在磨损较小的情况下，接触线已经迅速地扩宽成接触区域，该接触区域在截球形阀座面的大部分上延伸或者甚至在整个截球形阀座面上延伸。在此，出现一定的、但根据本发明受控的有效密封直径变化。
[0043]
紧接着，球形阀元件在较大的接触区域中贴靠在阀座面上。在磨损体积出现给定的进一步增大的情况下，有效密封直径仅还少量地变化。
[0044]
为了使磨损效果最小化，阀体可以由经硬化的钢组成。在此尤其是阀体的内轮廓，尤其是阀座面是经硬化的边缘层，例如通过渗碳或氮碳共渗或类似方法来硬化。在本发明的范畴中，发明人可以观察到，设置这种经硬化的边缘层不仅在原则上减少磨损，而且在阀元件与阀体之间的间隙的初始已经存在的不对称性在燃料高压泵运行并且磨损与此伴随地出现的过程中可能增强，这又协同地有助于本发明的有利效果。
[0045]
尤其在阀体的阀座面经硬化或边缘层经硬化的情况下可以附加地设置，阀球或至少阀球的表面比阀体的阀座面或经硬化的边缘层还更硬。阀球例如可以由硬质金属(碳化钨)组成和/或由陶瓷、例如氮化硅组成。则磨损基本上仅出现在阀体上，而不出现在阀元件上，这在这方面在本发明中是协同的，后者已经引起，恰好仅在阀体上出现的这种磨损不损害或仅轻微地损害燃料高压泵的功能。
附图说明
[0046]
图1a示出内燃机的燃料系统的简化示意图；
[0047]
图1b示出图1a的燃料系统的燃料高压泵的限压阀的纵截面；
[0048]
图2a和2b示出在还未出现磨损的状态(图2a)下和在已出现磨损的状态(图2b)下的未根据本发明的限压阀的放大的纵截面；
[0049]
图3a和3b示出在还未出现磨损的状态(图3a)下和在已出现磨损的状态(图3b)下的根据本发明改型的限压阀的第一实施例的放大的纵截面；
[0050]
图4示出与在磨损情况下的未根据本发明的限压阀相比，根据图3a和3b的根据本发明的限压阀的功能；
[0051]
图5a、5b和5c示出在还未出现磨损的状态(图5a)下和在已出现磨损的状态(图5b和5c)下的根据本发明改型的限压阀的第二实施例的放大的纵截面；
[0052]
图6示出第三实施例；
[0053]
图7a、7b和7c示出第四实施例。
具体实施方式
[0054]
图1a以简化的示意图示出用于未进一步示出的内燃机的燃料系统10。从燃料箱12出发，燃料例如汽油经由抽吸管线14借助于前级输送泵16、经由低压管线18、经由可由电磁操纵装置22操纵的量控制阀24的入口20供应给燃料高压泵28的压缩室26。例如，量控制阀24可以是燃料高压泵28的强制打开的入口阀。
[0055]
在此，燃料高压泵28实施为活塞泵，其中，活塞30可以借助于凸轮盘32在附图中竖直地运动。在图1a中示出为受弹簧加载的止回阀的出口阀40以及同样示出为受弹簧加载的止回阀的限压阀42液压方面布置在压缩室26和燃料高压泵28的出口36之间。出口36接到高压管线44上并且通过该高压管线接到高压存储器46(“共轨”)上。
[0056]
出口阀40可以朝向出口36打开并且限压阀42可以朝向压缩室26打开。电磁操纵装置22通过控制和/或调节装置48被操控。与图1a的图示有偏差地，替代与压缩室26连接，限压阀42的在图1a中左侧的接头也可以与燃料高压泵28的低压区域或者与燃料高压泵28上游的任意其他元件连接。
[0057]
在燃料系统10运行中，前级输送泵16将燃料从燃料箱12输送到低压管线18中。量控制阀24可以根据对应的燃料需求被关闭和打开。由此影响输送到高压储存器46的燃料量。
[0058]
在正常情况下，限压阀42关闭。如果在与正常情况有偏差的运行情况下高压管线44中的燃料压力高于在压缩室26的区域中的燃料压力(连同限压阀42的阀弹簧60的弹簧力，也参照图1b)，则限压阀42打开。随后，燃料从高压管线44回流到压缩室26中并且必要时从那里回流到低压管线18中。由此，高压管线44中的燃料压力可以下降到允许值并且限压阀42再次关闭。
[0059]
图1b示出图1a的燃料高压泵28的限压阀42的纵截面。在液压方面，限压阀42布置在出口36和燃料高压泵28的处于出口36上游的区域之间，并且可以朝该上游区域打开。限压阀42或其在下面更详细描述的元件在该示例中基本上旋转对称地实施。
[0060]
限压阀42包括基本上实施为柱形衬套的壳体50。在图1b中在左侧的端侧上，壳体
50具有轴向的第一开口52，其中，开口52的半径相当于柱形衬套的内半径。在液压方面，第一开口52配属于出口36或者说该出口下游的高压区域。在图1b中在右侧的端壁54上，壳体50实施为封闭的。在右下方区段中，壳体50具有径向的第二开口56。液压方面，第二开口56配属于燃料高压泵28的上述上游区域并且例如与压缩室26连接。在此，壳体50实施为一体的。
[0061]
在图1b中的水平中间区段中，限压阀42具有阀元件58，该阀元件由实施为螺旋弹簧的阀弹簧60借助于关闭体62在关闭方向上被加载，即在图1b中向左。在此，阀元件58是“自由浮动的”阀球。
[0062]
在图1b的右侧布置限压阀42的止挡体64，该止挡体与关闭体62共同作用。止挡体64轴向地支撑在壳体50的端壁54上并且被阀弹簧60抵着壳体50的端壁54加载，即被向右加载。为此，在端壁54的区域中的壳体50区段具有减小的内直径，由此，止挡体64和因此阀弹簧60被限定地保持。
[0063]
在壳体50的在图1b中在左侧的区段中布置阀体68，所述阀体在径向外周面上摩擦锁合地保持在壳体50内并且优选压入到其中。阀体68具有连续的轴向中心纵向通道作为该阀体的内轮廓70，该纵向通道区段式地具有恒定的内直径。纵向通道通过第一开口52与出口36液压连接。在纵向通道的图1b中在右侧的端部区段上，在阀体68上构造有径向环绕的阀座面72，该阀座面与阀元件58共同作用。
[0064]
在一种替代的、未示出的实施方式中，限压阀42的壳体50是燃料高压泵28的集成式组成部分并因此不是独立元件。就这点而言，限压阀42的壳体50也可以是燃料高压泵28的壳体50。为此，燃料高压泵28例如具有柱形孔，在该柱形孔中接收限压阀42的功能元件。
[0065]
在本实施例中，阀元件58实施为球体。在本实施例中，阀元件58由碳化钨组成。然而在替代的实施方式中，该阀元件也可能由其他耐磨材料组成，例如由金属陶瓷或硬质金属组成，或者该阀元件仅具有碳化钨或其他硬质金属。优选的其他硬质金属的示例是碳化钛、碳化钽、碳化铬和/或其他碳化物。替代地，阀元件58也可以具有这样的硬质金属并且除此之外还具有化合材料，例如钴、镍、铁、镍-铬和/或类似材料。在该示例中，阀体68由钢组成，或者该阀体由钢组成并且具有耐磨的、例如经硬化的表面68，例如沿着阀座面72的通过渗碳和/或通过氮碳共渗而产生的硬化边缘层。
[0066]
如由申请人的研究得出的那样，即使在限压阀42的这些开口没有完全打开并且没有从高压管线44通过限压阀42到压缩室26中的值得一提的燃料回流的情况下，例如由于压缩室26中的和高压管线44中的压力脉动，不可避免地出现限压阀42的最小程度打开。与此伴随地在阀元件58和阀体68的表面上出现磨损现象，下文将对该磨损现象进行详细描述。
[0067]
图2a示出了处于还没有出现磨损的状态下的不是根据本发明的限压阀42的纵截面的放大的局部。
[0068]
限压阀42具有阀体68，该阀体具有逆着限压阀42的打开方向100(打开方向100从下向上沿着图2a中的限压阀42的对称轴线指向)变细的阀座面72，限压阀具有球形阀元件58和(未示出的)阀弹簧，该阀弹簧将球形阀元件58逆着限压阀42的打开方向100压抵阀座面72。在限压阀42关闭的情况下，阀元件58在接触线90(该接触线在图2a中所示出的截面中仅显示为接触点90’)处贴靠在阀座面72上。除了接触线90之外，在阀元件58和阀体68之间形成间隙63。
[0069]
在所示情况下，与本发明相反，间隙63以对称的方式在接触线的上游(区域63a)与接触线的下游(区域63b)是一样窄的。尤其，与本发明不同，处于接触线上游的与磨损现象相关的区域(区域63a')中的间隙和处于接触线下游的与磨损现象相关的区域(区域63b')中的间隙以对称的方式一样窄。
[0070]
图2b示出了图2a中的处于显著磨损状态的局部。由于磨损，出现对阀座面72的磨蚀，而阀球58在该示例中由于其硬度较大而不改变地成形。
[0071]
由于磨损引起：阀球58不再仅在接触线90处贴靠在阀座面上，而是在相对较宽的、环形的接触区域92上贴靠，该接触区域为阀座面72的磨损区域93并且在该接触区域中阀球58的表面看似压入到阀座面72中。
[0072]
磨损区域93可以被理解为划分成两个磨损区域93a、93b，即划分成基本上位于原先的接触线92下游的第一磨损区域93a和基本上位于先前的接触线90上游的第二磨损区域。在第一磨损区域93a中的密封直径d
d1
(即在径向方向上阀座面72与限压阀42的对称轴线的间距的两倍)比初始密封直径d
di
(即在径向方向上接触线90与限压阀42的轴线的间距的两倍，也参照图2a)大，在第二磨损区域93b中的密封直径d
d2
比初始密封直径d
di
小。
[0073]
对于该限压阀42的打开压力如何因磨损而变化的问题，应关注上面已经说明的泄漏情况，在该泄露情况中，在限压阀42上，沿着构造在阀元件58和阀体68之间的整个间隙63发生从存在于高压管线44中的压力到存在于压缩室26中的压力的压力下降，其中，该压力下降尤其且以特别大的程度在磨损区域93中进行。
[0074]
申请人的研究具有以下结果，有效密封直径d
dw
和因此在存在压力差的情况下作用到阀球58上的力在磨损情况下(图2b)相对于初始密封直径d
di
增大。因此该未根据本发明改型的限压阀42的打开压力由于磨损而下降，例如在燃料高压泵28的使用寿命上最多下降20％。
[0075]
而图3a示出了根据本发明改型的限压阀42的纵截面的放大局部，更确切地说在还没有出现磨损的状态中。
[0076]
本发明的限压阀与图2a中示出的限压阀42的区别在于，间隙63以不对称的方式在接触线上游(区域63a)比在接触线的下游(区域63b)更窄，尤其是在接触线的上游的与磨损现象相关的区域(区域63a')中比在接触线下游的与磨损现象相关的区域(区域63b')中更窄。
[0077]
在该示例中，这通过以下方式来实现，阀座面72在阀体68的棱边80处与阀体68的布置在接触线下游的另一面87相交，其中，另一面87比阀座面72更强烈地远离限压阀42的打开方向100地倾斜，并且此外，接触线90在靠近但不是紧挨着阀体68的棱边80上游的区域中位于阀座面72上。在该示例中，接触线90在阀体68的棱边80的上游大约50μm处，初始密封直径d
di
因此比由棱边80限定的直径dk小约65μm。尤其是，在阀元件58和阀体68之间的间隙63在图3a中在棱边80的上方和径向外部比在接触线90上游的对应位置上宽得多。
[0078]
图3b示出了图3a中的处于这样的状态中的限压阀42：在该状态中在阀座面72上并且在另一面87上出现显著的磨损。由于磨损，出现了在阀座面72和另一面87上的磨蚀，而在该示例中，阀球58由于其硬度较大而不改变地成形。
[0079]
通过磨损引起：阀球58不再是仅在接触线90处贴靠在阀座面72上，而是在相对较宽的、环形的接触区域92上贴靠，该接触区域为磨损区域93并且在该接触区域中阀球58的
表面看似压入到阀座面72中。
[0080]
如果将该磨损区域93如上所述地划分为基本上位于原先的接触线90下游的第一磨损区域93a和基本上位于原先的接触线90上游的第二磨损区域93b，则发现，图3b的第二磨损区域93b与图2b的第二磨损区域93b没有明显区别，但是图3b的第一磨损区域93a明显小于图2b的第一磨损区域93a。
[0081]
第二磨损区域93b相对于第一磨损区域93a在该实施方式中比在图2b中所示的对比示例中更大引起:在该实施方式中的有效密封直径d
dw
也小于对比示例中的有效密封直径，例如等于初始密封直径d
di
。因此，在存在压力差的情况下，作用到阀元件58上的打开力小于对比示例中的打开力，例如与在图3a中、即在磨损之前的打开力一样大。使用过的限压阀42的打开压力与图3a中示出的新的限压阀42相比是未改变的。
[0082]
如果限压阀42如在该示例中那样是球-锥阀，则对于本发明的应用范围，根据球直径确定的座角ω(阀座面与对称轴线之间的角度的两倍，参见图3a)已被证实为最小角度，优选应遵守该座角，以便可靠地排除在新状态下和在磨损情况下阀球58被卡在阀座中。尤其：对于1.588mm的球直径而言：ω≥80
°
；对于2mm的球直径而言：ω≥73
°
；对于3mm的球直径而言：ω≥66
°
。
[0083]
图4示例性地用针对四个不同的根据本发明的限压阀42的填充符号示出限压阀42在磨损加剧的情况下的打开压力在此，磨损在该图示的右轴上被绘制为磨损体积v，单位是107μm3。使用具有2mm直径的阀球58和具有约为74
°
的座角的阀座。这些限压阀42的初始打开压力为40mpa，根据1.5cm3/min泄漏量测量得到。能看出，对于所有被研究的根据本发明的限压阀42，打开压力的相对变化在任何时刻都不大于初始打开压力的6％。而在传统的限压阀42中(图4中的空心符号，参见图2a和图2b)，在类似的测量中出现了打开压力减小最多达到初始打开压力的10％。
[0084]
图5a、5b和5c示出处在还未发生磨损的状态下(图5a)的和处在已发生磨损的状态下(图5b和5c)的根据本发明改型的限压阀42的第二实施例的放大的纵截面。
[0085]
在该实施例中，本发明如下扩展，在阀元件58和阀体68的阀座面72之间的接触线90的下游附近，阀座面72成形为阀体68的缺口75。在该实施例中涉及直角的缺口75，即由环形的平坦的、垂直于限压阀42的打开方向100的面75a和与该面邻接的、平行于限压阀42的打开方向100的柱面75b组成的缺口75。在该示例中，环形面75a的宽度和柱面75b的高度分别为200μm。在缺口75的下游，即在图5a中在缺口75的上方，在该示例中阀座面72这样延续，使得该阀座面位于与在缺口75上游相同的直线圆锥上。
[0086]
在这种构型中，阀球75即使在继续偏移的情况下也这样被可靠地导向，使得该阀球可靠地返回到阀座中，而不会出现阀座的损坏。对此参见图5c：如果阀球58从较大的打开行程(h)关闭，则该阀球通常相对于限压阀42的对称轴线轴线偏离地碰到阀座并且随后首先碰到缺口75的下游。随后，该阀球进一步滑动到阀座中，这在图5c中通过虚线示出的阀球58
′
、58
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和58
“‘
示出。阀球58滑入到阀座中仅与非常小的磨损相关联，这种非常小的磨损不会导致限压阀42的不密封。而从图5c中用h标注的位置到未被保护的棱边80上的垂直碰撞(参见图5c中的右侧)可能导致棱边80的塑性变形并因此导致限压阀42的密封性减小。
[0087]
利用根据本发明的这种扩展方案的限压阀42能够在很大程度上且有意义地再现参照图4示出的测量结果。
[0088]
图6示出第三实施例。该第三实施例与前面的示例的区别在于，阀座面72不是锥形的，即不具有直截锥的形状，而是具有截球的形状，在这里是球面的一部分的形状，该球面的半径大于阀球58半径。该截球可以例如通过压印被引入到阀体68中。
[0089]
作为第四实施例，图7a示出燃料高压泵的处于新状态下的限压阀42。如在第三实施例(图6)中那样，阀座面72具有截球形的形状。该阀座面的半径略大于球形阀元件58的半径。相应地，截球形的阀座面72与球形阀元件58之间的处于接触线90上游的间隙63大于零(也就是说，例如大于1μm)并且尽可能小。在一个示例中，间隙63在最宽的部位处为b＝3μm宽。
[0090]
图7b示出了在阀座面72上出现了一定磨损之后的图7a中的限压阀42。可以看出，球形阀元件58被压入到阀座面72中，使得接触线90扩宽成接触面92，该接触面在图7b的示例中在阀座面72的几乎整个截球形区域上延伸。在新状态(图7a)与图7b中示出的磨损状态之间，限压阀24的密封直径仅略微变化，在理想情况下该密封直径保持相同。
[0091]
图7c示出在阀座面72上出现了进一步的磨损之后的图7a和7b中的限压阀42。
[0092]
能看出，球形阀元件58还稍微进一步地(然而仅相对较少地进一步)地压入到阀座面72中。在此，限压阀24的密封直径仅略微地变化；在理想情况下该密封直径保持相等。阀座面72的初始轮廓在图7c中仅还为了说明而示出。
[0093]
在该实施例的描述中，间隙63应设计得尽可能小，由此，在磨损体积小的情况下间隙63已经闭合，或者说接触线90扩宽成接触面92，使得该接触面尤其在阀座面72的整个截球形区域上延伸。然后，密封直径在每个磨损体积下仅还非常缓慢地变化。在磨损体积相同的情况下，在阀上的打开压力下降变小或甚至消失。