CN113260782A - 燃料供应装置 - Google Patents

Abstract

燃料供应装置(10)，其特征在于，该装置包括：·适合于对燃料加压的泵(11)，·至少部分地围绕泵(11)的第一壳体(21)，·限定在第一壳体(21)与泵(11)之间的缓冲容积(23)，·通向缓冲容积(23)且旨在上游连接到燃料箱(5)的燃料入口(33)，·从缓冲容积(23)通向泵(11)的第一燃料出口(31)，·离开缓冲容积(23)且旨在下游连接到燃料箱(5)的第二燃料出口(32)。

Description

燃料供应装置

技术领域

本发明涉及一种燃料(尤其是柴油)供应装置，该燃料供应装置包括泵(尤其是高压泵)。本发明还涉及一种推进单元，该推进单元包括这种燃料供应装置。本发明进一步涉及一种机动车辆，该机动车辆包括这种燃料供应装置或这种推进单元。

背景技术

燃烧式发动机(特别是柴油发动机)通常包括连接到燃料喷射系统的泵，该泵被称为“高压”泵。该泵在上游侧连接到燃料箱，并且能够将燃料升至高压，从而能将燃料喷射到发动机的燃烧室中。为此，可以将加压燃料从泵运送到喷射共轨，然后从该轨运送到通向各燃烧室的喷射器。

燃料脉动阻尼器的使用是已知的，以其英文名“阻尼器”广为人知、插置于燃料箱与泵之间。脉动阻尼器包括缓冲罐、连接至燃料箱的入口、连接至泵的第一出口、以及称为“回流”且同样连接至燃料箱的第二出口。该脉动阻尼器尤其使得能够调节该泵上游燃料的压力，并因而放宽对泵液压连接器尺寸的要求。

在推进单元中安装脉动阻尼器在发动机舱内需要的大量的可用空间，用于缓冲罐本身的管和在脉动阻尼器与箱之间以及在脉动阻尼器与泵之间提供连接的管一样多。此外，这些连接管的路径需要包括很少的弯头或弯道、或没有弯头或弯道，以避免管内的压降。最后，连接管选用材料需要考虑与缓冲罐的接合要求和密封要求。因此，当缓冲罐由塑料制成时，连接管不能由金属制成。最后，脉动阻尼器还需要对热辐射具有低敏感性，且尽可能地重量轻。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃料供应装置，该燃料供应装置克服上述缺点并改进现有技术的已知的装置。特别地，本发明使得能够生产一种紧凑、易于安装、稳固且重量轻的燃料供应装置。

本发明涉及一种燃料供应装置，包括：

-泵，该泵能够使燃料加压，

-第一壳体，该第一壳体至少部分地包封该泵，

-缓冲容积，该缓冲容积被限定在该第一壳体与该泵之间，

-燃料入口，该燃料入口通向该缓冲容积且旨在上游侧连接至燃料箱，

-第一燃料出口，该第一燃料出口从该缓冲容积朝向该泵，

-第二燃料出口，该第二燃料出口离开缓冲容积且旨在下游侧连接至燃料箱。

泵可以包括至少部分地包封泵的第二壳体、包封第二壳体的第一壳体、限定在第一壳体与第二壳体之间的缓冲容积。

第一壳体和第二壳体可以形成一件式组件、尤其是通过模制获得的组件。

第一壳体和/或第二壳体可以由塑料制成。

第一壳体和第二壳体可以形成通过使片材金属变形和/或通过焊接获得的一件式金属组件。

第二燃料出口可以包括阀，如果缓冲容积中的燃料压力超过压力阈值，则该阀能够打开。

第一燃料出口可以包括第一液压联接件。第二燃料出口可以包括第二液压联接件。燃料入口可以包括第三液压联接件。

第一液压联接件可以从第二壳体朝向该缓冲容积的内部延伸。第二液压联接件可以从第一壳体朝向该缓冲容积的外部延伸。第三液压联接件可以从第一壳体朝向该缓冲容积的外部延伸。

第一液压联接件和第二液压联接件可以沿不同的方向延伸、尤其是沿彼此垂直的方向延伸。第一液压联接件和第三液压联接件可以沿不同的方向延伸、尤其是沿彼此垂直的方向延伸。

燃料供应装置可以包括：

-在第一液压联接件与第二壳体之间的接口处的第一密封件，和/或

-在第二液压联接件与第一壳体之间的接口处的第二密封件，和/或

-在第三液压联接件与第一壳体之间的接口处的第三密封件。

第二壳体可适应泵的形状，和/或在第一壳体中可以具有基本上平行六面体的形状。

该泵可能能够将柴油的压力升到至少1000巴、或者甚至至少2000巴。

该泵可以包括凸轮随动活塞柱塞，该泵能够通过与凸轮随动活塞柱塞接触的凸轮的旋转而被驱动运行。

第一壳体和/或第二壳体可以包括旨在用于将燃料供应装置固定到发动机缸体的固定凸缘。

本发明还涉及一种推进单元，该推进单元包括如上文限定的燃料供应装置、以及燃料喷射系统，该燃料供应装置在下游侧连接到燃料喷射系统。

本发明还涉及一种机动车辆，该机动车辆包括燃料箱、如上文限定的燃料供应装置和/或如上文限定的推进单元，该燃料供应装置通过燃料入口以及通过第二燃料出口连接到燃料箱。

附图说明

本发明的这些目的、特征和优点将参照附图在通过非限制性示例给出的一个具体实施例的以下说明中详细地进行阐述，在附图中：

[图1]

图1是根据现有技术的泵和脉动阻尼器的等距视图。

[图2]

图2是根据现有技术的泵和脉动阻尼器的局部等距视图。

[图3]

图3是配备有保护壳体的泵的等距视图。

[图4]

图4是根据本发明的一个实施例的机动车辆的示意图。

[图5]

图5是根据本发明的一个实施例的燃料供应装置的泵的等距视图。

[图6]

图6是根据本发明的一个实施例的燃料供应装置的截面图。

具体实施方式

在此文献中，术语“上游”和“下游”是指液体(尤其是燃料)流动的方向，液体从上游流向下游。

为了清楚地理解本发明，首先将参照图1、图2和图3描述根据现有技术的推进单元1'。推进单元1'包括发动机缸体2'，多种不同的设备项被固定到发动机缸体。特别地，推进单元1'包括被称为“高压泵”的泵3'和脉动阻尼器4'。泵3'能够对燃料(尤其是柴油)加压，从而能将燃料喷射到用于推进单元1'的燃烧室中。泵3'包括低压入口5'和高压出口6'。脉动阻尼器4'(有时也称为燃料脉动阻尼器)尤其使得能够调节泵3'上游的燃料压力。为此，脉动阻尼器包括缓冲罐7'、连接到燃料箱的入口8'、连接到泵3'的第一出口9'、以及称为“回流”且同样连接到燃料箱的第二出口10'。因此，推进单元1'包括将第一出口9'连接到泵3'的第一管11'、将第二出口10'连接到燃料箱的第二管12'、将入口8'连接到燃料箱的第三管13'、以及将泵3'连接到喷射装置(比如喷射轨)的第四管14'。这些管具有弯头或弯道，以便使管的端部与泵3'的入口和出口以及与脉动阻尼器4'的入口和出口平行地定向。特别地，脉动阻尼器4'的第一出口9'和泵3'的低压入口5'沿基本垂直的方向定向。第一管11'具有两个90°弯头，以便将第一出口9'连接到低压入口5'。

此外，泵3'由保护壳体15'保护。保护壳体15'还包封第一管11'的下游部分。因此，第一管需要尽可能近地紧挨泵3'的主体，以便限定保护壳体15'的尺寸。

当发动机运转时，在存在于燃料箱中的燃料到达使燃料加压的泵3'之前依次通过第三管12'、缓冲罐7'和第一管10'。由泵加压的燃料然后经由第四管13'被朝向喷射系统引导。如果缓冲罐中的燃料压力过高，则存在于缓冲罐中的一些柴油经由第二管11'而朝向燃料箱被引导返回。因为管具有多个弯头，所以在管11'、12'、13'、14'内出现燃料压力下降。

现在将参照图4、图5和图6描述配备有根据本发明的一个实施例的推进单元1和燃料供应装置10的机动车辆100。

图4示意性地展示了根据本发明的一个实施例的车辆100。车辆100可以是任何类型的。特别地，它例如可以是私人车辆、多用途车辆、卡车或巴士。推进单元1包括燃烧式发动机2、燃料喷射系统3和燃料供应装置10。作为优选，燃烧式发动机是柴油机，即通过燃烧燃料形式的柴油能够运转的燃烧式发动机。燃烧式发动机2包括其中设有燃烧室的发动机缸体。燃烧式发动机进一步包括转轴4，尤其是曲轴、凸轮轴、或甚至平衡轴。燃料喷射系统3可以包括燃料分配轨，通向各燃烧室的喷射器连接到该燃料分配轨。机动车辆100此外包括连接到推进单元1的燃料箱5。

燃料供应装置10在下游侧通过第一管6连接到燃料喷射系统3。燃料供应装置10还通过第二管7和第三管8连接到燃料箱。第一管6是被称为“高压”管的管，因为它能够容纳压力可能高达1000巴、甚至2000巴、或者甚至3000巴的燃料。第二管7和第三管8是被称为“低压”管的管，因为它们能够容纳压力处于仅仅几巴数量级的燃料。

燃料供应装置10包括能对燃料加压的泵11、至少部分地包封泵11的第一壳体21、以及限定在第一壳体21与泵11之间的缓冲容积23。

特别地，泵11在图5中可见。注意，为了显示泵11，图5未示出第一壳体21。泵11被固定到发动机缸体并且能够对燃料加压。根据本发明的优选实施例，燃料是柴油，泵11出口处的柴油压力可以达到1000巴、甚至2000巴、或者甚至3000巴。泵11因此可以称为“高压泵”。泵11可以包括由燃烧式发动机驱动运动的一个或多个活塞柱塞。例如，泵可以包括泵体12和能够在该泵体内平移移动的单个凸轮随动活塞柱塞13。凸轮随动活塞柱塞13在一端配备有凸轮从动件14、尤其是凸轮随动辊。凸轮从动件14压靠在被固定至燃烧式发动机的转轴4的凸轮9上。因此，泵在推进单元中的定位至少部分地取决于转轴的位置。泵11通过泵11的面15而抵靠发动机缸体。转轴4的旋转驱动该凸轮随动活塞柱塞13运动，并对泵11内的燃料加压。因此，泵能够通过与凸轮随动活塞柱塞13接触的凸轮9的旋转而被驱动运行。作为替代方案，对凸轮9进行支承的转轴4可以是泵11的特定轴而不是燃烧式发动机的转轴。可以通过使用齿轮装置、链条或皮带将泵连接到曲轴、凸轮轴或平衡轴来实现泵11的特定转轴的旋转。

泵11包括在图5中清晰可见的第二壳体22。第二壳体22支持泵11的形状并围绕泵体12形成密封外壳。包括在泵体12与第二壳体22之间的容积可能很小或甚至为零容积。有利地，第二壳体22保护泵体而同时限制泵11的体积。

尤其在图6中可见的第一壳体21是外壳，或者换言之，是至少部分地包封泵11的罩。因此，第一壳体21也包封泵11的第二壳体22。换言之，第一壳体21至少部分地与泵11重叠或覆盖该泵。有利地，第一壳体21可以覆盖泵1的至少一个面、优选地覆盖泵11的至少两个面。根据所描绘的实施例，第一壳体21覆盖除了泵11的压靠发动机缸体的面15之外的泵11的所有面。当燃料供应装置10固定到发动机缸体时，泵11因此不可见并且完全被第一壳体21保护。

第一壳体21固定到泵11。它可以具有基本上平行六面体的形状，或者作为替代方案，具有取决于燃料供应装置的环境的任何其他形状。缓冲容积23被限定在第一壳体21与第二壳体22之间。该缓冲容积可以有任何形状。该缓冲容积23是能够容纳泵11上游的燃料的容积。根据实施例变型，泵11可以不具有第二壳体22，于是缓冲容积23将被直接限定在第一壳体与泵体12之间。

有利地，第一壳体21和/或第二壳体22由塑料制造、尤其是由适合与燃料接触并且对热辐射具有低敏感性的塑料制成。第一壳体21和/或第二壳体22均可以是通过塑料注射成型获得的一件式部件。作为替代方案，第一壳体21和第二壳体22可以形成通过模制(尤其是通过旋转模制)获得的一件式组件。使用塑料意味着第一壳体和第二壳体在形状方面可以自由设计。因此，第一壳体21的形状可以适于与燃料供应装置10的紧密环境适配，第二壳体22的形状因此可以适于与泵体21的形状适配。在另一个变型中，第一壳体21和第二壳体22可以形成通过使片材金属变形(尤其是通过压制)和/或通过焊接而获得的一件式金属组件。各片材金属元件可以焊接在一起以形成流体密封的缓冲容积。

第一壳体21和/或第二壳体22可以包括旨在用于将燃料供应装置10固定到发动机缸体的固定凸缘。如在图5中可以看出，第二壳体22包括至少一个凸缘24，该至少一个凸缘设有圆形开口，从而它可以抵靠发动机缸体固定。有利地，第一壳体和第二壳体均包括配备有固定开口的固定凸缘。然后，第一凸缘中的开口与第二凸缘中的开口重合，从而将燃料供应装置固定到发动机缸体也允许第一壳体21紧固至第二壳体22。

燃料供应装置10进一步包括从缓冲容积23朝向泵11的第一燃料出口31、从缓冲容积23朝向燃料箱5的第二燃料出口32、以及从燃料箱5朝向缓冲容积23的燃料入口33。因此，燃料经由入口33进入缓冲容积23并且经由第一出口31或经由第二出口32从缓冲容积再次出现。除了由入口33和两个出口31、32形成的三个开口之外，缓冲容积23是流体密封的。特别地，第一壳体连接到第二壳体的方式为形成密封接口。因此，燃料不能经由入口33或经由出口31、32以外的方式进入或离开缓冲容积23。因此，第二出口32通过第二管7连接到燃料箱5。因此，入口33通过第三管8连接到燃料箱5。第一出口允许包含在缓冲容积中的燃料直接向泵11传送、而不经由任何管传送。

第一出口31包括第一液压联接件41。第二出口32包括第二液压联接件42。入口33包括第三液压联接件43。这三个液压联接件41、42、43中的每一个可以采用整体形状为圆柱形管的形式和/或卡扣联接的形式。在一个变型中，第一液压联接件41可以由允许泵11与缓冲容积23连通的简单开口代替。然而，本发明允许使用已经配备有液压联接件的泵11、而无需对其进行改造。第二液压联接件42和第三液压联接件43可以分别设有附接到第二管7以及附接到第三管8的用具。这些附接用具例如可以是螺纹或圆周槽。液压联接件可由任何适合输送柴油的材料制成。有利地，这些液压联接件所选用的材料与形成它们被联接至的管的材料相兼容。

第一液压联接件41从第二壳体22朝向缓冲容积23的内部延伸。特别地，第一液压联接件可以垂直于泵11的面15延伸，供应装置10沿该面固定到发动机缸体。第一液压联接件41延伸的方向也可以平行于凸轮随动活塞柱塞13移动的方向。第二液压联接件42和第三液压联接件43均从第一壳体21朝向缓冲容积23的外部延伸。换言之，两个液压联接件42、43从第一壳体21朝向燃料供应装置10的外部突出。第一液压联接件41和第二液压联接件42沿相互垂直的方向延伸。同样地，第一液压联接件41和第三液压联接件43沿相互垂直的方向延伸。特别地，两个液压联接件平行于面15且沿相反方向地延伸。作为变型，液压联接件可以不同地定向，以便使管7和管8更容易装配，而同时限制这些管中的压降。

燃料供应装置10进一步包括位于第一液压联接件41与第二壳体22之间的接口处的第一密封件51、位于第二液压联接件42与第一壳体21之间的接口处的第二密封件52、以及位于第三液压联接件43与第一壳体21之间的接口处的第三密封件53。

第二出口32包括被称为“过压阀”的阀34。如果缓冲容积23中的燃料压力超过给定的压力阈值，则阀34能够打开。有利地，阀34可以是完全机械且自主的装置。它可以例如包括弹簧或膜。作为替代方案，燃料供应装置可以不包括阀，仅仅存在的缓冲容积就足以调节泵11上游的燃料压力。

为了制造燃料供应装置10，可以采用由泵制造商提供的泵11、并且将配备有第二出口32和入口33的第一壳体21添加到该泵。当将第一壳体21固定到泵时，可以确保第一壳体21与第二壳体22之间的接口处是流体密封的。为了将燃料供应装置10安装在推进单元1内，燃料供应装置10可以借助于一个或多个固定凸缘24来固定。燃料供应装置10使用第一管6连接到燃料喷射系统3，燃料供应装置10使用第二管7以及使用第三管8连接到燃料箱5。与根据现有技术的推进单元1'相比，这于是省去了连接管11'的装配和使用。因此安装更容易且因此避免了在连接管11'内部出现的压降。还避免了可能发生在连接管11'与脉动阻尼器4'之间的接口处或在连接管11'与泵3'之间的接口处的燃料泄漏问题。也限制了液压连接(这些液压连接作为在车辆100发生事故情况下是敏感的许多点)的数量。

当推进单元1运行时，燃料从燃料箱5经由第三管8传送而朝向燃料供应装置10循环。燃料经由入口33进入缓冲容积23。燃料经由第一出口31从缓冲容积23传送到泵11。在缓冲容积23内，燃料流从平行于入口33的方向朝向平行于第一出口31的方向定向。因此，无需在管中使用弯头即可实现燃料流方向的改变。燃料由泵11加压，然后经由第一管6而朝向燃料喷射系统3引导。燃料然后被喷射到燃烧室中。如果缓冲容积23内的压力达到预定阈值，例如由于从泵11朝向低压回路的泄漏，则阀34打开并允许燃料返回到燃料箱。这于是确保了泵11上游的稳定压力。缓冲容积23使得能够获得泵上游的压力的精细调节，而且使得能够限制燃料过压。这样的缓冲容积23还使得能够减小与压力变化相关的声学影响。直接附接到泵11的缓冲容积23有助于对泵11进行声学隔离。

最后，第一壳体21结合了以下功能：保护泵11、形成缓冲容积23的壁、以及允许燃料供应装置附接到发动机缸体(如果其包括固定凸缘)。换言之，脉动阻尼器直接集成在对泵11进行保护的第一壳体21之下。以这种方式实现了紧凑、易于安装、稳固且重量轻的推进单元。

Claims (16)

1.一种燃料供应装置(10)，其特征在于，该装置包括：

·泵(11)，该泵能够对燃料加压，

·第一壳体(21)，该第一壳体至少部分地包封该泵(11)，

·缓冲容积(23)，该缓冲容积限定在该第一壳体(21)与该泵(11)之间，

·燃料入口(33)，该燃料入口通向该缓冲容积(23)且旨在上游侧连接到燃料箱(5)，

·第一燃料出口(31)，该第一燃料出口从该缓冲容积(23)朝向该泵(11)，

·第二燃料出口(32)，该第二燃料出口离开该缓冲容积(23)且旨在下游侧连接到燃料箱(5)。

2.如前项权利要求所述的燃料供应装置(10)，其特征在于，该泵(11)包括至少部分地包封该泵(11)的第二壳体(22)、包封该第二壳体(22)的该第一壳体(21)、限定在该第一壳体(21)与该第二壳体(22)之间的该缓冲容积(23)。

3.如前项权利要求所述的燃料供应装置(10)，其特征在于，该第一壳体(21)和该第二壳体(22)形成一件式组件、尤其是通过模制获得的组件。

4.如前述权利要求之一所述的燃料供应装置(10)，其特征在于，该第一壳体(21)和/或该第二壳体(22)由塑料制成。

5.如权利要求2所述的燃料供应装置(10)，其特征在于，该第一壳体(21)和该第二壳体(22)形成了通过使片材金属变形和/或通过焊接获得的一件式金属组件。

6.如前述权利要求之一所述的燃料供应装置(10)，其特征在于，该第二燃料出口(32)包括阀(34)，如果该缓冲容积(23)中的燃料压力超过压力阈值，则该阀(34)能够打开。

7.如前述权利要求之一所述的燃料供应装置(10)，其特征在于：

·该第一燃料出口(31)包括第一液压联接件(41)，和/或

·该第二燃料出口(32)包括第二液压联接件(42)，和/或

·该燃料入口(33)包括第三液压联接件(43)。

8.如前项权利要求所述的燃料供应装置(10)，其特征在于：

·该第一液压联接件(41)从该第二壳体(22)朝向该缓冲容积(23)的内部延伸，和/或

·该第二液压联接件(42)从该第一壳体(21)朝向该缓冲容积(23)的外部延伸，和/或

·该第三液压联接件从该第一壳体(21)朝向该缓冲容积(23)的外部延伸。

9.如权利要求7和8之一所述的燃料供应装置(10)，其特征在于：

·该第一液压联接件(41)和该第二液压联接件(42)沿不同的方向延伸、尤其是沿彼此垂直的方向延伸，和/或

·该第一液压联接件(41)和该第三液压联接件(43)沿不同的方向延伸、尤其是沿彼此垂直的方向延伸。

10.如权利要求7至9之一所述的燃料供应装置(10)，其特征在于，该燃料供应装置包括：

·在该第一液压联接件(41)与该第二壳体(22)之间的接口处的第一密封件(51)，和/或

·在该第二液压联接件(42)与该第一壳体(21)之间的接口处的第二密封件(52)，和/或

·在该第三液压联接件(43)与该第一壳体(21)之间的接口处的第三密封件(53)。

11.如前述权利要求之一所述的燃料供应装置(10)，其特征在于，该第二壳体(22)适应于该泵(11)的形状，和/或该第一壳体(21)具有大致平行六面体的形状。

12.如前述权利要求之一所述的燃料供应装置(10)，其特征在于，该泵(11)能够将柴油的压力升到至少1000巴、或甚至至少2000巴。

13.如前述权利要求之一所述的燃料供应装置(10)，其特征在于，该泵(11)包括凸轮随动活塞柱塞(13)，该泵(11)能够通过与该凸轮随动活塞柱塞(13)接触的凸轮(9)的旋转而被驱动运行。

14.如前述权利要求之一所述的燃料供应装置(10)，其特征在于，该第一壳体(21)和/或该第二壳体(22)包括旨在用于将该燃料供应装置(10)固定到发动机缸体的固定凸缘(24)。

15.一种推进单元(1)，其特征在于，该推进单元包括如前述权利要求之一所述的燃料供应装置(10)、以及燃料喷射系统(3)，该燃料供应装置(10)在下游侧连接到该燃料喷射系统(3)。

16.一种机动车辆(100)，其特征在于，该机动车辆包括燃料箱(5)、如权利要求1至14之一所述的燃料供应装置(10)、和/或如前项权利要求所述的推进单元(1)，该燃料供应装置(10)通过该燃料入口(33)和该第二燃料出口(32)而连接到该燃料箱(5)。

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