CN104619980A

CN104619980A - 燃料泵

Info

Publication number: CN104619980A
Application number: CN201380022963.5A
Authority: CN
Inventors: G.布特尔; R.戴森
Original assignee: Delphi Technologies Holding SARL
Current assignee: Delphi Technologies IP Ltd
Priority date: 2012-05-01
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2033-04-17
Also published as: CN104619980B; EP2660456B1; WO2013164195A1; EP2660456A1

Abstract

本发明涉及旋转燃料泵（101）。所述泵（101）具有转子（107）和用于供应高压燃料的至少一个泵送元件（115）。设置含有凸轮装置（103）的凸轮箱（123），用于致动所述至少一个泵送元件（115）。设置速度相关的燃料压力管路（129），用于向提前装置（125）供应速度相关的燃料压力，以调节通过所述泵（101）的燃料输送的正时。设置第一排气管路（131），用于将空气从所述速度相关的燃料压力管路（129）排出。所述第一排气管路（131）与用于收集从所述速度相关的燃料压力管路（129）排出的空气的收集腔（137）流体连通。设置第二排气管路（141），用于将空气从所述收集腔（137）排出。所述第二排气管路（141）为形成在所述转子（107）或泵壳体（105）中的螺旋槽（141）。本发明还涉及用于燃料泵（101）的转子（107）。

Description

燃料泵

技术领域

本发明涉及旋转燃料泵、用于旋转燃料泵的提前装置、及用于旋转燃料泵的转子。

背景技术

如图1中所示，传统的旋转燃料泵1包括相对于泵壳体5角度可调节的凸轮环3。设置包括分配器构件9的转子7以向燃料喷射器（未示出）供应计量的高压燃料。凸轮环3包括多个凸轮凸角11，并环绕分配器构件9的包括泵送柱塞13的部分，泵送柱塞13可在分配器构件9的各自孔15内滑动。每个泵送柱塞13都具有相关联的承座17和辊子19装置，该装置的辊子19可与凸轮环3的凸轮表面接合。凸轮环3被容纳在限定于泵壳体5中的凸轮箱21内。

使用时，燃料通过输送泵16被供应至分配器构件9的孔15，由于孔15内的燃料压力而产生的力用来沿径向向外的方向推动柱塞13。输送泵16的输出压力（称为“输送压”）被控制成与跟泵1一起使用的发动机的运转速度相关。分配器构件9相对于凸轮环3的旋转引起辊子19相对于凸轮环3移动，辊子19与凸轮凸角11之间接合，从而引起柱塞13被强制沿径向向内方向对各自孔15内的燃料施压，并引起燃料被泵1以相对高的压力输送。通过借助于提前装置23改变凸轮环3的角度位置，可调节由泵1输送燃料的正时。

提前装置23包括伺服活塞装置、轻载活塞装置和温度控制阀，其中伺服活塞装置布置成依赖于发动机的运转速度影响正时提前度（称为“速度提前”），轻载活塞装置包括负载感测活塞，其布置成依赖于发动机运行下的负载影响正时提前度（称为“轻载提前”），温度控制阀布置成依赖于发动机的运行温度影响正时提前度（称为“冷提前”）。

凸轮环3设有凸轮球螺钉25，其延伸进设在提前活塞中的孔中，以允许凸轮环角度位置的调节。该提前活塞可在设置于提前箱壳体27内的另一孔中滑动。该孔的端部被第一和第二端板分别封闭，所述第一和第二端板借助于螺栓29紧固至提前箱壳体27。可使用恰当的O形圈将端板密封至提前箱壳体27。

提前活塞响应于提前活塞控制腔（主提前控制腔）内的燃料压力变化。如果主提前控制腔内的压力升高，引起提前活塞沿第一方向移动，以提前燃料输送的正时。如果主提前控制腔内的压力降低，引起提前活塞沿相对方向移动，以延迟燃料输送的正时。

当前旋转泵被设计成耐用的以连续摄入小量空气。然而，在一定的操作环境下，例如当燃料过滤器更换或车辆耗尽燃料时，大量空气可被引入系统中。如果通过起动系统未去除该空气量，那么提前装置中燃料的缺乏会导致提前活塞的失控，从而导致凸轮环移动的失控。具体地，如果在发动机可熄火之前，大量空气被扫入泵中且其后跟着燃料，那么一些空气会被扫入提前装置中。直到空气被从提前装置排出，提前活塞会在止端之间快速地来回往复。产生的对提前装置的吹扫会是严重的，可能会引起损坏、正确提前功能的永久性丧失和泵泄漏。

从GB1109020（Vernon Davis Roosa）已知包括进给泵和高压喷射泵的燃料喷射泵。所述喷射泵包括一对相对的柱塞，其与可调节凸轮配合以控制燃料经由出口的供给。在进给泵与控制柱塞之间设置吹气分离器，以在燃料进入腔室之前将空气从燃料去除。设置排气管路以将空气从吹气分离器输送至泵。

本发明着手帮助改善或克服与现有系统有关的至少部分问题。

发明内容

本发明的方面涉及旋转燃料泵、用于旋转燃料泵的提前装置和用于旋转燃料泵的转子。

另一方面，本发明涉及一种旋转燃料泵，包括：

转子，具有用于供应高压燃料的至少一个泵送元件；

凸轮箱，含有用于致动所述至少一个泵送元件的凸轮装置；

速度相关的燃料压力管路，用于向提前装置供应速度相关的燃料压力，以调节所述泵的燃料输送正时；

第一排气管路，用于将空气从所述速度相关的燃料压力管路排出，所述第一排气管路与用于收集从所述速度相关的燃料压力管路排出的空气的收集腔流体连通；和

第二排气管路，用于将空气从所述收集腔排出；其中

所述第二排气管路为形成在所述转子中的螺旋槽。

所述第一排气管路允许空气从供应到所述提前装置的燃料排出，从而减少空气到所述提前装置的引入。即便是在所述速度相关的燃料压力管路中存在空气时，也可控制包括提前活塞的提前装置的操作。所述第一排气管路可设在用于提供所述速度相关的燃料压力的泵与所述提前装置之间。

所述收集腔可为绕所述转子延伸的环形腔。所述环形腔可与所述第一排气管路保持流体连通。在支撑所述转子的壳体中可形成孔，以形成环形腔。替代地，所述环形腔可包括形成在所述转子中的环形槽。

所述第二排气管路可与排气管或储气罐流体连通。替代地，所述第二排气管路可与所述凸轮箱流体连通。

所述螺旋槽可沿与所述转子的旋转方向相同的方向转动；或沿与所述转子的旋转方向相反的方向转动。

所述第二排气管路可具有相对小的横截面积，以限定用于阻止燃料从所述收集腔流到所述凸轮箱的粘滞泄漏通道。所述第一排气管路可具有比所述第二排气管路大的横截面积。

所述第一排气管路包括入口和出口。所述入口可位于所述速度相关的燃料压力管路的操作高点。该布置可促进空气从所述速度相关的压力管路排出。

所述旋转燃料泵还可包括可由所述凸轮装置致动的一个或多个柱塞。所述凸轮装置布置成在使用中与设在提前装置中的提前活塞合作。

本发明还涉及如本文所描述的与提前装置结合的旋转燃料泵。所述提前装置可包括可在第一孔内滑动并且在使用中与所述燃料泵的凸轮装置合作以调节通过所述泵的燃料输送的正时的提前活塞。

在另一方面，本发明还涉及用于控制用在发动机中的燃料泵的燃料输送正时的提前装置，包括：

提前活塞，其可在第一孔中滑动，并且在使用中与燃料泵的凸轮装置合作，以调节通过所述泵的燃料输送的正时，所述提前活塞可沿提前或延迟方向在所述孔内滑动，以分别提前或延迟所述燃料泵输送的正时；

速度相关的燃料压力管路，设置用于向第一控制腔供应速度相关的燃料压力，用以响应于所述速度相关的燃料压力中的变化控制所述提前活塞的位置，从而允许响应于发动机速度调节所述正时；

其中设置第一排气管路，用于将空气从所述速度相关的燃料压力管路排出。

所述第一排气管路可与用于收集从所述速度相关的燃料压力管路排出的空气的收集腔流体连通。可设置第二排气管路，用于将空气从所述收集腔排出。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于旋转燃料泵的转子，所述转子包括头部和本体部，其中在所述头部形成至少一个孔，用于提供流体连通通道，所述至少一个孔为形成在所述转子的头部的外表面中的螺旋凹槽。所述至少一个孔可提供从所述头部的第一侧到所述头部的第二侧的连通通道。在所述本体部中可形成环形槽，以形成收集腔。所述螺旋槽可沿与所述转子的操作旋转方向相同的方向转动。

根据本发明的另一方面，提供了一种旋转燃料泵，包括：

转子，可旋转地安装在泵壳体中，具有用于供应高压燃料的至少一个泵送元件；

凸轮箱，具有用于致动所述至少一个泵送元件的凸轮装置；

速度相关的燃料压力管路，用于向提前装置供应速度相关的燃料压力，以调节通过所述泵的燃料输送的正时；

第二排气管路，用于将空气从所述收集腔排出；

其中所述第二排气管路为形成在所述泵壳体中的螺旋槽。所述泵壳体包括套管，所述转子可旋转地安装在该套管中。所述螺旋槽可形成在所述套管中。替代地，所述转子可旋转地安装于直接形成在所述泵壳体中的圆柱孔内。在该布置中，所述螺旋槽可形成在所述圆柱孔的侧壁中。

根据本发明的再一方面，提供了一种用于将转子可旋转地安装在旋转燃料泵中的泵壳体，所述泵壳体包括用于将空气从收集腔排出的排气管路；其中所述排气管路为螺旋槽。所述泵壳体可包括用于可旋转地安装所述转子的套管。所述螺旋槽可形成在所述套管中。替代地，所述泵壳体可包括用于可旋转地安装所述转子的圆柱孔。所述螺旋槽可形成在所述圆柱孔的侧壁中。

在另一方面，本发明涉及一种旋转燃料泵，包括：

转子，具有用于供应高压燃料的至少一个泵送元件；

凸轮箱，含有用于致动所述至少一个泵送元件的凸轮装置；和

在另一方面，本发明涉及一种用于旋转燃料泵的转子，所述转子包括头部和本体部，其中在所述头部中形成至少一个孔，用于提供流体连通通道。所述至少一个孔可提供从所述头部的第一侧到所述头部的第二侧的连通通道。所述至少一个孔可为形成在所述头部的外表面中的螺旋凹槽。在所述本体部上可形成环形槽，以形成收集腔。

在本申请的范围内，显然可设想到，可单独或以任意组合的方式采用在前面段落中、在权利要求书中和/或在后面的说明及附图中所陈述的各方面、实施方式、实例和备选方案，特别是它们的独立特征。结合一个实施方式描述的特征适用于所有实施方式，除非这样的特征是不相容的。

附图说明

现在参考附图，通过例子描述本发明的实施方式，其中：

图1示出了现有技术的旋转泵的截面图；

图2示出了根据本发明实施方式的旋转泵的截面图；和

图3示出了图2中所示截面图的区域A的放大视图。

具体实施方式

现在参考图2描述根据本发明一个实施方式的旋转燃料泵101。该旋转燃料泵101为图1中所示现有技术燃料泵1的改进版，用于存储从输送压供应管路127排出的空气。

旋转燃料泵101包括相对于泵壳体105角度可调节的凸轮环103。设置包括分配器构件109的液压头转子107，以向燃料喷射器（未示出）供应计量的高压燃料。液压头转子107包括头部107a和本体部107b，本体部107b支撑在位于泵壳体105内的液压头套管111中。凸轮环103包括多个凸轮凸角113，并环绕分配器构件109的包括泵送柱塞115的部分，所述泵送柱塞115可在分配器构件109的各自孔117中滑动。每个泵送柱塞115都具有相关联的承座119和辊子121装置，该装置的辊子121可与凸轮环103的凸轮表面接合。凸轮环103容纳在限定于泵壳体105内的凸轮箱123中。

设置提前装置125，用于控制速度提前、轻载提前和冷提前。提前装置125包括设在提前箱壳体127中的提前活塞（未示出）。提前活塞通过凸轮球螺钉128联接至凸轮环103。提前活塞可在孔（沿着垂直于图2中纸平面延伸的轴线X延伸）内滑动，以改变凸轮环103的角度位置。提前活塞可沿提前或延迟方向在孔内滑动，以分别提前或延迟燃料泵输送的正时。

设置输送泵130，用于向分配器构件109和提前装置125供应燃料。输送泵的输出压力（称为“输送压”）被控制成与跟泵1一起使用的发动机的运转速度相关联。因此，输送泵的输出压力是速度相关的。入口计量阀127向分配器构件109供应计量的燃料。输送泵130通过顶部压力供应管路132和电子关断电磁阀腔与用于向入口计量阀127供应燃料的环形槽流体连通。设置输送压供应管路129，以将燃料从输送泵130供应到提前装置125。输送压供应管路129不与入口计量阀127连通。

输送泵供应燃料至主控制腔，以响应于速度相关的燃料压力的变化而控制提前活塞的位置，从而允许响应发动机速度的正时调节。从美国专利号US7,350,508（Delphi技术有限公司）已知用于控制提前活塞的操作的适当机构，通过参考将其包含于本文。应当理解，本发明不限制于该特定的控制机构，可与其它提前装置一起使用。

如图3中更清楚所示的，设置具有入口133和出口135的排气孔131，以将空气从输送压供应管路127排出。排气孔131延伸通过液压头套管111，并形成从输送压供应管路129延伸到收集腔137的第一连通通道，收集腔137用于存储从输送压供应管路129排出的空气。入口133设在输送压供应管路129的相对高点，以促进空气从输送压供应管路129的流动；出口135通向收集腔137。在本实施方式中，环形槽139形成在转子107的本体部107b，以形成收集腔137。使用中，并不是大量的空气被扫入提前装置125中，而是空气向上升起通过排气孔131进入收集腔137。

在转子107的头部107a的外表面中形成螺旋槽141，以形成从收集腔137延伸至凸轮箱123的第二连通通道。螺旋槽141具有浅窄的轮廓，导致在凸轮箱123内恰好在转子107的头部107a的后面于转子107的前部设置“防卡住”槽。与螺旋槽141相比，环形槽139相对大。在收集腔137中的输送压与转子107前部的凸轮槽123中的压力之间的大压力差的影响下，收集在环形槽139中的空气可沿着螺旋槽141排出。

螺旋槽141的尺寸设定使得限定了适于最小化燃料从输送压供应管路129到凸轮箱123的流动的粘滞泄漏通道。因而减少了当收集腔137中不存在空气时的到凸轮箱123的输送压损失。以螺旋槽141的形式形成从收集腔137到凸轮箱123的连通通道提供了几个目的，包括：

（a）螺旋槽141提供长的粘滞泄漏通道，允许空气相对容易地溢出，但是对燃料流动产生强大阻力（所以空气比燃料优先排出）。

（b）螺旋槽141可使用常规制造方法和公差在转子107的外表面中被加工，无需中断切割、研磨和珩磨工序。

（c）以沿与泵101的旋转方向相同的方向转动（即，对于顺时针旋转泵则顺时针；对于逆时针泵则逆时针）而形成螺旋槽141，潜在地允许螺旋槽141作为弱泵，其倾向于帮助燃料朝着凸轮箱123沿螺旋通过，但反抗从凸轮箱123朝着收集箱137的流动。（在所示布置中，转子107沿逆时针方向旋转。）

（d）螺旋槽141允许用于转子轴承的改进支撑。

设置用于将空气从凸轮箱123排出的至少一个额外连通通道（未示出）。在本实施方式中，使用从凸轮箱123到燃料箱（未示出）的回漏连接，以将空气从凸轮箱123排出，并将其返回至燃料箱。

使用中，泵101以与图1中所示现有技术泵1基本相同的方式运转。然而，在输送泵向提前装置125供应一定量空气的情况下，至少一部分空气可通过排气孔131从输送压供应管路127排出。该空气被收集在收集腔137中，并通过螺旋槽141逐渐地排至凸轮箱123。其后，该空气可从凸轮箱123排至大气。降低了相对大量的空气被引入提前装置125的风险，从而保护提前活塞免于损坏。

应当清楚，可对本文所描述的实施方式进行各种改变和修改，并不脱离本发明的范围。例如，螺旋槽141可形成在液压头套管111中，而不是转子中。

Claims

1. 一种旋转燃料泵（101），包括：

转子（107），具有用于供应高压燃料的至少一个泵送元件（115）；

凸轮箱（123），含有用于致动所述至少一个泵送元件（115）的凸轮装置（103）；

速度相关的燃料压力管路（129），用于向提前装置（125）供应速度相关的燃料压力，用于调节通过所述泵（101）的燃料输送的正时；

第一排气管路（131），用于将空气从所述速度相关的燃料压力管路（129）排出，所述第一排气管路（131）与用于收集从所述速度相关的燃料压力管路（129）排出的空气的收集腔（137）流体连通；和

第二排气管路（141），用于将空气从所述收集腔（137）排出；

其中所述第二排气管路（141）为形成在所述转子（107）中的螺旋槽（141）。

2. 如权利要求1所述的旋转燃料泵（101），其中所述收集腔（137）为绕着所述转子（107）延伸的环形腔。

3. 如权利要求2所述的旋转燃料泵（101），其中所述环形腔（137）包括形成在所述转子（107）中的环形槽（139）。

4. 如权利要求1、2或3中任一项所述的旋转燃料泵（101），其中所述第一排气管路（131）设置在用于供应所述速度相关的燃料压力的泵与所述提前装置之间。

5. 如权利要求1-4中任一项所述的旋转燃料泵（101），其中所述第二排气管路（141）与所述凸轮箱（123）流体连通。

6. 如前述权利要求中任一项所述的旋转燃料泵（101），其中所述螺旋槽（141）沿与所述转子（107）的旋转方向相同的方向转动。

7. 如前述权利要求中任一项所述的旋转燃料泵（101），其中所述第一排气管路（131）包括入口（133）和出口（135），所述入口（133）位于所述速度相关的燃料压力管路（129）的运转高点。

8. 一种用于旋转燃料泵（101）的转子（107），所述转子包括头部（107a）和本体部（107b），其中在所述头部（107a）中形成至少一个孔（141）以提供流体连通通道，所述至少一个孔为形成在所述转子（107）的头部（107a）的外表面中的螺旋凹槽。

9. 如权利要求8所述的转子（107），包括形成在所述本体部中以形成收集腔（137）的环形槽（139）。

10. 如权利要求8或9所述的转子（107），其中所述螺旋槽（141）沿与所述转子（107）的操作旋转方向相同的方向转动。

11. 一种旋转燃料泵（101），包括：

转子（107），可旋转地安装在泵壳体（105）中，具有用于供应高压燃料的至少一个泵送元件（115）；

凸轮箱（123），包含用于致动所述至少一个泵送元件（115）的凸轮装置（103）；

其中所述第二排气管路（141）为形成在所述泵壳体（105）中的螺旋槽（141）。

12. 如权利要求11所述的旋转燃料泵（101），其中所述泵壳体（105）包括套管（111），所述转子（107）可旋转地安装在该套管中，所述螺旋槽（141）形成在所述套管（111）中。

13. 一种用于将转子（107）可旋转地安装在旋转燃料泵（101）中的泵壳体（105），所述泵壳体（105）包括用于将空气从收集腔（137）排出的排气管路（141）；其中所述排气管路（141）为螺旋槽。

14. 如权利要求13所述的泵壳体（105），包括用于可旋转地安装所述转子（107）的套管（111），其中所述螺旋槽（141）形成在所述套管（111）中。