专利名称：内燃发动机的燃料泵的制作方法
技术领域：
内燃发动机的燃料泵
技术领域：
本实用新型涉及内燃发动机中由动平衡机构驱动且与动平衡机构相集成的机械 燃料泵。
背景技术：
机动车辆内燃发动机曾经使用化油器(carburetors)来混合空气与燃料。由于化 油器使用文氏管(venturi)来将燃料引入空气，化油器通常由低压燃料源(例如机械或真 空驱动的隔膜泵)供给。得益于电子燃料喷射，燃料泵的普遍解决方案变为箱内安装的电动泵。此类泵通 常能够可靠地产生100PSI (Pounds per square inch, 100 PSI约为6. 8个标准大气压)以 下范围内的燃料压力。由于汽车排放控制日益严格，在最新的发动机中发动机研发人员已经转向于直接 将汽油喷射进入发动机燃烧室。然而，更好的混合准备要求所需喷射压力更高，使用这些新 型燃料系统，电动泵很有可能用作由发动机驱动的为高压泵提供燃料的提升泵。当然，期望 能够提供此种附加泵而无需额外花费，且仅需占用最小额外空间。虽然已知将泵从外部安 装于发动机上，更为拥挤的发动机厢无法轻易实现该方案。需要提供一种由发动机驱动的机械燃料泵，其具有最少数量的附加零件，具有高 压能力，且不占据额外的现有车辆引擎盖下环境中的宝贵空间。
实用新型内容本实用新型公开了一种用于内燃发动机的燃料泵，包括容纳平衡器和燃料泵的壳 体，燃料泵包含容纳于壳体内的工作腔。燃料泵也包括至少一个安装于壳体内的平衡轴，该 平衡轴具有至少一个偏心凸角轮用于驱动从动件，从动件与安装于工作腔内的能够往复运 动的泵柱塞相连接。根据本实用新型的另一方面，平衡轴由曲轴可旋转地驱动，优选地以曲 轴旋转速度的两倍旋转。根据本实用新型的另一方面，燃料泵进一步包含至少一个与工作腔运转连接且 安装在壳体内的压力控制阀，以及与工作腔运转连接且也安装在壳体内的脉冲消除装置 (pulsation damper)0根据本实用新型的另一方面，燃料泵与平衡器的壳体可邻近发动机的曲轴安装。根据本实用新型的另一方面，在可替代例中，由平衡轴驱动的泵送单元可包含或 者往复运动泵，或者例如内齿轮泵(gerotor)单元或一系列互相啮合的齿轮的旋转泵送单元。根据本实用新型的动平衡器与燃料泵组合的优点是相比于现有技术的泵(在一 些例子中许多这种泵仅仅以螺栓固定于发动机的外部)，减少了为提供高压燃料泵送能力 所需的发动机内的额外部件的数量。根据本实用新型的另一个优点是该燃料泵和平衡器组合仅需车辆发动机厢内非常小的额外空间，如果需要的话。根据本实用新型的动平衡器与燃料泵组合的另一优点是由于一体化的工作腔和 平衡器壳体的内在强度从而能够产生很高的燃料输送压力。本实用新型的其他优点和特征通过阅读本说明书可更加清楚。
图1为发动机一部分的分解图，包括根据本实用新型的一方面的动平衡器与燃料 泵的组合。图2为根据本实用新型的一方面的燃料泵部分的第一实施例的沿图1中的线2-2 的横截面。图3为图1中所示的动平衡器的一部分的立体图，显示了集成于动平衡器壳体12 内的旋转泵壳体部分76。图4显示了根据本实用新型的一方面的内齿轮旋转泵送单元。图5显示了根据本实用新型一方面的双齿轮泵。
具体实施方式如图1所示，发动机10具有汽缸体14以及将曲轴18固定在汽缸体14内的多个 主轴承盖22。平衡器总成包括壳体12和两个平衡轴30和34。将平衡器称为“动态的”是 因为其使用加权的、反向旋转的轴来实现所需的平衡。壳体12通过安装支架26和多个紧 固件28安装至汽缸体14。平衡轴30和34通过齿轮传动机构(gear train,未显示)连接 至曲轴18。当发动机10运转时，曲轴18以高速(优选地两倍于曲轴18的旋转速度)旋转 平衡轴30、34。这样，平衡轴30和34消除了伴随发动机12的各种不平衡，例如摆动力偶和 二次惯性力。图1还显示了泵部件39，其集成于壳体12内。在图2中详细显示了泵部件39， 泵部件39包含凸轮从动件42，其由形成于平衡轴30上的凸轮凸角或偏心凸角轮32驱动。 凸轮从动件42由回位弹簧46弹簧加载。活塞44在筒体45内往复运动以使燃料移动通过 泵部件39。泵部件39的泵壳体38与壳体12为一体。泵部件39进一步包含母筒体50，其 允许将多种泵零件(例如包括活塞44的凸轮从动件42、以及其中成型有工作腔58的套筒 54)从泵部件39的最高处装载于泵部件39之中。由于包括泵筒体45的工作腔58成型为 套筒54中的内筒，可选择工作腔58的直径以提供所需的燃料泵流量。本领域技术人员在 阅读本实用新型时将理解到实际上也可选择凸轮凸角32的数量以及每个凸角的高度以提 供所需泵流量。图2的燃料泵也包括用于在发动机停机时保持出口 60的管线压力的止回阀62， 以及压力控制阀66和脉冲消除装置70。由于泵部件39具有与壳体12成一体的壳体38， 泵部件39十分紧凑且结构坚固。结构完整性十分重要，因为这样能够获得直接喷射发动机 (例如汽油和柴油直接喷射发动机)所需的很高输出压力。图3显示了一个实施例，其中旋转泵壳体部件76集成入壳体12的端部中。图4显示了位于旋转泵壳体76的工作腔80内的旋转泵送单元的第一类型。在图 4的设置中，外齿轮78和内旋转齿轮82在由平衡轴30驱动旋转时相啮合从而提供高压泵
4送燃料。转子与平衡轴30之间的连接未显示，然而本领域技术人员在阅读本实用新型时将 理解到可采用多种常用连接装置，例如舌片和槽或十字轴和轭(cross and yoke)，或其他 本领域技术人员已知以及本实用新型所建议的其他装置。图5显示了旋转泵送单元的第二种类型，这里为齿轮壳体86安装于旋转泵壳体76 的工作腔80之内的双齿轮泵。两个啮合的齿轮90以本领域技术人员已知以及本实用新型 所建议的方式提供泵送作用。已根据有关法律要求描述了前述实用新型，本说明书实质上应为示例性而非限定 性。对本领域技术人员而言显然所披露的实施例可有变化和修改且仍在本实用新型的范围 之内。因此本实用新型的法律保护范围应当仅由权利要求确定。
权利要求一种内燃发动机的燃料泵，包含容纳发动机动态平衡器和燃料泵的壳体，所述燃料泵包含容纳于所述壳体内的工作腔。
2.根据权利要求1所述的内燃发动机的燃料泵，其特征在于所述发动机动态平衡器 包含至少一个安装在所述壳体内的平衡轴，所述平衡轴具有至少一个偏心凸角轮用于驱动 与安装在所述工作腔内能够往复运动的泵柱塞相连接的从动件，所述平衡轴由曲轴旋转驱 动。
3.根据权利要求2所述的内燃发动机的燃料泵，其特征在于所述平衡轴由所述曲轴以 两倍于所述曲轴的旋转速度驱动。
4.根据权利要求1所述的内燃发动机的燃料泵，其特征在于进一步包含至少一个与所 述工作腔运转连接且安装在所述壳体内的压力控制阀，和与所述工作腔运转连接且安装在 所述壳体内的压力脉冲消除装置。
5.根据权利要求1所述的内燃发动机的燃料泵，其特征在于所述壳体邻近发动机的曲 轴安装，并且所述壳体为一体的。
6.根据权利要求1所述的内燃发动机的燃料泵，其特征在于进一步包含至少一个安装 于所述壳体内的平衡轴，所述平衡轴驱动安装在所述工作腔内的旋转泵送单元，所述旋转 泵送单元包含内齿轮泵，或一系列互相啮合的齿轮。
7.一种内燃发动机的动平衡器与燃料泵组合，包含壳体；至少一个安装在所述壳体内用于旋转的平衡轴，所述平衡轴由曲轴驱动；形成于所述平衡轴上的泵驱动凸轮凸角；以及燃料泵，所述燃料泵包含安装于形成在所述壳体内的筒体内的泵柱塞；以及安装在所述泵筒体中所述泵柱塞和所述泵驱动凸轮凸角之间的凸轮从动件用于往复 驱动所述泵柱塞。
8.根据权利要求7所述的动平衡器与燃料泵组合，其特征在于进一步包含至少一个运 转地连接于所述筒体且安装于所述壳体内的压力控制阀，和进一步包含运转地连接于所述 筒体且安装于所述壳体内的压力脉冲消除装置。
9.一种内燃发动机的动平衡器与燃料泵组合，包含壳体；至少一个可旋转地安装在所述壳体内的平衡轴，所述平衡轴由曲轴驱动；以及燃料泵，所述燃料泵包含安装在形成于所述壳体内的筒体中的旋转泵送单元，所述旋转泵送单元由所述平衡轴 驱动。
10.根据权利要求9所述的动平衡器与燃料泵组合，其特征在于所述旋转泵送单元由 所述平衡轴以两倍于所述曲轴的旋转速度驱动，所述旋转泵送单元包含内齿轮泵或一系列 互相啮合的齿轮，并且所述壳体为一体的。
专利摘要本实用新型公开了一种内燃发动机的燃料泵及内燃发动机动平衡器与燃料泵组合，其包括具有燃料泵和至少一个平衡轴的共用壳体，燃料泵具有直接安装在形成于平衡轴和燃料泵的壳体内的工作腔内的泵送单元。泵送单元可包括往复运动或旋转泵送单元。本实用新型的动平衡器与燃料泵组合的优点包括由于一体化的工作腔和平衡器壳体的内在强度从而能够产生很高的燃料输送压力。
文档编号F16F15/22GK201679600SQ20102000240
公开日2010年12月22日 申请日期2010年1月6日 优先权日2009年1月6日
发明者D·C·德鲁亚尔 申请人:福特环球技术公司