CN1467381A

CN1467381A - 涡轮燃油泵

Info

Publication number: CN1467381A
Application number: CNA031363253A
Authority: CN
Inventors: ��һ; 本岛淳一; 饭岛正昭
Original assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-01-14
Anticipated expiration: 2023-05-28
Also published as: US6974302B2; CN100526652C; KR100571939B1; US20070086882A1; KR100683617B1; KR20050107314A; KR20030095270A; DE10325100B4; DE10325100A1; US7455496B2; US20030228211A1

Abstract

涡轮燃油泵包括一个具有多个叶片的叶轮，每个叶片包括沿叶轮径向直线延伸的直线叶片部分，和从直线叶片部分的头部开始、向着从叶轮转动的方向看的在前一侧圆形地弯曲延伸的弯曲叶片部分组成。直线叶片部分的长度为(1/3至2/3)×H，其中H是叶轮的总长度。

Description

涡轮燃油泵

技术领域

本发明涉及适合用于，例如为汽车发动机的喷射阀等输送燃油的涡轮燃油泵。

背景技术

通常，为了给发动机输送燃油，在小客车上安装电于控制的燃油喷射系统，燃油喷射系统有把燃油喷射到发动机燃烧室的喷射阀，把例如在车辆后部等的油箱中的燃油输送给喷射阀的燃油泵。最近，由于全球环境保护的社会需要，因此增加了对改进车辆燃油消耗的需求。因此，对于由电动机驱动的燃油泵的重要挑战是实现提高效率(即减少电能消耗)和减小尺寸和重量。

在通常的使用中，燃油泵包括涡轮燃油泵，涡轮燃油泵具有一个容纳电动机的圆筒形外壳，一个安装于外壳一端的上盖，一个安装于外壳另一端的用于支承电动机并有在进油口和出油口之间的环形燃油通道的壳体，以及一个转动地安装于壳体内的叶轮，当叶轮被电动机转动时，叶轮把从进油口吸进的燃油通过燃油通道送到出油口。

叶轮的形状像一个圆盘，有在外围沿圆周排列并径向延伸的叶片和在叶片之间形成的叶片凹槽。从进油口被吸进的燃油通过燃油通道被引进叶片凹槽内，以接受来自叶片的动能，然后又被排向通道。排向燃油通道的燃油在通道内循环，然后燃油又被引到叶片凹槽内。在通道内的燃油在流入和流出的重复中增加压力，并且通过出口被排出。

改善燃油泵的效率对提高电动机的效率和泵部分的效率都是重要的。特别是，叶轮被在燃油中转动的电动机驱动，由于燃油的粘性而产生转矩损失。当在壳体内转动时，叶轮也由于燃油的粘性而产生转矩损失。这些转矩损失与rpm(每分钟转数)的平方成正比地增加，因此当燃油泵以高的rpm运转时转矩损失变得非常大，导致泵效率的降低。

通过设置泵部分的尺寸规格，就能在低rpm下达到需要的流速，转矩损失就能受到遏制。然而在这种情况下，驱动叶轮所需要的转矩增加。

此外，由于需要减小燃油泵的尺寸，电动机也要减小尺寸。如上所述，在低rpm下产生高转矩需要电动机在低效率范围内运转。借此，不仅通过设置泵部分的尺寸规格以便使转矩损失最小对提高泵效率是重要的，而且设置电动机的尺寸规格使之能在高效率范围内工作也是重要的。

在改善涡轮燃油泵效率方面，提出了各种改进叶轮的方案。改进方案之一公开在JP-A8-100780中，在其中叶轮的每个叶片都有一个沿叶轮的转动方向看向后弯曲的根部，并且头部从弯曲部分直线地向后倾斜地沿径向向外伸出。甚至在相对低的rpm范围内，叶片的这种形状也能使燃油从叶片凹槽平滑地流向通道，防止流速随rpm降低，提高了低压性能和流速控制能力。

在JP-A8-100780中公开的燃油泵，如上所述，叶轮的每个叶片都有一个从叶轮的转动方向看向后弯曲的根部，并且头部从弯曲部分直线地向后倾斜地沿径向向外伸出。用这种方式，叶轮能防止在相对低的rpm范围内流速随rpm降低。但是，由于叶轮有直线地向后倾斜的头部。燃油在后面的方向从叶片凹槽流出，不能给燃油较高的动能。借此，要达到相对大的流速需要相当大地增加rpm。这就导致在相对大的流速范围内转矩损失的增加，产生降低泵效率的问题。

发明内容

因此，本发明的目标是提供一种能在整个运行范围内提高泵效率的涡轮燃油泵。

本发明通常提供一种燃油泵，它具有：一个容纳电动机的外壳，装在外壳上的壳体，壳体具有在入口和出口之间的环形通道；能转动地安装在壳体内的叶轮，叶轮具有排列在叶轮外圆周并沿其径向延伸的叶片，当叶片被电动机转动时，输送燃油通过通道，每个叶片具有一个沿叶轮的径向延伸的直线部分和一个从叶轮的转动方向看从直线部分的头部成圆形地向叶轮的在前一侧弯曲延伸的弯曲部分，直线部分有预先确定的长度，该预先确定的长度为(1/3至2/3)×H，其中H是叶轮的总长度。

本发明的一个方面是提供一种涡轮燃油泵，它具有：一个容纳电动机的外壳，装在外壳上的壳体，壳体具有在入口和出口之间的环形通道；能转动地安装在壳体内的叶轮，叶轮具有排列在叶轮外圆周并沿其径向延伸的叶片，当叶片被电动机转动时，输送燃油通过通道，每个叶片有一个截面基本为矩形的板体，该板体有位于叶轮在前一侧的前面，位于叶轮在后一侧的后面，以及在前面和后面之间的一对侧面，每个叶片有位于叶片根部一侧一侧沿叶轮的径向延伸的倒角，这个倒角是通过倾斜地切掉叶片侧面和后面之间的角得到的，倒角有预先确定的长度，其中预先确定的长度为(2/5至3/5)×L，其中L是通道的径向长度。

附图说明

从以下参照附图的描述，本发明的其他目标和特征是显而易见的，其中：

图1是依据本发明的涡轮燃油泵的第一个实施例的纵剖面图；

图2是图1的局部放大视图；

图3是沿着在图2中的III-III线截取的剖面图；

图4是叶轮叶片的放大透视图；

图5是叶轮叶片的平面图；

图6是示出叶片弯曲部分的起点位置和泵效率的关系的曲线图；

图7是与图6类似曲线图，示出对应于叶片弯曲部分向前倾斜长度的角度和泵效率之间关系的曲线图；

图8与图2类似，示出本发明的第二个实施例；

图9是图8的进一步的放大视图；

图10与图4类似，示出叶轮的叶片；

图11与图5类似，示出叶轮的多个叶片；

图12与图3类似，是沿着图11中XII-XII线的剖面图；

图13是类似于图7的曲线图，示出根部一侧的倒角部分的倾斜角度和泵效率之间的关系；

图14是类似于图13的曲线图，示出根部一侧的倒角部分的长度和泵效率之间的关系；

图15类似于图1，示出本发明的第三个实施例；

图16类似于图8，示出图15的主要部分；

图17类似于图12，是沿着图16中XVII-XVII线的剖面图；

图18类似于图9，示出图17的主要部分；

图19与图10类似，示出叶轮的多个叶片；

图20与图11类似，示出叶轮的多个叶片；

图21类似于图17，是沿着图20中XXI-XXI线的剖面图；

图22是类似于图14的曲线图，示出根部一侧的倒角部分的倾斜角度和泵效率之间的关系；

图23是类似于图22的曲线图，示出根部一侧的倒角部分的长度和泵效率之间的关系；

图24与图18类似，示出第三个实施例的第一种变型；以及

图25与图19类似，示出第三个实施例的第二种变型。

具体实施方式

参照附图，说明实施本发明的涡轮燃油泵。

参照图1-7，示出本发明的第一个实施例。参照图1，涡轮燃油泵有一个圆筒形的外壳1，它构成泵的外壳，并且有被输送盖2和泵壳体9封闭的轴向端部。

有盖的圆筒的输送盖2装配在外壳1的一端。如图1所示，输送盖2设有向上突出的输送管2A和连接器2B以及在中心向下延伸的轴承套2C。

止回阀3安装在输送管2A中用于保持剩余压力。在电动机7转动过程中，止回阀3被流入外壳1中的燃油打开，以便使燃油能从输送管2A压到外面的燃油管中(未示出)。当电动机停止时，止回阀3关闭，以防止燃油管内的燃油流回外壳1，这样使燃油管中保持一个预定的剩余压力。

参照图2，轴衬4被嵌合安装在输送盖2的轴承套2C内，而轴衬5被嵌合安装在内壳体12的阶梯形孔12E内。轴衬4，5组成能转动地支承旋转轴6的轴承。

旋转轴6通过轴衬4，5被支承在输送盖2和泵壳体9之间。如图2所示，旋转轴6在外壳1内沿轴线O-O沿轴向延伸以便可转动地支承电动机7的转子7B等。参照图3，在旋转轴6的下端加工出平面(chamfer)6A以便与叶轮2以止转状态啮合。

电动机7被装在外壳1中，并且有一个在输送盖2和泵壳体9之间装配在外壳1内的圆筒形轭7A，用于支承具有永久磁铁的定子(未示出)，转子7B和换向器7C有间隙地安装在轭7A内，并且装配在旋转轴6上与之一起转动，一对电刷(未示出)滑动地与换向器7C接触。

就电动机7来说，当通过输送盖2的连接器2B、电刷和换向器7C给转子7B供电时，转子7B与旋转轴6一起转动，以便驱动叶轮20在中到高的rpm，即5000-8000rpm的范围内转动。

在电动机7的轭7A和转子7B之间构成燃油通道8，用于把从泵壳体9的出油口14排到外壳1中的燃油通过轭7A和转子7B之间的间隙循环到输送盖2。

泵壳体9安装在外壳1的另一端或下端，通过垂直邻接外壳体10和内壳体12得到。泵壳体9用于转动地容纳叶轮20。

如图1和2所示，泵壳体9的外壳体10通过例如填缝(calking)这样的固定方式紧固地装配在外壳1的下端，从外侧封闭外壳1。外壳体10与进油口11是一个整体。

外壳体10在轴中心(轴线O-O)有一个圆形凹部10A，有一个大体上半圆形截面的圆形凹槽10B，对应于叶轮20的外圆周以轴线O-O为中心沿圆周延伸。如图3所示，圆形凹槽10B在角θ的范围内沿圆周延伸，并且与内壳体12的外围壁凹槽12D一起构成下对接侧通道18

内壳体12用作为壳体部件和外壳体10一起组成泵壳体9。内壳体12以与外壳体10对接的状态被装配在外壳1中。

如图2所示，内壳体12的形状像一个带盖的平的圆筒，并且具有形成圆筒形外围壁的圆筒部分12A和从上边盖住圆筒部分12A的盖子部分12B。圆筒部分12A在内边缘成形有一个圆形的容纳叶轮的凹座13，其开口在圆筒部分12A和外壳体10的接合面12C的一侧。此外，圆筒部分12A成形有处于环形突起16之下的外围壁凹槽12D。外围壁凹槽12D与外壳体10上的圆形凹槽10B一起形成对接侧通道18。盖子部分12B上成形有阶梯形孔12E，在其中插有轴衬5，盖子部分12B的外边缘有垂直延伸的出油口14。

在容纳叶轮的凹座13的外边缘通过泵壳体9形成环形通道15，以大致C形的方式以轴线O为中心沿圆周延伸，如图3所示。燃油通道15具有被环形突起16垂直地分割成的两部分，即内通道17和对接侧通道18。

燃油通道15始端与进油口11连接，终端与出油口14连接。此外，燃油通道15在始端有一个进油通道部分15A，用于把通过进油口11吸入的燃油平滑地引导到燃油通道15中。

环形突起16形成在内壳体12的圆筒部分12A上。如图2所示，环形突起16以山脉的形状从圆筒部分12A沿径向向内，凸向叶轮20的外围，如剖面图所示，在叶轮20的轴向把燃油通道15分为上和下两部分，即内通道17和对接侧通道18。

内通道17是以内壳体12的圆筒部分2A和盖子部分12B之间的内角形成的C形截面的槽。对接侧通道18是由外壳体10的圆形凹槽10B和内壳体12的外缘壁凹槽12D形成的C形截面的槽。

环形突起16，与通道17、18一起，沿叶轮20的圆周方向在角度θ(例等于250-270°)的范围内延伸，如图3所示，这样防止流经燃油通道15的燃油的停滞等等的出现。

内壳体12在圆筒部分12A一侧有一个密封隔壁19。如图3所示，密封隔壁19成一个圆形的突起从内壳体12的圆筒部分12A凸向邻近叶轮20外圆周的点。密封隔壁19密封住进油口11和出油口14之间的叶轮20的外围，使通过进油口11吸入的燃油必定沿着燃油通道15流动。

叶轮20的形状，例如大致像一个由增强的塑性材料制造的圆盘，并且被能转动地安装在泵壳体9的叶轮容纳凹座13内。叶轮20被电动机7带着沿图3中箭头A的方向转动，把通过进油口11吸入的燃油经过燃油通道15送到出油口14。

叶轮20在转动中心(轴线O-O)有一个啮合孔21，旋转轴6装配在这个孔中。多个(例如三个)通孔22布置在啮合孔21的周围。参看图4，叶轮20在其圆周有许多沿周向排列径向延伸的叶片23。在相邻的叶片23之间有一对圆形的凹槽24，每个凹槽24有大致对应于泵壳体9的通道17、18圆形形状的曲率。

叶轮20，与旋转轴6一起，被电动机11驱动，在叶轮容纳凹座13内叶轮20的上和下面被浮动地密封在外壳体10的上面和盖子部分12B的下面之间。叶轮20的每个通孔22都有使在外壳体10的圆形凹部10A和内壳体12的阶梯形孔12E之间的燃油压力等等均匀化的功能。

参看图5，每个叶片23都有一个位于根部一侧并且沿叶轮20的径向直线延伸的直线叶片部分23A，和一个从直线叶片部分23A的头部开始，沿沿转动方向看，即箭头A的方向，向着叶轮20的向前一侧圆形弯曲延伸的弯曲叶片部分23B。

下面，详细说明叶片23的形状。如图5所示，从直线叶片部分23A的根部位置B到弯曲叶片部分23B的头部位置C的长度，即叶片23的全部长度，被称作总长度H；从直线叶片部分23A的根部位置B到弯曲叶片部分23B的在该处开始的开始点位置D，即直线叶片部分23A的头部位置D的长度，被称作直线部分长度H1；从弯曲叶片部分23B的开始点位置D到头部位置C的长度被称作弯曲部分长度H2。

弯曲叶片部分23B在沿转动方向向前倾斜的最向前位置E与直线叶片部分23A之间的向前倾斜的长度用以叶轮20的转动中心(轴线O-O)为基准的角度α示出。

在第一个实施例中，显示出当直线叶片部分23A的直线部分长度H1相对于叶片23的总长度H，即，弯曲叶片部分23B的开始点位置D按照下面的公式(1)设置时，能获得极好的泵效率：

1/3≤(H1/H)≤2/3 …(1)

在这方面，显示出当在公式(1)中的H1/H被设置在由下面的公式(2)给出的范围之内时，能够获得更好的泵效率：

2/5≤(H1/H)≤3/5 …(2)

此外，显示出当对应于弯曲叶片部分23B的向前倾斜长度的角度α按照下面的公式(3)设置时，能获得极好的泵效率：

0.5≤α≤2.0 …(3)

在这方面，显示出当在公式(3)中的α被设置在由下面的公式(4)给出的范围之内时，能够获得更好的泵效率：

1.0≤α≤1.5 …(4)

下面，说明第一个实施例的运行。当通过输送盖2的连接器2B从外边给泵供电时，输送给电动机7的转子7B的驱动电流使转子7B和旋转轴6一起转动，驱动泵壳体9内的叶轮20。在叶轮20转动时，油箱(未示出)内的燃油通过进油口11被吸入燃油通道15，然后燃油被叶轮20的叶片23沿着燃油通道15输送，并且通过出油口14压到外壳1中。

被压到外壳1中的燃油通过燃油通道8在外壳1中流通到输送盖2，以便打开输送管2A中的止回阀3。然后，燃油从输送管2A通过外油管(未示出)，例如以200-500kPa的压力和30-200L/h的流速，输送到发动机主体的喷射阀(未示出)。

作为我们对直线叶片部分23A的直线部分长度H1和叶片23的总长度H的比值的研究结果，证实当比值H1/H被设置在公式(1)所示出的1/3-2/3的范围内时，最好，在公式(2)所示出的2/5-3/5的范围内时，能够得到如图6特性曲线所示出的较高的泵效率。在这种情况下，对应于弯曲叶片部分23B的向前倾斜长度的角度α被设置在大约1.2°。

此外，作为我们对对应于弯曲叶片部分23B的向前倾斜长度的角度α的研究结果，证实当角度α被设置在公式(3)所示出的0.5-2.0°的范围内时，最好，在公式(4)所示出的1.0-1.5°的范围内时，能够得到如图7特性曲线所示出的较高的泵效率。在这种情况下，直线叶片部分23A的直线部分长度H1和叶片23的总长度H的比值被设置在大约1/2。

在这方面，显示出当直线叶片部分23A的直线部分长度H1和叶片23的总长度H的比值在2/5-3/5的范围内被设置在大约1/2，而对应于弯曲叶片部分23B的向前倾斜长度的角度α在1.0-1.5°的范围内被设置在大约1.2°，能够得到最高的泵效率。

因此在第一个实施例中，在叶轮20的叶片23的弯曲部分23B开始弯曲的开始点位置D，即，直线部分长度H1，被设置在相对于叶片23的总长度H的2/5-3/5(大约1/2)的位置，同时对应于弯曲叶片部分23B的向前倾斜长度的角度α被设置在1.0-1.5°(大约1.2°)。

这使得叶片23能够有一个从长度方向中部缓和弯曲的、具有在叶轮20的转动方向得到的合适的向前倾斜长度的弯曲叶片部分23B。

作为结果，当叶轮20转动时，甚至在相对低的流速范围内，也能够得到从叶片23之间的叶片凹槽到燃油通道15的平滑的燃油流动，防止了相对于rpm的流速降低。此外，叶轮20提供合适的动能给燃油，能够阻止在相对大的流速范围内转矩损失的增加，并且能使泵在电动机7的高效率范围内运转，导致在泵的整个运行范围内达到较高的泵效率。

此外，由于叶片23的弯曲叶片部分23B是圆形弯曲形成的，燃油能沿着弯曲叶片部分23B的圆形表面平滑地流动，能使燃油从叶片23之间的叶片凹槽平滑地流出。

参看图8-14，这里示出本发明的第二个实施例，除去倾斜地切掉位于叶片35根部一侧的叶片35的侧面和后面之间的角得到的沿叶轮20径向延伸的倒角39之外，第二个实施例与第一个实施例的构造基本相同。

参看图8和9，环形燃油通道31位于第一个实施例的燃油通道15的位置。燃油通道31包含外壳体10的圆形凹槽10B，形成一个以轴线O-O为中心沿圆周延伸的、C形截面的、较大的垂直长度的通道。

燃油通道31有形状为圆形的上和下端部，燃油沿着它们如图9中箭头所示以环流的形式流动，这样当燃油通过燃油通道31输送时，燃油通道31的圆形部分中心的圆周形成通道中心F。通道中心F相对于从燃油通道31的内端31A到外端31B径向长度L位于距离内端31A大约1/2的距离L1处。燃油通道31的始端与进油口11连接，而终端与出油口14连接。

叶轮32的形状，例如，大致像一个由增强的塑性材料制成的圆盘，并且被能转动地安装在泵壳体9的叶轮容纳凹座13内。

叶轮32在转动中心(轴线O-O)有一个装配旋转轴6的啮合孔33。多个(例如三个)通孔34排列在啮合孔33的周围。参看图10，叶轮20在其外围有许多沿圆周排列并沿径向延伸的叶片35。一对圆形凹槽36以山形的形式位于相邻的叶片35之间，每个凹槽36具有大致对应于泵壳体9的燃油通道31的圆形形状的曲率。

参看图10和11，叶片35成形为基本上矩形截面的板体，具有位于在叶轮32转动方向看，即箭头A的方向，在前一侧的前面35A，位于如沿转动方向看，在后一侧的后面35B，和位于前面35A和后面35B之间的一对侧面35C。

叶片35在根部一侧有沿叶轮32径向直线延伸的直线叶片部分37，而在头部一侧有沿叶轮32的转动方向看在前一侧圆形弯曲的弯曲叶片部分38。叶片部分37、38的形状和尺寸按照上边关于第一个实施例说明的公式(1)和(3)，最好是，公式(2)和(4)设置。

一对倒角39位于叶片35的根部一侧沿着叶轮32的径向延伸。参看图10-12，每个倒角39是通过倾斜地切掉叶片35的侧面35C和后面35B之间的角得到的。倒角39的总长度T被设置为大约等于从燃油通道31的内端31A到通道中心F的距离L1，即，(2/5至3/5)×L的值，其中L是燃油通道31的径向长度，按照下面的公式(5)：

2/5≤(T/L)≤3/5 …(5)

倒角39的总长度T，最好按照下面的公式(6)设定为(9/20至11/20)×L的值：

9/20≤(T/L)≤11/20 …(6)

倒角39的总长度T被设置在由公式(5)和(6)给出的范围内，最好，在相对于燃油通道31的径向长度L的1/2值。借此，倒角39构成为延伸到燃油以环流形式流过燃油通道31时形成的通道中心F，使能达到燃油平滑地流入叶片35之间的叶片凹槽的最佳效果。

倒角39有位于根部一侧、并且有基本不变的倒角宽度的大致矩形的根部一侧的倒角部分39A，以及有从根部一侧的倒角部分39A逐渐减小的倒角宽度的大致三角形的头侧倒角部分39B。

根部一侧的倒角部分39A通过切掉一个角来形成，以具有不变的倒角宽度，得到从其根部一侧流入叶片36之间的叶片凹槽的平滑的燃油流，能减小燃油流的阻力。另一方面，头部一侧的倒角部分39B构成有向着其头部逐渐减小的倒角宽度，实现在叶片35的后面35B和侧面35C以及根部一侧的倒角部分39A之间的平滑的连接，使燃油能平滑地流过其间。

参看图12，详细说明倒角39的根部一侧的倒角部分39A的形状。根部一侧的倒角部分39A相对于叶片35的侧面35C的倾斜角β按照下边的公式(7)被设置在30-70°的范围内：

30≤β≤70 …(7)

公式(7)中的倾斜角β最好设置在按照下边公式(8)的40-60°的范围内：

40≤β≤60 …(8)

参看图9，根部一侧的倒角部分39A的长度T1相对倒角39的总长度T按照下边的公式(9)被设置为(1/5至4/5)×T的值：

1/5≤(T1/T)≤4/5 …(9)

根部一侧的倒角部分39A的长度T1最好按照下边的公式(10)被设置为(2/5-3/5)的值：

2/5≤(T1/T)≤3/5 …(10)

作为对根部一侧的倒角部分39A相对于叶片35的侧面35C的倾斜角β的研究结果，证实当倾斜角β被设置在如公式(7)示出的30-70°的范围内，最好，在如公式(8)示出的40-60°的范围内，能得到如图13中的特性曲线示出的较高的泵效率。

在这种情况下，根部一侧的倒角部分39A的长度T1与倒角39的总长度T的比值被设置在大约为1/2。借此，根部一侧的倒角部分39A的倾斜角β就可以被设置为大体上等于从叶片35的侧面35C到其后面35B流动的燃油的流动角，导致形成沿着根部一侧的倒角部分39A的平滑的燃油流动。

此外，作为对根部一侧的倒角部分39A的长度T1与倒角39的总长度T的比值的研究结果，证实当比值T1/T被设置在如公式(9)示出的1/5-4/5的范围内时，最好，在如公式(10)示出的2/5-3/5的范围内时，能够得到如图14中的特性曲线示出的较高的泵效率。

在这种情况下，根部一侧的倒角部分39A相对于叶片35的侧面35C的倾斜角β被设置在大约50°。借此，根部一侧的倒角部分39A遏制通过不变宽度的大凹槽在叶片35的根部一侧可能产生的涡流，使燃油平滑地流入。

此外，我们的研究表明，由于头部一侧的倒角部分39B具有向着头部逐渐减小的倒角宽度，保证了叶片35的后面35B和侧面35C以及根部一侧的倒角部分39A之间的平滑的连接，燃油能平滑地从叶片35的侧面35C流向根部一侧的倒角部分39A，以及从根部一侧的倒角部分39A流向后面35B，能够得到较高的泵效率。

在这方面，显示出当倒角39的总长度T与燃油通道31的径向长度L的比值T/L在9/20-11/20的范围内被设置在1/2，根部一侧的倒角部分39A相对于叶片35的侧面35C的倾斜角β在40-60°的范围内被设置在50°，以及根部一侧的倒角部分39A的长度T1与倒角39的总长度T的比值T1/T在范围2/5-3/5内被设置在1/2时，能得到最高的泵效率。

在第二个实施例中，通过倾斜地切掉侧面35C和后面35B之间的角得到的倒角39位于叶轮32的侧面。因此，当叶轮32转动时，倒角39使燃油能沿着根部一侧的倒角部分39A和头部一侧倒角部分39B平滑地流动。

此外，这样设计倒角39，即把在叶轮32沿其径向延伸的总长度T与燃油通道31的径向长度L的比值设置为9/20-11/20(最好为1/2)，根部一侧的倒角部分39A相对于叶片35的侧面35C的倾斜角β设置为40-60°(最好为50°)，以及根部一侧的倒角部分39A的长度T1与倒角39的总长度T的比值设置为2/5-3/5(最好为1/2)。

借此，在第二个实施例中，倒角39(根部一侧的倒角部分39A)的位置和长度以及根部一侧倒角39A的倾斜角可以对应于燃油通过燃油通道31流入叶片35之间的叶片凹槽的流入位置设置，尺寸根据平滑流入的需要，角度使得能够平滑流入，使得与第一个实施例相比，能更平滑地从叶片35之间的叶片凹槽流到燃油通道31，能够达到更高的泵效率。

参看图15-23，这些图示出本发明的第三个实施例。参看图15，涡轮燃油泵有一个圆筒形壳体101，它构成泵的外壳，并且有被输送盖102和泵壳体109封闭的轴向端部。

带盖圆筒形的输送盖102位于外壳101的一端。如图15所示，输送盖102设有向上突出的输送管102A和连接器102B以及位于中心向下延伸的轴承套102C。

在输送管102A中设有止回阀103用于保持剩余压力。当电动机107转动时，止回阀103被流入外壳101内的燃油打开，以便把燃油从输送管102A输送入外部的燃油管(未示出)。当电动机107停止时，止回阀103被关闭以防止油管中的燃油流回外壳101，从而将燃油管保持在预定的剩余压力。

参看图16，轴衬104安装在输送盖102的轴承套102C中，而轴衬105安装在内壳体112的阶梯形孔112D中。轴衬104、105组成能转动地支承旋转轴106的轴承。

旋转轴106通过轴衬104、105被支承在输送盖102和泵壳体109之间。如图16所示，旋转轴106在外壳101内沿着轴线O-O轴向延伸，以便能转动地支承电动机107的转子107B等。参看图17，在旋转轴106的下端构成有一个平面(chamfer)106A，以便与叶轮117以止转状态啮合装配。

电动机107装在外壳101中，并且具有一个圆筒形轭107A，轭107A装配在外壳101内在输送盖102和泵壳体109之间，用于支承由永久磁铁制成的定子(未示出)，转子107B和换向器107C与轭107A有间隙安装在轭107A内，转子107B和换向器107C装配在旋转轴106上以便一起整体转动，一对电刷(未示出)与换向器107C滑动地接触。

对于电动机107，当通过输送盖102的连接器102B、电刷以及换向器107C给转子107B供电时，转子107B与旋转轴106一起转动，以带动叶轮117，例如以5000-8000rpm转动。

在电动机107的轭107A和转子107B之间形成燃油通道108，用于通过轭107A和转子107B之间的间隙把从泵壳体101的出油口114压向外壳101的燃油流通到输送盖102。

泵壳体109设置在外壳101的另一端或下端，并且通过垂直地邻接外壳体110和内壳体112得到。泵壳体109用于能转动地容纳叶轮117。

如图15和16所示，泵壳体109的外壳体110通过诸如卷边(calking)等固定方式咬合地装配在外壳101的下端，从外侧封闭外壳101。外壳体110与进油口111构成一个整体。

外壳体110有一个在轴中心(轴线O-O)形成的圆形凹部110A，和一个大体半圆形截面构成的对应于叶轮117的外围的、以轴线O-O为中心沿圆周延伸的圆形凹槽10B。

内壳体112位于外壳体110上，并且以对接在外壳体110上的状态装配在外壳101内。如图16所示，内壳体112的形状像一个带盖的平的圆筒，并且具有形成圆筒形的周围的壁的圆筒形部分112A和从上边盖住圆筒形部分112A的盖子部分112B。圆筒形部分112A在其内周面有一个容纳叶轮的圆形凹座113，它在圆筒形部分112A和外壳体110的接合面112C一侧开口。

此外，圆筒形部分112A在其内表面有环形燃油通道115。盖子部分112B构成有轴衬105插入其中的阶梯形孔112D，在外边缘有垂直延伸的出油口114。

在容纳叶轮的凹座113的外边缘通过泵壳体109形成燃油通道115，燃油通道115以轴线O为中心沿圆周延伸大致成C的形状，如图16和18所示。燃油通道115包含外壳体110的圆形凹槽110B。

燃油通道115有形状为圆形的上和下端部，燃油沿着它们如图18所示以环流的形式流动，这样当燃油通过燃油通道115输送时，燃油通道115的圆形部分的中心的圆周形成通道中心C。通道中心C相对于从燃油通道115的内端115A到其外端115B的径向长度L位于距离内端115A大约1/2L1的距离处。

燃油通道115有与进油口111连接的始端，和与出油口114连接的终端。此外，燃油通道115在始端一侧有进油通道部分115C，用于把通过进油口111吸入的燃油平滑地引入燃油通道115。

密封隔壁116设置在内壳体112的圆筒形部分112A一侧。如图17所示，密封隔壁116构成为从内壳体112的圆筒形部分112A凸向邻近叶轮117外圆周的点的圆形突起。密封隔壁116密封住进油口111和出油口114之间的叶轮117的外围，使经进油口111吸入的燃油一定沿着燃油通道115流动。

叶轮117的形状，例如，大致像一个由增强的塑性材料制成的圆盘，并且被能转动地安装在泵壳体109的容纳叶轮的凹座113内。叶轮117被电动机107带着沿图17中箭头A的方向转动，把经进油口111吸入的燃油经过燃油通道115输送到出油口114。

叶轮117在转动中心(轴线O-O)有一个装配旋转轴106的啮合孔118。多个(例如三个)通孔119排列在啮合孔118的周围。参看图19，叶轮117在其外围有许多沿周向排列径向延伸的叶片120。一对圆形凹槽121位于相邻的叶片120之间，每个凹槽121具有大致对应于泵壳体109的通道115的圆形形状的曲率。

叶轮117，与旋转轴106一起，被电动机107驱动，在容纳叶轮的凹座13内叶轮117的上和下面被浮动地密封在外壳体110的上面和盖子部分112B的下面之间。叶轮117的每个通孔119都有使在外壳体110的圆形凹部110A和内壳体112的阶梯形孔112D之间的燃油压力均匀化的功能。

参看图19和20，叶片120构成为截面基本上为矩形的板体，具有位于沿叶轮转动方向看，即箭头A的方向，在前一侧的前面120A，位于沿叶轮转动方向看，在后一侧的后面120B，和位于前面120A和后面120B之间的一对侧面120C。

叶片120在根部一侧有沿叶轮117径向直线延伸的直线叶片部分122，而在头部一侧有向着所示的叶轮117的转动方向在前一侧圆形弯曲的弯曲叶片部分123。直线叶片部分122和弯曲叶片部分123大约是叶片120总长度的一半。

一对倒角124位于叶片120的根部一侧，沿着叶轮117的径向延伸。参看图19-21，每个倒角124是通过倾斜地切掉叶片120的侧面120C和后面120B之间的角得到的。倒角124的总长度H被设置为大约等于从燃油通道115的内端115A到其通道中心C的距离L1，即，(2/5-3/5)×L的值，其中L是燃油通道31的径向长度，按照下面的公式(11)：

2/5≤(T/L)≤3/5 …(11)

倒角124的总长度H，最好按照下面的公式(12)设定为(9/20-11/20)×L的值：

9/20≤(T/L)≤11/20 …(12)

倒角124的总长度H被设置在由公式(11)和(12)给出的范围内，最好，在相对于燃油通道115的径向长度L的1/2值。借此，倒角124构成为延伸到燃油以环流形式流过燃油通道115时形成的通道中心C，使能达到燃油平滑地流入叶片120之间的叶片凹槽的最佳效果。

倒角124有位于根部一侧并且有大体不变的倒角宽度的大致矩形的根部一侧的倒角部分124A，以及有从根部一侧的倒角部分124A逐渐减小的倒角宽度的大致三角形的头部一侧的倒角部分124B。

根部一侧的倒角部分124A通过切掉一个角构成，并具有大体不变的倒角宽度，得到从其根部一侧流入叶片120之间的叶片凹槽的平滑的燃油流，使得能减小燃油流动的阻力。另一方面，头部一侧的倒角部分124B构成向其头部逐渐减小的倒角宽度，实现在后面120B和侧面120C以及根部一侧的倒角部分124A之间的平滑的连接，使燃油能平滑地流过其间。

参看图21，详细说明倒角124的根部一侧的倒角部分124A的形状。根部一侧的倒角部分124A相对于叶片120的侧面120C的倾斜角α按照下边的公式(13)被设置在30-70°的范围内：

30≤α≤70 …(13)

公式(7)中的倾斜角α最好被设置为按下边公式(8)的40-60°的范围内：

40≤α≤60 …(14)

参看图18，根部一侧的倒角部分124A的长度H1相对于倒角124的总长度H按照下边的公式(15)被设置在(1/5≤4/5)×T的值：

1/5≤(H1/H)≤4/5 …(15)

根部一侧的倒角部分124A的长度H1最好按照下边的公式(16)被设置为(2/5-3/5)×H的值：

2/5≤(H1/H)≤3/5 …(16)

下面，说明第三个实施例的运行。当通过输送盖102的连接器102B从外边给泵供电时，输送给电动机107的转子107B的驱动电流使转子107B和旋转轴106一起转动，驱动泵壳体109内的叶轮117。在叶轮117转动时，油箱(未示出)内的燃油通过进油口111被吸入燃油通道115，然后燃油被叶轮117的叶片120沿着燃油通道115输送，并且通过出油口114压到外壳101中。

被压到外壳101中的燃油通过燃油通道108等在外壳1中流通到出油口102，以便打开输送管102A中的止回阀103。然后，燃油从输送管102A通过外输油管(未示出)，例如，以200-500kPa的压力和30-200L/h的输送速度，输送到发动机主体的喷射阀(未示出)。

作为我们对根部一侧的倒角部分124A相对于叶片120的侧面120C的角α的研究结果，证实当角α被设置在公式(13)示出的30-70°的范围之内，最好，在公式(14)示出的40-60°的范围之内时，能够得到在300kPa输送压力和80L/h输送速度的条件下由图22中的特性曲线示出的较高的泵效率。

在这种情况下，根部一侧的倒角部分124A的长度H1与倒角124的总长度H的比值被设置在大约1/2。借此，根部一侧的倒角部分124A的倾斜角α能够被设置为大体等于从叶片120的侧面120C流到其后面120B的燃油的流动角，实现燃油沿着根部一侧的倒角部分124A平滑地流动，导致燃油流动阻力的降低。

此外，作为我们对根部一侧的倒角部分124A的长度H1与倒角124的总长度H的比值的研究结果，证实当把比值H1/H设置在公式(15)示出的1/5-4/5的范围内，最好，在公式(16)示出的2/5-3/5的范围内时，能够得到如图23中的特性曲线示出的较高的泵效率。

在这种情况下，根部一侧的倒角部分124A相对于叶片120的侧面120C的倾斜角α被设置为大约50°。借此，根部一侧的倒角部分124A遏制了经过不变宽度的大凹槽在叶片120的根部一侧可能出现的涡流，能够降低燃油流动的阻力。

此外，我们的研究表明，由于头部一侧的倒角部分124B具有向着头部逐渐减小的倒角宽度，这保证了叶片120的后面120B和侧面120C以及根部一侧的倒角部分124A之间的平滑的连接，燃油能平滑地从叶片120的侧面120C流向根部一侧的倒角部分120A以及从根部一侧的倒角部分120A流向后面120B，能够得到较高的泵效率。

在这方面，显示出当倒角124的总长度H与燃油通道115的径向长度L的比值H/L在9/20-11/20的范围内被设置在1/2，根部一侧的倒角部分124A相对于叶片120的侧面120C的倾斜角α在40-60°的范围内被设置在50°，以及根部一侧的倒角部分124A的长度H1与倒角124的总长度H的比值H1/H在范围2/5-3/5内被设置在1/2时，能得到最高的泵效率。

在第三个实施例中，通过倾斜地切掉侧面120C和后面120B之间的角得到的倒角124位于叶轮117的侧面。这样设计倒角124，即把在叶轮117沿径向延伸的总长度H与燃油通道115的径向长度L的比值设置为9/20-11/20(最好为1/2)，根部一侧的倒角部分124A相对于叶片120的侧面120C的倾斜角α设置为40-60°(最好为50°)，以及根部一侧的倒角部分124A的长度H1与倒角124的总长度H的比值设置为2/5-3/5(最好为1/2)。

借此，在第三个实施例中，倒角124(根部一侧的倒角部分124A)的位置和长度以及根部一侧倒角部分124A的倾斜角可以对应于燃油通过燃油通道115流入叶片120之间的叶片凹槽的流入位置设置，尺寸根据平滑流入的需要，角度使得能够平滑流入。

其结果是，当叶轮117转动时，倒角124使得燃油能够沿着根部一侧的倒角部分124A和头部一侧的倒角部分124B平滑流动，以便降低燃油流动阻力，实现燃油通过燃油通道115高效率地输向出油口114，导致泵效率的提高。

在第三个实施例中，燃油通道115成形为一个大垂直长度和C形截面的通道。最好，参看图24，在第一种变型中，燃油通道131可能由被从燃油通道的中心133径向地向里凸出的环形突起132垂直地分成两个部分，即内通道133和对接侧通道134组成。

此外，在第三个实施例中，每个叶片120在根部一侧具有沿叶轮117径向直线延伸的直线叶片部分122，而在头部一侧具有沿叶轮117的转动方向看向前侧圆形地弯曲的弯曲叶片部分123。作为选择，参看图25，在第二种变型中，每个叶片141可能有从根部到头部直线延伸的直线结构。作为替换，叶片120可能有从根部到头部沿转动方向向前的圆形弯曲的弯曲结构。

在按照直观的实施例对本发明做了说明之后，应该指出，本发明并不局限于此，可以在不脱离本发明的范围内作各种变化和改进。

在此，在2002年9月3日提交的日本专利申请P2002-257988和2002年6月6日提交的日本专利申请P2002-165946的全部教导都合并起来，以备参考。

Claims

1.一种涡轮燃油泵，它具有：

容纳电动机的外壳；

装在外壳上的壳体，该壳体具有在进油口和出油口之间的环形通道；以及

可转动地安装在壳体内的叶轮，该叶轮具有多个在外圆周上排列的沿叶轮径向延伸的叶片，当叶片被电动机转动时，通过通道输送燃油，每个叶片包括沿叶轮径向直线延伸的直线部分和从叶轮的转动方向看从直线部分的头部向叶轮的前侧圆形弯曲延伸的弯曲部分，直线部分具有预定的长度，该预定的长度为(1/3至2/3)×H，其中H是叶轮的总长度。

2.按照权利要求1所述的涡轮燃油泵，其特征在于，直线部分的预定长度为(2/5至3/5)×H。

3.按照权利要求1所述的涡轮燃油泵，其特征在于，叶轮的弯曲部分以一个以叶轮的转动中心为基准的在叶轮的在前一侧的预定角度弯曲，该预定角度为0.5至2.0°。

4.按照权利要求3所述的涡轮燃油泵，其特征在于，弯曲部分的预定角度为1.0至1.5°。

5.按照权利要求4所述的涡轮燃油泵，其特征在于，直线部分的预定长度为1/2×H，弯曲部分的预定角度为1.2°。

6.按照权利要求1所述的涡轮燃油泵，其特征在于，每个叶轮叶片有一个大体矩形截面的板体，该板体有位于叶轮在前一侧的前面，位于叶轮在后一侧的后面，以及一对位于前面和后面之间的侧面。

7.按照权利要求6所述的涡轮燃油泵，其特征在于，每个叶片有一个位于叶片根部一侧沿叶轮径向延伸的倒角，这个倒角是通过切掉叶片的侧面和后面之间的角得到的。

8.按照权利要求7所述的涡轮燃油泵，其特征在于，倒角有预定的长度，这个预定的长度为(2/5至3/5)×L，其中L是通道的径向长度。

9.按照权利要求8所述的涡轮燃油泵，其特征在于，倒角的预定长度为(9/20至11/20)×L。

10.按照权利要求8所述的涡轮燃油泵，其特征在于，倒角包括根部一侧部分和头部一侧部分，其中根部一侧部分有基本不变的倒角宽度和预定长度，而头部一侧部分有从根部一侧部分的头部逐渐减小的倒角宽度。

11.按照权利要求10所述的涡轮燃油泵，其特征在于，根部一侧部分的预定长度为(1/5至4/5)×T，其中T是倒角的总长度。

12.按照权利要求11所述的涡轮燃油泵，其特征在于，根部一侧部分的预定长度为(2/5至3/5)×T。

13.按照权利要求12所述的涡轮燃油泵，其特征在于，根部一侧部分有相对于叶片侧面的预定的倾斜角，此预定的倾斜角为30至70°。

14.按照权利要求13所述的涡轮燃油泵，其特征在于，根部一侧部分的预定的倾斜角为40至60°。

15.按照权利要求14所述的涡轮燃油泵，其特征在于，倒角的预定长度为1/2×L，根部一侧部分的预定长度为1/2×T，根部一侧部分的预定的倾斜角为50°。

16.一种涡轮燃油泵，它具有：

容纳电动机的外壳；

装在外壳上的壳体，该壳体有在进油口和出油口之间的环形通道；以及

可转动地安装在壳体内的叶轮，该叶轮具有多个在外圆周上排列的沿叶轮径向延伸的叶片，当叶片被电动机转动时，通过通道输送燃油；

每个叶片有一个大体矩形截面的板体，该板体有位于叶轮在前一侧的前面，位于叶轮在后一侧的后面，以及一对位于前面和后面之间的侧面；

每个叶片有一个位于叶片根部一侧沿叶轮径向延伸的倒角，这个倒角是通过切掉叶片的侧面和后面之间的角得到的，该倒角有预定的长度，这个预定的长度为(2/5至3/5)×L，其中L是通道的径向长度。

17.按照权利要求16所述的涡轮燃油泵，其特征在于，倒角的预定长度为(9/20至11/20)×L。

18.按照权利要求16所述的涡轮燃油泵，其特征在于，倒角包括根部一侧部分和头部一侧部分，根部一侧部分有基本不变的倒角宽度和预定长度，而头部一侧部分有从根部一侧部分的头部逐渐减小的倒角宽度。

19.按照权利要求18所述的涡轮燃油泵，其特征在于，根部一侧部分的预定长度为(1/5至4/5)×T，其中T是倒角的总长度。

20.按照权利要求19所述的涡轮燃油泵，其特征在于，根部一侧部分的预定长度为(2/5至3/5)×T。

21.按照权利要求20所述的涡轮燃油泵，其特征在于，根部一侧部分有相对于叶片侧面的预定的倾斜角，其中预定的倾斜角为30至70°。

22.按照权利要求21所述的涡轮燃油泵，其特征在于，根部一侧部分的预定的倾斜角为40至60°。

23.按照权利要求14所述的涡轮燃油泵，其特征在于，倒角的预定长度为1/2×L，根部一侧部分的预定长度为1/2×T，根部一侧部分的预定的倾斜角为50°。