燃油泵及发动的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种燃油泵。所述燃油泵包括壳体。进一步，所述燃油泵包括设置在所述壳体内的可旋转泵轴；可旋转泵轴的一端可连接至齿轮。所述壳体还包括设置在壳体内的固位器，其定位于可旋转泵轴周围。所述固位器包括间隔开的第一边缘和第二边缘。所述固位器还包括在第一边缘和第二边缘之间延伸的侧壁。进一步，所述固位器的侧壁限定了所述壳体内的第一容积和第二容积。所述固位器的侧壁具有多个开口，所述开口能够为流体从第一容积流动到第二容积，同时截留了尺寸大于第一容积内开口的尺寸的颗粒污染物。本实用新型的固位器设置在泵轴周围，可防止碎片或颗粒污染物流入齿轮箱，以防止损坏齿轮箱内的齿轮。
【专利说明】燃油泵及发动机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种燃油泵及使用该燃油泵的发动机，更具体地涉及燃油泵内设置的固位器。
【背景技术】
[0002]燃油喷射器用于为喷射增压燃油到发动机气缸内。该燃油喷射器通过燃油管道从燃油泵接收增压燃油。该燃油泵机械地接合至齿轮系并由齿轮系驱动，该齿轮系位于与发动机相关联的齿轮箱中。进一步，该发动机还可包括发动机滑油泵。该发动机滑油泵为燃油泵和发动机各部件提供润滑油。该润滑油可从燃油泵排入齿轮箱中。
[0003]在某些情况下，当燃油泵故障时，来自故障燃油泵的碎片可与润滑油混合。这些含有碎片的污染润滑油可流向并进入齿轮系和/或设置在燃油泵下游的发动机的其它部件。进一步，这可导致齿轮系和/或发动机部件各自发生故障。这些发动机部件的故障会增加与发动机运行相关联的成本和故障时间。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供了一种燃油泵及发动机，它可以解决现有技术存在的由于燃油泵故障所产生的碎片可导致齿轮系和/或发动机部件发生故障的问题。
[0005]在本实用新型的一个方面中，公开了一种燃油泵。所述燃油泵包括壳体。进一步，所述燃油泵包括设置在壳体内的可旋转泵轴。可旋转泵轴的一端可连接于齿轮。固位器设置在壳体内并定位于可旋转泵轴周围。所述固位器包括第一边缘和第二边缘。所述固位器的第一边缘和第二边缘彼此间隔开。所述固位器还包括延伸在第一边缘和第二边缘之间的侧壁。进一步，所述固位器的侧壁限定了壳体内的第一容积和第二容积。所述固位器的侧壁具有多个开口，这些开口配置为允许从第一容积到第二容积的流体流动，同时截留了尺寸大于第一容积内开口的尺寸的颗粒污染物。
[0006]相对于所述泵轴，所述第一容积限定在所述侧壁的内侧，所述第二容积限定在所述侧壁的外侧，所述外侧定位于所述内侧径向向外处。
[0007]所述第一边缘和所述第二边缘配置为具有圆环状结构。
[0008]包括设置在所述侧壁表面上的网格，所述网格并配置为提供机械强度。
[0009]第一边缘的直径和第二边缘的直径大于所述泵轴的直径
[0010]另一方面，公开了一种燃油泵。所述燃油泵包括壳体，该壳体具有设置在壳体内的可旋转泵轴。可旋转泵轴的一端可连接于齿轮。固位器设置在壳体内并定位于可旋转泵轴周围。所述固位器包括第一边缘和第二边缘，使得所述第一边缘和第二边缘彼此间隔开并彼此同轴。所述固位器包括一个基本为平面的壁，该基本为平面的壁连接至第一边缘和第二边缘并在二者之间延伸。进一步，固位器的平面壁限定了壳体内的第一容积和第二容积。该固位器的平面壁包括多个开口，这些开口配置为允许从第一容积到第二容积的流体流动，同时截留了尺寸大于第一容积内开口的尺寸的颗粒污染物。
[0011]相对于所述流体流动方向，所述第一容积限定在所述平面壁的内侧，而所述第二容积限定在所述平面壁的外侧。
[0012]所述第一边缘和所述第二边缘配置为在与所述平面壁同一平面内的同心圆。
[0013]进一步包括多个支撑肋，所述多个支撑肋以间隔开的形式设置，并在所述第一边缘和所述第二边缘之间径向延伸。
[0014]第二边缘的直径与所述泵轴的直径基本相等。
[0015]第一边缘的直径大于第二边缘的直径。
[0016]进一步包括设置在所述泵轴和所述第二边缘之间的密封环。
[0017]另一方面，公开了一种发动机。所述发动机包括一个发动机组，还包括具有齿轮系的齿轮箱。该齿轮系包括一个或多个齿轮。所述发动机进一步包括机械地耦合到齿轮系的燃油泵。所述燃油泵包括壳体。可转动泵轴设置在所述壳体内，使得所述可旋转泵轴的一端配置为配合齿轮系的齿轮。进一步，固位器设置在所述壳体内且定位于可旋转泵轴周围。所述固位器包括第一边缘和第二边缘。所述固位器的第一边缘和第二边缘彼此间隔开。该固位器还包括延伸在第一边缘和第二边缘之间的壁。所述固位器的壁限定了壳体内的第一容积和第二容积。所述固位器的壁具有多个开口，这些开口配置为允许从第一容积到第二容积的流体流动，同时截留了尺寸大于第一容积内开口的尺寸的颗粒污染物。
[0018]所述第二容积与所述齿轮系为流体连通。
[0019]相对于所述泵轴，所述第一容积限定在所述壁的内侧，而所述第二容积限定在所述壁的外侧，所述外侧定位于所述内侧径向向外处。
[0020]所述第一边缘和所述第二边缘配置为具有圆环状结构。
[0021]进一步包括设置在所述壁表面上的用于提供机械强度的网格。
[0022]所述第一边缘和所述第二边缘的直径基本上大于所述泵轴的直径。
[0023]所述第一边缘和所述第二边缘配置为在与所述平面壁同一平面内的同心圆。
[0024]第二边缘的直径与所述泵轴的直径基本上相等。
[0025]本实用新型的固位器设置在泵轴周围，可防止碎片或颗粒污染物流入齿轮箱，以防止损坏齿轮箱内的齿轮。
[0026]本实用新型的其它特征和方面在以下说明书和附图中是显而易见的。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1示出了根据本实用新型一个实施例的固位器、齿轮箱和燃油泵的透视分解图；
[0028]图2示出了固位器、燃油泵与齿轮箱的分解截面图；
[0029]图3示出了根据本实用新型一个实施例的固位器的一种配置；
[0030]图4示出了包括齿轮、燃油泵和图3中固位器的组件的透视截面图；
[0031]图5是根据本实用新型另一实施例的固位器的可代替配置的分解图；以及
[0032]图6示出了包括齿轮、燃油泵和图5固位器的另一组件的透视截面图。
【具体实施方式】
[0033]在任何可能的情况下，整个附图中相同的参考编号将用于表示相同的或类似的部件。图1示出了显示齿轮箱102、燃油泵104和固位器106的发动机的一部分。该发动机可包括内燃机，该内燃机可通过已知的液体或气体燃油(包括但不限于汽油、柴油、天然气、石油气和生物燃油)中的任意一种或其组合驱动。齿轮箱102包括安装在齿轮板110上的齿轮系108。齿轮板110安装在发动机的发动机体(未示出)上。齿轮箱102可使用螺钉等任意传统的紧固装置连接到发动机体。机轴(未示出)和各个发动机部件之间采用齿轮系108以传递扭矩。例如，齿轮系108可包括径向齿轮112 (如图2所示)，径向齿轮112用于为发动机部件(如燃油泵)提供驱动扭矩。进一步，齿轮系108还可包括空转齿轮，空转齿轮用于提供与机轴相关联的齿轮和机轴(未示出)之间以及机轴与一个或多个径向齿轮112之间等的驱动连接。
[0034]燃油泵104可与发动机相关联，以输送增压燃油至燃油管道(未示出)并进入燃油喷射器(未示出)。在发动机运行期间，配置燃油喷射器以喷射增压燃油至发动机汽缸(未示出)内。燃油泵104可包括基于系统要求的本领域已知的齿轮泵、摆线泵、叶轮泵、柱塞泵或任意其它泵中的任一种。燃油泵104机械地接合到齿轮系108的至少一个齿轮112上。
[0035]如图2所示，燃油泵104可包括壳体202。燃油泵104还包括可旋转泵轴204，所述泵轴204沿自身限定的纵向轴线X-X延伸。燃油泵104的壳体202进一步包括前端面206和从前端面206轴向延伸的安装面208。安装面208从纵向轴线X-X向外设置并与其基本同轴。安装面208包括内圆周表面210和外圆周表面212。
[0036]一种发动机滑油泵(未示出)可与该发动机相关联，用于为燃油泵104和其它的发动机部件供应润滑油等润滑液。进一步，燃油泵104包括沿环绕泵轴204的燃油泵104的前端面206限定的多个内部通道214。内部通道214提供润滑油的供给和返回路径。
[0037]泵轴204的一端配置为由齿轮箱102的齿轮112的其中之一接收。泵轴204可插入与齿轮箱102内与任一齿轮112相关联的花键齿轮轴218中。在运行期间，齿轮112可驱动泵轴204，泵轴204再依次驱动燃油泵104运行。参照图2，齿轮箱102可包括腔室220，使得腔室220组装后与安装面208相配合，并配置为安装燃油泵104时围绕泵轴204。齿轮箱102上的腔室220可以通过其中设置的内部通道214接收燃油泵104排出的润滑油。
[0038]腔室220内设置的多个出口 222可提供路径，该路径用于从燃油泵104中排出润滑油进入齿轮箱102。在一个实施例中，一对直径对置的出口 222设置在垂直于所述纵向轴线X-X的方向上。
[0039]图3是根据本实用新型的实施例中固位器106的透视图。固位器106可定位在壳体202内泵轴204周围。图1至图4示出了根据本实用新型的一个实施例的固位器106的一种配置。将参照图5和图6说明固位器502的另一配置。
[0040]参考图3,固位器106包括第一边缘302和第二边缘304。固位器106的第一边缘302和第二边缘304具有圆环状结构。进一步，固位器106的第一边缘302和第二边缘304彼此间隔开。如图1、图2和图4所不，固位器106的第一边缘302的直径和第二边缘304的直径大于泵轴204的直径，这样，固位器106可以围绕泵轴204。在一个实施例中，固位器106的第一边缘302和第二边缘304的直径可为泵轴204直径的大约3到5倍。如图所示’第一边缘302和第二边缘304的内径大致相等。应当注意的是，第一边缘302和第二边缘304可由本领域已知的金属或聚合物材料制成。
[0041]固位器106还包括在固位器106的第一边缘302和第二边缘304之间延伸的侧壁306。在一个实施例中，侧壁306可在第一边缘302和第二边缘304之间轴向延伸，从而使侧壁306可大致平行于泵轴204的纵向轴线X-X。在一个实施例中，侧壁306可以具有圆柱形结构。或者，在另一个实施例中，当第一边缘302的直径大于第二边缘304的直径时，侧壁306可设置在第一边缘302和第二边缘304之间，以使侧壁306的横截面在第一边缘302和第二边缘304之间可逐渐变小。
[0042]固位器106的侧壁306包括多个开口 308。这些开口 308可以是圆孔、槽或者可具有适合的其他形状。这些侧壁306的开口 308可作为过滤器，用于防止尺寸大于开口 308的颗粒污染物从燃油泵104流向齿轮箱102。本领域的普通技术人员将认识到，开口 308的尺寸必须这样选择:相对较大的颗粒污染物被分离并截留在固位器106内，而润滑油可穿过固位器106流向齿轮箱102。在一个实施例中，多层侧壁306可用来提供额外的支撑。例如，固位器106可包括三层侧壁306。
[0043]进一步，固位器106的侧壁306上可设置网格310。这样设置网格310，使得固位器106组装在其上时，网格310可以定位在远离泵轴204的侧壁306的外表面上。网格310可以为固位器106的侧壁306提供机械强度。应当注意的是，侧壁306和网格310可由本领域已知的任何金属或聚合物，例如，铝、钢、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯乙烯(PVC)及其类似物制成。
[0044]将在下面进行详细说明固位器106的运行。图4是固位器106、燃油泵104和齿轮箱102的截面透视图。组装时，燃油泵104的安装面208的外圆周表面212与腔室220的内表面402相接触，并装在内表面402上。在泵轴204周围设置固位器106，使得固位器106定位在腔室220内。
[0045]润滑油可通过固位器106从燃油泵104排出，并进入齿轮箱102。相对于从燃油泵104进入齿轮箱102的润滑油流，固位器106的侧壁306限定了第一容积404和第二容积406。相对于侧壁306与泵轴204之间的润滑油流，第一容积404限定在侧壁306的内侧。相对于润滑油流，第二容积406限定在侧壁306的外侧。在图示说明的实施例中，第二容积406可定位于第一容积404径向向外处，并与齿轮箱102的齿轮系108进行润滑油连通。
[0046]如附图4中箭头所示，所述润滑油可沿泵轴204的纵向轴线X-X流动。该润滑油可在径向方向上以固位器106的侧壁306为路径流出第一容积404。设置在侧壁306中的多个开口 308能够将润滑油流中的颗粒污染物截留在第一容积404内。开口 308的尺寸小于可物理损坏齿轮系108的污染物，但又大到足以使润滑油流通过而不产生显著的压降。例如，开口 308的尺寸可以小到大约100微米。在另一实施例中，开口 308的尺寸可大于100微米。开口 308的尺寸可根据所需的保护要求进行调整。因此，润滑油从污染物中分离，可流入第二容积406并通过出口 222排入齿轮箱102。
[0047]图5和图6示出了根据本实用新型的另一实施例的固位器502的第二种配置。如图5所示，固位器502包括具有圆环状结构的第一边缘504和第二边缘506。固位器502的第一边缘504和第二边缘506同轴，并在径向方向上彼此间隔开。更具体地，固位器502的第一边缘504和第二边缘506是基本上彼此同心的。
[0048]在图示说明的实施例中，固位器502的第一边缘504的直径大于第二边缘506的直径。例如，第一边缘504的直径是第二边缘506直径的3-5倍。另外，第二边缘506的直径可与泵轴204的直径基本上相等，使得第二边缘506可紧密地贴合在泵轴204周围。进一步，在一个实施例中，多个支撑肋508可以间隔的形式设置在固位器502上。支撑肋508可在第一边缘504和第二边缘506之间径向延伸。
[0049]固位器502还包括一个基本为平面的壁510，基本为平面的壁510连接至第一边缘504和第二边缘506并在二者之间延伸。固位器502的平面壁510垂直于纵向轴线X_X。如图5所示，固位器502的第一边缘504和第二边缘506配置为在与平面壁510同一平面内的同心圆。平面壁510可包括多个开口 308。
[0050]在一个实施例中，泵轴204和第二边缘506之间可设置密封环512，以动态地密封固位器502的第二边缘506与泵轴204。另外，固位器502的第一边缘504和安装面208的内圆周表面210之间也可设置另一密封环514，以防止泵轴204旋转时润滑油流出。
[0051]图6示出了燃油泵104的壳体202内设置的固位器502的截面图。在本实施例中，设置在燃油泵104的安装面208的内圆周表面210上的凹槽602可接收固位器502于其内。进一步，固位器502分别限定了燃油泵104的壳体202与齿轮箱102内的第一容积604和第二容积606。更具体地，相对于润滑油流动的方向，第一容积604限定在平面壁510的内侧，而第二容积606限定在平面壁510的外侧。如箭头所示，润滑油可在轴向上通过固位器502从燃油泵104流向齿轮箱102。平面壁510上的多个开口 308可将颗粒污染物截留在第一容积604内，并防止这些颗粒污染物进入第二容积606。例如，开口 308的尺寸可以小到大约100微米。在另一实施例中，开口 308的尺寸可大于100微米。开口 308的尺寸可根据所需的保护要求进行调整。
[0052]工业实用性
[0053]严重故障的燃油泵碎片可与从燃油泵排入齿轮箱的润滑油混合。这些混有润滑油的碎片可损坏发动机齿轮系和/或排出的润滑油流下游发动机的相关部件。
[0054]本实用新型所公开的固位器106、502设置在泵轴204周围。固位器106、502上的多个开口 308可防止碎片或颗粒污染物从下游流入齿轮箱102。固位器106、502可在固位器106、502限定的区域或腔室内容纳或收集这些颗粒污染物，从而防止其损坏齿轮箱102内的齿轮系108。
[0055]虽然参考上述实施例具体地展示和阐述了本实用新型的各方面，本领域中技术人员应当理解，在不脱离本实用新型公开内容的精神和保护范围的前提下，可以通过修改所公开的机械、系统和方法构想出各种附加的实施例。这些实施例应当被理解为落入在基于所附权利要求和任何其等同物所确定的本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种燃油泵，其特征在于，包括: 壳体； 可旋转泵轴，其设置在所述壳体内，所述可旋转泵轴的一端可连接至齿轮；以及固位器，其设置在所述壳体内，并且定位于所述可旋转泵轴周围，所述固位器包括:第一边缘和第二边缘，其中所述第一边缘和所述第二边缘彼此间隔开；和侧壁，其连接到所述第一边缘和所述第二边缘并在二者之间延伸，所述侧壁具有多个开口，所述侧壁限定了所述壳体内的第一容积和第二容积，其中所述的多个开口配置为允许从第一容积到第二容积的流体流动，同时截留了尺寸大于所述第一容积内所述开口的尺寸的颗粒污染物。
2.根据权利要求1所述的燃油泵，其特征在于，相对于所述泵轴，所述第一容积限定在所述侧壁的内侧，所述第二容积限定在所述侧壁的外侧，所述外侧设置于所述内侧径向朝外。
3.根据权利要求1所述的燃油泵，其特征在于，所述第一边缘和所述第二边缘配置为具有圆环状结构。
4.根据权利要求1所述的燃油泵，其特征在于，包括设置在所述侧壁表面上的网格，所述网格并配置为提供机械强度。
5.根据权利要求1所述的燃油泵，其特征在于，第一边缘的直径和第二边缘的直径大于所述泵轴的直径。
6.一种燃油泵，其特征在于，包括: 壳体； 可旋转泵轴，其设置在所述壳体内，所述可旋转泵轴的一端可连接至齿轮；以及固位器，其设置在所述壳体内并且定位于所述可旋转泵轴周围，所述固位器包括:第一边缘和第二边缘，其中所述第一边缘和所述第二边缘彼此间隔开；以及基本为平面的壁，其连接到所述第一边缘和所述第二边缘并在二者之间延伸，所述平面壁具有多个开口，所述平面壁限定了所述壳体内的第一容积和第二容积，其中所述多个开口配置为允许从所述第一容积到所述第二容积的流体流动，同时截留了尺寸大于所述第一容积内所述开口的尺寸的颗粒污染物。
7.根据权利要求6所述的燃油泵，其特征在于，相对于所述流体流动方向，所述第一容积限定在所述平面壁的内侧，而所述第二容积限定在所述平面壁的外侧。
8.根据权利要求6所述的燃油泵，其特征在于，所述第一边缘和所述第二边缘配置为在与所述平面壁同一平面内的同心圆。
9.根据权利要求8所述的燃油泵，其特征在于，进一步包括多个支撑肋，所述多个支撑肋以间隔开的形式设置，并在所述第一边缘和所述第二边缘之间径向延伸。
10.根据权利要求8所述的燃油泵，其特征在于，第二边缘的直径与所述泵轴的直径相坐寸ο
11.根据权利要求8所述的燃油泵，其特征在于，第一边缘的直径大于第二边缘的直径。
12.根据权利要求8所述的燃油泵，其特征在于，进一步包括设置在所述泵轴和所述第二边缘之间的密封环。
13.一种发动机，其特征在于，包括: 发动机组； 齿轮箱，其具有包括一个或多个齿轮的齿轮系；以及 燃油泵，其机械地耦合到所述齿轮系，所述燃油泵包括: 壳体； 可旋转泵轴，其设置在所述壳体内，所述可旋转泵轴的一端配置为配合所述齿轮系的齿轮；以及 固位器，其设置在所述壳体内并且定位于所述可旋转泵轴周围，所述固位器包括: 第一边缘和第二边缘，其中所述第一边缘和所述第二边缘彼此间隔开；以及壁，其在所述第一边缘和所述第二边缘之间延伸，所述壁具有多个开口，所述壁限定了所述壳体内的第一容积和第二容积，其中所述多个开口配置为允许从所述第一容积到所述第二容积的流体流动，同时截留了尺寸大于所述第一容积内所述开口的尺寸的颗粒污染物。
14.根据权利要求13所述的发动机，其特征在于，所述第二容积与所述齿轮系为流体连通。
15.根据权利要求13所述的发动机，其特征在于，相对于所述泵轴，所述第一容积限定在所述壁的内侧，而所述第二容积限定在所述壁的外侧，所述外侧定位于所述内侧径向向外处。
16.根据权利要求13所述的发动机，其特征在于，所述第一边缘和所述第二边缘配置为具有圆环状结构。
17.根据权利要求13所述的发动机，其特征在于，进一步包括设置在所述壁表面上的用于提供机械强度的网格。
18.根据权利要求13所述的发动机，其特征在于，所述第一边缘和所述第二边缘的直径大于所述泵轴的直径。
19.根据权利要求13所述的发动机，其特征在于，第二边缘的直径与所述泵轴的直径相等。
【文档编号】F02M37/22GK204113513SQ201420529944
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】S·R·梅哈特, D·C·麦克, E·C·克劳斯, J·W·温内斯 申请人:卡特彼勒公司