燃料泵的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種燃料泵（1），用于使高壓燃料噴射系統(tǒng)中的燃料增壓。所述燃料泵（1）包括泵頭（7）、泵送元件（8）、框架（12）和罩（3）。泵頭（7）具有被布置為接收待增壓的燃料的泵送室（7a）。泵送元件（8）被布置為響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)元件（10）的運(yùn)動(dòng)而往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該泵送元件（8）部分地限定所述泵送室（7a），從而在使用中當(dāng)所述泵送元件（8）往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從所述驅(qū)動(dòng)元件（10）傳遞的力被施加到所述泵送室（7a）內(nèi)的燃料上，以使燃料增壓?？蚣埽?2）被布置為支撐所述驅(qū)動(dòng)元件（10）和所述泵頭（7）。罩（3）限定用于容納流體的內(nèi)部空間（5），其中，所述框架（12）的至少一部分、所述驅(qū)動(dòng)元件（10）的至少一部分和所述泵送元件（8）的至少一部分被容納在所述罩（3）中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】燃料泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃料泵領(lǐng)域。具體地，本發(fā)明涉及用于將高壓燃料供應(yīng)到燃料噴射器的高壓燃料泵。更具體地但是非排他性地，本發(fā)明涉及用于這種泵的外殼。
【背景技術(shù)】
[0002]用于現(xiàn)代內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(尤其是采用壓縮點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī))的燃料噴射系統(tǒng)包括多個(gè)燃料噴射器，所述燃料噴射器被布置為將霧化的燃料噴霧傳送到各個(gè)燃燒室以便燃燒。
[0003]為了改進(jìn)燃料在采用壓縮點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的霧化，優(yōu)選盡可能多地霧化燃料。較大程度的燃料霧化提高燃燒過(guò)程的效率，這繼而提高燃料效率并減少燃燒過(guò)程所產(chǎn)生的諸如一氧化碳的有害排放物。提高霧化的最常見(jiàn)方法是增大待噴射的燃料的壓力。由此，已經(jīng)存在對(duì)制造能夠使燃料增壓到較高壓力的泵的持續(xù)需求。
[0004]已知的高壓泵采用諸如鋼柱塞的泵送元件，該鋼柱塞在緊貼配合的導(dǎo)引孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由驅(qū)動(dòng)軸來(lái)驅(qū)動(dòng)該柱塞。因而，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，其旋轉(zhuǎn)力被傳遞到柱塞，從而使得柱塞在導(dǎo)引孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。燃料進(jìn)入在導(dǎo)引孔的末端處的泵送室，之后隨著往復(fù)運(yùn)動(dòng)的柱塞向泵送室施加增壓力而被增壓。然后，燃料受迫通過(guò)傳輸閥而進(jìn)入高壓軌道，以準(zhǔn)備好被燃料噴射器噴射。泵的部件由外殼支撐。DE 10 2008 007028公開(kāi)一種包括板裝置的燃料泵，該板裝置補(bǔ)償泵送元件和驅(qū)動(dòng)元件之間的力。
[0005]為了增大高壓燃料泵所能夠提供的燃料的壓力，必須通過(guò)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸將更多能量輸入到系統(tǒng)中，從而使得柱塞向燃料施加更大的力。因而，當(dāng)泵所能夠提供的壓力增大時(shí)，由于泵內(nèi)使用的物理能量的增加，泵外殼的相對(duì)強(qiáng)度也增大。
[0006]通常用鑄鋼來(lái)制造高壓燃料泵外殼，以提供耐受高壓燃料泵所經(jīng)受的應(yīng)力所需的強(qiáng)度。由于已經(jīng)研制出能夠產(chǎn)生更高壓力的燃料的泵，因此鋼外殼的厚度也已增加，以耐受應(yīng)力的相對(duì)增加。
[0007]增加鑄鋼泵外殼的厚度導(dǎo)致泵更重。由此，使用該泵的車(chē)輛的燃料效率因其必須運(yùn)載更重的部件而降低。此外，隨著鑄鋼泵外殼的厚度增加，泵的整體尺寸也增大。
[0008]期望提供重量和尺寸都減小的高壓燃料泵。這具體地與“環(huán)境效率”概念車(chē)輛相關(guān)，其中，車(chē)輛整體重量的減小是提高效率的關(guān)鍵要素，以由此降低車(chē)輛的環(huán)境影響。此外，期望最小化泵的尺寸，這是因?yàn)檫@種泵在車(chē)輛內(nèi)占據(jù)更少的空間。
[0009]因此，本發(fā)明的實(shí)施例旨在至少部分地減輕上述問(wèn)題中的一個(gè)或多個(gè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于使高壓燃料噴射系統(tǒng)中的燃料增壓的燃料泵。所述燃料泵包括泵頭，該泵頭具有被布置為接收待增壓的燃料的泵送室。所述燃料泵還包括被布置為響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)而往復(fù)運(yùn)動(dòng)的泵送元件。該泵送元件部分地限定所述泵送室，從而在使用中當(dāng)所述泵送元件往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從所述驅(qū)動(dòng)元件傳遞的力被施加到所述泵送室內(nèi)的燃料上，以使燃料增壓。所述燃料泵還包括被布置為支撐所述驅(qū)動(dòng)元件的框架和限定用于容納流體的內(nèi)部空間的罩。所述框架的至少一部分、所述驅(qū)動(dòng)元件的至少一部分和所述泵送元件的至少一部分被容納在所述罩中。因此，此布置提供更輕、更小的泵。
[0011]所述框架和罩一起提供泵的外殼。
[0012]所述框架可以被布置為將泵頭和驅(qū)動(dòng)元件保持在相對(duì)于彼此的固定位置。這種布置允許燃料泵正確地操作。具體地，很大的力從驅(qū)動(dòng)元件傳遞到泵頭，以便將泵頭內(nèi)的燃料增壓至很高的壓力。因此，框架需要耐受這樣的力并且保持泵頭和驅(qū)動(dòng)元件處于相對(duì)于彼此的固定位置，從而使得泵持續(xù)正確地操作。
[0013]所述框架可以由強(qiáng)度比構(gòu)造罩所用的材料高的材料構(gòu)造成?？蚣鼙辉O(shè)置為支撐泵頭和驅(qū)動(dòng)元件，而罩被設(shè)置用于容納流體。因而，僅框架必須耐受從驅(qū)動(dòng)元件傳遞到泵頭的很大的力。因此，罩可以由強(qiáng)度比框架的低的材料制成，這是因?yàn)檎謨H必須容納流體。替代性地，框架和罩可以由相同材料制成，并且框架可以被制得比罩厚，以提供較高的強(qiáng)度。優(yōu)選地，框架由鋁制成，這是因?yàn)榕c其它材料相比，鋁相對(duì)堅(jiān)固，并且與其它材料相比密度相對(duì)低。
[0014]用于所述框架和罩的材料可以被選擇為使得這些材料對(duì)于所述框架和罩的特定功能來(lái)說(shuō)是最優(yōu)的。用于框架的材料可以被選擇為使其具有足以支撐從驅(qū)動(dòng)元件傳遞到泵頭的力的高強(qiáng)度。用于罩的材料可以被選擇為用于容納流體。
[0015]所述框架可以由單件形成。由單件形成框架會(huì)使得框架更加堅(jiān)固，這是因?yàn)樗隹蚣懿痪哂袝?huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性弱化的任何接頭。此外，框架可以通過(guò)擠壓工藝由單件來(lái)形成。這種擠壓工藝提供制造單件式框架的容易途徑。此外，這種擠壓工藝使得諸如螺釘孔的附加特征可以容易地形成在框架內(nèi)。
[0016]所述罩可以由基于塑料的材料形成。這種布置可以導(dǎo)致重量減輕且易于制造所述罩。
[0017]所述框架可以被布置為用于將燃料泵安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)部件上?？蚣苤稳剂媳玫母邞?yīng)力部件。因此，需要經(jīng)由高強(qiáng)度的燃料泵框架來(lái)安裝燃料泵。
[0018]所述燃料泵還可以包括用于將燃料泵的框架連接到發(fā)動(dòng)機(jī)部件的安裝裝置。該安裝裝置提供在框架和發(fā)動(dòng)機(jī)部件之間提供牢固的連接的途徑。
[0019]所述外殼和安裝裝置可以各自包括被布置為防止安裝裝置相對(duì)于外殼旋轉(zhuǎn)的互補(bǔ)阻礙特征。例如，罩和安裝裝置可以各自包括被布置為防止安裝裝置相對(duì)于罩旋轉(zhuǎn)的互補(bǔ)阻礙特征。當(dāng)燃料泵在操作時(shí)，很大的力在驅(qū)動(dòng)裝置和泵頭之間傳遞。這些部件所施加的力致使燃料泵的框架響應(yīng)于這些力而試圖運(yùn)動(dòng)。因此，包括互補(bǔ)阻礙特征是有利的，互補(bǔ)阻礙特征將阻止框架和安裝裝置之間的旋轉(zhuǎn)，從而有助于將燃料泵牢固地保持就位。
[0020]互補(bǔ)阻礙特征中的一個(gè)可以包括突起，并且另一互補(bǔ)阻礙特征可以包括凹陷。這種互鎖的阻礙特征在框架和安裝裝置之間提供堅(jiān)固的連接。
[0021]所述罩可以包括一個(gè)或多個(gè)一體式部件，該一個(gè)或多個(gè)一體式部件可以包括輔助流體的再循環(huán)的回漏裝置。該一個(gè)或多個(gè)一體式部件可以包括將燃料傳送到燃料泵的燃料入口。該一個(gè)或多個(gè)一體式部件可以包括回漏裝置和燃料入口兩者。將這些部件一體形成在外殼內(nèi)提供了更小且更易于制造的燃料泵。
[0022]驅(qū)動(dòng)元件可以由包括軸部分和凸輪部分的多個(gè)部分形成。當(dāng)使用由單件形成的框架時(shí)，這種布置是有利的。凸輪部分可以強(qiáng)度由比軸部分高的材料構(gòu)造成。這是因?yàn)橥馆啿糠殖惺軅鬟f到泵頭的用于使燃料增壓的負(fù)荷的大部分。這種布置提供制造成本更低的驅(qū)動(dòng)元件，這是因?yàn)榘嘿F的堅(jiān)固材料僅用于需要堅(jiān)固材料的部分。
[0023]泵頭可以容納在罩內(nèi)。將泵頭包括在罩內(nèi)改進(jìn)了泵頭的冷卻。
[0024]本發(fā)明的實(shí)施例提供比目前已知的泵重量更輕的高壓燃料泵。高強(qiáng)度的框架被設(shè)置為通過(guò)支撐泵的高應(yīng)力部分(諸如凸輪裝置和泵頭)來(lái)承受泵送負(fù)荷，并且重量輕的罩被設(shè)置為密封所述泵以防止燃料從泵泄漏。
[0025]本發(fā)明的實(shí)施例提供比已知燃料泵更小的高壓燃料泵。這類(lèi)實(shí)施例采用支撐框架和重量輕的罩。該罩可以相對(duì)薄，這樣，由于僅提供堅(jiān)固的框架支撐件而不是提供包圍整個(gè)泵的堅(jiān)固外殼，因此減小了外殼的總厚度。
[0026]本發(fā)明的實(shí)施例減少了原型設(shè)計(jì)新泵的成本和時(shí)間。具體地，框架可以由金屬擠壓而成，并且可以采用注塑成型殼來(lái)構(gòu)造罩。這類(lèi)技術(shù)不需要構(gòu)造鑄鋼外殼所需的緩慢且昂貴的供應(yīng)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]現(xiàn)在將參照附圖僅通過(guò)舉例方式來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中，相同的附圖標(biāo)記用于相同的零件，并且在附圖中:
圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的泵的剖視圖；
圖2提供圖1的泵的分解圖；
圖3圖示圖1的泵的泵外殼的框架；
圖4圖示圖1的泵的罩；
圖5提供圖1的泵的裝配裝置的分解圖；
圖6提供從另一角度看的圖5的裝配裝置的分解圖；
圖7提供圖1和2圖示的凸輪裝置的分解圖；以及 圖8提供替代性凸輪裝置的分解圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]首先應(yīng)參照?qǐng)D1和2，其提供根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例設(shè)置的泵I的兩個(gè)替代性的視圖。首先應(yīng)該主要關(guān)于描述泵I的操作來(lái)描述該泵。
[0029]低壓燃料通過(guò)一體形成到泵I的罩3中的燃料入口 2進(jìn)入泵I。然后，燃料穿過(guò)被安裝在罩3上的入口計(jì)量閥(IMV)裝置4的入口計(jì)量閥(IMV) 4a，入口計(jì)量閥4a控制燃料進(jìn)入泵I的流率。罩3形成泵外殼的一部分并且限定內(nèi)部腔5，泵I的泵送和驅(qū)動(dòng)部件被布置在內(nèi)部腔5中，內(nèi)部腔5被填充以燃料。IMV裝置4被部分地布置在燃料入口 2和內(nèi)部腔5之間；因此燃料從燃料入口 2穿過(guò)IMV 4a并進(jìn)入內(nèi)部腔5。
[0030]內(nèi)部腔5內(nèi)的燃料用作燃料泵I的運(yùn)動(dòng)零件的潤(rùn)滑劑，并且所述燃料還起作用以通過(guò)吸收泵送過(guò)程中產(chǎn)生的熱量來(lái)冷卻泵I的部件，從而從泵I的泵送部件帶走熱量。為了有助于該冷卻過(guò)程，提供諸如文丘里管裝置的回漏裝置6，以允許燃料從內(nèi)部腔5被抽吸并返回低壓排放管或發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪箱，從而使得燃料再循環(huán)。因此，回漏裝置6有助于燃料的再循環(huán)，從而從燃料泵I帶走泵送部件所產(chǎn)生的熱量。
[0031]泵送部件包括泵頭7、柱塞8形式的泵送元件和驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置包括從動(dòng)裝置9及驅(qū)動(dòng)軸或凸輪裝置10。泵送過(guò)程發(fā)生在泵頭7內(nèi)。因此，泵頭由堅(jiān)固的材料(諸如硬化鋼)制成，以便耐受在泵頭7的泵送室7a內(nèi)增壓的高壓燃料以及為了使燃料增壓而由泵送元件8施加到泵頭7上的相當(dāng)大的力。
[0032]泵頭7的泵送室7a被布置在被設(shè)置在泵頭7中的柱塞孔7b的一端處，并且是包括用于從由罩3限定的內(nèi)部腔5接收燃料的低壓燃料入口(未示出)和出口閥形式的高壓燃料出口(未示出)的腔。泵送室7a部分地由在柱塞8的第一端處的泵送頭限定。柱塞8被布置為往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得柱塞的泵送頭增大和減小泵送室7a的體積。當(dāng)泵送室的體積減小時(shí)，泵送室7a內(nèi)的燃料的壓力增大。當(dāng)泵送室7a內(nèi)的燃料達(dá)到預(yù)定壓力時(shí)，出口閥開(kāi)啟以允許高壓燃料穿過(guò)并進(jìn)入高壓軌道(未示出)，在該處，燃料被存儲(chǔ)以準(zhǔn)備由一個(gè)或多個(gè)燃料噴射器(未不出)來(lái)噴射。
[0033]在柱塞8的遠(yuǎn)離泵送室7a的第二端，從動(dòng)裝置9被布置為與凸輪裝置10協(xié)作以將凸輪裝置10的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為柱塞8在柱塞孔7b內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0034]凸輪裝置10設(shè)置有至少部分地位于泵I的罩3外的軸部分10a，以與諸如驅(qū)動(dòng)齒輪的驅(qū)動(dòng)源(未示出)接合。凸輪裝置10響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)齒輪所提供的輸入力而旋轉(zhuǎn)。凸輪裝置10的軸部分IOa也部分地位于罩3的內(nèi)部腔5內(nèi)，并且具有連接在軸IOa的位于內(nèi)部腔5內(nèi)的部分上的凸輪部分10b。
[0035]從動(dòng)裝置9包括滾軸9a，滾軸9a與凸輪IOb抵接，從而使得滾軸9a與凸輪IOb相連地耦接。滾軸9a被承托在與柱塞8的第二端連接的滾軸套9b內(nèi)。當(dāng)凸輪IOb旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾軸9a在滾軸套9b內(nèi)旋轉(zhuǎn)。滾軸9a和滾軸套9b的布置限制橫向運(yùn)動(dòng)從凸輪IOb傳遞到柱塞8，同時(shí)將凸輪IOb的往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳遞到柱塞8。彈簧11保持就位在泵頭7和被安裝在柱塞8上的彈簧座8a之間，以便推動(dòng)(urge)柱塞8及與其連接的滾軸套9b成與凸輪IOb接觸。由于彈簧11，從動(dòng)裝置9持續(xù)跟隨凸輪IOb的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0036]從動(dòng)裝置9還包括套導(dǎo)引件9c，其被設(shè)置在滾軸套9b的外周表面周?chē)员銓?dǎo)引滾軸套9b的運(yùn)動(dòng)。因此，導(dǎo)引件9c使得滾軸套9b可以沿柱塞8的軸線移動(dòng)，從而允許套導(dǎo)引件9c的往復(fù)運(yùn)動(dòng)但是限制其橫向運(yùn)動(dòng)。凸輪裝置10的旋轉(zhuǎn)在從動(dòng)裝置9上施加橫向力，并且由此套導(dǎo)引件9c由堅(jiān)固的材料構(gòu)成，以便抵抗這種橫向移動(dòng)并且耐受與這種抵抗力相關(guān)的應(yīng)力。
[0037]盡管已經(jīng)將上述從動(dòng)裝置9描述為基于滾軸的裝置，但是應(yīng)該理解，可以使用任何合適的從動(dòng)裝置(例如，挺桿或其它中間驅(qū)動(dòng)部件)。
[0038]除罩3之外，泵外殼還包括框架12。框架12被設(shè)置為支撐各種泵送和驅(qū)動(dòng)部件，具體是因泵送過(guò)程而經(jīng)受高應(yīng)力水平的泵送部件7、9、10。因而，框架12被布置為支撐泵頭7、滾軸套9和凸輪裝置10的軸10a。因此，框架12由相對(duì)堅(jiān)固的材料(諸如鋁)制成，以便耐受泵I內(nèi)的高應(yīng)力水平，該高應(yīng)力水平具體是由從凸輪裝置10傳遞到柱塞8、然后傳遞到泵頭7內(nèi)的燃料中的力導(dǎo)致的。
[0039]為了輔助凸輪裝置10的旋轉(zhuǎn)并防止框架12的過(guò)載和磨損，在框架12的支撐凸輪裝置10的一些部分處設(shè)置襯套13a、13b。
[0040]如在圖2中可見(jiàn)的，安裝裝置14設(shè)置有在罩3外部的安裝板14a，所述安裝板將泵I連接到發(fā)動(dòng)機(jī)。安裝裝置14通過(guò)罩3連接到框架12，以便為框架12并因此為泵I提供牢固的支撐。由于框架12和安裝裝置14通過(guò)罩3連接，因此安裝裝置14包括多個(gè)密封件14b、14c，以防燃料通過(guò)罩3泄漏。
[0041]現(xiàn)在將參照各個(gè)附圖更詳細(xì)地討論泵I的每個(gè)部件。
[0042]應(yīng)進(jìn)一步參照?qǐng)D3來(lái)討論框架12的構(gòu)造，圖3示出本發(fā)明的第一實(shí)施例的泵的框架12。
[0043]框架12設(shè)置有兩個(gè)凸輪支撐部分12a、12b，每個(gè)凸輪支撐部分限定孔12c、12d，通過(guò)所述孔12c、12d可以支撐凸輪裝置10 (在圖1和2中示出)，其中，凸輪IOb位于兩個(gè)凸輪支撐部分12a、12b之間。分別由凸輪支撐部分12a、12b限定的孔12c、12d被成形以便與凸輪裝置10的軸IOa的外表面互補(bǔ)。因而，在此情形中，孔12c、12d是圓形的，以與凸輪裝置10的軸IOa的圓柱形狀互補(bǔ)。這樣，凸輪裝置10可以平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)?？蚣?2的尺寸被布置為使得襯套13a、13b之一可以被放置在由每個(gè)凸輪支撐部分12a、12b限定的孔12c、12d內(nèi)，以便有助于凸輪裝置10的軸IOa的旋轉(zhuǎn)。由罩3的內(nèi)壁限定的內(nèi)部腔5中的燃料有助于潤(rùn)滑框架12和襯套13a、13b，以便輔助凸輪裝置10的軸IOa的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)并最小化磨損。凸輪支撐部分12a、12b承受凸輪裝置10的大部分重量和應(yīng)力。然而，安裝裝置14承受施加到與安裝裝置14相鄰的凸輪支撐部分12a上的負(fù)荷的一部分。
[0044]框架12還設(shè)置有泵頭支撐部分12e。此部分12e具有用于容納泵頭7的孔12f。具體地，泵頭7的前表面至少部分地突起通過(guò)此孔12f。泵頭7的前表面包括部分地限定泵送室7a的凹陷，柱塞8的泵送頭插入該凹陷中，由此限定泵送室7a。
[0045]多個(gè)螺釘孔12g (在圖3中僅示出一個(gè))被設(shè)置在框架12的泵頭支撐部分12e中，通過(guò)所述螺釘孔，螺釘(未示出)可以將泵頭7連接到框架12。必須將泵頭7牢固地夾持到框架12，以便當(dāng)柱塞8驅(qū)入泵頭7中從而提供將泵頭7遠(yuǎn)離框架12推動(dòng)的力時(shí)防止泵頭7與框架12分離。替代性地，框架12可以被布置為提供至少一個(gè)支撐構(gòu)件(未示出)，所述支撐構(gòu)件與泵頭的后表面抵接從而不依賴(lài)于連接螺釘來(lái)將泵頭7保持到框架12上。
[0046]框架12還設(shè)置有套導(dǎo)引件支撐部分12h (僅示出一個(gè))，其包括支撐套導(dǎo)引件9c的多個(gè)支柱(未不出)。
[0047]凸輪支撐部分12a、12b、泵頭支撐部分12e和套導(dǎo)引件支撐部分12h通過(guò)框架12的主結(jié)構(gòu)接合在一起。這些部分12a、12b、12e、12h之間、尤其是凸輪支撐部分12a、12b和泵頭支撐部分12e之間需要結(jié)構(gòu)剛度，這是因?yàn)槿剂系脑鰤菏峭ㄟ^(guò)由凸輪裝置10驅(qū)動(dòng)的柱塞8進(jìn)入泵頭7的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。因而，泵頭7相對(duì)于凸輪裝置10的位置需要保持恒定，以便允許泵I正確地操作。
[0048]孔或缺口 12i可以被設(shè)置在框架12的主體內(nèi)，以便在不降低框架12的相對(duì)強(qiáng)度的情況下減小框架12的重量，從而使得框架12能夠?yàn)楸玫慕?jīng)受高應(yīng)力水平的部件提供牢固的支撐。
[0049]應(yīng)該理解，盡管在本發(fā)明的本實(shí)施例中通過(guò)框架12的主體來(lái)支撐凸輪支撐部分12a、12b、泵頭支撐部分12e和套導(dǎo)引件支撐部分12h，但是替代性地，可以在框架12的各個(gè)部分之間設(shè)置支柱支撐件，以便將所述部分連結(jié)在一起。在框架12的多個(gè)部分之間使用支柱支撐件可以幫助進(jìn)一步減小框架12的重量，并且在某些布置中可以減小框架12的尺寸。
[0050]在本例子中，框架12還設(shè)置有附接孔12j、12k、121、12m，以用于經(jīng)由框架12將泵I連接到安裝裝置14。當(dāng)參照?qǐng)D5和6詳細(xì)描述安裝裝置14時(shí)，應(yīng)該討論孔12j、12k、121、12m以及它們與安裝裝置14的關(guān)系。[0051]通過(guò)擠壓鋁條來(lái)制成框架12。擠壓工藝的執(zhí)行快速且便宜。通過(guò)經(jīng)由擠壓工藝來(lái)形成框架12，框架12可以形成為一個(gè)部件。就是說(shuō)，框架12是由單條金屬擠壓成的，且由此沒(méi)有零件需要被接合。對(duì)比而言，鑄造工藝需要待被鑄造的兩個(gè)或多個(gè)零件，這些零件之后被接合在一起。存在在這些零件的接合處形成結(jié)構(gòu)性弱化的風(fēng)險(xiǎn)。因而，擠壓工藝克服了這些問(wèn)題。
[0052]此外，由于擠壓出框架12，因此最小化了框架的切割和鉆削的量。具體地，擠壓工藝允許在擠壓工藝期間在框架12中形成框架12的某些特征，諸如孔。對(duì)比而言，鑄造技術(shù)需要在鑄造之后添加所有特征，因此導(dǎo)致進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)性弱化。
[0053]應(yīng)該理解，盡管描述了框架12由鋁制成，但是可以采用任何合適的堅(jiān)固的材料。具體地，可以使用任何合適的金屬或者其它材料，如，復(fù)合塑料或封裝在燒結(jié)金屬中的復(fù)合塑料?？梢宰⒁獾剑M管優(yōu)選使用擠壓工藝來(lái)構(gòu)造框架12，但是也可以采用諸如鑄造的其它構(gòu)造工藝。
[0054]限定內(nèi)部腔5的罩3被布置為包圍框架12以及框架12所支撐的泵送和驅(qū)動(dòng)部件。換言之，泵送和驅(qū)動(dòng)部件至少部分地被布置在框架12所限定的內(nèi)部腔內(nèi)。因此，罩3提供圍繞泵送部件的防流體泄漏殼，從而使得燃料不會(huì)從內(nèi)部腔泄漏。
[0055]盡管在圖1中示出了罩3包圍泵I的所有泵送和驅(qū)動(dòng)部件，但是應(yīng)該理解，罩3被布置為限定盛裝燃料的內(nèi)部腔，以用于冷卻和潤(rùn)滑的目的。因此，泵I的運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)和泵送零件(諸如，柱塞8、從動(dòng)裝置9和凸輪裝置10)需要這種潤(rùn)滑和冷卻。由此，應(yīng)該理解，不需要將整個(gè)泵頭7包圍在罩3內(nèi)。可以提供這樣的罩，該罩接合泵頭7的外周表面或泵頭7的前表面。在種情況下，泵頭7的前表面可以與內(nèi)部腔5內(nèi)的燃料流體連通，并且泵頭7的側(cè)部的至少一部分和整個(gè)后部會(huì)位于罩3之外?？梢宰⒁獾?，由于流過(guò)泵頭的恒定燃料流，因而在泵內(nèi)產(chǎn)生的熱量至少部分地由增壓燃料帶走，因此對(duì)泵頭進(jìn)行冷卻不如對(duì)泵送過(guò)程的運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行冷卻那樣重要。
[0056]如圖2所示，罩3由兩個(gè)部分3a、3b形成。部分3a、3b被布置為圍繞被附接到框架12并處于框架12內(nèi)的部件裝配。然后，塑料罩的兩個(gè)部分3a、3b可以被接合在一起，從而使得兩部分式罩3將流體密封在其內(nèi)?？梢酝ㄟ^(guò)能夠提供防流體泄漏的結(jié)合的任何方法來(lái)接合所述兩個(gè)部分。
[0057]圖4示出罩3的一個(gè)半部3a。在圖4中可見(jiàn)，罩3具有多個(gè)內(nèi)部支撐支柱3s。支撐支柱3s加固罩3，以提高罩3的強(qiáng)度。由此，可以具有較薄的罩3，同時(shí)仍提供足夠的強(qiáng)度。支柱3s還可以被設(shè)置為與框架12的外表面抵接，從而使得罩3圍繞框架12牢固地形成。
[0058]在本發(fā)明的本實(shí)施例中，框架12僅經(jīng)由安裝裝置14接合到罩3。然而，應(yīng)該理解，罩3可以通過(guò)各種方式(諸如通過(guò)采用具有防止從罩3泄漏的合適密封的一個(gè)或多個(gè)連接螺釘)連接到框架12。
[0059]利用注塑成型技術(shù)由塑料來(lái)形成兩個(gè)罩部分3a、3b。由此，高頻焊接可以提供兩個(gè)部分3a、3b之間的合適結(jié)合。然而，諸如金屬的其它材料也可以用于罩3。例如，可以提供鋁的框架12和罩3。由于罩3僅需要提供防流體泄漏，因此所述罩可以形成為比框架12薄很多。此外，由于金屬與塑料相比的相對(duì)強(qiáng)度，金屬罩3可以形成為比塑料罩3薄很多。由于其導(dǎo)電性能，金屬罩3還可有助于從內(nèi)部腔內(nèi)的燃料帶走熱量。[0060]盡管在參照?qǐng)D1和2討論的本發(fā)明的本實(shí)施例中由罩3限定的內(nèi)部腔5被填充以燃料，但是應(yīng)該理解，可以在內(nèi)部腔5內(nèi)提供其它流體。例如，內(nèi)部腔中可以包含特定的冷卻/潤(rùn)滑流體。在這種情況下，IMV裝置4可以直接地或經(jīng)由容納通道從燃料入口 2連接到泵頭7。在這種布置中，可以設(shè)置冷卻流體入口(未示出)，并且回漏裝置6將有助于使得冷卻流體再循環(huán)。
[0061]除了限定內(nèi)部腔5之外，罩3還限定燃料泵I的各種特征，如下所述。
[0062]罩3包括MV連接部分3b，其被布置為使得MV裝置4的殼能夠連接到泵I。MV連接部分3b限定孔3c，MV裝置4的一部分可以位于該孔3c中，從而使得MV 4a可以連接到燃料入口 2?？梢栽谡?內(nèi)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)連接孔3d，以使得IMV裝置4能夠附接到罩上，從而使得IMV裝置4被保持在泵I上就位。
[0063]罩3還提供一體形成的回漏裝置6和一體形成的燃料入口 2。當(dāng)利用注塑成型方法由塑料來(lái)構(gòu)造罩3時(shí)，將這些部件一體形成到罩3中是有利的，這是因?yàn)樗霾考谀Ｖ七^(guò)程中形成為罩3的一部分。此外，將這些部件一體形成到罩3中簡(jiǎn)化了燃料泵I的整個(gè)制造過(guò)程并減小燃料泵I的尺寸。
[0064]包括框架12和罩3的外殼遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于已知的外殼。這是因?yàn)?，框?2可以提供所需的最小的結(jié)構(gòu)支撐，并且可以提供相對(duì)薄且輕的罩3來(lái)為泵I提供防流體泄漏的密封?？傊?，這可以減小外殼的總尺寸并因此減小泵I的總尺寸。此外，可以選擇用于框架12和罩3的材料，以便最佳地匹配其相應(yīng)功能，這可以降低外殼的重量并因此降低泵I的重量。
[0065]這種外殼構(gòu)造的另一優(yōu)點(diǎn)是，與采用鑄鋼外殼的燃料泵的情況相比，可以將MV裝置4放置得更加靠近泵頭得多。這是因?yàn)?，框?2可以?xún)H被設(shè)置在需要支撐的那些部分中，并且罩3可以被布置為緊密地圍繞該框架12，使得MV裝置4可以被放置為靠近泵頭
7。這樣，可以進(jìn)一步減小整個(gè)泵頭7。
[0066]盡管在上文已經(jīng)描述了框架12被布置在罩3內(nèi)，但是應(yīng)該理解，框架12可以被設(shè)置為使其僅部分地位于罩3內(nèi)。例如，框架12的主結(jié)構(gòu)可以被設(shè)置在罩3之外，其中支撐臂延伸穿過(guò)罩3以支撐泵I的高應(yīng)力部件。在此情形中，安裝裝置14可以容易地連接到框架12上，甚至與框架12 —體形成。
[0067]現(xiàn)在將參照?qǐng)D5和6更詳細(xì)地描述圖2所示的安裝裝置14。
[0068]安裝裝置14包括安裝板14a，其被布置為連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的部件，以固定和穩(wěn)定泵
I。安裝板14為大體平面結(jié)構(gòu)，其具有多個(gè)孔或切口以降低板14a的重量。安裝板14a設(shè)置有用于螺釘(未示出)的多個(gè)螺釘孔14d、14e、14f，以將安裝板連接到發(fā)動(dòng)機(jī)。設(shè)置其他螺釘孔14g、14h、141、14j，以允許安裝板14由通過(guò)罩3中的孔的螺釘來(lái)連接并連接到框架
12。由此，安裝板14a的一個(gè)表面被布置為在罩3上安穩(wěn)地安置(sit flush)，并通過(guò)罩3連接到框架12，從而使得罩3被保持在安裝板14a和框架12之間。
[0069]由于用于將安裝板14a連接到框架12的螺釘穿過(guò)罩3，因此需要提供安裝裝置密封裝置。這通過(guò)提供第一密封件14b和第二密封件14c來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述密封件分別密封安裝板14a和罩3之間的間隙以及安裝板14a的外表面上的間隙。
[0070]第一密封件14b呈位于安裝板14a和罩3之間的墊圈的形式。墊圈14b被布置為使其圍繞罩3中的所有螺釘孔和安裝板14a中的那些螺釘孔14g、14h、141、14 j，由此在安裝板14a和罩3之間形成用于流體的內(nèi)部腔。由于螺釘將框架12和安裝板14a夾持在一起，因此墊圈14b被夾持在安裝板14a和罩3之間。因此，墊圈14b在罩3和安裝板14a之間提供防流體泄漏的密封。替代性地，第一密封件可以由多個(gè)墊圈來(lái)提供，每個(gè)墊圈圍繞單個(gè)螺釘孔被設(shè)置。
[0071]第二密封件14c呈橡膠O形墊圈的形式，并且被布置在安裝板14a的外表面上。O形墊圈14c防止燃料從穿過(guò)安裝板14a的螺釘?shù)念^部周?chē)孤?br> [0072]為了阻止外殼相對(duì)于安裝板14a旋轉(zhuǎn)，罩3設(shè)置有多個(gè)突起3m，多個(gè)突起3m被設(shè)置為與安裝板14a內(nèi)的多個(gè)互補(bǔ)凹陷14k接合。在使用時(shí)，罩3和安裝板14a的這種接合有助于阻止安裝板14a相對(duì)于罩3旋轉(zhuǎn)。因而，安裝裝置14的此特征提供沿凸輪裝置10的軸IOa的徑向的阻礙，以便有助于防止安裝裝置14旋轉(zhuǎn)。
[0073]應(yīng)該理解，設(shè)置在罩3和安裝板14a之間的徑向阻礙特征可以包括在框架12中的其他突起，其突出到罩3中的突起3m的后部?jī)?nèi)。由此，框架12將支撐突起3m并由此為外殼和安裝板14之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)提供附加阻力。
[0074]安裝板14a可以由鋁條擠壓成。這種制造工藝便宜且快速。然而，可以使用任何合適的材料或制造工藝。
[0075]現(xiàn)在參照?qǐng)D7詳細(xì)考慮圖1和2所示的凸輪裝置10的構(gòu)造。
[0076]一般而言，已知的驅(qū)動(dòng)軸由單個(gè)金屬件構(gòu)造成，并且由兩部分式鑄鋼外殼支撐，該外殼圍繞驅(qū)動(dòng)軸被構(gòu)造。然而，當(dāng)與擠壓鋁框架或任何固定框架結(jié)構(gòu)一起使用時(shí)，不可使用標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)軸。
[0077]在圖1和2所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，提供多部分式凸輪裝置10。凸輪裝置10包括三個(gè)部分:軸10a、凸輪IOb和后軸承軸頸10c。軸IOa沿凸輪裝置10的長(zhǎng)度延伸，并且凸輪IOb和后軸承軸頸IOc被安裝在軸IOa上，從而使得凸輪裝置10可以被構(gòu)造在固定的框架12內(nèi)。
[0078]軸IOa是具有臺(tái)階式圓柱形狀的細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，其具有多個(gè)圓柱形部分，所述圓柱形部分的直徑朝向軸IOa的一端減小。軸具有其上壓配合有凸輪IOb的第一直徑減小部分IOaa和在軸IOa的一端處的其上壓配合有后軸承軸頸IOc的相鄰第二直徑減小部分IOab。第二直徑減小部分IOab具有比第一直徑減小部分IOaa小的直徑。
[0079]為了將凸輪裝置10組裝在框架12內(nèi)，首先需要將凸輪IOb插入穿過(guò)圖3中兩個(gè)凸輪支撐部分12a、12b之間的間隙。然后，將軸IOa插入穿過(guò)框架12的第一凸輪支撐部分12a、穿過(guò)凸輪10b、并插入后軸承軸頸IOc中，后軸承軸頸IOc被布置為將軸IOa支撐在框架12的第二凸輪支撐部分12b內(nèi)。
[0080]圖8示出替代性凸輪裝置100，其采用鍵過(guò)盈接合。在本發(fā)明的本實(shí)施例中，凸輪裝置100包括軸100a、凸輪100b、后軸承軸頸和兩個(gè)接合元件(或鍵)IOOdUOOe0軸IOOa和凸輪IOOb設(shè)置有與接合元件100d、100e接合的凹陷部分lOOaa、lOOba、IOObb (或鍵槽)。因此，接合元件100d、100e用作在軸IOOa和凸輪IOOb之間提供接合部或橋的中間連接部分，以便有助于防止凸輪裝置100的部分相對(duì)于彼此移動(dòng)成錯(cuò)位。因此，圖8的裝置100提供驅(qū)動(dòng)軸裝置100，其比依賴(lài)于部件的壓配合的上述裝置10更堅(jiān)固。
[0081]應(yīng)該理解，盡管已經(jīng)描述了壓配合和鍵過(guò)盈裝配裝置，但是可以通過(guò)任何合適的手段來(lái)連接凸輪裝置的部分，所述手段諸如串聯(lián)過(guò)盈(serial interference)、熱膨脹過(guò)盈、花鍵過(guò)盈，或液壓成型。[0082]從多個(gè)部分構(gòu)造凸輪裝置10、100使得與由單件制成的驅(qū)動(dòng)軸相比可以更便宜地構(gòu)造凸輪裝置。具體地，凸輪IObUOOb可以由高抗拉鋼制成，因?yàn)楦呖估撐沾蟛糠謶?yīng)力，并且軸和后軸承軸頸可以由較便宜等級(jí)的鋼制成。
[0083]所示實(shí)施例的凸輪裝置10用作泵的驅(qū)動(dòng)元件，用于將驅(qū)動(dòng)力傳遞到泵送元件以使泵頭內(nèi)的燃料增壓。應(yīng)該理解，可以構(gòu)想到其它驅(qū)動(dòng)元件。
[0084]例如，雖然本文描述了使用固定框架12和由多個(gè)部分制成的凸輪裝置10，但是應(yīng)該理解，在某些情況下，可以?xún)?yōu)選采用包括單件式驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)元件和由多個(gè)部分制成的框架。
[0085]已經(jīng)利用線性泵送裝置描述了本發(fā)明，其中，凸輪IObUOOb驅(qū)動(dòng)細(xì)長(zhǎng)的柱塞8以將其驅(qū)入泵送室7a。然而，應(yīng)該理解，可以使用替代的泵送裝置。例如，可以采用包括搖臂式泵送臂的驅(qū)動(dòng)元件。在這種情形中，可以以與圖1所示的凸輪裝置類(lèi)似的方式通過(guò)框架來(lái)支撐搖臂裝置的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件。
[0086]已經(jīng)參照具有單個(gè)泵頭7和單個(gè)凸輪裝置10的單個(gè)泵I描述了本發(fā)明的上述實(shí)施例。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明的原理同樣可以應(yīng)用于包括多個(gè)泵頭和一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸的泵送系統(tǒng)。
[0087]在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，其它改型和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。例如，應(yīng)該理解，盡管所描述的實(shí)施例涉及燃料潤(rùn)滑式燃料泵，但是本發(fā)明同樣可以應(yīng)用于油潤(rùn)滑式泵。
【權(quán)利要求】
1.一種用于使高壓燃料噴射系統(tǒng)中的燃料增壓的燃料泵(1)，所述燃料泵(I)包括: 泵頭(7)，所述泵頭具有被布置為接收待增壓的燃料的泵送室(7a)； 泵送元件(8)，所述泵送元件被布置為響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)元件(10)的運(yùn)動(dòng)而往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述泵送元件(8)部分地限定所述泵送室(7a)，使得在使用中當(dāng)所述泵送元件(8)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從所述驅(qū)動(dòng)元件(10)傳遞的力被施加到所述泵送室(7a)內(nèi)的燃料上，以使所述燃料增壓； 框架(12)，所述框架被布置為支撐所述驅(qū)動(dòng)元件(10)和所述泵頭(7);以及 罩(3)，所述罩限定用于容納流體的內(nèi)部空間(5)； 其中，所述框架(12)的至少一部分、所述驅(qū)動(dòng)元件(10)的至少一部分以及所述泵送元件(8)的至少一部分被容納在所述罩(3)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料泵(I)，其中，所述框架(12)被布置為將所述泵頭(7)和所述驅(qū)動(dòng)元件(10)保持處于相對(duì)于彼此的固定位置，以支撐力從所述驅(qū)動(dòng)元件(10)向所述泵頭(7)的傳遞。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料泵(1)，其中，所述框架(12)由強(qiáng)度比構(gòu)造所述罩(3)的材料高的材料構(gòu)造成。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燃料泵(1)，其中，所述框架(12)由單件形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料泵(1)，其中，所述框架(12)通過(guò)擠壓工藝由單件形成。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燃料泵(1)，其中，所述罩(3)由基于塑料的材料形成。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燃料泵(I)，其中，所述框架(12)被布置用于將所述燃料泵(I)安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)部件上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃料泵(I)，還包括: 安裝裝置(14)，以用于將所述燃料泵(I)的所述框架(12)連接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料泵(1)，其中，所述罩(3、12)和所述安裝裝置(14)每個(gè)均包括被布置用于阻止所述安裝裝置(14)相對(duì)于所述罩(3、12)旋轉(zhuǎn)的互補(bǔ)的阻礙特征(3m、14k)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃料泵(1)，其中，所述互補(bǔ)的阻礙特征中的一者包括突起(3m)，并且另一互補(bǔ)的阻礙特征包括凹陷(14k)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燃料泵(1)，其中，所述罩(3)包括一個(gè)或多個(gè)一體式部件(2、6)，所述部件包括輔助流體的再循環(huán)的回漏裝置(6)以及將燃料傳送到所述燃料泵(I)的燃料入口(2)中的一個(gè)或多個(gè)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燃料泵(1)，其中，所述驅(qū)動(dòng)元件(10)由包括軸部分(IOa)和凸輪部分(IOb)的多個(gè)部分形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料泵(I)，其中，所述凸輪部分(IOb)由強(qiáng)度比所述軸部分(IOa)高的材料構(gòu)造成。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燃料泵(1)，其中，所述泵頭(7)被容納在所述罩(3)內(nèi)。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燃料泵(I)，其中，所述框架包括至少一個(gè)軸承(12c、12d、13a、13b)，所述軸承(12c、12d、13a、13b)被布置為支撐所述驅(qū)動(dòng)元件(10)以用于相對(duì)于軸承(12c、12d、13a、13b)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
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