CN117677766A - 具有入口阀组件的燃料泵 - Google Patents

Abstract

一种燃料泵(18)，该燃料泵包括燃料泵壳体(28)，该燃料泵壳体具有限定在其中的泵送腔室(38)和沿着入口阀孔轴线(28b)延伸到所述燃料泵壳体(28)的外部的入口阀孔(28a)。泵送柱塞(34)在柱塞孔内往复运动，使得所述泵送柱塞(34)的进气冲程增大所述泵送腔室(38)的容积，并且所述泵送柱塞(34)的压缩冲程减小所述泵送腔室(38)的容积。入口阀组件(40)选择性地提供及防止燃料泵(18)的入口(20a)与泵送腔室(38)之间的流体连通。入口阀组件(40)包括被接纳在入口阀孔(28a)内的内壳体(82)，使得将内壳体(82)的外周边被密封到入口阀孔(28a)的内周边。外壳体(94)周向地围绕内壳体(82)。环形腔室(96)在径向上被限定在内壳体(82)和外壳体(94)之间，并且在轴向上被限定在外壳体(94)和泵壳体(28)之间。密封环(98)位于环形腔室(96)内，使得将密封环(98)被轴向地压缩而抵靠泵壳体(28)和外壳体(94)。

Description

具有入口阀组件的燃料泵

技术领域

本发明涉及一种将燃料供应给内燃机的燃料泵，更具体地，涉及一种包括入口阀组件的这种燃料泵，并且甚至更具体地涉及一种具有对外部环境流体暴露具有鲁棒性的入口阀组件的这种燃料泵。

背景技术

以汽油为燃料的现代内燃机中的燃料系统，特别是用于汽车市场的燃料系统，采用汽油直接喷射(GDi)，其中，提供了将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中的燃料喷射器。在采用GDi的这种系统中，来自燃料箱的燃料由低压燃料泵在相对的低压下供应，该低压燃料泵通常是位于燃料箱内的电动燃料泵。低压燃料泵将燃料供应给高压燃料泵，该高压燃料泵通常包括燃料泵壳体和泵送柱塞，该泵送柱塞通过内燃机的凸轮轴在燃料泵壳体内往复运动。泵送柱塞的往复运动还对燃料加压，以便将燃料供应给燃料喷射器，燃料喷射器将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中。在操作期间，内燃机受到对输出扭矩的改变需求的影响。为了适应变改变的输出扭矩需求，由泵送柱塞的每个冲程输送的燃料质量也必须改变。通过高压燃料泵改变燃料输送的一种策略是使用包括电磁阀的入口阀组件。入口阀组件可以允许在每个进气冲程期间充满燃料进入泵送腔室，然而，可以操作螺线管，以使入口阀组件在泵送柱塞的压缩冲程的一部分期间保持打开，以允许一些燃料朝向源头溢出。当接着操作螺线管以允许入口阀组件关闭时，压缩冲程的剩余部分对燃料加压，并将燃料排放至燃料喷射器。已知入口阀组件被接收在燃料泵壳体的孔内，并且延伸到燃料泵壳体的外部。为了防止燃料泄漏，密封装置被设置，以密封燃料泵壳体和入口阀组件之间。在一些布置中，例如在授予Stritzel等人的专利号为10947942的美国专利中提供的布置中，入口阀组件的一部分被焊接到燃料泵壳体，以便提供密封的接口。在其它布置中，例如在授予Usui等人的专利号为7401594的美国专利中提供的布置中，入口阀组件可以通过在入口阀组件与燃料泵壳体之间径向地设置O形环而被密封到燃料泵壳体。在每种情况下，密封装置被设置为防止燃料在入口阀组件和燃料泵壳体之间离开燃料泵壳体。然而，入口阀组件的延伸到燃料泵壳体的外部的部分可以暴露于环境条件，该环境条件可能导致诸如来自除冰道路的雨水或盐水的液体沉积在出口控制阀上。这些液体可能渗入到形成了入口控制阀或螺线管的部件的接口中，并且随着时间的推移可能损害入口控制阀或螺线管的部件中的一者或多者，这可能导致入口控制阀的不期望的操作。

所需要的是一种燃料泵，该燃料泵使如上所阐述的缺点中的一者或多者最小化或者消除如上所阐述的缺点中的一者或多者。

发明内容

根据本发明的一个方面，燃料泵包括：燃料泵壳体，所述燃料泵壳体具有限定在其中的泵送腔室和沿着入口阀孔轴线延伸到燃料泵壳体的外部的入口阀孔；泵送柱塞，所述泵送柱塞在柱塞孔内往复运动，使得所述泵送柱塞的进气冲程增加所述泵送腔室的容积，并且所述泵送柱塞的压缩冲程减少所述泵送腔室的容积；以及入口阀组件，该入口阀组件具有如下特征，即：1)选择性地提供所述燃料泵的入口与所述泵送腔室之间的流体连通；以及2)选择性地防止所述燃料泵的所述入口与所述泵送腔室之间的流体相通。所述入口阀组件包括：内壳体，该内壳体被接收在所述入口阀孔内，使得所述内壳体延伸到所述燃料泵壳体的外部，并且使得将所述内壳体的外周边密封至所述入口阀孔的内周边，从而防止燃料在所述内壳体和所述入口阀孔之间径向地穿过而到达所述燃料泵壳体的外部；外壳体，所述外壳体位于所述燃料泵壳体的外部，并且周向地围绕所述内壳体，其中，环形腔室被径向地限定在所述内壳体和所述外壳体之间，并且被轴向地限定在所述外壳体和所述燃料泵壳体之间；以及密封环，所述密封环由弹性材料制成，并且呈环形形状并位于所述环形腔室内，使得所述密封环被轴向地压缩而抵靠所述燃料泵壳体和所述外壳体。

如本文所述的具有所述密封环的燃料泵使来自外部环境的液体到达入口阀组件的元件的可能性最小化，否则可能导致不期望的操作。

所述入口阀组件可以包括螺线管组件。所述螺线管组件可以包括：所述内壳体；所述外壳体；极片，所述极片由位于所述内壳体内的可导磁材料制成；以及由导电线形成的线圈，所述线圈周向地包围所述极片，并且使得所述线圈径向地位于所述内壳体和所述外壳体之间。当将电能施加给线圈时，这在所述极片和所述入口阀组件的阀元件之间引起磁引力，使得所述阀元件朝向所述极片移动。

在所述燃料泵的实施方式中，所述外壳体可以包括凸缘，该凸缘形状呈环形形状，并且朝向所述内壳体向内延伸，使得在将电能施加给所述线圈时，所述凸缘提供用于磁通量穿过的路径。所述密封环可以被轴向地压缩抵靠所述凸缘。

在所述燃料泵的实施方式中，所述螺线管组件还可以包括包覆成型件，该包覆成型件由电绝缘材料制成，并且填充在所述线圈和所述外壳体之间。所述包覆成型件可以包括中心孔。所述内壳体可以延伸到所述中心孔中，使得环形间隙径向地位于所述内壳体和所述中心孔之间。

所述密封环可以是第一密封环；并且所述螺线管组件还可以包括第二密封环，该第二密封环由弹性材料制成，并且呈环形形状并位于所述环形间隙内，使得所述第二密封环被径向地压缩抵靠所述内壳体和所述包覆成型件。

所述第二密封环防止液体从所述燃料泵的外部侵入。

所述第二密封环可以被配置成，使得其不暴露于来自所述燃料泵内的燃料。

所述第一密封环防止来自所述燃料泵外部的液体迁移到所述内壳体。

所述第一密封环可以被配置成，使得其不暴露于来自所述燃料泵内的燃料。

举例来说，所述螺线管组件还可以包括包覆成型件，该包覆成型件由电绝缘材料制成，并且填充在所述线圈和所述外壳体之间。所述包覆成型件可以包括中心孔；所述内壳体延伸到所述中心孔中，使得环形间隙径向地位于所述内壳体与所述中心孔之间。

所述螺线管组件还可以包括封闭所述中心孔的密封帽。

所述密封帽可以包括侧壁，该侧壁以过盈配合定位于所述中心孔内。所述密封帽还可以包括端壁，该端壁从抵靠所述包覆成型件的所述侧壁径向地向外延伸，并且限制所述密封帽插入到所述中心孔中多远。

所述密封帽可以被配置成，使得其不暴露于来自所述燃料泵内的燃料。

所述密封环可以被配置成，使得其不暴露于来自所述燃料泵内的燃料。

在阅读本发明的优选实施方式的以下详细描述时，本发明另外的特征和优点将显而易见的，该描述仅通过非限制性示例以及参照附图给出。

附图说明

将参照附图进一步描述本发明，其中：

图1是包括根据本发明的燃料泵的燃料系统的示意图；

图2是图1的燃料泵的截面视图；

图3是图1和图2的燃料泵的入口阀组件的分解等距视图；

图4是图2的示出了处于第一位置的燃料泵的入口阀组件的一部分的放大图；

图5是图4的现示出了处于第二位置的入口阀组件的视图；

图6是图4和图5的现示出了处于第三位置的入口阀组件的视图；

图7是图4至图6的现示出了处于第四位置的入口阀组件的视图；和

图8示出了根据本公开的密封帽。

具体实施方式

根据本发明优选的实施方式并首先参照图1，用于内燃机12的燃料系统10以示意形式示出。通常，燃料系统10包括：燃料箱14，该燃料箱保持一定容积的燃料，以供应给内燃机12用于其运行；多个燃料喷射器16，该多个燃料喷射器将燃料直接喷射到内燃机12的各个燃烧室(未示出)中；低压燃料泵18；以及高压燃料泵20，其中，低压燃料泵18从燃料箱14抽吸燃料，并且升高燃料的压力，以用于输送到高压燃料泵20，其中，高压燃料泵20进一步升高燃料的压力，以用于输送到燃料喷射器16。仅通过非限制性示例的方式，在一些应用中，低压燃料泵18可以将燃料的压力升高至小于或等于约500kPa，而高压燃料泵20可以将燃料压力升高到高于约14MPa甚至高于35MPa。虽然已经例示了四个燃料喷射器16，但是应当理解，可以设置有更少或更多数量的燃料喷射器16。

如图所示，低压燃料泵18可以被设置在燃料箱14内，然而，低压燃料泵18可以替代地被设置在燃料箱14的外部。低压燃料泵18可以是如本领域普通技术人员所熟知的电动燃料泵。低压燃料供应通道22提供从低压燃料泵18到高压燃料泵20的流体连通。燃料压力调节器24可以被设置成，使得燃料压力调节器24通过使由低压燃料泵18供应的燃料的一部分穿过燃料返回通道26返回到燃料箱14来维持低压燃料供应通道22内的基本均匀的压力。虽然燃料压力调节器24已经被例示位于燃料箱14外部的低压燃料供应通道22中，但是应当理解，燃料压力调节器24可以位于燃料箱14内，并且可以与低压燃料泵18集成。

现另外参照图2，高压燃料泵20包括燃料泵壳体28，该燃料泵壳体包括柱塞孔30，该柱塞孔沿着柱塞孔轴线32延伸并以该柱塞孔轴线为中心。如图所示，柱塞孔30可以由插入件的组合和直接由燃料泵壳体28来限定。高压燃料泵20还包括泵送柱塞34，该泵送柱塞位于柱塞孔30内并且基于来自内燃机12的旋转凸轮轴36(仅在图1中示出)的输入而沿着柱塞孔轴线32在柱塞孔30中往复运动。泵送腔室38被限定在燃料泵壳体28内，并且更具体地，泵送腔室38由柱塞孔30和泵送柱塞34限定。高压燃料泵20的入口阀组件40被接收在燃料泵壳体28的入口阀孔28a内，使得入口阀孔28a延伸到燃料泵壳体28的外部，高压燃料泵20沿着入口阀孔轴线28b经由燃料泵壳体28的泵壳体入口通道41选择性地提供及防止高压燃料泵20的入口20a与泵送腔室38之间的流体连通，同时出口阀组件42位于燃料泵壳体28的出口通道43内，并且选择性地允许燃料经由与每个燃料喷射器均流体连通的燃料导轨44从泵送腔室38到燃料喷射器16连通。在操作中，泵送柱塞34的往复运动导致泵送腔室38的容积在泵送柱塞34的进气冲程(如图2中所定向的向下)期间增加，其中，柱塞复位弹簧46使泵送柱塞34更加向下，并且相反地，泵送腔室38的容积在压缩冲程(如图2中所定向的向上)期间减小，其中，凸轮轴36使泵送柱塞34克服柱塞复位弹簧46的力向上移动。以这种方式，燃料在进气冲程期间被选择性地抽吸到泵送腔室38中，如稍后将更详细描述的，这取决于入口阀组件40的操作，并且相反地，燃料在压缩冲程期间在泵送腔室38内由泵送柱塞34加压，并且在压力下通过出口阀组件42排放到燃料导轨44和燃料喷射器16。为了清楚起见，泵送柱塞34在图2中以实线示出，以表示进气冲程，而泵送柱塞34在图2中以虚线示出，以表示压缩冲程。高压燃料泵20还包括减压阀组件48，该减压阀组件被布置在出口阀组件42的下游，以便如果出口阀组件42的下游的压力达到预定极限(如果不加以缓解，这可能造成不安全的操作条件)，则提供返回到泵送腔室38的流体路径。

通常，出口阀组件42包括出口阀构件42a、出口阀座42b和出口阀弹簧42c。仅通过非限制性示例的方式被例示为球的出口阀构件42a由出口阀弹簧42c朝向出口阀座42b偏压，其中，出口阀弹簧42c被选择为：当在泵送腔室38和燃料导轨44之间实现预定的压差时，允许出口阀构件42a打开。出口阀组件42被定向成，使得允许燃料通过出口阀组件42流出泵送腔室38之外，然而，不允许燃料通过出口阀组件42流入到泵送腔室38中。

通常，减压阀组件48包括减压阀构件48a、减压阀座48b和减压阀弹簧48c。仅通过非限制性示例的方式例示为球的减压阀构件48a由减压阀弹簧48c朝向减压阀座48b偏压，其中，减压阀弹簧48c被选择为：当在泵送腔室38和燃料导轨44之间实现预定压差时，允许减压阀构件48a操作。减压阀组件48被定向成，使得允许燃料通过减压阀组件48流入到泵送腔室38中，然而，不允许燃料通过减压阀组件48流出泵送腔室38之外。

现将尤其参照图3至图7来描述入口阀组件40。入口阀组件40包括阀体50、位于阀体50内的阀芯52、止回阀54和螺线管组件55。入口阀组件40的各种元件将在下面的段落中更详细地描述。

阀体50以入口阀孔轴线28b为中心，并沿着该入口阀孔轴线延伸，使得阀体50从阀体第一端50a延伸到阀体第二端50b。阀体孔58从阀体第一端50a延伸到阀体50中，并且终止于延伸到阀体第二端50b的阀体端壁60处，使得阀体孔58优选为圆柱形。阀体第一入口通道62延伸穿过阀体50，使得阀体第一入口通道62从阀体50的阀体外周边50c延伸，并通向阀体孔58。阀体第二入口通道64(在图3中不可见，但在图4至图7中可见)延伸穿过阀体50，使得阀体第二入口通道64从阀体外周边50c延伸，并通向阀体孔58。如图中所示，阀体第一入口通道62和阀体第二入口通道64沿着入口阀孔轴线28b彼此轴向地间隔开，使得阀体第二入口通道64轴向地位于阀体第一端50a和阀体第一入口通道62之间。同样如图中所示，多个阀体第一入口通道62可以被设置成，使得每个阀体第一入口通道62均沿着入口阀孔轴线28b位于相同的轴向位置，然而，每个阀体第一入口通道62在阀体外周边50c周围与其他阀体第一入口通道62间隔开。虽然仅例示了一个阀体第二入口通道64，但是应当理解，多个阀体第二入口通道64可以沿着入口阀孔轴线28b而被设置在相同的轴向位置处，但是在阀体外周边50c周围彼此间隔开。

阀体中心通道66延伸穿过阀体端壁60，使得阀体中心通道66将阀体第二端50b与阀体孔58连接，并且使得阀体中心通道66以入口阀孔轴线28b为中心，并且沿着入口阀孔轴线28b延伸。多个阀体出口通道68被设置在阀体端壁60中，使得每个阀体出口通道68均延伸穿过阀体端壁60，并且使得每个阀体出口通道68均将阀体第二端50b与阀体孔58连接。每个阀体出口通道68均从阀体中心通道66横向地偏移，并且在平行于入口阀孔轴线28b的方向上延伸穿过阀体端壁60。

如图中所示，阀体外周边50c可以包括不同直径的三个区段。阀体外周边50c的阀体外周边第一部分50d从阀体第一端50a处开始，并且延伸到阀体外周边50c的阀体外周边第二部分50e，使得阀体外周边第一部分50d的直径比阀体外周边第二部分50e的直径小。如图中所示，阀体外周边第一部分50d可以完全位于泵壳体入口通道41的外部，并且阀体外周边第二部分50e包括阀体第一入口通道62和阀体第二入口通道64，使得阀体第一入口通道62和阀体第二入口通道64每一者均与泵壳体入口通道41的位于入口阀组件40的上游的部分处于恒定的流体连通，即，阀体第一入口通道62和阀体第二入口通道64每一者均与泵壳体入口通道41的在入口阀组件40和低压燃料泵18之间的部分处于恒定的流体连通。阀体外周边50c的阀体外周边第三部分50f从阀体外周边第二部分50e延伸到阀体第二端50b，使得阀体外周边第三部分50f的直径比阀体外周边第二部分50e的直径大。阀体外周边第三部分50f与泵壳体入口通道41密封地接合，从而防止了在泵壳体入口通道41和阀体外周边第三部分50f的接口处通过泵壳体入口通道41并经过入口阀组件40的流体连通，并且通过泵壳体入口通道41经过入口阀组件40的流体连通仅可通过阀体孔58。

阀芯52由磁性材料制成，并且以入口阀孔轴线28b为中心，并且沿着该入口阀孔轴线28b从阀芯第一端52a延伸到阀芯第二端52b。阀芯52包括靠近阀芯第一端52a的阀芯第一部分52c和靠近阀芯第二端52b的阀芯第二部分52d。阀芯第一部分52c具有与阀体孔58互补的阀芯外周边52e，使得阀芯外周边52e和阀体孔58的尺寸被设计为大体上防止燃料在阀芯外周边52e和阀体孔58的接口之间穿过。如本文所使用的，大体上防止燃料在阀芯外周边52e和阀体孔58的接口之间穿过，涵盖了允许少量燃料在该接口之间穿过，如将是本领域普通技术人员容易认识到的，这仍然允许高压燃料泵20的操作。阀芯第二部分52d包括基座部分52f，该基座部分从阀芯第一部分52c延伸，使得基座部分52f的直径比阀芯第一部分52c的直径小，从而在基座部分52f和阀体孔58之间径向地提供环形空间。阀芯第二部分52d还包括从基座部分52f延伸并终止于阀芯第二端52b处的末端部分52g。末端部分52g的直径比基座部分52f的直径小，从而限定阀芯肩部52h，在该肩部处，末端部分52g与基座部分52f相遇。末端部分52g的尺寸被设计成位于阀体50的阀体中心通道66内，使得末端部分52g能够在入口阀孔轴线28b的方向上在阀体中心通道66内自由地滑动。在使用中，末端部分52g被用于与止回阀54对接，这将在后面更详细地描述。

阀芯第一部分52c设置有从阀芯外周边52e径向向内延伸的阀芯凹槽70，使得阀芯凹槽70呈环形形状。阀芯凹槽70选择性地与阀体第一入口通道62和阀体第二入口通道64对准或不对准，以便控制穿过泵壳体入口通道41的流体连通，这将在后面更详细地描述。一个或多个阀芯通道72被设置成，使其从阀芯凹槽70穿过阀芯第一部分52c朝向阀芯第二端52b延伸，从而提供阀芯凹槽70与阀体出口通道68之间的流体连通。

阀芯端孔74从阀芯第一端52a延伸到阀芯52中。如图所示，阀芯端孔74可以包括阀芯端孔第一部分74a和阀芯端孔第二部分74b，该阀芯端孔第一部分为内部截头圆锥形，而阀芯端孔第二部分为圆柱形并且终止于阀芯端孔底部74c。阀芯连接通道76提供阀芯凹槽70与阀芯端孔74之间的流体连通，使得如图中所示，仅通过非限制性示例的方式，阀芯连接通道76可以由一对垂直钻孔形成。

止回阀54包括止回阀构件78和行程限制器80。止回阀54被布置在阀芯第二端52b处，使得如下文更详细描述，止回阀构件78在阻塞了阀体出口通道68(如图5至图7中所示)的落座位置和未阻塞阀体出口通道68(如图4中所示)的打开位置之间移动。止回阀构件78包括止回阀中心部分78a，该止回阀中心部分是平板，该平板具有延伸穿过其中的止回阀通道78b，其中值得注意，为了清楚起见，已在图3中仅标记了所选择的止回阀通道78b。止回阀通道78b被布置成穿过止回阀中心部分78a，使得止回阀通道78b不与阀体出口通道68轴向地对准。多个止回阀支腿78c从止回阀中心部分78a延伸，使得止回阀支腿78c是弹性的和顺应性的。止回阀支腿78c的自由端例如通过焊接固定到阀体第二端50b。因此，当阀体孔58与泵送腔室38之间的压差足够高时，由于止回阀支腿78c的弹性变形而允许止回阀中心部分78a从阀芯52离座，从而打开阀体出口通道68。行程限制器80包括行程限制器环80a，该行程限制器环与阀体第二端50b轴向地间隔开，以提供止回阀构件78的可允许位移量。行程限制器80还包括多个行程限制器支腿80b，该行程限制器支腿在行程限制器环80a和阀体第二端50b之间提供轴向间隔。行程限制器支腿80b与行程限制器环80a一体地形成，并且例如通过焊接固定到阀体第二端50b。

螺线管组件55包括内壳体82、位于内壳体82内的极片84、复位弹簧86、阀芯88、线圈90、磁通垫圈91、包覆成型件92和外壳体94。螺线管组件55的各种元件将在下面的段落中更详细地描述。

内壳体82是中空的，并且在内部和外部呈阶梯状，使得内壳体第一部分82a是敞开的，并且其直径比由内壳体端壁82c封闭的内壳体第二部分82b的直径大。内壳体82以入口阀孔轴线28b为中心，并且沿着该入口阀孔轴线延伸。内壳体第一部分82a被接收在入口阀孔28a内，使得将内壳体第一部分82a密封到燃料泵壳体28，以便防止燃料从泵壳体入口通道41泄漏到燃料泵壳体28的外部。仅通过非限制性示例的方式，这种密封可以通过内壳体第一部分82a和入口阀孔28a之间的过盈配合、围绕内壳体第一部分82a与燃料泵壳体28相遇处的内角进行焊接以及粘合剂中的一种或多种来实现。在内壳体第一部分82a的内周边和阀体外周边第二部分50e之间设置有环形间隙，以便提供泵壳体入口通道41和阀体第二入口通道64之间的流体连通。内壳体第二部分82b的内周边与阀体外周边第一部分50d配合，以防止燃料在内壳体第二部分82b的外周边和阀体外周边第一部分50d的接口之间的流通。

极片84由可导磁的材料制成，并且被接收在内壳体第二部分82b内，使得极片84以入口阀孔轴线28b为中心，并沿着该入口阀孔轴线延伸。极片第一端84a是截头圆锥形的，使得极片第一端84a的角度与阀芯端孔第一部分74a的角度互补。以这种方式，极片第一端84a被接收在阀芯端孔第一部分74a内。与极片第一端84a相对的极片第二端84b位于内壳体82的封闭端处。极片孔84c从极片第一端84a轴向地延伸穿过极片84到达极片第二端84b，使得极片孔84c的较大直径部分从极片第一端84a延伸到极片84中，从而限定了面朝向阀芯端孔底部74c的极片肩部84d。复位弹簧86被部分地接收在极片孔84c内，使得复位弹簧86抵靠极片肩部84d。复位弹簧86还被部分地接收在阀芯端孔第二部分74b内，并且抵靠阀芯端孔底部74c。复位弹簧86被保持为在极片肩部84d和阀芯端孔底部74c之间处于压缩中，并且以这种方式，复位弹簧86将阀芯52偏压远离极片84。

阀芯88由电绝缘材料(例如，塑料)制成，并且以入口阀孔轴线28b为中心并沿着该入口阀孔轴线延伸，使得阀芯88以紧密配合关系周向地围绕内壳体第二部分82b。线圈90是绕阀芯88的外周边缠绕的导电线的绕组，使得线圈90周向地包围极片84。因此，当线圈90被通电流时，阀芯52被磁性地吸引到极片84，并且朝向极片84移动，而当线圈90未被通电流时，阀芯52借助复位弹簧86而移动远离极片84。稍后将提供对操作的更详细的描述。

外壳体94周向地包围内壳体82、阀芯88和线圈90，使得阀芯88和线圈90径向地位于内壳体82和外壳体94之间。环形腔室96径向地形成在内壳体第一部分82a和外壳体94之间，使得环形腔室96轴向地位于燃料泵壳体28的外部和外壳体94的凸缘94a之间，该凸缘94a呈环形形状，并且朝向内壳体第二部分82b向内延伸。当将电流施加给线圈90时，凸缘94a提供用于磁通量穿过的路径，结果，在内壳体82和凸缘94a之间径向地提供了非常小的径向间隙。第一密封环98位于环形腔室96内，并且在燃料泵壳体28和凸缘94a之间被燃料泵壳体和凸缘94b轴向地压缩。第一密封环98由弹性材料制成，其具体组分是基于如本领域普通技术人员容易认识到的诸如温度的环境因素和可能与第一密封环98接触的液体来选择的。第一密封环98防止来自外部环境的液体迁移到内壳体82，否则，在该内壳体中液体可能会聚集并且难以干燥，这可能导致内壳体82、特别是在内壳体82和外壳体94的凸缘94a之间的较小径向间隙中的劣化，其中，如果允许液体积聚，则可能发生裂缝腐蚀侵蚀。重要的是要注意，第一密封环98在将高压燃料泵20内的燃料密封方面不起作用，即，第一密封环98不暴露于高压燃料泵20内的燃料，并且被设置成防止存在于高压燃料泵20的外部环境中的液体的侵入。除了防止存在于高压燃料泵20的外部环境中的液体的侵入的主要目的之外，第一密封环98还可以提供对在操作期间由高压燃料泵20的操作产生的振动和可听见的噪声的抑制，否则这些振动和可听到的噪声可能被传递到环境中。

磁通垫圈91位于外壳体94内，使得磁通垫圈91的外周边与外壳体94的内周边接合，并且使得阀芯88和线圈90轴向地位于凸缘94a与磁通垫圈91之间。当将电流施加到线圈90时，磁通垫圈91提供了用于磁通量穿过的路径，结果，在内壳体82和磁通垫圈91之间径向地提供了非常小的径向间隙。

包覆成型件92是电绝缘材料(例如，塑料)，其填充阀芯88/线圈90与外壳体94之间的空白区，使得包覆成型件92从外壳体94轴向地延伸，以限定电连接器100，该电连接器包括连接到线圈90的相对两端的端子(未示出)。电连接器100被配置成与互补的电连接器(未示出)配合，以用于在使用中将电流供应给线圈90。包覆成型件92包括中心孔92a，该中心孔沿着入口阀孔轴线28b延伸到磁通垫圈91。内壳体82延伸到中心孔92a中，使得环形间隙102径向地形成在包覆成型件92和内壳体82之间。第二密封环104位于环形间隙102内，并且在包覆成型件92和内壳体82之间被包覆成型件92与内壳体82径向地压缩。第二密封环104由弹性材料制成，其具体组分是基于如本领域普通技术人员容易认识到的诸如温度的环境因素和可能与第二密封环104接触的液体来选择的。与在安装之前截面形状为圆形的第一密封环98不同，第二密封环104可以在安装之前在平行于入口阀孔轴线28b的方向上被拉长，以便为第二密封环104提供结构完整性，因为第二密封环104没有在平行于入口阀孔轴线28b的方向上被捕获。该截面形状还防止第二密封环104在安装到环形间隙102中期间滚动。第二密封环104防止来自外部环境的液体迁移到内壳体82和磁通垫圈91之间的小的径向间隙，否则在该间隙中，液体可能会聚集并且难以干燥，并且如果允许液体积聚，则可能发生裂缝腐蚀侵蚀。重要的是要注意，第二密封环104在密封高压燃料泵20内的燃料方面不起作用，即，第二密封环104不暴露于高压燃料泵20内的燃料，并且被设置成防止存在于高压燃料泵20的外部环境中的液体的侵入。除了防止存在于高压燃料泵20的外部环境中的液体的侵入的主要目的之外，第二密封环104还可以提供对在操作期间由高压燃料泵20的操作产生的振动和可听见的噪声的抑制，否则这些振动和可听到的噪声可能被传递到环境中。

现将特别参照图4来描述高压燃料泵20并且特别是入口阀组件40的操作，图4示出了由于没有电流供应到螺线管组件55的线圈90而导致的处于第一位置的阀芯52。当没有电流供应给线圈90时，复位弹簧86将阀芯52推离极片84，直到阀芯肩部52h抵靠阀体端壁60，这允许阀芯52的末端部分52g突出超过阀体第二端50b，使得末端部分52g将止回阀构件78保持在离座位置以允许流体流过阀体出口通道68，并且使得阀体出口通道68与泵送腔室38流体连通。同样在第一位置，阀芯凹槽70与阀体第一入口通道62对准，然而，值得注意，阀芯凹槽70不与阀体第二入口通道64对准。以这种方式，阀芯52将止回阀构件78保持在离座位置，并且阀体第一入口通道62与阀体出口通道68流体连通。应当注意，在第一位置，阀芯凹槽70和阀体第一入口通道62之间的对准提供了通向泵壳体入口通道41的路径。以这种方式，第一位置是提供了高压燃料泵20的限速运行(limp-home operation)的默认位置，也就是说，如果到螺线管组件55的电力被无意地中断，则足够量以及压力的燃料会通过低压燃料泵18供应到燃料喷射器16，以用于内燃机12的持续操作，尽管因为由阀芯52保持在离座位置的止回阀构件78防止了燃料被泵送柱塞34加压，所以没有燃料被高压燃料泵20加压。应当注意，通向泵壳体入口通道41的能够使高压燃料泵20的限速操作的路径还能够仅使用一个减压阀，即减压阀组件48。

现特别参照图5，阀芯52被示出为处于第二位置，这是由以第一占空比供应到螺线管组件55的线圈90的电流引起的。当电流以第一占空比供应到线圈90时，阀芯52被吸引到极片84，从而使阀芯52朝向极片84移动，并且将复位弹簧86压缩到比在第一位置大的程度。阀芯连接通道76允许位于阀芯52与极片84之间的燃料在阀芯52朝向极片84移动期间朝向阀体出口通道68移位，并且还允许阀芯52的每个轴向端上的压力相等。在第二位置，末端部分52g被定位成不再突出超过阀体第二端50b，并且因此，止回阀构件78移动到落座位置，该落座位置防止流体穿过阀体出口通道68流入到阀体孔58中。同样在第二位置，阀芯凹槽70不与阀体第一入口通道62对准，并且也不与阀体第二入口通道64对准，并且以这种方式，防止燃料穿过阀体第一入口通道62和阀体第二入口通道64进入或离开阀体孔58。因此，阀体第一入口通道62和阀体第二入口通道64不与阀体出口通道68流体连通。第二位置的阀芯52在内燃机12运行但不请求从燃料喷射器16供应燃料时被使用，如在汽车正在滑行且没有燃料被命令时的燃料减速切断事件期间可能发生的那样。以这种方式，第二位置防止燃料供应到燃料喷射器16。

现特别参照图6，阀芯52被示出为处于第三位置，这是由于以第二占空比供应到螺线管组件55的线圈90的电流引起的，该第二占空比大于被用于实现阀芯52的第二位置的第一占空比。当电流以第二占空比被供应到线圈90时，阀芯52被吸引到极片84，从而使阀芯52朝向极片84移动，并且将复位弹簧86压缩到比在第二位置大的程度。正如在第二位置中一样，第三位置导致末端部分52g被定位成不再突出超过阀体第二端50b，并且因此，止回阀构件78移动到落座位置，该落座位置防止流体穿过阀体出口通道68流入到阀体孔58中。然而，应当注意，当阀体孔58和泵送腔室38之间的压差足够高时，即在进气冲程期间，止回阀构件78能够移动到离座位置。同样在第三位置，阀芯凹槽70不与阀体第一入口通道62对准，然而，阀芯凹槽70现在与阀体第二入口通道64对准，并且以这种方式，允许燃料穿过阀体第二入口通道64流到阀体孔58。因此，在泵送柱塞34的进气冲程期间，产生了允许燃料穿过阀体第二入口通道64流过入口阀组件40的压差，从而将止回阀构件78移动到离座位置以允许燃料流入到泵送腔室38中。在泵送柱塞34的压缩冲程期间，泵送腔室38内的压力增加，从而使止回阀构件78移动到落座位置，该落座位置防止燃料从泵送腔室38流入到阀体孔58中，并且允许泵送腔室38内的加压燃料穿过出口阀组件42排出。当需要内燃机12产生较轻的输出扭矩时，使用了第三位置的阀芯52，因为应当注意，阀芯凹槽70与阀体第二入口通道64的对准提供了受限通道，从而使该受限通道在泵送柱塞34的进气冲程期间将少量燃料计量至泵送腔室38，以支撑内燃机12在轻负载下的燃料供给。

现特别参照图7，阀芯52被示出为处于第四位置，这是由于以第三占空比将电流供应给螺线管组件55的线圈90引起的，该第三占空比用于实现阀芯52的第三位置的第二占空比大。当电流以第三占空比供应到线圈90时，阀芯52被吸引到极片84，从而使阀芯52朝向极片84移动，并且将复位弹簧86压缩到比在第三位置大的程度。正如在第二位置和第三位置中一样，第四位置导致末端部分52g被定位成不再突出超过阀体第二端50b，并且因此，止回阀构件78移动到落座位置，该落座位置防止燃料穿过阀体出口通道68流入到阀体孔58中。然而，应当注意，当阀体孔58和泵送腔室38之间的压差足够高时，即在进气冲程期间，止回阀构件78能够移动到离座位置。同样在第四位置，阀芯凹槽70不与阀体第一入口通道62对准，然而，阀芯凹槽70现在与阀体第二入口通道64对准，并且以这种方式，允许燃料穿过阀体第二入口通道64流到阀体孔58。因此，在泵送柱塞34的进气冲程期间，产生了允许燃料穿过阀体第二入口通道64并流过入口阀组件40的压差，从而将止回阀构件78移动到离座位置，以允许燃料流入到泵送腔室38中。在泵送柱塞34的压缩冲程期间，泵送腔室38内的压力增加，从而使止回阀构件78移动到落座位置，该落座位置防止燃料从泵送腔室38流入到阀体孔58中，并且允许泵送腔室38内的加压燃料通过出口阀组件42排出。如现在应该显而易见的是，阀芯52的第三位置和第四位置几乎相同，然而，第四位置与第三位置的不同之处在于，阀芯凹槽70与阀体第二入口通道64的对准比在第三位置中的限制更小。因此，当需要内燃机12产生更高的输出扭矩时，使用第四位置的阀芯52，因为阀芯凹槽70与阀体第二入口通道64的对准提供了受限较小的通道，从而与第三位置相比，使该通道在泵送柱塞34的进气冲程期间将更大量的燃料计量至泵送腔室38，以支撑内燃机12在高负载下的燃料供给。

如现应清楚的，可以提供不同的占空比来改变计量至泵送腔室38的燃料量，在泵送腔室中，不同的占空比导致了阀芯凹槽70与阀体第二入口通道64对准的程度的改变，从而改变限制的程度。换言之，如上所述的第三位置和第四位置仅仅是阀芯52的位置的示例，并且可以提供其他占空比，以便将不同计量的燃料量提供给泵送腔室38，以便实现内燃机12的不同输出转矩。电子控制单元106可以被用于以本文所述的各种占空比将电流供应给线圈90。电子控制单元106可以接收来自压力传感器108的输入，该压力传感器感测燃料导轨44内的压力，以便将适当的占空比提供给线圈90，以便维持燃料导轨44中的期望压力，该期望压力可以基于由内燃机12期望产生的命令扭矩而改变。

虽然内壳体82在本文中已被例示并被描述为直接接合且直接焊接到燃料泵壳体28，但是，应当理解，在内壳体82和燃料泵壳体28之间可以径向地设置有中间元件，例如套筒(未示出)，并且该中间元件将在本公开的范围内被认为是燃料泵壳体28。

除了第二密封环104之外或作为第二密封环104的替代方案，可以设置有如图8中所示的密封帽110，该密封帽将中心孔92a的开口端封闭，该开口端与磁通垫圈91相对。密封帽110可以包括侧壁110a，该侧壁呈环形形状，并且以过盈配合的方式装配在中心孔92a内，例如通过侧壁110a的周向地围绕侧壁110a的一个或多个环形肋100b的方式，以便将密封帽110保持到包覆成型件92并且防止液体的侵入。密封帽110还可以包括端壁110c，该端壁将侧壁110a的一个开口端封闭，使得端壁110c从侧壁110a径向地向外延伸，从而形成限制了密封帽110插入到中心孔92a中的程度的止挡件。密封帽110由弹性材料制成，其具体组分是基于如本领域普通技术人员容易认识到的诸如温度的环境因素和可能与第一密封环98接触的液体来选择的。密封帽110防止液体进入中心孔92a，从而防止液体迁移到如前面关于第二密封环104所述的可能导致劣化的区域。重要的是要注意，密封帽110在密封高压燃料泵20内的燃料方面不起作用，即密封帽110不暴露于高压燃料泵20内的燃料，并且被设置成防止存在于高压燃料泵20的外部环境中的液体的侵入。除了防止存在于高压燃料泵20的外部环境中的液体的侵入的主要目的之外，密封帽110还可以提供对在操作期间由高压燃料泵20的操作产生的振动和可听见的噪声的抑制，否则这些振动和可听到的噪声可能被传递到环境中。

如本文所述的具有第一密封环98、第二密封环104和密封帽110中的一者或多者的高压燃料泵20使来自外部环境的液体到达入口阀组件40和螺线管组件55的元件的可能性最小化，否则这可能导致入口阀组件40或螺线管组件55不期望的操作。此外，可以抑制由高压燃料泵20的操作产生的振动和可听噪声。

虽然已经根据本发明优选的实施方式对本发明进行了描述，但本发明并不旨在被如此限制，而是仅限于以下权利要求中所阐述的范围。

Claims (14)

1.一种燃料泵(18)，该燃料泵包括：

燃料泵壳体(28)，所述燃料泵壳体具有限定在该燃料泵壳体中的泵送腔室(38)和沿着入口阀孔轴线(28b)延伸到所述燃料泵壳体(28)的外部的入口阀孔(28a)；

泵送柱塞(34)，所述泵送柱塞在柱塞孔内往复运动，使得所述泵送柱塞(34)的进气冲程增大所述泵送腔室(38)的容积，并且所述泵送柱塞(34)的压缩冲程减小所述泵送腔室(38)的容积；和

入口阀组件(40)，所述入口阀组件：1)选择性地提供所述燃料泵(18)的入口(20a)与所述泵送腔室(38)之间的流体连通；并且2)选择性地防止所述燃料泵(18)的所述入口(20a)与所述泵送腔室(38)之间的流体连通，所述入口阀组件(40)包括：

内壳体(82)，所述内壳体被接纳在所述入口阀孔(28a)内，使得所述内壳体(82)延伸到所述燃料泵壳体(28)的外部，并且使得将所述内壳体(82)的外周边被密封到所述入口阀孔(28a)的内周边，从而防止燃料在径向上穿过所述内壳体(82)与所述入口阀孔(28a)之间而到达所述燃料泵壳体(28)的外部；

外壳体(94)，所述外壳体位于所述燃料泵壳体(28)的外部并且周向地围绕所述内壳体(82)，其中，环形腔室(96)在径向上被限定在所述内壳体(82)与所述外壳体(94)之间，并且在轴向上被限定在所述外壳体(94)与所述燃料泵壳体(28)之间；和

密封环(98)，所述密封环由弹性材料制成，并且呈环形形状并位于所述环形腔室(96)内，使得所述密封环(98)被轴向地压缩而抵靠所述燃料泵壳体(28)和所述外壳体(94)。

2.根据权利要求1所述的燃料泵(18)，其中，所述入口阀组件(40)包括螺线管组件(55)，所述螺线管组件包括：

所述内壳体(82)；

所述外壳体(94)；

极片(84)，所述极片由透磁材料制成并位于所述内壳体(82)内。

3.根据权利要求2所述的燃料泵(18)，所述螺线管组件(55)还包括由导电线形成的线圈(90)，所述线圈周向地围绕所述极片(84)，并且使得所述线圈(90)在径向上位于所述内壳体(82)与所述外壳体(94)之间，其中，施加到所述线圈(90)的电能在所述极片(84)与所述入口阀组件(40)的阀元件(52)之间引起磁引力，使得所述阀元件(52)朝向所述极片移动。

4.根据权利要求3所述的燃料泵(18)，其中：

所述外壳体(94)包括凸缘(94a)，所述凸缘呈环形形状并且朝向所述内壳体(82)向内延伸，使得当将电能施加到所述线圈(90)时，所述凸缘(94a)提供用于磁通量穿过的路径；并且

所述密封环(98)被轴向地压缩而抵靠所述凸缘。

5.根据权利要求3或4所述的燃料泵(18)，其中：

所述螺线管组件(55)还包括包覆成型件(92)，所述包覆成型件由电绝缘材料制成并且填充在所述线圈(90)与所述外壳体(94)之间，所述包覆成型件(92)包括中心孔(92a)。

6.根据权利要求5所述的燃料泵，其中，所述内壳体(82)延伸到所述中心孔(92a)中，使得环形间隙(102)在径向上位于所述内壳体(82)与所述中心孔(92a)之间。

7.根据权利要求5或6所述的燃料泵(18)，其中，所述密封环是第一密封环(98)；并且

所述螺线管组件(55)还包括第二密封环(104)，所述第二密封环由弹性材料制成，并且所述第二密封环呈环形形状并且位于所述环形间隙(102)内，使得所述第二密封环(104)被径向地压缩而抵靠所述内壳体(82)和所述包覆成型件(92)。

8.根据权利要求7所述的燃料泵(18)，其中，所述第二密封环(104)防止液体从所述燃料泵(20)的外部侵入。

9.根据权利要求7或8所述的燃料泵(18)，其中，所述第二密封环(104)被配置为不暴露于来自所述燃料泵(18)内的燃料。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的燃料泵(18)，其中，所述第一密封环(98)防止来自所述燃料泵(18)外部的液体迁移到所述内壳体(82)。

11.根据权利要求9或权利要求10所述的燃料泵(18)，其中，所述第一密封环(98)被配置为不暴露于来自所述燃料泵(18)内的燃料。

12.根据权利要求5至11中任一项所述的燃料泵(18)，其中，所述螺线管组件还包括将所述中心孔(92a)封闭的密封帽(110)。

13.根据权利要求12所述的燃料泵(18)，其中，所述密封帽(110)包括：

侧壁(110a)，所述侧壁以过盈配合位于所述中心孔(92a)内；和

端壁(110c)，所述端壁从所述侧壁(110a)径向地向外延伸，所述端壁抵靠所述包覆成型件并且限制所述密封帽(110)插入到所述中心孔(92a)中多远。

14.根据权利要求13所述的燃料泵(18)，其中，所述密封帽(110)被配置为不暴露于来自所述燃料泵内的燃料。