具有在活塞中的出口閥和衝刷促動器的燃料路徑的燃料泵的製作方法

2023-06-03 00:06:41 2

本發明涉及一種用於輸送燃料的燃料泵，該燃料泵能夠例如在車輛中，尤其在摩託車或其它如四輪車或雪地車那樣的小型摩託車中使用。本發明的另一方面涉及一種用於運行這種燃料泵的方法。

背景技術：

這種燃料泵例如在文獻gb2478876b中已經公開。在此涉及呈電磁活塞泵形式的燃料泵，該電磁活塞泵具有入口閥、出口閥、用於輸送燃料的輸送室、在缸中布置的活塞、呈電磁線圈形式的用於操作活塞的產熱的促動器、和用於將活塞復位到初始位置中的復位元件，其中，產熱的促動器直接布置在缸上。該構造包含這樣的缺點：促動器的餘熱可以直接傳遞到缸上，並且因此也可以傳遞到位於輸送室中的燃料上。由此，位於輸送室中的燃料被加熱，並且可能開始氣化析出。這可能導致燃料泵效率變差，或甚至導致所需輸送量的完全失效。

技術實現要素：

與之相反，具有權利要求1特徵的根據本發明的燃料泵具有這樣的優點：能夠改善熱汽油特性，即改善燃料在被加熱的情況下的特性，並且能夠提高燃料泵的效率。這通過如下方式實現：產熱的促動器在空間上與缸或者說與燃料泵的剩餘構件分開，並且燃料沿著促動器上被引導。因此，產熱的促動器或者說缸能夠被冷卻。在此，根據本發明的燃料泵包括殼體、入口閥、出口閥、缸、布置在缸中的活塞、用於操作活塞的產熱促動器、和用於將活塞復位到初始位置中的復位元件以及構造在產熱促動器上的、尤其構造在缸和產熱促動器之間的第一間隙，其中，第一燃料路徑通過該第一間隙延伸。根據本發明，出口閥布置在活塞中，並且該活塞具有一通道，燃料能夠從出口閥中經過該通道向第一間隙方向流動。由此，燃料路徑從壓縮室中通過活塞並且沿著第一缸和促動器之間來延伸。燃料路徑應理解為這樣的路徑，沿著該路徑來引導燃料，並且燃料會流動穿過該路徑。因此，在壓縮過程後，燃料在布置在缸中的壓縮室中被引導通過活塞和第一間隙，並且用於冷卻如缸或促動器那樣的構件。通過將促動器的餘熱傳遞到被引導經過促動器上的燃料的方式，產熱的促動器能夠由根據本發明的燃料泵來冷卻。因此，能夠確保燃料泵的高效率和可靠的功能。另外，根據本發明的燃料泵提供這樣的優點，儘管在缸和促動器之間設置了間隙，在與現有技術相比相同效率的情況下不需要加大設計尺寸。因此，能夠實現燃料泵的緊湊構造，這能夠節省成本。

從屬權利要求示出本發明的優選擴展方案。

優選，根據本發明的燃料泵在殼體和面向活塞背側的缸端部之間能夠具有一開口。該開口構造成用於將在活塞中構造的通道流體地與第一間隙連接，並且由此將從壓縮室經過出口閥、通道、開口直至第一間隙的燃料路徑關閉。

另外有利的是，殼體具有至少一個排流開口，其中，該至少一個排流開口構造在殼體的端側上和/或側面上。替代地或附加地，排流開口能夠布置在銜鐵盤中，該銜鐵盤與殼體一起構成燃料泵的外罩。通過存在一個或多個排流開口，被輸送的燃料能夠向噴射閥引導。排流開口能夠在殼體中例如構造成法蘭或接管，這些法蘭或接管經過殼體邊緣延伸。排流開口存在越多，燃料的排流則越均勻，並且產熱促動器的冷卻或者說缸的冷卻因此也越均勻。另外，燃料的流動阻力由此被減小。殼體能夠例如具有基本呈圓柱形的橫截面，由此，該殼體能夠具有更好的熱學特性。

附加地，燃料泵能夠具有第二間隙，該第二間隙構造在背向第一間隙的促動器側上，其中，第二燃料路徑通過該第二間隙來延伸。因此能夠進行產熱促動器的更均勻的冷卻，其中，熱量引導能夠經過促動器的內表面和外表面發生。通過設置第二間隙還能夠實現更快的燃料排流，並且能夠改善促動器的冷卻。

另外，第二間隙能夠優選構造在促動器和殼體之間。通過非直接地將促動器布置在殼體上能夠避免熱量通過熱量引導從產熱的促動器傳遞到殼體上。這能夠引起，從殼體到缸上的(該缸能夠直接布置在殼體上)及因此到輸送室中存在的燃料上的熱量傳遞被減少。

替代地，在根據本發明的燃料泵中，代替第一間隙地能夠僅有第二間隙。

根據本發明燃料泵的另一優選構型，第一間隙的最大寬度等於或大於第二間隙的最大寬度。通過相等的最大寬度能夠實現產熱促動器的更均勻的冷卻或者說均勻的燃料氣化析出。當第一間隙的最大寬度大於第二間隙的最大寬度時，能夠確保，能夠發生從促動器到缸上或到處於缸中的燃料的更小熱量傳遞。應注意的是，第一間隙的寬度和/或第二間隙的寬度能夠沿流動方向保持不變。

為了減小從產熱的促動器到缸上或者說到缸中存在的燃料上的熱量傳遞，第一間隙的最大寬度能夠等於或大於缸壁的最大寬度。應注意的是，缸壁的寬度能夠基本保持不變。缸壁的寬度越大，通過壁中的熱量引導的熱功率則越小。

以有利的方式，第一燃料路徑和/或第二燃料路徑能夠沿垂直方向延伸，即平行於在燃料泵運行期間的活塞運動軸線，其中，通過第一燃料路徑和/或第二燃料路徑的流動從上向下延伸。在本申請的範圍內，在燃料泵中，燃料泵側指的是下側，在該側上，入口閥布置在殼體中。燃料泵的上側由銜鐵盤構成，在促動器通電的情況下，活塞抵靠到該銜鐵盤上。銜鐵盤與殼體一起構成燃料泵的外罩。被抽吸的燃料從下面流動穿過壓縮室、入口閥、向上穿過出口閥。

另外，當第一燃料路徑和第二燃料路徑共同被從一開口中饋給時，是有利的。因此能夠實現燃料泵的緊湊構造。

為了輸送或提高從產熱的促動器到在第一間隙和/或第二間隙中的燃料上的熱量引導，在第一間隙和/或第二間隙中能夠布置多個引導片，這些引導片能夠在第一間隙和/或第二間隙中引導燃料流動。由此，在第一間隙和/或第二間隙中還能夠產生渦流，該渦流能夠保證更好的熱量引導。引導片能夠例如布置在缸上和/或在面向第一間隙或第二間隙的促動器側上。通過將引導片布置在促動器側上能夠提供更大的總面積用於熱量引導。

替代地或附加地，在第一間隙和/或第二間隙中能夠布置成迷宮式結構，該迷宮式結構例如能夠由引導片來構造。引導片交替地這樣布置在缸和面向第一間隙的促動器側上，使得在第一間隙中的燃料反向流動。

根據另一替代構型，第一間隙和/或第二間隙優選能夠至少部分地用具有對於燃料而言可通過的多孔結構的金屬泡沫來填充。金屬泡沫應理解為一種由金屬材料製成的泡沫狀形成物，該形成物具有可通過的多孔結構。由於其多孔結構，金屬泡沫在具有高的比剛度和比強度的情況下同時具有有限的小的密度。因此，金屬泡沫能夠承受機械負荷和熱負荷。金屬泡沫能夠尤其由鋁或鋁合金來構造。

根據本發明另一替代優選構型，在第一間隙和/或第二間隙中能夠布置格柵。該格柵能夠例如由引導片來構造，這些引導片這樣布置，使得引導片構成具有可通過的空心室的網狀形成物。燃料能夠流動穿過可通過的空心室，以便將產熱促動器的餘熱輸送走。

根據本發明又一替代有利構型，在第一間隙和/或第二間隙中能夠至少部分地布置具有對於燃料而言可通過的多孔結構的隔絕材料。因此，一方面，燃料能夠流動通過隔絕材料的多孔結構，以便冷卻產熱的促動器，並且另一方面，從促動器到缸上的熱量引導能夠由於該隔絕材料而被減小。

應注意的是，上述措施能夠在第一間隙中視應用而定地相互組合，以便實現從產熱的促動器到從該促動器旁流過的燃料上的最優熱量傳遞。因此，缸的加熱或者說在缸中存在的燃料的加熱能夠被減小或者甚至被消除。

另外，本發明涉及一種車輛，尤其摩託車或其它如四輪車、雪地車或裝有馬達的三輪車或多輪車那樣的小型摩託車，該摩託車包括根據本發明的燃料泵。通過使用根據本發明的燃料泵，該車輛能夠在不同的運行狀態中以可靠的方式來運行。

本發明另一方面涉及一種用於運行根據本發明的燃料泵的方法，該燃料泵包括入口閥、出口閥、缸、在缸中布置的活塞、用於操作活塞的產熱促動器、和用於將活塞復位到初始位置中的復位元件，其中，燃料在輸送之前通過燃料泵被引導到第一間隙中，該第一間隙構造在缸和促動器之間，以便冷卻缸和/或促動器。

附圖說明

下面，參照附圖詳細描述本發明的實施例，其中，相同或功能相同的部件分別用相同的參考標記標明。由於直觀性，在不同實施例中的一些參考標記或結構上的變形僅在半個促動器中畫入。因為促動器相對於在燃料泵的運行中的活塞運動軸線是旋轉對稱的，因此被畫入的參考標記或構造上的變形也適用於促動器的另一半或適用於看不到的促動器部件(只要不提及其它部件)。在附圖中：

圖1根據本發明的第一實施例的燃料泵的示意性截面視圖，

圖2根據本發明的第二實施例的燃料泵的示意性半截面視圖，

圖3根據本發明的第三實施例的燃料泵的示意性半截面視圖，

圖4根據本發明的第四實施例的燃料泵的示意性半截面視圖，

圖5根據本發明的第五實施例的燃料泵的示意性半截面視圖，

圖6根據本發明的第六實施例的燃料泵的示意性半截面視圖。

具體實施方式

下面參照圖1詳細描述根據本發明第一優選實施例的燃料泵1。另外，藉助圖1描述用於運行該燃料泵1的方法。

如從圖1中可見的那樣，根據本發明的燃料泵1具有入口閥2、出口閥3、缸4、布置在缸4中的活塞5，用於操作活塞5的產熱促動器6、和呈螺旋彈簧形式用於將活塞5復位到初始位置中的復位元件7。燃料泵1例如安裝在這裡未示出的燃料箱中。

在缸4的端側中布置有入口閥2。入口閥2通過這裡未示出的燃料管路流體地與燃料箱連接。在燃料泵1的抽吸階段期間，燃料從燃料箱中通過入口閥2流動到在缸4內部構造的壓縮室15中。在壓縮室15的與入口閥2對置的側上，壓縮室15由活塞5限界。在活塞5中布置有出口閥3和通道16，通過該出口閥和通道，燃料在燃料泵1的壓縮階段期間從壓縮室15中流出。在該實施例中，入口閥2和出口閥3構造成膜片彈簧閥。

在根據本發明的活塞泵的該構型中，產熱的促動器6構造成電磁線圈。同樣也可以考慮例如壓電促動器或磁致伸縮式促動器作為促動器。

另外，根據本發明的燃料泵1具有殼體10，該殼體設置成具有至少一個排流口14，其中，該排流口14構造在殼體10的端側12上。

銜鐵盤19與殼體10一起構成用於燃料泵1的外罩。替代地或附加地，銜鐵盤19尤其可以在促動器區域中具有排流口14。

另外，燃料泵1具有第一間隙8，該第一間隙構造在缸4和產熱的促動器6之間，其中，第一燃料路徑80通過第一間隙8延伸。第一間隙8在此呈環狀構造。

另外，燃料泵1具有第二間隙9，該第二間隙構造在背離第一間隙8的促動器側60上，其中，第二燃料路徑90通過第二間隙9延伸。尤其，第二間隙9呈環狀構造在促動器6和殼體10之間。

另外，第一燃料路徑80和第二燃料路徑90沿垂直方向r，即平行於在燃料泵1運行時的活塞5運動軸線延伸，其中，流動b通過第一燃料路徑80延伸，並且流動c通過第二燃料路徑90從上向下延伸，即，從銜鐵盤19的方向向殼體10的與該銜鐵盤19對置的端側12延伸。

另外，第一間隙8能夠具有橫向於流動方向基本不變的寬度b1，該寬度例如大於第二間隙9的寬度b2，該第二間隙以有利的方式在垂直方向r上保持不變。在第一間隙8或第二間隙9中的流動方向相應於該垂直方向r。

另外，第一間隙8的寬度b1大於缸4的壁40區域的寬度b3，其中，壁40的區域在促動器6對面布置。寬度b3在該區域中構造成基本不變。

另外，第一燃料路徑80和第二燃料路徑90被共同從開口11饋給。如從圖1中可見的那樣，開口11經過在活塞5中構造的通道16與出口閥3流體地連接。開口11空間上布置在缸4和銜鐵15之間。更確切地說，該開口11布置在缸4的面向活塞背側17的端部18和銜鐵盤19之間。

下面參照圖1描述用於運行根據本發明的燃料泵1的方法。

燃料從燃料箱中經過燃料管路向入口閥2引導。在燃料泵1的抽吸階段期間，活塞5被通電的促動器6向銜鐵盤19方向驅動，由此，燃料通過入口閥2被抽吸到壓縮室15中(箭頭d)。在接下來的燃料泵1的壓縮階段中，被抽吸的燃料的流動中斷，並且入口閥2關閉。復位元件7使活塞5重新運動到它的原始位置，使得在壓縮室15中存在的燃料被壓縮並且經過在活塞5中布置的出口閥3從壓縮室15中流出(箭頭d)。經過在活塞5中構造的通道16，燃料從出口閥3向開口11方向(箭頭a)流動，該開口將活塞5中的通道16和包圍促動器6的第一和第二間隙8,9連接。在開口11後面，燃料的流動a(箭頭a)分支成通過第一燃料路徑80的第一流動b(箭頭b)和通過第二燃料路徑90的第二流動c(箭頭c)。

因為在第一間隙8和第二間隙9中的燃料被引導經過產熱的促動器6，燃料接收促動器6的餘熱。因此，促動器6被冷卻，這也引起缸4的冷卻或者說避免了缸的變熱。燃料由於促動器6的所接收的餘熱而被加熱。在排流開口14上，燃料的流動b和c重新匯合，並且經過另一燃料管路例如向噴射閥繼續引導。

通過所描述的用於運行燃料泵1的方法能夠確保需要的燃料輸送量，並且因此確保燃料泵1的可靠運行。

下面示出根據本發明的燃料泵的其它有利實施例。相同構件名稱相同，並且具有相同的參考標記。這裡基本上示出了與第一實施例的區別。

根據第二實施例(圖2)的燃料泵1與第一實施例的燃料泵區別在於，在第一間隙80中布置有多個引導片81。尤其是，這些引導片81以一個關於垂直方向r的角度被布置在缸4上，並且用於可以將產熱促動器6的餘熱導走。

在第三實施例(圖3)中，在第一間隙80中布置有迷宮式結構82。該迷宮式結構82由引導片構造，這些引導片交替地布置在缸4上和面向第一間隙8的促動器側61上。

在第四實施例(圖4)中，第一間隙8完全用具有對於燃料而言可通過的多孔結構的金屬泡沫83來填充。該金屬泡沫83例如由鋁來構造。

在第五實施例(圖5)中，在第一間隙8中布置有格柵84，該格柵由金屬片或金屬絲來構造，這些金屬片或金屬絲這樣布置，使得產生具有可通過的空心室的網狀形成物。

在第六實施例(圖6)中，在第一間隙8中布置有具有對於燃料而言可通過的多孔結構的隔絕材料85。通過該多孔結構的存在，燃料能夠流動穿過在第一間隙8中的隔絕材料85，並且因此將產熱促動器6的餘熱輸送走。另外，材料85的隔絕特性有助於使缸4與產熱的促動器6隔絕。

應注意的是，上述這些實施方式僅用於說明本發明而不用於限制本發明。在本發明的範圍內，不同的改變或修改是可能的，而不離開本發明的範圍以及它的等效方案。

通過在缸4和促動器6之間設置第一間隙8或在促動器6和根據本發明的燃料泵1的殼體10之間設置第二間隙9，不僅產熱的促動器6而且缸4都能夠明顯被冷卻。申請者的試驗已示出，在產熱的促動器6上能夠實現直至約70攝氏度的溫度降低，並且在缸4上能夠實現直至約180攝氏度的溫度降低。