用于内燃机的泵和其形成方法与流程

[0001]
本公开涉及一种泵和制造所述泵的方法。更具体地，本公开涉及修改常规高压汽油燃料泵(例如，原始设备高压燃料泵)以提供可以用于内燃机中以将燃料直接递送到发动机的燃烧室中的高压燃料泵。


背景技术：

[0002]
用于修改原始设备燃料泵的已知方法存在若干问题。对原始设备燃料泵体的过度机加工会导致高污染风险，会由于机加工误差而导致高废品率(reject rate)，并且会由于原始设备高压燃料泵的核心泵体的弱化而导致故障风险。替代方法所采用的常见计算机数控(cnc)机加工的二次阻尼器壳体需要橡胶密封圈来使流体容纳在阻尼器壳体内部，所述环形密封件由于组装误差而易于发生泄漏并产生高废品率。二次阻尼器壳体的普遍组装方法是采用两个或更多个紧固件，所述紧固件要求在原始设备高压燃料泵体中具有螺纹孔。除了高制造复杂度之外，所述紧固方法还受组装质量误差和现场扭矩衰减风险的影响，从而导致潜在的泄漏或阻尼器壳体故障。另外，常规方法采用螺纹连接到阻尼器壳体的低压燃料配件，所述配件可以利用螺纹密封件或可以采用密封环。除了产生替代流体泄漏路径和故障可能性之外，这种低压配件特征方法还会导致包装尺寸过大。
[0003]
因此，需要可改造并且可以用于不同应用的经改进的燃料泵。本公开的方法和装置旨在消除用于修改原始设备高压燃料泵的常规方法的上文所讨论的缺点。


技术实现要素：

[0004]
根据本公开的示例性方面，提供了一种燃料泵。所述燃料泵包含主体，所述主体具有顶表面和侧表面。所述顶表面和所述侧表面相对于彼此成角度。所述燃料泵进一步包含阻尼器壳体，所述阻尼器壳体设置于所述顶表面上。所述阻尼器壳体包含基本上圆柱形的壁，所述基本上圆柱形的壁从所述顶表面沿所述基本上圆柱形的壁的竖轴竖直延伸。所述燃料泵还包含阻尼器盖，所述阻尼器盖设置于所述阻尼器壳体上。所述阻尼器盖包含基本上圆柱形的壁，所述基本上圆柱形的壁沿所述竖轴同轴延伸。所述阻尼器壳体包含顶部接合结构并且所述阻尼器盖包含底部接合结构。所述顶部接合结构和所述底部接合结构操作性地彼此接合以将所述阻尼器盖以密封方式连接到所述阻尼器壳体。所述阻尼器盖和所述阻尼器壳体共同限定用于容纳至少一个流体压力阻尼器的空间。所述燃料泵另外包含燃料入口配件，预定燃料通过所述燃料入口配件进入所述燃料泵。所述燃料入口配件基本上呈圆柱形并且可以密封方式插入到所述阻尼器盖的开口中。所述燃料泵另外包含燃料出口配件。所述燃料出口配件基本上呈圆柱形并且可以密封方式插入到所述主体的所述侧表面的开口中。所述预定燃料由所述至少一个流体压力阻尼器进行处理，以增加所述预定燃料的压力，并且其中压力增加的所述预定燃料通过所述燃料出口配件释放。
[0005]
根据本公开的另一个示例性方面，提供了一种形成燃料泵的方法。根据所述方法，设置主体，所述主体具有顶表面和侧表面，其中所述顶表面和所述侧表面相对于彼此成角
度。在所述顶表面上设置阻尼器壳体，其中所述阻尼器壳体包括基本上圆柱形的壁，所述基本上圆柱形的壁从所述顶表面沿所述基本上圆柱形的壁的竖轴竖直延伸。在所述阻尼器壳体上设置阻尼器盖，其中所述阻尼器盖包括基本上圆柱形的壁，所述基本上圆柱形的壁沿所述竖轴同轴延伸，其中所述阻尼器壳体包括顶部接合结构并且所述阻尼器盖包括底部接合结构，其中所述顶部接合结构和所述底部接合结构彼此操作性地接合以将所述阻尼器盖以密封方式连接到所述阻尼器壳体，其中所述阻尼器盖和所述阻尼器壳体共同限定用于容纳至少一个流体压力阻尼器的空间。将燃料入口配件以密封方式插入到所述阻尼器盖的开口中，其中预定燃料通过所述燃料入口配件进入所述燃料泵，其中所述燃料入口配件基本上呈圆柱形。将燃料出口配件以密封方式插入到所述主体的所述侧表面的开口中，其中所述燃料出口配件基本上呈圆柱形。所述预定燃料由所述至少一个流体压力阻尼器进行处理，以增加所述预定燃料的压力，并且压力增加的所述预定燃料通过所述燃料出口配件释放。
附图说明
[0006]
图1是根据本公开的示例性实施例的高压燃料泵的透视图；
[0007]
图2是图1中所示的泵的正视立面图；
[0008]
图3是图1中所示的泵的截面视图；
[0009]
图4是图1中所示的泵的泵体和阻尼器壳体的透视图；
[0010]
图5是图4的泵体和阻尼器壳体的截面视图；
[0011]
图6是图1中所示的泵的阻尼器盖的透视图；
[0012]
图7是图6的阻尼器盖的截面视图；
[0013]
图8是根据本公开的另一个示例性实施例的高压燃料泵的透视图；
[0014]
图9是根据本公开的又另一个示例性实施例的高压燃料泵的透视图；并且
[0015]
图10是根据本公开的仍另一个示例性实施例的高压燃料泵的透视图。
具体实施方式
[0016]
本文描述了本公开的详细实施例；然而，应理解的是，所公开实施例仅说明可以以各种形式具体化的本公开的组成、结构和方法。另外，结合各个实施例给出的实例中的每个实例旨在是说明性的，而不是限制性的。此外，附图不一定是按比例的，可能夸大了某些特征以示出特定组件的细节。因此，本文所公开的具体结构和功能细节不应解释为限制性的，而是仅作为教导本领域的技术人员以各种方式采用本文所公开的组成、结构和方法的代表性基础。本说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用表明，所描述实施例可以包含特定特征、结构或特性，但是并非每个实施例都一定包含特定特征、结构或特性。而且，此类短语不一定指同一实施例。
[0017]
图1是根据本公开的示例性实施例的高压燃料泵100的透视图。图2是高压燃料泵100的正视立面图。图3是高压燃料泵100的截面视图。在所示高压燃料泵100中，为了简洁起见，省略了某些已知的部件、组件和结构。
[0018]
如图1-3所示，高压燃料泵100包含泵体110，所述泵体可以与已知高压燃料泵的泵体类似或相同。泵体110具有顶表面112和侧表面114，所述顶表面和侧表面相对于彼此成角
度地形成。高压燃料泵100进一步包含阻尼器壳体120，所述阻尼器壳体从泵体110的顶表面112向上并且基本上竖直地延伸。阻尼器壳体120包含沿竖轴xx'轴向延伸的基本上圆柱形的壁，所述竖轴xx'基本上垂直于泵体110的顶表面112延伸。稍后将参考图4和5对阻尼器壳体的详细结构进行描述。在图1中，如所示那样限定了三维坐标系。燃料泵100的高度沿坐标系的竖轴xx'延伸，长度沿纵轴zz'延伸，并且宽度沿横轴yy'延伸。
[0019]
高压燃料泵100进一步包含阻尼器盖130，所述阻尼器盖可以联接或组装到阻尼器壳体120。阻尼器盖130包含基本上圆柱形的壁132(在图7中示出了所述基本上圆柱形的壁)，所述基本上圆柱形的壁沿竖轴xx'同轴延伸。阻尼器壳体120和阻尼器盖130可以通过分别为阻尼器壳体120和阻尼器盖130设置的相应配合结构彼此压入配合或机械结合。可替代地或另外，阻尼器壳体120和阻尼器盖130可以沿阻尼器盖130的圆柱形壁132的圆周彼此焊接。
[0020]
一旦阻尼器盖130组装或联接到阻尼器壳体120，阻尼器盖130的内表面、阻尼器壳体120的下部内表面以及泵体110的顶部处的内表面116就形成容纳空间s。流体压力阻尼器140或多个相同或类似的流体压力阻尼器可以保持或截留在容纳空间中，在图3中最佳地示出了这一点。
[0021]
高压燃料泵100包含燃料入口配件150，所述燃料入口配件可以基本上呈圆柱形。燃料入口配件150设置于燃料回路上游并且可以按压和/或机械结合到阻尼器盖130。在所示实施例中，燃料入口配件150是直径为约8mm的倒钩型燃料管线配件。燃料入口配件150相对于泵体110的顶表面112成一定角度。在所示实施例中，所述角度为约45度。相对于表面112，所述角度可以在约0度到约90度的范围内。例如，所述角度可以在约0度到约45度的范围内。例如，所述角度可以在约46度到约90度的范围内。
[0022]
高压燃料泵100进一步包含高压燃料出口配件160，所述高压燃料出口配件可以基本上呈圆柱形并且设置于泵体110的倾斜侧表面114上。当在xx'方向上从高压燃料泵100的顶部观看时，燃料入口配件150和高压燃料出口配件160相对于轴线xx'周向地形成约180度的角度。周向地相对于轴线xx'，由燃料入口配件150和高压燃料出口配件160形成的角度可以在约0度到约360度的范围内。
[0023]
如图4和5所示，阻尼器壳体120包含相对于轴线xx'轴向对称的基本上圆柱形的壁122。圆柱形壁122在周向上连续并且包含外表面121和径向相对的内表面123。圆柱形壁122进一步包含顶部接合表面124，所述顶部接合表面基本上平行于泵体110的顶表面112。顶部接合表面124和向内成锥形的表面125是连续的。向内成锥形的表面125将顶部接合表面124连接到圆柱形壁122的内表面123。顶部接合表面124和向内成锥形的表面125可以通过机加工、切割或剖切已知阻尼器壳体的顶部部分来形成。可以定制顶部接合表面124和向内成锥形的表面125的尺寸以适合于不同应用。阻尼器容纳空间s具有容积，所述容积由圆柱形壁122的直径以及阻尼器壳体120的顶部接合表面124与泵体110的顶表面112之间的距离限定。例如，阻尼器容纳空间s由圆柱形壁122的内表面123、圆柱形壁122的阶梯式表面126以及泵体110的内部顶表面116限定。阶梯式表面126和内部顶表面116可以与已知高压燃料泵相同或类似，并且因此，可以重新使用或重新设计已知泵以使其适合于不同应用。
[0024]
如图6和7所示，阻尼器盖130包含基本上圆柱形的壁132，所述基本上圆柱形的壁与阻尼器壳体120的圆柱形壁122基本上同轴。圆柱形壁132的直径与阻尼器壳体120的圆柱
形壁122的直径基本上相同。
[0025]
圆柱形壁132具有外表面135和径向相对的内表面133。阻尼器盖130进一步包含内部顶表面131，所述内部顶表面基本上平行于泵体110的顶表面112。内部顶表面131和内表面135一起限定作为阻尼器容纳空间s的一部分的盖腔c。
[0026]
圆柱形壁132包含所述壁的最低端处的安装凸缘134。安装凸缘134具有用于机械接合和结合阻尼器壳体120的顶部接合表面124的底部接合表面136。例如，底部接合表面136和顶部接合表面124可以进一步彼此焊接。另外，安装凸缘134进一步包含用于使阻尼器盖130相对于阻尼器壳体120适当朝向的肩部137。在操作中，肩部137接合阻尼器壳体120的向内成锥形的表面125，以允许阻尼器盖130相对于阻尼器壳体120适当居中。肩部137还提供压入配合特征，所述压入配合特征允许在焊接之前将阻尼器盖130预组装到泵壳体120。肩部137还可以用作焊接肩部，以减轻对阻尼器容纳空间s的内部表面的热暴露并允许阻尼器盖130与阻尼器壳体120的径向焊缝的平滑过渡(clean transition)。同时，可以使流体保持流畅地流过阻尼器壳体120。阻尼器盖130进一步包含用于将阻尼器盖130按压到阻尼器壳体120的顶表面138。
[0027]
阻尼器盖130进一步包含用于操作性地接合燃料入口配件150(示出于图1中)的燃料入口配件端139。一旦阻尼器盖130组装到阻尼器壳体120，燃料就从燃料入口配件150流向高压燃料泵阻尼器140。具体地，燃料流过顶腔tc，进入盖腔c。
[0028]
图8展示了根据本公开的另一个实施例的高压燃料泵200。高压燃料泵200包含泵体210，所述泵体具有顶表面212和倾斜侧表面214。高压燃料泵200进一步包含设置于顶表面212上的阻尼器壳体220以及通过与高压燃料泵100的接合和配合结构类似或相同的接合和配合结构联接到阻尼器壳体220的阻尼器盖230。泵体210、阻尼器壳体220和阻尼器盖230一起限定阻尼器容纳空间，在所述阻尼器容纳空间中可以容纳流体压力阻尼器。高压燃料泵200还包含燃料入口配件250，所述燃料入口配件设置于燃料回路上游并且可以按压和/或机械结合到阻尼器盖230。燃料入口配件250相对于泵体210的顶表面212成一定角度。在所示实施例中，所述角度为约45度。相对于顶表面212，所述角度可以在约0度到约90度的范围内。例如，所述角度可以在约0度到约45度的范围内。例如，所述角度可以在约46度到约90度的范围内。高压燃料泵200进一步包含高压燃料出口配件260，所述高压燃料出口配件设置于泵体210的倾斜侧表面214上。当在xx'方向上从高压燃料泵200的顶部观看时，燃料入口配件250和高压燃料出口配件260相对于轴线xx'周向地形成约0度的角度。周向地相对于轴线xx'，由燃料入口配件250和高压燃料出口配件260形成的角度可以在约0度到约360度的范围内。例如，泵体210(包含顶表面212和倾斜侧表面214)和高压燃料配件260可以与已知泵的泵体和高压燃料配件类似或相同。此实施例的燃料入口配件250是快速连接型燃料入口配件。
[0029]
图9展示了根据本公开的又另一个实施例的高压燃料泵300。高压燃料泵300包含泵体310，所述泵体具有顶表面312和倾斜侧表面314。高压燃料泵300进一步包含设置于顶表面312上的阻尼器壳体320以及通过与高压燃料泵100的接合和配合结构类似或相同的接合和配合结构联接到阻尼器壳体320的阻尼器盖330。泵体310、阻尼器壳体320和阻尼器盖330一起限定阻尼器容纳空间，在所述阻尼器容纳空间中可以容纳流体压力阻尼器。高压燃料泵300还包含燃料入口配件350，所述燃料入口配件设置于燃料回路上游并且可以按压
和/或机械结合到阻尼器盖330。燃料入口配件350相对于泵体310的顶表面312成一定角度。在所示实施例中，所述角度为约0度，或平行于表面312。相对于顶表面312，所述角度可以在约0度到约90度的范围内。例如，所述角度可以在约0度到约45度的范围内。例如，所述角度可以在约46度到约90度的范围内。高压燃料泵300进一步包含高压燃料出口配件360，所述高压燃料出口配件设置于泵体310的倾斜侧表面314上。当在xx'方向上从高压燃料泵300的顶部观看时，燃料入口配件350和高压燃料出口配件360相对于轴线xx'周向地形成约90度的角度。周向地相对于轴线xx'，由燃料入口配件350和高压燃料出口配件360形成的角度可以在约0度到约360度的范围内。例如，泵体310(包含顶表面312和倾斜侧表面314)和高压燃料配件360可以与已知泵的泵体和高压燃料配件类似或相同。燃料入口配件350的规格不同于燃料入口配件250的规格。例如，在此实施例中，燃料入口配件350是倒钩型燃料入口配件。另外，高压燃料泵300进一步包含柱塞弹簧370，所述柱塞弹簧的弹簧速率(spring rate)比已知泵的柱塞弹簧的弹簧速率高。
[0030]
图10展示了根据本公开的又另一个实施例的高压燃料泵400。高压燃料泵400包含泵体410，所述泵体具有顶表面412和倾斜侧表面414。高压燃料泵400进一步包含设置于顶表面412上的阻尼器壳体420以及通过与高压燃料泵100的接合和配合结构类似或相同的接合和配合结构联接到阻尼器壳体420的阻尼器盖430。泵体410、阻尼器壳体420和阻尼器盖430一起限定阻尼器容纳空间，在所述阻尼器容纳空间中可以容纳流体压力阻尼器。高压燃料泵400还包含燃料入口配件450，所述燃料入口配件设置于燃料回路上游并且可以按压和/或机械结合到阻尼器盖430。燃料入口配件450相对于泵体410的顶表面412成一定角度。在所示实施例中，所述角度为约90度。所述角度可以在约0度到约90度的范围内。换句话说，燃料入口配件450与阻尼器壳体420的轴线xx'对齐。高压燃料泵400进一步包含高压燃料出口配件460，所述高压燃料出口配件设置于泵体410的倾斜侧表面414上。例如，泵体410(包含顶表面412和倾斜侧表面414)和高压燃料配件460可以与已知泵的泵体和高压燃料配件类似或相同。燃料入口配件450是公制快速连接配件，其与已知泵中使用的英制快速连接配件相反。另外，高压燃料泵400进一步包含柱塞弹簧470，所述柱塞弹簧的弹簧速率比已知泵的柱塞弹簧的弹簧速率高。
[0031]
在高压燃料泵200、300、400中，泵体和高压燃料出口配件可以与已知泵的泵体和高压燃料出口配件相同。阻尼器壳体和阻尼器盖可以与泵100的阻尼器壳体120和阻尼器盖130相同，所述阻尼器壳体120和阻尼器盖130与已知阻尼器壳体和阻尼器盖不同。燃料入口配件250、350和450可以针对泵的不同应用进行定制。因此，所有这些实施例都允许通过允许改变燃料入口规格、朝向和角度以及柱塞回位弹簧的弹簧速率来使原始设备燃料泵改变用途以用于除最初预期的引擎盖下的发动机环境之外的发动机环境。
[0032]
如上文所描述的经修改的高压燃料泵的实施例能够使原始设备高压燃料泵适用于除最初预期用于原始设备高压燃料泵的应用和规格之外的应用和规格。对原始设备燃料泵的修改特定于压力脉动阻尼器组合件、低压燃料入口以及泵体安装凸缘，所述泵体安装凸缘允许安装和密封到除最初预期用于未经修改的燃料泵的发动机应用之外的新发动机应用。
[0033]
本公开的另一方面涉及修改原始设备高压燃料泵的阻尼器组合件的方法，允许将高压燃料泵的用途从原始发动机应用改变为先前未考虑的新发动机应用并且允许修改原
始高压燃料泵的压力脉动阻尼器组合件的方法。
[0034]
本公开的仍另一方面涉及修改原始设备高压燃料泵的方法，所述方法包含：取出原始设备阻尼器组合件；修改原始设备燃料泵阻尼器外壳；取出原始设备脉动阻尼器隔膜组合件；设置新设计的阻尼器壳体和新低压配件组合件；将经修改的原始设备燃料泵组装到新阻尼器壳体组合件；以及设置安装凸缘以使泵适用于发动机和最终的经修改的燃料泵组合件。
[0035]
本公开的方法和装置专门针对非原始设备市场，或通常被称为零部件市场，并且更具体地高性能零部件市场。本公开的方法和装置通过消除密封件、螺纹、紧固件和过多的制造操作，通过简化以及采用按压和焊接方法进行组装，改善了质量、制造并且最小化了阻尼器修改的包装占用空间。
[0036]
经修改的泵呈现完全机械密封的系统，相比常规紧固和o形圈密封方法，压力能力较高且制造成本较低。经修改的泵允许将原始泵改变用途以用于除其最初预期的应用之外的应用。阻尼器壳体允许修改新的经修改的泵中的原始脉动阻尼容积和脉动阻尼隔膜。
[0037]
根据本公开的一实施例，将原始设备高压燃料泵不锈钢阻尼器壳体以指定尺寸从主泵体中取出，并且随后通过特定边缘处理对阻尼器壳体外壳进行修改，以提供高质量的内径和垂直于内径的边缘，以供附接新阻尼器壳体盖。原始设备脉动阻尼器组合件得以保留。新阻尼器壳体盖被设计成具有使用计算流体动力学开发的特征，以引导和优化燃料流过原始设备阻尼器。新阻尼器壳体设计特征允许将壳体压入经修改的原始设备阻尼器壳体外壳中并且提供保持特征以维持其位置并且由此截留原始设备脉动阻尼器。新阻尼器壳体设计有允许将新壳体径向焊接到经修改的原始设备阻尼器外壳的特征。新阻尼器壳体的另外的设计特征允许对各种低压配件的按压和焊接。
[0038]
虽然已经示出、描述和指出了应用于本公开的各个特定实施例的本公开的基本新颖特征，但是还应理解的是，本领域的技术人员可以在不背离本公开的精神的情况下对所展示的装置的形式和细节以及所述装置的操作进行各种省略、替换和改变。例如，明确的意图是，以基本上相同的方式执行基本上相同的功能以实现相同的结果的那些元件和/或方法步骤的所有组合均在本公开的范围内。此外，应当认识到，作为设计选择的一般问题，结合本公开的任何所公开形式或实施例示出和/或描述的结构和/或元件和/或方法步骤可以以任何其它所公开或所描述或所提出的形式或实施例的方式并入。因此，意图是仅如所附权利要求的范围所指示的那样进行限制。