CN100420845C - 燃油泵和具有燃油泵的用于机动车内燃机的燃油供给设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆中设计为侧通道泵的燃油泵，其中，两个彼此同轴环绕的局部环形管道(21，22)通过连接管道(29)连接在一起。连接在局部环形管道(21，22)上的连接管道(29)的接头(33，34)这样设置，即使得在燃油泵的额定转速时各自都具有相同的压力。若转速降低到额定转速以下，燃油从径向外侧的局部环形管道(22)进入到径向内侧的局部环形管道(21)中。利用这种方法，通过径向内侧的局部环形管道(21)确保充足的输送功率。

Description

燃油泵和具有燃油泵的用于机动车内燃机的燃油供给设备
本发明涉及到一种燃油泵，这种燃油泵具有：与壳体部件相对设置的被驱动的叶轮；在叶轮上设置的彼此同轴环绕的限定叶片室的导叶的轮缘；与壳体部件中导叶的轮缘相对设置的用于输送燃油的局部环形管道；与局部环形管道连接的排出管道，其中叶片室的轮缘与局部环形管道构成径向的内侧输送室和径向的外侧输送室。此外本发明涉及到一种带有这种燃油泵的用于机动车内燃机的燃油供给设备，用于从燃油箱中汲取燃油并将燃油输送到内燃机。
这种类型的燃油泵在当今的机动车燃油供给设备中被经常地使用，并且在实践中为人熟知。在此燃油泵的输送室用于注满防旋流箱以及用于向机动车内燃机供应燃油。叶轮通常情况下固定在电动机的轴上并且在正常运行下以额定转速驱动。然而特别是在内燃机在较低温度下启动时经常不能可靠地达到额定转速，因为在此时电动机在低电压下运转并因此只有极少的功率输出。这导致了特别是在径向的内侧输送室中燃油泵的输送功率的极大减少。在这种最不利的情况下防旋流箱将不再被注满，并且对内燃机的燃油输送也被中断。
已经公开的燃油供给设备的另一个缺点是，叶轮必须在正常运行时不依赖于内燃机的燃油需求以额定转速持续地被驱动，从而使径向内侧输送室的输送功率不下降，因此燃油泵具有一个用于叶轮驱动的不必要的高的能量需求。
本发明的目的在于设计一种开头所述类型的燃油泵，这个燃油泵确保甚至在额定转速以下的低叶轮转速时内侧输送室的足够高的输送功率。此外，本发明的目的还在于提供一种具有这样的燃油泵的燃油供应设备，其在不同的叶轮转速时确保可靠的燃油输送。
根据本发明这样实现了首先提到的目的，即径向的外侧输送室与径向的内侧输送室通过连接管道连接。
利用这种设计，当径向的内侧输送室的内部压力下降时，燃油可以从径向的外侧输送室溢流到径向的内侧输送室。因为在低叶轮转速时，与在径向的内侧输送室相比在径向的外侧输送室中的输送功率下降地显著地少，由此确保了在两个输送室中燃油的可靠的输送。因此根据本发明的燃油泵可以在相应的少量的内燃机燃油需求时在没有燃油输送中断危险的情况下在额定转速以下的转速运行。
当连接管道设置在壳体部件中，并且与局部环形管道连接时，根据本发明的燃油泵的设计变得特别简单。
当连接管道设计为在壳体部件中设置的凹槽时，根据本发明的燃油泵的制造就需要特别少的费用。因为燃油泵的壳体部件大多数利用烧结法或者压铸法制造，所以连接管道可以通过非常简单地在结构上改变壳体部件的模具形状来产生。
当连接管道从叶轮的转动方向看从径向的外侧输送室指向径向的内侧输送室时，在径向的外侧输送室与径向的内侧输送室之间存在压力差时，可以可靠地确保径向的内侧输送室的燃油供给。因为在通常情况下在径向的外侧输送室的压力要大于在径向的内侧输送室中的压力并且随着其长度而上升，因而可以通过合适地选择连接到径向的外侧输送室的连接管道接头来简单地确保将径向的内侧输送室的压力设置为最低。
根据本发明的另一个有利的改进方案，当连接径向的内侧和径向的外侧输送室的连接管道的接头设置为使得在叶轮的额定转速时两个接头都具有相同的压力时，在额定转速时连接管道对输送室中流动的影响可以简单地避免。因为在低叶轮转速时，在径向的内侧输送室中的压力下降特别大，利用这个设计，径向的内侧输送室的压力仅在额定转速以下通过连接管道提高。
根据本发明的另一个有利的改进方案，当连接在径向外侧局部环形管道上的连接管道的始端部分以预定的角度α相对于穿过叶轮转动轴线的直线倾斜时，那么连接外侧输送室的连接管道的接头需要特别少的费用。
根据本发明的另一个有利的改进方案，当通向径向内侧局部环形管道中的连接管道的终端部分以预定的角度β相对于穿过叶轮转动轴线的直线倾斜时，那么连接内侧输送室的连接管道的接头需要特别少的费用。
根据本发明的另一个特别有利的改进方案，当角度α和/或角度β大约为45度时，在燃油溢流时可以在输送室中维持特别小的旋流。
根据本发明的另一个有利的改进方案，当连接管道具有在两个部分的环形管道之间同轴设置的中间部分时，连接管道的长度可以自由的选择，借此可以简单地调节内侧输送室里的最低压力。
根据本发明的另一个有利的改进方案，当叶轮在它与连接管道相对的区域具有光滑的表面时，因在叶轮上的摩擦而对在连接管道中流动的影响可以保持很小。
根据本发明的另一个有利的改进方案，当设计为凹槽的连接管道的深度大于宽度时，有助于进一步降低因在叶轮上的摩擦而对流动的影响。利用这种结构，叶轮与存在于连接管道中的媒质的接触面保持特别的小。
第二个提到的目的，即提供带有这种燃油泵的燃油供给设备并且在叶轮的不同转速下确保燃油的可靠输送，这个目的根据本发明这样被实现，即径向的外侧输送室与内燃机相连接以及径向的内侧输送室与设置在燃油箱内部的喷射泵相连接。
利用这种设计，燃油泵可以设计为仅仅用于满足内燃机的燃油需求，其中通过燃油泵的连接管道确保径向的内侧输送室有充足的燃油。与燃油输送设备相比，根据本发明的燃油供给设备设计的特别的成本低廉，其中在燃油输送设备中，喷射泵利用一个通向内燃机的管路的支管被供给燃油，而在本发明的燃油供给设备中，燃油泵的输送室通过连接管道连接。借助于本发明，根据本发明的燃油供给设备具有两个通过连接管道连接的级(输送级)，它们中的一个仅仅输送燃料到内燃机，而另一个仅仅输送燃油箱内部的燃油。
基于内燃机的燃油需求通过一个控制装置对驱动叶轮的电动机的功率进行调节，使根据本发明的燃油供给设备有一个特别小的能量需求。
本发明允许大量的实施例。为了阐述本发明的基本原理，附图中示出了其中的一个实施例并在以下对其进行进一步的描述。图中示出了：
图1具有根据本发明的燃油泵的燃油供给设备的示意图，
图2图1所示的燃油泵沿着线II-II的截面图。
图1示意性地示出了一个用于机动车内燃机2的燃油供给设备1，该设备具有一个在燃油箱3中设置的输送单元4。输送单元4具有在防旋流箱5中设置的燃油泵6，该燃油泵具有一个由电动机7驱动的泵级8。通过控制装置9向电动机7提供电流。由燃油泵6输送的燃油通过供给管道10到达内燃机2。供给管道10和电动机7的电线11穿过设置在燃油箱3中的法兰12引入。
泵级8设计为侧通道泵并且具有在两个壳体部件13，14之间可旋转设置的叶轮15以及两个输送室16，17。叶轮15抗扭地固定在电动机7的轴18上，并且叶轮具有由两个彼此同轴环绕的限定叶片室的导叶19，20的轮缘。叶片室与在壳体部件13，14上对面设置的局部环形管道21，22构成输送室16，17。径向的内侧输送室16将燃油从防旋流箱5输送到喷射泵23，而径向的外侧输送室17通过电动机7将燃油从防旋流箱5中输送到供给管道10中。喷射泵23通过一个预滤器24从燃油箱3中汲取燃油并将其输送到防旋流箱5中。输送室16，17各自贯穿叶轮15并且进而输送室具有在每个壳体部件13，14中设置的局部环形管道21，22。为了图示，在图1中旋转到图示面示出了在壳体部件13，14中的输送室16，17的进口25，26和排出口27，28。事实上局部环形管道21，22延伸的角度范围可达340°。
图2示出了在图1中示出的燃油泵6的泵级8的一个壳体部件14。在这种情况下，可以清楚地看出互相同轴环绕的局部环形管道21，22，环形管道设置在图1中示出的叶轮15的导叶19，20的轮缘的对面。箭头标明了叶轮15的转动方向。在图2中进一步的示出，局部环形管道21，22通过连接管道29互相连接。连接管道29被设计为在壳体部件14上设置的凹槽，其深度大于宽度。连接管道29具有一个与外侧的局部环形管道22连接的始端部分30和一个通向内侧的局部环形管道21的终端部分31。始端部分30和终端部分31通过一个平行的局部环形管道21，22设置的中间部分32连接。始端部分30以角度α相对于穿过叶轮15的旋转轴线的直线倾斜，终端部分31以角度β相对于穿过叶轮15的旋转轴线的直线倾斜。角度α和β的值各自例如是45°。
连接管道29被这样连接在局部环形管道21，22上，即连接局部环形管道21，22的连接管道29的接头33，34在叶轮15的额定转速时具有相同的压力。从而使在连接管道29中有一个压力平衡，这个压力平衡阻止燃油的流动。若叶轮15的转速降低到额定转速以下，在输送室16，17中和进而局部环形管道21，22中的泵压也会下降。在径向的内侧的局部环形管道21的压力下降要显著大于在径向外侧的局部环形管道22中的压力下降。这样的压力下降有可能导致如此的后果，即喷射泵23有可能不再可靠地泵吸作为工作介质的燃油。在此连接管道29这样进行补救，在径向内侧的输送室16中压力下降时燃油从径向外侧的输送室17分流，并且保持径向内侧的输送室16中的预定压力。从而使燃油供给设备1实现根据内燃机2的燃油消耗，通过控制装置9实现对电动机7的功率输出的控制。

Claims (22)

1. 燃油泵，具有：与壳体部件相对设置的被驱动的叶轮；在叶轮上设置的彼此同轴环绕的限定叶片室的导叶的轮缘；与壳体部件中的导叶的轮缘相对设置的用于输送燃油的局部环形管道；与所述局部环形管道连接的排出管道，其中叶片室的轮缘与局部环形管道构成径向的内侧输送室和径向的外侧输送室，其特征在于，所述径向的外侧输送室(17)与所述径向的内侧输送室(16)通过连接管道(29)连接。
2. 根据权利要求1所述的燃油泵，其特征在于，所述连接管道(29)设置在壳体部件(14)中并且与所述局部环形管道(21，22)连接。
3. 根据权利要求1所述的燃油泵，其特征在于，所述连接管道(29)被设计为在所述壳体部件(14)中设置的凹槽。
4. 根据权利要求2所述的燃油泵，其特征在于，所述连接管道(29)被设计为在所述壳体部件(14)中设置的凹槽。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的燃油泵，其特征在于，所述连接管道(29)从叶轮(15)的转动方向看从所述径向外侧的输送室(17)指向所述径向内侧的输送室(16)。
6. 根据权利要求1-4中任一项所述的燃油泵，其特征在于，连接所述径向内侧和径向外侧的输送室(16，17)的连接管道(29)的接头(33，34)设置为使得在所述叶轮(15)在额定转速时，所述两个接头(33，34)具有相同的压力。
7. 根据权利要求5所述的燃油泵，其特征在于，连接所述径向内侧和径向外侧的输送室(16，17)的连接管道(29)的接头(33，34)设置为使得在所述叶轮(15)在额定转速时，所述两个接头(33，34)具有相同的压力。
8. 根据权利要求1-4中任一项所述的燃油泵，其特征在于，连接在所述径向外侧局部环形管道(22)上的所述连接管道(29)的始端部分(30)以预定的角度α相对于穿过所述叶轮(15)的转动轴线的直线倾斜。
9. 根据权利要求5所述的燃油泵，其特征在于，连接在所述径向外侧局部环形管道(22)上的所述连接管道(29)的始端部分(30)以预定的角度α相对于穿过所述叶轮(15)的转动轴线的直线倾斜。
10. 根据权利要求6所述的燃油泵，其特征在于，连接在所述径向外侧局部环形管道(22)上的所述连接管道(29)的始端部分(30)以预定的角度α相对于穿过所述叶轮(15)的转动轴线的直线倾斜。
11. 根据权利要求7所述的燃油泵，其特征在于，连接在所述径向外侧局部环形管道(22)上的所述连接管道(29)的始端部分(30)以预定的角度α相对于穿过所述叶轮(15)的转动轴线的直线倾斜。
12. 根据权利要求8所述的燃油泵，其特征在于，通向所述径向内侧局部环形管道(21)的所述连接管道(29)的终端部分(31)以预定的角度β相对于穿过叶轮(15)的转动轴线的直线倾斜。
13. 根据权利要求9所述的燃油泵，其特征在于，通向所述径向内侧局部环形管道(21)的所述连接管道(29)的终端部分(31)以预定的角度β相对于穿过叶轮(15)的转动轴线的直线倾斜。
14. 根据权利要求10所述的燃油泵，其特征在于，通向所述径向内侧局部环形管道(21)的所述连接管道(29)的终端部分(31)以预定的角度β相对于穿过叶轮(15)的转动轴线的直线倾斜。
15. 根据权利要求11所述的燃油泵，其特征在于，通向所述径向内侧局部环形管道(21)的所述连接管道(29)的终端部分(31)以预定的角度β相对于穿过叶轮(15)的转动轴线的直线倾斜。
16. 根据权利要求12所述的燃油泵，其特征在于，所述角度α和/或者β是45°。
17. 根据权利要求15所述的燃油泵，其特征在于，所述角度α和/或者β是45°。
18. 根据权利要求17所述的燃油泵，其特征在于，所述连接管道(29)具有在所述局部环形管道(21，22)之间同轴设置的中间部分(32)。
19. 根据权利要求18所述的燃油泵，其特征在于，所述叶轮(15)在它与所述连接管道(29)相对的区域中具有光滑的表面。
20. 根据权利要求19所述的燃油泵，其特征在于，所述设计为凹槽的连接管道(29)的深度大于宽度。
21. 用于机动车内燃机的燃油供给设备，其具有一个根据前述权利要求中的任一项所述的燃油泵，用于从燃油箱中汲取燃油并将燃油输送到内燃机中，其特征在于，所述径向外侧输送室(17)与内燃机(2)相连接，所述径向内侧输送室(16)与设置在所述燃油箱(3)中的喷射泵(23)相连。
22. 根据权利要求21所述的燃油供给设备，其特征在于，根据所述内燃机(2)的燃油需求，控制装置用于调节驱动所述叶轮(15)的电动机(7)的功率。
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