CN1683777A - 燃料泵推动器 - Google Patents

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Abstract

一种用于汽车燃料泵的推动器，其通过控制推动器叶片的燃料入口角和燃料出口角使得燃料泵的燃料排放量最大化，从而提供燃料泵的高操作压力和操作性能。推动器具有：盘状主体，其带有多个叶片，各叶片具有倾斜表面并设置在盘状主体的外边缘周围，并以规则的间隔间隔开；多个推动器室，其限定在叶片之间，并通过盘状主体垂直地形成，以允许燃料在推动器的高速旋转力作用下流入和流出所述室；以及入口引导表面，其设置在各叶片上并位于各推动器室的燃料入口区内，在推动器的垂直面和入口引导表面之间限定第一角；以及出口引导表面，其设置在各叶片上并位于各个推动器室的燃料出口区内，在推动器的垂直面和出口引导表面之间限定的第二角小于第一角。

Description

燃料泵推动器
技术领域
本发明总的来说涉及燃料泵推动器，尤其涉及用于汽车燃料泵的推动器，其通过控制推动器叶片的燃料引导角来增加燃料泵送力和燃料泵的燃料排放量，从而提供高的燃料泵操作压力。
背景技术
燃料泵是在汽车中提供的用于有效地将燃料从燃料罐输送到发动机喷射器的装置。
如图1所示，传统的用于汽车的燃料泵包括泵壳200，其由上壳210和下壳220制成。推动器300安装在泵壳200中并进行旋转，而驱动电动机400经由驱动轴连接到推动器300，所述驱动轴将电动机400的旋转力传递到推动器300以使推动器300在泵壳200内旋转。燃料泵还包括止回阀500，用于在燃料在旋转推动器300的离心力作用下被抽入和排出燃料泵时可控制地将燃料从燃料泵排放到发动机的喷射器。
传统燃料泵的推动器300包括如图2所示的盘状体。多个径向叶片320设置在推动器300的外边缘周围并以规则的间隔间隔开，多个推动器室340在叶片320之间形成，从而每个推动器室340通过盘状推动器300垂直地形成。
在附图的图1和2中，附图标记230和240分别表示在推动器300的旋转过程中用于将燃料引入泵壳200和从泵壳200中排出的泵壳200的燃料入口和燃料出口。
在燃料泵的操作过程中，上述的推动器300的操作如下。当推动器300被驱动电动器400的旋转力旋转时，迫使燃料沿径向方向从每个推动器室340的燃料出口区向外排出。从每个推动器室340排出的燃料与泵壳200的上下壳210和220之间限定的燃料路径的内表面相碰撞，从而被迫流入相邻推动器室340的燃料入口区，从而燃料顺序地通过推动器室340而循环。简而言之，在推动器300旋转期间，推动器300的动能传递给燃料，从而被加压的燃料从燃料罐泵送到发动器的喷射器。
同时，汽车的燃料泵的操作压力通常根据发动机的容量来确定。近年来，要求汽车的燃料泵提供高的操作压力。然而，在具有上述传统推动器的燃料泵中，在燃料泵的高压力操作期间，燃料从燃料泵的排放量的增加被限制。因此，近年来已积极地进行了对这种用于汽车燃料泵的推动器的研究：即所述推动器能够增加在燃料泵的高压力操作期间的燃料排放量。
发明内容
因此，本发明针对上述相关技术中出现的问题进行了开发，本发明的目的是提供一种用于汽车燃料泵的推动器，其中改变了用于从燃料罐向发动机的喷射器输送燃料的叶片的结构，以增加在燃料泵的高压力操作期间燃料泵的燃料排放，从而提高燃料泵的操作性能。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于燃料泵的推动器，包括：盘状主体，其带有多个叶片，各个叶片具有倾斜表面并设置在盘状主体的外边缘周围，并以规则的间隔间隔开；以及多个推动器室，所述多个推动器室限定在叶片之间，并通过盘状主体垂直地形成，以允许燃料在推动器的高速旋转力作用下流入和流出所述小室，所述推动器进一步包括：入口引导表面，其设置在各个叶片上并位于各个推动器室的燃料入口区内，在推动器的垂直面和所述入口引导表面之间限定第一角；以及出口引导表面，其设置在各个叶片上并位于各个推动器室的燃料出口区内，在推动器的垂直面和所述出口引导表面之间限定的第二角小于所述第一角。
附图说明
从以下参照附图所作的详细描述，本发明的上述和其它目的、特征和其它优点将更加清楚地被理解，其中：
图1是传统的用于汽车的燃料泵的结构的剖面图；
图2是图1的传统燃料泵中安装的推动器的结构和操作的透视图；
图3是根据本发明的一个优选实施例的推动器的局部剖开透视图，以及推动器的一部分的放大透视图；
图4是当图3的推动器安装在燃料泵中时的推动器的状态和操作的剖面图；
图5的侧剖面图，示出了相对于安装在燃料泵中的图3所示的推动器的燃料流动；
图6a和6b的剖面图示出了围绕图3所示推动器叶片的燃料流动，其中，
图6a是沿图3的线A-A′截取的推动器燃料入口区的剖面图；和
图6b是沿图3的线B-B′截取的推动器燃料出口区的剖面图；和
图7是根据本发明的推动器的燃料入口和出口角的变化，作为燃料排放量的函数的燃料泵操作压力的曲线图。
具体实施方式
以下将更详细地说明本发明的优选实施例，其例子在附图中示出。尽可能地，在全部附图和说明中用相同的附图标记表示相同或类似的部件。
图3是根据本发明的一个优选实施例的推动器的透视图。图4是推动器安装在燃料泵中时在泵壳中限定的燃料路径的剖面图。图6a和6b是推动器叶片周围的燃料流动的剖面图。
首先，参照图3说明推动器的总体结构。如图中所示，推动器10包括多个叶片11，所述叶片11设置在推动器10的外边缘周围，并以规则的间隔隔开。因此，在叶片11之间限定多个推动器室12，从而每个推动器室12通过推动器10垂直地形成。水平脊13形成在各个推动器室12的内周面上，将各个推动器室分为上和下部分。为了使燃料平顺地流入和流出推动器室12，每个叶片11在其相对侧表面处倾斜以形成V形的截面，并且上下倾斜表面分别形成各个叶片11的各个侧表面的上和下部，以便相对于水平脊13对称。
如图4所示，示出了每个推动器室12内的燃料流，燃料通过其中而流入室12的燃料入口区限定在室12的内侧部分处，而燃料通过其中而流出室12的燃料出口区限定在室12的外侧部分处。在本发明中，推动器10的叶片11被特殊地设计以便推动器10的垂直面和设置在每个叶片11上的位于燃料入口区周围的入口引导表面11a之间的第一角θ1不同于所述垂直面和设置在每个叶片11上的位于燃料出口区周围的出口引导表面11b之间的第二角θ2，如图6a和6b中可以更好地看出。
换句话说，在垂直面和用于在每个推动器室12的内侧部分中引导燃料的入口流动的入口引导表面11a之间的第一角θ1被设计为大于在垂直面和用于在每个推动器室12的外侧部分中引导燃料的出口流动的出口引导表面11b之间的第二角θ2。例如，当第一角θ1被设定为20-45°时，第二角θ2被确定为小于第一角θ1约1-7°。
当第一角θ1和第二角θ2之间的差超过7°时，由沿旋转方向的燃料速度分量的减小而引起的压力下降的负面影响抵销并超过由循环燃料的被增加的流速所引起的压力增加的正面影响。在上述的状态下，燃料泵的操作效率低于传统的燃料泵的操作效率。
在附图中，附图标记20表示由上壳21和下壳22制成的泵壳。
其中的每个叶片的入口引导角和出口引导角被设计为彼此不同的推动器的操作如下。
当具有上述结构的推动器10被安装在泵壳20的上和下壳21和22之间时，在面对推动器室12的每个上和下壳21和22的表面上限定环形的燃料路径，如图5所示。
当安装在泵壳20中的推动器10通过经由旋转轴25传递到推动器10的驱动电动机(未示出)的旋转力而高速旋转时，燃料罐(未示出)的燃料通过燃料入口26被抽到泵壳20中。在泵壳20中，燃料通过燃料路径和推动器室12循环，同时沿着垂直于推动器10的旋转方向的方向受迫流入每个室12中，然后通过燃料出口27从泵壳20中被排出。
换句话说，当推动器10以高速旋转时，推动器10的上下表面分别紧密接触上和下壳21和22，燃料沿着燃料路径流动，同时由于设置在推动器10的外边缘周围的叶片11所引起的旋转摩擦力而被迫在每个推动器室12中流动。在上述的状态下，燃料首先由每个室12内的水平脊13引导，然后由相应的叶片11的出口引导表面11b引导以向上流动，同时限定预定的流动角。在推动器10旋转期间，由于旋转推动器10的离心力，燃料连续地流过室12以便从室12向上流动。从室12向外排出的燃料流过设置在上和下壳体21和22上的燃料路径，并通过叶片11的入口引导表面11a流入相邻的小室12，直到燃料通过燃料出口27从泵壳20排出。因此，燃料泵将燃料抽运到泵壳20中，并将燃料从泵壳20中排放到发动机的喷射器中。
对本发明的更好的理解可通过以下的例子得到，列举这些例子仅是为了示例，而不是为了限制本发明。
以下的例子由韩国汉城国立大学(Seoul National University)的流体机械实验室(Fluid Machinery laboratory)实施，他们利用具有各种推动器(带有不同的燃料引导角)的相似燃料泵，以限定推动器的燃料入口区内的入口引导角和燃料出口区内的出口引导角之间的关系。
例子1
准备推动器，其叶片11被设计为：在推动器的垂直面和设置在每个叶片11上的位于燃料入口区周围的入口引导表面11a之间的燃料入口角θ1被设定为27°，在垂直面和设置在每个叶片11上的位于燃料出口区周围的出口引导表面11b之间的燃料出口角θ2被设定为25°。具有推动器的相似燃料泵***作，同时顺序地改变操作压力，燃料排放量的变化被测量。测量结果在表1中示出，燃料泵的特性曲线在图7中给出。
例子2
准备推动器，其叶片11被设计为：在推动器的垂直面和设置在每个叶片11上的位于燃料入口区周围的入口引导表面11a之间的燃料入口角θ1被设定为32°，在垂直面和设置在每个叶片11上的位于燃料出口区周围的出口引导表面11b之间的燃料出口角θ2被设定为38°。具有推动器的相似燃料泵***作，同时顺序地改变操作压力，燃料排放量的变化被测量。测量结果在表1中示出，燃料泵的特性曲线在图7中给出。
例子3
准备推动器，其叶片11被设计为：在推动器的垂直面和设置在每个叶片11上的位于燃料入口区周围的入口引导表面11a之间的燃料入口角θ1被设定为32°，在垂直面和设置在每个叶片11上的位于燃料出口区周围的出口引导表面11b之间的燃料出口角θ2被设定为25°。具有推动器的相似燃料泵***作，同时顺序地改变操作压力，燃料排放量的变化被测量。测量结果在表1中示出，燃料泵的特性曲线在图7中给出。
表1
 截面   燃料入口角(θ1)   燃料出口角(θ2)   燃料排放量的变化   最大效率点
 例子1   27°   25°   从参考排量增加5-8％   移动到高压侧
 例子2   32°   38°   参考排量   参考点
 例子3   32°   25°   从参考排量增加2-5％   移动到高压侧
从表1和图7可以看出，在本发明的每个例子1和3中，最大效率点移动到高压侧，在燃料泵的高压操作期间的燃料排放量与参考例子2相比进一步提高。
因此，当本发明的、入口引导区的燃料引导角不同于出口引导区的燃料引导角的推动器被用在汽车燃料泵中时，燃料泵在高压操作下提供更高的燃料操作性能。
从上述说明很明显，本发明提供了一种用于汽车燃料泵的推动器，其通过控制推动器的叶片的燃料入口角和燃料出口角使得燃料泵的燃料排放量最大化，从而提供了燃料泵的高操作压力，并提高了燃料泵的操作性能。
尽管为了示例的目的描述了本发明的优选实施例，但本领域技术人员将会理解，可进行各种修改、添加和替代，而不偏离后附的权利要求公开的本发明的范围和实质。

Claims (3)

1.一种用于燃料泵的推动器，包括：盘状主体，其带有多个叶片，各个叶片具有倾斜表面并设置在盘状主体的外边缘周围，并以规则的间隔间隔开；以及多个推动器室，所述多个推动器室限定在叶片之间，并通过盘状主体垂直地形成，以允许燃料在推动器的高速旋转力作用下流入和流出所述室，所述推动器进一步包括：
入口引导表面，其设置在各个叶片上并位于各个推动器室的燃料入口区内，在推动器的垂直面和所述入口引导表面之间限定第一角；以及
出口引导表面，其设置在各个叶片上并位于各个推动器室的燃料出口区内，在推动器的垂直面和所述出口引导表面之间限定的第二角小于所述第一角。
2.根据权利要求1所述的用于燃料泵的推动器，其特征在于：所述限定在推动器的垂直面和入口引导表面之间的第一角被设定为20-45°，所述限定在推动器的垂直面和出口引导表面之间的第二角被设定为13-44°。
3.根据权利要求1或2所述的用于燃料泵的推动器，其特征在于：确定限定在推动器的垂直面和入口引导表面之间的第一角和限定在推动器的垂直面和出口引导表面之间的第二角，以便所述第一角和第二角之间的差为7°或更小。
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