CN1573110A - 燃料供应设备 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的燃料进给泵通过在泵元件PE两侧在轴向形成较小侧间隙而提高泵的性能。在轴向穿过的多个通孔(22a和23a)分别形成在外转子(22)和内转子(23)的齿的顶部，这些转子构成了进给泵(3)的泵元件(PE)。因此，由于在转子(22和23)的两个轴向侧形成的侧间隙彼此连通，在转子(22和23)的两个轴向的推动方向上的压力可得到均衡。结果，由于转子(22和23)可浮动，同时不与泵盖(19)和泵板(20)接触，即使泵盖(19)和泵元件(PE)之间的侧间隙较小，也可抑制非正常磨损和卡塞。

Description

燃料供应设备
技术领域
本发明涉及内燃机的燃料供应设备，更具体地说，涉及用于燃料喷射***的旋转泵，其中所述喷射***用于把燃料供应到柴油机。
背景技术
例如第US2003/0044288 A1号美国专利申请公开文件中示出的那样，作为现有技术的燃料喷射***之一，我们已经知道的是，燃料喷射泵带有把燃料从燃料箱抽出并把燃料供给到燃料喷射泵的主泵中的进给泵。
如图6所示，进给泵包括由主泵的凸轮轴100驱动的泵元件110、形成转子腔并把泵元件110容纳在其中的泵盖120以及与泵盖120一起以液体密封方式封闭转子腔开口侧的泵板130，其中泵盖120旋入到泵壳体140的侧表面上。
另外，如图7所示，泵元件110为余摆线型泵，包括具有内齿的外转子111和位于外转子内并具有外齿的内转子112，其中外转子111齿数比内转子112的多一个，同时外转子的旋转中心Oa与内转子的旋转中心Oi偏心设置。结果，当内转子112通过凸轮轴100而驱动旋转时，外转子111也与内转子112一起旋转，从而由相邻齿形成的工作腔容积将逐渐变化，以把燃料从燃料箱中抽出并把所述燃料抽到主泵。
在上面描述的进给泵中，如图6所示，在泵盖120和泵元件110之间的侧间隙很小，以使燃料泄露量最小，并增加燃料进给效率。然而，如果侧间隙太小，由于在制造过程中部件的偏差不会被吸收，因此有可能出现非正常磨损、卡塞等。
发明内容
本发明针对上述问题而设计，同时本发明的目的是提供一种具有旋转泵的燃料供应设备，其中通过使在泵元件两侧的轴向侧间隙非常小而使泵性能提高，同时在泵元件和相对应部件之间不会产生金属接触。
根据本发明的一个特征，一种燃料供应设备包括：具有转子和泵腔的旋转泵，所述泵腔的容积随着转子的旋转而变化，用于对抽吸到泵腔内的燃料进行加压并排放此加压的燃料。所述旋转泵的特征在于，多个通孔在其轴向形成在转子中，以及形成在转子两侧的侧间隙通过这些通孔彼此连通。
根据上述结构，由于形成在转子两侧的侧间隙通过那些形成在转子上的多个通孔而彼此连通，从而转子两侧的压力(推动压力)在轴向上得到均衡。结果，可得到在转子两侧的均匀侧间隙。换句话说，已经能使转子浮动起来。因此，通过使转子两侧形成的侧间隙在其轴向形成得非常小而提高了燃料进给效率，同时由于在形成侧间隙的转子和其他部件之间的金属接触得到抑制，非正常磨损、卡塞等问题也得到抑制。
根据本发明的另外特征，所述多个通孔在转子的圆周方向上以相等距离形成。
根据这样结构，由于在转子两侧的压力(推动压力)通过那些多个通孔而得到均衡，其中多个通孔位于转子圆周方向的相等距离的那些点上，从而在几乎所有转子圆周点上可得到均匀的侧间隙。因此，通过使侧间隙非常小而提高燃料进给效率，由于转子和其他部件之间的金属接触得到抑制，于是非正常磨损、卡塞等问题也得到抑制。
根据发明的又一个特征，旋转泵为余摆线型泵，包括具有内齿的外转子和位于外转子内并具有外齿的内转子，其中通孔形成在齿的顶部或底部。
由于在由凸轮轴驱动的内转子上形成通孔，内转子就可漂浮起来。结果，在内转子旋转过程中，抑制了内转子和其他部件之间的金属接触，从而可抑制非正常磨损、卡塞等问题的出现。
根据本发明的又一个特征，旋转泵在齿的每个顶部或底部带有通孔。
在这种情况下，在每个内转子齿的顶部或底部，在推动方向上的压力得到均衡，内转子可更可靠地漂浮起来，以抑制内转子和其他部件之间的金属接触。
根据本发明的又一个特征，旋转泵的外转子带有多个通孔，这些通孔在齿的顶部或底部以轴向穿过，其中多个通孔在外转子的圆周方向以相等距离布置。
由于除了在内转子的通孔外，在外转子上也形成了通孔，因此外转子的推动压力同样得到均衡。结果，外转子可与内转子一起确实地漂浮起来。
根据本发明的另外特征，旋转泵用作柴油机的燃料喷射泵的进给泵，其中所述进给泵包括：圆形转子腔、泵盖和泵板，所述泵盖用于把内外转子的泵元件(PE)罩在转子腔内；所述泵板用于与泵盖一起以液体密封方式封闭转子腔的开口端。泵板带有与转子腔连通的燃料端口，泵盖旋入到燃料喷射泵的壳体的侧面，从而泵板压靠到所述侧面上。
根据上述结构，在泵元件和泵盖之间的侧间隙以及泵元件和泵板之间的侧间隙可设计成更小，以提高燃料进给效率，并从而提高作为进给泵的泵性能。
根据本发明的另外特征，旋转泵为叶片型泵，所述叶片型泵包括带有叶片槽的转子和可移动地***到叶片槽内的叶片。
在所述叶片型泵中，由于具有叶片的转子由凸轮轴来驱动并旋转，因此，利用形成在转子上的多个通孔，通过使推动压力均衡，转子可漂浮起来。结果，在转子和其他部件之间的金属接触可得到抑制。
附图说明
从下面参照附图的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得更加明显。
图1为本发明第一实施例的进给泵的剖面图；
图2为图1所示进给泵的泵元件的前视图；
图3为带有本发明进给泵的燃料喷射泵的剖面图；
图4为本发明第二实施例的泵元件的前视图；
图5为本发明第三实施例泵转子的前视图；
图6为现有技术进给泵的剖面图；
图7为图6所示进给泵的泵元件前视图。
具体实施方式
(第一实施例)
下面参照实施例来解释本发明。
在第一实施例中，描述这样的实施例，其中本发明的燃料供应设备用在柴油机的公用油管(common rail)燃料喷射***的燃料喷射泵中。
图1为进给泵的剖面图，图2为泵元件的前视图以及图3为燃料喷射泵的剖面图。
如图3所示，燃料喷射泵1带有主泵2和进给泵3，其中主泵2用于对燃料进行加压并抽出燃料，而进给泵3(见图1)用于从燃料箱(未示出)中把燃料抽出并把所述燃料进给到主泵2。
主泵2包括由柴油机(未示出)驱动而旋转的凸轮轴4、可旋转地支撑凸轮轴4的泵壳体5、由凸轮轴4驱动在缸体6内往复运动的柱塞7等。
具有圆形横截面的凸轮8固定到凸轮轴4上，其中其旋转中心与凸轮轴的旋转中心偏心。凸轮环10可旋转地支撑在衬套9上凸轮8的***。在凸轮环10上形成一对平坦表面，其中所述平坦表面在凸轮8的径向上彼此相对。
一对缸体头部11以液体密封方式组装到泵壳体5上，其中所述缸体头部11在凸轮轴4的径向上彼此相对。
缸体头部11带有供柱塞7***到其中的缸体6、与所述缸体6连通的抽吸端口12等。止回阀13在缸体6的相对侧组装到缸体头部上。管连接件15在抽吸端口12的出口侧旋入到缸体头部上，用于与燃料管14连接。
止回阀13位于与进给泵连通的燃料通道(未示出)与缸体6之间。在柱塞7在缸体6内向下运动(向内运动)的吸入冲程中，止回阀13将打开，以把从进给泵3进给的燃料引入到缸体6的内侧，而在柱塞7在缸体6内向上运动(向外运动)中的排出冲程中，止回阀13将关闭，从而阻止引入到缸体6内的燃料流回到进给泵3。
抽吸端口12带有一个小直径端口和一个大直径端口。在小直径和大直径端口之间具有圆锥形阀座表面(见图3)。球阀17位于抽吸端口12内，并通过弹簧16推向所述阀座表面，从而所述小直径和大直径端口由所述球阀17所阻挡。
当燃料压力比弹簧16的推力大时，球阀17将从所述阀座表面升起，从而使小直径和大直径端口彼此连通，其中的燃料压力在吸入冲程中由柱塞7加压，。
柱塞7在其内侧端具有柱塞头部7a，所述柱塞头部7a由弹簧18推动，并压靠凸轮环10的外表面(平坦表面)。当凸轮轴4的旋转通过凸轮8传递到凸轮环10时，凸轮环10沿着其轨道以轨道运动的方式运动，其中轨道与凸轮轴4的旋转中心偏离一定距离，同时凸轮环10保持其方位(凸轮环10不在其轴以及凸轮8的轴上旋转)。结果，压靠在凸轮环10的平坦表面上的柱塞7在缸体6内往复运动。
进给泵3包括泵元件PE、泵盖19和泵板20，这些将在下面说明。如图3所示，进给泵3通过螺栓21固定到泵壳体5的侧面上。
泵元件PE为熟知的余摆线型泵，包括具有内齿的外转子22和位于外转子22内并具有外齿的内转子23，其中内转子通过键与凸轮轴4联接，从而内转子通过凸轮轴4而旋转。
外转子22具有齿，齿数比内转子23的多一个，外转子22的旋转中心Oa与内转子23的旋转中心Oi偏心设置(见图2)。因此，当内转子23通过凸轮轴4而旋转时，外转子22与内转子23一起旋转，从而由齿形成的工作腔容积将发生变化，以把燃料从燃料箱中抽到主泵2。
如图2所示，轴向穿过外转子22和内转子23的通孔22a、23a分别形成在外转子22和内转子23上。在外转子22和内转子23上带有多个通孔22a和23a，这些通孔以相等距离在圆周方向(更确切地说，在外转子22和内转子23的每个齿顶部)上形成。
如图1所示，泵盖19具有圆形转子腔19a，用于把泵元件PE容纳在其中。转子腔19a的内径比泵元件PE的外径(即内转子23的外径)稍大，从而内转子23可在其中旋转。转子腔19a的宽度比泵元件PE的宽度(在纵向的厚度)稍大，从而在泵元件PE和泵腔内表面之间保持了一定距离的侧间隙。
泵板20以液体密封方式组装到泵盖19上，以关闭转子腔19a的开口。泵板20带有供凸轮轴4穿过的中心孔和在所述中心孔周围的燃料端口20a(入口和出口)(见图1)。燃料端口20a与形成在外转子22和内转子23之间的工作腔24连通。
下面来说明上述第一实施例的操作。在上述进给泵3中，多个通孔22a和23a分别形成在外转子22和内转子23上，而且，这些多个通孔22a和23a在外转子22和内转子23的圆周方向以相等距离布置。由于在轴向形成在外转子22和内转子23两侧的侧间隙通过那些多个通孔22a和23a而彼此连通，则在外转子22和内转子23两侧推动方向的压力将均衡。结果，在外转子22和内转子23的两侧可得到均匀的侧间隙。
根据上述结构，外转子22和内转子23可浮起，而不与泵盖19和泵板20接触。具体地说，由于通孔23a形成在内转子23的每个齿顶部，所述齿顶部与内转子的外圆周对应，可有效地抑制内转子23的倾斜，从而可得到沿着内转子23圆周的两个纵向侧的均匀侧间隙。
因此，通过避免泵元件PE与泵盖19以及泵板20之间的金属接触，即使把泵元件PE和泵盖19之间的侧间隙做得较小以增加燃料供应效率，也可抑制非正常磨损和卡塞等问题的出现，从而最终提高进给泵3的性能。
在上面第一实施例中，通孔22a和23a形成在外转子22和内转子23两者上。然而，当通孔23a只形成在由凸轮轴4直接驱动的内转子23上时，也可得到明显效果(抑制非正常磨损和卡塞)。
(第二实施例)
图4为第二实施例的泵元件PE的前视图。
在第一实施例中，多个通孔22a和23a在圆周方向以相等距离形成在外转子22和内转子23上。然而，不必要把通孔以相等距离布置。如图4所示，通孔23a可在圆周方向上以不等距离形成在内转子23上。虽然图4中只示出了用于内转子23的通孔，但通孔22a可以与对于内转子23的相同方式在圆周方向上以不等距离形成在外转子22上。
(第三实施例)
图5为根据第三实施例的转子25的前视图。
第三实施例为本发明的旋转泵适用于叶片型泵的实施例。
如图5所示，叶片型泵具有转子25和叶片26，转子25在其圆周方向上以相等距离在其外圆周上形成多个叶片槽25a，而叶片26分别可移动地***到叶片槽25a内。
当多个通孔25b形成在转子25上而转子25浮动时，与第一实施例中方式相同，可避免与其他部件的金属接触，从而抑制了非正常磨损和卡塞等问题的出现。
在图5所示的实施例中，通孔25b形成在相应叶片26的两侧，同时在相应叶片26之间的通孔25b的圆周距离布置成彼此相等。然而，通孔25b的圆周距离不必要相等，而可以是不等的。
(其他实施例)
上面所说明的实施例中，本发明的燃料供应设备用在柴油机的公用油管燃料喷射***的燃料喷射泵中。但本发明不限于这些实施例，本发明也可用于汽油机的燃料泵中。

Claims (10)

1.一种燃料供应设备，包括：具有转子(22、23和25)和泵腔(24)的旋转泵(3)，所述泵腔(24)的容积随着转子(22、23和25)的旋转而变化，用于对抽吸到泵腔(24)内的燃料进行加压并排放所述加压的燃料，其中：
多个通孔(22a、23a和25b)在其轴向形成在转子(22、23和25b)中，以及
形成在转子(22、23和25)两侧的侧间隙通过这些通孔(22a、23a和25b)彼此连通。
2.根据权利要求1的燃料供应设备，其中所述多个通孔(22a和23a)在转子(22和23)的圆周方向上以相等距离形成。
3.根据权利要求1的燃料供应设备，其中所述旋转泵(3)为余摆线型泵，包括具有内齿的外转子(22)和位于外转子(22)内并具有外齿的内转子(23)，其中通孔(22a和23a)形成在齿的顶部或底部。
4.根据权利要求3的燃料供应设备，其中旋转泵(3)在齿的每个顶部或底部带有通孔(22a和23a)。
5.根据权利要求3的燃料供应设备，其中旋转泵(3)的外转子(22)带有多个通孔(22a)，这些通孔在齿的顶部或底部以轴向穿过。
6.根据权利要求3的燃料供应设备，其中燃料供应设备为柴油机的燃料喷射泵(1)，其中旋转泵(3)用作进给泵，其中所述进给泵(3)包括：
圆形转子腔(19a)；
泵盖(19)，所述泵盖用于把内外转子(22和23)的泵元件(PE)罩在转子腔(19a)内；以及
泵板(20)，用于与泵盖(19)一起以液体密封方式封闭转子腔(19)的开口端；
其中泵板(20)带有与转子腔(19a)连通的燃料端口(20a)，泵盖(19)旋入到燃料喷射泵(1)的壳体(5)的侧面，从而泵板(20)压靠到所述侧面上。
7.根据权利要求1的燃料供应设备，其中旋转泵为叶片型泵，所述叶片型泵包括带有叶片槽(25a)的转子(25)和可移动地***到所述叶片槽(25a)内的叶片(26)。
8.一种用于内燃机的燃料供应设备，包括：
用于把高压燃料供应到发动机上的主泵(1)和固定到所述主泵(1)上用于从燃料箱中把燃料进给到主泵(1)的进给泵(3)，其中所述进给泵包括：
形成泵腔(19a)的泵壳体(19和20)以及可操作地与主泵(1)联接并可旋转地支撑在泵腔(19a)内的泵转子(22、23和25)；
其中多个通孔(22a、23a和25b)形成在转子(22、23和25)上，从而泵壳体(19和20)和转子(22、23和25)的两个侧面之间的侧间隙彼此连通。
9.根据权利要求8的燃料供应设备，其中所述多个通孔在圆周方向以相等距离形成在转子上。
10.根据权利要求8的燃料供应设备，其中进给泵(3)为余摆线型泵，所述泵包括：
可旋转支撑在泵壳体(19和20)内并具有内齿的外转子(22)；以及
位于外转子(22)内并具有外齿的内转子(23)；
其中所述多个通孔(22a和23a)形成在相应的齿上。
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