CN1963235A - 叶轮和具有该叶轮的流体泵 - Google Patents

Abstract

一种叶轮(30)包括相对于转动方向布置的叶片沟槽(36)。背表面(37)的至少径向内侧相对于转动方向向后地沿径向向外倾斜。背表面(37)具有通过第一线段(110)相连的径向内端(37a)和径向外端(37b)。所述第一线段(110)和叶轮(30)的半径(102)在之间限定了向后倾斜角α。背表面(37)相对于转动方向向前地从叶轮(30)的厚度中心(37c)朝向叶轮(30)的每个厚度端(37d)倾斜。厚度中心(37c)和厚度端(37d)通过第二线段(112)相连。所述第二线段(112)以及厚度中心(37c)在之间限定了向前倾斜角β。向后倾斜角α和向前倾斜角β满足以下关系：15°≤α≤30°；β≤60°；和1≤β/α≤4。

Description

叶轮和具有该叶轮的流体泵

技术领域

本发明涉及一种叶轮和具有该叶轮的流体泵。

背景技术

例如，流体泵具有盘形叶轮，其具有相对于转动方向布置的叶片沟槽。彼此相邻的叶片沟槽被间隔开。叶片转动以对流经泵通道(其沿叶片沟槽进行限定)的燃料进行加压。为了增强从喷射阀中喷射的燃料的喷洒性能，需要提高燃料泵的排出压力。通过增加供应到燃料泵的电机部分的电流，可增加燃料泵的排出压力。然而，由于增加电流供应会增大燃料泵的能耗。

根据US6,113,363(JP-A-2000-240582)，在燃料泵的泵部分中，限定了每个叶片沟槽的表面的倾斜角受到限制，以使得增加泵部分和燃料泵的效率。

根据US5,486,087(JP-A-7-189975)，燃料泵包括泵部分，其具有进口和泵通道(加压通道)，且两者之间限定了流动通道。该流动通道的横截面从进口朝向泵通道逐渐减少，以使得增加泵部分的效率。通过增加泵效率可提高燃料泵的排出压力，同时可限制电机部分的能耗。

在最近几年来，对应于增加燃料排出压力和/或燃料排出量的要求，需要进一步提高泵效率。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种泵效率提高的叶轮。本发明的另一个目的是提供一种具有上述叶轮的流体泵。

根据本发明的一个方面，一种叶轮可在流体泵中转动以对沿叶轮转动方向的泵通道中的流体进行加压，所述叶轮包括多个间隔壁，其沿转动方向进行布置。其中的相邻两个间隔壁在之间限定了叶片沟槽。每个间隔壁相对于转动方向在背侧具有背表面，所述背表面具有径向内侧。背表面的至少径向内侧相对于转动方向向后地沿径向向外倾斜。背表面具有通过第一线段相连的径向内端和径向外端。所述第一线段以及沿叶轮的半径从径向内端沿径向向外延伸的第一直线在之间限定了向后倾斜角α。叶轮相对于叶轮的厚度方向具有厚度中心和两个厚度端。背表面相对于转动方向向前地从厚度中心朝向两个厚度端倾斜。厚度中心和每一个厚度端通过第二线段相连。所述第二线段以及相对于转动方向向前地沿周向从厚度中心延伸的第二直线在之间限定了向前倾斜角β。向后倾斜角α和向前倾斜角β满足以下关系：15°≤α≤30°；β≤60°；和1≤β/α≤4。

可选地，根据本发明的另一个方面，一种流体泵包括壳体部件，其具有进口端口和泵通道。该流体泵还包括叶轮，其可在壳体部件中转动。所述叶轮沿泵通道具有多个叶片沟槽，所述泵通道沿叶轮转动方向延伸。每个叶片沟槽由相对于转动方向在背侧上的背表面限定。背表面的至少径向内侧相对于转动方向向后地倾斜至径向外侧。背表面具有通过第一线段相连的径向内端和径向外端。第一线段相对于转动方向向后地相对于直线倾斜，该直线沿叶轮的半径从径向内端径向向外延伸。叶轮相对于叶轮的厚度方向具有厚度中心。在进口端口侧的背表面的至少进口侧相对于转动方向向前地、相对于厚度方向从厚度中心朝向进口端口倾斜。壳体部件具有连通壁，其限定了使得进口端口与泵通道相连通的连通通道。连通壁具有通过倾斜直线相连的进口侧端部和通道侧端部，所述倾斜直线从进口端口朝向泵通道逐渐升高。倾斜直线以及通过背表面的进口侧端部从背表面的厚度中心延伸至倾斜直线的第二线段相对于转动方向向前地限定了角ε。该角ε满足以下关系：90°≤ε≤130°。

可选地，根据本发明的另一个方面，一种叶轮可在流体泵中转动，该流体泵具有沿叶轮转动方向延伸的泵通道，所述叶轮包括多个间隔壁，其沿转动方向进行布置。相邻两个间隔壁在之间限定了叶片沟槽。每个间隔壁相对于转动方向在背侧具有背表面。背表面的至少径向内侧相对于转动方向向后地沿径向向外倾斜。背表面具有通过第一线段相连的径向内端和径向外端，该第一线段相对于叶轮的半径限定了向后倾斜角α，该向后倾斜角α是锐角。背表面相对于转动方向向前地从叶轮的厚度中心朝向叶轮的两个厚度端倾斜。厚度中心和每一个厚度端通过第二线段相连，所述第二线段相对于第一直线限定了向前倾斜角β，该向前倾斜角β是锐角，所述第一直线相切于叶轮的外周边的外接圆。向后倾斜角α和向前倾斜角β满足以下关系：15°≤α≤30°；β≤60°；和1≤β/α≤4。

可选地，根据本发明的另一个方面，一种流体泵包括壳体部件，其具有进口端口和泵通道。流体泵包括叶轮，其可在壳体部件中转动。所述叶轮沿泵通道具有多个叶片沟槽，所述泵通道沿叶轮转动方向延伸。每个叶片沟槽相对于转动方向由在背侧上的背表面限定。背表面的至少径向内侧相对于转动方向向后地向外倾斜。背表面具有通过第一线段相连的径向内端和径向外端，该第一线段相对于叶轮的半径限定了向后倾斜角α，该向后倾斜角α是锐角。在进口端口侧的背表面相对于转动方向向前地、从叶轮的厚度中心朝向进口端口倾斜。壳体部件具有连通壁，其限定了使得进口端口与泵通道相连通的连通通道。连通壁具有通过倾斜直线相连的进口侧端部和通道侧端部，所述倾斜直线从进口端口朝向泵通道逐渐升高。倾斜直线相对于第二线段限定了角ε，其中第二线段通过背表面的进口侧端部从背表面的厚度中心延伸至倾斜直线，该角ε是直角和钝角之一。该角ε满足以下关系：90°≤ε≤130°。

附图说明

本发明的上述和其它目标、特征和优点通过以下参照附图所做的详细说明而变得更清楚。其中：

图1是根据第一实施例的燃料泵的剖视图；

图2A是从进口侧观察时的燃料泵的叶轮的叶片沟槽的示意图，图2B是沿图2A中IIB-IIB线所取的剖视图；

图3A是从出口侧观察时的燃料泵的泵壳体的示意图，图3B是从进口侧观察时泵壳体的示意图；

图4A和4B是从进口侧观察时叶轮的主视图；

图5是燃料泵的泵通道的剖视图；

图6A是显示向后倾斜角α和泵效率之间关系的曲线图，图6B是显示向前倾斜角β和泵效率之间关系的曲线图，且图6C是显示β/α和泵效率之间关系的曲线图；

图7是根据本发明第二实施例的叶片沟槽的示意图；

图8是根据本发明第三实施例的叶片沟槽的示意图；

图9是根据本发明第四实施例的叶片沟槽的示意图；

图10是根据本发明第五实施例的叶片沟槽的示意图；

图11是根据本发明第六实施例的叶片沟槽的示意图；

图12A是从进口侧观察时的燃料泵的叶轮的叶片沟槽的示意图，图12B是从图12A中XIIB-XIIB线所取的剖视图；

图13A是从出口侧观察时的燃料泵的泵壳体的示意图，图13B是从进口侧观察时泵壳体的示意图；

图14A和14B是从进口侧观察时叶轮的主视图；

图15是燃料泵的泵通道的剖视图；

图16是沿图13B中的线XVI-XVI所取的泵壳体和叶轮的剖视图；

图17是显示图16中的角度ε和泵效率之间关系的曲线图；以及

图18是根据修正实施例的叶轮和泵壳体的剖视图。

具体实施方式

如图1所示，燃料泵10是箱内式透平泵，其设置到例如汽车等车辆的油箱内部。燃料泵10是从油箱向喷油阀(未示)供应燃料的流体泵。燃料泵10的出口压力例如设置在0.25-1.0MPa之间。燃料泵10例如在50-300L/h的范围内排出燃料。燃料泵10的转速例如设定在4000-12000rpm之间。

燃料泵10包括泵部分12和电机部分13。电机部分13操作泵部分12。外壳14同时容置着泵部分12和电机部分13。外壳14被卷边且固定到端盖16和泵壳体20上。

泵部分12是透平泵，其包括泵壳体20、22和叶轮30。泵壳体22挤压插入到外壳14并沿轴向靠着外壳14的台阶15。泵壳体20、22用作可旋转地容置叶轮30(作为转子部件)的壳体部件。泵壳体20、22和叶轮30在之间限定了大致为C形的泵通道202(图3)。

如图4A、4B所示，叶轮30呈具有外周边的大致盘形，其中多个叶片沟槽36设置到该外周边上。叶片沟槽36沿叶轮30的转动方向布置。周向彼此相邻的叶片沟槽36非均匀地间隔开。叶片沟槽36沿转动方向以不规则的倾角(pitch)进行布置。叶轮30连同电枢50和轴51一起旋转，以使得燃料从叶片沟槽36当中的一个的径向外侧流入泵通道202。燃料从泵通道202流入另一个叶片沟槽36的径向内侧(其相对于转动方向位于叶片沟槽36的所述一个的背侧)。这样，通过重复流出叶片沟槽36中的其中一个和流入另一个叶片沟槽36，燃料形成了漩涡流300。形成了漩涡流300的燃料经泵通道202被加压。在叶轮30的旋转作用下，燃料经进口端口200(图3)被抽吸，该进口端口200设置到泵壳体20上。在叶轮30的转动下被抽吸的燃料经泵通道202被加压，进而通过设置到泵壳体22上的出口端口206(图3)朝向电机部分13压力供给。在流经限定于永磁体40和电枢50之间的燃料通道208之后，朝向电机部分13压力供给的燃料通过设置到端盖16上的出口端口210被供应至发动机。泵壳体20具有出口孔204(图3)。包含在流经泵通道202中的蒸汽通过出口孔204被排到燃料泵10的外侧。

每个永磁体40成大致四分之一弧形。四个永磁体40沿外壳14的内周边沿周向布置。永磁体40限定了四个磁极，其相对于叶轮30的转动方向彼此不同。

电枢50位于叶轮30一侧的端部被树脂盖170覆盖，以使得可减少阻碍电枢50转动的阻力。电枢50的另一端位于叶轮30的相反侧。电枢50的另一端设置有换向器80。轴51用作电枢50的转动轴。轴51可转动地被轴承24所支撑，该轴承24被端盖16和泵壳体20所容置。

电枢50包括位于其转动中心的中心芯52。轴51挤压插入到中心芯52内，该中心芯52成筒形形状，且横截面大致为六边形。六个磁极芯54设置到中心芯52的外周边，且相对于转动方向而布置。六个磁极芯54装配到中心芯52上。六个磁极芯54中的每一个都具有外周边，其中绕线筒60装配到该外周边上。绕线筒60由电绝缘树脂制成。绕组同心地设置到绕线筒60的外周边周围，以使得生成了线圈62。

每个线圈62位于换向器80一侧的一端和每个线圈端子64电连接。每个线圈端子64对应于每个线圈62的转动位置。线圈端子64装配和电连接换向器80的端子84。每个线圈62的另一端位于换向器80相反侧。每个线圈62位于叶轮30侧的另一端与每个线圈端子66电连接。六个线圈端子66与大致环形的端子168电连接。

换向器80一体地形成，且具有盒式结构。在轴51挤压插入到中心芯52的情况下，通过将轴51插入到换向器80的通孔81内，换向器80组装到电枢50上。在这种情况下，从换向器80朝向电枢50突伸的端子84分别装配到电枢50的线圈端子64上，进而分别与线圈端子64电连接。

换向器80包括相对于转动方向布置的六个区段82。该六个区段82例如由碳制成。区段82通过空气间隙和/或电绝缘树脂86彼此电绝缘。

每个区段82通过每个中间端子83与每个端子84电连接。通过将区段82、中间端子83、端子84插嵌模制到电绝缘树脂86内来一体地形成换向器80。每个区段82具有电刷(未示)在其上面滑动的滑动表面。每个区段82的滑动表面从电绝缘树脂86处暴露出来。换向器80连同电枢50一起转动，以使得每个区段82依次与电刷接触。换向器80转动且与电刷接触，从而对供应向线圈62的电流进行了整流。永磁体40、电枢5 0、换向器80和未示的电刷构成了直流电机。

以下描述叶轮30的结构。

叶轮30由树脂一体地形成为大致盘形。如图4A、4B所示，叶轮30的外周边被环形部分32所包围。环形部分32具有内周边，其中叶片沟槽36设置到该内周边上。如图2B所示，相对于转动方向彼此相邻的叶片沟槽36由间隔壁34间隔开。叶轮30相对于叶轮30的厚度方向具有厚度中心37c(如图2B所示)。叶轮30相对于叶轮30的厚度方向具有厚度端表面31。间隔壁34大致从叶轮30的厚度中心37c朝向两个厚度端表面31延伸。间隔壁34相对于转动方向向前倾斜，以使得间隔壁34形成大致的V形。如图5所示，间隔壁35沿径向从叶片沟槽36的径向内侧向外突伸。间隔壁35局部地间隔叶片沟槽36的径向内侧。叶片沟槽36在间隔壁35的径向外侧上相对于旋转轴的轴向彼此连通。燃料从两个轴向侧上的泵通道202流入叶片沟槽36，且燃料沿间隔壁35形成了漩涡流300。漩涡流300相对于间隔壁35在两侧上轴向相反地转动。

如图2B所示，叶片沟槽36具有背表面37，其位于相对于转动方向的背侧。背表面37的至少径向内侧相对于转动方向从径向内侧向后地倾斜至径向外侧。叶片沟槽36的背表面37具有径向内端37a和径向外端37b，所述径向内端37a和径向外端37b通过线段110相连接。直线104沿叶轮30的半径102从径向内端37a径向向外延伸。线段110和直线104之间限定了向后倾斜角α。向后倾斜角α满足以下关系：15°≤α≤30°。在图2A中，附图标记100代表叶轮30的旋转轴。

当向后倾斜角α设定为小于15°时，即α＜15°时，漩涡流300可能会以大角度碰撞背表面37，而不是沿背表面37流入叶片沟槽36。漩涡流300的碰撞沿与叶轮30的转动方向相反的方向向叶轮30施加力。因此，由于碰撞产生的力扰乱了叶轮30的转动。当向后倾斜角α设定为大于30°时，即α＞30°时，相比较转动方向，背表面37相对于流入叶片沟槽36的漩涡流300过分向后地倾斜。因此，当漩涡流300进入叶片沟槽36时，漩涡流300可能会剥落(peel)。因此，当漩涡流300进入叶片沟槽36时阻力会变大。

因此，在第一实施例中，向后倾斜角α限定为满足关系式：15°≤α≤30°。这样，漩涡流300平滑地流入叶片沟槽36，且当漩涡流300流入叶片沟槽36时会减少阻力。如图6A所示，在15°≤α≤30°的范围内，泵效率ηp维持在最大值附近。向后倾斜角α优选满足20°≤α。也就是说，向后倾斜角α优选设定为大于或等于20°。

在此，燃料泵10的效率η可通过将电机效率ηm和泵效率ηp相乘来获得。随着泵效率ηp增加，燃料泵10的效率η也会增加。

电机效率ηm可通过以下公式来计算：ηm＝(T×N)/(I×V)。泵效率ηp可通过以下公式来计算：ηp＝(P×Q)/(T×N)。在上述公式中，I代表供应至电机部分13的电流，V代表供应至电机部分13的电压，T代表电机部分13产生的转矩，P、Q分别代表从燃料泵10排出的燃料的压力和数量。燃料泵10的效率η可通过将电机效率ηm和泵效率ηp相乘来获得。也就是说，燃料泵10的效率η可通过以下公式计算：η＝(P×Q)/(I×V)。随着泵效率ηp增加，从燃料泵10排出的燃料的压力或数量会增加，而不会增加燃料泵10的能耗。

如图2B所示，叶片沟槽36的背表面37相对于转动方向从厚度中心37c向前地朝向两个厚度端表面31倾斜。也就是说，背表面37从厚度中心37c朝向两个厚度端表面31延伸，以使得背表面37形成大致的V形。背表面37具有相对于叶轮30厚度方向的厚度端37d。厚度中心37c和每一个厚度端37d通过线段112相连接。直线106相对于转动方向沿周向从厚度中心37c延伸。线段112和直线106之间限定了向前倾斜角β。该向前倾斜角β满足以下关系：β≤60°。直线106垂直于转动轴100。

当漩涡流300移出叶片沟槽36时，漩涡流300从叶片沟槽36处接收到相对于转动方向向前的能量分量。当向前倾斜角β设定为大于60°，即β＞60°，从叶片沟槽36向前施加到漩涡流300上的能量分量变得较小。相应地，漩涡流300相对于转动方向的倾角变大。因此，当漩涡流300移出前一个叶片沟槽36且进入随后的叶片沟槽36(其相对于转动方向位于所述前一个叶片沟槽36的背侧)时，所述前一个叶片沟槽36和随后一个叶片沟槽36之间的间隔变大。也就是说，在漩涡流300流经泵通道202的同时，进入和退出叶片沟槽36的数量减少。相应地，燃料不能充分地加压。

因此，在第一实施例中，向前倾斜角β设定为满足以下关系：β≤60°，以使得在漩涡流300移出叶片沟槽36时从叶片沟槽36相对于转动方向向前施加到漩涡流300上的能量分量变大。这样，漩涡流300相对于转动方向的倾角变小。相应地，在漩涡流300流经泵通道202的同时，进入和退出叶片沟槽36的数量增加。因此，可增加对燃料加压的效率。这样，如图6B所示，在β≤60°的范围内，泵效率ηp维持在最大值附近。

当向前倾斜角β相对于向后倾斜角α过大或过小时，以向前倾斜角β沿背表面37移出叶片沟槽36的漩涡流300不能够平稳地流入以向后倾斜角α倾斜的叶片沟槽36的背表面37。

因此，在第一实施例中，向前倾斜角β和向后倾斜角α要被设定满足以下关系：1≤β/α≤4，以使得燃料在15°≤α≤30°和β≤60°的范围内平稳地流入叶片沟槽36。这样，如图6C所示，在1≤β/α≤4的范围内，泵效率ηp维持在最大值附近。

在第一实施例中，叶片沟槽36在相对于转动方向的前侧具有前表面38。该前表面38从厚度中心37c朝向两个厚度端表面31延伸，以使得前表面38形成类似于背表面37的V形。在这样的结构中，背表面37和前表面38的形状大致相等，以使得流出叶片沟槽36的燃料量和流入叶片沟槽36的燃料量大致一致。相应地，可提高对燃料加压的效率。

此外，在第一实施例中，环形部分32围绕叶片沟槽36的径向外侧，且叶轮30的外周边不具有泵通道。燃料通过泵通道202加压，且被加压的燃料相对于转动方向产生压差。在这样的结构中，压差没有直接沿径向施加到叶轮30上。这样，减少了相对于径向施加到叶轮30上的力。这样，可限制叶轮30的转动中心发生不重合，从而叶轮30可平稳地转动。

(第二、第三、第四和第五实施例)

图7、8、9、10分别描述第二、第三、第四和第五实施例。具有第二至第五实施例的叶轮的燃料泵的结构与第一实施例大致相同。

在第二、第三、第四和第五实施例中，类似于第一实施例，叶片沟槽120、130、140和150在相对于转动方向的背侧上分别具有背表面121、131、141和151，且每个背表面121、131、141和151的至少径向内侧相对于转动方向从径向内侧倾斜向径向外侧。背表面121、131、141和151中的每一个具有对应的一个径向内端121a、131a、141a和151a，和对应的一个径向外端121b、131b、141b和151b。每个对应的径向内端121a、131a、141a和151a和每个对应的径向外端121b、131b、141b和151b通过线段110相连接。直线104沿叶轮30的半径102从每个径向内端121a、131a、141a和151a沿径向向外延伸。线段110和直线104之间限定了向后倾斜角α。向后倾斜角α满足以下关系：15°≤α≤30°。

类似于第一实施例，每个背表面121、131、141和151的向前倾斜角β满足以下关系：β≤ 60°。此外，向前倾斜角β和向后倾斜角α要被设定满足以下关系：1≤β/α≤4。

如图7所示，在第二实施例中，叶片沟槽120具有大致成弧形的四个角部。在这样的结构中，径向内端121a和径向外端121b中的每一个大致限定了对应角部的弧的中心。

如图8所示，在第三实施例中，背表面131的径向外侧在叶片沟槽130中相对于转动方向朝向径向外端倾斜。背表面131的径向内侧和背表面131的径向外侧之间限定了光滑的弯曲表面。

如图9所示，在第四实施例中，叶片沟槽140的背表面141的径向外侧大体沿直线104向外延伸。背表面141的径向内侧和背表面141的径向外侧之间限定了光滑的弯曲表面。

如图10所示，在第五实施例中，叶片沟槽150的背表面151限定了大致平的表面。

(第六实施例)

如图11所示，在第六实施例中，类似于上述实施例，燃料泵10是箱内式透平泵，其设置到例如汽车等车辆的油箱内部。在该实施例中，燃料泵10的出口压力例如设置在0.25-1.0MPa.之间。燃料泵10例如在50-250L/h的范围内排出燃料。燃料泵10的转速例如设定在4000-12000rpm之间。

燃料泵10包括泵部分12和电机部分13，类似于上述实施例。外壳14同时容置着泵部分12和电机部分13。外壳14被卷边且固定到端盖16和泵壳体20上。

泵部分12是透平泵，其包括泵壳体20、22和叶轮30。泵壳体22挤压插入到外壳14并沿轴向靠着外壳14的台阶15。泵壳体20、22用作可旋转地容置叶轮30(作为转子部件)的壳体部件。泵壳体20、22和叶轮30在之间限定了大致为C形的泵通道202、203(图13A、13B)。在该结构中，叶轮30相对于轴向(即叶轮30的厚度方向)分别在两侧上具有泵通道202、203。

如图14A、14B所示，叶轮30呈具有外周边的大致盘形，其中多个叶片沟槽36相对于转动方向设置到该外周边上。叶轮30连同电枢50和轴51一起旋转(图11)，以使得燃料从叶片沟槽36当中的一个的径向外侧流入泵通道202、203。燃料从泵通道202、203流入另一个叶片沟槽36(其相对于转动方向位于叶片沟槽36的所述一个的背侧)的径向内侧。这样，通过重复流出叶片沟槽36中的其中一个和流入另一个叶片沟槽36，燃料形成了漩涡流300。形成了漩涡流300的燃料通过泵通道202、203被加压。燃料在叶轮30的旋转作用下经进口端口200(图13B)被抽吸，该进口端口200设置到泵壳体20上。在叶轮30的转动下被抽吸的燃料经相对于叶轮30的厚度方向位于叶轮30两侧上的泵通道202、203被加压。被加压的燃料通过设置到泵壳体22上的出口端口206(图13A)朝向电机部分13压力供给。燃料通过进口端口200一侧上的泵通道202进行加压。被加压的燃料经出口端口206附近的叶片沟槽36流入出口端口206一侧的泵通道203。这样，燃料从出口端口206向电机部分13压力供应。在流经限定于永磁体40和电枢50之间的燃料通道208之后，朝向电机部分13压力供给的燃料通过设置到端盖16上的出口端口210被供应至发动机。泵壳体20具有出口孔204(图13B)。包含在流经泵通道202、203中的蒸汽通过出口孔204被排到燃料泵10的外侧。

每个永磁体40成大致四分之一弧形。四个永磁体40沿外壳14的内周边沿周向布置。永磁体40限定了四个磁极，其相对于叶轮30的转动方向彼此不同。

电枢50位于叶轮30一侧的端部被金属盖68覆盖，以使得可减少阻碍电枢50转动的阻力。电枢50的另一端位于叶轮30的相反侧。电枢50的另一端设置有换向器70。轴51用作电枢50的转动轴。轴51可转动地被轴承24所支撑，该轴承24被端盖16和泵壳体22所容置。在该实施例中，六个线圈端子66通过金属盖68彼此电连接。

以下描述叶轮30和进口端口200的结构。

叶轮30由树脂一体地形成为大致盘形。如图14A、14B所示，叶轮30的外周边被环形部分32所包围。环形部分32具有内周边，其中叶片沟槽36相对于转动方向布置到该内周边上。沿周向彼此相邻的叶片沟槽36非均匀地间隔开。叶片沟槽36相对于转动方向以不规则的倾角进行布置。如图12B所示，相对于转动方向彼此相邻的叶片沟槽36由间隔壁34间隔开。叶轮30相对于叶轮30的厚度方向具有厚度中心37c。叶轮30相对于叶轮30的厚度方向具有厚度端表面31。间隔壁34大致从叶轮30的厚度中心37c朝向两个厚度端表面31延伸。间隔壁34相对于转动方向向前倾斜，以使得间隔壁34形成大致的V形。如图15所示，间隔壁35沿径向从叶片沟槽36的径向内侧向外突伸。间隔壁35局部地间隔叶片沟槽36的径向内侧。叶片沟槽36在间隔壁35的径向外侧上相对于旋转轴的轴向彼此连通。燃料沿轴向从两侧上的泵通道202、203流入叶片沟槽36，且燃料形成了漩涡流300，其沿间隔壁35在轴向两侧相反旋转。

如图12B所示，叶片沟槽36具有位于背侧(即相对于转动方向的后侧)的背表面37。如图12A所示，背表面37的至少径向内侧相对于转动方向从径向内侧向后地倾斜至径向外侧。也就是说，位于图12A下侧上的背表面37的至少径向内侧朝向图12A的左侧地从下侧倾斜向上侧。叶片沟槽36的背表面37具有径向内端37a和径向外端37b，所述径向内端37a和径向外端37b通过线段110相连接。直线104沿叶轮30的半径102从径向内端37a径向向外延伸。线段110在径向外侧相对于转动方向向后地、相对于直线104倾斜。如图12A所示，附图标记100代表叶轮30的转动轴。

如图12B所示，背表面37从厚度中心37c朝向两个厚度端表面31相对于转动方向向前倾斜。也就是说，背表面37从厚度中心37c朝向两个厚度端表面31延伸，以使得背表面37形成大致的V形。背表面3 7相对于叶轮30的厚度方向具有厚度端37d。厚度中心37c和每个厚度端37d通过线段112相连接。直线106相对于转动方向沿周向向前地从厚度中心37c延伸。线段112和直线106之间限定了向前倾斜角β。在该实施例中，该向前倾斜角β满足以下关系：40°≤β≤60°。直线106垂直于转动轴100。

如图16所示，进口端口200通过连通通道201与泵通道202相连通。连通通道201的横截面从进口端口200朝向泵通道202逐渐减少。使进口端口200与泵通道202相连通的连通通道201具有连通壁21。连通壁21从进口端200朝向泵通道202逐渐升高，且和泵通道202相连接。燃料通过进口端口200进行抽吸，且沿连通壁21朝向叶片沟槽36进行引导。

连通壁21具有进口侧端部21a和通道侧端部21b，所述进口侧端部21a和通道侧端部21b通过倾斜直线108相连。线段114通过其中的一个厚度端37d从厚度中心37c延伸向倾斜直线108。倾斜直线108和线段114相对于转动方向限定了角ε。该角ε满足以下关系：90°≤ε≤130°。

流经进口端口200的燃料沿连通壁21被引入。燃料流入通常以高速转动的叶轮30的叶片沟槽36。当ε小于90°时，即ε＜90°，流入叶片沟槽36的燃料可能会以较大角度撞击叶片沟槽36的背表面37。当ε大于130°时，即ε＞130°，叶片沟槽36的背表面37变得较多地远离燃料(该燃料通过沿连通壁21被引入，且通过进口端200流入叶片沟槽36)。相应地，燃料难以流入叶片沟槽36。因此，在该结构中，角ε限定为满足以下关系：90°≤ε≤130°，以使得在叶轮以高速转动时燃料平稳地沿背表面37流入叶片沟槽36。这样，如图17所示，在90°≤ε≤130°的范围内，泵部分12的泵效率ηp显著地增加。

从进口端口200朝向泵通道202延伸的连通壁21以抬升角θ升高。也就是说，从进口端口200朝向泵通道202延伸的倾斜直线108以抬升角θ升高。该抬升角θ满足以下关系：10°≤θ≤30°。

当θ小于10°，即10°＞θ，从进口端口200流向连通壁21的燃料在进口端口200和连通壁21之间的角部处剥落。也就是说，燃料流在进口侧端部21a附近从连通壁21处剥落。相应地，燃料流损失了能量。当θ大于30°，即θ＞30°，连通通道201的横截面在进口侧端部21a附近变大。在此，从进口端口200流向连通壁21的燃料流可能不会全部被引向泵通道202，且可能会局部蓄积。因此，燃料流损失了能量。这样，泵效率ηp由于燃料流能量损失而降低。因此，在该结构中，该抬升角θ设定为满足以下关系：10°≤θ≤30°，以使得可限制从进口端口200流向连通壁21的燃料流从连通壁21处发生剥落，且限制在进口侧端部21a附近蓄积。这样，可维持燃料流的能量，以使得可增加泵效率ηp。

当向前倾斜角β小于40°，即β＜40°，进入叶片沟槽36的漩涡流300的方向相对于转动方向向前显著地改变，且漩涡流300退出叶片沟槽36。因此，可减少漩涡流300的能量。

在该结构中，向前倾斜角β满足40°≤β的关系，以使得可维持从叶片沟槽36流经的漩涡流300的能量。

当漩涡流300移出叶片沟槽36时，漩涡流300相对于转动方向向前地从叶片沟槽36中接收了能量的分量。当向前倾斜角β设定为大于60°，即β＞60°，从叶片沟槽36向前施加到漩涡流300上的能量的分量变小。相应地，漩涡流300相对于转动方向的倾角变大。因此，当漩涡流300移出一个叶片沟槽36且进入随后的叶片沟槽36(其相对于转动方向位于所述一个叶片沟槽36的背侧)时，所述一个叶片沟槽36和随后叶片沟槽36之间的间隔变大。因此，当向前倾斜角β设定为大于60°，在漩涡流300流经泵通道202的同时，进入叶片沟槽36和从叶片沟槽36退出的数目减少。相应地，燃料不能充分地加压。

因此，在第六实施例中，向前倾斜角β设定为满足β≤60°，以使得在漩涡流300移出叶片沟槽36时，从叶片沟槽36相对于转动方向向前施加到漩涡流300上的能量的分量变大。这样，漩涡流300相对于转动方向的倾角变小。因此，在漩涡流300流经泵通道202的同时，进入叶片沟槽36和从叶片沟槽36退出的数目增加。因此，对燃料进行加压的效率可增加，以使得可增加泵效率ηp。

此外，在该实施例中，叶片沟槽36在相对于转动方向的前侧上具有前表面38。前表面38从厚度中心37c朝向两个厚度端表面31延伸，以使得前表面38类似于背表面37一样地、形成大致V形。在该结构中，背表面37的形状和前表面38的形状大致相同，以使得流出叶片沟槽36的燃料量和流入叶片沟槽36的燃料量大致均衡。相应地，可增加对燃料加压的效率，以使得增加泵效率ηp 。

此外，在该实施例中，环形部分32围绕叶片沟槽36的径向外侧，且叶轮30的外周边不具有泵通道。燃料通过泵通道202被加压，且被加压的燃料相对于转动方向产生压差。在该实施例的结构中，压差不直接沿径向施加到叶轮30上。这样，可减少相对于径向施加到叶轮30上的力。因此，这样，可限制叶轮30的转动中心发生不重合，从而叶轮30可平稳地转动。

这样，可增加泵效率ηp，以使得可增加燃料泵10的负荷能力，并且也能增加燃料泵10的排出量。

(变型实施例)

连通壁21不限于平的表面。如图18所示，连通壁21可以是大致凸起的表面。如图18所示的连通壁21从进口端口200朝向泵通道202逐渐升高，且与泵通道202相连通。在该结构中，燃料通过进口端口200进行抽吸，且被连通壁21朝向叶片沟槽36引入。在该变型实施例中，角ε限定为满足关系：90°≤ε≤130

总结上述实施例，叶轮30可以在燃料泵10(其具有沿叶轮30的转动方向延伸的泵通道202、203)中转动。叶轮30包括沿转动方向布置的间隔壁34。相邻的两个间隔壁34之间限定了叶片沟槽36。每个间隔壁34在相对于转动方向的背侧具有背表面37。背表面37的至少径向内侧相对于转动方向向后地沿径向向外倾斜。背表面37具有通过线段110相连的径向内端37a、121a、131a、141a、151a和径向外端37b、121b、131b、141b、151b。线段110相对于叶轮30的半径102限定了向后倾斜角α。该向后倾斜角α可以是锐角。背表面37相对于转动方向向前地、从叶轮30的厚度中心37c朝向叶轮30的两个厚度端37d倾斜。厚度中心37c和每个厚度端37d通过线段112相连。线段112相对于直线106限定了向前倾斜角β。该向前倾斜角β可以是锐角。直线106与叶轮30的外周边的外接圆相切。向后倾斜角α和向前倾斜角β优选满足以下关系：15°≤α≤30°；β≤60°；和1≤β/α≤4。

可选地，燃料泵10包括泵壳体20、22和叶轮30。泵壳体20、22具有进口端口200和泵通道202、203。叶轮30可在泵壳体20、22中转动。叶轮30具有沿泵通道202、203(其沿叶轮30的转动方向延伸)的叶片沟槽36。每个叶片沟槽36由相对于转动方向在背侧上的背表面37所限定。背表面37的至少径向内侧相对于转动方向向后地向外倾斜。背表面37具有通过线段(第一线段)110相连的径向内端37a、121a、131a、141a、151a和径向外端37b、121b、131b、141b、151b。第一线段110相对于叶轮30的半径102限定了向后倾斜角α。该向后倾斜角α可以是锐角。位于进口端口200一侧上的背表面37相对于转动方向向前地从叶轮30的厚度中心37c朝向进口端口200倾斜。泵壳体20、22具有连通壁21，其限定了使进口端口200和泵通道202、203相连通的连通通道201。连通壁21具有进口侧端部21a和通道侧端部21b，所述进口侧端部21a和通道侧端部21b通过倾斜直线108相连，该倾斜直线108从进口端口200朝向泵通道202、203逐渐升高。该倾斜直线108相对于线段(第二线段)114(其通过背表面37的进口侧端部21a从背表面37的厚度中心37c延伸至倾斜直线108)限定了角ε。该角ε可以是直角和钝角之一。该角ε优选满足以下关系：90°≤ε≤130°。

(其他实施例)

抬升角θ优选设定为满足以下关系：10°≤θ≤30°。但是，抬升角θ不限于满足10°≤θ≤30°的范围。

在上述实施例中，背表面37以倾斜角β从厚度中心37c朝向每一个厚度端37d倾斜，以使得向前倾斜角β设定为满足40°≤β≤60°。可选地，背表面37在进口端口200一侧从厚度中心37c倾斜到其中一个厚度端37d，以使得向前倾斜角β设定为满足40°≤β≤60°。该向前倾斜角β优选设定为满足40°≤β≤60°。但是，向前倾斜角β不限于满足该范围40°≤β≤60°。

在上述实施例中，燃料在叶轮30两侧通过两个泵通道202、203进行加压。随后，燃料相对于厚度方向在叶轮30一侧通过进口端口200被抽吸，被抽吸的燃料压力供给至叶轮30的另一侧。这样，燃料朝向电机部分13进行供应。可选地，燃料泵可具有这样的结构，其中加压燃料没有压力供给到电机部分13内。在该结构中，相对于叶轮30位于进口端口200相反侧的泵通道203可忽略，且燃料通过进口端口200一侧的泵通道202被加压。

连通壁21不限于大致平的表面和大致凸起的表面。连通壁21可以是大致凹入的表面。

叶片沟槽36的外周边可以不由环形部分32包围，且叶片沟槽36的外周边可以是打开的。在上述实施例中，叶片沟槽36的前表面38对应地延伸至背表面37，以使得前表面38形成了大致V形。可选地，前表面38可以大致沿厚度方向延伸的大致平表面。

在上述实施例中，具有电刷的电机应用于燃料泵的电机部分。可选地，无刷电机也可应用于电机部分。

流体不限于燃料，且泵和叶轮的结构可应用于其他液压装置。

各个实施例的上述结构可进行适当组合。

在不偏离本发明主旨的情况下，可进行各种修正和变更。

Claims (11)

1、一种叶轮(30)，其可在流体泵(10)中转动以对沿叶轮(30)转动方向的泵通道(202，203)中的流体进行加压，所述叶轮(30)包括：

多个间隔壁(34)，其沿转动方向进行布置，且其中的相邻两个间隔壁(34)在之间限定了叶片沟槽(36)，

其中每个间隔壁(34)相对于转动方向在背侧具有背表面(37)，所述背表面(37)具有径向内侧，

背表面(37)的至少径向内侧相对于转动方向向后地沿径向向外倾斜，

背表面(37)具有通过第一线段(110)相连的径向内端(37a，121a，131a，141a，151a)和径向外端(37b，121b，131b，141b，151b)，

所述第一线段(110)以及沿叶轮(30)的半径(102)从径向内端(37a，121a，131a，141a，151a)沿径向向外延伸的第一直线(104)在之间限定了向后倾斜角α，

叶轮(30)相对于叶轮(30)的厚度方向具有厚度中心(37c)和两个厚度端(37d)，

背表面(37)相对于转动方向向前地从厚度中心(37c)朝向两个厚度端(37d)倾斜，

厚度中心(37c)和每一个厚度端(37d)通过第二线段(112)相连，

所述第二线段(112)以及相对于转动方向向前地沿周向从厚度中心(37c)延伸的第二直线(106)在之间限定了向前倾斜角β，以及

向后倾斜角α和向前倾斜角β满足以下关系：15°≤α≤30°；β≤60°；和1≤β/α≤4。

2、如权利要求1所述的叶轮(30)，其中：向后倾斜角α满足以下关系：20°≤α。

3、一种流体泵(10)，其包括：

电机部分(13)；

根据权利要求1或2的叶轮(30)，所述叶轮(30)被电机部分(13)转动；和

壳体部件(20，22)，其限定了泵通道(202，203)，所述叶轮(30)可在壳体部件(20，22)中转动。

4、一种流体泵(10)，其包括：

壳体部件(20，22)，其具有进口端口(200)和泵通道(202，203)；和

叶轮(30)，其可在壳体部件(20，22)中转动，所述叶轮(30)沿泵通道(202，203)具有多个叶片沟槽(36)，所述泵通道沿叶轮(30)转动方向延伸，每个叶片沟槽(36)由相对于转动方向位于背侧上的背表面(37)限定，

其中背表面(37)的至少径向内侧相对于转动方向向后地倾斜至径向外侧，

背表面(37)具有通过第一线段(110)相连的径向内端(37a，121a，131a，141a，151a)和径向外端(37b，121b，131b，141b，151b)，

第一线段(110)相对于转动方向向后地相对于直线(104)倾斜，该直线(104)沿叶轮(30)的半径(102)从径向内端(37a，121a，131a，141a，151a)径向向外延伸，

叶轮(30)相对于叶轮(30)的厚度方向具有厚度中心(37c)，

在进口端口(200)侧的背表面(37)的至少进口侧相对于转动方向向前地、相对于厚度方向从厚度中心(37c)朝向进口端口(200)倾斜，

壳体部件(20，22)具有连通壁(21)，其限定了使得进口端口(200)与泵通道(202，203)相连通的连通通道(201)，

连通壁(21)具有通过倾斜直线(108)相连的进口侧端部(21a)和通道侧端部(21b)，所述倾斜直线从进口端口(200)朝向泵通道(202，203)逐渐升高，

倾斜直线(108)以及通过背表面(37)的进口侧端部(21a)从背表面(37)的厚度中心(37c)延伸至倾斜直线(108)的第二线段(114)相对于转动方向向前地限定了角ε，且

该角ε满足以下关系：90°≤ε≤130°。

5、如权利要求4所述的流体泵(10)，其中：

背表面(37)相对于转动方向向前地、相对于厚度方向从厚度中心(37c)朝向两侧倾斜。

6、如权利要求4所述的流体泵(10)，其中：

从进口侧端部(21a)朝向通道侧端部(21b)延伸的倾斜直线(108)以抬升角θ升高，且

该抬升角θ满足以下关系：10°≤θ≤30°。

7、如权利要求4-6中任一所述的流体泵(10)，其中：

背表面(37)限定了倾斜表面，该倾斜表面相对于转动方向向前地从厚度中心(37c)朝向厚度端(37d)倾斜，

厚度中心(37c)在倾斜表面上通过第三线段(112)与厚度端(37d)相连，

第三线段(112)以及相对于转动方向向前地沿周向从厚度中心(37c)延伸的直线(106)在之间限定了向前倾斜角β，且

该向前倾斜角β满足以下关系：40°≤β≤60°。

8、如权利要求4-6中任一所述的流体泵(10)，还包括：

电机部分(13)，其转动叶轮(30)用于对从进口端口(200)抽吸入泵通道(202，203)内的流体进行加压，所述泵通道沿多个叶片沟槽(36)进行限定。

9、一种流体泵(10)，包括：

壳体部件(20，22)，其限定了泵通道(202，203)，

叶轮(30)，其可在壳体部件(20，22)中转动以对沿叶轮(30)转动方向的泵通道(202，203)中的流体进行加压，

其中所述叶轮(30)包括沿转动方向的多个间隔壁(34)，其中的相邻两个间隔壁(34)在之间限定了叶片沟槽(36)，

每个间隔壁(34)相对于转动方向在背侧具有背表面(37)，

背表面(37)的至少径向内侧相对于转动方向向后地沿径向向外倾斜，

背表面(37)具有通过第一线段(110)相连的径向内端(37a，121a，131a，141a，151a)和径向外端(37b，121b，131b，141b，151b)，

所述第一线段(110)以及沿叶轮(30)的半径(102)从径向内端(37a，121a，131a，141a，151a)沿径向向外延伸的第一直线(104)在之间限定了向后倾斜角α，

叶轮(30)相对于叶轮(30)的厚度方向具有厚度中心(37c)和两个厚度端(37d)，

背表面(37)相对于转动方向向前地从厚度中心(37c)朝向两个厚度端(37d)倾斜，

厚度中心(37c)和每一个厚度端(37d)通过第二线段(112)相连，

所述第二线段(112)以及相对于转动方向向前地沿周向从厚度中心(37c)延伸的第二直线(106)在之间限定了向前倾斜角β，以及

向后倾斜角α和向前倾斜角β满足以下关系：15°≤α≤30°；β≤60°；和1≤β/α≤4。

10、一种叶轮(30)，其可在流体泵(10)中转动，该流体泵(10)具有沿叶轮(30)转动方向延伸的泵通道(202，203)，所述叶轮(30)包括：

多个间隔壁(34)，其沿转动方向进行布置，且其中的相邻两个间隔壁(34)在之间限定了叶片沟槽(36)，

其中每个间隔壁(34)相对于转动方向在背侧具有背表面(37)，

背表面(37)的至少径向内侧相对于转动方向向后地沿径向向外倾斜，

背表面(37)具有通过第一线段(110)相连的径向内端(37a，121a，131a，141a，151a)和径向外端(37b，121b，131b，141b，151b)，该第一线段(110)相对于叶轮(30)的半径(102)限定了向后倾斜角α，该向后倾斜角α是锐角，

背表面(37)相对于转动方向向前地从叶轮(30)的厚度中心(37c)朝向叶轮(30)的两个厚度端(37d)倾斜，

厚度中心(37c)和每一个厚度端(37d)通过第二线段(112)相连，所述第二线段(112)相对于第一直线(106)限定了向前倾斜角β，该向前倾斜角β是锐角，所述第一直线(106)相切于叶轮(30)的外周边的外接圆，以及

向后倾斜角α和向前倾斜角β满足以下关系：15°≤α≤30°；β≤60°；和1≤β/α≤4。

11、一种流体泵(10)，其包括：

壳体部件(20，22)，其具有进口端口(200)和泵通道(202，203)；和

叶轮(30)，其可在壳体部件(20，22)中转动，所述叶轮(30)沿泵通道(202，203)具有多个叶片沟槽(36)，所述泵通道沿叶轮(30)转动方向延伸，每个叶片沟槽(36)由相对于转动方向在背侧上的背表面(37)限定，

其中背表面(37)的至少径向内侧相对于转动方向向后地向外倾斜，

背表面(37)具有通过第一线段(110)相连的径向内端(37a，121a，131a，141a，151a)和径向外端(37b，121b，131b，141b，151b)，该第一线段(110)相对于叶轮(30)的半径(102)限定了向后倾斜角α，该向后倾斜角α是锐角，

在进口端口(200)侧的背表面(37)相对于转动方向向前地、从叶轮(30)的厚度中心(37c)朝向进口端口(200)倾斜，

壳体部件(20，22)具有连通壁(21)，其限定了使得进口端口(200)与泵通道(202，203)相连通的连通通道(201)，

连通壁(21)具有通过倾斜直线(108)相连的进口侧端部(21a)和通道侧端部(21b)，所述倾斜直线从进口端口(200)朝向泵通道(202，203)逐渐升高，

倾斜直线(108)相对于第二线段(114)限定了角ε，其中第二线段(114)通过背表面(37)的进口侧端部(21a)从背表面(37)的厚度中心(37c)延伸至倾斜直线(108)，该角ε是直角和钝角之一，且

该角ε满足以下关系：90°≤ε≤130°。

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