TWI274811B - Fuel pump - Google Patents

Description

1274811 九、發明說明： 【舍明所屬之技術領域】 料样於使旋轉體之渴輪（―1㈣旋轉而自燃 • :泵，更詳細而言，係關於可提高燃料 【先前技則 ㈣蒸氣等氣體的燃料果。 公報=:之燃料泵係揭示於曰本特開平㈣_號 並在該泵流料聚’係沿著渦輪的周圍形成果流路’ 婵料二:二、1用渦輪的旋轉進行燃料加壓。該先前之 燃科泵的構成，係在較 方向側，例ml 長度更往渦輪的旋轉 ήV触 的終端’具備徑d為0.2mdg 〇 9mm 策流路之燃料歷力較低的狀態「亦即， 氣^屮％ ’使条氣迅速由氣體排出口排出，此外，在該 時"可閉:構，當泵流路的燃嶋超過預定廢 時吐出使產生於果流路内的蒸氣與燃料同 第2 1 :日本特開平Μ18059號公報，特別是 、右攔弟28行至第3頁左攔第20行 【發明内容】 (發明所欲解決之問題） $别的燃料泵在泵流路的燃料壓力超過預定壓力 夂：維持氣體排出口敞開的狀態’因此無；料 :氧體排出口中排出，而產生燃料吐出量減少的問題= 泵流路的燃·力超過預定壓而產生的蒸氣，因氣體 317703 6 1274811 排出口已被間機構封住之故， W擎側，而形成喷射哭r . …轧0 /、燃科同時被吐出至 本發明㈣解、Λ ⑽)之燃料嘴射量的誤差原因。 ' 乃係局知決上述問題而研創，i曰ΑΑ ★ 燃料泵，可防止 所J 〃目的在獲得一種 .氣吐出至引==燃料吐出量的減少，以及蒸 ㈣解_之手:料吸入能力。 本喬明之燃料泵在旋轉體周圍具有由入口 端部形成的泵流路，#由、 i至終 ，人口部的燃料吸入口吸取c“疋轉’由連通上述 燃料之加屢，其特徵為^人x述泵流路中進行該 =空，W與上述= :==成蒸氣排出D，而於上述空氣排出口 Ύ °又有用以防止燃料自含玄办与4非L· 機構，另外，在上、f〜° 出口排出的空氣排出閥 蒸氣排出口之空氣==口中，設有用以防止吸入該 路中加屢時，可使上^闕機構’當燃料在上述泵流 閉闕狀態，且使上述；：：：出闕機構由開闕狀態變換成 閥狀態。 …排出閥機構由閉閥狀態變換成開 (發明之效果） 根據本發明之錄料令 的下流路形成空氣排出係在包含f流路之終端部 到其終端部的長栗流路設 Z將由栗流路之入口部直 構維持閉閥狀態直到燁料…11路，並使蒸氣排出闕機 料田, ㈣H流路中加壓為止，因此可右 效利用自入°部延伸至终端部之長栗流路，以進行燃:； 317703 7 1274811 吸取，增加燃料吸入口之負$，並提高燃料吸入 【實施方式】 . 實施例1 . 第1圖係顯不本發明之燃料泵之實施例1的刊視固 第2圖係、沿著帛i圖之線“而形《的剖視圖，顯示;施 例1之外殼蓋（casingCover)。第3圖係沿著第2圖中之線 B-B :形成的剖視圖，係顯示實施例1中之空氣排出口部 刀0第4圖係沿著第2圖之線c_c而形成的剖面圖，顯示 •實施中之蒸氣排出口部分。此外，第5至7圖為轉性 圖，弟5圖係爲了進一步明確表示該實施例i之效果，而 f比較例-倂顯示測定燃料吸入能力的結果，帛6圖以及 第7圖頒示使用喷嘴形文丘里卜⑶加⑴流量計之流量計算 f的試算結果，第6圖顯示空氣排出口之孔徑及空氣通過 %的壓力損失，第7圖則顯示空氣排出口的孔徑及燃料的 排出流量。 | 在第1圖中，燃料泵1〇例如係使用在車輛等之燃料 供給系統。具體而言，燃料泵1〇係被收容在未圖示之車輛 勺九、:料才曰内’而將由該燃料槽吸入之燃料供給給引擎Ε。 忒燃料泵10係由泵部2〇與驅動該泵部2〇之馬達部3〇構 成、馬達部30係構成對應泵部2()之電磁驅動部。馬達部 3〇為附帶電刷的直流馬達，在圓筒狀的外殼（h〇USing)ll 内將未圖示之永久磁石配置成環狀，在該永久磁石之内周 側形成將轉子32配置成同心圓狀的構造。另一方面，泵部 2〇係由外殼主體2丨；外殼蓋22以及旋轉體之渦輪24等所 8 317703 !274811 構成。此外，由於泵部20為本發明之重要部分，因此以下 針對該泵部2 0進行詳細說明。 ' 础述之外忒主體21以及外殼蓋22係利用鉛的壓鑄成 •形形成，且由上述外殼主體21及外殼蓋22構成一個外殼 構件200，渴輪以可自由旋轉方式收容在該外殼構件⑽ 的内部。外忒主體21係被押入固定在箱體u之一方端部 的内側。以覆蓋該外殼主體21之方式，使外殼蓋22面向 外殼主體21，並利用斜p接等將外殼蓋22固定在箱體“的 端。於外殼主體21的中心嵌裝有軸承25，另外將推力 (細叫軸承26押入固定在外殼蓋22的中心。電樞32之 旋轉轴（越)35的-方的端部係利用轴承^以可 轉=方式支撐在徑向，此外，旋轉軸35之推力方向的負載 糸利用推力軸承26來支撐。此外，旋轉軸％的另— ^部係利用轴承27以可自由旋轉之方式支撑在徑向。 =殼蓋22形成有燃料吸入口 4〇，並藉由於周 / “片之渦輪2 4的旋轉，使燃料槽内之辨 入濾、片ΗΠ與吸人管1G2，再由燃料吸人口的吸入=吸 41的過程係如一般所熟知。該果流路、#机路 外圍，在外殼主體21與外殼蓋22之間开者涡輪Μ的 此外，被吸人㈣路41之燃料 ^ 5 C予狀。 做區別而未標示號碼。以下皆同)，係 進订加堡’而被麼送至馬達部3〇的燃料网、、才疋轉 樣如一般所熟知。 ’、、、"至的過程，同 接著說料殼蓋22之詳細 在弟2圖中，係在 317703 9 1274811 與外殼主體21(參照第！圖)相對的面 溝”。利用該燃料溝23形成有溝通路5〇有=狀=料 :體21中，形成有與溝通路 卜:在 該等溝通路50，心於外殼構件 f通路，利用 溝通路％係由··與燃料吸入口 4〇連：：形成杲流路4〗。 人口部51通路寬度逐漸變窄、且通路深二口/'51;由該 部仏以及由該導入料部52朝溝路通衣=淺之導入通路 形成之加壓通路部53所構成。此外，在第部54 "虎N表示旋轉體之渦輪“的旋轉方 ：箭 口部”沿著該旋轉方㈣ ：通路50係由入 54。 /成，並延伸至終端部 於溝通路50形成有空氣排屮 12〇。該等空氣排出σ 11G與蒸 以及蒸氣排出口 殼蓋22，而連通於n二二；、口 12係分別貫通外 逆1於栗机路41與燃料泵 來昭 外的燃料槽内。空氣排出口 …，、、弟1圖） 部54。蒸氣排出口 12〇# ^成於溝通路5〇之終端 W之間，在較空氣排出成於入口部51與空氣排出口 隹孕乂工轧排出口 11〇更靠近與 之反旋轉侧以預定距離隔開的位置目反 有在果開始啟動時可將存在於泵流路4；^^口 W具 ，第1圖)内部的空氣排出至燃料槽的功能二 洛氣排出口 120則具有將白人 卜 【氣的蒸氣的氣泡(”稱二蒸料 接著，說明上述排出〇 _ 非出口 110、12〇°在第3圖中，在空 10 317703 1274811 氣排出口 110的出口側， y, 士丄 尸弟3圖的空氣排出口 110的下 ιη . „ . 17,隹外Λ又盍22之閥座構件112，·閥構件 113，以及彈黃〗14所姐^丄 ,φ 11? y9,L ^ v 二氣排出閥機構1 1 1。閥座構 件112例如係以樹脂成形 丹 之—孔m ^:成开”中央部雖形成有構成空氣通路 之貝牙孔115，但該貫穿孔115的孔护 — 氣排出π 110的孔徑 ：” 口又疋成大於王 # 另方面，於閥構件113以及外殼 盍22，分別設有彈箬座〗 .^ … 〗6a 116b，設定成閥構件11：3不 會座入閥座構件+ 之自由長度的彈簧114，係被嵌裝在 兩淨黃座116a，116b。 在第圖中在療氣排出口〗2〇的出口侧，亦即在 4圖的蒸氣排出口 1 $ 〇的下柄两恶 2ϋ的下側配置有由形成於外殼蓋22的 閥座122 ;閥構件123 ;彈赞按塵構件124以及彈善⑵ 所構成的蒸氣排出閥機才冓121。彈簧按壓構件124例如係 由樹脂所形成’在中央部形成有做為蒸氣通路之貫穿孔 以，但該貫穿孔126的孔徑係設成大於蒸氣排出口⑽ 的孔徑。另一方面，在彈簧按壓構件124以及閥構件123 中，分別設有彈簧座127a、127b，朝使閥構件123座入閥 f 122的方向彈壓閥構件123的彈簧125，係嵌裝於 黃座 127a、127b。 乂上係以上述構成為基礎，接著說明燃料泵1 〇的 ，作。如第1圖所示，由未圖示的電源，經由埋設於連接 态45的終端46 ;未圖示的電刷及配設於以可自由旋轉之 方式收容在馬達部30内的電樞32的上部的整流子34，將 ""& 、、、s ^繞在電柩32之鐵心32a外圍的線圈（未標示 317703 11 '1274811 號碼），藉此可使電樞3 2產 a 而渴輪24賴著該旋=轉，並使旋轉軸％旋轉， 渦輪24產生轉動後，存在=產生轉動。 由渦輪24之各翼片接 旦一路41内部的空氣會 部升壓。此外，此時由卜匕/，並在該系流路41的内 . 二乳排出閥機構111 (袁昭第3 圖）係處於開閥狀態，亦 # 1…弟3 處於開放狀態，而基氣排出；^排出口 110係面向燃料槽 於閉閥狀態，亦㈣構121(參照第4圖）處 狀態，故升壓的*氣僅“ 係面向燃料槽處於閉鎖 排出。藉由排出該升壓μ ^ 110(筝知弟2圖） 壓，連接燃料吸入口 4。：=:入口 4。附近產生負 泵流路4卜如此一來 ^ 102内部的空氣亦被引入 呢而由燃料吸入口 燃料_會通過吸入管 渦輪24之各翼片接收運：^，並與前述相同，由 ^m^ ^ b里而在泵流路41内部升壓。 田…、枓在泵、抓路41内部開始升壓後， ^ 排出閥機構111係由開門 回勺工軋 图〜 f由開閥狀恶變換成閉閥狀態，另外第4 :體闕機構121則由閉闕狀態變換成崎 盘•料：比；風排出閥機構111的閥構件113係利用空氣 座载增加’對抗彈菁114的收縮力，而 於閥座構件112並閉塞貫穿孔115，另外， 閥機構121的閥構件123 # …、牙；_出 門門广”，」稱件123係對抗免黃⑵的彈塵力，而 二坐22使蒸氣排出口 12〇開口。藉由封閉 〇,可抑制更多的燃料由該空氣排出口⑽ 猎由使蒸氣排出口⑽開口，可㈣_力高的^卜所 317703 12 1274811 產生的療氣排出至燃料槽。 料，在屋送至第工’ ^路41内升屬的燃 .周圍，由燃料吐出口43朝^^31，即通過電框32 所示，在瓣料吐巾n h 吐出。此外，如第1圖 壓力，即可維持良 ^ ^ Π4 構111變換成閉門壯At 壬4閥狀悲之空氣排出閥機 ⑵變換成、:閥：=;::^^^ 料加壓時，可持續封閉 I先在包含栗低旋轉時之燃 故不會使燃料吐出量減少：口 ：0 ’防止燃料流出， 蒸氣排出口叫呆持開：狀接：止狀態，可使 果。此外，除上述效果外二、4燃料喷射量的效 排出口 120伟维括^ 則述之燃料升堡為正因蒸氣 低，此外對於女0 ^免燃科吸入口 40之負壓降 而'由於 外殼構件200内圍-周的泵流路41 而5，由於可將燃料吸入口 4〇至 峪41 近整個通路，做為較長的加壓流路來口二為止之將 吸入口 的負厂堅。藉由該負_/高^ = 2燃料 :㈣之性能的標準的燃料吸取高度(由提升燃 料液面至燃料吸入口 40為止的尺寸h)’^可1之燃 _槽’㈣是配置設計的自由度。 包含 在只知例1中，為石雀認燃料吸取高度，亦即為確認已 317703 13 1274811 提冋燃料吸入能力，而根據第5圖（a)與比較例 “ 測定結果。A笙c j 倂說明 果、在弟5圖（a)中，係以橫軸代表燃料吸 • Sec) ’以縱軸代表燃料吸取高度（mm)，而顯 ： 例1之燃料吸取特性F1以及比較例之燃料吸取特性2 此外，在比較例的型態中，係經常維持空氣排出σ ，封閉，且經常維持蒸氣排出口 120之開放。亦即，^ 40而止於蒸氣排出卩120,而短於燃料吸入口 4Λ 到空氣排出π 11G為止之泵流路41的將近整個通路。時 上如然料吸取特性F1、F2，例如，假設燃料吸取時“ 相較於比較例’本實施例！具有約2倍的燃料吸取 局度。根據燃料吸取特性Η，由圖表之右下（亦即，時門 長但雨度低）愈朝左上（亦即，時間短但高度高），其辦料 吸=能力，亦即燃料吸取時間對燃料吸取高度的比會變得 更同。纟此得知，較諸於比較例1，纟實施命U具有較高 Ζ燃料吸人能力。在第5圖（b)巾’係以橫軸表示果流路 之加壓通路的長度，而以縱軸表示泵流路41内之泵室 内壓’以顯示本實施例1之泵室内壓力特性Η與比較例 之泵至内壓力特性Ρ2。箭頭Pa、Pb、Pc係分別顯示燃料 吸入口 4〇的位f、蒸氣排出σ 12Q⑽f 口 Ή的位置。在第5圖（b)的橫軸的位置，縱軸的泵室内 壓為大氣壓~，該泵室内壓的負屢會由橫軸朝下方逐漸 變大。燃料吸入口 40的位置pa的負屢’在本實施例i中， 為負壓Pnl ’而在比較例中，為負廢pn2，且負壓加係 317703 14 1274811 大於負壓Pn2。根據本實施例"然料吸入 係因在泵室内壓力特性ρι 本 之所以變咼： 壓流路的起始點，亦即 / 口差流路愈長，則該加 4 0的負麼會變得更大之:本貝知例1的情形，燃料吸入口 保加=如 的閉闕與基氣排出閥t二 中’空氣排出閥機構⑴ 、礼辨出閱機構121的開閥幾半县少门士 此外，最好在對^擎〇子疋在同知進行。 + Y J吐出之条氣不會影塑咱 _6+ σσ a说 料贺射量的程度，設定兩彈箬114、125 /、射盗之燃 氣排出闕機構⑴“Η^:125的彈簧常數，使空 延若干時間再進行交換成閉間狀態後，得以遲 使空氣排出口 110以芬W開間。此外，即 流路之泵产路4]承 4排出闕機構111位於形成加麈 崎路41更下流側的 44上流側的揪 路，、要疋位於逆止闕 用。但是，隨H ^ 何位置均可獲得相同作 間滞留Μ ΙΪ1之終端部54至空氣排出口之 且燃料吸取的時間亦合… 乱的奋積也隨之增大’ ㈣石 寸間亦會增加。該增加的需要與否，可視今 U核，燃料槽内的位置等，作適當判斷。 了視該 不淪將該空氣排出口 110設在任一位並 照第3圖）的大小必須是空氣通過 /、孔從d(參 產生之壓力h入 氣排出口110時所 轴表亍*貝失不會造成任何問題的大小。第6圖係以樺 、、工虱排出口 110的孔徑（mm)， 通過時之壓力損失⑽），以顯干，氣排^軸表不空氣 損失特性PL。招㈣〜』不工乳排出口 110之壓力 根據弟6圖，例如，當孔徑超過0.3mm時， 317703 15 1274811 空氣通過時的壓力損失約為0 (kpa)，故空氣排出口 ιι〇 的孔徑d最好在G.3mm以上。如此，泵開始啟動時將吸入 :空氣排出至燃料槽時阻力會變小，而得以縮短空氣排出 ，間，故可縮短開始對燃料泵供電至開始燃料升壓為止的 1亦p可縮短燃料吸取的時間。此外，空氣排出口 u〇 的形狀’係作成例如圓形’但未必限定於， 將孔徑d換曾為治玫；拉 ， /、要此夠 換开為抓路面積S之Sg0.07mm2,任何 但是，在此並未m氣排出σ 11G的孔徑d的上 ^但-般而言，係設在泵流路41剖面賴 =以下，然而顧及到萬一空氣排出間機構ln發生故障 而”、、法開閥之情況，在泵流路w ^ 料會由空氣排出…出，也時即使燃 俾亦即，必須設定空氣排出口11G的孔徑d， 料ΐ:=Γη°所排出之燃料排出流量，不會超過姆 排出乂: 出量。在第7圖中，係以橫軸表示空氣 而以縱軸表示燃料的排出流: 第7圖，：頌不空亂排出口 110的燃料排出特㈣。根據 Θ，列如，在燃料泵本來的燃料吐出f A 8n f 時’空氣排出口 n。的孔徑d4l:(二“ (h) 出口 no排出的燃料的排出量為8"广，由空氣排 吐出之燃料吐出量幾乎是〇,但將:=， 設定在w(mn〇以下時，由排出口 110的孔經 的排出流量則低於8。叫而;=:排出之燃料 奸μ維持對引擎之最小限 317703 16 1274811 度的燃料供給。 實施例j 分的==係轉明之燃料栗之實施例2之空氣排出口部 刀的剖面圖。該笫s闰 .實施例！之空氣排出2子實施例2,顯示相當於顯示 降了，、卜出口。P刀之第3圖的剖視圖。實施例2, ':上排出口 n〇附加吸氣防止閥機構130之外，實 .二13=貫施例1(第3圖）相同，故以該吸氣防止闕機 構130為主來進行說明。 味 在第8圖中，扁处今从， 在第8圖中的空的出口側，亦即 閥構件m之二 構111的下侧配設有由固定於 氣防正門播&孔防止閱座構件131及具有傘形形狀之吸 止閥座槿杜132所構成的吸氣防止闕機構130。吸氣防 入並固ΓΓ例如細樹脂成形，其中央部形成有：插 空氣排防止閥構件132之閥構件支撐孔133;形成 132之門二f通路部134 ;以及執行與吸氣防止閥構件 構W以橡膠等彈性體成形，具另有：=/密二= 二^封功能的伞部136;插入間構件支二= ⑶。7 ’以及避免由闕構件支撐孔133脫落之防止脫落部 件切孔ΖΓΓ將防止㈣部】38貫穿固定於闕構 通路部m。此外，吸氣防止 乂封閉 件112-體成形。 構件⑶，亦可與閥座構 接著說明動作。泵開始作動時，因空氣排出闕機構ui 317703 17 1274811 開闕故泵机路41内的空氣，會由& _ $ 氣防止閥機構130。該空氣排 利達吸 .136’結果，與實施例！相同，空氣合易推開傘部 燃料槽。因此，吸氣防止閥機^ 2部134排出至 • 叫蚀1構13 0不會阻槪办# u、 機構111所具有之空氣排出功能。 二軋排出閥 …另一方面’泵停止作動時，吸入管叫參昭第 尚度，與泵開始啟動時相反，介 Α … 勺 流向泵流路41。因此，在未且由空氣排出口 m 施例…由第3圖可清楚得r隨：:=之實 闕機構111開閥，因此空氣會通過貫穿孔115、空m出 ?。而流向果流路41’且隨著空氣之流動，吸入= 内邛的燃料會落下至燃料液面 時，燃料泵U)必須再度由_“田泵再度開始啟動 燃料吸入口 4。，造侧升=内的燃料液面將燃料吸到 間而延緩。科升堡勢必會因為燃料吸取所需時 在本實施例2中，因吸氣防止闕 fw在料止作動後，空氣也不會/空住= H)流入㈣路41’故栗流路41與吸入管】一 件以維持充滿燃料的狀離。亦 ^丨„人 4 136而流動，但是，由 月下¥雖冒推開傘部 由下在上知由於密封部135係被傘部 6所封住’故空氣不會流通於其中。藉由追加該 間機構130，即可滿足在實施例1所述之效果，同時在 317703 18 1274811 泵重新啟動時，可立即開始燃 啟動性。 开二，而可望提升引擎 (產業上之可利用性） 本發明之燃料泵可利用 統。 早寻車輛的燃料供給系 【圖式間單說明】 第1圖係顯示本I务明之燃料泵 第2圖係沿著第1 Λ 6 Λ例1的剖視圖。 第3圖係沿:ί2=、Γ形成的剖視圖。 第4圖係沿著第 線所形成的剖視圖。 第5圖（a)及（b ^線所形成的剖視圖。 燃料吸广能力之結果的特性圖。、“"與比較例之 第6圖係顯示空氣排出口的 盥介 損失的特性圖。 工一二軋通過蛉的壓力 特性=圖係顯示以排出口的孔徑與燃料的排出流量的 第8圖係本發明之燁料 分的剖視圖。 ‘、，、料％域2之^排出口部 【主要元件符號說明】 10 燃料泵 11 箱體 20 泵部 21 外殼主 22 外殼蓋 317703 19 燃料溝 渴輪 轴承 推力軸承 軸承 馬達部 燃料室 電樞 鐵心 整流子 旋轉軸 燃料吸入口 泵流路 燃料吐出口 逆止閥 連接器 終端 溝通路 入口部 導入通路部 加壓通路部 終端部 燃料 吸入濾片 吸入管 空氣排出口 空氣排出閥機構 閥座構件 20 317703 1274811

113,123 閥構件 114,125 彈簧 115,126 貫穿孔 116a，116b，127a，127b 彈簧座 120 蒸氣排出口 121 蒸氣排出閥機構 122 閥座 124 彈簧按壓構件 130 吸氣防止閥機構 131 吸氣防止閥座構件 132 吸氣防止閥構件 133 閥構件支撐孔 134 通路部 135 密封部 136 傘部 137 軸部 138 防止脫落部 d 孔徑 E 引擎 F1，F2 燃料吸取特性 FE 燃料排出特性 h 尺寸 P1，P2 泵室内壓力特性 PL 壓力損失特性 Pnl，Pn2 負壓 21 317703

Claims (1)

1274811 十、申請專利範圍·· 】.：種燃料粟，係在旋轉體周圍具有由入口部直至終端 ㈣成的粟流路，藉由上述旋轉體 通： 的燃料吸入口吸取燃料，而在上述果流路中 對该燃料進行加愿者，其特徵為： 出口在包含上述果流路之終端部的下流路形成空氣排 流㈣亥空氣排出口與上述入口部之間的上述栗 以防L _排出口’而於上述空氣排出口係設置用 另:止::料自該空氣排出口排出的空氣排出闕機構， 排出口之i述=排出口係設置用以防止吸入該蒸氣 “之二軋的瘵氣排出閥機構， 當燃料在上述泵流路中加壓時，可使* 2· 1::: Γ㈣變換成閉閥狀態，且使上述:氣排 間械構由閉閥狀態變換成開閥狀態。 如申請專利範圍第！項之燃料果，A中上 3· 4· 路的終端部形成上述空氣排出口。 '机 ^申請專利範圍第」項之燃料泵，其中，係在 Γ路之終端部的下流測的燃料泵路形成上述空氣Γ出 利範圍第1項之燃料栗，其中，上述空氣排 排出=開閥狀態變換成閉閥狀態，以及上述基氣 進閥狀態變物 如申請專利範圍第1項之燃料，其中，其構成方式 317703 22 i2748ll 係使上述蒸氣排出 換，較上述空氣排=Η =由閉閥狀態到開閥狀態的變 變換略為延遲。 閥機構由開閥狀態到閉閥狀態的 如申請專利範圍第】 出口的流路面積3為似=心，上述空氣排

利範圍第1項之燃料泵，其中，於上述空氣 =機構附設吸氣防止閥機構俾在上述空氣排出闕 舞為開閥狀態時，防止空氣進入上述空氣排出口。

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