CN101939531A - 用于重型发动机平台的电动燃料泵 - Google Patents

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穆罕默德·费亚兹·塔冉兹奥格鲁
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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Abstract

本发明提供一种用于内燃机的无刷直流电动燃料泵，其设有一冷却系统，把其组件产生的所有热量传到传热的部件，并利用密封的燃料道和外部散热装置，不仅使用燃料本身而是同时使用空气把热量带走，其包括：一主外壳(7)、主外壳(7)内的一定片(8)、一让燃料进入的燃料进入盖(1)、一中间盖(11)和一泵体(13)。

Description

用于重型发动机平台的电动燃料泵
技术领域
本发明涉及一种可以为符合第五或以下阶段排放标准的重型发动机平台(HDEP)的内燃机供给燃料的电动燃料泵，特别是一种无刷直流电动燃料泵(BEFP)，其功能足以满足重型发动机平台级别的发动机的燃料和压力要求，并消除目前使用的发动机驱动齿轮燃料泵的问题。
背景技术
随着全世界的排放标准越来越严格，发动机制造商在售卖其发动机的各个地区都要面对须符合当地的排放法规的压力。排放法规是必须遵守的，并预定在不同日子起生效，基本上在较富有的地区较早实施、在较贫穷的地区则较迟实施，视乎各地区的经济实力能否支持有关改变。
从名字可知，重型发动机平台是指一代几乎不需关机、可推动卡车车队穿越不同国家和大洲的发动机。每一架卡车的操纵室下面都隐藏着巨大的动力发电机，其可以产生500至600匹马力，动力勉强足以推动50至60吨有效载荷上山。
发动机制造商一直都使用发动机驱动齿轮泵，但不幸地，因齿轮泵的效能只能取决于发动机的速度，其不能够因应实际载荷量和速度的所需将准确的燃料份量供给予发动机，造成含量过低或过高的空气/燃料混合物，引致高水平的氧化氮和粒子排放。目前有需要制造一种可以为这些巨形发动机供给准确的燃料份量的燃料泵，基于其所需要的，幅度可以是未载重时的每分钟几百毫升至满负载时的每分钟10升。这要求绝对超出了发动机驱动齿轮泵的能力范围。
这里援引几个已批予给发明人的无刷直流电动燃料泵的专利，所属技术领域的技术人员可找到更多。例如，专利申请号US 6,296,458B1涉及一种用于内燃机的电动燃料泵，而该发明的其中一个目的在于提供一种方法，通过该方法可使带有一电子整流马达的电动燃料泵可轻易地运作和生产。专利文献和数据库内可找到其它相关的专利文件。另一关于无刷直流电动燃料泵的专利申请是专利申请号US 4,998,865，其公开一种用于泵液体的带有一无刷马达的马达驱动泵，其第一个目的就是提供一种可改善检测马达转子位置的位置检测装置的敏感度的马达驱动泵。
当前，为了增加车辆燃料泵的效能，制造了多种电动燃料泵。用于内燃机的电动燃料泵一直是已知技术并早在世界各地被使用。目前有很多关于内燃机的专利申请，其中一个是专利申请号US 5,120,201A1，其涉及一种用于内燃机的燃料输送系统，特别是一种用于内燃机的自给自足的电动马达燃料泵。
考虑每一上述专利的现有技术、附图、说明书和权利要求时，对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的是，所有有关无刷直流电动燃料泵的发明都是针对使用燃料作为冷却介质的小功率汽车的应用，其中没有一专利是针对重型运输工业的大功率的应用，即那些需要消除接近40至50瓦特的热量的燃料泵，其相等于把一加热器放进燃料槽内。这种情况对于冬天喜欢温暖燃料而夏天讨厌热烫燃料的发动机制造商而言是不能接受的，这些燃料泵必须全天候运作。
因此，在有关技术领域内有需要作出改进，发展一种可以根据发动机的需要准确控制其压力和流量的独立的燃料泵，以代替现有的发动机驱动齿轮燃料泵。
现时制造的少数的微型无刷直流电动燃料泵机组不能满足重型发动机平台领域的要求，因为它们只依赖进入的燃料去冷却其电子器件和绕组。
本发明的基本概念是以一无刷直流电动燃料泵代替齿轮泵，无刷直流电动燃料泵有足够功能，又能被准确控制以符合第五阶段排放标准的法规，并且不单单利用进入的燃料而是同时利用空气去冷却其加了热的部件，因而令其可用于由两极以至赤道的所有气候中。第五阶段排放标准的法规的制定是令排放值得以标准化，而这些标准特别限制一氧化碳(CO)、氮的氧化物(NOx)、颗粒物质(PM)、甲醛(HCHO)、非甲烷有机气体(NMOG)或非甲烷碳氢化合物(NMHC)的排放，这些限制以混合系统单位的克/里(g/mi)计算。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种技术方案，以代替在重型发动机平台发动机使用的发动机驱动齿轮燃料泵，并填补现有技术和所述不能满足技术要求的微型无刷直流电动燃料泵机组之间的技术空隙。
根据背景技术的现况，本发明的主要目的在于，以一无刷直流电动燃料泵代替发动机驱动齿轮燃料泵。
本发明的另一目的在于，以一无刷直流电动燃料泵代替发动机驱动齿轮泵，其可以根据发动机的负荷状态准确调整其压力和流量，令其符合第五阶段排放标准。
本发明的又一目的在于，以一无刷直流电动燃料泵代替发动机驱动齿轮泵，其在任何气候中也不会对燃料系统造成过热的相关问题。
本发明的又一目的在于，以一机组代替发动机驱动齿轮泵，其不是由发动机而是由电池摄取约200至250瓦特的电力，令发动机的整体燃料消耗量得到改善，对安装了重型发动机平台发动机的卡车而言，每年可节省几百美元。由于无刷直流电动燃料泵由电池提供电力，同时可达到整体排放量的改善。
本发明的又一目的在于，以一独立的燃料泵代替发动机驱动齿轮泵，达致较简单的发动机组设计，不需设置需要维修的经机器加工的开口、齿轮或传动带。
本发明的又一目的在于，以一独立的机组代替发动机驱动齿轮泵，其在发动机的使用期内都不需要维修。
本发明的又一目的在于，以一技术质量较高的机组代替发动机驱动齿轮泵，其价格比现价格高出少许，但可在短时间内让机组和环境都得益。
本发明的结构特征和特有特征以及本发明的优点将在说明书附图和下面与附图结合的具体实施方式中详细说明，故评估必须根据附图和具体实施方式进行。
附图说明
为更好地理解本发明的实施例和其优点以及结合补充部分，下面的实施方式必须结合附图进行理解。
图1是所述燃料泵的分解图，示出了燃料流路和热交换面。
图2是所述复合传热系统的原理图。
图中，
1.燃料进入盖，
2.燃料进入口，
3.散热装置，
4.轴承，
5.燃料进入连接件，
6.多孔型O型环，
7.主外壳，
8.定片，
9.电子组件，
10.燃料道，
11.中间盖，
12.连接道，
13.泵体，
14.泵进入室，
15.泵出口室，
16.燃料出口，
17.电子组件隔间，
18.定片隔间，
19.螺栓。
具体实施方式
下面的具体实施例描述了一种可以代替发动机驱动齿轮泵的无刷直流电动燃料泵，以便对本发明作较佳的理解，但对本发明没有作出任何限定。
附图中详细描述根据本发明的第一个优选实施例的燃料泵，首先在图1示出。图1的分解图示出了所述燃料泵的热交换流路的必要组件，包括一燃料进入盖(1)、一燃料进入口(2)、散热装置(3)、轴承(4)、燃料进入连接件(5)、多孔型O型环(6)、主外壳(7)、定片(8)、电子组件(9)、燃料道(10)、中间盖(11)、连接主外壳燃料道(10)和泵进入室(14)的连接道(12)、泵体(13)、泵进入室(14)、泵出口室(15)、燃料出口(16)、电子组件隔间(17)及定片隔间(18)。
燃料通过所述燃料进入口(2)被引入所述燃料进入盖(1)，燃料分流到多个所述燃料进入连接件(5)内，所述燃料进入连接件(5)通过所述多孔型O型环(6)与所述主外壳(7)内的多个吻合的所述燃料道(10)密封对接。所述燃料道(10)与所述主外壳(7)一体成形，并与铝制的所述主外壳(7)的其它部分传热连接。所述定片(8)和所述电子组件(9)也与所述主外壳(7)传热连接。所述电子组件(9)的功率晶体管的散热装置也与所述主外壳(7)传热连接，并从而得到燃料流和空气的冷却。
本发明巧妙地使用铝制的泵体作为一实行冷却的随动阀，收集各个组件产生的所有热量，在其体积内平均分配，并令热量在有燃料时消散在燃料中，在有空气时则消散在空气中。
图2清楚示出了主外壳内的热流。各个组件产生的热量以传导的方法传到主外壳，利用主外壳的几何结构巧妙的设计平均分配，并视乎环境的状态令热量平均地消散在燃料和空气中。
在本发明的优选实施方式的组成中，所述主外壳(7)、所述定片(8)、所述燃料道(10)、所述电子组件隔间(17)和所述散热装置(3)的位置的关系密切。所述燃料道(10)和所述散热装置(3)的位置巧妙配合，该位置的热量产生和消散至为重要。
在本发明的另一优选实施方式的组成中，所述多孔型O型环(6)密封所有内部隔间不致受外部干扰，并利用所述燃料道(10)和所述连接道(12)以形成从所述燃料进入口(2)至所述泵进入室(14)的密封燃料通道，从而令所述定片(8)、轴承和电子组件得到保护，免受腐蚀或燃料本身的化学侵蚀。
本申请的保护范围取决于权利要求书的部分，而该保护范围并不为上述只作举例用途的实施例所限定。所属技术领域的技术人员很容易就可以利用相似的实施例造出本发明提出的创造，及/或把本实施例应用在目的相似的其它领域的有关技术上。因此，该些实施例将明显缺乏具有超越现有技术的创造性的条件。

Claims (9)

1.一种用于内燃机的无刷直流电动燃料泵，其设有一冷却系统，把其组件产生的所有热量传到传热的部件，并利用密封的燃料道和外部散热装置，不仅使用燃料本身而是同时使用空气把热量带走，其包括：一主外壳(7)、主外壳(7)内的一定片(8)、一让燃料进入的燃料进入盖(1)、一中间盖(11)和一泵体(13)。
2.根据权利要求1所述的用于内燃机的无刷直流电动燃料泵，其特征在于：所述燃料进入盖(1)包括一燃料进入口(2)及多个燃料进入连接件(5)，所述燃料进入口(2)与所述燃料进入连接件(5)内部连接。
3.根据权利要求1所述的用于内燃机的无刷直流电动燃料泵，其特征在于：所述燃料进入盖(1)包括多个散热装置(3)及至少一轴承(4)。
4.根据权利要求1所述的用于内燃机的无刷直流电动燃料泵，其特征在于：所述主外壳(7)包括一定片隔间(18)、多个燃料道(10)、一电子组件隔间(17)和多个散热装置(3)。
5.根据权利要求1所述的用于内燃机的无刷直流电动燃料泵，其特征在于：所述主外壳(7)的一端与所述燃料进入盖(1)以多个螺栓(19)迭合，另一端则与所述中间盖(11)迭合，形成多个利用多个多孔型O型环(6)密封的燃料道(10)隔间、电子组件隔间(17)及定片隔间(18)，所述多孔型O型环(6)同时密封所述隔间不受外部干扰。
6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的用于内燃机的无刷直流电动燃料泵，其特征在于：其包括一设有多个孔的多孔型O型环(6)，其中一个所述的孔密封所述电子组件隔间(17)，多个所述的孔密封所述燃料道(10)，其中一个所述的孔密封所述定片隔间(18)，所述多孔型O型环(6)确保多个干的隔间不受内部燃料泄漏影响或受外部干扰。
7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的用于内燃机的无刷直流电动燃料泵，其特征在于：其包括一设有多个连接道(12)的中间盖(11)，其利用多孔型O型环(6)密封连接所述燃料道(10)至泵进入室(14)并置有至少一轴承(4)。
8.根据权利要求1至7任一权利要求所述的用于内燃机的无刷直流电动燃料泵，其特征在于：其包括一设有多个散热装置(3)的泵体(13)，所述散热装置帮助泵本身和其它与所述泵体(13)传热连接的部件进行散热。
9.根据权利要求1所述的用于内燃机的无刷直流电动燃料泵，其特征在于：所述燃料进入盖(1)、所述主外壳(7)、所述中间盖(11)和所述泵体(13)以良好至优秀的传热物料制造。
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