帶有耐酸薄膜軸承的燃料泵的製作方法

2023-07-18 02:38:06 1

專利名稱：帶有耐酸薄膜軸承的燃料泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種從燃料罐泵送燃料的燃料泵。
背景技術：
迄今已知的燃料泵具有一個被電動馬達驅動的葉輪，例如，葉輪泵送燃料罐中的燃料並供給到內燃機。當這種燃料泵用來泵送包含一定量硫磺成分且未充分精煉的燃料時，用於支撐電動馬達轉子軸的軸承會被硫化和腐蝕。因此，這就要求提供一種具有抗硫化特性能防止腐蝕的軸承。此外，燃料中可能含有有機酸，因此也要求這種軸承具有耐酸性。

發明內容
本發明提供了一種耐用的燃料泵，即使是用於泵送含硫和/或有機酸成份未充分精煉的燃料。本發明的一個目的是提供這樣一種燃料泵，所述燃料泵具有耐酸性的軸承。本發明的另一個目的是提供的燃料泵所帶有的軸承同時具有耐酸性和抗硫化性。
上述燃料泵包括一個電動馬達和一個由電動馬達驅動的葉輪，均設置於外殼內。電動馬達的轉子由一對設置於轉子兩個軸端的軸承可轉動地支撐在外殼內。燃料泵浸沒在燃料罐的燃料中，當葉輪被電動馬達驅動旋轉時，燃料被吸入燃料泵並通過形成在燃料泵中的燃料通道供給到內燃機。
每個軸承均由圓柱形軸承體及覆蓋在軸承體表面的保護膜組成，保護膜是通過塗上耐酸性物質形成的。由於保護膜可防止軸承被燃料中的酸性物質腐蝕，因此提高了燃料泵的耐用性。
優選的方式是製成保護膜的材料具有較好的耐酸性和抗硫化性，這樣，即使燃料泵被用於含硫或酸性成份的未充分精煉的燃料情況下，軸承也不會被燃料腐蝕。更佳的方式是軸承由抗硫化性的材料製成，這樣即使保護膜被磨損去除，軸承也能防止被腐蝕。
如果圓柱形軸承體暴露在燃料中的部分的表面塗有保護膜，軸承可得到充分的保護，以防止腐蝕。然而，優選在軸承體全部表面覆蓋保護膜以簡化塗保護膜的處理程序。最好將保護膜的厚度設置為1μm到50μm。
依據本發明，即使在使用含硫和/或酸性成份燃料的情況下，燃料泵的良好耐用性仍可得到保證。從下述參照附圖對優選實施例的描述，可更好地理解本發明的其它目的和特徵。


圖1A是本發明燃料泵的軸承的剖視圖；圖1B是圖1A中軸承局部的放大圖(圖1A中的IB所示)；圖2是本發明燃料泵的剖視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的最佳實施方式進行描述。
如圖2所示的燃料泵10用於內燃機電子控制燃料噴射系統。燃料泵10浸沒在車輛的燃料罐中，其泵送並供應燃料到燃料噴射系統。
燃料泵10由泵組件20和電動馬達50組成，均設置在圓柱形外殼11中。電動馬達50是一個直流馬達，具有一個位於外殼11內的環形永久磁鐵和一個可轉動地設置在永久磁鐵內的轉子52。電流通過電刷(圖中未示出)供應到電動馬達50。
泵組件20由泵殼21、泵蓋22及葉輪23組成。泵殼21和泵蓋22之間形成燃料通道61，葉輪23可轉動地設置在燃料通道61中。葉輪23是盤形，具有數個交錯形成在盤形葉輪外表面上的葉片和溝槽。例如，泵殼21和泵蓋22用壓鑄法由鋁製成。
泵殼21被緊密連接在圓柱形外殼11的一端，用於支撐轉子軸55的軸承30固定在泵殼21的中央。泵蓋22和泵殼21緊鄰以在泵殼21和泵蓋22之間形成燃料通道61。泵蓋22也被牢固地連接在圓柱形外殼11的這一端。轉子軸55的一端被軸承30可轉動地支撐，轉子軸55的另一端被另一軸承40可轉動地支撐。
軸承30、40的形狀如圖1A和1B所示。軸承30(40)由圓柱形軸承體32(42)和覆蓋在軸承體32(42)全部表面的保護膜34(44)組成。由於軸承30、40結構類似，下面僅以軸承30作為代表描述。軸承體32通過燒結銅-鎳-鋅合金粉末形成圓柱形。保護膜34由聚四氟乙烯(即PTFE)製成。其可通過噴塗在軸承體32的表面形成。保護膜34的厚度範圍設定在1μm到50μm。由銅-鎳-鋅合金形成的軸承體32具有高的抗硫化性，由聚四氟乙烯形成的保護膜34在耐酸性和抗硫化性方面均具有優越性能。
如圖2所示，轉子52包括一個纏繞在磁芯5 2A的電樞線圈和一個供應電流到電樞線圈的盤形的整流器54。一個端子68設置在連接器67上。電流通過端子68，電刷(圖中未示出)和整流器54從外部電源供應到轉子52的電樞線圈。
燃料泵10的操作可參照圖2簡單描述如下。當電動馬達50通電時，葉輪23在燃料通道61中轉動。燃料罐中的燃料從進口60吸入到燃料通道61。燃料在燃料通道61中受到壓力作用，通過形成在泵殼21上的開口(圖中未示出)輸送到電動馬達50的燃料室51中。燃料室51中的燃料通過轉子52外圍和設置在外殼11內部周邊的圓形永久磁鐵之間的空氣間隙被進一步送入出口65。燃料從出口65供應到內燃機，單向閥66設置在出口65的通道中以阻止燃料回流。
如上所述，軸承30(40)的整個表面覆蓋有較強耐酸性和抗硫化性的保護膜34。所以，即使燃料泵10用於含硫和/或有機酸成份的未充分精煉的燃料時，軸承可防止被腐蝕。由於保護膜34由PTFE製成降低了軸子軸55和軸承30、40的轉動阻力，轉子在軸承的支撐下平滑地轉動，燃料泵10的效率得到提高。又由於PTFE具有較強的抗腐蝕性，延長了軸承的壽命。軸承體32由銅-鎳-鋅合金製成，其具有超強抗硫化性，因此即使保護膜34被磨損掉或因其它原因剝離，軸承30也不會被硫成份腐蝕。
由於保護膜34形成厚度至少為1μm，軸承的耐酸性和抗硫化性都可得到保證。另一方面，保護膜34的厚度被控制在不超過50μm，因此，轉子軸55和軸承30之間適當的間隙也可得到保證，保護膜34不會對轉子52的平滑轉動產生相反的作用。
保護膜34可通過在軸承體32表面鍍金、鎳、錫而形成，以代替PTFE，也可選擇鍍鎳和PTFE的混合物形成。銅-鎳-鋅合金可被類似的材料如銅基鎳合金或銅基鋅合金，或銅基鎳鋅合金代替。此外，在一些特定的應用中，銅-鎳-鋅合金可被其它不具有抗硫化性的材料代替。當不要求具有抗硫化性時，用來形成保護膜34的PTFE材料也可被其它只具有耐酸性的材料取代。
雖然前述實施例中的軸承體32的全部表面被塗覆有保護膜34，但也可以只塗覆露在燃料中的部分。如圖2所示的軸承結構，至少在軸承30的軸向兩端和內表面必須塗覆有保護膜34。由於軸承體32的外表面插入泵殼21的中央而不露在燃料中，所以不必在軸承體32的外表面塗覆保護膜34。然而，如果在軸承體32的全部表面塗覆保護膜34，則形成保護膜的處理過程得以簡單化。
儘管參照前面的實施例對本發明作了描述，但很顯然本領域技術人員對其所作的形式或細節的改進均應落入本發明權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種泵送燃料罐中燃料的燃料泵，包括外殼；設置於外殼中帶有轉子的電動馬達；和可轉動地支撐位於外殼中的轉子的軸承，其特徵在於，所述軸承包括軸承體和至少覆蓋露在燃料中部分的保護膜；和保護膜具有耐酸性。
2.如權利要求1所述的燃料泵，其特徵在於，所述保護膜還具有抗硫化性。
3.如權利要求1或2所述的燃料泵，其特徵在於，軸承體為圓柱形；和至少在圓柱形軸承體的內表面和兩個軸端覆蓋有保護膜。
4.如權利要求1或2所述的燃料泵，其特徵在於，軸承體的全部表面覆蓋有保護膜。
5.如權利要求1一4任一所述的燃料泵，其特徵在於，軸承體由具有抗硫化性的材料製成。
6.如權利要求1-5任一所述的燃料泵，其特徵在於，保護膜的厚度範圍為1μm到50μm.
7.一種泵送燃料罐中燃料的燃料泵，包括外殼；設置於外殼中帶有轉子的電動馬達；和可轉動地支撐位於外殼中的轉子的一對軸承，其特徵在於，每個軸承包括圓柱形軸承體和覆蓋圓柱形軸承體全部表面的保護膜；圓柱形軸承體由具有抗硫化性的材料製成；保護膜由具有耐酸性和抗硫化性的材料製成。
8.如權利要求7所述的燃料泵，其特徵在於，圓柱形軸承體由銅-鎳-鋅合金製成。
9.如權利要求7所述的燃料泵，其特徵在於，保護膜由聚四氟乙烯製成。
全文摘要
一種浸沒在機動車燃料罐的燃料中的燃料泵，具有由電動馬達驅動的葉輪。當葉輪轉動時，燃料被吸入燃料泵並通過燃料泵供應到發動機。電動馬達的轉子被一對置於轉子軸兩端的軸承可轉動地支撐。每個軸承具有圓柱形的軸承體和覆蓋在軸承體表面的保護膜。保護膜由耐酸性材料製成以防止軸承體被腐蝕。除耐酸性外，如果保護膜還具有抗硫化性，其保護效果更佳。
文檔編號F04D5/00GK1483931SQ03154019
公開日2004年3月24日 申請日期2003年8月14日 優先權日2002年8月30日
發明者武井大明, 間真司 申請人:株式會社電裝