CN101529076A - 燃料输送模块 - Google Patents

Abstract

一种燃料输送模块(1)，包括大致燃料密封的壳体(2)，该壳体具有燃料入口(14)及至少一个燃料出口(16)，位于限定在所述壳体内的第一室(8)中的燃料泵(30)，所述燃料泵包括电动机(35)以及传动地连接至所述电动机用于将燃料从所述燃料入口泵送至所述燃料出口的容积泵组件(211)，所述壳体至少大部分由塑料材料形成。在所述第一室的高压区域内，电导体(200)可连接至所述电动机，所述电导体布置成在从低压区域离开所述壳体之前，在所述壳体的壁区域(202)内从所述第一室(8)的高压区域(50)延伸到所述低压区域。

Description

燃料输送模块

技术领域

本发明涉及用于运输工具的燃料输送模块。

背景技术

通常，通过燃料泵将燃料从运输工具的燃料箱输送至发动机的燃料系统。燃料输送回路通常还包括位于燃料泵下游的燃料过滤器，以及用于调节泵下游的燃料压力的燃料压力调节器。诸如摩托车、小型摩托车和雪地车的小型车辆，以及诸如水上摩托的小型船只通常依赖于较简单的燃料输送系统，其通常利用重力将燃料从燃料箱输送至发动机的燃料系统(例如，一个或更多汽化器)。在这种小型运输工具应用中，通常使用燃料喷射系统来替代汽化器，相较于简单的重力送料所能提供的燃料压力，这要求更高的燃料压力。此外，封装约束以及燃料箱的可选布置可能会导致在燃料箱与发动机的燃料系统之间不能提供足够的重力压头以允许使用燃料输送的这种重力送料方法。

通常，在诸如客车或卡车的大型运输工具中，燃料泵被设置在燃料箱内，并且由于燃料箱的总容积以及运输工具的尺寸，燃料输送系统的尺寸、重量以及封装并不受到特别的约束。但是，在小型运输工具应用中，燃料箱较小的容积以及难以接近燃料箱的内部，使得将燃料泵布置在燃料箱内是极为不利的，因为这将导致燃料箱的总燃料容量大大减小，以及困难的装配和维护步骤。此外，严苛的封装及重量约束将对在这种应用中使用的直列式燃料输送部件的设计、尺寸及重量构成限制，导致通常用于大型运输工具(诸如，客车)的系统并不适用。此外，因为上述小型运输工具的成本较低，制造及装配燃料输送系统的成本变得更为关键。

为了改进燃料输送，在例如US3658444中提出了一种燃料输送模块，其包括具有燃料入口及至少一个燃料出口的燃料密封壳体、位于限定在壳体内的第一室内的燃料泵，该燃料泵包括电动机以及被传动连接至电动机用于将燃料从燃料入口泵送至所述燃料出口的容积泵组件，该壳体至少大部分由塑料材料形成，其中，用于将电能供应至电动机的一个或更多电导体通过包围或邻近第一室低压区域的壳体的壁区域向外延伸出，以便能够连接至电连接器。

现有的燃料输送模块仍然存在一些缺陷，诸如，装配过程过于复杂及一些密封问题。

发明内容

为了改进上述燃料输送模块，本发明提供了一种燃料输送模块，其特征在于，在第一室的高压区域内，电导体可连接至电动机，优选地，该一个或更多个电导体在从所述低压区域离开壳体之前被布置成在该壳体的壁区域内从该第一室的高压区域延伸到所述低压区域，由此从该高压区域在该一个或更多个电导体周围泄漏的任何燃料都将排入该第一室的低压区域，从而避免了燃料泄漏至该壳体的外部。优选地，该壳体外模成形(over-moulded)在电导体上。这避免了围绕该导体的复杂密封方法的需求，由此在装配过程中节省了成本及时间。

优选地，所述第一室大致为圆柱状或管状。优选地，至少限定第一室的壳体部分是由塑料材料形成。整个壳体也可由塑料材料形成。

优选地，容积泵组件包括第一及第二泵外壳部分，在两者之间限定有泵送室，其中可转动地安装有推动器，该推动器可与电动机的输出轴接合并由此可转动。所述第一及第二外壳部分之一可包括该壳体端盖的部分，并可与其一体形成。泵可以是诸如在美国专利申请08/080248中所描述的转子型容积泵。

用于机动车的常规燃料泵包括装入在圆柱状外壳内的电动机以及容积泵组件，该外壳包括在电动机及泵组件的端部上填隙或滚压的滚压金属罩以将部件保持就位。为了易于装配并减轻重量，希望使用塑料壳体来保持和装入电动机及泵组件。但是，塑料材料通常会吸收燃料并因此膨胀，导致难以保持足够的轴向负载作用于泵组件以确保正常运转。

在本发明的一个实施例中，偏压装置设置在第一室内用于将第一及第二泵外壳部分偏压在一起，以确保泵组件的正常运转。优选地，所述偏压装置包括压缩弹簧。优选地，偏压装置设置在电动机与第一室远离所述泵组件的端部之间，由此电动机被推向泵组件，以将泵组件的第一及第二部分偏压在一起。可在电动机与第一室的该端部之间设置中间间隔装置。

通过使用塑料壳体来替代金属罩，以及增加偏压装置以在推动器上施加轴向负载，则无论壳体因燃料吸收和/或热效应的膨胀情况如何，均可确保泵的正常运转。

如上所述，封装约束导致难以布置燃料输送系统的各个部件以及使它们互连，例如燃料泵、燃料过滤器以及压力调节器。

因此，根据本发明的优选实施例，可将燃料过滤器和/或燃料压力调节器设置在壳体内。在一个实施例中，燃料过滤器可设置在限定于壳体内的第二室中，该第二室与第一室流体连通，由此该第二室适于容纳燃料过滤器，并设置有可拆卸的闭合装置以允许燃料过滤器的更换，其中壳体的燃料出口与该第二室连通。该可拆卸的闭合装置可由壳体的可拆卸端盖形成。优选地，燃料出口形成在壳体的该可拆卸端盖中。

优选地，燃料过滤器布置在第二室内，使得从第一室进入第二室的燃料在流出燃料出口之前必须通过过滤器。

可在第一与第二室之间设置单向阀，以允许燃料从第一室流向第二室，同时防止燃料从第二室流向第一室。

燃料压力调节器可设置在限定在壳体内的第三室内，该第三室与第二室流体连通，并提供有燃料排放出口，燃料调节器控制该第二室与燃料排放出口之间的连通，以仅当第二和/或第三室内的燃料压力超过预定阈值时允许燃料从第二室流向排放出口。在一个实施例中，该第二及第三室均具有纵向轴线，第二室的纵向轴线与第三室的纵向轴线大致共轴，并且第二及第三室的纵向轴线大致与第一室的纵向轴线平行。在替代实施例中，燃料过滤器及燃料压力调节器两者均可在壳体内设置在燃料泵的一个端部处或附近。

因此，本发明的优选实施例提供了一种集成模块，其包括容纳燃料输送系统主要部件的单一壳体，该壳体紧凑、轻便、易于制造并牢固耐用以满足小型运输工具应用的要求。尽管燃料泵、燃料过滤器及压力调节器被描述为位于分开的室内(尽管互连)，但可以设想的是，可将两个或更多这样的部件设置在壳体内的共同室内。

用于机动车的电动燃料泵通常包括金属外壳或罩、位于罩内一端的泵、位于罩内另一端的端部壳体、以及在罩内位于泵与端部壳体之间的电动机。电动机包括支撑在罩上以绕其纵向中心线旋转的电枢以及围绕电枢的磁组件，该磁组件包括位于泵与端部壳体之间的管形圆柱状通量载体(flux carrier)及成对永久场磁体。电流通过端部壳体上的电刷被导向电枢，该电刷在与罩的纵向中心线垂直的平面内支承抵靠电枢上的换向器。

为了相对于电刷围绕通量载体的内表面成角度地正确定位磁体，公知的是设置间隔构件和弹性构件，该间隔构件可位于相邻的场磁体之间，用于限定场磁体之间正确的分隔，且该弹性构件在与间隔构件相对的一侧布置在磁体之间。专利文献US 3,391,063中公开了上述布置。但是，这样的公知布置包括数个需要依次组装的小型部件，从而导致缓慢而费力的装配步骤。

因此，有利地，提供了一种用于燃料泵的电动机组件，该电动机组件包括被支撑以在管状铁磁的通量载体内旋转的转子、位于该通量载体的内壁上且符合该内壁的曲率的多个场磁体、设置在电动机组件一端处的支撑构件，该支撑构件具有从其伸出的多个细长间隔构件，每个间隔构件均布置为在通量载体与转子之间延伸并位于电动机的相邻的成对场磁体之间，该间隔构件中至少一者具有形成在其内的细长孔或槽，其大致与间隔构件的纵向中心线共轴或平行布置，以允许该至少一个间隔构件的至少一部分沿与该纵向轴线垂直的周向方向弹性收缩，以相对于场磁体提供周向偏压力，由此相对于通量载体的内表面精确定位场磁体。

优选地，多个间隔构件中每一者均设置有细长孔或槽。优选地，至少一个间隔构件的中心区域具有大于其端部区域的周向宽度，由此各个定位指部的中心区域可在插入相邻场磁体之间的过程中沿周向弹性收缩，以提供周向偏压力从而相对于通量载体的内表面将场磁体保持在适当的位置。

优选地，支撑构件为电刷提供支撑，该电刷被设置成与转子上的换向器配合从而向转子供电。

附图说明

将参考附图，通过仅作为示例的方式描述本发明的优选实施例，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的燃料输送模块的透视图；

图2是图1的模块沿线A-A所取的剖视图；

图3是图1的模块的部分剖开透视图；

图4a是图1模块的电动机组件的透视图；

图4b是图4a的电动机组件的分解图；

图4c是图4a的电动机组件的一部分的立体图；

图5是图1的模块沿线B-B所取的剖视图；

图6是根据本发明的第二实施例的燃料输送模块的纵向剖视图；以及

图7是图6的模块的部分剖视透视图。

具体实施方式

图1至图5示出了用于将燃料从诸如摩托车、小型摩托车、小型船只或雪地车的小型运输工具的燃料箱供应到运输工具发动机的燃料输送模块1。图6及图7示出了根据第二实施例的燃料输送模块1，主要在燃料泵30、燃料过滤器60以及燃料压力调节器90在壳体内的布置方面与第一实施例不同。将使用相同的参考数字来描述两个实施例每一者中相应的特征。

参考图1至图5，根据本发明的燃料输送模块1包括壳体，该壳体包括中空主体2，其具有可释放地紧固至主体2的相应端部以形成封闭的燃料密封组件的第一及第二端盖4、6。壳体限定了适于容纳燃料泵30的第一室8，适于容纳燃料过滤器60的第二室10，以及适于容纳燃料压力调节器90的第三室12。壳体由塑料材料形成。

燃料入口14设置在壳体的第一端盖4上，其与第一室连通以将低压燃料从运输工具燃料箱供应至燃料泵30。燃料出口16设置在第二端盖6上，其与燃料过滤器60下游的第二室连通以用于向运输工具发动机的燃料系统供应高压燃料。排放出口18设置在第一端盖4上，其与燃料入口间隔开，并与燃料压力调节器90下游的第三室12连通以使多余的燃料返回燃料箱。

共同作用的可释放紧固装置20设置在端盖4、6以及壳体主体2上，以可释放地将端盖4、6紧固至壳体的主体2。如图2所示，O形环密封件5设置在壳体主体2与端盖4、6之间以防止燃料泄漏。

壳体的第一室8适于容纳燃料泵30。燃料泵30包括容积泵组件21，其包括第一及第二泵外壳半体22、24，在两者间限定有容纳推动器26的泵送室。推动器26安装在电动机组件35的转子的输出轴上以被可转动地驱动，由此将燃料从第一室8邻近燃料入口14的低压区域40泵送至第一室8位于泵组件21下游的高压区域50。燃料滤网28设置在第一室8中泵组件21的上游。

为了确保泵组件21的正确运转，压缩弹簧32设置在电动机组件35与第一室8的端壁34之间，以相对于泵组件21偏压电动机组件35，由此将两个泵外壳半体22、24压在一起，从而无需滚压金属罩来提供部件所需的精确轴向对齐，其中该端壁34限定了第一室8与第二室10之间边界。因此，燃料模块的制造和装配变得更加容易，并且可发生因吸收燃料及/或温度变化而导致的燃料模块的壳体及其他部件的任何膨胀，而不会影响燃料泵的性能。

单向阀36设置在位于第一室8和第二室10之间的端壁34中，用于允许燃料从第一室8流向第二室10，并防止燃料从第二室10向第一室8回流。

如图2及图3所示，燃料过滤器60位于第二室10内以在来自第一室8的燃料通过燃料出口16出去之前对燃料进行过滤。为此，燃料出口16的延伸部62从端盖6伸入第二室10以进入位于燃料过滤器60一端中的孔64。

在需要时，可通过可释放紧固装置20方便地拆卸壳体的端盖6来更换过滤器60。

第二室10经由细长的燃料通路70与第三室12连通。燃料压力调节器90布置在第三室12中位于燃料通路70与排放出口18之间，以允许燃料在燃料泵30下游的燃料压力超过预定阈值时流向排放出口。燃料压力调节器90在技术上是常规的，因此无需详述。

如图4a、图4b及图4c所示并参考图2，电动机组件35包括转子或电枢100，其具有多个周向间隔的电动机绕组102以及换向器部分104。一对碳刷106支撑在电动机组件35的基体108中以向电动机绕组102输送电能。

圆柱状铁磁管形式的通量载体110安装在基体108上以包围电枢100。通量载体110的一端支承抵靠基体108上的突缘，而通量载体110的另一端支承抵靠泵外壳的一个半体24的端面。

一对永磁体112、114同心地布置在通量载体110与电枢100之间。为了围绕电枢100精确地布置磁体112、114，基体部分设置有与其一体形成并从其伸出的一对定位指部116、118，该对定位指部在通量载体110与电枢100之间延伸，由此相对于基体108将磁体112、114正确地定位在通量载体110的内表面上。

为了精确地将磁体112、114布置在通量载体110的内表面上并将其保持在该位置，每个定位指部116、118的中心区域具有大于其端部区域的周向宽度，并且每个定位指部116、118均设置有大致沿其细长中心线行进的细长轴向槽120、122，由此在插入过程中在磁体112，114之间的每个定位指部116、118的中心区域能够沿周向方向被弹性压缩，由此提供周向偏压以相对于通量载体110的内表面将磁体保持在适当位置。

相较于需要插入至少一个单独弹性夹的现有技术设置方式，电动机组件35的装配被大大便利化了。

图5示出了用于向电动机组件35供应电能的电导体200的有利设置方式。

为了将电源连接至电动机组件35，需要电导体200穿过燃料模块壳体。因为电动机组件的电刷及换向器位于壳体内部的高压区域50中，故导体穿过壳体的路径会产生泄漏路径，导致燃料从壳体泄漏。

在本发明的优选实施例中，在电导体200从低压区域40离开壳体之前，通过布置该电导体200从第一室8的高压区域50通过壳体主体2的壁区域202到达低压区域40，由此沿电导体200的路径的任何燃料泄漏都可从第一室8的高压区域50(以及由于第一、第二及第三室之间的连通而从壳体)到达第一室8的低压区域40，由此可避免上述泄漏。

为了将电导体200布置在壳体主体2的壁区域202内，可以设想的是，可相对于电导体200外模成形壳体的主体2。

图6及图7示出了本发明的替代实施例，其中燃料过滤器60及燃料压力调节器90两者均关于燃料泵30的一端位于壳体内，而并非如第一实施例那样大致平行于燃料泵30布置。除了上述部件的布置之外，泵模块的全部其他特征均与第一实施例相同。螺旋弹簧32也设置在第一室8内，位于第一室8的端壁34与燃料泵30的电动机组件35之间。

归因于第二实施例中部件的布置，相较于第一实施例，燃料流动通过过滤器60的方向被有效地反向，燃料从第一室8通过套管300进入过滤器60的中心区域，并通过形成过滤器60侧壁的过滤材料离开过滤器，其中该套管300从邻近于第一室的第二室的壁延伸。

通过限定在壳体主体2与端盖6之间的径向通路来提供壳体的第二室10与第三室12之间的流体连通，并通过沿着第一室8并与其平行延伸的细长流体通路310来提供燃料压力调节器90下游的第三室12与排放出口18之间的连通。

如上述优选实施例所示，本发明提供了一种紧凑轻便的燃料输送模块，其易于装配，可低成本制造，并可克服现有技术的缺陷，由此使得该模块特别适用于小型运输工具，例如，摩托车、小型摩托车、轻型船只以及雪地车。

在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的前提下，对本领域的技术人员而言，本发明的上述实施例的各种改变及修改将是显而易见的。尽管已经结合了具体优选实施例描述了本发明，但应当理解的是，要求保护的本发明不应被不适当地限制为这些具体实施例

Claims (9)

1.一种燃料输送模块，包括大致燃料密封的壳体，其具有燃料入口及至少一个燃料出口，位于限定在所述壳体内的第一室中的燃料泵，所述燃料泵包括电动机以及传动地连接至所述电动机用于将燃料从所述燃料入口泵送至所述燃料出口的容积泵组件，所述壳体至少大部分由塑料材料形成，其中，用于向所述电动机供应电能的一个或更多电导体通过所述壳体的一壁区域而离开，以由此可连接至电连接器，所述壁区域包围或邻近所述第一室的低压区域，

其特征在于，在所述第一室的高压区域内所述电导体可连接至所述电动机，优选地，所述一个或更多电导体布置成在从所述低压区域离开所述壳体之前，在所述壳体的一壁区域内从所述第一室的高压区域延伸到所述低压区域，由此从所述高压区域围绕所述一个或更多电导体的任何燃料泄漏都将排入所述第一室的低压区域，由此避免了燃料泄漏至所述壳体外部。

2.如权利要求1所述的燃料输送模块，其中，所述壳体外模成形在所述电导体上。

3.如上述任一权利要求所述的燃料输送模块，其中，所述第一室大致为圆柱状或管状。

4.如上述任一权利要求所述的燃料输送模块，其中，限定所述第一室的所述壳体的至少一部分由塑料材料形成。

5.如上述任一权利要求所述的燃料输送模块，其中，所述容积泵组件包括第一及第二泵外壳部分，在这两者之间限定有泵送室，在该泵送室中可转动地安装有推动器，所述推动器可与所述电动机的输出轴接合并由此而可转动。

6.如权利要求5所述的燃料输送模块，其中，所述第一及第二外壳部分之一包括所述壳体端盖的一部分。

7.如权利要求5或6所述的燃料输送模块，其中，在所述第一室内设置有偏压装置，用于将所述第一及第二泵外壳部分偏压在一起以确保所述泵组件的正常运转。

8.如权利要求7所述的燃料输送模块，其中，所述偏压装置包括压缩弹簧。

9.如权利要求7或8所述的燃料输送模块，其中，所述偏压装置设置在所述电动机与所述第一室远离所述泵组件的端部之间，由此所述电动机被推向所述泵组件，以将所述泵组件的所述第一及第二部分偏压在一起。

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