TW468002B - Gear-wheel pump, in particular for a high-pressure fuel pump - Google Patents
Gear-wheel pump, in particular for a high-pressure fuel pump Download PDFInfo
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Description
Α7 —____Β7 ____ 五、發明說明(f ) [發明的詳細說明] [發明的背景] 本發明關於一種一種齒輪泵,具有一殻體、二個齒輪 、及至少一條槽,該齒輪設在該殼體中且互相嵌合,該槽 在該殼體中在齒輪栗的壓力側上形成。 這種泵特別是用於做高懕燃料泵用的前運送泵,其中 該燃料從該前運送栗以約6巴的壓力提供到該高壓燃料泵 。然後該高壓燃料泵產生一股壓力,該壓力可直逼1800巴 的量級’正如在所謂的共同軌(C〇mmon-Rail)噴入系統所使 用者。 此齒輪泵用與高壓燃料泵相同的轉速驅動,且在馬達 起動轉速時就己需要足夠的燃料量。因此,該齒輪須對殼 體留儘量小的間隙而運轉,而且二齒輪的圍封長度…亦即 一種角度範圍[在該齒輪泵的吸取端和壓力端之間的齒輪空 間(它被所要運送的燃料充滿)在此角度範圍內被該殼體密 封]要儘量大。但在最大馬達轉速時,該齒輪泵不能運送太 大的燃料量。如不使,昂貴的閥控制裝置以調節油量,則 一般在吸取端使用一個節流閥’它限制運送燃料的量。這 點導致在達到一定的運送量時,該齒中間空間不再完全充 滿燃料。 如困這種齒中間空間(該齒中間空間不完全充滿燃料) 在泵的壓力端從殼體出來開口到壓力室中,則有一種危險 :會在齒輪的齒牙的側翼上或殼體上造成局部真空的損害 。因此設有槽’它須能在該不完全充滿燃料的齒輪中間空 4 紙_後尺淳中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) "~~ -----------Γ' . 1 I (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·- 痤濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 468002 五、發明說明(>) 間中造成儘量連續性的壓力上升的走勢。在此該槽的作用 一如節流閥,這種節流閥可使燃料從 泵的壓力端泵的壓力端水控制地回流到該位於槽區域 中的齒輪中間空間。 這種習知的燃料泵的缺點在於:需要一條槽’延伸 過一較大的角度範圍,俾能即使在高轉速時也能防止局部 真空的損害。但因槽的角度延伸範圍大,使得殼體與齒輪 間的圍封角度變小,如此造成在較低轉速時較小的運送量 0 本發明的目的在於將上述種類的齒輪泵改革,使得即 使在低轉速時也能達到高運送量,而同時在高轉速時要能 避免局部真空的損害。 - [本發明的優點] 具有申請專利範圍第1項的特點的本發明的齒輪泵中 ,該槽構成一種前室,它利用較狹窄的縫隙與該壓力端連 接,該縫隙在該槽的底和齒輪的齒牙尖端之間的第一部段 中形成。在高轉速時,.該狹窄的縫隙配合該「過流橫截面 」(此「過流橫截面」係在槽的第二部段的區域中形成)導 致齒中間空間(它正好朝向該槽開口)的壓力連續上升。槽 總共延伸過一個較小的角度範圍,因此在齒輪和殻體間造 成很大的圍封角度,這點有利於在低轉速時的運送量。 本發明的有利的實施例見於申請專利範圍附屬項。 !;圖式的簡單說明] 本發明在以下配合圖式中的較佳實施例說明。圖式中: 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 裝 -°. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 8 0 0 2 A7 B7 五、發明說明(>) 第1圖係一齒輪泵配合一高壓燃料泵的示意剖面圖; 第2圖係依背景技術的齒輪泵的示意片段剖面圖; 第3圖係一個本發明齒輪泵對應於第2圖的示圖。 [圖號的說明] (5) 高壓燃料泵 (7) 泵元件 (10) 齒輪泵 (12) 驅動軸 (14)(16) 齒輪 (18) 殼體 (20) 齒輪的齒牙 (22) 槽 (24) 第一部段 (26) 第二部段 (28) 齒間空間 — — III — I III K:\. ---1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) --•—訂---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 [實施例的說明] 第1圖中示一個高壓燃料泵(5),它可利用一泵元件(7) 把燃料加壓到高達1800巴的度量級的高壓。燃料經由一齒 輪泵(10)送到該泵元件(7),該齒輪泵與該泵元件(7)用的一 個驅動軸(12)連接。 齒輪泵(10)有二個齒輪(14)(16)(見第2圖),它們互相 連接,且設在一殻體(18)。藉著沿箭頭方向轉動,該齒輪 (14)(16)將燃料(它在吸取側S供應)利用二個相鄰的齒輪的 齒牙(20)之間的中間空間送到壓力側D。 6 線, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 468002 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(+) 在第2圖中可見到一槽(22),它設在該殻體中,從該 壓力側開始。槽用於使在二個相鄰的齒輪的齒之間的中間 空間內壓力儘量均勻而受控制地上升[如果在該中間空間中 在從殼體出來處以及過渡到壓力端處的壓力比壓力端小’ 且不完全充滿燃料的話]。如果它在此狀況中壓力突然升高 ,則燃料中蒸氣泡在齒間空間中被壓垮,且會在殻體上及 在齒輪的齒牙的側翼上造成局部真空的損害。特別是對局 部真空敏感的材料受害尤甚。.在第2圖中顥示的槽(22)的 習知設計中’在齒間空間中的壓力補償在高轉速時很快達 成,因此產生一種壓力波,它一方面造成厲害的壓力波動 ’另一方面使得該局部真空氣泡在齒間空間中隨著高速度 而崩培。 第3圖中顯示本發明的槽(22)的設計。此處,槽由一 第一部段(24)及一第二部段(26)構成,第一部段延伸過一角 度範圍α,第二部段延伸過一角度範圍$,其中該角度範 圍α比Θ小得多。在角度範圍α中,齒輪的齒牙尖端和槽 (22)的底之間的距離s比較小,例如在〇.2min的度量級, 而在第二部段中,齒輪的齒牙尖端和槽(22)的底之間的距 離t則大得多’例如在〇.7mm的度量級。在第一部段中, 槽(22)的底大約和齒輪(η)的轉軸成同心延伸,而在第二部 段中,槽(22)的底大約呈拋物線形從第一部毀開始延伸出 來。在第二部段中,槽的輪廓選設成使它在其背向第一部 段的末端大約沿徑向過渡到殼體的一區域中,此區域緊貼 著齒輪的齒牙尖端。在圖示實施例中,該角度範圍^^約y 7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕 -^^裝·- 訂: -線. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公« ) 468002
五、發明說明(p) ,而角度範圍^約36。。此角度範圍配合齒輪齒牙互相間 隔的距離設定,使得槽(22)總共延伸過的角度範圍略大於 二個齒牙的角度間隔。由此造成—較大的圍封角度9",因 此這是一個很大的角度範圍[在此範圍中’吸取端與壓力端 之間的齒間空間被殼體蓋住]。由於在低轉速時的過流損失 很小,故運送量大’因此這種大的圍封角度7很有利。 當超過一齒間空間從圍封區域出來經殼體進入壓力端 的區域時,這種槽(22)的特殊設計在該齒間空間的區域中 造成連續式的壓力上升。因此’在壓力開始上升時’如果 該齒輪(14)位於第3圖中所示位置[在此位置時,有一個位 在所見的齒間空間(28)前方的齒輪齒牙(20)進入槽(22)的第 二部段中],則在殼體和相關的齒輪齒牙間造成一個較狹窄 的縫隙,因此燃料由一具有較高壓力的區域較慢地流入該 齒間空間(28)中。如此.流向係延徑向伸’故保從齒輪側翼 朝齒輪底方向流動β這點係利用在此區域中槽的走勢而確 保。.隨著燃料過流到所要充滿的齒間空間中’在前面的齒 .間空間中的壓力下降:這種作用再受到其第一部段(24)中 齒尖端和槽底間的狹窄縫隙所抵消。如果該齒輪再沿箭頭 方向轉動,則槽(22)的第一部段(24)與和此部段對立的齒牙 尖端之間的液流橫截面變大’且隨後的齒輪齒牙與槽(22) 的末端之間的液流橫截面亦變大。這點使得在齒間空間中 在流出當到壓力端前壓力完全抵消。依此方式’在齒輪齒 牙上及在齒輪泵的殻體上的局部真空損害的情事可以避免 〇
S 紙張尺度顧巾㈣緖準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Γ'、裝 -io* . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 468002 A7 ___B7_ 五、發明說明(&) 當然,對第二齒輪(16)也可設上述的槽(22)以防止局部 真空的損害。 槽(22)的橫截面適用以下式子: 1/(Ν · Z) ^ Tf
Tf = Vd/Vp -
An = Vp /w 其中:
Tf =經該槽充注一齒間空間的充注時間 N=齒輪轉速 Z=齒輪的齒數
Vd=在齒間空間中的緩衝體積 VP=流經槽到齒間空間的燃料體積流 w =槽中流速
An =在槽中的有效流過橫截面積 -----------rj裝----!訂---------線L (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- Α8 BS C8 D8 46 8〇〇2 六、申請專利範園 1. 一種齒輪泵,具有一殼體(18)、二個齒輪(14)(16)、 及至少一條槽(22),該齒輪設在該殼體中且互相嵌合,該 槽在該殼體中在齒輪泵的壓力側上形成,其特徵在於: 該槽有一第一部段(24),它從該壓力側起延伸’且在 該部段中該槽(22)的底距齒輪的齒(20)的尖端隔一段小小的 距離,並有一第二部段’接到該第一部段,且在該第二部 段中,該槽(22)的底距齒輪的齒(20)的尖端隔最大的距離’ 此最大距離比第一部段中的距離大,其中第一部段延伸過 一段比第二部段小的角度範圍U),且該槽總共延伸過一 角度範圍(α ,/3),此角度範圍略大於二個齒輪(20)間的角 度間隔。 2. 如申請專利範圍第1項的齒輪泵,其中: 該槽(22 )的第一部段的輪廓的走勢造成一種恒定的橫 截面。 3. 如申請專利範圍第.1或第2項的齒輪泵,其中: 該槽(22)的第二部段的橫截面的輪廓的走勢造成一種 遞減的橫截面。 4. 如申請專利範圍第3項的齒輪泵,其中: 該槽(22)的第二部段的橫截面的輪廓具一種拋物線 形的走勢。 5. 如申請專利範圍第4項的齒輪泵,其中: 該第二部段(26)在背向第一部段(24)的那一側上的輪廓 相對於相關齒輪的轉軸大致沿徑向延伸。 6. 如申請專利範圍第1或第2項的齒輪泵,其中: 本紙浪尺度逋用中國國家襟準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 織 經濟部智€-財產局員工消资合作社印製 468002 A8 B8 C8 D8 , 六、申請專利範圍 該齒輪泵和一高壓燃料泵(5)配合1且齒牙尖端與槽底 之間的距離⑴在第二部段中大約等於有效液流橫截面在槽 中依齒輪高度分佈,而在第一部段中在齒輪(14)(16)的齒牙 尖端與槽(22)的底之間距離⑷大約等於在第一部段中的距 離的三分之一。 7. 如申請專利範圍第6項的齒輪泵,其中: 在第二部段中齒牙尖端與槽底之間的距離⑴大約等於 0.7mm 0 8. 如申請專利範圍第6項的齒輪泵’其中: 在第一部段中齒輪(14)(16)的齒牙尖端與槽(22)的底之 間的距離(s)大約等於0.2mm。 9. 如申請專利範圍第6項的齒輪泵,其中: 該槽(22)的第一部段(24)延伸過大約5°的角度範圍1 而第二部段延伸過大約36°的角度範圍。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本育) '裝. 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐)
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