包括隔振器的燃料单元泵组件的制作方法

本发明的技术领域涉及内燃发动机的燃料单元泵，并且具体地涉及对燃料单元泵的振动的管理。

背景技术：

根据内燃发动机系统的一种可能的构造，提供燃料单元泵以供应燃料至内燃发动机的汽缸。

由于其构造，燃料单元泵在操作期间振动。特别地，设置有数字流动控制阀(其相对于传统的吸入式计量单元确保较低的燃料消耗、改善的持久性个成本效益)的燃料泵通常是嘈杂的，并且为内燃发动机带来显著的结构振动。

另外，燃料单元泵联接至发动机结构(通常联接至汽缸盖)，其还放大和传播燃料单元泵的噪音。这一噪音通常认为是从燃料单元泵以及从发动机结构传播的嘈杂的滴滴答答的噪音。

因此，本发明的实施例的目标在于降低燃料单元泵的噪音。

特别地，本发明的目标在于降低燃料单元泵的噪音，同时允许燃料单元泵和其联接至的发动机结构之间的简单连接。

本发明的另一目标在于降低在燃料单元泵和上文提及的内燃发动机的燃料单元泵所联接至的发动机结构之间传递的振动。

技术实现要素：

这些和其他目标通过根据独立权利要求的燃料单元泵组件和内燃发动机而实现。相关的从属权利要求罗列了优选实施例。

根据实施例，燃料单元泵组件包括燃料单元泵和隔振器，所述燃料单元泵包括从泵本体突出的泵安装法兰，所述隔振器包括具有基本上板件形状的隔振器本体，所述隔振器本体设置有至少一个贯穿孔以用于泵安装紧固件将泵安装法兰联接至隔振器本体的第一表面。所述隔振器还包括至少一个发动机联接部分，其从隔振器本体的与所述第一表面相反的第二表面突出，所述至少一个发动机联接部分设置有至少一个贯穿孔以用于发动机安装紧固件将隔振器联接至内燃发动机的发动机结构。

隔振器(还已知为“调谐隔振器(turnedisolator)”)允许部件独立于相关的安装结构振动，并且随着运动耗散振动能。

在该情况中，燃料单元泵的振动与发动机结构隔离，并且降低了噪音产生。另外，燃料单元泵借助于隔振器安装至发动机结构。这允许阻止在燃料泵(特别是燃料泵本体)和内燃发动机的发动机结构之间的直接振动传递。

更详细地，隔振器使泵与来自发动机结构的振动隔离。该隔离允许泵以较高频率和较小位移振动。这一振动允许泵耗散其自身的能量。隔振器可以十分刚性，因为要隔离的频率十分高，因此会导致安装系统失效的较低频率的振动(或位移)被最小化。

另外，联接部分从隔振器本体突出。作为结果，在操作条件中，隔振器本体与发动机结构隔开，以使得隔振器本体能够有效地操作，以允许燃料单元泵通过运动耗散其自身的振动能，而不将该振动能传递至发动机结构。

根据实施例，隔振器包括贯穿孔，用于将燃料单元泵的至少一个泵柱塞插入穿过所述贯穿开口。

这允许将隔振器方便地安装至燃料单元泵。

根据实施例，发动机安装紧固件包括定心螺栓。

由于这点，燃料单元泵能够方便地安装至内燃发动机的发动机结构，并且相对其取向。

根据实施例，用于泵安装紧固件的两个贯穿孔彼此相距一距离，该距离基本上等于用于发动机安装紧固件两个贯穿孔之间的距离。

有利地，通常直接安装至发动机结构的燃料单元泵能够联接至隔振器，无需修改或机加工燃料单元泵，因为用于联接燃料单元泵至发动机结构的预先存在的装置可以用于联接燃料单元泵至隔振器(特别是联接至用于泵安装紧固件的贯穿孔)。

类似地，用于发动机安装紧固件的贯穿孔能够被用于将隔振器在发动机结构的通常用于联接燃料单元泵的装置处联接至发动机结构。

根据实施例，隔振器设置有一个或多个刚度调整凹部或开口，以调整隔振器本身的刚度。

隔振器的形状可以因此自由地选择，以允许简单且有效地连接至燃料单元泵，同时刚度调节凹部或开口允许为隔振器选择合适的刚度，特别是允许提供需要的频率响应的刚度。

本发明的实施例还提供一种内燃发动机，其包括根据前述方面的一个或多个所述的燃料单元泵组件。

根据实施例，燃料单元泵组件联接至内燃发动机的汽缸盖。

有利地，燃料单元泵的隔振器的存在允许降低燃料单元泵的噪音，同时允许燃料单元泵和发动机(例如内燃发动机的汽缸盖)之间的简单连接。

附图说明

在以下参考附图而进行的对仅作为示例的实施例的详细描述中，本发明的其他特征、优势和细节将显现，在附图中：

图1示出汽车系统的一可能的实施例，该汽车系统包括内燃发动机，其中可以使用燃料单元泵；

图2是属于图1的汽车系统的内燃发动机的根据平面a-a的横截面；

图3根据本发明的实施例的燃料单元泵组件的示意性正视图；

图4是图3的燃料单元泵组件的示意性俯视图；

图5是图3和4的燃料单元泵组件的示意性分解俯视图；

图6是隔振器的替代实施例的示意性俯视图。

具体实施方式

现将参考不旨在限制应用和使用的附图而描述示例性实施例。

一些实施例可以包括汽车系统100，如图1和2所示，该汽车系统包括内燃发动机(ice)110，其具有发动机缸体120，该缸体限定至少一个汽缸125，所述汽缸具有联接以旋转曲柄轴145的活塞140。缸盖130与活塞140协作，以限定燃烧室150。燃料和空气混合物(未示出)设置在燃烧室150中，并且被点火，产生热膨胀排气，致使活塞140往复运动。燃料通过至少一个燃料喷射器160提供，空气通过至少一个进气端口210提供。燃料从燃料轨170以高压力提供至燃料注射器160，该燃料轨流体连通至高压燃料单元泵180，其增加接收自燃料源190的燃料的压力。每个缸体125具有至少两个阀215，其由凸轮轴135致动，凸轮轴相对于曲柄轴145适时地转动。阀215选择性地允许空气从端口210进入燃烧室150，或交替地允许排气通过端口220排出。在一些实施例中，凸轮相位器155可以选择性地改变凸轮轴135和曲柄轴145之间的正时。

空气可以通过进气歧管200分配至空气进气端口210。空气进入管道205可以从大气环境提供空气至进气歧管200。在一些实施例中，可以设置节流阀本体330来调节进入歧管200的空气流动。在另一些实施例中，可以设置强制空气系统，例如涡轮增压器230，其具有旋转地连接至涡轮机250的压缩机240。压缩机240的旋转增加管道205和歧管200中的空气的压力和温度。设置在管道205中的内冷却器可以降低空气的温度。涡轮机250通过接受来自排气歧管225的排气转动，所述排气歧管从排气端口220引导排气并且引导排气在通过涡轮机250膨胀之前通过一些列叶片。排气离开涡轮机250并且被引导至排气系统270。这一示例显示了可变几何涡轮机(vgt)，其具有vgt致动器290，该致动器被布置成移动叶片，以改变通过涡轮机250的排气的流动。在其他实施例中，涡轮增压器230可以具有固定几何结构，和/或包括尾气门。

排气系统270可以包括排气管275，其具有一个或多个排气后处理装置280。后处理装置可以使被构造为改变排气的成分的任意装置。一些后处理装置280的实施例包括但不限于催化转化器(二路和三路)、氧化催化剂、贫nox捕集器、碳氢化合物吸收器、选择催化还原(scr)系统、以及颗粒过滤器。其他实施例可以包括排气再循环(egr)系统300，其联接在排气歧管225和进入歧管200之间。egr系统300可以包括egr冷却器310以降低egr系统300中的排气的温度。egr阀320调节egr系统300中的排气流动。

汽车系统100还可包括电子控制单元(ecu)450，其与一个或多个传感器通信，和/或与ice100关联。ecu450可以接收来自多个传感器的输入信号，这些传感器被构造为产生与ice100关联的各种物理参数相关的信号。传感器包括但不限于气流质量流量和温度传感器340、歧管压力和温度传感器350、燃烧压力传感器360、冷却剂和机油温度和液位传感器380、燃料导管压力传感器400、凸轮位置传感器410、曲柄位置传感器420、排气压力和温度传感器430、egr温度传感器440、以及加速踏板位置传感器445。进一步，ecu450可以产生输出信号至各种控制装置，所述控制装置被布置以控制ice110的运行，所述控制装置包括但不限于燃料单元泵180、燃料喷射器160、节流阀本体330、egr阀320、vgt致动器290、以及凸轮相位器155。应注意，使用虚线来指示ecu450和各种传感器和装置之间的通信，但为清楚起见省略了一些。

现在转向ecu450，这一设备可以包括数字中央处理单元(cpu)，其与存储系统460、或数据载体、和接口总线通信。cpu被构造为执行作为程序存储在存储系统中的指令，并且向/从接口总线发送/接收信号。存储系统460可以包括各种存储类型，包括光学存储、磁性存储、固态存储、和其他非易失性存储器。接口总线可以被配置为向/从各种传感器和控制设备发送/接收和调质模拟和/或数字信号。

替代ecu450，汽车系统100可以具有用于提供电子逻辑的的不同类型的处理器，例如嵌入式控制器、车载计算机、或可以布置在车辆中的任意处理模块。

参考图3-6，示出了燃料单元泵180和隔振器1。

具体地，在图3中，显示了联接至燃料单元泵180以形成泵组件10的隔振器1。

由于燃料单元泵180在现有技术中已知，所以没有示出其细节。燃料单元泵180通常包括泵体180b，其通常具有基本上圆柱形的形状，并且泵安装法兰180a从泵体180b侧向地突出。

优选地，数字流动控制阀180c可操作地联接至燃料单元泵本体180b,以控制来自燃料单元泵180的燃料流动。

隔振器包括隔振器本体1a，其基本成形为板件形状，即其基本上设置有板件形状。

隔振器本体1a包括第一表面11和与第一表面相反的第二表面12。

如下文更好地所描述的，隔振器本体1a的第一表面11联接至燃料泵安装法兰180a。隔振器本体1a的第二表面12布置为与发动机结构相距一定距离，隔振器(并且由此燃料单元泵)借助于发动机联接部分联接至所述发动机结构。

隔振器本体1a包括用于泵安装紧固件20的一个或多个贯穿孔2。特别地，在图示实施例中，隔振器本体1a包括用于两个泵安装紧固件20的两个贯穿孔2(即一个泵安装紧固件20用于每一个贯穿孔2)。

用于泵安装紧固件20的贯穿孔2通常是螺纹孔，其旨在接收螺纹紧固件，例如螺栓。

在优选实施例中，存在用于泵安装紧固件20的不止一个贯穿孔2。在图示实施例中，存在用于两个相关的泵安装紧固件20的两个贯穿孔2。

根据实施例，两个贯穿孔2彼此隔开一距离d1。当泵安装紧固件20联接至燃料单元泵180，特别是联接至燃料单元泵180的泵安装法兰180a时，上述距离等于泵安装紧固件20之间的距离。

隔振器1的形状，以及特别是隔振器本体1的形状，在不同实施例中变化。优选地，隔振器1的尺寸td1匹配泵安装法兰180a的最大尺寸pmf1。

在图示实施例中，在俯视图中，隔振器的两个尺寸td1和td2基本上彼此相等。隔振器1的侧边tda、tdb、tdc、tdd是凸面的，因此在俯视图中，隔振器1(以及特别是隔振器本体1a)具有四角星形状。

根据实施例，隔振器1(以及特别是隔振器本体1a)设置有贯穿开口6。贯穿开口允许燃料泵的泵柱塞(未示出)在操作条件下穿过隔振器。

隔振器1还设置有一个或(优选地)多个发动机联接部分1b,其被构造为连接至内燃发动机110的发动机结构111。

该发动机结构可以是任何适于操作性地联接至燃料单元泵180的发动机部分。通常，发动机结构111是汽缸盖130。在替换实施例中，其可以是发动机缸体120。

在图示实施例中，隔振器1设置有两个发动机联接部分1b。

发动机联接部分1b从隔振器本体1a突出，从而当隔振器1(以及因此燃料单元泵)联接至发动机结构111时，隔振器本体1a与发动机结构111本身相距一操作距离od。

联接部分1b从隔离器本体1a的第二表面12突出，所述第二表面即与联接至泵安装法兰180a的表面相反的表面。

发动机联接部分1b的形状可以在不同实施例之间变化。在图示实施例中，发动机联接部分1b是圆柱形突出部。

根据实施例，发动机联接部分(一个或多个)设置有用于发动机安装紧固件30的贯穿孔3。

通常，发动机安装紧固件30(一个或多个)是定心螺栓，其允许在组装燃料单元泵组件10至发动机结构111期间方便地引导燃料单元泵10。这一引导功能还可以通过例如引导榫(一个或多个)或其组合实现，其取决于隔振和安装需要而可以是可移动的或不可移动的。

根据实施例，燃料单元泵的至少部分突出到发动机中，并且因此，其也提供上文所述的引导功能。

根据实施例，隔振器1设置有两个贯穿孔3，其彼此分开一距离d2。

发动机结构111则也设置有孔4(通常是螺纹孔)，以用于接收发动机安装紧固件30，并且孔4则也彼此分隔开一距离d3。隔振器1的贯穿孔3之间的距离d2等于发动机结构中的距离d3，以允许隔振器1和发动机结构111本身之间的联接

根据实施例，用于泵安装紧固件20的两个贯穿孔3之间的距离d2基本上等于用于泵安装紧固件20的两个贯穿孔2之间的距离d1。

由于这点，可以将隔振器与预先存在的燃料单元泵和发动机结构构造一起使用。

换言之，根据当前构造，发动机结构设置有间距为距离d3的孔4，同时泵安装紧固件以彼此之间的距离d0联接至燃料单元泵180；距离d0等于距离d3，以允许燃料单元泵180和发动机结构111之间的联接。

根据上述实施例，d0等于d1，d1则等于d2，d2则等于d3。

作为结果，预先存在的燃料单元泵180(取代直接联接至发动机结构，通常借助于泵安装法兰180b)可以借助于联接至贯穿孔2的泵安装紧固件20而安装至隔振器1，因为距离d1等于距离d0。

如此组装的燃料泵组件10可以安装至预先存在的发动机结构111，该发动机结构设置有间距为距离d3的孔4，其原本意在接收间距为距离d0的泵安装紧固件20。

不同的，在本实施例中，隔振器1经由发动机安装紧固件30联接至发动机结构111，该紧固件30联接至贯穿孔3，并且因此间隔开距离d3，其等于距离d0。

在不同的实施例(未示出)中，距离d2可以不同于距离d3。由于这点，隔振器1还可以用作适配器，其允许联接具有泵安装紧固件20的燃料单元泵，紧固件20相隔开距离d0，其与发动机结构111的孔4之间的距离d3不同。

根据实施例，隔振器1包括一个或多个刚度调整凹部或开口5，以调整隔振器1本身的刚度。

特别地，刚度调整凹部或开口5降低在预定区域中的隔振器1的刚度。

在其他实施例(未示出)中，刚度调节压纹(未示出)可以被使用从而增加在特定区域中的隔振器的刚度。

通常，隔振器1的几何结构可以取决于例如所需要的隔振频率、持久性需求、燃料单元泵质量、内燃发动机和燃料单元泵的安装几何结构而显著变化。

优选地，刚度调节凹部或开口5允许调节如图示实施例中的隔振器1的刚度，其中，隔振器1上存在两个刚度调节元件5(即两个开口)。

在图示实施例中，刚度调节凹部或开口5与通孔6分开。在不同的实施例中，它们可以是单一元件，如图6所示，其中，前述实施例中的相同的附图标记被使用。

换言之，单个开口可以用作用于燃料泵的泵柱塞的开口，并且可以用作刚度调节开口。

通常，隔振器1的形状和材料可以被选择以便使得燃料单元泵180与来自发动机结构111的振动能隔离，以便降低从内燃发动机110传播的整体的噪音以及滴滴答答的效果。特别地，隔振器1被构造为(即被“调谐”)以使燃料单元泵与来自发动机结构的振动隔离。优选地，这一隔离允许燃料单元泵180以较高频率和较小位移振动。这一振动允许泵耗散其自身的能量。隔振器可以是十分刚性的，因此要隔离的频率十分高(即大于2000hz)。

作为示例，隔振器的刚度可以通过以下公式计算，

其中：

k是隔振器刚度

m是燃料单元泵的质量(其可以增加到数字流动控制阀的质量，如果存在数字流动控制阀的话)

ω是频率，其被选择为大于或等于发动点火频率乘以根号2。

在组装过程中，燃料单元泵安装法兰180a借助于泵安装紧固件20联接至隔离器本体1a的第一表面11，以形成燃料单元泵组件10。

燃料单元泵组件10随后经由隔离器1借助于发动机安装紧固件30联接至发动机结构111。

在使用过程中，燃料单元泵180的振动借助于隔振器1与发动机结构111隔离。

另外，燃料单元泵180经由隔振器1联接至发动机结构111，以便降低在燃料单元泵180和发动机结构111之间的直接的振动传递。

尽管示例性实施例已经在前述发明内容和具体实施方式中进行了描述，但是应理解存在许多变化例。还应理解，一个或多个示例性实施例仅是示例，且目的不是以任何方式限制范围、适用性或构造。相反，前面的发明内容和具体实施方式为本领域技术人员提供了实施至少一个示例性实施例的便捷方式，应理解，可以对示例性实施例中所述的元件的功能和布置做出各种改变，而不脱离权利要求及其等效方式所限定的范围。

附图标记

d0燃料单元泵上的泵安装紧固件之间的距离

d1贯穿孔2之间的距离

d2贯穿孔3之间的距离

d3孔4之间的距离

od隔振器本体和发动机结构之间的操作距离

pmf1泵安装法兰的最大尺寸

td1td2俯视图中的隔振器的尺寸

tda,tdb,tdc,tdd俯视图中的隔振器的侧边

1隔振器

1a隔振器本体

1b联接部分

2用于泵安装紧固件的贯穿孔

3用于发动机安装紧固件的贯穿孔

4发动机结构的孔

5刚度调节凹部或开口

6贯穿开口

10燃料单元泵组件

11隔振器本体的第一表面

12隔振器本体的第二表面

20泵安装紧固件

30发动机安装紧固件

100车辆系统

110内燃发动机(ice)

111发动机结构

120发动机缸体

125汽缸

130汽缸盖

135凸轮轴

140活塞

145曲柄轴

150燃烧室

155凸轮相位器

160燃料喷射器

170燃料轨

180燃料单元泵

180a泵安装法兰

180b泵本体

180数字流动控制阀

190燃料源

200进气歧管

205空气进气导管

210空气进气端口

215汽缸阀

220排气端口

225排气歧管

230涡轮增压器

240压缩机

250涡轮

260内部冷却器

270排气系统

275排气管

280排气后处理装置

290vgt致动器

300egr系统

310egr冷却器

320egr阀

330节流阀本体

340气流质量流量和温度传感器

350歧管压力和温度传感器

360燃烧压力传感器

380冷却剂和机油温度和液位传感器

400燃料轨压力传感器

410凸轮位置传感器

420曲柄位置传感器

430排气压力和温度传感器

440egr温度传感器

445加速踏板位置传感器

450电子控制单元(ecu)

460存储系统