CN108119273B - 燃油泵和供油系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃油泵和供油系统，所述燃油泵包括：泵体，所述泵体具有柱塞腔、储油腔、主吸油口、副吸油口和出油口，所述柱塞腔适于通过所述主吸油口与主油箱连通，所述储油腔适于通过所述副吸油口与副油箱连通，所述柱塞腔和所述储油腔均与所述出油口连通；柱塞，所述柱塞沿轴向可移动地设在所述柱塞腔内，且所述柱塞具有柱塞通油孔，所述柱塞通油孔可选择性地开闭；传动件和驱动件，所述驱动件通过所述传动件与所述柱塞相连。本发明的燃油泵，通过柱塞与射流技术的结合来实现供油，可以简化泵体的结构，降低燃油泵的制造和装配成本，且柱塞式的燃油泵无需加装滤网，燃油泵的能效高，燃油泵在工作过程中的散热效率高，持续供油性能强。

Description

燃油泵和供油系统

技术领域

本发明属于发动机供油技术领域，具体而言，涉及一种燃油泵和具有该燃油泵的供油系统。

背景技术

车辆的供油能耗影响整车的排放性能，相关技术中，燃油泵通过采用电机作为动力源进行吸油，燃油泵通常为滚柱泵式、齿轮泵式、涡轮泵式等，并通过调节电机的输入电压实现按需供油，以电机为动力的燃油泵在吸油口处都会安装滤网以达到防止杂质进入，滤网会影响泵油效率，且出于成本考虑，通常使用有刷电机，有刷电机在工作时频繁的摩擦会使换向器产生热量和磨损，甚至出现火花，对于易燃的燃油来说存在很大的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种能效高的燃油泵。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种燃油泵，包括：泵体，所述泵体具有柱塞腔、储油腔、主吸油口、副吸油口和出油口，所述柱塞腔适于通过所述主吸油口与主油箱连通，所述储油腔适于通过所述副吸油口与副油箱连通，所述柱塞腔和所述储油腔均与所述出油口连通；柱塞，所述柱塞沿轴向可移动地设在所述柱塞腔内，且所述柱塞具有柱塞通油孔，所述柱塞通油孔可选择性地开闭；传动件和驱动件，所述驱动件通过所述传动件与所述柱塞相连。

进一步地，所述柱塞腔与所述出油口之间设有文丘里管。

进一步地，所述文丘里管与所述出油口之间设有缩口管。

进一步地，所述泵体还具有射流腔，所述储油腔通过所述射流腔与所述副吸油口以及所述出油口连通。

进一步地，所述泵体包括前泵体和后泵体，所述柱塞腔、所述文丘里管和所述缩口管沿轴向依次设在所述前泵体上，且所述柱塞腔的一端敞开以形成所述主吸油口，所述出油口设在所述后泵体上，且所述后泵体与所述前泵体的远离所述主吸油口的一端相连以限定出环形的所述储油腔和所述射流腔。

进一步地，所述驱动件包括：定子，所述定子具有定子腔；动子，所述动子沿轴向可移动地设在所述定子腔内且与所述传动件相连；弹性件，所述弹性件弹性连接在所述动子与所述泵体之间。

进一步地，所述传动件为柱塞连杆，所述柱塞包括：柱塞本体，所述柱塞本体套设在所述柱塞连杆上，且与所述柱塞腔密封配合，所述柱塞通油孔设在所述柱塞本体上；柱塞盖，所述柱塞盖固定连接在所述柱塞连杆上，且具有封堵部，所述封堵部可选择性地封堵所述柱塞通油孔；轴向限位件，所述轴向限位件与所述柱塞连杆固定连接且轴向限位所述柱塞本体。

进一步地，所述柱塞通油孔为沿轴向的圆柱孔，所述柱塞通油孔为多个，多个所述柱塞通油孔均布在所述柱塞本体上。

相对于现有技术，本发明所述的燃油泵具有以下优势：

1)根据本发明实施例的燃油泵，通过柱塞与射流技术的结合来实现供油，可以简化泵体的结构，降低燃油泵的制造和装配成本，且柱塞式的燃油泵无需加装滤网，燃油泵的能效高，燃油泵在工作过程中的散热效率高，持续供油性能强。

本发明的另一目的在于提出一种供油系统，包括：主油箱；副油箱；如上述任一种所述的燃油泵，所述燃油泵的驱动件为电控式；转换器，所述转换器与所述驱动件相连，且适于与电源相连；控制单元，所述控制单元设置成适于根据发动机的进气压力信号向所述转换器输入控制信号。

进一步地，所述主油箱的底壁具有凹槽，所述燃油泵安装在所述主油箱内且设置为所述主吸油口位于所述凹槽内，且所述主油箱内设有主油位传感器，所述主油位传感器布置在所述凹槽外且与所述控制单元相连。

所述供油系统与上述的燃油泵相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的燃油泵的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3是本发明实施例所述的燃油泵横置的结构示意图；

图4是本发明实施例所述的燃油泵纵置的结构示意图；

图5是本发明实施例所述的供油系统的结构示意图。

附图标记说明：

供油系统1000，燃油泵100，

泵体10，主吸油口10a，柱塞腔10b，文丘里管10c，缩口管10d，副吸油口10e，射流腔10f，储油腔10g，出油口10h，前泵体11，后泵体12，密封圈13，出油管14，单向阀15，

柱塞20，柱塞盖21，封堵部21a，柱塞本体22，柱塞通油孔22a，轴向限位件23，

柱塞连杆30，限位环31，

驱动件40，定子41，插接件41a，动子42，弹性件43，

主油箱210，最小吸油高度210a，凹槽211，副油箱220，燃油滤清器230，

发动机300，

控制单元410，转换器420。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

首先参考附图描述本发明实施例的燃油泵100，如图1-图2所示，本发明实施例的燃燃油泵100包括：泵体10、柱塞20、传动件和驱动件40。

其中，泵体10具有柱塞腔10b、储油腔10g、主吸油口10a、副吸油口10e和出油口10h，柱塞腔10b适于通过主吸油口10a与主油箱210连通，储油腔10g适于通过副吸油口10e与副油箱220连通，柱塞腔10b和储油腔10g均与出油口10h连通，出油口10h用于输出燃油，且出油口10h位于柱塞腔10b和储油腔10g之间，以在柱塞腔10b负压时使储油腔10g内的燃油通过出油口10h输出。可选地，参考图1，出油口10h可以通过出油管14与发动机300相连，出油管14上可以设有从出油口10h到发动机300单向导通的单向阀15，以防止燃油回流。

柱塞20沿轴向可移动地设在柱塞腔10b内，柱塞20可以将柱塞腔10b分隔为吸油区(图1中柱塞20的右侧)和敞开区(图1中柱塞20的左侧)，主吸油口10a位于柱塞腔10b的吸油区，出油口10h位于柱塞20的右侧。

柱塞20具有柱塞通油孔22a，柱塞通油孔22a可选择性地开闭，在柱塞通油孔22a开启时，吸油区与敞开区连通，可以执行吸油行程，在柱塞通油孔22a关闭时，吸油区与敞开区隔绝开，可以执行供油行程。

驱动件40通过传动件与柱塞20相连，驱动件40用于提供柱塞20往复运动的驱动力，传动件用于传递该驱动力。

下面描述根据本发明实施例的燃油泵100的工作行程。

吸油行程：驱动件40通过传动件驱动柱塞20向左(图1和图2中)运动，柱塞通油孔22a开启，柱塞腔10b的吸油区会形成负压，主油箱210中的燃油依次通过主吸油口10a和柱塞通油孔22a被吸入柱塞腔10b的吸油区，储油腔10g内的燃油受到吸油区的负压作用向吸油区流动，根据负压抽吸原理，柱塞腔10b内的少部分燃油少部分会通过出油口10h流出，保证对发动机300持续供油，且副油箱220内的燃油通过副吸油口10e被吸入储油腔10g，以形成补充。

供油行程：驱动件40通过传动件驱动柱塞20向右(图1和图2中)运动，柱塞通油孔22a关闭，柱塞20向右移动对柱塞20右侧的燃油增压，使燃油喷射进入出油管14，且通过中心射流原理，主油箱210燃油会带动储油腔10g中燃油同时进入出油管14，完成对发动机300供油。

可以理解的是，在吸油行程中，燃油通过柱塞20上的柱塞通油孔22a时会起到散热的作用，降低柱塞20温度并保证温度在低于燃油燃点的范围内，储油腔10g可以保证吸油行程、车辆在制动和爬坡等极限工况下能够持续供给燃油产生动力，保证在特殊工况下防止向泵体10中供给气体造成动力不足情况。

根据本发明实施例的燃油泵100，通过柱塞20与射流技术的结合来实现供油，可以简化泵体10的结构，降低燃油泵100的制造和装配成本，且柱塞20式的燃油泵100无需加装滤网，燃油泵100的能效高，燃油泵100在工作过程中的散热效率高，持续供油性能强。

在本发明的一些具体的实施例中，参考图1和图2，传动件可以为柱塞连杆30，柱塞20可以包括：柱塞本体22、柱塞盖21和轴向限位件23。

其中，柱塞本体22可以套设在柱塞连杆30上，且柱塞本体22与柱塞腔10b密封配合，柱塞本体22可以作耐磨处理，比如作钛涂层。柱塞通油孔22a可以设在柱塞本体22上，优选地，柱塞通油孔22a为沿轴向的圆柱孔，柱塞通油孔22a可以为沿轴向延伸且贯穿柱塞本体22的圆柱孔，柱塞通油孔22a可以为多个，多个柱塞通油孔22a均布在柱塞本体22上，这样，柱塞20的散热较好。

柱塞盖21可以固定连接在柱塞连杆30上，具体地，活塞连杆上可以具有限位环31和外螺纹，柱塞盖21可以具有内螺纹，柱塞盖21与活塞连杆螺纹连接，且限位环31可以起到轴向限位的作用，柱塞盖21具有封堵部21a，封堵部21a可选择性地封堵柱塞通油孔22a，封堵部21a可以为设在柱塞盖21的朝向柱塞本体22的一侧的凸起，封堵部21a与柱塞通油孔22a可以形成锥形密封，且封堵部21a与柱塞通油孔22a可以一一对应。

轴向限位件23与柱塞连杆30固定连接，且轴向限位件23轴向限位柱塞本体22，具体地，轴向限位件23可以为螺母且与柱塞连杆30固定连接。

可以理解的是，在吸油行程中，柱塞连杆30向左(图1和图2中)运动，由于柱塞本体22与柱塞腔10b的摩擦作用，柱塞盖21先行朝左运动，以开启柱塞通油孔22a；在供油行程中，柱塞连杆30向右(图1和图2中)运动，由于柱塞本体22与柱塞腔10b的摩擦作用，柱塞盖21先行朝右运动，以封堵柱塞通油孔22a。

在本发明的一些具体的实施例中，参考图1，柱塞腔10b与出油口10h之间可以设有文丘里管10c，文丘里管10c沿轴向依次为缩口结构和扩口结构，可以起到增强燃油流速的作用。进一步地，参考图1，文丘里管10c与出油口10h之间可以设有缩口管10d。缩口管10d用于增强燃油的流出压力和流速，以进一步提升负压抽吸。优选地，泵体10还具有射流腔10f，储油腔10g通过射流腔10f与副吸油口10e以及出油口10h连通，射流腔10f用于负压抽吸，以向出油口10h供油。

具体地，如图1所示，泵体10可以包括前泵体11和后泵体12，柱塞腔10b、文丘里管10c和缩口管10d可以沿轴向(图1中个左右方向)依次设在前泵体11上，且柱塞腔10b的一端敞开以形成主吸油口10a，柱塞腔10b可以为圆柱腔，出油口10h可以设在后泵体12上，且后泵体12与前泵体11的远离主吸油口10a的一端相连以限定出环形的储油腔10g和环形的射流腔10f，环形的储油腔10g和环形的射流腔10f可以环绕缩口管10d以及至少部分文丘里管10c的外壁设置，后泵体12可以具有锥形的槽口，缩口管10d的管壁可以与槽口间隙配合，后泵体12与前泵体11可以通过螺纹紧固件相连，且后泵体12与前泵体11之间可以夹设有密封圈13。

在本发明的一些具体的实施例中，驱动件40可以包括：定子41、动子42和弹性件43。

定子41具有定子腔，动子42沿轴向可移动地设在定子腔内，动子42可以为永磁体，定子41可以为线圈绕组，且动子42与传动件相连以驱动传动件沿轴向运动，弹性件43弹性连接在动子42与泵体10之间，弹性件43可以螺旋弹簧，动子42和泵体10上可以具内设有阶梯部，弹性件43的两端可以分别套设在对应的阶梯部外。

定子41上可以连接有插接件41a，插接件41a用于与外部的电源相连，通过调整插接件41a通入的电流即可改变动子42的运动。具体地，通过调节交流电频率可以改变柱塞20行程长度，以针对不同型号或排量的车辆；在保证柱塞20运动时产生的温度低于燃油燃点的情况下，通过调节交流电频率可以改变柱塞20行程次数，即调整单位时间内柱塞20的运动次数，以针对不同型号或排量的车辆，燃油泵100的适用范围广。

可以理解的是，本发明实施例的燃油泵100因其动力由电磁结构提供，不存在相关技术中电机磨损导致负载过大燃油泵100停止工作等情况，保证了燃油泵100可持续工作，且高压油箱或非高压油箱均可使用。

本发明还公开了一种供油系统1000。

如图1-图5所示，供油系统1000包括主油箱210、副油箱220、燃油泵100、燃油滤清器230、转换器420和控制单元410。

其中，燃油泵100可以上述任一种实施例的燃油泵100，且燃油泵100的驱动件40可以为电控式，燃油滤清器230连接在出油口10h与发动机300之间，以过滤燃油中的杂质，转换器420与驱动件40相连，且转换器420适于与电源相连，控制单元410转换器420相连，控制单元410设置成适于根据发动机300的进气压力信号向转换器420输入控制信号，转换器420根据该控制信号向驱动件40输出相应的电流，以使柱塞20作对应的动作，这样燃油泵100可以输出与发动机300的需求相匹配的燃油量。

控制单元410可以为车辆的ECU，ECU接收到进气压力信号后会结合多方传感器信号进行处理后对转换器420输送信号，由转换器420将信号转变为变化的交流电并提供给燃油泵100，燃油泵100对吸油量(同步吸取主、油箱中燃油)做出调整，按照当前所需要的燃油量通过出油管14和燃油滤清器230对发动机300进行供油，使车辆在低速或者怠速状态下能够有效的利用能量，以达到按需供油的目的。

优选地，参考图3-图4，主油箱210的底壁可以具有凹槽211，燃油泵100安装在主油箱210内，燃油泵100的安装方式可按照法兰或卡盘密封方式设计，燃油泵100可以设置为主吸油口10a位于凹槽211内，且主油箱210内设有主油位传感器，主油位传感器布置在凹槽211外且与控制单元410相连。

可以理解的是，油箱内不可用燃油位高度取决于燃油泵100的主吸油口10a的位置，主吸油口10a的位置即为最小吸油高度210a，主吸油口10a低于主油箱210的底壁，主油位传感器布置在凹槽211外，可以保证车辆最大续航油量。为保证安全，当主油箱210中燃油液面高度在凹槽211中时，控制单元410接收主油位传感器传出的信号显示主油箱210中无燃油，此时燃油泵100会停止工作。

进一步地，副油箱220内设有副油位传感器，副油位传感器与控制单元410相连，在控制单元410接收到副油位传感器显示副油箱220中无燃油，此时燃油泵100也会停止工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃油泵(100)，其特征在于，包括：

泵体(10)，所述泵体(10)具有柱塞腔(10b)、储油腔(10g)、主吸油口(10a)、副吸油口(10e)和出油口(10h)，所述柱塞腔(10b)适于通过所述主吸油口(10a)与主油箱(210)连通，所述储油腔(10g)适于通过所述副吸油口(10e)与副油箱(220)连通，所述柱塞腔(10b)和所述储油腔(10g)均与所述出油口(10h)连通；

柱塞(20)，所述柱塞(20)沿轴向可移动地设在所述柱塞腔(10b)内，且所述柱塞(20)具有柱塞通油孔(22a)，所述柱塞通油孔(22a)可选择性地开闭；

传动件和驱动件(40)，所述驱动件(40)通过所述传动件与所述柱塞(20)相连。

2.根据权利要求1所述的燃油泵(100)，其特征在于，所述柱塞腔(10b)与所述出油口(10h)之间设有文丘里管(10c)。

3.根据权利要求2所述的燃油泵(100)，其特征在于，所述文丘里管(10c)与所述出油口(10h)之间设有缩口管(10d)。

4.根据权利要求3所述的燃油泵(100)，其特征在于，所述泵体(10)还具有射流腔(10f)，所述储油腔(10g)通过所述射流腔(10f)与所述副吸油口(10e)以及所述出油口(10h)连通。

5.根据权利要求4所述的燃油泵(100)，其特征在于，所述泵体(10)包括前泵体(11)和后泵体(12)，所述柱塞腔(10b)、所述文丘里管(10c)和所述缩口管(10d)沿轴向依次设在所述前泵体(11)上，所述柱塞腔(10b)的一端敞开以形成所述主吸油口(10a)，所述出油口(10h)设在所述后泵体(12)上，且所述后泵体(12)与所述前泵体(11)的远离所述主吸油口(10a)的一端相连以限定出环形的所述储油腔(10g)和所述射流腔(10f)。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的燃油泵(100)，其特征在于，所述驱动件(40)包括：

定子(41)，所述定子(41)具有定子腔；

动子(42)，所述动子(42)沿轴向可移动地设在所述定子腔内且与所述传动件相连；

弹性件(43)，所述弹性件(43)弹性连接在所述动子(42)与所述泵体(10)之间。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的燃油泵(100)，其特征在于，所述传动件为柱塞连杆(30)，所述柱塞(20)包括：

柱塞本体(22)，所述柱塞本体(22)套设在所述柱塞连杆(30)上，且与所述柱塞腔(10b)密封配合，所述柱塞通油孔(22a)设在所述柱塞本体(22)上；

柱塞盖(21)，所述柱塞盖(21)固定连接在所述柱塞连杆(30)上，且具有封堵部(21a)，所述封堵部(21a)可选择性地封堵所述柱塞通油孔(22a)；

轴向限位件(23)，所述轴向限位件(23)与所述柱塞连杆(30)固定连接且轴向限位所述柱塞本体(22)。

8.根据权利要求7所述的燃油泵(100)，其特征在于，所述柱塞通油孔(22a)为沿轴向的圆柱孔，所述柱塞通油孔(22a)为多个，多个所述柱塞通油孔(22a)均布在所述柱塞本体(22)上。

9.一种供油系统(1000)，其特征在于，包括：

主油箱(210)；

副油箱(220)；

如权利要求1-8中任一项所述的燃油泵(100)，所述燃油泵(100)的驱动件(40)为电控式；

转换器(420)，所述转换器(420)与所述驱动件(40)相连，且适于与电源相连；

控制单元(410)，所述控制单元(410)设置成适于根据发动机(300)的进气压力信号向所述转换器(420)输入控制信号。

10.根据权利要求9所述的供油系统(1000)，其特征在于，所述主油箱(210)的底壁具有凹槽(211)，所述燃油泵(100)安装在所述主油箱(210)内且设置为所述主吸油口(10a)位于所述凹槽(211)内，所述主油箱(210)内设有主油位传感器，所述主油位传感器布置在所述凹槽(211)外且与所述控制单元(410)相连。

Images