CN108071535B

CN108071535B - 燃料供给泵

Info

Publication number: CN108071535B
Application number: CN201711124133.XA
Authority: CN
Inventors: M·曼尼; L·斯坎达莱
Original assignee: Magneti Marelli SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 2016-11-14
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2021-05-28
Anticipated expiration: 2037-11-14
Also published as: CN108071535A; IT201600114608A1

Abstract

一种燃料供给泵，其设置有：活塞，其以滑动方式接合在缸体中，并且在缸体内限定泵送腔室和供给腔室，且包括布置在供给腔室内的环形电枢；操作装置，所述操作装置包括第一限位止动器，以在迫使燃料进入到所述泵送腔室内的所述进入冲程结束时使得所述活塞停止直线运动；并且其中所述电枢和所述第一限位止动器在彼此之间限定用于燃料的具有可变体积的圆柱形空间，其容纳第一阻尼装置，在第一阻尼装置中限定至少一个通路（P），所述通路（P）被设计成在迫使燃料进入到泵送腔室内的进入冲程期间允许燃料从圆柱形空间泄漏。

Description

燃料供给泵

技术领域

本发明涉及一种燃料供给泵。

背景技术

本发明在内燃发动机中具有有利的应用。具体地，本发明在用于机动车辆的小排量内燃发动机中具有有利的但非排他性的应用，在下面的描述中将明确提及上述，但不会因为上述而丧失一般性。

在小排量的机动车辆领域中，已知一种包括气缸的内燃发动机，所述气缸通过至少一个进气阀连接到进气歧管并且通过至少一个排气阀连接到排气歧管。

进气歧管将来自外部的空气供给到气缸内，而排气歧管将由燃烧所产生的气体排出气缸，以将由燃烧所产生的气体供给到消音器，从而进入大气。

燃料（通常为汽油）通过电子注入式供给系统供给到气缸，该电子注入式供给系统包括喷射器，喷射器靠近进气阀布置以便将燃料喷射到进气歧管中或者布置成将燃料直接喷射到气缸内。

此外，供给系统还包括燃料泵，该燃料泵在大气压力下从容纳箱中抽吸燃料，并且在电子控制单元的控制下将抽吸的燃料供给到喷射器，该电子控制单元控制喷射器以便在气缸的进气阶段期间循环地喷射燃料并且进一步控制燃料泵以便以恒定压力将燃料供给到喷射器。

通常而言，燃料泵包括管状泵主体，该管状泵主体限定供给通道，该供给通道在一侧连接到燃料容纳箱，而在另一侧连接到喷射器。

供给通道通过活塞以滑动方式接合，所述活塞在泵主体内部限定具有可变体积的泵送腔室，所述泵送腔室通过插入止回阀而连接到喷射器并且还通过多个开口连接到供给通道，所述开口通过活塞获得并通常由固定到活塞的簧片阀封闭。

活塞由于操作装置的推力沿供给通道以直线往复运动移动，所述操作装置包括：电磁致动器，所述电磁致动器被设计成使得以迫使燃料进入到泵主体内的进气冲程来移动活塞；以及弹簧，所述弹簧被设计成使得以将燃料输送到喷射器的输送冲程来移动活塞。

此外，燃料泵还包括用于在进气冲程结束时使活塞停止的第一限位止动器以及用于在输送冲程结束时使活塞停止的第二限位止动器。

上述类型的燃料供给泵受到一些缺点的影响，这主要是由于下述事实，即当机动车辆启动并且所述内燃发动机缓慢运行时，由于活塞撞击到第一限位止动器和第二限位止动器两者上，因此这些泵产生相对高的噪音。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃料供给泵，其被设计成以简单、相对低成本的方式克服上述缺点。

根据本发明，提供一种燃料供给泵，其具有：

- 限定具有纵向轴线的缸体的泵主体；

- 活塞，其沿着纵向轴线以滑动方式接合在缸体中，并且在缸体内限定具有可变体积的泵送腔室，该泵送腔室设置有：能够连接到喷射器的至少一个输送阀；以及供给腔室，所述供给腔室与燃料容纳箱连通并且通过至少一个进入阀连接到泵送腔室；所述活塞还包括管状电枢，所述管状电枢与所述纵向轴线同轴地布置在所述供给腔室内部；

- 操作装置，所述操作装置用于使得活塞沿着纵向轴线在气缸内以直线往复运动移动，所述直线往复运动包括迫使燃料进入到泵送腔室内的进入冲程和将燃料输送至喷射器的输送冲程；所述操作装置包括第一限位止动器，以在所述进入冲程结束时使得所述活塞停止；

其中，所述电枢和所述第一限位止动器在彼此之间限定用于燃料的具有可变体积的圆柱形空间，圆柱形空间容纳具有环形形状的、与纵向轴线同轴的第一阻尼装置，在第一阻尼装置中限定至少一个通路，所述通路被设计成在燃料增压冲程期间允许燃料从泵送腔室泄漏到圆柱形空间。

附图说明

现在将参照示出本发明非限制性实施例的附图描述本发明，其中：

- 图1是具有根据本发明的燃料供给泵的优选实施例的内燃发动机的示意图；

- 图2是图1所示燃料供给泵的横截面视图；

- 图3是图2和/或图8的燃料供给泵的阻尼装置的第一变型的平面视图；

- 图4是沿着图3的线IV-IV所取的横截面视图；

- 图5示出图2第二细节的两个透视图；

- 图6是图5所示细节的平面视图；

- 图7是沿着图6细节的线VII-VII所取的横截面视图；

- 图8是根据本发明的燃料供给泵的第二实施例的截面图；

- 图9示出根据本发明的燃料供给泵的泵送腔室的填充；

- 图10是图1所示内燃发动机的燃料箱的示意图；

- 图11是图8所示燃料供给泵的阻尼装置的第二变型的透视图；

- 图12是图11所示阻尼装置的侧视图；以及

- 图13示出图12的放大细节。

具体实施方式

在图1中，附图标记1总体上表示包括气缸2的内燃发动机，气缸2通过至少一个进气阀4连接到进气歧管3并且通过至少一个排气阀6连接到排气歧管5。

进气歧管3通过供给管道7由来自外部的空气供给，供给管道7由节流阀8或节气阀控制并通过进气管道9连接到气缸2，所述进气管道9由阀4控制。类似地，排气歧管5通过排气管道10连接到气缸2，排气管道10由阀6控制并且进一步连接到排放管道11，排放管道11的自由端又连接到消音器（已知且未示出）以将由燃烧产生的气体释放到大气中。

具体是汽油的燃料通过电子喷射供给系统12被供给到气缸2，电子喷射供给系统12包括喷射器13，所述喷射器13靠近阀4布置以将燃料喷射到管道9中。

根据本文未示出的变型，喷射器13布置成将燃料直接喷射到气缸2内。

此外，系统12还包括燃料供给泵14，该燃料供给泵14通过第一供给管道16在大气压力下与容纳箱15液压连通，并且通过第二供给管道17与喷射器13液压连通。

系统12的操作由电子控制单元18选择性地控制，该电子控制单元18控制喷射器13以便在内燃发动机的进气阶段期间循环地将燃料供给到气缸2，并且还控制所述泵14从而以恒定和预定的压力将燃料供给到喷射器13。

根据图2，泵14包括泵主体19，泵主体19被成形为限定缸体20，该缸体20具有基本竖直的纵向轴线21并且包括宽的上部部分22和窄的下部部分23。

部分23连接到管道17，并且因此通过沿着轴线21从泵主体19突出的燃料出口连接件24连接到喷射器13。

缸体20的部分22通过活塞25以滑动的方式接合，所述活塞25包括板26，所述板26垂直于轴线21，并且在部分22的内部限定上部腔室27和下部腔室28，上部腔室27和下部腔室28沿着轴线21对准。

此外，活塞25还包括管状电枢29，该管状电枢29与轴线21同轴地安装在腔室27内并且以角度固定的方式联接到板26。

腔室28是具有可变体积的泵送腔室，泵送腔室通过容纳在缸体20的部分23中的止回阀30的插入连接到喷射器13。

参照图3和图4，燃料通过进入阀31进入腔室28，该进入阀31包括多个平行于轴线21贯穿板26获得的供给孔32和可变形薄板33，可变形薄板33设计成选择性地控制燃料供给到腔室28内。

薄板33包括：外环形冠部34，其通过焊接沿着板26的周边边缘固定；以及多个具有圆形形状的中央瓣部35，中央瓣部35与孔32一样多，分别与相应的孔32相关联，并且通过相应的可弹性变形的臂36连接到冠部34，每个臂36被设计成将相关瓣部35移动到相关孔32的闭合位置并且通常将相关瓣部35保持在相关孔32的闭合位置下。

根据图2，由于包括电磁致动器38的操作装置37的推力，活塞25可沿着轴线21在部分22内部移动，电磁致动器38又包括环形线圈39和管状磁极40，环形线圈39容纳在泵主体19内在缸体20的外侧上，管状磁极40与轴线21同轴地固定在部分22的内侧上。

磁极40安装在面向电枢29的位置上，并且与电枢29和缸体20一起限定具有可变体积的圆柱形空间41，该空间41被设计为由燃料占据。

如在图4中可以更好地看到的那样，泵14还包括管状漏斗42，管状漏斗42与轴线21同轴地安装在部分22的内侧上，并且以其凹部面向板26的方式布置。

漏斗42包括具有小于磁极40最小内径的直径的圆柱形部分43和搁置在板26上的具有截头圆锥形的杯形部分44。

漏斗42通过弹簧45保持与板26接触，所述弹簧45限定装置37的一部分，围绕漏斗42延伸，并且与轴线21同轴地配合在磁极40和部分44之间。

在使用中，活塞25通过操作装置37以沿着轴线21的直线往复运动的方式移动，直线往复运动包括：进入冲程，用于通过进入阀31抽吸燃料并且将燃料抽吸到泵送腔室28内；和输送冲程，用于将燃料通过阀30排出并且排出到腔室28的外部。

在输送冲程结束时，电磁致动器38的线圈39被激励；活塞25抵抗弹簧45的作用而移动，以便与磁极40接触以增加腔室28的体积；并且进入阀31的瓣部35通过部分44内存在的燃料压力从孔32的闭合位置移动到孔32的相应打开位置，以允许燃料进入到腔室28内。

在进入冲程结束时，致动器38的线圈39去激励；进入阀31的瓣部35通过相关臂36再次移动到闭合位置；并且活塞25通过弹簧45移动，从而减小腔室28的体积并打开阀30。

在进入冲程结束时，活塞25通过磁极40停止，并且在输出冲程结束时通过与轴线21同轴地安装在部分22中的限位止动环46停止。

为了减小由电枢29到磁极40的撞击而产生的噪音，泵14设置有阻尼装置47，阻尼装置47具有基本上环形的形状并且与轴线21同轴。阻尼装置47插入在电枢29和磁极40之间，并且优选地由弹性体或塑料材料制成。阻尼装置47至少部分地容纳在空间41内。

如在图5至图7中可以更好地看到的那样，阻尼装置47包括环形部分48，该环形部分48在使用中布置在环形槽49内，该环形槽49形成在磁极40中并且面向电枢29。

阻尼装置47还包括附件50，附件50从环形部分48突出并面向电枢29；附件50优选地以均匀的方式围绕轴线21分布。根据优选的变型，附件50具有圆形形状；附件50具有半圆形的横截面。

通路P被限定在两个连续的附件50之间，并被设计成允许燃料在活塞25的进入冲程期间从空间41泄漏。附件50布置在空间41内部，产生固体（由附件50限定）和空隙的交替，即使当活塞25在进入冲程结束时到达上止点时，其也允许燃料流出空间41。

阻尼装置47成形为在活塞25的进入冲程期间不防止燃料流出空间41；换言之，阻尼装置47设计成减小由电枢29撞击磁极40所产生的噪音，并且同时允许燃料通过限定在两个连续附件50之间的间隙泄漏。

根据本文未示出的变型，阻尼装置47可以被设计成与轴线21同轴的环，并且设置有：部分48，该部分48在使用中布置于环形槽49的内部，环形槽49在磁极40中获得并且面向电枢29；以及下述部分，其突出到空间41中并设置有通孔，该通孔设计成在活塞25的进入冲程期间允许燃料流出空间41。

图8中所示的变型与图2中所示的变型的不同之处仅在于，为了进一步降低由泵14产生的噪音，并且特别是为了降低在输送冲程结束时由板26撞击环46所产生的噪音，泵14设置有大致环形并与轴线21同轴的另一阻尼装置51。阻尼装置51介于板26与环46之间。

根据第一变型，阻尼装置51由弹性体或塑料材料制成。

根据图5至图7所示的该第一变型，阻尼装置51与阻尼装置47完全相似，并且包括环形部分52，该环形部分52在使用中布置在环形槽53内，环形槽53在环46中获得并面向板26。

阻尼装置51还包括附件54，附件54从环形部分52突出并面向板26；附件54优选地以均匀的方式围绕轴线21分布。根据优选的变型，附件54具有圆形形状；附件54具有半圆形的横截面。附件54布置在下部腔室28内部，产生固体（由附件54限定）和空隙的交替，这允许所有的燃料在输送冲程结束时通过阀30排出并从下部腔室28排出。

换言之，阻尼装置51至少部分地容纳在下部泵送腔室28内；并且在阻尼装置51中限定至少一个通路P，该通路P被设计成允许泵送腔室28的所有燃料在燃料输送冲程期间排空。

根据本文未示出的变型，阻尼装置51可以被设计成与轴线21同轴的环，并且设置有部分52，该部分52在使用中被布置于环形槽53内部，环形槽53在环46中获得并且面向板26；以及下述部分，所述部分突出到腔室28中并设置有通孔，该通孔设计成在活塞25的输送冲程期间允许燃料流出腔室28。

根据图11至图13所示的另一变型，阻尼装置51 *由金属材料制成。

阻尼装置51 *由环形叶片52 *限定，该环形叶片52 *在使用中布置在环形座内，所述环形座在环46内获得并且面向板26。

叶片52 *还包括从叶片52 *突出并面向板26（朝向板26突出）的外围附件54 *；附件54 *优选地以均匀的方式围绕轴线21分布。附件54 *像板簧那样起作用，其对在输送冲程结束时板26对环46的撞击进行阻尼，从而减少噪音。

阻尼装置51 *至少部分地容纳在下部泵送腔室28的内部，并且被设计成限定至少一个通路P以允许泵送腔室28的所有燃料在燃料输送冲程期间排空。

在泵14的正常操作期间，在输送冲程结束时，由板26对环46的撞击所产生的噪音由被容纳在下部腔室28内的燃料储备所阻尼。然而当内燃发动机1启动时，下部腔室28不包含用于阻尼在输送冲程结束时板26对环46的撞击所产生的噪音所需要的燃料储备。

根据未示出的另一变型，由金属材料制成并且如上所述的阻尼装置51*被插入在电枢29和磁极40之间。阻尼装置51*至少部分地被容纳在空间41内（代替阻尼装置47）。

根据未示出的另一变型，设置两个由金属材料制成的阻尼装置51*，两个阻尼装置分别放置在电枢29和磁极40之间（即，至少部分地容纳在空间41内）以及环46和板26（即，至少部分地容纳在泵送腔室28内）之间，代替阻尼装置47，51。

因此，在下文中可以发现应用于泵14的控制策略的描述，以便在启动时减少在输出冲程结束时由板26对环46的撞击所产生的噪音，其在图9中示出：

- 首先，在内燃发动机1启动之前识别出所谓的“开启”步骤（通常情况下，电子控制单元18接收到信号，该信号使其能够识别内燃发动机1的即将启动并且在内燃发动机1开启之前启动的泵14控制步骤）；

- 在内燃发动机1开启之前开始腔室28填充步骤，在此期间，泵14被控制在降低的功率W下，即功率W小于泵14的额定操作功率，从而能够在下部腔室28内产生燃料储备；

- 在填充步骤之后开始加压步骤，在此期间燃料达到标称操作压力值P。

以这种方式，当供给系统12启动时，在下部腔室28内已经有燃料储备，其使得在输送冲程结束时由板26对环46的撞击所产生的噪音显著降低。

在填充步骤期间，存在于部分44内的燃料的压力使得进入阀31的瓣部35从孔32的闭合位置移动到孔32的相应打开位置，使得燃料在进入冲程期间可流入到腔室28内。下部腔室28内的燃料压力达到这样一个值，使得在输送冲程期间燃料通过阀30排出并从下部腔室28排出，从而也填充将泵14连接到喷射器13的管道。由于填充步骤在内燃发动机1启动的步骤之前，所以喷射器13被闭合，并且没有燃料被引入到相应的气缸2中。在燃料输送步骤期间，多余的燃料因此从下部腔室28泄露到具有可变体积的圆柱形空间41。

以实验方式限定填充步骤期间泵送循环的次数，试图在尽可能短的时间内达到对加压步骤的需要和确保尽可能小的噪音之间的折衷。

根据图10，燃料供给泵14在大气压力下不会被淹没在箱15内，而是其布置在所述箱15的外部，燃料供给泵14通过供给管道16与箱15液压地连通。具体地，泵主体19限定连接到燃料容纳箱15的供给通道16。

泵14连接到箱15的底壁55，并通过供给管道16从箱15抽吸，供给管道16通过底壁55中的通孔与箱15的内部连通。

在供给管道16与箱15的内部之间建立连通的底部开口由筒式过滤器56围绕，筒式过滤器56设计成净化供给到泵14的燃料并且防止泵14损坏。筒式过滤器56具有大致管状的形状并且被布置成完全围绕底部开口，这在输送管道16与箱15的内部之间建立连通。

筒式过滤器56被设计成具有与箱15的底壁55接触或者直接与供给管道16连通的第一端部57；而第二端部58始终是浮起的，即在容纳在容器15中的燃料的自由表面的上方。在任何情况下，端部58都不会被浸没并延伸到容纳在容器15中的燃料的自由表面上方。

即使当箱15已满时，在箱15内部也存在死空气体积V，该空气体积V通过筒式过滤器56的浮起端部58帮助去除燃料气泡，该燃料气泡当箱15内容纳的燃料的状态由于由供给系统12在其中工作的大气条件和/或由内燃发动机1的操作所产生的热量（称为蒸气锁定的现象）而从液态变成气态时产生。

上面描述的电子注射供给系统12和燃料供给泵14具有一些优点，这主要是由于下述事实。即阻尼装置47和阻尼装置51，51 *的存在使得制造商能够分别显著降低在进入冲程结束时由电枢29撞击磁极40产生的噪音以及在输送冲程结束时由板26撞击环46所产生的噪音。

此外，在箱15内具有浮起端部58的筒式过滤器56的存在允许在任何操作状态下去除燃料气泡，该燃料气泡当箱15内容纳的燃料的状态由于由供给系统12在其中工作的大气条件和/或由内燃发动机1的操作所产生的热量而从液态变成气态时产生，从而防止供给系统12的其它部件被损坏。

此外，电子注射供给系统12和燃料供给泵14都容易且经济地制造。

Claims

1.一种燃料供给泵（14），其包括：

- 限定具有纵向轴线（21）的气缸（20）的泵主体（19）；

- 活塞（25），其沿着纵向轴线（21）以滑动方式接合在气缸（20）中，并且在气缸（20）内限定具有可变体积的泵送腔室（28），该泵送腔室（28）设置有：能够连接到喷射器（13）的至少一个输送阀（30）；以及供给腔室（27），所述供给腔室（27）与燃料容纳箱（15）连通并且通过至少一个进入阀（31）连接到泵送腔室（28）；所述活塞（25）还包括管状电枢（29），所述管状电枢（29）与所述纵向轴线（21）同轴地布置在所述供给腔室（27）内部；以及

- 操作装置（37），所述操作装置（37）用于使得活塞（25）沿着纵向轴线（21）在气缸（20）内以直线往复运动的形式移动，所述直线往复运动包括迫使燃料进入到泵送腔室（28）内的进入冲程和将燃料输送至喷射器（13）的输送冲程；所述操作装置（37）包括第一限位止动器以在所述进入冲程结束时使得所述活塞（25）停止；

所述泵的特征在于，所述电枢（29）和所述第一限位止动器在彼此之间限定用于燃料的具有可变体积的圆柱形空间（41），圆柱形空间（41）容纳第一阻尼装置（47），第一阻尼装置（47）具有环形形状，与纵向轴线（21）同轴；在第一阻尼装置（47）中限定至少一个通路（P），所述通路（P）被设计成在燃料增压冲程期间允许燃料从泵送腔室（28）泄漏到圆柱形空间（41）。

2.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述泵包括用于在所述输送冲程结束时使所述活塞（25）停止的第二限位止动器；其中所述活塞（25）包括板（26），所述板（26）在所述气缸（20）内部将所述泵送腔室（28）与所述供给腔室（27）分开并且以轴向固定的方式联接到所述电枢（29）；并且其中所述泵（14）包括与所述纵向轴线（21）同轴的具有环形形状的第二阻尼装置（51），所述第二阻尼装置（51）介于所述第二限位止动器和所述板（26）之间。

3.根据权利要求2所述的泵，其特征在于，所述第二阻尼装置（51）至少部分地容纳在所述泵送腔室（28）内；并且其中在所述第二阻尼装置（51）中限定至少一个通路（P），所述至少一个通路（P）被设计成允许在所述输送冲程期间排空所述泵送腔室（28）的所有燃料。

4.根据权利要求2所述的泵，其特征在于，所述第一阻尼装置（47）和/或第二阻尼装置（51）包括环形部分（48，52），所述环形部分（48，52）布置在相应的环形槽（49，53）内，所述环形槽（49，53）分别在第一限位止动器和/或第二限位止动器中获得。

5.根据权利要求2所述的泵，其特征在于，所述第一阻尼装置（47）和/或第二阻尼装置（51）由弹性体或塑料材料制成。

6.根据权利要求2所述的泵，其特征在于，所述第一阻尼装置（47）和/或第二阻尼装置（51）包括多个附件（50，54）；每个燃料通路（P）限定在两个连续的附件（50，54）之间。

7.根据权利要求6所述的泵，其特征在于，所述附件（50，54）围绕所述纵向轴线（21）以均匀的方式分布。

8.根据权利要求6所述的泵，其特征在于，所述附件（50，54）具有圆形形状。

9.根据权利要求2所述的泵，其特征在于，所述第一阻尼装置和/或第二阻尼装置由金属材料制成。

10.根据权利要求9所述的泵，其特征在于，所述第一阻尼装置和/或第二阻尼装置由设置有外围附件（54 *）的环形叶片（52 *）限定，所述外围附件（54 *）从所述叶片（52*）突出，面向板（26）并用作板簧。