背景
本发明涉及用于通过过滤器组件循环燃料的燃料供给系统和泵。
提升泵是将燃料输送到高压泵的低压供给泵。在柴油内燃机的大多数燃料供给系统中，电动机传动提升泵用来推动或拉动燃料通过过滤器组件，并在规定的压力下向下游燃油系统部件如高压泵输送燃油喷射系统输送规定体积的清洁燃料。提升泵可并入燃油过滤器组件或单独安排。大部分现有技术提升泵都是由简单的直流电机驱动，输出恒定，从而使燃料流量保持恒定。现有技术的燃油供给系统通常采用机械调节器来控制输出压力，这增加了装配的复杂性和成本。最近更多的提升泵是由无刷直流电机驱动的，这更复杂和昂贵的，但提供更高的可靠性和能力，通过改变到电机的功率输出来控制泵的输出。
散热是个问题，无论是带刷直流还是无刷直流电动泵的设计中，泵送燃料通常作为冷却剂，对于连同无刷直流电机与电子控制器有关的电机和任何电子元件。这种类型的大多数泵采用“湿”结构，马达和/或控制器在泵送通过组件时被浸泡在燃料中。
通过内燃机的燃料消耗量变化很大，这取决于操作需求。在不改变燃料供给速率的情况下，与燃油供给系统相关联的泵必须以恒定的燃油供给速率工作该速率充分满足发动机对燃料的最大需求。一个结果是，在大多数发动机工作条件下，被送到发动机的燃料比被使用的更多，多余的燃料被返回到燃料库。再循环的燃料一般是由通过燃油供给系统通道被加热的，并有可能获得回到燃料库的微粒和污染物。
无刷直流电机可以克服与有刷直流电机相关的可靠性问题，并提出独特的机会来控制电机的速度和扭矩。
有机会在燃油供给系统中采用无刷直流电机来匹配燃料输送到发动机的需求和减少该系统中燃料再循环体积。
总结
该发明提升泵被安排在被配置来安装到滤头的增强塑料组件壳中。摆线泵是由底抽浇口无刷直流电机转子延伸出的轴驱动的。摆线泵和无刷直流电机串联排列并且燃料流经泵和电机来冷却和润滑。无刷电机采用特殊配置的电机端板，其也作该摆线泵的出口板，产生在一个整体电机/泵。无刷直流电机是一种无传感器的设计，它使用反电动势技术来确定转子位置以达到控制目的。该发明提升泵驱动电路安装在包含密封的“干燥”外壳中的控制（印刷电路）板上，其与整体电机/泵的纵轴平行，但与电机/泵的长度重叠，以维持空间效率的装配封包。
该发明提升泵采用独特的导电螺柱排列，将电机功率的三个阶段从控制板传送到无刷电机。导电螺栓穿透电机/泵外壳壁，否则是不导电的。导电螺柱有意大于所需，以传输电动机所使用的电流，并与电机控制板的导热部分进行热接触，以将热量从控制板传送到电机/泵外壳中，其中热量被传递到通过该组件的燃料。一个附加的中心散热器位于与热生成电容器相匹配的位置上，该电容器是电机控制板上电机驱动电路的一部分。
每个螺柱和中心散热器都密封在它们通过的组件外壳壁。控制板上的热通孔用于通过印刷电路板传导热量，并且印刷电路板与导电螺柱和中心散热器进行热接触，来通过组件壳壁传送热量，热量被释放到泵送燃料中。这种排列使电机驱动电路冷却，同时将电路板与燃料隔绝。螺柱和中心散热器是镀锌黄铜。螺柱垂直于电机/泵的纵向轴延伸并在电机上对应的弹簧终端上接收。每个螺柱面向印刷电路板的尾部都有一个螺纹孔，在安装过程中建立板的正对准，并保持印刷电路板和螺柱间良好的电气和热接触。
在一个实例中，螺柱从包围印刷电路板的密封袋延伸到流经泵和电机周围壳体的燃料，以冷却印刷电路板。
在一个实例中，螺柱从印刷电路板延伸到无刷直流电机，以向电机提供电力。电机的相位可由通过螺柱提供电力的顺序和/或时间来决定。
在一个实例中，螺柱啮合电连接器以提供从印刷电路板到无刷直流电机的电机线圈的电气连接。螺柱和电连接器之间的连接在涉及印刷电路板的无刷直流电机的一系列方向上提供充足的电气连接。电连接器可沿螺柱的长度移动并保持电气连接。螺柱可沿电连接器的长度移动并保持电气连接。螺柱可旋转相关电连接器并保持电气连接。
在一个实例中，电连接器弹性变形至抓紧垂直于螺柱长度的螺柱。
在一个实施例中，螺柱的一端限定印刷电路板上与调节紧固件的孔匹配的孔与开口。该紧固件可以是电和热传导的，以形成在螺柱和电连接器之间的通路的一部分。
在一个实例中，散热器通过袋壁延伸来提供热通路，从印刷电路板的发热部件到流经泵和电机周围壳体的燃料。
在一个实例中，无刷直流电机轴向固定在滤头和壳体之间。过滤器可能包括用于在装配中定位无刷直流电机的凹口。
在一个实例中，壳体包括在特定方向上支撑螺柱的挡边。
在一个实例中，无刷直流电机和泵放置在壳体上，并且电连接器与螺柱对准。滤头放置在外壳上并且螺柱与相应的电连接器紧密配合。无刷直流电机和泵可放置在滤头的凹口，以确保适当的位置和/或对准。电连接器和螺柱之间的连接可以在不需要另外工具的情况下完成。
该发明燃油过滤器组件的另一实例中可能包含一个或多个发明特征及包括在下列详细描述中的关系。
附图说明
图1是根据发明特性通过结合带有燃油电路中的综合水的发明高压无刷直流泵的燃油过滤器截面图；
图2是通过图1的高压无刷直流泵组件的放大截面图；
图3是与图1过滤器组件剩余部分分开的的高压无刷直流泵组件的底部透视图；
图4是图1的燃料过滤器组件的顶视图；
图5是通过该发明无刷直流电机和集成泵的截面图；
图6是图1的燃油过滤器组件的放大透视图，带有被拆卸以显示内部组件的组件外壳；
图7a-7c是根据发明特性接受导电螺柱的该发明无刷直流电机上弹簧夹的放大详细视图；
图8是根据发明特性通过显示相导体螺柱和中心散热器的组件外壳壁的局部截面图；
图9是显示控制板袋和相导体螺柱和中心散热器在袋中位置的组件板外壳的外视图；
图10是结合带有燃油电路中的综合水的该发明高压无刷直流泵的燃油过滤器组件的外视图。
具体实施方式
燃油供给系统包括燃料过滤器组件，其结合带有燃油电路中的综合水的无刷直流电动泵组件（以下为“提升泵10”），如图1所示。提升泵10被安排通过安装在过滤器组件100上的滤筒14来拉动燃料。在发明的燃油供给系统中，提升泵10被安排为分部装配，以固定连接从燃料库到内燃机燃油喷射系统的滤头12的顶部（未显示）。滤头12规定要过滤的来料和输送到下游燃油喷射系统的燃料流道。所示的燃料过滤器组件包括固定在滤筒14底部的水箱16，该水箱具有安排在水箱16中检查水积累的燃油传感器中的水并通过水传感器18传送相应的信号。电连接器20传送电力、接地且包含用于水存在信号的导体。
提升泵10被配置成具有自己外壳22的组件，其贯穿率头12顶部的开口，如图2所示。干净的燃料入口24与燃料过滤器组件的干净区域连通。干净的燃料入口24被一个直立的边缘26所包围，其接收整体电机/泵组件30的进口板28。该进口板28规定了环密胶圈32的压盖，该密封胶圈被安排径向密封边缘26的周围。燃料过滤器14位于泵的进口侧且该密封胶圈32将燃油过滤器内的低压区域从泵的受压侧分离，在边缘26径向向外。第二个密封胶圈34被包含在由组件壳22的边缘36所规定密封盖中和由滤头12规定的肩38中。第二个密封胶圈34包含组件外壳22内的泵中的加压燃料，该泵从滤头12流向下游燃料喷射系统组件（未显示）。
如图4和图6所示，组件外壳22围绕集成无刷直流电机/泵组件30并通过五个螺丝固定在滤头12的顶部。在发明的实例中，组件外壳22是由如pbt或尼龙的纤维增强的工程塑料制成的。参照图2，组件外壳22规定了袋40，其偏移向一侧并与电机/泵组件30轴向重叠。袋40和相关该42规定了排列在印刷电路板44上的电机驱动电路33（如图1所示）的密封外壳，其中，在发明的实例中还包括燃料电路中的综合水。发明的无刷直流电机45需要三个电气连接至印刷电路板44。三导电柱46穿过袋40的壁延伸到组件外壳22的内部。柱46被压在壳体上并携带密封件，以消除组件外壳22中燃油泄漏的可能性，如图6和图8所示。每个柱46规定螺纹孔48，其朝向袋40的内部。印刷电路板44规定了与螺纹孔48对准的三个紧固件开口，每个开口被导电接地50所包围，其与印刷电路板44到无刷电机45的三个电气连接中的一个有关联。三螺丝52（如图2所示）将印刷电路板44固定在组件外壳22的袋40中并完成从印刷电路板44到三个柱46的每一个的电气连接。另外两个螺纹嵌入件54接收螺钉（未显示）以紧固袋40中印刷电路板44的相对的（底部）边缘。如图2、图8和图9中所示，袋40还规定了一个大开口56，该开口被循环散热器58装满，其被安排了一个平整表面来对应印刷电路板44的背面。控制电路的热产生部件，例如电容器，被安排在靠近散热器58的位置。印刷电路板44具有导热特性，其将热量从热产生部件转移到靠近散热器58的印刷电路板44的背面。与印刷电路板44相对的散热器58的端部暴露于流经组件外壳22的燃料中。柱46也浸泡在燃料中，它们延伸到组件外壳22中。同时，柱46和散热器58减少了约15%的控制板温度，其通过将控制电路组件产生的热量传递到流经该组件的燃料。
控制板包括产生旋转磁场所必需的部件，该磁场作用于转子上的永磁体，产生转矩来旋转水泵。控制电路组件包括开关晶体管、电容器和其他在微控制器控制下运行的组件，包括内存、处理器、输入和输出信号线，正如在艺术中所知道的那样。发明的控制板采用“无传感器”的电机控制，监控一个驱动阶段的无驱动电机端中的反电动势电压，这是在艺术中所知道的。反电动势与电机转速成正比，且由电机电压常数kv决定。在发明的实施方案中，一种示范性控制算法可感知用于电机的输入电压和电流，并使用电机电压和转矩常数kv和kt，以保持在燃料输送系统100出口的恒压。随着后续设备需求的变化，在燃油输出系统100的输出中维持恒压的能量将会产生变化，而发明的控制算法将相应地调整用于无刷直流电机的电能。发明的无刷直流电机控制算法将燃油输送系统的输出与发动机需求相匹配，减少再循环燃油的数量，并延长所有燃料输送系统组件的使用寿命，如燃油滤清器滤芯、电动机和水泵。发明的燃料输送系统消除了对昂贵机械调压器的需要，并通过将再循环燃油数量最小化来减少燃料库中的热量积累。
图5显示了电机/泵总成30。无刷直流电机45是一种底抽浇口配置，转子60被安排在固定的定子62内旋转。轴64从转子60延伸，并与旋转齿轮泵66的内部连接。旋转齿轮泵66包括内部和外部的内齿轮油泵组件，它在进口板28和出口板68之间旋转，它也充当电机45的端罩。通常，电机端罩是一个单独组件，定义泵出口孔的开口。在先前的艺术配置中，旋转齿轮泵包括它自身的单独出口板。在发明的实施方案中，选择了电机端罩/出口板68的材料和配置，从而使电机端罩兼当旋转齿轮泵66的出口板，消除了单独出口板。联合电机端罩/出口板68将与内齿轮油泵或滚轮叶片式水泵一起运行。三弹簧夹电连接器70从电机45的顶部延伸，其位置与延伸到组件壳22中的三柱46对齐。如图3和7a–7c所示，电机/泵总成30被插入到组件22中，与3个电连接器连接到立柱46上，并用来在组件22中临时保留电机/泵总成30。如图7a-7c所示，将立柱46插入电连接器70时，在组件壳22内部铸模的挡边72支撑每个立柱46。如图4和图6所示，将组件壳22和电机/泵总成30降低到滤头12，用5个螺丝固定。发动机/泵总成30被夹在封头12和组件壳22之间，用螺丝固定。如图2所示，离开组件壳22之前，燃油通过电机45输送。
图1展示了过滤器总成100包含一个水过滤器电路11和相关的水传感器18。水传感器18位于悬挂在滤筒14下端的水箱16中。连接器20和电线将电源和接地带到水过滤器电路11中，并将“内水”信号从水过滤器电路11发送到其他系统，在那里，内水信号可被用来点亮指示器或激活自动排水机制。连接器43将电源和接地提供给印刷电路板44。
图10展示了可替换过滤器总成200，它在结构和功能上类似于上述的过滤器总成100。在图10的实施方案中，过滤器电路211被安排在与电机驱动电路233相同的印刷电路板244上。电路211,233可以共享来自连接器243的能量和接地，但除此之外，它们功能独立。由于它与主机驱动电路233非常接近，所以可能需要为过滤器电路211提供一些缓冲、屏蔽和/或噪声保护。连接器243可能是四导体排列，它为电源、接地、来自水传感器218的输入信号和输出的“内水”信号留有余地。这一发明的安排大大减少了将过滤器总成200连接到主机设备(未显示)的部件数量和成本。