CN1114033C - 借助于设置在壳体中的燃料输送单元输送燃料的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种借助于在燃料箱中设置在壳体中的燃料输送单元输送燃料的装置。该装置具有一燃料泵，包括一排气阀和一设在壳体底部的抽吸盖。燃料泵本身由一带环形通道的叶轮壳体和其中设置的叶轮组成，该叶轮经电机传动。为了改善燃料输送时的起动性能，燃料输送单元在其抽吸盖中具有一排气阀，该阀经排气孔与叶轮壳体的环形通道相连。
Description
技术领域
本发明涉及借助于设置在壳体中的燃料输送单元输送燃料的装置。
背景技术
由文献DE 354 0260 A1公开的这种装置具有一设置在壳体中的燃料输送单元。这种输送单元一般位于燃料箱中，以便经抽吸管将燃料从燃料箱经燃料输送单元的排出管输给内燃机。为此将抽吸管设置在抽吸盖上，该抽吸盖位于壳体的底部，而排出管一般安装在排气阀的旁边在壳体的盖上。燃料泵具有一电动驱动装置，该驱动装置的定子和转子设置在壳体的中部，在其下部安装有一个由在叶轮壳体中的叶轮组成的真正的泵组件。其中环形通道中的叶轮产生超压来输送燃料。
在文献DE 35 402 60 A1中，设置在壳体上部的排气阀与一过压阀组合并完成两个功能，即一方面将由于泵和叶轮的加热所形成的气泡从壳体排出，另一方面在壳体中超压时将一部分燃料输回燃料箱。这一实施例的缺点是，气泡不是在产生区域，即燃料泵的活动区域被排除，而必须在泵起动后在上部壳体聚集，然后才能经那里设置的排气过压阀排除。因此，传统的泵在起动阶段表现为减小的输送功率，甚至在叶轮范围聚集的气体只有经环形通道，然后经壳体的整个体积才输送给排气过压阀，然后燃料本身的不可压缩性才能对燃料的输送起作用。这意味着，配备有排气过压阀的如DE 354 0260 A1所述的装置在起动阶段具有比运行阶段明显要小的抽吸高度。
发明内容
本发明的目的旨在提出一种在热输送阶段、热起动阶段、冷输送阶段和冷起动阶段具有改善了的泵的特性和减小由传统的排气过压阀引起的输送损失的装置。
这一目的的技术解决方案在于一种借助于设置在壳体中的燃料输送单元输送燃料的装置，该输送单元在燃料箱中并具有一用于燃料的燃料输送泵、一排气阀和一设置在壳体底部的抽吸盖，其中，燃料泵具有一设在带环形通道的叶轮壳体中的叶轮，其中，排气阀设置在燃料输送单元的抽吸盖中，并经排气孔与叶轮壳体的环形通道相连。
通过将排气阀设置在燃料输送单元的壳体的底部，即在燃料输送单元的抽吸盖中并将排气阀经排气孔与燃料输送单元的壳体底部范围的叶轮壳体的环形通道相连而可以有利地做到，就在气泡产生点附近，即在燃料泵的活动件的附近，尤其是在叶轮和环形通道的附近排气。从而通过在空间上邻近排气中心而减小了由排气引起的输送功率损失，这一点首先对起动阶段起到的有利作用最大。
通过本发明的有利的实施例可以得到燃料输送装置更有利的输送特性。排气阀最好具有一阀座、一阀球体、一压力弹簧和在阀壳体中引导阀球体的导向凸缘。通过这种导向凸缘可以在排气阀的开启状态使排气孔相对于阀球体保持敞开。此外，导向凸缘还用于将阀球体从排气阀的第一开启位置导入阀座上的第二封闭位置，从而使阀球体定中心和在第二位置完全密封，在这一位置，排气阀是密封地封闭的。
一旦气泡位于叶轮范围和环形通道中，则阀球体由于压力弹簧的压力而留在其第一位置，排气阀开启。然而，一旦由于环形通道中无气泡的燃料而建立相应的输送压力，则这一压力经排气孔传递到阀球体，克服压力弹簧的反压力而使排气阀在其第二位置密封地封闭。从这一时刻起不仅在冷输送阶段而且在热输送阶段具有完全的输送压力，从而本发明优选实施例的整个输送特性相对于传统的燃料输送单元获得了改善。
在另一优选实施例中，排气阀在燃料泵的静止状态和叶轮的起动时由于压力弹簧的预张紧而开启，直至完全排气，这样只有当输送介质(本例中为燃料)达到完全不可压缩时，环形通道中的过压才足以经排气孔作用在阀球体上并将阀球体压在阀座上。从而随着排气的结束阀球体压紧在阀座上并完全封闭排气阀。
在一个优选实施例中，排气阀的阀壳体是抽吸盖的整体组成部分。在这一情况下，阀壳体例如在抽吸盖的压铸时直接一起形成，从而减少了加工费用和制造费用。在本发明的另一优选实施例中，导向凸缘是抽吸盖的整体组成部分，这样有利地尤其在抽吸盖的批量生产时获得进一步简化。
此外，阀座作为抽吸盖中的孔口的配件形成而将配件力连接地压紧在所述孔口中，这样有利地做到在制造中要求较高精度的阀座与例如压铸的抽吸盖分开制造。一旦配件制成，就可将它力连接地压紧在相应预制的设在排气阀抽吸盖中孔附件中。也可以设想阀座作为抽吸盖的可拧紧的附件形成，该附近密封地拧入抽吸盖中的带螺纹的孔中。在这种情况中，由于设置有O形环或扁平密封件和配件用的相应的密封座而需要较高的费用。该配件支撑着阀座，并最好设置在抽吸盖中。另一方面上述费用也保证了燃料箱中的燃料和燃料泵的环形通道中的燃料之间良好的密封。在阀球体由于燃料输送压力而牢固地压紧在阀座上时所达到的上述密封具有的优点是，可以保持极小的泄漏损失，从而提供燃料输送单元最大的输送功率。
在另一个优选实施例中，配件具有一个用于压力弹簧的半径减小了的导向凸台，其中该导向凸台管状地形成在配件上，并在其上端具有阀座。这种实施例的优点是，由上述凸台支持了导向凸缘的导向作用，以便在排气阀关闭时使阀球体在阀座上定中心。
在附图中表示了本装置的一个优选实施例，在下面的说明中对其作进一步说明。
附图说明
图1在靠近底部的进气盖中设有排气阀的燃料输送单元的局剖图；
图2燃料输送单元的轮廓；
图3燃料输送单元整个底部的横截面。
具体实施方式
图1剖视表示燃料输送单元2，该燃料输送单元一般位于燃料箱3中用作燃料输送的装置。为此，燃料经吸管19(如图2所示)吸出，并借助于安装在燃料输送单元的壳体1中的电气燃料泵4经输送接管20输给燃料管。这种带电动燃料泵的燃料输送单元通常设置在燃料箱中并被燃料包围，其中吸管位于燃料输送单元2的底部21，而输送接管设置在燃料输送单元2的上部。
图3表示燃料输送单元2整个底部的横截面。对于活动的泵零件而言，在燃料输送单元2的底部21设有一个叶轮壳体7，用来安装叶轮9和构成一环形通道8。最大的输送压力借助于电机的轴22通过传动叶轮9而在环形通道8中产生。
在燃料输送单元2的上述泵范围，在泵启动和断开后由于加热和环形通道内部的涡旋而产生气垫。这种气垫是可以压缩的，从而减小了燃料泵的输送效率。只有当输送泵的活动部分排气后，才有可能期望总体的输送效率。为了尽可能避免大的起动损失，在图1的优选实施例中，在燃料输送单元2的底部进气盖6中在邻近叶轮壳体7的环形通道8设置有一个排气阀10。由于排气阀10经排气孔11与环形通道8相连，从而在环形通道中收集的或通过叶轮9导入环形通道8中的气垫可以在相当短的起动阶段经排气孔11和排气阀10从燃料输送单元2中压出。
如图1所示，相应地阀10的基体23可由黄铜制成，阀球体13由黄铜制成，并安装在电动燃料泵抽吸盖6的相应位置处。
用这种泵获得了改进了的抽吸高度，其中抽吸高度被定义为燃料箱中的液面和可以由泵输送的抽吸盖6的抽吸管19的下缘之间的最大距离。具有图1所示的排气阀10的泵在起动时间小于秒时具有比传统的没有排气阀的泵更好的抽吸高度。为此，排气阀在其基体23中具有导向凸缘，它们使基体23中的阀球体13在排气阀的第一打开位置和第二封闭位置之间导向。上述基体23同时表示为阀壳体。借助于压力弹簧14使阀球体13保持在开启位置这样长久，直至环形通道内的压力高到经排气孔11使阀球体13克服弹簧压力而压在阀座12上。此外，导向凸缘在排气孔范围具有的任务是阻止由阀球体13封闭住排气孔11，其方法是使阀球体13保持在距排气孔11的孔口一确定的距离。
在图1所示的实施例中，阀座自身设置在一管状的凸台上，该凸台同时用作压力弹簧14沿其外壁的导向。管状凸台沿着阀壳体的孔口方向扩大为一接头，该接头在图1的实施例中配合精确和密封地压入排气阀10的基体23中。一旦阀球体13由于输送压力而压在阀12上时，该泵被完全密封地封闭，输送效率不通过泄漏孔而减小。
在图1所示的竖直安装位置，在流量约为20升/小时时，即当电机约为1000转/分时排气阀接通。按这一转速连接上3.8V的泵电压，这样阀具有输送量特性曲线上明显的优点，尤其在低压时，对于抽吸盖中具有抽吸阀的泵而言，甚至通过在几个传统的实施例中设置一个排气孔也不出现损失。这类燃料输送单元2的热输送特性可以与串联泵相比，然而其热起动性能相对于串联泵大为改善。
如果努力使短的起动时间低于一秒，则按照本发明具有相应设置的排气阀10的燃料输送单元2相对于传动的泵获得了改进。这里，阀不改变泵的本来的抽吸性能，而是可以将产生的空气很快从泵腔室中输出。没有阀的传动泵只有当产生的空气或空气-气体混合物通过在抽吸盖范围的意外存在的泄漏孔排出时才能达到类似的抽吸高度。
本发明的燃料输送单元2和传动的燃料泵之间的抽吸高度差部分是由通常串联安装的、但不为排气阀保护的排气孔的不利影响所致。在这类泵中一般将排气孔设置在基础通道的前部而明显减小了泵的抽吸性能。没有排气孔的泵只是在低转速和电机的低压时才表现有大体较好的效率。然而，只有本发明的装置才使燃料输送单元在输送泵的整个转速范围获得了最佳的输送效率。
Claims (9)
1.一种借助于设置在壳体(1)中的燃料输送单元(2)输送燃料的装置，该输送单元在燃料箱(3)中并具有一用于燃料(5)的燃料输送泵(4)、一排气阀和一设置在壳体(1)底部的抽吸盖(6)，其中，燃料泵(4)具有一设在带环形通道(8)的叶轮壳体(7)中的叶轮(9)，其特征在于，排气阀(10)设置在燃料输送单元(2)的抽吸盖(6)中，并经排气孔(11)与叶轮壳体(7)的环形通道(8)相连。
2.按照权利要求1的装置，其特征在于，排气阀(10)具有一阀座(12)、一阀球体(13)、一压力弹簧(14)和在阀壳体内引导阀球体的导向凸缘(15)，其中，阀球体(13)在第一位置(A)借助于压力弹簧(14)沿着排气孔(11)的方向从阀座(12)抬起，导向凸缘(15)在阀球体(13)和排气孔(11)的孔口之间限定一距离并使阀球体(13)在第二位置在压力弹簧(14)压缩时保持在阀座(12)上。
3.按照权利要求1或2的装置，其特征在于，排气阀(10)在静止状态和叶轮(9)起动时通过压力弹簧(14)的预张紧而开启，直至完全排气。
4.按照权利要求2的装置，其特征在于，随着排气的结束，阀球体(13)压在阀座(12)上，排气阀(10)关闭。
5.按照权利要求1或2的装置，其特征在于，排气阀(10)的阀壳体是抽吸盖(6)的整体组成部分。
6.按照权利要求2的装置，其特征在于，导向凸缘(15)是抽吸盖(6)的整体组成部分。
7.按照权利要求2的装置，其特征在于，阀座(12)作为抽吸盖(6)中的孔口(17)的配件(16)形成，该配件(16)按摩擦连接固定在孔口(17)中。
8.按照权利要求2的装置，其特征在于，阀座(12)作为凸台(18)设置在配件(16)上，凸台(18)引导并支撑压力弹簧(14)。
9.按照权利要求2的装置，其特征在于，阀座(12)作为抽吸盖(6)的可拧紧的部件形成，凸台(18)密封地拧紧在抽吸盖(6)的带螺纹的孔口(17)中。
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