燃油泵及發動的制造方法

燃油泵及發動的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種燃油泵。所述燃油泵包括殼體。進一步，所述燃油泵包括設置在所述殼體內的可旋轉泵軸；可旋轉泵軸的一端可連接至齒輪。所述殼體還包括設置在殼體內的固位器，其定位于可旋轉泵軸周圍。所述固位器包括間隔開的第一邊緣和第二邊緣。所述固位器還包括在第一邊緣和第二邊緣之間延伸的側壁。進一步，所述固位器的側壁限定了所述殼體內的第一容積和第二容積。所述固位器的側壁具有多個開口，所述開口能夠為流體從第一容積流動到第二容積，同時截留了尺寸大于第一容積內開口的尺寸的顆粒污染物。本實用新型的固位器設置在泵軸周圍，可防止碎片或顆粒污染物流入齒輪箱，以防止損壞齒輪箱內的齒輪。
【專利說明】燃油泵及發動機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種燃油泵及使用該燃油泵的發動機，更具體地涉及燃油泵內設置的固位器。

【背景技術】
[0002]燃油噴射器用于為噴射增壓燃油到發動機氣缸內。該燃油噴射器通過燃油管道從燃油泵接收增壓燃油。該燃油泵機械地接合至齒輪系并由齒輪系驅動，該齒輪系位于與發動機相關聯的齒輪箱中。進一步，該發動機還可包括發動機滑油泵。該發動機滑油泵為燃油泵和發動機各部件提供潤滑油。該潤滑油可從燃油泵排入齒輪箱中。
[0003]在某些情況下，當燃油泵故障時，來自故障燃油泵的碎片可與潤滑油混合。這些含有碎片的污染潤滑油可流向并進入齒輪系和/或設置在燃油泵下游的發動機的其它部件。進一步，這可導致齒輪系和/或發動機部件各自發生故障。這些發動機部件的故障會增加與發動機運行相關聯的成本和故障時間。
實用新型內容
[0004]本實用新型提供了一種燃油泵及發動機，它可以解決現有技術存在的由于燃油泵故障所產生的碎片可導致齒輪系和/或發動機部件發生故障的問題。
[0005]在本實用新型的一個方面中，公開了一種燃油泵。所述燃油泵包括殼體。進一步，所述燃油泵包括設置在殼體內的可旋轉泵軸。可旋轉泵軸的一端可連接于齒輪。固位器設置在殼體內并定位于可旋轉泵軸周圍。所述固位器包括第一邊緣和第二邊緣。所述固位器的第一邊緣和第二邊緣彼此間隔開。所述固位器還包括延伸在第一邊緣和第二邊緣之間的側壁。進一步，所述固位器的側壁限定了殼體內的第一容積和第二容積。所述固位器的側壁具有多個開口，這些開口配置為允許從第一容積到第二容積的流體流動，同時截留了尺寸大于第一容積內開口的尺寸的顆粒污染物。
[0006]相對于所述泵軸，所述第一容積限定在所述側壁的內側，所述第二容積限定在所述側壁的外側，所述外側定位于所述內側徑向向外處。
[0007]所述第一邊緣和所述第二邊緣配置為具有圓環狀結構。
[0008]包括設置在所述側壁表面上的網格，所述網格并配置為提供機械強度。
[0009]第一邊緣的直徑和第二邊緣的直徑大于所述泵軸的直徑
[0010]另一方面，公開了一種燃油泵。所述燃油泵包括殼體，該殼體具有設置在殼體內的可旋轉泵軸?？尚D泵軸的一端可連接于齒輪。固位器設置在殼體內并定位于可旋轉泵軸周圍。所述固位器包括第一邊緣和第二邊緣，使得所述第一邊緣和第二邊緣彼此間隔開并彼此同軸。所述固位器包括一個基本為平面的壁，該基本為平面的壁連接至第一邊緣和第二邊緣并在二者之間延伸。進一步，固位器的平面壁限定了殼體內的第一容積和第二容積。該固位器的平面壁包括多個開口，這些開口配置為允許從第一容積到第二容積的流體流動，同時截留了尺寸大于第一容積內開口的尺寸的顆粒污染物。
[0011]相對于所述流體流動方向，所述第一容積限定在所述平面壁的內側，而所述第二容積限定在所述平面壁的外側。
[0012]所述第一邊緣和所述第二邊緣配置為在與所述平面壁同一平面內的同心圓。
[0013]進一步包括多個支撐肋，所述多個支撐肋以間隔開的形式設置，并在所述第一邊緣和所述第二邊緣之間徑向延伸。
[0014]第二邊緣的直徑與所述泵軸的直徑基本相等。
[0015]第一邊緣的直徑大于第二邊緣的直徑。
[0016]進一步包括設置在所述泵軸和所述第二邊緣之間的密封環。
[0017]另一方面，公開了一種發動機。所述發動機包括一個發動機組，還包括具有齒輪系的齒輪箱。該齒輪系包括一個或多個齒輪。所述發動機進一步包括機械地耦合到齒輪系的燃油泵。所述燃油泵包括殼體?？赊D動泵軸設置在所述殼體內，使得所述可旋轉泵軸的一端配置為配合齒輪系的齒輪。進一步，固位器設置在所述殼體內且定位于可旋轉泵軸周圍。所述固位器包括第一邊緣和第二邊緣。所述固位器的第一邊緣和第二邊緣彼此間隔開。該固位器還包括延伸在第一邊緣和第二邊緣之間的壁。所述固位器的壁限定了殼體內的第一容積和第二容積。所述固位器的壁具有多個開口，這些開口配置為允許從第一容積到第二容積的流體流動，同時截留了尺寸大于第一容積內開口的尺寸的顆粒污染物。
[0018]所述第二容積與所述齒輪系為流體連通。
[0019]相對于所述泵軸，所述第一容積限定在所述壁的內側，而所述第二容積限定在所述壁的外側，所述外側定位于所述內側徑向向外處。
[0020]所述第一邊緣和所述第二邊緣配置為具有圓環狀結構。
[0021]進一步包括設置在所述壁表面上的用于提供機械強度的網格。
[0022]所述第一邊緣和所述第二邊緣的直徑基本上大于所述泵軸的直徑。
[0023]所述第一邊緣和所述第二邊緣配置為在與所述平面壁同一平面內的同心圓。
[0024]第二邊緣的直徑與所述泵軸的直徑基本上相等。
[0025]本實用新型的固位器設置在泵軸周圍，可防止碎片或顆粒污染物流入齒輪箱，以防止損壞齒輪箱內的齒輪。
[0026]本實用新型的其它特征和方面在以下說明書和附圖中是顯而易見的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1示出了根據本實用新型一個實施例的固位器、齒輪箱和燃油泵的透視分解圖；
[0028]圖2示出了固位器、燃油泵與齒輪箱的分解截面圖；
[0029]圖3示出了根據本實用新型一個實施例的固位器的一種配置；
[0030]圖4示出了包括齒輪、燃油泵和圖3中固位器的組件的透視截面圖；
[0031]圖5是根據本實用新型另一實施例的固位器的可代替配置的分解圖；以及
[0032]圖6示出了包括齒輪、燃油泵和圖5固位器的另一組件的透視截面圖。

【具體實施方式】
[0033]在任何可能的情況下，整個附圖中相同的參考編號將用于表示相同的或類似的部件。圖1示出了顯示齒輪箱102、燃油泵104和固位器106的發動機的一部分。該發動機可包括內燃機，該內燃機可通過已知的液體或氣體燃油(包括但不限于汽油、柴油、天然氣、石油氣和生物燃油)中的任意一種或其組合驅動。齒輪箱102包括安裝在齒輪板110上的齒輪系108。齒輪板110安裝在發動機的發動機體(未示出)上。齒輪箱102可使用螺釘等任意傳統的緊固裝置連接到發動機體。機軸(未示出)和各個發動機部件之間采用齒輪系108以傳遞扭矩。例如，齒輪系108可包括徑向齒輪112 (如圖2所示)，徑向齒輪112用于為發動機部件(如燃油泵)提供驅動扭矩。進一步，齒輪系108還可包括空轉齒輪，空轉齒輪用于提供與機軸相關聯的齒輪和機軸(未示出)之間以及機軸與一個或多個徑向齒輪112之間等的驅動連接。
[0034]燃油泵104可與發動機相關聯，以輸送增壓燃油至燃油管道(未示出)并進入燃油噴射器(未示出)。在發動機運行期間，配置燃油噴射器以噴射增壓燃油至發動機汽缸(未示出)內。燃油泵104可包括基于系統要求的本領域已知的齒輪泵、擺線泵、葉輪泵、柱塞泵或任意其它泵中的任一種。燃油泵104機械地接合到齒輪系108的至少一個齒輪112上。
[0035]如圖2所示，燃油泵104可包括殼體202。燃油泵104還包括可旋轉泵軸204，所述泵軸204沿自身限定的縱向軸線X-X延伸。燃油泵104的殼體202進一步包括前端面206和從前端面206軸向延伸的安裝面208。安裝面208從縱向軸線X-X向外設置并與其基本同軸。安裝面208包括內圓周表面210和外圓周表面212。
[0036]一種發動機滑油泵(未示出)可與該發動機相關聯，用于為燃油泵104和其它的發動機部件供應潤滑油等潤滑液。進一步，燃油泵104包括沿環繞泵軸204的燃油泵104的前端面206限定的多個內部通道214。內部通道214提供潤滑油的供給和返回路徑。
[0037]泵軸204的一端配置為由齒輪箱102的齒輪112的其中之一接收。泵軸204可插入與齒輪箱102內與任一齒輪112相關聯的花鍵齒輪軸218中。在運行期間，齒輪112可驅動泵軸204，泵軸204再依次驅動燃油泵104運行。參照圖2，齒輪箱102可包括腔室220，使得腔室220組裝后與安裝面208相配合，并配置為安裝燃油泵104時圍繞泵軸204。齒輪箱102上的腔室220可以通過其中設置的內部通道214接收燃油泵104排出的潤滑油。
[0038]腔室220內設置的多個出口 222可提供路徑，該路徑用于從燃油泵104中排出潤滑油進入齒輪箱102。在一個實施例中，一對直徑對置的出口 222設置在垂直于所述縱向軸線X-X的方向上。
[0039]圖3是根據本實用新型的實施例中固位器106的透視圖。固位器106可定位在殼體202內泵軸204周圍。圖1至圖4示出了根據本實用新型的一個實施例的固位器106的一種配置。將參照圖5和圖6說明固位器502的另一配置。
[0040]參考圖3,固位器106包括第一邊緣302和第二邊緣304。固位器106的第一邊緣302和第二邊緣304具有圓環狀結構。進一步，固位器106的第一邊緣302和第二邊緣304彼此間隔開。如圖1、圖2和圖4所不，固位器106的第一邊緣302的直徑和第二邊緣304的直徑大于泵軸204的直徑，這樣，固位器106可以圍繞泵軸204。在一個實施例中，固位器106的第一邊緣302和第二邊緣304的直徑可為泵軸204直徑的大約3到5倍。如圖所示’第一邊緣302和第二邊緣304的內徑大致相等。應當注意的是，第一邊緣302和第二邊緣304可由本領域已知的金屬或聚合物材料制成。
[0041]固位器106還包括在固位器106的第一邊緣302和第二邊緣304之間延伸的側壁306。在一個實施例中，側壁306可在第一邊緣302和第二邊緣304之間軸向延伸，從而使側壁306可大致平行于泵軸204的縱向軸線X-X。在一個實施例中，側壁306可以具有圓柱形結構?；蛘?，在另一個實施例中，當第一邊緣302的直徑大于第二邊緣304的直徑時，側壁306可設置在第一邊緣302和第二邊緣304之間，以使側壁306的橫截面在第一邊緣302和第二邊緣304之間可逐漸變小。
[0042]固位器106的側壁306包括多個開口 308。這些開口 308可以是圓孔、槽或者可具有適合的其他形狀。這些側壁306的開口 308可作為過濾器，用于防止尺寸大于開口 308的顆粒污染物從燃油泵104流向齒輪箱102。本領域的普通技術人員將認識到，開口 308的尺寸必須這樣選擇:相對較大的顆粒污染物被分離并截留在固位器106內，而潤滑油可穿過固位器106流向齒輪箱102。在一個實施例中，多層側壁306可用來提供額外的支撐。例如，固位器106可包括三層側壁306。
[0043]進一步，固位器106的側壁306上可設置網格310。這樣設置網格310，使得固位器106組裝在其上時，網格310可以定位在遠離泵軸204的側壁306的外表面上。網格310可以為固位器106的側壁306提供機械強度。應當注意的是，側壁306和網格310可由本領域已知的任何金屬或聚合物，例如，鋁、鋼、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯乙烯(PVC)及其類似物制成。
[0044]將在下面進行詳細說明固位器106的運行。圖4是固位器106、燃油泵104和齒輪箱102的截面透視圖。組裝時，燃油泵104的安裝面208的外圓周表面212與腔室220的內表面402相接觸，并裝在內表面402上。在泵軸204周圍設置固位器106，使得固位器106定位在腔室220內。
[0045]潤滑油可通過固位器106從燃油泵104排出，并進入齒輪箱102。相對于從燃油泵104進入齒輪箱102的潤滑油流，固位器106的側壁306限定了第一容積404和第二容積406。相對于側壁306與泵軸204之間的潤滑油流，第一容積404限定在側壁306的內側。相對于潤滑油流，第二容積406限定在側壁306的外側。在圖示說明的實施例中，第二容積406可定位于第一容積404徑向向外處，并與齒輪箱102的齒輪系108進行潤滑油連通。
[0046]如附圖4中箭頭所示，所述潤滑油可沿泵軸204的縱向軸線X-X流動。該潤滑油可在徑向方向上以固位器106的側壁306為路徑流出第一容積404。設置在側壁306中的多個開口 308能夠將潤滑油流中的顆粒污染物截留在第一容積404內。開口 308的尺寸小于可物理損壞齒輪系108的污染物，但又大到足以使潤滑油流通過而不產生顯著的壓降。例如，開口 308的尺寸可以小到大約100微米。在另一實施例中，開口 308的尺寸可大于100微米。開口 308的尺寸可根據所需的保護要求進行調整。因此，潤滑油從污染物中分離，可流入第二容積406并通過出口 222排入齒輪箱102。
[0047]圖5和圖6示出了根據本實用新型的另一實施例的固位器502的第二種配置。如圖5所示，固位器502包括具有圓環狀結構的第一邊緣504和第二邊緣506。固位器502的第一邊緣504和第二邊緣506同軸，并在徑向方向上彼此間隔開。更具體地，固位器502的第一邊緣504和第二邊緣506是基本上彼此同心的。
[0048]在圖示說明的實施例中，固位器502的第一邊緣504的直徑大于第二邊緣506的直徑。例如，第一邊緣504的直徑是第二邊緣506直徑的3-5倍。另外，第二邊緣506的直徑可與泵軸204的直徑基本上相等，使得第二邊緣506可緊密地貼合在泵軸204周圍。進一步，在一個實施例中，多個支撐肋508可以間隔的形式設置在固位器502上。支撐肋508可在第一邊緣504和第二邊緣506之間徑向延伸。
[0049]固位器502還包括一個基本為平面的壁510，基本為平面的壁510連接至第一邊緣504和第二邊緣506并在二者之間延伸。固位器502的平面壁510垂直于縱向軸線X_X。如圖5所示，固位器502的第一邊緣504和第二邊緣506配置為在與平面壁510同一平面內的同心圓。平面壁510可包括多個開口 308。
[0050]在一個實施例中，泵軸204和第二邊緣506之間可設置密封環512，以動態地密封固位器502的第二邊緣506與泵軸204。另外，固位器502的第一邊緣504和安裝面208的內圓周表面210之間也可設置另一密封環514，以防止泵軸204旋轉時潤滑油流出。
[0051]圖6示出了燃油泵104的殼體202內設置的固位器502的截面圖。在本實施例中，設置在燃油泵104的安裝面208的內圓周表面210上的凹槽602可接收固位器502于其內。進一步，固位器502分別限定了燃油泵104的殼體202與齒輪箱102內的第一容積604和第二容積606。更具體地，相對于潤滑油流動的方向，第一容積604限定在平面壁510的內側，而第二容積606限定在平面壁510的外側。如箭頭所示，潤滑油可在軸向上通過固位器502從燃油泵104流向齒輪箱102。平面壁510上的多個開口 308可將顆粒污染物截留在第一容積604內，并防止這些顆粒污染物進入第二容積606。例如，開口 308的尺寸可以小到大約100微米。在另一實施例中，開口 308的尺寸可大于100微米。開口 308的尺寸可根據所需的保護要求進行調整。
[0052]工業實用性
[0053]嚴重故障的燃油泵碎片可與從燃油泵排入齒輪箱的潤滑油混合。這些混有潤滑油的碎片可損壞發動機齒輪系和/或排出的潤滑油流下游發動機的相關部件。
[0054]本實用新型所公開的固位器106、502設置在泵軸204周圍。固位器106、502上的多個開口 308可防止碎片或顆粒污染物從下游流入齒輪箱102。固位器106、502可在固位器106、502限定的區域或腔室內容納或收集這些顆粒污染物，從而防止其損壞齒輪箱102內的齒輪系108。
[0055]雖然參考上述實施例具體地展示和闡述了本實用新型的各方面，本領域中技術人員應當理解，在不脫離本實用新型公開內容的精神和保護范圍的前提下，可以通過修改所公開的機械、系統和方法構想出各種附加的實施例。這些實施例應當被理解為落入在基于所附權利要求和任何其等同物所確定的本實用新型的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種燃油泵，其特征在于，包括: 殼體； 可旋轉泵軸，其設置在所述殼體內，所述可旋轉泵軸的一端可連接至齒輪；以及固位器，其設置在所述殼體內，并且定位于所述可旋轉泵軸周圍，所述固位器包括:第一邊緣和第二邊緣，其中所述第一邊緣和所述第二邊緣彼此間隔開；和側壁，其連接到所述第一邊緣和所述第二邊緣并在二者之間延伸，所述側壁具有多個開口，所述側壁限定了所述殼體內的第一容積和第二容積，其中所述的多個開口配置為允許從第一容積到第二容積的流體流動，同時截留了尺寸大于所述第一容積內所述開口的尺寸的顆粒污染物。
2.根據權利要求1所述的燃油泵，其特征在于，相對于所述泵軸，所述第一容積限定在所述側壁的內側，所述第二容積限定在所述側壁的外側，所述外側設置于所述內側徑向朝外。
3.根據權利要求1所述的燃油泵，其特征在于，所述第一邊緣和所述第二邊緣配置為具有圓環狀結構。
4.根據權利要求1所述的燃油泵，其特征在于，包括設置在所述側壁表面上的網格，所述網格并配置為提供機械強度。
5.根據權利要求1所述的燃油泵，其特征在于，第一邊緣的直徑和第二邊緣的直徑大于所述泵軸的直徑。
6.一種燃油泵，其特征在于，包括: 殼體； 可旋轉泵軸，其設置在所述殼體內，所述可旋轉泵軸的一端可連接至齒輪；以及固位器，其設置在所述殼體內并且定位于所述可旋轉泵軸周圍，所述固位器包括:第一邊緣和第二邊緣，其中所述第一邊緣和所述第二邊緣彼此間隔開；以及基本為平面的壁，其連接到所述第一邊緣和所述第二邊緣并在二者之間延伸，所述平面壁具有多個開口，所述平面壁限定了所述殼體內的第一容積和第二容積，其中所述多個開口配置為允許從所述第一容積到所述第二容積的流體流動，同時截留了尺寸大于所述第一容積內所述開口的尺寸的顆粒污染物。
7.根據權利要求6所述的燃油泵，其特征在于，相對于所述流體流動方向，所述第一容積限定在所述平面壁的內側，而所述第二容積限定在所述平面壁的外側。
8.根據權利要求6所述的燃油泵，其特征在于，所述第一邊緣和所述第二邊緣配置為在與所述平面壁同一平面內的同心圓。
9.根據權利要求8所述的燃油泵，其特征在于，進一步包括多個支撐肋，所述多個支撐肋以間隔開的形式設置，并在所述第一邊緣和所述第二邊緣之間徑向延伸。
10.根據權利要求8所述的燃油泵，其特征在于，第二邊緣的直徑與所述泵軸的直徑相坐寸ο
11.根據權利要求8所述的燃油泵，其特征在于，第一邊緣的直徑大于第二邊緣的直徑。
12.根據權利要求8所述的燃油泵，其特征在于，進一步包括設置在所述泵軸和所述第二邊緣之間的密封環。
13.一種發動機，其特征在于，包括: 發動機組； 齒輪箱，其具有包括一個或多個齒輪的齒輪系；以及 燃油泵，其機械地耦合到所述齒輪系，所述燃油泵包括: 殼體； 可旋轉泵軸，其設置在所述殼體內，所述可旋轉泵軸的一端配置為配合所述齒輪系的齒輪；以及 固位器，其設置在所述殼體內并且定位于所述可旋轉泵軸周圍，所述固位器包括: 第一邊緣和第二邊緣，其中所述第一邊緣和所述第二邊緣彼此間隔開；以及壁，其在所述第一邊緣和所述第二邊緣之間延伸，所述壁具有多個開口，所述壁限定了所述殼體內的第一容積和第二容積，其中所述多個開口配置為允許從所述第一容積到所述第二容積的流體流動，同時截留了尺寸大于所述第一容積內所述開口的尺寸的顆粒污染物。
14.根據權利要求13所述的發動機，其特征在于，所述第二容積與所述齒輪系為流體連通。
15.根據權利要求13所述的發動機，其特征在于，相對于所述泵軸，所述第一容積限定在所述壁的內側，而所述第二容積限定在所述壁的外側，所述外側定位于所述內側徑向向外處。
16.根據權利要求13所述的發動機，其特征在于，所述第一邊緣和所述第二邊緣配置為具有圓環狀結構。
17.根據權利要求13所述的發動機，其特征在于，進一步包括設置在所述壁表面上的用于提供機械強度的網格。
18.根據權利要求13所述的發動機，其特征在于，所述第一邊緣和所述第二邊緣的直徑大于所述泵軸的直徑。
19.根據權利要求13所述的發動機，其特征在于，第二邊緣的直徑與所述泵軸的直徑相等。
【文檔編號】F02M37/22GK204113513SQ201420529944
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月16日 優先權日:2013年9月17日
【發明者】S·R·梅哈特, D·C·麥克, E·C·克勞斯, J·W·溫內斯 申請人:卡特彼勒公司