CN103987951A - 燃料供给单元 - Google Patents

Abstract

在燃料供给单元(10)中，用于排放蒸汽的排气通道(42)形成在构成保持器(16)的吸入侧保持器(34)中，并且滤网(20)安装在排气通道(42)的顶端上。滤网(20)包括：多孔体(58)，该多孔体(58)具有形成为网状结构的外周面；和壳体(60)，该壳体(60)用于保持多孔体(58)，壳体(60)设置有面向多孔体(58)的顶部的连通孔(66)。在燃料箱(12)和泵室(38)已经完全清空燃料之后向燃料箱(12)供给燃料时，泵室(38)中残留的气体通过多孔体(58)排放，从连通孔(66)排放到外部。

Description

燃料供给单元

技术领域

本发明涉及一种用于从车辆的燃料箱向其内燃机供给燃料的燃料供给单元。

背景技术

迄今为止，车辆已经采用了用于从燃料箱向燃料喷射装置供给燃料的燃料供给单元。该燃料供给单元具有例如壳体、安装在壳体中用于吸入和排放燃料的燃料泵以及用于向外部排出在燃料泵的泵单元中产生的燃料蒸汽(气泡)的排气口。该排气口具有安装在其上的、用于防止杂质等从外部进入的滤网，该滤网包括尼龙纤维网袋形式的多孔材料(例如，参见日本特开第2008-274820号公报)。

如果长时间使用燃料供给单元时，设置在燃料供给单元的燃料吸入口中的过滤器被沉积在其上的杂质等阻塞，那么滤网防止杂质随燃料一起通过排气口被吸进到壳体中。

发明内容

然而，根据背景技术的燃料供给单元的滤网设置在比燃料泵的泵室(燃料被吸入到该室中)低的位置。由此，当在燃料箱是空的状态下(类似地，泵室是空的)向燃料箱供给燃料时，因为与泵室连通的吸入口和排气口在燃料泵的下方向下开口，所以燃料不流进泵室中，但是气体残留在泵室中，燃料箱中燃料的液面上升。此时，由多孔材料制成的网状滤网被浸在燃料中(燃料进入滤网的孔中)。因此，滤网的孔在燃料的表面张力下被燃料堵塞，这使得气体难以通过滤网。

通常地，燃料泵被设计为在泵室被供给有燃料的情况下，执行其预定的吸入和排放能力。因此，如果泵室不含有燃料(即，如果泵室是空的)，则燃料泵的吸入和排放能力降低。因此，在泵室不含有燃料并且排气口中的滤网被浸在燃料中的情况下，即使泵单元的泵轮开始旋转以由此开始吸入燃料，也不可能向泵室中的气体施加大到足以克服燃料(滤网的孔填充有该燃料)的表面张力的压力。

因此，泵室中的气体无法排出到泵室之外，由此燃料泵无法从吸入口吸入燃料，结果是燃料泵往往空转。

本发明的总体目的是提供一种即使燃料箱中不含有燃料时，也能够在防止燃料泵空转的同时可靠地吸入燃料的燃料供给单元。

根据本发明，提供了一种燃料供给单元，该燃料供给单元包括：基座构件，该基座构件安装在燃料箱的开口中并且堵塞所述开口；燃料泵，该燃料泵用于吸入和排放燃料，所述燃料泵由连接到所述基座构件的保持器保持；排出孔，该排出孔形成在所述燃料泵中，所述排出孔用于排出在所述燃料中产生的蒸汽；以及滤网，该滤网用于防止杂质通过所述排出孔进入，其中：

所述滤网具有带有网状外周面的过滤器和液体连通口，该液体连通口具有的尺寸使得在所述燃料的表面张力下不会在该液体连通口中形成液膜并且提供与用于滤出杂质的过滤器的过滤区域的液体连通，并且所述燃料箱具有在所述燃料箱填充有所述燃料时未填充有所述燃料的空间，所述液体连通口通向所述空间中。

根据本发明，所述燃料供给单元的所述燃料泵具有用于排出在所述燃料中产生的蒸汽的排出孔和用于防止杂质通过所述排出孔进入的滤网。所述滤网具有带有网状外周面的过滤器和液体连通口，该液体连通口具有的尺寸使得在所述燃料的表面张力下不会在该液体连通口中形成液膜并且提供与用于滤出杂质的过滤器的过滤区域的液体连通。由于这一点，例如，在燃料箱和燃料泵的泵室已经完全清空之后给燃料箱重新填充燃料的情况下，即使过滤器的网孔被附着至其上的燃料堵塞，燃料泵中的气体也可以通过无液膜的液体连通孔排出。因此，即使同时出现燃料泵未被供有燃料的状态和滤网被浸在燃料中的状态，残留在燃料泵中的气体也可以可靠地被燃料泵排出。由此，防止燃料泵遭受因燃料泵的空转而造成的燃料吸入失败，并且燃料泵能够可靠地吸入燃料。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施方式的燃料供给单元的整体结构的视图，该燃料供给单元安装在燃料箱上；

图2A是示出图1所示的燃料供给单元的滤网及其附近部件的放大图；

图2B是示出在吸入过滤器被阻塞的状态下图2A所示的燃料供给单元的滤网及其附近部件的放大图；

图3是示出根据修改例的燃料供给单元的滤网及其附近部件的放大结构图；

图4是示出根据本发明的第二实施方式的燃料供给单元的基座构件及其附近部件的放大结构图；以及

图5是示出根据本发明的第三实施方式的燃料供给单元的整体结构的视图，该燃料供给单元安装在燃料箱上。

具体实施方式

如图1所示，燃料供给单元10具有：基座构件14，该基座构件14被固定到燃料箱12的上表面12a；有底管状保持器16，该有底管状保持器16连接到基座构件14；燃料泵18，该燃料泵18设置在保持器16中；以及滤网20，该滤网20连接到保持器16，用于防止杂质等从燃料箱12进入。燃料供给单元10是用在燃料箱12(该燃料箱12具有在其上部中所限定的开口22)上的顶部安装类型。

基座构件14安装在限定在燃料箱12的上表面12a中的开口22中。基座构件14具有：盘形主体24，该主体24覆盖开口22；和接合部26，该接合部26相对于主体24直立并且被插入在开口22中。接合部26从燃料箱12的外部插入到燃料箱12中，并且主体24的覆盖开口22的外边缘部经由多个螺钉28紧固到燃料箱12的上表面12a。

基座构件14具有连接器30，该连接器30电连接到燃料泵18，用于从未示出的控制器接收控制信号。

保持器16包括：有底管状吸入侧保持器34，该有底管状吸入侧保持器具有用于吸入燃料箱12中的燃料的吸入口32；和排放侧保持器36，该排放侧保持器安装在吸入侧保持器34中并且连接到基座构件14的接合部26。用于捕获燃料中含有的杂质等并且防止其进入燃料泵18的吸入过滤器(未示出)安装在吸入口32中。

排放侧保持器36具有用于向外部排放已经被燃料泵18吸入的燃料的排放口(未示出)。

吸入侧保持器34具有排气通道(排出通道)42，该排气通道连接到与燃料泵18的泵室38保持液体连通的排气孔(排出孔)40。燃料中的蒸汽(气泡)通过排气孔40排出到排气通道42中。

排气通道42包括：第一通道44，该第一通道44具有形成在吸入侧保持器34的下部中的端部并且沿由箭头A指示的方向向下垂直延伸；第二通道46，该第二通道连接到第一通道44的下端并且沿与吸入侧保持器34的轴线垂直的水平方向延伸；以及第三通道48，该第三通道48大致垂直地连接到第二通道46的端部并且沿着排放侧保持器36的外周面在由箭头B指示的方向上向上延伸。

排气通道42的第三通道48的端部延伸到保持器16的轴向中心区域附近并且沿由箭头B指示的方向向上开口。用于防止燃料箱12中的燃料内含有的杂质等被吸入的滤网20安装在排气通道42的端部上。滤网20被容纳在在排放侧保持器36的外周面上形成的存储部(围壁)50中。

存储部50从排放侧保持器36的外周面沿径向向外突出。存储部50具有沿由箭头A指示的方向向下打开的矩形截面开口，并且具有限定在其中的空间52。具体地，如图2A和图2B所示，存储部50包括：上壁54，该上壁54垂直于排放侧保持器36的轴线而延伸；以及外壁56，该外壁56垂直于上壁54的端部而向下延伸。

滤网20包括：多孔体(过滤器)58，该多孔体形成为由网状树脂材料制成的圆柱形式；和壳体60，该壳体60保持多孔体58。多孔体58具有网状外周面。例如，当燃料沿径向穿过多孔体58时，多孔体58捕获燃料中含有的杂质等，由此防止杂质等通过排气通道42被吸进到燃料泵18中。换言之，多孔体58的外周面充当用于滤出杂质等的过滤区域。

壳体60具有：保持器62，该保持器62形成为其中保持多孔体58的空心圆柱；和间隔壁64，该间隔壁64设置在保持器62的下端上并且堵塞存储部50。排气通道42的端部连接到保持器62的下端，使得多孔体58和排气通道42彼此同轴定位。

保持器62在其上端中形成有液体连通口66，该液体连通口66沿着由箭头A、B指示的方向沿轴向贯穿保持器62的上端。保持器62的内部通过液体连通口66保持为与其外部处于液体连通。多孔体58通过液体连通口66被暴露到外部。液体连通口66与多孔体58保持同轴对齐。

液体连通口66具有例如截面为圆形的开口。开口的直径被设置为这样的尺寸：当燃料附着到液体连通口66时，在表面张力下不会在该开口内部形成液膜。具体地，液体连通口66的直径比多孔体58的孔的直径大。

保持器62在其侧壁中限定有多个径向贯通窗70。窗70沿着保持器62的周向以等间隔间隔开。窗70在保持器62的内部与外部之间提供液体连通。多孔体58通过窗70暴露至外部。

间隔壁64垂直于保持器62的轴线而延伸，并且具有大致以直角向上弯曲的外边缘。外边缘抵靠存储部50的内壁面，从而堵塞存储部50中的空间52。间隔壁64具有贯通该间隔壁64而限定的孔72，该孔72在存储部50中的空间52与燃料箱12的内部之间提供液体连通。当内部保持多孔体58的壳体60被安装在存储部50中时，间隔壁64位于存储部50的外壁56的下端附近。

燃料泵18具有：电动机74，该电动机可以基于来自未例示的控制器的控制信号而被旋转；和泵单元76，该泵单元用于在电动机74的旋转作用下吸入和排放燃料。泵单元76包括：泵轮80，该泵轮80联接到电动机74的驱动轴78；和泵室38，通过使泵轮80旋转将燃料吸入到该泵室中。

泵室38与吸入口32和沿由箭头A指示的方向向下延伸的排气孔40保持液体连通。当泵单元76中产生蒸汽时，蒸汽从泵室38排出到排气孔40中，然后通过连接到排气孔40下部的排气通道42被排出到外部。

当对电动机74通电时，使具有多个叶片的泵轮80旋转，以将从吸入口32吸入的燃料引入到泵室38中，并且将燃料排放到未示出的排放口。

根据本发明的第一实施方式的燃料供给单元10基本上如上所述进行构造。下面将描述燃料供给单元10的操作和优点。

首先，燃料供给单元10的燃料泵18通过连接器30供给有来自未例示的控制器的控制信号，然后基于该控制信号对电动机74进行通电，以使燃料泵18的泵轮80旋转。燃料箱12中的燃料通过吸入口32被吸入到泵室38中，然后被排放到排放口(未示出)。

使燃料泵18旋转时所产生的蒸汽从泵室38通过排气孔40被排出到排气通道42中。蒸汽相继穿过第一至第三通道44、46、48，然后穿过滤网20，并且通过空间52和孔72被排放到燃料箱12中。

下面，将描述当燃料箱12中没有燃料并且燃料供给单元10的泵室38中也没有燃料时(即，在空状态下)，给燃料箱12重新填充燃料的情况。

当给燃料箱12重新填充燃料时，燃料箱12中燃料的液面沿由箭头B指示的方向从其底壁向上升高，逐渐填充燃料箱12。燃料还从吸入口32流到泵室38中，逐渐填充泵室38。

残留在泵室38中的气体被燃料推出并且通过排气孔40从泵室38排出到排气通道42中。燃料从排气通道42的端部流到滤网20的多孔体58中。此时，网状多孔体58的外周面在表面张力下已经被附着的燃料堵塞，这使得气体难以穿过。然而，如图2A所示，气体流过多孔体58的上部(不是网状结构)并流到液体连通口66中，并且被排放到滤网20之外。因为液体连通口66的直径被设置为这样的尺寸：当燃料附着到液体连通口66时，在表面张力下在该液体连通口中不会形成液膜，所以液体连通口66不被燃料堵塞。

换言之，气体沿由箭头B指示的方向从多孔体58的面向排气通道42的下端向上沿轴向流动，然后从多孔体58的上端流入液体连通口66。

最后，气体通过孔72从滤网20外部的存储部50排放到燃料箱12中。

因此，在燃料开始逐渐流到泵室38中的同时，泵室38中的气体通过排气通道42和滤网20有利地排出到燃料箱12中。因此，可以在泵室38填充有燃料的状态下操作燃料泵18，从而可靠地吸入燃料。已经被燃料泵18吸入的燃料通过未示出的排放口供给给未示出的内燃机的燃料喷射装置。

如果安装在吸入口32中的吸入过滤器(未示出)由于长时间使用而被阻塞，则如图2B所示，燃料箱12中燃料的液面L可以变为比存储部50中的空间52的上端高，并且燃料可以流过孔72流到存储部50中，然后通过滤网20从排气通道42流到燃料泵18中。

还是在这种情况下，在存储部50中的空间52中，燃料从多孔体58的外周面穿过壳体60的孔72进入多孔体58的内部，然后流到排气通道42中。因此，充当网状过滤区域的多孔体58的外周面可靠地捕获燃料中含有的杂质等。

换言之，因为存储部50中的燃料从多孔体58的外周面侧通过壳体60的开口22流到多孔体58的内部，所以燃料的液面不会达到多孔体58的上端。因此，可靠地防止燃料从多孔体58的上部通过液体连通口66流到多孔体58的内部，使得防止燃料中含有的杂质等在未被滤网20去除的情况下进入燃料泵18。

根据第一实施方式，如上所述，滤网20设置在用于排出蒸汽的排气通道42的上端上，并且滤网20的壳体60的上端具有面向多孔体58并且在壳体60的内部与外部之间提供液体连通的液体连通口66。由此，当在燃料箱12和泵室38已经完全清空之后向燃料箱12重新填充燃料时，或当多孔体58的网状外周面被附着至该网状外周面的燃料堵塞时，可以使气体沿轴向流过多孔体58，然后可以从液体连通口66排出到外部。

因此，不会同时出现泵室38未供给燃料的状态和滤网20被浸在燃料中的状态。残留在泵室38中的气体可以可靠地通过滤网20排出到外部。因此，在无燃料残留在泵室38中的状态下，可靠地防止燃料泵18空转，由此燃料泵18能够可靠地吸入燃料，而不会出现燃料吸入失败。

即使燃料箱12完全填充有燃料时，滤网20中的液体连通口66也通向在存储部50中未填充燃料的空间52。因此，防止未去除杂质等的燃料通过液体连通口66进入燃料泵18。

而且，因为存储部50被设置为围绕滤网20的上部和侧部并且其中具有空间52，所以未填充有燃料的空间52在燃料箱12中可以位于燃料的液面之下。因此，因为空间52可以设置在期望位置，而不考虑燃料箱12中燃料的液面，所以可以以增大的自由度来设计燃料供给单元10。

而且，例如，在空间52设置在燃料箱12中的预定高度处并且吸入过滤器被阻塞的情况下，如果燃料的液面变为等于或低于空间52，则开始从排气孔40吸进气体。在这种情况下，因为内燃机由于特定燃料量下进入内燃机的气体而易于功能失调，所以空间52可以用作用于基于内燃机这样的功能失调来检测吸入过滤器的阻塞的阻塞检测装置。

存储部50被滤网20的壳体60的间隔壁64堵塞，并且存储部50和燃料箱12保持为仅通过孔72而彼此液体连通。因此，防止燃料箱12中出现的燃料的流动和振动传递给存储部50中的燃料。

因为排气通道42限定在保持器16的吸入侧保持器34中，所以燃料泵18的排气孔40和排气通道42可以仅通过在保持器16中安装燃料泵18而彼此连接。因此，可以提高燃料供给单元10的组装性。

在上述燃料供给单元10中，滤网20与排气通道42的上端同轴对齐地设置在排气通道的上端上。然而，本发明不限于这样的结构。如图3所示，例如，燃料供给单元100可以具有：滤网110，该滤网110抵靠壳体102的间隔壁104并且具有与间隔壁104中限定的孔106同轴设置的多孔体108；以及排气通道112，该排气通道的端部连接到间隔壁104并且该排气通道以与多孔体108平行的方式从多孔体间隔开预定距离。

在这种情况下，排气通道112的端部通过间隔壁104插入，并且多孔体108由被布置成与孔106同轴对齐的保持器114保持。

接着，图4示出根据本发明的第二实施方式的燃料供给单元150。根据第二实施方式的燃料供给单元150的那些与根据第一实施方式的燃料供给单元10相同的部件由相同的附图标记来表示，并且下面将不再详细描述。

如图4所示，根据第二实施方式的燃料供给单元150与根据第一实施方式的燃料供给单元10的区别在于，覆盖滤网20的存储部152设置在基座构件154的下部中。

基座构件154具有存储部152，该存储部152从其外周面向外径向突出并且沿由箭头A指示的方向向下开口。存储部152(该存储部152面向在吸入侧保持器34中限定的排气通道42的另一端)具有：面向安装在排气通道42中的滤网20的上部的上壁156；和从上壁54的一端向下延伸的外壁158。

外壁158具有预定高度，使得外壁158从上壁156的端面向下延伸，以便覆盖整个滤网20。

根据第二实施方式，如上所述，因为基座构件154具有存储部152，所以与在保持器16上形成存储部50相比，更容易制造存储部152。通过将保持燃料泵18的保持器16组装在基座构件154上，滤网20可以可靠且容易地放置在存储部152中。因此，可以简化燃料供给单元150的结构并且可以以缩短的工时来组装燃料供给单元150。

图5示出根据本发明的第三实施方式的燃料供给单元170。根据第三实施方式的燃料供给单元170的那些与根据第一和第二实施方式的燃料供给单元10、150相同的部件由相同的附图标记来表示，并且下面将不再详细描述。

如图5所示，根据第三实施方式的燃料供给单元170与根据第一和第二实施方式的燃料供给单元10、150的区别在于，燃料供给单元170是用在燃料箱174(该燃料箱174具有在其底壁174a中限定的开口172)上的底部安装类型，基座构件176的接合部178充当保持燃料泵188的保持器180的一部分，并且覆盖滤网20的存储部184设置在保持器180的排放侧保持器182上。

基座构件176(该基座构件176安装在在燃料箱174的底壁174a中限定的开口中)包括：盘形主体186，该主体186覆盖开口172；和接合部178，该接合部178相对于主体186直立并且被插入在开口172中。接合部178从燃料箱174的外部插入到燃料箱174中，借此接合保持器180。在基座构件176的主体186覆盖开口172的状态下，主体186的外边缘部经由多个螺钉28紧固到燃料箱174的底壁。

燃料泵188在中心被容纳在接合部178中。用于吸入燃料的吸入部190形成在接合部178附近，并且排气通道192形成为与燃料泵188大致平行地延伸。滤网20安装在排气通道192的开口上端部上。

保持器180被设置为覆盖接合部178和容纳在接合部178中的燃料泵188的上部。保持器180包括位于其外周侧上的存储部184，该存储部184向下开口并且覆盖滤网20。存储部184具有：面向滤网20上部的上壁194；和从上壁194的一端向下延伸的外壁196。滤网20的上部由上壁194覆盖，并且其外周面由外壁196覆盖。

吸入过滤器202设置在吸入口190中并且连接到管200，该管200连接到燃料泵188的吸入接合部198。吸入过滤器202用于捕获吸入到吸入接合部198中的燃料中所含有的杂质等。

根据第三实施方式，如上所述，滤网20安装在用于排出蒸汽的排气通道192的上端部上，并且滤网20的壳体60的上端具有面向多孔体58并且在壳体60的内部与外部之间提供液体连通的液体连通口66。由此，在燃料箱174和泵室已经完全清空之后给燃料箱174重新填充燃料的情况下，即使多孔体58的网状外周面被附着到其的燃料堵塞，也可以使气体沿轴向流过多孔体58，然后将气体从液体连通口66排出。

因此，不会同时出现泵室38未被供给燃料的状态以及滤网20被浸在燃料中的状态。残留在泵室38中的气体可以可靠地通过滤网20排出。因此，可靠地防止在无燃料残留在泵室38中的状态下燃料泵188的空转，由此燃料泵188能够可靠地吸入燃料，而不会出现燃料吸入失败。

根据本发明的燃料供给单元不限于上述实施方式，而可以在不偏离本发明的范围的情况下采用各种布置方式。

Claims (8)

1.一种燃料供给单元(10、100、150、170)，该燃料供给单元包括：基座构件(14、154、176)，该基座构件(14、154、176)安装在燃料箱(12、174)的开口中并且封闭所述开口；燃料泵(18、188)，该燃料泵用于吸入和排放燃料，所述燃料泵(18、188)由连接到所述基座构件(14、154、176)的保持器(16、180)保持；排出孔(40)，该排出孔形成在所述燃料泵(18、188)中，所述排出孔(40)用于排出所述燃料中产生的蒸汽；以及滤网(20、110)，该滤网用于防止杂质通过所述排出孔(40)进入，其中：

所述滤网(20、110)具有带有网状外周面的过滤器(58)和液体连通口(66)，该液体连通口具有的尺寸使得在所述燃料的表面张力下不会在该液体连通口中形成液膜并且该液体连通口提供了与用于滤出所述杂质的所述过滤器(58)的过滤区域的液体连通，并且所述燃料箱(12、174)具有在所述燃料箱(12、174)填充有所述燃料时未填充有燃料的空间(52)，所述液体连通口(66)通向所述空间(52)中。

2.根据权利要求1所述的燃料供给单元，其中，所述空间(52)由覆盖所述滤网(20)的至少上部和侧部的围壁(50、158)限定。

3.根据权利要求2所述的燃料供给单元，其中，所述围壁(50)形成在所述保持器(16)上。

4.根据权利要求2所述的燃料供给单元，其中，所述围壁(158)形成在所述基座构件(154)上。

5.根据权利要求1所述的燃料供给单元，其中，一间隔壁(104)设置在所述空间(52)下方，用于减小在所述燃料箱(12)与所述空间(52)之间设置的液体路径的横截面积。

6.根据权利要求5所述的燃料供给单元，其中，所述间隔壁(104)与所述滤网(110)一体形成。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的燃料供给单元，其中，所述保持器(16)具有在所述排出孔(40)与所述滤网(20、110)之间提供液体连通的排出通道(42)，并且当所述保持器(16)和所述燃料泵(18)组装到一起时，所述排出通道(42)和所述排出孔(40)彼此连接以形成液体连通。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的燃料供给单元，其中，所述液体连通口(66)具有的开口直径大于所述过滤器(58)的孔的直径。