带有电动马达燃料泵和流体驱动式燃料泵的燃料泵组件的制作方法

对相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2018年11月20日的序列号为62/769810的美国临时申请的利益，该美国临时申请的全部内容通过引用而以其整体并入本文中。

本公开大体上涉及一种包括电动马达燃料泵和流体驱动式燃料泵的燃料泵组件。

背景技术：

用于燃烧发动机的燃料系统可包括将燃料从燃料箱泵送到发动机的燃料泵组件。燃料泵大体上由位于燃料箱内或位于燃料箱的外部的某个结构承载。燃料通过入口吸入到燃料泵中，燃料的压力增大，并且，燃料从燃料泵排出并且传送到发动机。

技术实现要素：

在至少一些实施方式中，燃料泵组件包括：贮存器，该贮存器具有内部容积和与内部容积连通的入口；主燃料泵，该主燃料泵具有与内部容积连通的入口，燃料在压力下通过其被排出的出口，电动马达和由电动马达驱动的泵送元件，以将燃料吸入到入口中并且从出口排出；以及副燃料泵。副燃料泵具有限定第一入口、第二入口以及出口的本体。第一入口接纳从主燃料泵出口排出的燃料中的至少一些，并且，喷嘴由本体承载或以其它方式与第一入口连通，使得从喷嘴向外流动的燃料经由第一入口流动到本体中。第二入口与贮存器入口连通，并且，出口与内部容积连通。通过喷嘴的燃料流引起在第二燃料入口的区域中的压力降，以从燃料源通过第二燃料入口抽吸燃料，并且，通过第二燃料入口抽入的燃料与来自喷嘴的燃料流组合。组合的燃料流从副燃料泵出口排出并且到内部容积中。

在至少一些实施方式中，喷嘴至少部分地接纳于本体中，并且，本体限定在尺寸上大于喷嘴的流动区域的位于喷嘴的下游的区域。本体可形成为单块材料，使得第一入口、第二入口以及出口是整体式地形成于同一构件中的特征。本体可由针对静电电荷有传导性的材料形成。

在至少一些实施方式中，流控制器由贮存器承载，并且，来自副燃料泵出口的燃料流被指引到贮存器中，并且，流控制器包括腔，并且，出口至少部分地由具有接纳于腔中的端部的出口管限定。出口可联接到出口管的第一端，并且，出口管的第二端接纳于腔内。流控制器可包括相对于燃料从副燃料泵出口向外流动的方向处于45度与90度之间的角的表面。流控制器可包括相对于重力方向位于出口管的第二端的水平上方的开口。

在至少一些实施方式中，第二入口的至少部分或联接到第二入口的通路的至少部分相对于重力方向处于0度与60度之间的锐角夹角。在至少一些实施方式中，出口联接到出口管的第一端，并且其中，出口管弯曲且包括相对于重力位于第二出口的高度上方的部分。

在至少一些实施方式中，吸液管具有联接到贮存器并且与贮存器的入口连通的第一端，并且，吸液管具有与贮存器隔开的第二端。在至少一些实施方式中，吸入管在第一端处联接到贮存器并且与贮存器的入口连通，并且，吸入管具有联接到本体的第二入口的第二端。在至少一些实施方式中，吸入管在第一端处联接到本体的第二入口且具有远离贮存器的第二端。吸入管可从内部容积内延伸，以定位于内部容积的外部。吸入管可部分地由形成于贮存器中的通路限定。

在至少一些实施方式中，承载器接纳于贮存器内部容积内，并且具有将主燃料泵支承于内部容积内的壁，并且其中，本体形成于与承载器的至少部分相同的材料块中。

在至少一些实施方式中，主燃料泵包括限定主燃料泵的出口的出口本体和限定主燃料泵的第二出口的中空突出部，并且，副燃料泵的本体的限定第一入口的部分接纳穿过中空突出部的至少部分，使得副燃料泵的本体联接到出口本体。

附图说明

将参考附图阐明下面对某些实施例和最佳模式的详述，其中：

图1是燃料泵组件的部分的透视图，图示了贮存器、联接到贮存器的安装凸缘以及位于贮存器内的某些构件；

图2是燃料泵组件的截面视图；

图3是燃料泵组件的部分的放大截面视图；

图4是燃料泵组件的上部部分的放大截面视图，图示了主燃料泵的上部部分、第二泵本体、以及吸入管的第一端；

图5是燃料泵组件的截面视图，示出了联接到贮存器的入口或与贮存器的入口连通的吸入管和延伸到燃料箱中的吸液管，泵组件接纳于该燃料箱中；

图6是燃料泵组件的下部部分的截面视图，图示了入口管的联接到贮存器的入口或与贮存器的入口连通的第二端；以及

图7是如图5中所示出的燃料泵组件的透视图，其包括与接纳于贮存器内的承载器整体式地形成的第二泵本体。

具体实施方式

更详细地参考附图，图1图示燃料泵组件10，该燃料泵组件10具有：贮存器12，其中包含燃料供应器；和主燃料泵14，其用以从贮存器12泵送燃料，以供发动机使用。贮存器12可包括主体18或由主体18限定，该主体限定内部容积22，流体保持于内部容积22中。燃料泵14从内部容积22吸入燃料，增大燃料的压力，并且在压力下排出燃料，以便传送到发动机。从主燃料泵14排出的燃料中的一些被指引到副燃料泵20，该副燃料泵20可为使燃料从燃料箱24移动到贮存器12的内部容积22中的流体驱动式喷射泵。以此方式，燃料从燃料箱24移动到贮存器12中并且然后从贮存器移动到发动机。

贮存器12可具有任何期望的形状并且提供任何期望的内部容积22。如图2中所示出的那样，主体18可具有大体上圆柱形的侧壁26，该侧壁26在一端处被底壁28封闭并且在其另一端30处开放，使得构件(例如，燃料泵14)可至少部分地接纳于内部容积22内。在至少一些实施方式中，贮存器12包括入口32(图5)，燃料通过该入口32导入到内部容积22中，并且，入口32可与副燃料泵20的吸入通路或管34连通，使得副燃料泵20通过入口32从燃料箱24抽吸燃料。吸入管34可至少部分地接纳于可整体式地形成于贮存器12中并且可限定入口32或与入口32连通的通路33或腔内。在至少一些实施方式中，吸液管35可联接到入口32或与入口32连通，使得吸入管34通过吸液管35和贮存器入口32抽吸燃料。吸液管35可具有联接到贮存器12(例如，如图5中所示出的那样，在可延伸越过入口32的通路33内)和/或吸入管34的第一端37，并且可远离贮存器12延伸到自由端或第二端39，所述自由端或第二端39可与燃料箱24远离贮存器12或与贮存器12隔开的部分连通。例如，燃料箱24可包括贮槽(sump,有时也称为机油箱)或下部部分，并且，吸液管35可延伸到贮槽中，使得泵组件10可接近箱24中的所有燃料或几乎所有燃料。备选地，如图6中所示出的那样，吸入管34可在形成于贮存器的下壁中的入口32'处联接到贮存器或以其它方式与入口32'连通，在没有任何吸液管的情况下。因此，在该示例中，第二泵从箱与入口32'相邻的区域抽吸燃料。

贮存器12中的第二入口36(图2)可设置成容许液体燃料在燃料在燃料箱中的水平大于第二入口的高度或水平和燃料在内部容积22中的高度或水平时进入内部容积22。止回阀38可设置于第二入口36处，以容许燃料从箱24流动到内部容积22中，但防止内部容积22中的燃料通过第二入口36流动到燃料箱24。这防止贮存器12在燃料在箱24中的水平低于其在内部容积22中的水平时通过第二入口36排泄。贮存器12可由适合于与正被泵送的燃料一起使用的任何期望的材料形成。贮存器12可接纳于燃料箱24的内部内，在其中维持燃料的供应。

为了将贮存器12固持于燃料箱24内，该组件可包括安装凸缘40(其部分在图1中示出)，安装凸缘40适于在开口上面密封到燃料箱24的壁，贮存器12通过该开口插入到燃料箱24中。安装凸缘40诸如通过可以可滑动地接纳于贮存器主体18中的开口或通路44内的一个或多个支承件42联接到贮存器主体18。偏移部件(诸如，螺旋弹簧46)可接纳于支承件42中的一个或多个周围并且接纳于安装凸缘40与贮存器主体18之间，以可屈服地将主体18偏移远离安装凸缘40。在安装凸缘40联接到燃料箱24的上壁时，(一个或多个)弹簧46将主体18朝向燃料箱24的底壁推压，使得甚至在箱24内的低水平的燃料可被燃料泵组件10接近。

主燃料泵14可包括电动马达50和由马达50驱动的泵送元件52。泵送元件52引起在燃料泵14的入口54处的压力降，以将燃料抽吸到入口54中，并且增大吸入到泵送元件52中的燃料的压力，使得燃料在压力下从燃料泵14被排出。泵送元件52可为如盖劳特泵(gerotorpump)或螺杆泵那样的正位移型或如涡轮型泵那样的向心泵。燃料泵入口54可布置成与贮存器12的底壁28相邻，使得内部容积22内的所有燃料或几乎所有燃料都可吸入到主燃料泵14中。燃料过滤器56可布置于入口54处和于内部容积22内，以在燃料抽吸到主燃料泵14中之前过滤燃料。除此之外或作为替代，燃料过滤器可设置于贮存器12的入口30、32之一或两者处、设置于吸液管35的自由端39处或设置于吸入管34的第二端97处，以在燃料进入贮存器内部容积22时并且在被主燃料泵14泵送之前过滤燃料。

马达50和泵送元件52可承载于燃料泵14的壳体60内，该壳体60可包括位于圆柱形外壳66的相反的端部处的入口本体62和出口本体64。外壳66可以以包括将外壳66的端部卷曲连接(crimp,有时称为压合连接)到本体的任何合适的方式和/或通过焊接、粘附剂、紧固件等等而固定到入口和出口本体62,64。马达50和泵送元件52可接纳于入口本体62与出口本体64之间，并且可至少部分地由本体62,64支承。入口本体62可限定到燃料泵14的入口54，燃料通过该入口54被泵送元件52吸入，并且，出口本体64可限定燃料泵14的一个或多个出口，燃料通过所述一个或多个出口从燃料泵14排出。在所示出的示例中，燃料泵14包括：第一燃料出口68，燃料通过第一燃料出口68排出到发动机；和第二燃料出口70，通过第二燃料出口70为副燃料泵20提供燃料流。第一燃料出口68和第二燃料出口70可至少部分地由出口本体64中的端口或通路限定。第一燃料出口68可联接到管72的一端，该管72具有其通过安装凸缘40联接到通路的另一端。燃料管路可在燃料箱24的外部联接到安装凸缘40，并且通向燃料轨或其它构件，以便将燃料传送到发动机。以此方式，燃料可从燃料箱24内传送到燃料箱的外部的位置。出口本体64可包括或接纳一个或多个电连接器74或终端，经由所述一个或多个电连接器74或终端向马达50提供电功率。

为了将燃料泵14的位置固持于贮存器12内，内部容积22中的承载器76可接纳、固持和/或接合燃料泵14的至少部分。承载器76可与贮存器主体18分开地形成并且以组件的形式联接到贮存器主体18，或它可由接合或支承在贮存器内的燃料泵14的主体18的一个或多个内壁或结构特征限定或由单独地形成的和整体式地形成的特征的某种组合限定。在图1中所示出的示例中，承载器76包括接合且可连接到出口本体64的凸缘或凸片80的一个或多个固持器78。固持器78可从承载器76的上壁82延伸，该上壁82可包括开口84，出口本体64延伸穿过该开口84，并且，第一燃料出口68和第二燃料出口70延伸穿过该开口84。承载器76还可包括下壁86，如图2中所示出的那样，该下壁86还可包括开口或腔88，入口本体62接纳于所述开口或腔88中和或燃料泵14的入口54通过所述开口或腔88与内部容积22的下部部分连通。侧壁90可在上壁82与下壁86之间延伸，或上壁82可与下壁86分开地联接到贮存器主体18。

第一燃料出口68和第二燃料出口70两者可从燃料泵壳体60的内部92延伸并且与其连通，从而各自在大致相同的压力下接纳燃料。出口68,70可以以任何期望的取向设置，并且示出为出口本体64中的单独的通路，所述通路彼此平行或大体上平行并且平行或大体上平行于马达50的旋转轴线94(其中在该实例中大体上意味着处于15度内)。第二出口70可作为替代而为第一出口68的支管、分支或"t"形件或反之亦然，或第一出口68和第二出口70可以以包括如下的实施方式的任何其它期望的方式取向：其中，出口68,70之一或两者延伸穿过入口本体62和/或外壳66而非出口本体64。第二出口70可通向或限定副泵20的部分，并且向副燃料泵20提供输入燃料流。

副泵20利用来自第二出口70的燃料流引起与贮存器入口32(和吸液管35(若被包括))连通的压力下降，以从燃料箱24通过贮存器入口32(和吸液管35)抽吸燃料。在至少一些实施方式中，副泵20包括喷嘴96、喷射器或节流器，所述喷嘴96、喷射器或节流器增大流过其的燃料的速度并且通向较大的区域98，该区域98可由文丘里管(venturi)的部分或通路或管100的渐缩部分限定。因此，副燃料泵20可为所谓的喷射泵。从喷嘴96排出的燃料的速度的增大引起压力的减小和位于通过吸入管34与贮存器入口32(和/或吸液管)连通的喷嘴96的下游的区域98。吸入管34在一端97(图5)处联接到位于入口32(和/或吸液管)处的贮存器，使得流过入口的燃料进入吸入管34，并且，吸入管34在其另一端99(图4)处与位于喷嘴96的下游的区域98连通。流过吸入管34的燃料可加入从喷嘴或喷射器96排出的燃料，并且，组合的燃料流可排出到内部容积22中，以提供内部容积22内的燃料供应。虽然在所图示的示例中示出为单独的管，但吸入管34和吸液管35可为在副泵20与燃料箱24之间延伸并且可穿过贮存器本体18中的开口或端口(例如，入口32)或通过贮存器本体18的开放上端30向外导引的单个管。而且，吸入管和/或吸液管的部分或全部可为贮存器或承载器76的部分，即，形成于贮存器本体18和/或承载器76中的开口或通路。

在至少一些实施方式中，诸如在图2-4中所示出的那样，第二泵本体102诸如在出口本体64处联接到燃料泵14，并且包括第一入口104、第二入口106和出口108。第一入口104联接到主燃料泵14的第二出口70，以接纳从第二出口70排出的燃料。在至少一些实施方式中，第二出口70至少部分地由出口本体64的中空突出部限定，并且，入口104被按压到突出部上并且被按压穿过突出部(例如，以不透流体的方式)。

第二入口106与位于喷嘴96的下游的区域98连通，并且接纳或以其它方式联接到吸入管34的第二端99，以接纳通过贮存器入口32抽吸的燃料。第二入口106可由管接头(nipple)或突出部限定，吸入管34的第二端99配合到该管接头或突出部上(例如，以不透流体的方式)。如图5中所示出的那样，第二入口106可相对于重力方向而成角度，使得燃料朝向位于喷嘴96的下游的区域98以向下的角进入入口106。在足够的向上角且从第一入口106到吸入管34的最大的高度的竖直距离增大的情况下，在泵组件10正操作时，燃料不从吸入管34向外流回并且流动到燃料箱24中。压力释放开口105(图1)可诸如设置于与其相关联的第二泵本体或管中，该压力释放开口105可减轻第二泵20中的压力并且在燃料泵14未正在运转作时防止燃料的虹吸。在至少一些实施方式中，入口106或吸入管34的部分相对于重力方向以在0与60度之间的锐角夹角α布置，该锐角夹角α可沿着第二入口106或吸入管34的中心线或轴线测量。并且，吸入管34的最大的高度(在图5中以参考标号107示出的管34在最大的高度的区域中的最底下的内表面处测量)为在喷嘴96的出口上方至少20mm。在图1-4中所示出的示例中，止回阀可设于第二入口106处或设于吸入管34或入口32中，以如期望的那样防止燃料通过该燃料流动路径回流并且防止回流到箱24。

出口108从第二泵本体102的入口104,106之一或两者接纳燃料并且与内部容积22连通，使得离开出口108的燃料中的至少一些以及多达全部进入内部容积22。出口108可联接到出口管114的第一端112，该出口管114具有其接纳于内部容积22中的第二端116。出口管114可弯曲并且包括位于第二出口70的高度上方的部分，其中，上方相对于重力。出口管114的第二端116可接纳于流控制器118中或与流控制器118连通。

如图2和图3中所示出的那样，流控制器118可至少部分地抵抗出自出口管114的流，并且在出口管114的第二端116的部分或全部周围产生一滩燃料或一定体积的燃料。出口管114的第二端116然后可通过改进正使用的泵的启动(priming)和效率的液体燃料润湿，并且还可阻止反向流或空气。在至少一些实施方式中，流控制器118相对于流体从出口管114向外流动的方向而以至少四十五度并且高达九十度(例如，垂直)的角取向。流控制器118可包括或由腔120或在上壁82、下壁86中的贮存器或贮存器本体18限定，其中，腔120环绕出口管114的第二端116，并且包括相对于重力方向位于出口管114的第二端116的水平上方的开口122。因而，腔120可包含具有位于出口管114的第二端116上方的水平的一定体积的燃料，其阻止空气进入出口管114的第二端116，并且用以帮助出口管114保持充满(或更加地充满)液体，以改进泵性能和效率。在所示出的示例中，开口122由腔120的沿与重力相反的方向取向的开放的上端限定，并且，出口管114的第二端116沿重力方向并且朝向限定腔120的构件的底部表面124取向。在腔120充满燃料时，燃料从腔122溢出并且到内部容积22中，其中，该燃料可用于被主燃料泵14泵送。吸入管34的第一端97可联接到贮存器主体18的可相对于重力定位于腔120的水平下方的入口32。

第二泵本体102可为简单的、模制的塑料构件，其整体式地包括全部在本体102内彼此连通的两个入口104,106和出口108，且其可形成为单个本体。第二泵本体102可由可促进静电电荷(所述静电电荷可在燃料泵组件中产生)远离主泵传输的导电材料形成。第二泵本体102可诸如在出口本体64处直接地接合主泵14，并且因此可进一步联接到泵14中的接地元件或金属元件或泵14的接地元件或金属元件以促进静电电荷的传输，并且由此减少或排除超过阈值的静电电荷(诸如，可能引起电火花的电荷)的聚集。示例可包括如下的实施方式：其中，第二出口是或包括接触马达的电刷弹簧的黄铜部分(当在主燃料泵14中使用电刷式马达时)。在至少一些实施方式中，第二泵本体102的传导率范围或电阻范围处于10⁵欧姆每平方与10⁹欧姆每平方之间。

第二泵本体102可支承、定位并且固持吸入管34和出口管114的位置。第一入口104和出口108可布置为与从主燃料泵14的第二出口70向外的燃料流成一直线，该燃料流可竖直地、抵抗重力(或处于竖向的20度内的大体上竖直地)取向。当然，可使用其它取向。如期望的那样，第二泵本体102可具有相对小的尺寸并且可配合于相对小的直径的贮存器12内。在至少一些实施方式中，第二泵本体102可接纳于由泵壳体60限定的包封件内，换而言之，第二泵本体102可轴向上偏移，但径向上被泵壳体60重叠。即，在至少一些实施方式中，第二泵本体102并非相对于主泵壳体60径向上向外地延伸，并且，第二泵本体102位于主泵壳体60的边缘的竖直延伸内。

用于副燃料泵20的喷射器或节流器96可限定为第二泵本体102的嵌入模内(molded-in)的特征，可为压配合或以其它方式紧固到第二泵本体102的单独的插入件，或可由出口本体64的第二出口70限定或承载。在所示出的示例中，第二出口70包括整体式地设置于主燃料泵14的出口本体64内的减小的直径的区段或喷射器96。将喷射器设置于第二泵本体102内可促进在需要不同的喷射器尺寸或流特性的不同应用中使用相同的主泵14。而且，第二泵本体102可包括渐缩通路100，该渐缩通路100包括更靠近喷嘴或喷射器96的区域98中的减小的尺寸并且在尺寸上朝向出口108增大。该渐缩通路100可限定可充当文丘里管的分叉部分的通路或出口108的分叉部分，以改进第二入口106的区域中的压力降并且地改进副燃料泵20的性能和效率。

而且，如图7中所示出的那样，燃料泵组件10'包括与承载器76'的至少部分整体式地形成的第二泵本体102'。即，第二泵本体102'和承载器76'的部分可诸如通过同时模制而整体式地形成于相同的材料块中。这促进支承并且固持第二泵本体102'的位置，可减少制造和组装构件和总体燃料泵组件10'的成本和时间，可减少承载器76'和/或第二泵本体102'的振动，并且可促进使第二泵本体102'和承载器电接地，以阻止燃料泵组件10'中的静电荷的聚集。虽然示出为与承载器76'的上壁82整体式地形成，但第二泵本体102'可以以其它方式定位并且与来自主泵14以及吸入管34和出口管114的输出燃料流连通。贮存器12、支承件42及其它构件可为相同的，并且因此已使用相同的参考标号，以促进组件10'的描述和理解。

应理解，前文的描述并非本发明的限定，而是本发明的一个或多个优选实施例的描述。本发明不限于本文中所公开的一个或多个特定实施例，而更确切地说仅仅由下文中的权利要求限定。此外，前文的描述中所包含的陈述涉及特定实施例，并且除了在用语或短语在上文中明确地限定的情况下之外，应不被解释为对本发明的范围的限制或对在权利要求中使用的用语的定义的限制。对所公开的一个或多个实施例的各种其它实施例和各种改变和修改应变得对本领域技术人员而言显而可见。例如，可作为替代而使用具有比所示出的那些步骤更多、更少或不同的步骤的方法。所有的这样的实施例、改变以及修改都旨在处于所附权利要求的范围内。

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