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技术领域

本发明的一方面涉及用于燃烧发动机中的，特别地驱动车辆的柴油发动机的单体 泵，并且涉及包括该单体泵的燃烧发动机。本发明的又一方面涉及用于将单体泵安装到燃 烧发动机上的零件套件。本发明的又一方面涉及用于将单体泵安装到燃烧发动机的方法和 计算机程序。

背景技术

至今人类的主要担忧之一是全球变暖，全球变暖描述了地球气候系统的平均温度 中观察到的百年尺度的升高。研究显示了升高的温度和二氧化碳(CO₂)的升高排放之间相 关性。其中CO₂由于化石燃料的燃烧被释放，因此大量的CO₂排放由于车辆中使用的燃烧发动 机而造成。作为结果，车辆制造商认真地检索了用于降低CO₂排放的方式。车辆重量的减轻 是降低CO₂排放的一种有希望的方式。在该方面，为用于汽油和柴油发动机中的喷射泵的特 定类型的单体泵被认为对降低CO₂排放具有重要贡献。单体泵为共轨系统的部分，并且为与 燃料泵分开的附加泵。单体泵主要用于在由燃料泵递送的燃料被相应的喷射器喷射到指定 燃烧发动机的汽缸中之前压缩所述燃料。一个单体泵如在传统柴油发动机中的高压燃料泵 那样压缩喷射到所有汽缸的燃料。单体泵由凸轮轴或曲轴经由挺杆驱动，并且可定位在燃 烧发动机的发动机机体的任何适当位置处，发动机机体通常形成有汽缸盖。

通常已知的用于降低CO₂排放的概念是所谓的减小尺寸，其中主要降低汽缸容量 而不降低相应的发动机的功率。而且，汽缸的数量也可被减少，因此仅具有三个汽缸的发动 机近期可获得。由于大部分发动机基于四个汽缸，因此发动机机体需要被重新设计，这是繁 琐的。为了避免重新设计包括四个汽缸的发动机机体，可使用汽缸筒，但是仅其中三个被装 备有活塞。单体泵可被插入剩余的汽缸筒中，并被固定在汽缸盖上。特别地，在后一种情况 下，单体泵不需要任何外壳，因此它们的重量可被降低。而且，单体泵由发动机机油润滑而 不是如在传统柴油发动机中通过燃料自身。因而，不需要通过燃料润滑，因此可降低低压下 燃料泵上的负载。这两个事实导致降低CO₂排放。

而且，通过将单体泵整合到汽缸或发动机壳体中，并且通过使用燃烧发动机的曲 轴或凸轮轴用于促动单体泵，可实现非常紧凑并且空间节省的设计。

通常，挺杆与单体泵可释放地连接，并且可抵抗预张紧装置的预张紧力而相对于 单体泵移动。取决于结构，预张紧装置由凸轮轴或曲轴预张紧。在燃烧发动机装配时，挺杆 必须被放置在位，其中预张紧装置在凸轮轴或曲轴被转动在位以接替预张紧装置的预张紧 之前被预张紧。为此，需要曲轴或凸轮轴已经被安装在燃烧发动机上。为了将挺杆保持在所 描述的位置中，已知的装配流水线包括特别设计的推压装置。除了该特定的并且因而昂贵 的设计，该推压装置很难操作，特别地优于到汽缸的进口被曲轴和/或凸轮轴阻挡这一事 实。

发明内容

因而本发明的一方面的目的是提供便于将单体泵安装在燃烧发动机上的单体泵 和燃烧发动机。本发明的又一方面是提供一种用于装配相应的燃烧发动机的方法。

该目的通过包括权利要求1的特征结构的单体泵、通过根据权利要求4的燃烧发动 机、根据权利要求7的零件套件、根据权利要求8的方法和根据本发明的计算机程序达到。本 发明的优选实施例是从属权利要求、下面的说明书和附图的主题。

相应的燃烧发动机包括由汽缸或发动机壳体形成的汽缸，可固定到汽缸或发动机 壳体用于压缩由燃料泵递送的燃料单体泵，用于将由燃烧发动机提供的功率传递到车辆的 功率消耗单元的曲轴，和用于控制喷射到汽缸中的燃料的燃烧的凸轮轴。根据一个实施方 式的单体泵包括与曲轴或凸轮轴相互作用以促动单体泵的挺杆，挺杆设置有第一固定区 段，第一固定区段与固定器件相互作用以在将单体泵安装到发动机时或在燃烧发动机装配 时将挺杆相对于汽缸或发动机壳体定位。第一固定区段设计用于与固定器件相互作用，以 在曲轴或凸轮轴准备用于与挺杆相互作用时使挺杆可被相对于汽缸或发动机壳体定位在 期望位置中持续一定时间段。凸轮轴还是曲轴与挺杆相互作用取决于燃烧发动机的所选的 结构。本发明的单体泵的设计能够使单体泵在燃烧发动机被提供具有曲轴或凸轮轴之前安 装在汽缸或发动机壳体上。当在该装配状态中的曲轴或凸轮轴不阻挡进入汽缸或发动机壳 体的入口时，单体泵的安装被明显地促进。而且，不再需要使用昂贵的推压装置，以使用于 装配流水线的成本可被降低。除此之外，单体泵可在预装配台被安装到汽缸或发动机壳体， 以使物流管理和装配过程更灵活并且因而更有效。

在另一个实施例中，第一固定区段包括凹部和/或突出部，用于提供与固定器件的 形状锁合。凹部和突出部易于提供，因此用于实施本发明的概念的附加成本可控。而且，凹 部和突出部可以这样的方式提供：它们非常可靠并且耐久。提供用于通过突出部和凹部将 挺杆保持在装配位置的形状锁合是简单的任务，因此装配过程中的失误率非常低。

在又一实施方式中，固定器件与第一固定区段可释放地接合。固定器件可在曲轴 或凸轮轴接替预张紧装置的预张紧之后被去除，并且被用在另一燃烧发动机的装配中。固 定器件可再使用，并且因而可持续。

该目的还通过燃烧发动机，特别地驱动车辆的柴油发动机的实施例达到，该燃烧 发动机包括由汽缸或发动机壳体形成的汽缸，汽缸或发动机壳体包括第二固定区段，该第 二固定区段与固定器件相互作用，以在将单体泵安装在燃烧发动机上时，将根据之前提出 的一个实施例的单体泵的挺杆相对于汽缸或发动机壳体定位。通过燃烧发动机的该实施例 获得的优点和技术效果与针对本发明的单体泵描述的相同。特别地，燃烧发动机的装配被 促进，因为其可能在安装凸轮轴或曲轴之前将单体轴连接到汽缸或发动机壳体，因此后者 不阻挡进入汽缸或发动机壳体的入口。

在另一个实施例中，第二固定区段包括凹部和/或突出部，用于提供与固定器件的 形状锁合。凹部和突出部易于提供，因此用于实施本发明的概念的附加成本可控。而且，凹 部和突出部可以这样的方式提供：它们非常可靠并且耐久。提供用于通过突出部和凹部将 挺杆保持在装配位置的形状锁合是简单的任务，因此装配过程中的失误率非常低。

在又一实施方式中，固定器件与第二固定区段可释放地接合。固定器件可在曲轴 或凸轮轴接替预张紧装置的预张紧之后被去除，并且被用在另一燃烧发动机的装配中。固 定器件可再使用，并且因而可持续。

本发明的目的还通过用于将单体泵安装在燃烧发动机上的零件套件达到，该零件 套件包括根据前面提出的一个实施例的单体泵，根据前面提出的一个实施例的燃烧发动 机，和在单体泵安装在燃烧发动机上时与单体泵的第一固定区段以及燃烧发动机的第二固 定区段相互作用以将挺杆相对于汽缸或燃烧发动机壳体定位的固定器件。

通过该用于将单体泵安装在燃烧发动机上的零件套件获得的优点和技术效果与 针对本发明的单体泵和这样的燃烧发动机描述的相同。特别地，燃烧发动机的装配被促进， 因为其可能在安装凸轮轴或曲轴之前将单体轴连接到汽缸或发动机壳体，因此后者不阻挡 进入汽缸或发动机壳体的入口。

该目的还通过用于装配燃烧发动机的方法的实施例达到，所述方法包括以下步 骤：

提供与单体泵分离的挺杆，

将挺杆放置在相对于汽缸或发动机壳体的装配位置中，

通过将固定器件定位而将挺杆固定在装配位置中，以使它们与固定区段相互作 用，

将单体泵或挺杆提供具有预张紧装置，并且

通过将单体泵连接到汽缸或发动机壳体而将单体泵与挺杆连接，由此预张紧所述 预张紧装置。

通过该用于装配燃烧发动机的方法获得的优点和技术效果与针对本发明的单体 泵和这样的燃烧发动机描述的相同。

在本方法的又一开发中，燃烧发动机还包括用于将由燃烧发动机提供的功率传递 到车辆的功率消耗单元的曲轴，和用于控制喷射到汽缸中的燃料的燃烧的凸轮轴，所述方 法进一步包括以下步骤：

将曲轴或凸轮轴安装在燃烧发动机上，

将曲轴或凸轮轴转动在位，其中其与挺杆相互作用，以将挺杆固定在装配位置中， 和

将固定器件从固定区段去除。

在该实施例中，燃烧发动机的装配被促进，因为其可能在安装凸轮轴或曲轴之前 将单体轴连接到汽缸或发动机壳体，因此后者不阻挡进入汽缸或发动机壳体的入口。

在本发明的方法的另一实施例中，在第一位置中执行以下步骤：提供与单体泵分 离的挺杆，将挺杆相对于汽缸或发动机壳体放置在装配位置中，通过将固定器件定位将挺 杆固定在装配位置值以使它们与固定区段相互作用，将单体泵或挺杆提供具有张紧装置， 和通过将单体泵连接到汽缸或发动机壳体而将单体泵与挺杆连接由此预张紧所述预张紧 装置，在与第一位置不同的第二位置中进行以下步骤：将曲轴或凸轮轴安装在燃烧发动机 上，将曲轴或凸轮轴转动在位，其中其与挺杆相互作用以将挺杆固定在装配位置中，和将固 定器件从固定区段去除。因而可能在至少两个不同的位置中进行燃烧发动机的装配过程。 由此物流管理优点可实现，因为供应商可能已经将单体泵安装在汽缸或发动机壳体上，而 曲轴和凸轮轴由汽车制造商安装在燃烧发动机上。

该目的还通过用于将根据之前提出的一个实施例单体泵安装在根据之前提出的 一个实施例的燃烧发动机上的计算机程序的实施例达到，所述计算机程序包括指令，当所 述指令被实行时，引起计算机实行以下步骤：

提供与单体泵分离的挺杆，

将挺杆放置在相对于汽缸或发动机壳体的装配位置中，

通过将固定器件定位而将挺杆固定在装配位置中，以使它们与固定区段相互作 用，

将单体泵或挺杆提供具有预张紧装置，并且

通过将单体泵连接到汽缸或发动机壳体而将单体泵与挺杆连接，由此预张紧所述 预张紧装置。

通过该用于装配燃烧发动机的方法获得的优点和技术效果与针对本发明的单体 泵和这样的燃烧发动机以及拥有装配燃烧发动机的方法描述的相同。

在计算机程序中，燃烧发动机还包括用于将由燃烧发动机提供的功率传递到车辆 的功率消耗单元的曲轴，和用于控制喷射到汽缸中的燃料的燃烧的凸轮轴，所述计算机程 序进一步包括以下步骤：

将曲轴或凸轮轴安装在燃烧发动机上，

将曲轴或凸轮轴转动在位，其中其与挺杆相互作用，以将挺杆固定在装配位置中， 和

将固定器件从固定区段去除。

在该实施例中，燃烧发动机的装配被促进，因为其可能在安装凸轮轴或曲轴之前 将单体轴连接到汽缸或发动机壳体，因此后者不阻挡进入汽缸或发动机壳体的入口。

一种用于将单体泵安装在燃烧发动机上的计算机程序，所述计算机程序包括指 令，所述指令在被实行时，引起计算机实行以下步骤：

提供与单体泵分离的挺杆，

将挺杆放置在相对于汽缸或发动机壳体的装配位置中，

通过将固定器件定位而将挺杆固定在装配位置中，以使它们与固定区段相互作 用，

将单体泵或挺杆提供具有预张紧装置，并且

通过将单体泵连接到汽缸或发动机壳体而将单体泵与挺杆连接，由此预张紧所述 预张紧装置。

其中，燃烧发动机进一步包括：

曲轴，用于将燃烧发动机提供的功率传动到车辆的功率消耗单元，和

凸轮轴，用于控制喷射到汽缸中的燃料的燃烧，

所述计算机程序进一步包括以下步骤：

将曲轴或凸轮轴安装在燃烧发动机上，

将曲轴或凸轮轴转动在位，其中其与挺杆相互作用，以将挺杆固定在装配位置中， 和

将固定器件从固定区段去除。

附图说明

本发明被参照附图通过一个实施例来详细描述。附图的描述公开了本发明的其他 目的、优点、特征结构和应用。

图1是本发明的单体泵的一个实施例的示意图，并且

图2-8是穿过燃烧发动机的汽缸的剖视图，其中装配过程的不同步骤被以示意图 显示，

图9给出了由计算机程序实行的方法和步骤的流程图。

附图标记说明

10单体泵

12泵压头

14挺杆

16预张紧装置

18辊轴

20第一固定区段

22第一凹部

24汽缸

26壳体

28第二固定区段

30第二凹部

32中心筒

34第一端

36第二端

38固定器件

40上表面

42曲轴

44凸轮轴

46偏心部分

48下表面

A箭头

L纵向轴线

R旋转轴线

具体实施方式

图1中显示了本发明的单体泵10的一个实施例。单体泵10包括与挺杆14相互作用 的泵压头12。预张紧装置16，例如弹簧，在挺杆14和泵压头12之间提供沿纵向轴线L作用的 张紧力。在操作中，挺杆14可抵抗预张紧力和通过预张紧力沿纵向轴线L移动，而泵压头12 静止。挺杆14包括可旋转地安装在挺杆14上的辊轴18。挺杆14被进一步提供有第一固定区 段20，其被实施为第一凹部22。

图2到7为穿过燃烧发动机(未示出)的汽缸24的剖视图。所述图示意性地显示了装 配过程的不同步骤。图2中展示了装配过程的第一步。燃烧发动机的汽缸24由汽缸或发动机 壳体26形成。汽缸或发动机壳体26被提供有第二固定区段28，其被实施为第二凹部30。而 且，汽缸或发动机壳体26具有中心汽缸筒32，中心汽缸筒32具有第一端34和第二端36。由于 减小尺寸的原因，中心汽缸筒32可以是燃烧发动机的没有装备有活塞、阀等来执行燃烧过 程的汽缸筒。已有的汽缸筒可被用于布置单体泵，方式为其挺杆可由曲轴驱动，曲轴通常布 置为与汽缸盖相对，即在第一端34处。如最初说明的，减小尺寸还包括减少汽缸的数量。包 括例如四个汽缸和四个汽缸筒的燃烧发动机可被使用，但是仅其中的三个被装备有活塞、 阀等来执行燃烧过程。剩余的第四汽缸和相应的中心筒32，即汽缸筒，可被用于布置单体泵 10。由于用于车辆的大部分燃烧发动机包括四个汽缸，减少为三个汽缸不需要构建新的发 动机机体。而且，没有被用于执行燃烧过程的汽缸筒被用于布置单体泵10，因此不需要附加 的孔或其他固定区段。该概念不限于特定数量的汽缸。

挺杆14与单体泵10分离，并且被相对于汽缸或发动机壳体26通过固定器件38固定 在装配位置中。固定器件38可以是杆状，因此可使用螺栓。为了将挺杆14固定在装配位置 中，固定器件38被引入到第一和第二固定区段20,28中。在装配位置中，至少挺杆14的辊轴 18突出于第一端34。

而且，挺杆14可具有两个第一固定区段20，并且汽缸或发动机壳体26可具有两个 第二固定区段28，因此固定器件38可以是U型形状，以同时将固定器件38引入到第一和第二 固定区段20,28中。

在如图3中所示的装配过程的下一步骤中，泵压头12和预张紧装置16被经由第二 端36引入到汽缸或发动机壳体26的中心筒32中。随后，泵压头12被通过没有进一步显示(图 4)的固定器件固定到汽缸或发动机壳体26。当挺杆14被固定在装配位置中时，预张紧装置 16被压缩，以使固定器件必须被抵抗由预张紧装置16施加的由箭头A指示的预张紧力而被 紧固。如从图3明显的是，第一凹部相对于固定器件38略微尺寸过大。作为结果，挺杆14在泵 压头12被固定到汽缸或发动机壳体26时，略微被朝向第一端34推压。固定器件38现在抵靠 第一凹部32的上表面40。

之前描述的步骤可被在第一位置中进行，而随后的步骤可被在第二位置中进行， 燃烧发动机可被同时输送到该第二位置。

图5中显示了装配过程的下一步骤，其中曲轴42或凸轮轴44被安装到燃烧发动机 上。曲轴42或凸轮轴44可围绕旋转轴线R旋转。旋转轴线R垂直延伸穿过纵向轴线L。其取决 于燃烧发动机的设计，但是，无论曲轴42还是凸轮轴44与单体泵10相互作用，下面的步骤都 可被进行，而与所选的设计无关。凸轮轴44和曲轴42二者都具有偏心部分46。凸轮轴44和曲 轴42被安装为使得偏心部分46最初不接触挺杆14。之后，曲轴42或凸轮轴44被转动使得偏 心部分46接触挺杆14的辊轴18(图6)。在所示的示例中，曲轴42或凸轮轴44被围绕旋转轴线 R顺时针转动。曲轴42或凸轮轴44被转动得越远，挺杆14被移动朝向泵压头12越多，由此抵 消由预张紧装置16施加的预张紧力。因而固定器件不再抵靠第一凹部的上表面40，并且现 在可容易地被去除。挺杆14相对于汽缸或发动机壳体26的位置现在完全由曲轴42或凸轮轴 44的旋转位置管理。单体泵10和曲轴42或曲柄44现在被完全安装并且准备操作(图7)。

在图8中，凸轮轴44或曲轴42处于一旋转位置中，在该位置中，旋转轴线R和偏心部 分46的顶部之间的线(未示出)几乎延伸穿过纵向轴线L。在该旋转位置中，挺杆14几乎被最 大地推压朝向第二端36。但是，紧固器件没有被去除。现在，紧固器件抵靠第一凹部的下表 面40，因此挺杆14不再可能进行轴向移动。因此防止曲轴42或凸轮轴44的进一步的旋转。被 阻挡的凸轮轴44或曲轴42可被用作固定器件没有被错误地去除以确保适当装配的指示器。 凸轮轴44或曲轴42必须沿相反方向，即逆时针方向转动，以将固定器件去除(参见图6)。

图9给出了由计算机程序实行的方法和步骤的流程图。步骤1(S1)是提供与单体泵 (10)分离的挺杆(14)的步骤，步骤2(S2)是将挺杆(14)相对于汽缸或发动机壳体(26)放置 在装配位置中并且将挺杆(14)通过定位固定器件(38)而固定在装配位置中以使它们与固 定区段(20,28)相互作用的步骤，步骤3(S3)是提供具有预张紧装置(16)的单体泵(10)或挺 杆(14)的步骤，S4是通过将单体泵(10)连接到汽缸或发动机壳体(26)来将单体泵(10)与挺 杆(14)连接，由此预张紧该预张紧装置(16)的步骤，S5是将曲轴(42)或凸轮轴(44)安装到 燃烧发动机上的步骤，S6是将曲轴(42)或凸轮轴(44)转动到其中其与挺杆(42)相互作用以 将挺杆(14)固定在装配位置中的位置的步骤，S7是将固定器件(38)从固定区段去除的步 骤。这些步骤被以优选顺序给出，但是图8不应被理解为所述方法和计算机程序的相应实施 例被限制于该顺序。

虽然已经在前面发明内容和具体实施方式中提出了一个示例性实施例，但是应意 识到存在大量的变形形式。还应意识到，该示例性实施例仅为示例，并且不旨在以任何方式 限制范围、应用或结构。而且，前面的发明内容和具体实施方式将提供给本领域技术人员实 施至少一个示例性实施例的便利的路径图，应可理解，可在示例性实施例中描述的元件的 功能和布置方面做出多种改变，而不偏离所附权利要求及其法律等同物中提出的范围。