CN1209555C - 内置式燃料供给装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于安装在油箱内的燃料供给装置包括：一燃料泵、一壳体和一设置在壳体内并具有一连通于燃料泵排出口的上游侧的过滤元件。一止回阀连通于过滤元件的下游侧以防止燃料从燃料供给通道逆流，一压力调节器连通于过滤元件的上游侧。可以设置一沉积流道以便从来自于压力调节器的排放燃料中除去沉淀物。沉积流道包括基本上为圆柱形的涡旋空间，这些涡旋空间限定在泵座的内周，在各涡旋空间的底部设置有盲孔以便收集沉淀物。
Description
发明领域
本发明涉及例如用于安装在车辆油箱内的内置式(in-tank)燃料供给装置。具体地说，涉及这样一种内置式燃料供给装置，其中一燃料泵、一燃料过滤器、一压力调节器和一止回阀组成为一个组件，该组件可以作为一单个的单元安装在燃料箱内。
背景技术
图12是公开但未审查的日本专利申请H11-241659中所揭示的一个传统的内置式燃料供给装置的剖视图，该装置具有一燃料泵、一燃料过滤器、一压力调节器和一止回阀，这些构件组合起来作为一安装在燃料箱内的组件的一部分。图13是图12所示装置的示意图，图14是一可用作图12装置的压力调节器的传统的压力调节器的放大的剖视图。
图12和13的燃料供给装置是设置在一燃料箱1内，并且包括一燃料泵2、一设置在燃料泵2的入口上游的吸入过滤器3、以及一设置在燃料泵2的排出口下游的燃料过滤单元4。一过滤元件6设置在由模制树脂制成的主壳体5中。燃料泵2由主壳体5的一个向下延伸的下部支承。在过滤元件6上游侧的入口5a处，燃料泵2的排出口通过一连接管连通于主壳体5中的空间。
该燃料供给装置还包括一由模制树脂制成的上壳体7。在把过滤元件6插入主壳体5之后，通过溶剂粘合或其它合适的方法，将上壳体7以不漏油的方式密封于主壳体5，从而将过滤元件6封闭起来，这样就可以使燃料在过滤单元4中流动，即从入口5a流经过滤元件6直到出口5b。上壳体7的上端具有一凸缘，燃料供给装置可以借助该凸缘安装在油箱1的上表面上。
该燃料供给装置配备有一燃料供给通道8，用以携带燃料从燃料过滤单元4到达一未图示的发动机。燃料通道8与上壳体7形成一体。在燃料供给通道8中设有一止回阀9，藉以防止燃料从发动机逆流回到燃料过滤单元4。燃料供给通道8和出口5b通过溶剂粘接的方式相互连接，这是在用溶剂粘接将上壳体7以不漏油的方式密封于主壳体5上端的同时实现的。设置了一压力调节器10，以将供给全发动机的燃料的压力维持在一定的范围内。该压力调节器可使无需供给至发动机的多余燃料返回燃料箱1内。在燃料供给装置的正常工作过程中，由燃料泵2排出的燃料数量大于发动机实际消耗的燃料数量。
图13是图12所示燃料供给装置的示意图。该附图示出了止回阀9设置在过滤元件6的下游，而压力调节器10安装在一从燃料供给通道8的管接头8a分支的、位于止回阀9下游的管道内。
在这种类型的燃料供给装置中，当燃料泵2工作时，可借助燃料泵2将液体燃料从燃料箱1内汲出，并使其通过吸入过滤器3。燃料由燃料泵2加压到200-700kPa，随后通过入口5a进入燃料过滤单元4。吸入过滤器3可以滤掉燃料中的粗碎屑和其它污染物，同时，燃料过滤单元4中的过滤元件6可以滤掉燃料中的污染物。在通过过滤元件6之后，经过滤的燃料流过止回阀9而供给至发动机。压力调节器10使供给至发动机的燃料的压力维持在一个规定的范围内，即，当由于燃料泵2的输出升高或发动机的燃料消耗降低而导致燃料供给通道8中的压力超过规定的水平时，压力调节器10可以将多余的燃料排入油箱1。当燃料泵2停止运行时，止回阀9可维持发动机内的燃料压力。
在一种类似于上述的燃料供给装置中，由于压力调节器10连通于在止回阀9下游的燃料供给通道8，因而当燃料泵2停止运行时，压力调节器10必须具有能维持其上游侧和下游侧之间的密封的良好能力。
图14示出了一个具有良好密封能力的压力调节器的例子，该附图是公开但未审查的日本专利申请H5-215048中揭示的一种传统的压力调节器的放大的剖视图。在该压力调节器10中，在一用于密封燃料压力的隔膜10a上安装了一个可动阀10c，该可动阀固定于一球形轴承10b。阀10c对着一阀座10d，该阀座连通于一排出口。
当燃料压力升高到这样的水平，即，由于燃料压力而向上作用于隔膜10a的力超过了由背压弹簧10e向下施加的力时，隔膜10a向上变形，阀10c与阀座10d分离而产生一个间隙。于是，燃料可以通过阀10c与阀座10d之间的间隙排出，从而令压力调节器10的发动机一侧的燃料压力得以保持恒定。
当燃料压力降低到一特定水平之下时，阀10c在背压弹簧10e的弹力作用下与阀座10d接触。由于隔膜10a变形所导致的移动并不均匀，因而阀10c由球形轴承10b支承而自由地枢转，藉以使阀10c与阀座10d紧密地接触，防止燃料泄漏到压力调节器10的下游侧，从而维持燃料供给通道8中的燃料压力。
虽然图14中的压力调节器10具有良好的密封性能，但它的缺陷在于，由于要对球形轴承10b、阀10c和阀座10d进行精度很高的精加工，因而使加工成本很高。另外，隔膜10a的直径必须相当大，以便使阀10c具有良好的耐用性，并以可自由枢转的方式支承阀10c，这将导致压力调节器10的外部尺寸增大，对于获得紧凑的燃料供给装置而言是一个障碍。
EP5908020A也揭示了一种燃料供给装置，其包括燃料泵和壳体，并具有连通于燃料泵的过滤元件、连接于过滤元件下游侧的燃料供给通道、以及分别连接于过滤元件上下游侧的压力调节器和止回阀。然而，该装置不具有用于除去沉淀物的沉积通道，而且其结构仍嫌复杂，不够紧凑。
发明内容
本发明提供了这样一种燃料供给装置，它可以利用一具有简单、紧凑结构的低成本压力调节器。
本发明还提供了一种燃料供给装置，它可以使由其供给燃料的发动机在关停一段时间之后迅速地重新起动。
按照本发明的一种形式，一种用于安装在燃料箱内的燃料供给装置，包括：一燃料泵；一壳体；一设置在所述壳体内并具有一连通于所述燃料泵排出口的上游侧的过滤元件；一在所述过滤元件的下游侧连通于壳体内侧以便将燃料供给至一发动机的燃料供给通道；一连通于所述过滤元件的下游侧以防止燃料从燃料供给通道逆流的止回阀；一连通于所述过滤元件上游侧的压力调节器；其特征在于，一附连于所述壳体并支承所述燃料泵的泵座；一设置在所述泵座和所述燃料泵之间的吸震器；以及一沉积流道，该沉积流道连通于所述压力调节器的出口，以便从来自于压力调节器的排放燃料中除去沉淀物；所述沉积流道包括一形成在所述燃料泵的外周、所述泵座的内周和所述吸震器之间的空间。
沉积流道可以包括一用于接纳从流过沉积流道的燃料中沉淀下来的沉淀物的凹槽。
壳体可以包括一通道，该通道在壳体的位于过滤元件上游侧的上部与压力调节器之间形成连通，以防止当连接于该燃料供给装置的发动机关停一段时间后发生干涸。
限定在燃料泵的外周和泵座内周之间的空间的一部分被垂直地间隔，从而限定一个沿泵座的外周延伸的环形沉积流道，沉积流道包括基本上为圆柱形的涡旋空间，这些涡旋空间限定在从泵座的内周突伸的多个翅片之间，在各涡旋空间的底部设置有盲孔以便收集沉淀物。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的一个安装在燃料箱内的燃料供给装置的剖视图；
图2是沿图1中的线2-2剖取的剖视图；
图3是图1所示实施例的示意图；
图4是图1所示实施例的压力调节器的放大的剖视图；
图5是根据本发明另一个实施例的一个安装在燃料箱内的燃料供给装置的剖视图；
图6是沿图5中的线6-6剖取的剖视图；
图7是图5所示实施例的示意图；
图8是图5所示实施例的吸震器的放大立体图；
图9是由吸震器限定的沉积流道的另一个实施例的剖视图；
图10是图9所示沉积流道的放大的局部剖视图；
图11是沿图9中的线11-11剖取的侧剖视图；
图12是一传统的燃料供给装置的剖视图；
图13是图12所示燃料供给装置的示意图；
图14是一用于燃料供给装置的传统的压力调节器的放大的剖视图。
具体实施方式
下面将结合附图来描述根据本发明的燃料供给装置的多个较佳实施例。图1-4示出了第一实施例。图1是该实施例的剖视图，图2是沿图1中的线2-2剖取的剖视图，图3是该实施例的示意图，而图4是该实施例的压力调节器的放大剖视图。
在这些附图中，元件1-6、8和9与结合图12-14描述的相同，因而不再赘述。
图示的燃料供给装置包括一过滤元件支承壁6a，该支承壁可支承过滤元件6的过滤介质，并在主壳体5中将已经过滤过的和没有过滤过的燃料分开。该元件支承壁6a是导电树脂制成的，可以作为一导体将燃料过滤过程中产生的静电发散出去。
该燃料供给装置还包括一上壳体11，该上壳体11也是由导电树脂制成，并通过溶剂粘合或其它合适的方法沿一接合面12与主壳体5相结合。一止回阀9设置在上壳体11内与主壳体5的出口5b相通的位置上。当主壳体5通过溶剂粘合与上壳体11相结合时，就形成一个用于燃料过滤单元4的壳体。同样受到溶剂粘合的元件支承壁6a形成了一个连通于止回阀9的燃料通道。元件支承壁6a电连接于上壳体11，因而使静电可以通过上壳体11发散。
在上端有一安装凸缘的盖板13套装在上壳体11上方。该燃料供给装置可以借助盖板13的凸缘安装到燃料箱1顶部的一个开口中。燃料泵2由一泵座15支承，该泵座套装在壳体5的下端。可以在盖板13顶上安装一个或多个端子，例如一连接于燃料泵2的供电端子、一连接于上壳体11的接地端子、以及一用于未示出的燃料计的连接端子。一包括一管接头8a(用于将燃料供给至一未示出的发动机)的燃料供给通道8从盖板13的顶部延伸。除了支承燃料泵2之外，泵座15还可支承一压力调节器20。可以在泵座15和燃料泵2的下端之间设置一个由橡胶或其它弹性材料制成的吸震器16，以吸收泵2的振动。吸震器16的下端具有一开口，以便让燃料从吸入过滤器3和燃料泵2的入口之间通过。一衬套14设置在燃料泵2的排出口上，并围绕止回阀9。
如图2所示，燃料泵2相对于主壳体5的圆柱形内壁偏心地设置，而压力调节器20则设置在主壳体5底部的一个分流孔(branch hole)5c处。分流孔5c位于主壳体5的一侧，在该侧，主壳体5的内壁与燃料泵2之间的间隙最大。分流孔5c连通于一位于主壳体5内侧底部的、用于过滤元件6的上游侧的未过滤液体的空间。
压力调节器20并不限于任何特定的型式。例如，可以采用如图14所示的压力调节器。然而，由于在本实施例中压力调节器20连通于过滤元件6的上游侧，因而与图14所示的压力调节器10相比具有较为简单、方便的制造结构。图4示出了一个适用于压力调节器20的结构的例子。该结构包括一设置在隔膜20a中心的圆柱形阀20b。该圆柱形阀20b在设置于阀20b和压力调节器的管状壳体底部之间的背压弹簧20e的作用下与一球形阀座20c相接触。阀座20c通过焊接或其它合适的方法固定于一阀座保持器20d，该保持器固定于压力调节器20的壳体。在阀座保持器20d中形成有一个用于在压力调节器的入口(在压力调节器20的上端)与出口(在下端)之间提供流体连通的连接通道20f。
当由于入口流体压力而向下作用于隔膜20a的力大于由背压弹簧20e向上施加的偏压力时，隔膜20a借助流体压力向下变形，从而在阀座20c和阀20b之间形成一个与这两个力之差相对应的间隙。燃料通过该间隙，并从压力调节器20的出口排出，这时入口压力保持恒定。当入口压力降低到规定水平以下时，阀20b由背压弹簧20e向上推而与阀座20c接触，这时压力调节器20关闭。
图3是图1所示实施例的示意图。该附图示出了设置在过滤元件6和止回阀9上游的压力调节器20，该压力调节器不是像图13所示的装置那样设置在下游。
图1-4所示的实施例是以下列方式工作的。当燃料泵2工作时，燃料泵2将汽油或其它液体燃料从油箱1内侧汲出并通过吸入过滤器3，吸入过滤器3可滤掉粗污染物。燃料由燃料泵2加压并排放至位于过滤元件6上游的燃料过滤单元4中。压力调节器20连通于过滤元件6的上游侧，因而只有发动机(未图示)实际需要的燃料通过过滤元件6以便滤掉其中的细污染物，而发动机不需要的燃料则通过压力调节器20排入燃料箱1。通过过滤元件6的燃料将流过止回阀9而进入燃料供给通道8，以便供给发动机。压力调节器20将燃料过滤单元4中的压力维持在一个规定的范围内，当由于燃料泵2的输出升高或发动机的燃料消耗降低而导致燃料过滤单元4中的压力下降时，压力调节器20可将多余的燃料送回燃料箱1。
由于只有实际供给发动机的燃料流过过滤元件6，因而与图12所示的装置相比，过滤元件6可以具有较小的过滤表面积，这样就可以减小过滤元件6的尺寸，进而减小燃料供给装置的总尺寸。
当燃料泵2停止运行时，设置在发动机和过滤元件6之间的止回阀9可维持发动机一侧的燃料压力，从而使压力调节器20不必形成一个反抗高压的密封。因此，压力调节器20可以是如图4所示的只具有压力调节作用的简单装置，故其成本较低、尺寸较小。
当采用不会产生电刷磨损污染粉末的无刷型直流电动机作为燃料泵2的驱动源时，该实施例的燃料供给装置的可以进一步地减小。
图5-8示出了根据本发明另一个实施例的燃料供给装置。图5是该实施例的剖视图，图6是沿图5中的线6-6剖取的剖视图，图7是该实施例的示意图，而图8是该实施例的吸震器的放大立体图。
该实施例的总的结构类似于前述的实施例，因而下面仅描述这两个实施例的差别。在该实施例中，从压力调节器20的出口流过的燃料不是直接排入燃料箱1，而是先被引入一沉积流道17，燃料中所含的污染物颗粒可以在该流道内沉淀下来。沉积流道17形成在燃料泵2的外周与泵座15的内周壁之间，并位于吸震器16的上部与主壳体5的下端面5f之间。
图8示出了该实施例所用的吸震器16的形状。吸震器16是一个大体为杯形的构件，它具有一雉堞状的上端，该上端包括围绕吸震器16外周的多个突起16a和设置在每两个突起16a之间的多个凹槽16b，这些凹槽限定了一个用于接纳从流过沉积流道17的燃料中沉淀下来的沉淀物的槽。其中一个突起16a是加长的，它延伸至主壳体5的下端面，并限定了一个将沉积流道17的入口和出口相互分开的间隔件。其余的突起16a比较短，没有延伸到主壳体5的下端面5f，因而燃料可以沿位于这些短突起16a的上端和下端面5f之间的空间流动。在吸震器16的底部形成有一在吸入过滤器3和燃料泵2的入口之间形成连通的通道。沉积流道17入口连通于压力调节器20的出口，而沉积流道17的出口则由形成在泵座15的一个合适的位置上的孔来限定，该孔连通于燃料箱1的内侧。由弹性材料制成的吸震器16在泵座15的内表面和燃料泵2的外表面之间被压缩，因而形成了一个沿沉积流道17的长度方向的、相对于泵座15和燃料泵2而言的密封，从而使燃料只通过沉积流道17的入口和出口进入和离开沉积流道17。
图9是用于限定沉积流道117的另一个吸震器116的剖视图，该吸震器可以用来代替如图5所示的吸震器16，图10是图9所示沉积流道117的放大的局部剖视图，而图11是沿图9中的线11-11剖取的剖视图。
图9-11所示的吸震器116包括一垂直延伸的间隔壁116a，该间隔壁具有一抵靠于主壳体105的底面105f以形成垂直间隔的上端，并限定了沉积流道117的一个入口117b和一出口117c。在这个环形沉积流道117中，设置有从外壁内周延伸的多个翅片116b，这些翅片从吸震器116伸入沉积流道117，其延伸方向垂直于燃料在沉积流道117中的流动方向，并且在各翅片116b之间限定了基本上为圆柱形的涡旋空间117a。每个涡旋空间117a的底端具有一盲孔116c，盲孔116c在其敞开端成斜角。这些盲孔116c是相互独立的，因而可以在沉积流道117的燃料流体流中产生滞流点。
沉积流道117的入口117b连通于压力调节器20的排出口。沉积流道117的出口117c是由形成在泵座15的壁上的一个适当位置上的连通孔来限定的，该出口敞开于燃料箱1的内侧。沉积流道117基本上上密闭的，只是其入口117b和出口117c以略微弹性压缩的状态与燃料泵2、泵座15和主壳体5之间的吸震器116相配合。
在图1所示的实施例中，实际供给发动机的燃料流过过滤元件6，并在那里滤掉其中的细污染物。然而，由于压力调节器20连通于过滤元件6的上游，因而压力调节器20将不供给发动机的多余燃料排入燃料箱1而不通过过滤元件6。
当燃料泵2采用直流电动机作为驱动源时，经常会由于电动机的换向器的磨损而产生粉末，这种粉末作为污染物被引入流过燃料泵2的燃料中。出现在不供给至发动机的燃料中的污染粉末的数量会随着燃料泵2的操作时间的延长而增加。这些污染粉末从燃料泵2循环至压力调节器20、燃料箱1内侧、吸入过滤器3，最后回到燃料泵2。在图1所示的实施例中，污染粉末可能导致例如吸入过滤器3堵塞、压力调节器20的密封能力下降、以及泵2的旋转阻力增大等问题。
在图5-8和9-11所示的实施例中，由于设置了沉积流道17，因而使循环经过燃料供给装置的燃料中的污染粉末的数量减少。由于燃料泵2的电刷和换向器的磨损而形成的粉末与其所在的燃料(通常是汽油或类似的液体)相比具有较高的比重。因此，当含有污染粉末的燃料从压力调节器20排出并被引入如图5-8所示的沉积流道17时，燃料的流速降低，燃料中的污染粉末沉淀出来，并作为沉淀物收集在吸震器16的凹槽16b中而不是排入燃料箱1。
当含有污染粉末的燃料从压力调节器20排出并被引入如图9-11所示、由吸震器116限定的圆形沉积流道117时，流体与污染粉末一起受到离心力作用，与燃料相比具有较高比重的污染粉末被引入基本上为圆柱形的涡旋空间117a中，该涡旋空间设置在沉积流道117的外边界处，并限定在吸震器16的内周面上。由于燃料流在流动通道117中基本上沿正切于圆柱形涡旋空间的方向流动，因而可在涡旋空间117a产生涡流，从而使燃料中夹带的污染物被吸入涡流并由于重力作用而沿涡旋空间117a的壁面下沉，最终收集在位于涡旋空间117a底部的盲孔116c中。因此，污染粉末不会在位于燃料箱和燃料供给装置之间的燃料流动通道内循环流动。
虽然在如图9-11所示的实施例中，涡旋空间117a是由从吸震器116延伸的翅片116b所限定的，并且在吸震器116的表面中形成有盲孔116c，但也可以在泵座15的内周面上等价地限定类似的涡旋空间和盲孔。
图5-8所示的沉积流道17或图9-11所示的沉积流道117的另一个益处是，由于从压力调节器20排出的燃料没有被直接引入燃料箱1而是通过沉积流道17或117被引入燃料箱1，因而可以降低压力调节器20的排放噪声。
图5-8的实施例还可以包括一在主壳体5内垂直延伸的连接管5d，该连接管沿主壳体的外壁在主壳体5和分流孔5c之间延伸。连接管5d的内侧形成了一个连接通道5e，该连接通道在主壳体5的上部与分流孔5c之间形成连通。如图7所示，流向压力调节器20的流体在主壳体5的上部分流。连接管5d的下端环绕分流孔5c，因而使主壳体5中的燃料可以只经过连接管5d进入分流孔5c。
如上所述，从燃料泵2排出的燃料可以包含例如由于燃料泵2的电动机磨损而产生的粉末。当压力调节器20处于关闭状态时，被引入压力调节器的燃料中的污染粉末就会收集在阀20b和阀座20c相对表面之间，从而防止相对表面之间的紧密接触，使压力调节器20的密封能力下降。密封能力下降可能使燃料通过压力调节器20泄漏到主壳体5外面。
在图1所示的实施例中，当该燃料供给装置所连接的发动机关停一段较长时间之后，如果油箱1的油位足够低，就可能使燃料从主壳体5经压力调节器20泄漏，并导致主壳体干涸。在此状态下，发动机不能重新起动，直到由燃料泵2对主壳体重新加油才行，这样就导致重新起动被延迟。另外，当发动机重新起动时被急速引入空的主壳体5中的燃料内所夹带的空气会从止回阀9进入供给通道8，这样就会产生气泡，这对发动机的重新起动又是一个障碍。
在图5-8所示的实施例中，主壳体20中的燃料可以只通过伸入主壳体5上部的连接管5d进入压力调节器20。因此，即使当连接于燃料供给装置的发动机停机而导致燃料从压力调节器20泄漏时，主壳体5也不会作为一整体干涸，这是因为在主壳体5的位于连接管5d外侧部分中的燃料会在连接管5d的阻挡下不流入压力调节器20。因此，可以使发动机重新起动而不延迟，并且不会将大量的空气引入发动机。
此外，由于这种压力调节器20的密封性能的下降水平是可接受的，因而该压力调节器20可以具有简单的阀结构，这将使压力调节器20变得更加经济和紧凑。
Claims (4)
1.一种用于安装在燃料箱内的燃料供给装置，包括：
一燃料泵；
一壳体；
一设置在所述壳体内并具有一连通于所述燃料泵排出口的上游侧的过滤元件；
一在所述过滤元件的下游侧连通于壳体内侧以便将燃料供给至一发动机的燃料供给通道；
一连通于所述过滤元件的下游侧以防止燃料从燃料供给通道逆流的止回阀；
一连通于所述过滤元件上游侧的压力调节器；其特征在于，
一附连于所述壳体并支承所述燃料泵的泵座；
一设置在所述泵座和所述燃料泵之间的吸震器；以及
一沉积流道，该沉积流道连通于所述压力调节器的出口，以便从来自于压力调节器的排放燃料中除去沉淀物；
所述沉积流道包括一形成在所述燃料泵的外周、所述泵座的内周和所述吸震器之间的空间。
2.如权利要求1所述的燃料供给装置，其特征在于，所述沉积流道包括一用于接纳从流过沉积流道的燃料中沉淀下来的沉淀物的凹槽。
3.如权利要求1所述的燃料供给装置，其特征在于，所述壳体包括一通道，该通道在所述壳体的位于过滤元件上游侧的上部与压力调节器之间形成连通。
4.如权利要求1或3所述的燃料供给装置，其特征在于，所述限定在燃料泵的外周和泵座内周之间的空间的一部分被垂直地间隔，从而限定一个沿泵座的外周延伸的环形沉积流道，所述沉积流道包括圆柱形的涡旋空间，这些涡旋空间限定在从所述泵座的内周突伸的多个翅片之间，在各涡旋空间的底部设置有盲孔以便收集沉淀物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20050706 Termination date: 20120830 |