專利名稱：燃油泵和具有燃油泵的用于機動車內燃機的燃油供給設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及到一種燃油泵，這種燃油泵具有與殼體部件相對設置的被驅動的葉輪；在葉輪上設置的彼此同軸環繞的限定葉片室的導葉的輪緣；與殼體部件中導葉的輪緣相對設置的用于輸送燃油的局部環形管道；與局部環形管道連接的排出管道，其中葉片室的輪緣與局部環形管道構成徑向的內側輸送室和徑向的外側輸送室。此外本發明涉及到一種帶有這種燃油泵的用于機動車內燃機的燃油供給設備，用于從燃油箱中汲取燃油并將燃油輸送到內燃機。
這種類型的燃油泵在當今的機動車燃油供給設備中被經常地使用，并且在實踐中為人熟知。在此燃油泵的輸送室用于注滿防旋流箱以及用于向機動車內燃機供應燃油。葉輪通常情況下固定在電動機的軸上并且在正常運行下以額定轉速驅動。然而特別是在內燃機在較低溫度下啟動時經常不能可靠地達到額定轉速，因為在此時電動機在低電壓下運轉并因此只有極少的功率輸出。這導致了特別是在徑向的內側輸送室中燃油泵的輸送功率的極大減少。在這種最不利的情況下防旋流箱將不再被注滿，并且對內燃機的燃油輸送也被中斷。
已經公開的燃油供給設備的另一個缺點是，葉輪必須在正常運行時不依賴于內燃機的燃油需求以額定轉速持續地被驅動，從而使徑向內側輸送室的輸送功率不下降，因此燃油泵具有一個用于葉輪驅動的不必要的高的能量需求。
本發明的目的在于設計一種開頭所述類型的燃油泵，這個燃油泵確保甚至在額定轉速以下的低葉輪轉速時內側輸送室的足夠高的輸送功率。此外，本發明的目的還在于提供一種具有這樣的燃油泵的燃油供應設備，其在不同的葉輪轉速時確保可靠的燃油輸送。
根據本發明這樣實現了首先提到的目的，即徑向的外側輸送室與徑向的內側輸送室通過連接管道連接。
利用這種設計，當徑向的內側輸送室的內部壓力下降時，燃油可以從徑向的外側輸送室溢流到徑向的內側輸送室。因為在低葉輪轉速時，與在徑向的內側輸送室相比在徑向的外側輸送室中的輸送功率下降地顯著地少，由此確保了在兩個輸送室中燃油的可靠的輸送。因此根據本發明的燃油泵可以在相應的少量的內燃機燃油需求時在沒有燃油輸送中斷危險的情況下在額定轉速以下的轉速運行。
當連接管道設置在殼體部件中，并且與局部環形管道連接時，根據本發明的燃油泵的設計變得特別簡單。
當連接管道設計為在殼體部件中設置的凹槽時，根據本發明的燃油泵的制造就需要特別少的費用。因為燃油泵的殼體部件大多數利用燒結法或者壓鑄法制造，所以連接管道可以通過非常簡單地在結構上改變殼體部件的模具形狀來產生。
當連接管道從葉輪的轉動方向看從徑向的外側輸送室指向徑向的內側輸送室時，在徑向的外側輸送室與徑向的內側輸送室之間存在壓力差時，可以可靠地確保徑向的內側輸送室的燃油供給。因為在通常情況下在徑向的外側輸送室的壓力要大于在徑向的內側輸送室中的壓力并且隨著其長度而上升，因而可以通過合適地選擇連接到徑向的外側輸送室的連接管道接頭來簡單地確保將徑向的內側輸送室的壓力設置為最低。
根據本發明的另一個有利的改進方案，當連接徑向的內側和徑向的外側輸送室的連接管道的接頭設置為使得在葉輪的額定轉速時兩個接頭都具有相同的壓力時，在額定轉速時連接管道對輸送室中流動的影響可以簡單地避免。因為在低葉輪轉速時，在徑向的內側輸送室中的壓力下降特別大，利用這個設計，徑向的內側輸送室的壓力僅在額定轉速以下通過連接管道提高。
根據本發明的另一個有利的改進方案，當連接在徑向外側局部環形管道上的連接管道的始端部分以預定的角度α相對于穿過葉輪轉動軸線的直線傾斜時，那么連接外側輸送室的連接管道的接頭需要特別少的費用。
根據本發明的另一個有利的改進方案，當通向徑向內側局部環形管道中的連接管道的終端部分以預定的角度β相對于穿過葉輪轉動軸線的直線傾斜時，那么連接內側輸送室的連接管道的接頭需要特別少的費用。
根據本發明的另一個特別有利的改進方案，當角度α和/或角度β大約為45度時，在燃油溢流時可以在輸送室中維持特別小的旋流。
根據本發明的另一個有利的改進方案，當連接管道具有在兩個部分的環形管道之間同軸設置的中間部分時，連接管道的長度可以自由的選擇，借此可以簡單地調節內側輸送室里的最低壓力。
根據本發明的另一個有利的改進方案，當葉輪在它與連接管道相對的區域具有光滑的表面時，因在葉輪上的摩擦而對在連接管道中流動的影響可以保持很小。
根據本發明的另一個有利的改進方案，當設計為凹槽的連接管道的深度大于寬度時，有助于進一步降低因在葉輪上的摩擦而對流動的影響。利用這種結構，葉輪與存在于連接管道中的媒質的接觸面保持特別的小。
第二個提到的目的，即提供帶有這種燃油泵的燃油供給設備并且在葉輪的不同轉速下確保燃油的可靠輸送，這個目的根據本發明這樣被實現，即徑向的外側輸送室與內燃機相連接以及徑向的內側輸送室與設置在燃油箱內部的噴射泵相連接。
利用這種設計，燃油泵可以設計為僅僅用于滿足內燃機的燃油需求，其中通過燃油泵的連接管道確保徑向的內側輸送室有充足的燃油。與燃油輸送設備相比，根據本發明的燃油供給設備設計的特別的成本低廉，其中在燃油輸送設備中，噴射泵利用一個通向內燃機的管路的支管被供給燃油，而在本發明的燃油供給設備中，燃油泵的輸送室通過連接管道連接。借助于本發明，根據本發明的燃油供給設備具有兩個通過連接管道連接的級(輸送級)，它們中的一個僅僅輸送燃料到內燃機，而另一個僅僅輸送燃油箱內部的燃油。
基于內燃機的燃油需求通過一個控制裝置對驅動葉輪的電動機的功率進行調節，使根據本發明的燃油供給設備有一個特別小的能量需求。
本發明允許大量的實施例。為了闡述本發明的基本原理，附圖中示出了其中的一個實施例并在以下對其進行進一步的描述。圖中示出了
圖1具有根據本發明的燃油泵的燃油供給設備的示意圖，圖2圖1所示的燃油泵沿著線II-II的截面圖。
圖1示意性地示出了一個用于機動車內燃機2的燃油供給設備1，該設備具有一個在燃油箱3中設置的輸送單元4。輸送單元4具有在防旋流箱5中設置的燃油泵6，該燃油泵具有一個由電動機7驅動的泵級8。通過控制裝置9向電動機7提供電流。由燃油泵6輸送的燃油通過供給管道10到達內燃機2。供給管道10和電動機7的電線11穿過設置在燃油箱3中的法蘭12引入。
泵級8設計為側通道泵并且具有在兩個殼體部件13，14之間可旋轉設置的葉輪15以及兩個輸送室16，17。葉輪15抗扭地固定在電動機7的軸18上，并且葉輪具有由兩個彼此同軸環繞的限定葉片室的導葉19，20的輪緣。葉片室與在殼體部件13，14上對面設置的局部環形管道21，22構成輸送室16，17。徑向的內側輸送室16將燃油從防旋流箱5輸送到噴射泵23，而徑向的外側輸送室17通過電動機7將燃油從防旋流箱5中輸送到供給管道10中。噴射泵23通過一個預濾器24從燃油箱3中汲取燃油并將其輸送到防旋流箱5中。輸送室16，17各自貫穿葉輪15并且進而輸送室具有在每個殼體部件13，14中設置的局部環形管道21，22。為了圖示，在圖1中旋轉到圖示面示出了在殼體部件13，14中的輸送室16，17的進口25，26和排出口27，28。事實上局部環形管道21，22延伸的角度范圍可達340°。
圖2示出了在圖1中示出的燃油泵6的泵級8的一個殼體部件14。在這種情況下，可以清楚地看出互相同軸環繞的局部環形管道21，22，環形管道設置在圖1中示出的葉輪15的導葉19，20的輪緣的對面。箭頭標明了葉輪15的轉動方向。在圖2中進一步的示出，局部環形管道21，22通過連接管道29互相連接。連接管道29被設計為在殼體部件14上設置的凹槽，其深度大于寬度。連接管道29具有一個與外側的局部環形管道22連接的始端部分30和一個通向內側的局部環形管道21的終端部分31。始端部分30和終端部分31通過一個平行的局部環形管道21，22設置的中間部分32連接。始端部分30以角度α相對于穿過葉輪15的旋轉軸線的直線傾斜，終端部分31以角度β相對于穿過葉輪15的旋轉軸線的直線傾斜。角度α和β的值各自例如是45°。
連接管道29被這樣連接在局部環形管道21，22上，即連接局部環形管道21，22的連接管道29的接頭33，34在葉輪15的額定轉速時具有相同的壓力。從而使在連接管道29中有一個壓力平衡，這個壓力平衡阻止燃油的流動。若葉輪15的轉速降低到額定轉速以下，在輸送室16，17中和進而局部環形管道21，22中的泵壓也會下降。在徑向的內側的局部環形管道21的壓力下降要顯著大于在徑向外側的局部環形管道22中的壓力下降。這樣的壓力下降有可能導致如此的后果，即噴射泵23有可能不再可靠地泵吸作為工作介質的燃油。在此連接管道29這樣進行補救，在徑向內側的輸送室16中壓力下降時燃油從徑向外側的輸送室17分流，并且保持徑向內側的輸送室16中的預定壓力。從而使燃油供給設備1實現根據內燃機2的燃油消耗，通過控制裝置9實現對電動機7的功率輸出的控制。
權利要求
1.燃油泵，具有與殼體部件相對設置的被驅動的葉輪；在葉輪上設置的彼此同軸環繞的限定葉片室的導葉的輪緣；與殼體部件中的導葉的輪緣相對設置的用于輸送燃油的局部環形管道；與所述局部環形管道連接的排出管道，其中葉片室的輪緣與局部環形管道構成徑向的內側輸送室和徑向的外側輸送室，其特征在于，所述徑向的外側輸送室(17)與所述徑向的內側輸送室(16)通過連接管道(29)連接。
2.根據權利要求1所述的燃油泵，其特征在于，所述連接管道(29)設置在殼體部件(14)中并且與所述局部環形管道(21，22)連接。
3.根據權利要求1或者2所述的燃油泵，其特征在于，所述連接管道(29)被設計為在所述殼體部件(14)中設置的凹槽。
4.根據前述權利要求中至少一項所述的燃油泵，其特征在于，所述連接管道(29)從葉輪(15)的轉動方向看從所述徑向外側的輸送室(17)指向所述徑向內側的輸送室(16)。
5.根據前述權利要求中至少一項所述的燃油泵，其特征在于，連接所述徑向內側和徑向外側的輸送室(16，17)的連接管道(29)的接頭(33，34)設置為使得在所述葉輪(15)在額定轉速時，所述兩個接頭(33，34)具有相同的壓力。
6.根據前述權利要求中的至少一項所述的燃油泵，其特征在于，連接在所述徑向外側局部環形管道(22)上的所述連接管道(29)的始端部分(30)以預定的角度α相對于穿過所述葉輪(15)的轉動軸線的直線傾斜。
7.根據前述權利要求中的至少一項所述的燃油泵，其特征在于，通向所述徑向內側局部環形管道(21)的所述連接管道(29)的終端部分(31)以預定的角度β相對于穿過葉輪(15)的轉動軸線的直線傾斜。
8.根據前述權利要求中的至少一項所述的燃油泵，其特征在于，所述角度α和/或者β大約是45°。
9.根據前述權利要求中的至少一項所述的燃油泵，其特征在于，所述連接管道(29)具有在所述局部環形管道(21，22)之間同軸設置的中間部分(32)。
10.根據前述權利要求中的至少一項所述的燃油泵，其特征在于，所述葉輪(15)在它與所述連接管道(29)相對的區域中具有光滑的表面。
11.根據前述權利要求中的至少一項所述的燃油泵，其特征在于，所述設計為凹槽的連接管道(29)的深度大于寬度。
12.用于機動車內燃機的燃油供給設備，其具有一個根據前述權利要求中的任一項所述的燃油泵，用于從燃油箱中汲取燃油并將燃油輸送到內燃機中，其特征在于，所述徑向外側輸送室(17)與內燃機(2)相連接，所述徑向內側輸送室(16)與設置在所述燃油箱(3)中的噴射泵(23)相連。
13.根據權利要求12所述的燃油供給設備，其特征在于，根據所述內燃機(2)的燃油需求，控制裝置用于調節驅動所述葉輪(15)的電動機(7)的功率。
全文摘要
本發明涉及一種用于機動車輛中設計為側通道泵的燃油泵，其中，兩個彼此同軸環繞的局部環形管道(21，22)通過連接管道(29)連接在一起。連接在局部環形管道(21，22)上的連接管道(29)的接頭(33，34)這樣設置，即使得在燃油泵的額定轉速時各自都具有相同的壓力。若轉速降低到額定轉速以下，燃油從徑向外側的局部環形管道(22)進入到徑向內側的局部環形管道(21)中。利用這種方法，通過徑向內側的局部環形管道(21)確保充足的輸送功率。
文檔編號F04D5/00GK1780978SQ200580000680
公開日2006年5月31日 申請日期2005年9月28日 優先權日2004年10月28日
發明者埃伯哈德·蓋塞爾 申請人:西門子公司