CN115217698A - 由电动机驱动的燃料泵 - Google Patents

Abstract

一种燃料泵，包括泵保持件，该泵保持件具有从第一端延伸到第二端的侧壁，该侧壁由端壁封闭，该泵保持件具有燃料入口。位于侧壁内的上板具有上板流动通道。位于侧壁内的下板具有下板流动通道，并且在下板和端壁之间形成出口腔。出口通路从下板流动通道延伸至下板的下表面。电动机使位于上板和下板之间的泵送元件旋转，从而使得燃料通过燃料入口被吸入上板流动通道和下板流动通道，并在其中加压，然后穿过出口通路排入出口腔。

Description

由电动机驱动的燃料泵

技术领域

本发明涉及燃料泵，更具体地，涉及由电动机驱动的燃料泵。

背景技术

向内燃机(例如机动车的内燃机)供应燃料(例如汽油、柴油、酒精、乙醇等及其混合物)的箱内燃料泵已广泛使用多年，这种燃料泵浸没在油箱内的燃料中。Tuckey的美国专利第5,452,701号中示出一种示例。这种燃料泵通常由电动机驱动，该电动机是燃料泵的不可或缺的元件。此外，电动机通常封围在燃料泵的密封部分中，当燃料输送至内燃机时，加压燃料通过该部分。由于电动机位于燃料泵的加压部分，该电动机周围需要有压力密封接口，以防止流向内燃机的燃油回路之外的流量损失。这些压力密封接口包括封围电动机的元件的接口以及向电动机供电的电路的接口。成本与提供这些压力密封接口有关，不仅体现在产品本身，也体现在所需的制造工艺上，因此，压力密封接口并不是理想的。这不仅对成本有影响，还增加了轴向长度，这种增加并不是所希望的，尤其是在空间有限的应用中。另外，由于电动机在燃料泵的加压部分中，高流量的燃料流经电动机导致电动机的旋转电枢上出现粘性扭矩阻力。粘性扭矩阻力导致能量损失。此外，电动机上的压力在电枢上产生轴向力，从而增加推力轴承上的反作用力，进而由于增加的摩擦力而导致额外的能量损失。

需要一种燃料泵，其能够最小化或消除上述一个或多个缺点。

发明内容

简而言之，燃料泵包括泵保持件，该泵保持件具有沿轴线从第一端延伸到第二端的泵保持件侧壁，该泵保持件侧壁围绕轴线呈环形，从而使第二端由横向于该轴线的泵保持件端壁封闭，该泵保持件具有燃料入口和燃料出口；电动机，当电流施加于该电动机时，该电动机旋转；上板，该上板接纳在泵保持件侧壁内，并靠近电动机，该上板在其下表面形成有上板流动通道；下板，该下板位于泵保持件侧壁中，并远离电动机，使上板轴向地位于电动机和下板之间，并使得出口腔轴向地形成在下板与泵保持件端壁之间，下板具有形成在其上表面的下板流动通道，从而使下板的上表面朝向上板的下表面，下板还具有下板出口通路，该下板出口通路从下板流动通道延伸到下板的下表面；以及泵送元件，该泵送元件轴向地位于上板和下板之间，并且旋转联接到电动机，从而电动机使泵送元件旋转，使得燃料穿过燃料入口被吸入上板流动通道和下板流动通道并在其中加压，并穿过下板出口通路排放到出口腔中，从而使得出口腔中的压力下的燃料将下板朝向上板推动。由于电动机不在燃料的加压路径中，本文所述的燃料泵使得成本最小化、制造简化、轴向长度最小化、效率最大化。

附图说明

将参考附图来进一步描述本发明，附图中：

图1是根据本公开的燃料系统的示意图；

图2是根据本公开的燃料泵的分解轴测图；

图3和图4是沿两个不同剖面剖取的燃料泵的剖视图；

图5是燃料泵的泵送部段的下板的轴测图；

图6是泵送部段的上板的轴测图；以及

图7和图8是燃料泵的轴测图，其中，图7示出了部分安装的电动机，图8示出了完全安装的电动机。

具体实施方式

首先参考图1，示出了根据本公开的燃料系统10，该燃料系统10用于向燃料消耗设备供应燃料，该燃料消耗设备仅以非限制性示例的方式阐明为内燃机12。燃料系统10的燃料可以是任何惯常使用的液体燃料，仅作为示例，可以是汽油、柴油、酒精、乙醇等，以及它们的混合物。

燃料系统10包括燃料箱14和燃料泵16，燃料箱14用于存储一定量燃料，而燃料泵16用于将燃料从燃料箱14泵送至内燃机12。由燃料泵16泵送的燃料穿过燃料供应管线18输送至内燃机12。燃料泵16是电动燃料泵，下文将对其进行更详细的描述。

现在将附加参考图2到图4，其中，图2是燃料泵16的分解轴测图，图3和图4是沿不同剖面剖取的燃料泵16的轴向剖视图。燃料泵通常包括泵保持件20，收于泵保持件20内的泵送部段22，以及电动机24，该电动机24固定到泵保持件20，并使泵送部段22的一部分旋转，从而将燃料从燃料箱14泵送到内燃机12。

泵保持件20包括泵保持件侧壁20a，该泵保持件侧壁20a以轴线26为中心，并沿轴线26从第一端20b延伸到第二端20c，使泵保持件侧壁20a围绕轴线26呈环形。第二端20c由泵保持件端壁20d封闭，该端壁20d横向于轴线26。泵保持件侧壁20a的内周缘直径呈阶梯状，从而形成肩部20e，该肩部20e呈环状，并背离泵保持件端壁20d。入口端口20f设置在泵保持件侧壁20a的外周缘上，使得入口端口20f呈管状，并用作燃料入口，燃料从燃料箱14穿过入口端口20f进入燃料泵16。泵保持件入口通路20g延伸穿过泵保持件侧壁20a，使泵保持件入口通路20a在入口端口20f的内部和泵保持件侧壁20a的内周缘之间提供流体连通。虽然本文说明了一个泵保持件入口通路20g，但应当理解为可以提供更多数量。泵保持件20还包括出口端口20h，该出口端口20h呈管状，并用作燃料出口，燃料穿过出口端口20h离开燃料泵16。出口通路20i延伸穿过泵保持件侧壁20a或泵保持件端壁20d，然而，出于说明目的，出口通路20i在此说明为延伸穿过泵保持件侧壁20a。出口通路20i在泵保持件侧壁20i的内周缘和出口端口20h的内部之间提供流体连通。如本文所示，出口端口20h设置在泵保持件侧壁20a的外周缘上，然而，如果出口通路20i延伸穿过泵保持件端壁20d，出口端口20h可替代地设置在泵保持件端壁20d上。将出口端口20h设置在泵保持件端壁20d上是所期望的，例如，以适应垂直安装燃料泵16，而不是如图1所示的水平安装。

为了将电动机24保持在泵保持件20上，泵保持件侧壁20a包括多个保持窗20j，这些保持窗20j径向延伸穿过泵保持件侧壁20a，使得保持窗20j围绕泵保持件侧壁20a周向间隔开，并定位成靠近第一端20b，但在朝向第二端20c的方向上与第一端20b隔开。虽然本文示出了四个保持窗20j，但根据保持需求，可以提供较少数量或较多数量的保持窗20j。为了增加泵保持件侧壁20a的挠性，从而有助于将电动机24装配到泵保持件20，泵保持件侧壁20a可包括多个槽20k，这些槽20k从第一端20b延伸到第二端20c。一个或多个槽20k位于相邻的成对保持窗20j之间，并向第二端20c延伸到比保持窗20j略远的位置，然而，槽20k的延伸程度可以定制，以根据保持要求为泵保持件侧壁20a提供不同量级的挠性。如图中所示，已经示出了八个槽20k，然而，可以提供更少数量或更多数量的槽20k。

压力调节器保持件28可与泵保持件20一体成形，以保持压力调节器30，该压力调节器30调节供应给内燃机12的燃料的压力。压力调节器保持件28包括压力调节器保持件侧壁28a，该压力调节器保持件侧壁28a以轴线32为中心并沿轴线32从第一端28b延伸到第二端28c，使得压力调节器保持件侧壁28a围绕轴线32呈环形。在图2和图3中最容易看到，轴线26和轴线32可以相互平行并彼此侧向偏移，这样，泵保持件20和压力调节器保持件28的整体性致使泵保持件侧壁20a的一部分和压力调节器保持件侧壁28a的一部分一体成形，并由泵保持件20和压力调节器保持件28两者共用。第二端8c由压力调节器保持件端壁28d封闭，该端壁28d横向于轴线32。压力调节通路34延伸穿过泵保持件侧壁20a和压力调节器保持件侧壁28a的共用部分，从而在泵保持件20的内部和压力调节器保持件28的内部之间提供流体连通。虽然在本文中，泵保持件20和压力调节器保持件28示为相对于彼此侧向地布置，但也可以预期其他相应方向，例如，以适应不同的燃料箱环境。在一个示例中，泵保持件20和压力调节器保持件28可以相对于彼此轴向地布置，使泵保持件20和压力调节器保持件28共同包括泵保持件端壁20d，从而使压力调节通路34延伸穿过泵保持件端壁20d。在另一个示例中，轴线26和轴线32可以不平行，并且替代地，可以相互垂直，或相对于彼此以其他角度布置。

泵送部段22包括下板36、示为叶轮38的泵送元件和上板40，每个上板40都位于泵保持件侧壁20a内。下板36设置在泵送部段22的靠近泵保持件端壁20d且远离电动机24的端部，而上板40设置在泵送部段22的远离泵保持件端壁20d且靠近电动机24的端部。下板36和上板40都相对于泵保持件20固定，以防止下板36和上板40之间相对于泵保持件20的相对运动。上板40在该上板40的面向下板36的侧部上限定间隔环42。叶轮38轴向地设置在下板36和上板40之间，以使叶轮38由间隔环42径向地围绕。在轴线26的方向上，间隔环42的尺寸设计成比叶轮38的尺寸略厚，即，间隔环42沿轴线26方向的尺寸大于叶轮38沿轴线26方向的尺寸。间隔环42的尺寸还设计成具有比叶轮38的外直径大的内直径，以允许叶轮38在间隔环42内自由旋转，以及在下板36和上板40之间轴向旋转。叶轮38旋转联接到电动机24，并在下板36和上板40之间绕轴线26旋转。虽然泵送元件示为叶轮38，但现在应当理解，也可以替代使用其他泵送元件，仅作为非限制性示例，使用摆线转子、齿轮或滚子叶片。此外，尽管间隔环42示为与上板40制成一体，应当理解，替代地，间隔环42也可以制成独立件，轴向地捕获在下板36和上板40之间，或者与下板36制成一体。

下板36通常为圆柱形，并沿轴线26从靠近泵保持件端壁20d的下表面36a延伸至与叶轮38接触的上表面36b。下板36包括形成在上表面36b中的下板流动通道36c。如图5所示，下板36还包括下板入口通路36d，该下板入口通路36d从下板36的外周缘径向向内延伸，使得下板入口通路36d在其一端连接到下板流动通道36c。下板入口通路36d与泵保持件入口通路20g对准，这样，下板入口通路36d提供从泵保持件20的泵保持件入口通路20g到下板流动通道36c的流体连通。下板36还包括下板出口通路36e，该下板出口通路36e从下板流动通道36c的与下板入口通路36d相对的端部延伸到下表面36a。下板36的下表面36a与泵保持件端壁20d轴向分隔开，从而在下板36和泵保持件端壁20d之间轴向地形成出口腔44，该出口腔44与下板出口通路36e流体连通。下板36还包括中央凹部36g，该中央凹部36g从上表面36b轴向延伸入下板36，使中央凹部36g以轴线26为中心，并使中央凹部36g轴向地终止于推力表面36h。

如图3所示，下板36的外周缘呈阶梯状，从而形成下板肩部36f，该下板肩部36f面向泵保持件端壁20d。密封圈46轴向地捕获在下板肩部36f和泵保持件20的肩部20e之间，并径向地捕获在周保持件侧壁20a的内周缘和下板36的外周缘之间。密封环46防止出口腔44内的加压燃料从下板36和泵保持件20之间径向地渗出。还应当注意，密封环46在下板肩部36f和泵保持件20的肩部20e之间保持受到轴向压缩，因而也促使下板36与上板40接触，从而维持叶轮38与下板36之间以及叶轮38与上板40之间的狭窄间隙，这是维持泵送效率所必需的，尤其在燃料泵16最初启动和出口腔44内压力较低时。

上板40通常为圆柱形，并沿轴线26从与叶轮38接触的下表面40a延伸至靠近电动机24的上表面40b。上板40包括形成在下表面40a中的上板流动通道40c。如图6所示，上板40还包括上板入口通路40d，该上板入口通路40d从上板40的外周缘径向向内延伸，使得上板入口通路40d在其一端连接到上板流动通道40c，其中应当注意的是，所示上板40相对图3和图4所示的方向是倒置的。上板入口通路40d与泵保持件入口通路20g对准，这样，上板入口通路40d提供从泵保持件20的泵保持件入口通路20g到上板流动通道40c的流体连通。上板40还包括蒸汽排放通路40e，该蒸汽排放通路40e从上板流动通道40c延伸到上板40的上表面40b。蒸汽排放通路40e提供了清除燃料蒸汽的路径，这有助于通过将燃料流导向电动机24来启动电动机24并为其提供冷却和润滑。上板40还包括中心孔40f，该中心孔40f从上表面40b轴向延伸至下表面40a，使中心孔40f以轴线26为中心。中心孔40f为电动机24提供支承表面，下文将更详细地描述。

叶轮38包括多个叶轮叶片38a，这些叶轮叶片38a径向围绕轴线26并以其为中心布置成环形阵列，使叶轮叶片38a与下板流动通道36c和上板流动通道40c对准。叶轮叶片38a各自由各叶轮叶片腔38b分开，这些叶轮叶片腔38b沿轴线26的大致方向穿过叶轮38。仅作为示例，叶轮38可通过注塑模制工艺来制成，其中，叶轮38的前述特征一体地模制成单件塑料。

电动机24包括围绕轴线26旋转的转子或电枢48、电动机框架50、以及磁通承载件52。电枢48和电动机框架50中的一个包括多个周向间隔的电动机绕组，电枢48和电动机框架50中的另一个包括多个磁体。如本文所体现的，电枢48包括多个电动机绕组54，这些电动机绕组54围绕电枢48周向间隔开，电动机框架50包括成对磁体56，成对磁体56中的每一个的形状都是空心圆柱体的部段；然而，应当理解，替代地，这种布置也可以反过来。为了切换穿过电动机绕组54的电流，电枢48还包括换向器部分58。电枢48还包括以轴线26为中心的电动机轴60，该电动机轴60从电枢48的两端轴向延伸。电动机轴60的下端延伸穿过上板40的中心孔40f，使电动机轴60的尺寸相对于中心孔40f设计，以允许电动机轴60在中心孔40f中自由旋转，同时限制电动机轴60相对于轴线26的侧向移动。电动机轴60的下端也与叶轮38旋转联接，例如通过电动机轴60和叶轮38的互补几何形状旋转联接，从而使叶轮38与电枢48和电动机轴60一起旋转。电动机轴60朝向下板36的轴向移动受到电动机轴60在如图3定向的向下方向上邻接推力表面36h的限制。

电动机框架50包括远离泵送部段22的顶部部段50a、从顶部部段50a向泵送部段22轴向延伸的多个周向间隔的腿部50b以及通过腿部50b与顶部部段50a轴向间隔开的基部部段50c。顶部部段50a、腿部50b和基部部段50c优选由单件塑料一体成形，仅作为示例，通过注塑模制工艺一体成形。

电动机框架50的顶部部段50a包括第一电刷保持件50d和第二电刷保持件50e，它们各自是空心的，并且各自沿平行于轴线26的方向延伸。第一碳刷62设置在第一电刷保持件50d内，并由第一电刷弹簧62a推动接触换向器部分58。第一电刷保持件50d包括轴向延伸的槽，该槽允许第一分流导线62b延伸出第一电刷保持件50d并容纳第一碳刷62的运动。第二碳刷64设置在第二电刷保持件50e内，并由第二电刷弹簧64a推动电枢48的接触换向器部分58。第二电刷保持件50e轴向延伸的槽，该槽允许第二分流导线64b延伸出第二电刷保持件50e并容纳第二碳刷64的移动。第一碳刷62和第二碳刷64分别穿过第一分流导线62b和第二分流导线64b并经由换向器部分58向电动机绕组54输送电能，从而使电枢48和电动机轴60围绕轴26旋转。电刷保持器65封闭第一电刷保持件50d和第二电刷保持件50e的远离换向器部分58的端部，从而分别将第一碳刷62和第二碳刷64捕获在第一碳刷保持件50d和第二碳刷保持件50e内，并为第一碳刷弹簧62a和第二碳刷弹簧64a提供用以推抵的表面，以推动第一碳刷62和第二碳刷64与换向器部分58接触。电刷保持器65固定在第一电刷保持件50d和第二电刷保持件50e上，例如，用粘合剂、焊接、热熔、机械紧固件、互锁特征中的一种或多种或类似方式固定。

电动机框架50的顶部部段50a限定顶部部段50a中的上孔50f，该上孔50f径向支承电动机轴60的上端。电动机轴60和上孔50f的尺寸为允许电动机轴60在上孔50f内自由旋转而设计，同时限制电动机轴60相对于轴线26的侧向移动。电动机轴60远离泵送部段22的轴向运动受到与电动机轴60在如图3定向的向上方向的邻接的上推力表面的限制，该上推力表面终止于上孔50f。

腿部50b优选围绕顶部部段50a和基部部段50c周向等距地隔开，并在腿部50b之间限定电动机框架开口50g。电动机框架开口50g从顶部部段50g轴向延伸到基部部段50c。磁体56设置在每个电动机框架开口50g内。在形成电动机框架50之后，可将磁体56插入相应的电动机框架开口50g内。替代地，当电动机框架50通过注射模制工艺形成时，磁体56可与电动机框架50内嵌模制。这样，磁体56和腿部50b径向地围绕电枢48。虽然示出了两个腿部50b和两个磁体56，但是应当理解，可以包括其他数量的腿部50b和磁体56。

基部部段50c呈环形，并将腿部50b相互连接起来。基部部段50c与上孔50f同轴，并将上板40的一部分紧密地收在其中，这样就基本防止了上板40在基部部段50c内的径向移动。由于基部部段50c与上孔50f同轴，所以上孔50f与上板40的中心孔40f之间维持同轴关系。基部部段50c的外周缘包括多个保持凸片50h，这些保持凸片50h围绕轴线26周向隔开，以与泵保持件20的保持窗20j互补。保持凸片50h沿着从基部部段50c朝向顶部部段50a移动的方向向外渐缩。因此，当基部部段50c插入泵保持件20时，保持凸片50h使泵保持件侧壁20a中包含保持窗20j的部分向外弹性变形。当基部部段50c插到足够远的位置，以使得保持凸片50h能够与保持窗20j对准时，泵保持件侧壁20a回弹到其原始状态，即预弹性变形，从而使保持凸片50h被捕获在保持窗20j内，并将电动机24保持在泵保持件20上。为清楚起见，图7示出了正在安装的电动机24，所示安装状态就在保持凸片50h使泵保持件侧壁20a包含保持窗20j的部分向外弹性变形之前，图8示出了完全安装的电动机24，使保持凸片50h被捕获在保持窗20j内并将电动机24保持在泵保持件20上。虽然本文示出了将电动机24保持在泵保持件20上是通过保持凸片50h与保持窗20j互锁来完成的，但应当理解，保持操作可以另外或替代地通过压接、粘合、焊接、热熔或诸如保持夹的机械紧固件中的一种或多种来完成。还应注意，基部部分50c的外周缘与泵保持件侧壁20a的内周缘过盈配合，以防止燃料在不穿过入口端口20f的情况下进入泵送部段22。这种过盈配合可由密封凸边50i提供，该密封凸边50i从基部部分50c的外周缘径向向外突出。

磁通承载件52由铁磁材料制成，可以采取圆柱形管的形式。仅作为示例，磁通承载件52可由通过滚轧工艺成形的铁磁材料板制成。磁通承载件52径向地紧密围绕电动机框架50的腿部50b和磁体56，并轴向地邻接基部部段50c。磁通承载件52的保持通过与一个或多个电动机框架50和磁体56过盈配合来实现。

压力调节器30包括收在压力调节器保持件侧壁28a内的壳体66、位于壳体66内的阀构件68、将阀构件68向关闭位置偏置的阀弹簧70(图3中未以剖面线示出)以及弹簧保持件72。压力调节器30的元件将在以下段落中进行更详细的描述。

壳体66以轴线32为中心，并沿轴线32从远离压力调节器保持件端壁28d的第一端66a延伸到靠近压力调节器保持件端壁28d的第二端66b。直径呈阶梯状的中央通路从第一端66a穿过壳体66延伸到第二端66b，使中央通路第一部段66c从第一端66a延伸入壳体66，并使直径小于中央通路第一部段66c的中央通路第二部段66d从中央通路第一部段66c延伸到第二端66b。壳体肩部66e形成在中央通路第一部段66c与中央通路第二部段66d相交处，该壳体肩部66e横向于轴线32。壳体66的外周缘通过例如过盈配合、粘合剂或机械密封件的方式密封到压力调节器保持件侧壁28a的内周缘，从而防止燃料在壳体66和压力调节器保持件侧壁28a之间从压力调节器支架侧壁28a径向穿出。使用机械密封件时，壳体66外周缘上的凹槽可承载O形圈形式的机械密封件。

阀构件68位于中央通路第一部段66c内，并选择性地打开和关闭中央通路第二部段66d。如本文所示，阀构件68可呈圆盘状，使阀构件68与壳体肩部68e接合，以阻断中央通路第一部分66c(图3中未以剖面线示出)，从而防止燃料流经壳体66；使阀构件68与壳体肩部68e(图3中未以剖面线示出)间隔开，从而允许燃料流经壳体66。然而，应当理解，阀构件68可以采取其他形式，仅作为非限制性的示例，可以是圆锥形、截头圆锥形、球形或截头球形的形式。弹簧保持件72固定在中央通路第一部段66c内，靠近第一端66a，这样阀弹簧70保持压缩在阀构件68和弹簧保持件72之间。通过将弹簧保持件72插入中央通路第一部段66c中到足够远的距离来设定阀弹簧70的压缩，以使得需要预定力将阀构件68从壳体肩部68e处分离。弹簧保持件72固定在中央通路第一部段66c内，仅作为非限制性示例，通过过盈配合、粘合剂、焊接、热熔、或机械紧固件中的一种或多种方式固定。弹簧保持件72包括轴向延伸的流动通路72a，允许燃料流经弹簧保持件72。

燃料泵16安装在燃料箱14的底部附近，可以安装到燃料箱盖74，该燃料箱盖74关闭燃料箱14的开口14a，这使得燃料泵16可以安装在燃料箱14内。虽然本文示出了燃料箱开口14a在燃料箱14的底部，但应当理解，替代地，燃料箱开口14a可以在燃料箱14的顶部或甚至在燃料箱14的侧面。

在运行中，电动机24通电，因此，电枢48，包括电动机轴60，围绕轴线26旋转。由于叶轮38与电动机轴60旋转联接，因此叶轮38也围绕轴线26旋转。叶轮38围绕轴线26的旋转使燃料穿过连接到入口端口20f的燃料滤网76、穿过入口端口20f和泵保持件入口通路20g被吸入下板流动通道36c和上板流动通道40c。燃料滤网76防止固体异物进入燃料泵16，以防止运动部件过早磨损。在被吸入下板流动通道36c和上板流动通道40c后，当燃料沿下板流动通道36c和上板流动通道40c穿过下板流动通道36c和上板流动通道40c中的每一个时，燃料在下板流动通道36c和上板流动通道40c内受到加压。一部分加压燃料通过蒸汽排放通路40e排出，该蒸汽排放通路40e导向电动机24。通过蒸汽排放通路40e排出的燃料在电枢48和腿部50b/磁体56之间流动，并在顶部部段50a流出，从而提供润滑和冷却，尤其是为换向器部分58和第一碳刷62/第二碳刷64之间的接口以及为电动机轴60和上孔50f之间的接口提供润滑和冷却。然而，应当注意，电动机24不是密封容器，因此，穿过蒸汽排放通路40e排出的燃料是减压的，而且仅仅流经电动机24，在电动机24中与燃料箱14内的其他燃料混合。应当注意，该燃料流的一部分穿过第一电刷保持件50d和第二电刷保持件50e离开电动机24。在下板流动通道36c和上板流动通道40c内加压的燃料的剩余部分穿过下板出口通路36e进入出口腔44。加压燃料从出口腔44穿过出口通路20i和出口端口20h，在出口端口20h被输送至内燃机12。应当注意，由于出口腔44以燃料加压，这种压力将迫使下板36与上板40接触，从而维持叶轮38与下板36之间以及叶轮38与上板40之间的狭窄间隙，这是维持泵送效率所必需的。为了在燃料泵16不运作时维持燃料供应管线18内的压力，从而有助于重新启动内燃机12，可以在下板出口通路36e内设置止回阀78。止回阀78允许燃料从下板流动通道36c流向出口腔44，但阻止燃料从出口腔44流向下板流动通道36c。重要的是要注意，通过在下板出口通路36e内设置止回阀78，压力调节器30可用于防止燃料供应管线18内产生过大压力，该过大压力可能是燃料泵16不运作时燃料加热和膨胀造成的。这一点很重要，因为如果不防止燃料供应管线18中的过大压力，燃料就会被迫从内燃机12的燃料喷射器中排出，这对内燃机12的排放输出是不可取的。止回阀78可以有多种形式，然而，出于说明目的，止回阀78示为柱塞，由弹簧偏置到关闭位置。当操作燃料泵16时，泵送部段22泵送的燃料的压力克服弹簧的力，从而打开柱塞。在不担心燃料回流到燃料泵16的系统中，例如，当燃料泵16位于高于内燃机12的位置时，可以省略止回阀78。

由于穿过压力调节通路34的流体连通，压力调节器30暴露在与出口腔44内相同的压力下。因此，压力调节器30通过打开阀构件68来限制馈送给内燃机12的燃料的压力。更具体地，当出口腔44内的压力超过预定阈值时，因燃料压力而作用在阀构件68上的力超过阀弹簧70作用在阀构件68上的力，因此阀构件68打开，并允许燃料穿过中央通路第二部段68d、中央通路第一部段66c以及流动通路72a流出，燃料在流动通路72a中与燃料箱14内的其他燃料混合。在出口腔44内的压力降至预定阈值以下后，因燃油压力而作用在阀构件68上的力不再超过阀弹簧70的力，因此阀弹簧70关闭阀构件68。

本文所述的燃料泵16提供了优于已知燃料泵的优点。由于电动机24不是加压容器，即电动机24不在燃料泵16的加压燃料所穿过的密封部分内，因此不需要通常与电动机相关的压力密封接口，从而将成本最小化，制造简化，并将轴向长度最小化。此外，由于只有少量燃料(来自蒸汽排放通道40e)在加压燃料和电枢48之间穿过，并且没有作用在电动机24上的压力，该压力将转化为在电动机轴60和推力表面36h之间增加的轴向推力压力，因此粘性扭矩阻力较小，使得能源效率最大化，从而使摩擦最小化。

尽管就本发明的优选实施例对本发明进行了描述，但本发明并不旨在受限于此，而是仅受以下的权利要求书中所阐明的范围限制。

Claims (18)

1.一种燃料泵，包括：

泵保持件，所述泵保持件具有沿轴线从第一端延伸到第二端的泵保持件侧壁，所述泵保持件侧壁围绕所述轴线呈环形，使得所述第二端由横向于所述轴线的泵保持件端壁封闭，所述泵保持件具有燃料入口和燃料出口；

电动机，当电流施加于所述电动机时，所述电动机旋转；

上板，所述上板被接收在所述泵保持件侧壁内，并靠近所述电动机，所述上板在其下表面形成有上板流动通道；

下板，所述下板位于所述泵保持件侧壁内，并远离所述电动机，使所述上板轴向地位于所述电动机和所述下板之间，并使得有出口腔轴向地形成在所述下板与所述泵保持件端壁之间，所述下板具有形成在其上表面的下板流动通道，从而使所述下板的所述上表面朝向所述上板的所述下表面，所述下板还具有下板出口通路，所述下板出口通路从所述下板流动通道延伸到所述下板的下表面；以及

泵送元件，所述泵送元件轴向地位于所述上板和所述下板之间，并且旋转联接到所述电动机，从而由所述电动机使所述泵送元件的旋转使得燃料穿过所述燃料入口被吸入所述上板流动通道和所述下板流动通道并在其中加压，并穿过所述下板出口通路排放到所述出口腔中，从而使得所述出口腔中的处于压力下的燃料将所述下板朝向所述上板推动。

2.如权利要求1所述的燃料泵，其特征在于，所述燃料出口位于1)所述下板和所述泵保持件端壁之间的所述泵保持件侧壁上，以及2)所述泵保持件端壁上。

3.如权利要求1所述的燃料泵，其特征在于：

所述泵保持件侧壁包括多个径向延伸穿过所述泵保持件侧壁的保持窗，使得所述多个保持窗围绕所述泵保持件侧壁周向间隔开；以及

所述电动机包括多个保持凸片，所述保持凸片捕获在所述泵保持件侧壁的所述多个保持窗内，并将所述电动机保持在所述泵保持件上。

4.如权利要求3所述的燃料泵，其特征在于，所述泵保持件侧壁包括径向穿过所述泵保持件侧壁的多个槽，所述槽从所述第一端向所述第二端延伸，使得所述多个槽中的一个或多个位于相邻的成对的所述多个保持窗之间。

5.如权利要求3所述的燃料泵，其特征在于，所述电动机包括：

电动机框架，所述电动机框架具有1)远离所述上板的顶部部段，2)呈环形且靠近所述上板的基部部段，以及3)周向间隔开并连接到所述顶部部段和所述基部部段的多个腿部，使得所述多个腿部将所述顶部部段与所述基部部段隔开；

电枢，当所述电流施加到所述电动机时，所述电枢在所述电动机框架内旋转，所述电枢具有从所述电枢延伸的电动机轴，使得所述电动机轴的一端由所述顶部部段径向支承，并且使得所述电动机轴的另一端由所述上板径向支承；

其中，所述基部部段包括所述多个保持凸片。

6.如权利要求1所述的燃料泵，其特征在于，所述上板包括蒸汽排放通路，所述蒸汽排放通路从所述上板流动通道延伸至所述上板的上表面，并将燃料流引导至所述电动机。

7.如权利要求6所述的燃料泵，其特征在于，所述电动机不是密封容器，因此允许来自所述蒸汽排放通路的所述燃料流减压。

8.如权利要求6所述的燃料泵，其特征在于，所述电动机包括：

电动机框架，所述电动机框架具有：1)远离所述上板的顶部部段，2)呈环形且靠近所述上板的基部部段，以及3)周向间隔开并连接到所述顶部部段和所述基部部段的多个腿部，使得所述多个腿部将所述顶部部段与所述基部部段隔开；

电枢，当所述电流施加到所述电动机时，所述电枢在所述电动机框架内旋转，所述电枢具有从所述电枢延伸的电动机轴，使得所述电动机轴的一端由所述顶部部段径向支承，所述电动机轴的另一端由所述上板径向支承；

其中，所述基部部段包括所述多个保持凸片

其中，所述顶部部段包括：

第一电刷保持件，第一碳刷位于所述第一电刷保持件内；以及

第二电刷保持件，第二碳刷位于所述第二电刷保持件内；

其中，所述第一碳刷和所述第二碳刷与所述电枢的换向器部分接触，并将电传输给所述电枢；以及

其中，来自所述蒸汽排放通路的所述燃料流穿过所述第一电刷保持件和所述第二电刷保持件离开所述电动机。

9.如权利要求1所述的燃料泵，其特征在于：

所述上板和所述下板中的一个包括入口通路，所述入口通路从所述上板和所述下板中的所述一个的外周缘径向向内延伸，这样，如果所述上板和所述下板中的所述一个是所述上板，则所述入口通路连接到所述上板流动通道，如果所述上板和所述下板中的所述一个是所述下板，则连接到所述下板流动通道；以及

所述泵保持件侧壁包括径向延伸穿过所述泵保持件侧壁的泵保持件入口通路，使得所述上板和所述下板中的所述一个的所述入口通路与所述泵保持件入口通路对准，并且使得所述泵保持件入口通路与所述上板和所述下板中的所述一个的所述入口通路从所述泵保持件的所述燃料入口提供流体连通，如果所述上板和所述下板中的所述一个是所述上板，则向所述上板流动通道提供流体连通；如果所述上板和所述下板中的所述一个是所述下板，则向所述下板流动通道提供流体连通。

10.如权利要求1所述的燃料泵，其特征在于：

所述上板包括上板入口通路，所述上板入口通路从所述上板的外周缘径向向内延伸，使得所述上板入口通路连接到所述上板流动通道；

所述下板包括下板入口通路，所述下板入口通路从所述下板的外周缘径向向内延伸，使得所述下板入口通路连接到所述下板流动通道；

所述泵保持件侧壁包括径向延伸穿过所述泵保持件侧壁的泵保持件入口通路；以及

所述泵保持件入口通路与所述上板入口通路和所述下板入口通路对准，从而共同提供从所述泵保持件的所述燃料入口到所述上板流动通道和所述下板流动通道的流体连通。

11.如权利要求10所述的燃料泵，其特征在于：

所述上板的所述下表面在所述上板入口通路上方延伸；以及

所述上板的所述上表面在所述下板入口通路上方延伸。

12.如权利要求1所述的燃料泵，其特征在于，还包括：

压力调节器保持件，所述压力调节器保持件具有沿第二轴线从第一端延伸至第二端的压力调节器保持件侧壁，所述压力调节器保持件侧壁围绕所述第二轴线呈环形，使得所述第二端由横向于所述第二轴线的压力调节器保持件端壁封闭；

压力调节通路，所述压力调节通路提供从所述出口腔到所述压力调节器保持件内部的流体连通；以及

纳在所述压力调节器保持件内的压力调节器，所述压力调节器1)在所述出口腔内的压力超过预定阈值时打开，从而降低所述出口腔内的压力，2)在所述出口腔内的压力低于所述预定阈值时关闭。

13.如权利要求12所述的燃料泵，其特征在于，所述泵保持件侧壁的一部分和所述泵保持件侧壁的一部分由所述泵保持件和所述压力调节器保持件共用。

14.如权利要求12所述的燃料泵，其特征在于，所述压力调节通路延伸穿过所述泵保持件侧壁的所述部分和所述泵保持件侧壁的所述部分，所述泵保持件侧壁的所述部分和所述泵保持件侧壁的所述部分由所述泵保持件与所述压力调节器保持件共用。

15.如权利要求12所述的燃料泵，其特征在于：

所述泵保持件侧壁包括多个径向延伸穿过所述泵保持件侧壁的保持窗，使得所述多个保持窗围绕所述泵保持件侧壁周向隔开；以及

所述电动机包括多个保持凸片，所述保持凸片捕获在所述泵保持件侧壁的所述多个保持窗内，并将所述电动机保持在所述泵保持件上。

16.如权利要求15所述的燃料泵，其特征在于，所述泵保持件侧壁包括径向穿过所述泵保持件侧壁的多个槽，所述槽从所述第一端向所述第二端延伸，使得多个所述槽中的一个或多个位于相邻的成对的多个所述保持窗之间。

17.如权利要求15所述的燃料泵，其特征在于，所述电动机包括：

电动机框架，所述电动机框架具有：1)远离所述上板的顶部部段，2)呈环形且靠近所述上板的基部部段，以及3)周向间隔开并连接到所述顶部部段和所述基部部段的多个腿部，使得所述多个腿部将所述顶部部段与所述基部部段隔开；

电枢，当所述电流施加到所述电动机时，所述电枢在所述电动机框架内旋转，所述电枢具有从所述电枢延伸的电动机轴，使得所述电动机轴的一端由所述顶部部段径向支承，所述电动机轴的另一端由所述上板径向支承；

其中，所述基部部段包括所述多个保持凸片。

18.如权利要求1所述的燃料泵，其特征在于，所述燃料泵还包括在所述下板出口通路内的止回阀，所述止回阀1)允许燃料从所述下板流动通道流向所述出口腔，以及2)防止燃料从所述出口腔流向所述下板流动通道。

Images