TWI254100B - Electrical pump based on carburet with a type of membrane for automatic vehicle - Google Patents

Description

1254100 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種自動交通工具之隔膜式電動燃油 泵。特別是，此泵即使用於兩輪交通工具之引擎，仍然不 會限制其效用。 【先前技術】

爲了減少燃油消耗及排氣污染兩輪交通工具之引擎’ 有人使用一種在排氣口關閉情形下，於汽缸內直接 射燃 料的系統。此 射類型需要一具有適於引擎在大約8巴壓 強下運作的供給量的燃油泵。此種用於汽車，諸如傑洛特 泵、渦輪泵、環形側管用泵的傳統泵的效率不克用來滿足 這些交通工具。特別是，其構想要求電動馬達具有浸沒於 燃料的功能，這會影響其效率及性能。

本案申請人之法國專利文獻FR-2 814 779揭露一種可 局部解決這些問題的隔膜式電動燃油泵。泵之隔膜直接連 接於一活塞，此活塞之軸向往復運動可造成一位於隔膜另 一側的作動室內的減壓或壓縮。泵藉一驅動機構傳輸馬達 之旋轉軸向驅動，此泵之軸平行於馬達軸。此構想可將泵 裝入一適於變換以及隔離驅動機構與引擎之液壓部之管形 外殻內，俾增進其效率。然而，此泵有諸多不便。由於泵 與馬達軸平行，故驅動機構的軸垂直於後者，並承受使運 動中零件加速磨損的軸向應力。又，此極力建議之隔膜之 使用壽命有限。 茲參考後文所附非用來限制之圖面’說明本發明其它 一 6 一 1254100 優點及實施形態。 【發明內容】 本發明目的在於抑制這些不便，提供一種更耐磨損， 構想簡單，並且體積小而高效率的燃油泵。 因此’本發明目的係有關於一種自動交通工具之隔膜 式電動燃油泵，其包括： 一電動馬達組； 一導體，於其內安裝一活塞；

一驅動機構’其用來將馬達的旋轉運動變換成活塞的 軸向往復運動；以及 一液壓組’其包括一連接於油箱之吸液通道以及一連 接於交通工具馬達之噴射裝置之加壓供給通道，此二通道 藉對置安裝的止回閥與一作動室連通。

此泵尙包括至少一隔膜，其外周緣抵緊於導體與液壓 組之間，該至少一隔膜的中央部固定於此泵上，且活塞之 驅動機構包括管形偏心凸輪，其由電動馬達之軸透過一齒 輪傳動裝置驅動，齒輪傳動裝置及凸輪之軸平行於馬達軸 ，並且垂直於活塞之位移方向。因此，齒輪傳動裝置之軸 單獨承受軸向應力，這可增長其壽命。至少一隔膜之配置 亦可增進泵之使用壽命。 於一較佳實施形態中，齒輪傳動裝置包括至少一周轉 齒輪系，此周轉齒輪系包括一固定冠齒輪以及一用來旋轉 驅動凸輪之旋轉行星齒輪。所獲得益處特別適用於兩輪交 通工具之引擎。於另一較佳實施形態中，齒輪傳動裝置包 -7- 1254100

括至少一周轉齒輪系，此周轉齒輪系包括一固定行星齒輪 軸以及一用來旋轉驅動凸輪之旋轉冠齒輪。所獲得變換之 益處可用於四輪交通工具之引擎用泵，例如作爲柴油引擎 之高壓泵使用。然而，此二實施形態可不管使用情形如何 予以斟酌。這些形態的不同繫於電動馬達的旋轉速度，並 與用來重建具有使用上相容功用的隔膜的往復頻率的變換 有關。因此，二實施形態根據所用電動馬達的功能以及所 需往復頻率加以選擇。後者對泵之供給量，同樣地，對所 加壓力之脈衝、一（多數）隔膜之壽命、對空化作用之靈 敏度、吸液能力，…有影響。 另一方面，行星齒輪系的使用可限制驅動機構的體積 根據一實施形態，2至4個隔膜重疊並固定在液壓組與 導體之間。此至少一隔膜既適用於泵，又確保馬達組及驅 動機構的密封，俾燃油不會越過後者，從而增進效率。

於一獨特實施形態中，泵之圓筒形偏心凸輪與泵間有 一雙重接觸，俾在此泵繞圈旋轉時，驅動於導體內進行一 往程及一復程的活塞。活塞的運動非常規律並且嚴加控制 較佳地，滾針軸承配置於偏心凸輪與泵之間，俾減少凸輪 與泵間的摩擦，並減少零件的磨損。 於一變形例中，泵在吸液通道內包括一限制所加壓力 的限壓閥，其可在加壓時限制泵之驅動機構所施應力。 泵亦可包括一彈簧，其在吸液時壓縮，並在增壓時彈 ~ 8 - 1254100 伸’與凸輪協力使活塞位移。凸輪、驅動機構及馬達儘管 承受最重要的應力，卻在增壓時承受較小外力，這可增長 其壽命。 於一變形例中，電動馬達組、驅動機構之齒輪傳動裝 置以及導體之一部份裝在一密閉的管形外殼內，且含有泵 的導體的另一部份及凸輪裝在一由二殼體構成的相內’此 二殻體之一含有液壓組。所獲得的泵同樣提供極小體積。 【實施方式】

參考第1至第3圖，於第一實施形態中，電動燃油泵 10包括一電動馬達組12，其由交通工具透過導電體14所 進行的供電供給電力。於靠近導電體14側，一罩蓋1 6確 保馬達末端的絕緣。與罩蓋1 6 —體形成的導電體（圖略） 接觸馬達組的導電體1 4，並確保供電源與馬達間的電連接 。此配置可獲得較馬達組的外殻更佳的密封。

馬達組1 2及罩蓋1 6嵌入一管形外殼1 8內。繼馬達組 12之後’ 一導體20局部嵌入管形外殼ι8內。導體的嵌入 部份20a爲圓筒形。其裝配在外殻18內，支撐於一顯然呈 圓盤狀’固定在馬達12末端的馬達托架19上。導體的另 一部份2 0 b凸出外殼1 8外。此部份2 0 b呈平行六面體，包 含一截面呈矩形的長空腔20c，其軸21垂直於圓筒形部份 2 0 a的軸線。於此空腔2 0 c內部安裝一形狀與其互補，沿軸 21的方向滑動的活塞22。 凸出部份20b裝在一由二殼體24及26構成的箱內， 此二殼體2 4及2 6沿軸2 1封閉腔室之二端部。箱之一殼體 -9- 1254100 2 6含有泵之液壓組。此二殼體可例如卡止於導體的部份2 〇 b 的止動銷上，或藉其他裝置固定於其上。 馬達1 2之軸3 0旋轉驅動一小齒輪3 2，此小齒輪3 2於 其轉動時旋轉驅動一周轉齒輪系或行星齒輪系的行星齒輪 3 4。此行星齒輪3 4具有3個。其可旋轉安裝於一行星齒輪 軸3 6內。行星齒輪3 4在一內輪齒之固定冠齒輪3 8內部旋 轉。此冠齒輪與管形體的圓筒形部份2 0 a的內面連成一體

’俾冠齒輪38、行星齒輪34及行星齒輪軸36裝在此圓筒 形部份20a內。 行星齒輪軸承3 6與一軸4 0 —體旋轉，此軸4 0與馬達 之軸3 0同軸。此軸40旋轉驅動一圓筒形偏心凸輪42。於 導體之平行六面體部份2 0 b之二孔口內旋轉之軸4 0例如藉 支承元件70所支承之軸承44處於空腔20c兩側。

如第3圖淸楚圖示，凸輪42容納在一穿過活塞22的 橢圓形鑿空體46內。一諸如滾針套筒的滾針軸承48位在 凸輪與泵間的鑿空體內，俾凸輪表面與滾針軸承48的滾金十 接觸，且後者恆於鑿空體46的內壁上提供完全相反的雙m 接觸。 經由液壓組導送的活塞2 2之表面固定於一隔膜5 〇的 中央部，此隔膜50緊貼於導體之部份20b與箱之殼體26 之間。爲了增長泵的壽命，可重疊複數隔膜。較佳的是使 用2到4個隔膜。 液壓組具有一連接於交通工具的油箱的吸液通道5 2以 及一連接於交通工具的噴射裝置的加壓通道54。這些通道 -10- 1254100 經由二對置安裝的止回閥5 6、5 8與相對於隔膜5 0的中央 部形成於液壓組內面上的作動室6 0連通。這些止回閥5 6、 5 8藉復位彈簧抵緊於其個別閥座。即使是無復位彈簧的閥 或“鴉嘴”閥，仍可運作。另一限壓閥62位於吸液通道52 內，並藉一彈簧64抵緊於其閥座。此閥可限制導入作動室 6 〇的燃油量，且同樣地，限制加壓時的壓力。 閥62的空重與其使用有關。其對二衝程摩托車可調整以限 制於大約1 〇 -1 1巴，或對四衝程摩托車可限制於約4巴。 活塞22支持於一螺旋彈簧66上，其一端對向隔膜50 Φ 彈簧6的另一端支持於箱之殼體24底部。

殼體26與導體20之部份20b間的密封藉至少一隔膜50 確保，而殼體24與部份20b間的密封則藉一環形接頭68 確保。導體20與外殼18藉一位於圓筒形部份20a與外殻 內面間的環形接頭6 9確保。一環形接頭7 2確保馬達罩蓋1 6 與管形外殼內面間的密封。活塞22同樣完全密封，且此泵 可完全浸沒於交通工具的油箱內。 於此實施形態中，吸液通道5 2與加壓通道5 4沿一平 行於馬達軸的方向對置定向，這樣，即減小泵的體積。不 過，此定向可按照使用功能變更。此種泵特別適合用於摩 托車的馬達，儘管如此，卻不會受限。 一過濾元件7 8設在吸液通道5 2內以除去出現在燃油 以及有可能造成運作失靈的雜質，保護泵以及位於泵下游 的噴射裝置。 -11- 1254100 參考第4及5圖說明另一實施形態。其特別適合用於 四輪交通工具的馬達，不過，可用於其他用途。所圖示泵 之一般構造與剛剛所說明相同，且不同點基本上在於驅動 機構的齒輪傳動系統的構造。相同元件標以相同參考號碼 〇 齒輪傳動系統由一周轉齒輪系構成，此周轉齒輪系包 括一可旋轉之帶內輪齒冠齒輪74，並與凸輪42的旋轉軸40 一體旋轉。一固定行星齒輪軸76連結於位在馬達1 2 —端 的馬達托架。連接於馬達軸的小齒輪3 2旋轉驅動行星齒輪 8〇，此行星齒輪76之軸爲行星齒輪軸7所支承。帶輪齒冠 齒輪74、行星齒輪軸76以及行星齒輪80位在導體之部份 20a 內 ° 因爲有圖略之外部調節器，故除去限壓閥62。不過， 其可按泵之使用功能添置。儘管吸液通道52與加壓通道54 沿一垂直於馬達軸的方向對置定向，泵之體積卻仍然很小 。與第一實施形態相同的配置亦可實施。 現在說明泵1 〇之運轉循環。在馬達1 2通電時’其軸3 0 旋轉驅動小齒輪3 2。於第1至3圖所示實施形態中’小齒 輪3 2旋轉於帶輪齒之固定冠齒輪3 8內之行星齒輪8 0 ’俾 ί 了星齒輪藉其周轉旋轉驅動彳了星齒輪軸3 6 ’並因此旋轉驅 動凸輪42。於第4及5圖所示實施形態中，小齒輪3 2旋轉 於帶輪齒之固定冠齒輪內之行星齒輪80。行星齒輪軸76固 定，冠齒輪7 4及凸輪4 2均爲其周轉所驅動。此後’其運 作與文獻FR-2 814 779所說明相同，亦即，凸輪42於橢圓 1254100 形鑿空體46內的繞圏旋轉造成活塞沿背對隔膜的方向的往 程運動以及活塞朝向隔膜的復程運動。活塞與隔膜密切關 聯，其運動分別造成一作動室6 0內的減壓，這驅動後者內 部燃油的一次配量的吸液，以及作動室6 0內的壓 縮，這驅動其外部燃油的加壓。

根據所用引擎的使用及類型，可變化周轉齒輪系的齒 輪比以獲得所需供給量。因此，亦可變更作動室60的體積 及/或活塞的截面，並變更止回閥及/或限壓閥的調節。 【圖式之簡單說明】 第1圖係本發明一泵實施形態之爆炸圖； 第2圖係第1圖之泵之軸向截面圖； 第3圖係第2圖中A-A線之橫剖視圖； 第4圖係本發明另一泵實施形態之軸向截面個； 第5圖係第4圖中B - B線之橫剖視圖。 元件符號說明 10、22 泵 12 電動馬達組 14 導電體 16 罩蓋 18 外殼 19 馬達托架 20 導體 2 0a 圓筒形部份 20b 凸出部份

-1 3 - 1254100 20c 2 1 24、2 6 3 0 32 34、8 0 36 ^ 7 6 38 > 7 4 40 42 44 46 48 50 52 54 56、58 60 62 64 66 68 ' 69 ^ 72 70 空腔 空腔之軸 殼體 馬達1 2之軸 小齒輪 行星齒輪 行星齒輪軸 內輪齒 軸 偏心凸輪 軸承 鑿空體 滾針軸承 隔膜 吸液通道 加壓通道 止回閥 作動室 限壓閥 彈簧 螺旋彈簧 環形接頭 元件 接頭

一 1 4 一 73 1254100 78 過濾元件

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Claims (1)

1254100 拾、申請專利祐圍· 第9 3 1 072 6 0號「自動交通工具用之以碳化物爲主之隔膜式 電動泵」專利案 （2 0 0 5年6月修正） 1 . 一種自動交通工具之隔膜式電動燃油泵（1 〇 )，包括： 一電動馬達組（1 2 ); 一導體（20)，於其內安裝一活塞（22);

一驅動機構，其用來將馬達的旋轉運動變換成活塞 的軸向往復運動；以及 一液壓組，其包括一連接於油箱之吸液通道（5 2 ) 以及一連接於交通工具馬達之噴射裝置之加壓通道（54) ，此二通道（52、54)藉對置安裝的止回閥（56、58) 與一作動室（60)連通；

此泵尙包括至少一隔膜（5 0 )，其外周緣抵緊於導 體（20 )與液壓組之間，該至少一隔膜（50 )的中央部 固定於此活塞（22 )上，且活塞（22 )的驅動機構包括 一圓筒形偏心凸輪（42 )，其由電動馬達之軸（30 )透 過一齒輪傳動裝置驅動，此齒輪傳動裝置包括至少一齒 輪傳動裝置（32、34、36、38; 32、74、76、80)，齒 輪傳動裝置及凸輪之軸平行於馬達軸（3 〇 )，並且垂直 於活塞（22)之位移方向。 2 ·如申請專利範圍第1項之燃油泵，其中該至少一周轉齒 輪系包括一固定冠齒輪（3 8 )以及一用來旋轉驅動凸輪 (42 )之旋轉行星齒輪（36 )。 3 ·如申請專利範圍第1項之燃油泵，其中該至少一周轉齒 一 1 - 1254100 輪系包括一固定行星齒輪軸（7 6 )以及一用來旋轉驅動 凸輪（42 )之旋轉冠齒輪（74 )。 4 ·如申請專利範圍第1至3項中任一項之燃油泵，其中2 至4個重疊的隔膜（5 0 )固定於液壓組與導體之間。 5 ·如申請專利範圍第1至 3項中任一項之燃油泵，其中圓 筒形偏心凸輪（42 )與活塞（22 )間有一雙重接觸，俾 在此泵繞圈旋轉時，驅動於導體（20 )內進行一往程及 一復程的活塞（22 )。

6.如申請專利範圍第4項之燃油泵，其中圓筒形偏心凸輪 (42 )與活塞（22 )間有一雙重接觸，俾在此泵繞圏旋 轉時，驅動於導體（20 )內進行一往程及一復程的活塞 (22 )。 7·如申請專利範圍第 5項之燃油泵，其中一滾針軸承（48 ) 配置在凸輪（4 2 )與活塞（2 2 )之間。 8 ·如申請專利範圍第1至 3項中任一項之燃油泵，其中於 吸液通道（52 )內包括一可限制所加壓力的限壓閥（62 )

9.如申請專利範圍第1至 3項中任一項之燃油泵，其中包 括一彈簧（66 )，其在吸液時爲活塞（22 )所壓縮，並 在加壓時彈伸，與凸輪（4 2 )協力使活塞（2 2 )位移。 1 0 ♦如申請專利範圍第1至 3項中任一項之燃油栗，其中電 動馬達組（12)、驅動裝置之齒輪傳動裝置（32、34、36 、38; 32、74、76、80)及導體（20)之一部份（20a) 裝在管形外殻（18)內，且包括活塞（22)之導體（20) - 2 - 1254100 之另一部份（20b )及凸輪（42 )裝在一由二殼體（24、 26 )形成的密閉箱內，殼體之一（26 )含有液壓組。