CN1834445A - 整合的燃料输送系统 - Google Patents

Abstract

燃烧机燃料输送系统有燃料箱限定顶或底壁进入孔。其由有燃料流出箱管道的顶或底法兰覆盖。箱燃料腔室内燃料泵模块有万能结构容器，接合顶或底法兰成轴向直立位。容器限定轴向第一钻孔容纳燃料泵和电泵马达，圆柱内表面限定且径向向外隔开第一腔室的第二钻孔容纳可逆过滤器筒。容器有燃料排出喷嘴限定轴向连通第二钻孔的沉孔。燃料由入口流入泵且加压燃料由燃料通道从泵流入第二钻孔。过滤器筒有主和次端保持器在第二钻孔隔开过滤器元件。保持器在第二钻孔密封到容器，加压燃料从燃料通道流过过滤器元件，供应和或旁路燃料排出第二钻孔。当系统供应燃烧机燃料，过滤燃料流过主端保持器，当旁路燃料回到燃料箱腔室，剩余过滤燃料流过次端保持器。

Description

整合的燃料输送系统

技术领域

本发明一般地涉及用于燃烧机的整合的燃料输送系统，并且更特定地涉及具有用于支撑燃料泵、马达、和可逆的过滤器筒的万能结构的容器的系统的通用燃料泵模块。

背景技术

已知通常具有燃料泵、泵马达、过滤器、和压力调节器的汽车的燃料泵模块定位在燃料箱内。模块通常通过箱的进入孔插入，并且通过同样密封地覆盖进入孔的法兰支撑在其中。根据燃料输送系统应用，已知的模块彼此差异很大。例如，已知大多数模块通过箱的顶部插入从而接附到顶部法兰，并且有限的几种通过箱底部插入从而接附到底部法兰并且通常已知用于摩托车燃料箱应用，诸如2003年8月5日提出的转让给Walbro Engine Management，LLC的美国专利申请10/634,258中披露的，其在这里通过参考加入。

不幸的是，在这样的不同应用中，模块和特别是模块的支撑结构不同。例如，根据法兰安装到箱的顶部还是底部，支撑结构的设计大大不同。此外，支撑结构的差异能够导致已知彼此分开并且从而通过模块结构单独地支撑的输出过滤器和压力调节器的设计差异。设计、制造不同系统应用所需要的大量不同模块部件成本高，并且通常使得维护和修理作业复杂。此外，分开放置每个模块部件需要额外的管和配件以流动燃料，并且增加了模块的总尺寸，这在小燃料箱或者为了箱的结构完整性必须最小化进入孔的尺寸并且最小化通过箱的燃料蒸汽渗透时是不合需要的。

发明内容

用于燃烧机的燃料输送系统具有燃料箱，其具有优选地通过箱的顶部壁或底部壁连通的被覆盖的进入孔。通用的燃料泵模块具有在燃料箱内的万能结构的容器，其优选地在顶部和底部壁之间在一致的直立位置基本上垂直地延伸，并且用于不同的燃料箱应用，与进入孔通过顶部壁还是底部壁连通无关。该容器在第一钻孔内容纳燃料泵，并且在第二钻孔内容纳优选地具有燃料过滤器元件和整合的压力调节器的可逆的过滤器筒。燃料通过容器的底部口进入燃料泵，并且加压的燃料从泵出去并且流动通过容器的燃料通道进入第二钻孔，在那里，燃料流动通过可逆的过滤器和压力调节器，在那以后燃料作为供应和旁路燃料通过通常第二钻孔的相应的口从模块排出。燃料泵和可逆的筒二者都与万能容器一起使用，与燃料箱内的进入孔位置无关。

对于进入孔定位在燃料箱的顶部壁内的应用或情况，燃料泵模块使用顶部法兰来覆盖该孔。顶部法兰具有燃料供应管道，用于将加压的燃料优选地通过连接在容器和顶部法兰之间的柔性的管从第二钻孔的上部口流出箱。筒优选地通过固定到容器并且通常限定下部口的底部盖子保持在第二钻孔内。通过压力调节器控制或产生的多余的或旁路的燃料流动通过下部口并且回到燃料箱腔室内。对于进入孔定位在燃料箱的底部壁内的应用或情况，燃料泵模块使用优选地与顶部法兰相同的底部法兰，用于覆盖底部进入孔并且用于流动加压的燃料通过供应管道并且从箱出去。

在筒优选地具有整合的压力调节器的应用中，与顶部法兰应用相比，筒的方位倒转或翻转，从而流动供应燃料通常向下通过下部口和燃料管道，并且流动旁路燃料通常向上通过上部口并且回到燃料箱腔室内。对于底部法兰应用，优选为不使用底部盖子，替代地，底部法兰优选地以与用于顶部法兰应用的底部盖子相同的方式固定到容器。

本发明的目的、特征和优势为更加坚固、应用灵活、节省成本、减少变化的应用所需要的零件数量并且能够使用低成本压力调节器的燃料泵。另外，该模块能够被拆卸以容易维护，该模块结实、小型、耐用、设计相对简单、制造经济、并且在使用中具有较长的使用寿命。

附图说明

本发明的这些和其它目的、特征和优势将通过接下来对优选的实施例和最佳模式的详细描述、后附的权利要求书和附图变得明显，其中：

图1为具有用于具有顶部进入孔的燃料箱的燃料泵模块并且体现本发明的整合的燃料输送系统的侧视图；

图2为沿图1所示线2-2截取的燃料泵模块的截面；

图3为从图2所示圆3截取的燃料泵模块的局部放大的截面；

图4为燃料泵模块的可逆的过滤器筒的截面的、分解的、透视图；

图5为沿图3所示线5-5截取的燃料泵模块的底端视图；

图6为用于具有底部进入孔的燃料箱同时使用与第一实施例的燃料泵模块相同的情况的整合的燃料输送系统的第二实施例的截面；

图7为沿图6所示线7-7截取的燃料泵模块的顶端视图；及

图8为整合的燃料输送系统的第三实施例的透视图。

具体实施方式

更加详细地参考附图，图1-7示出了用于具有限定了燃料腔室24并且通用燃料泵模块26定位在该腔室内的燃料箱22的燃烧机的燃料输送系统20。依赖于燃料箱22的进入孔28定位在箱的顶部壁30还是底部壁32内，燃料泵模块26的情况为可逆的、可互换的、和/或万能的。为了描述，将首先描述关于具有顶部进入孔28或顶部安装版本的燃料箱22的情况。

如在图1-3中最佳地示出的，定位在燃料箱22的顶部壁30内的进入孔28通过顶部法兰34可密封地覆盖。两个弹簧加载的缓冲装置或垂直移位支柱36从箱22的腔室24内的法兰34刚性地悬挂，弹簧加载的缓冲装置或垂直移位支柱36可滑动地装配到万能结构的容器40的支柱引导装置38内，以可屈服地支撑燃料泵模块26的容器40，使得容器的底部或底部盖板42通常定位并且保持靠在箱22的底部壁32上，即使箱壁稍微弯曲、扩张、或紧缩。容器40容纳并且支撑许多部件，包括燃料泵44、连接到泵的电动马达46、和具有过滤器元件50和整合的压力调节器52的可逆的过滤器筒48。燃料通常通过容器在部件之间流动，从而消除对传统的软管、管和配件的需要。电源线或导线53从马达46并且通过顶部法兰34的密封护孔环55配线。

容器40带有限定了具有基本上垂直地延伸的中心轴线58的第一钻孔56的内部圆柱形第一表面54，和限定了径向向外从第一钻孔56隔开并且具有设置为基本上平行于第一钻孔56的中心轴线58的中心轴线64的第二钻孔62的内部圆柱形第二表面60。泵和马达44、46组装在第一钻孔56内并且过滤器筒48组装在第二钻孔62内。

在制造过程中，燃料泵44的部件优选地通过打开的顶部端66组装到第一钻孔56内，并且通常靠在从第一圆柱形表面54径向并且单体地向内伸出的连续的底部肩68上放置。在燃料泵44组装以后，将泵马达46从上方插入第一钻孔56并且机械地连接到泵44，泵马达46具有围绕具有通过一对轴承轴颈连接以用于旋转的驱动轴57的电柩的定子。随后通过优选为带有轴承中的一个的帽70封锁打开端66。至少一根电导线53延伸通过端部帽70。当操作时，燃料通过通常通过容器40的肩68限定的底部口72进入泵44，并且加压的燃料从泵44出去并且通过由容器40限定并且通过第一和第二表面54、60连通的燃料通道74流入第二钻孔62。

如图2-4最佳地示出的，可逆的过滤器筒48优选地与从圆柱形燃料过滤器元件50径向向内定位的整合的燃料压力调节器52一起预先组装。过滤器元件50轴向地定位在用于流动通过箭头78标识的发动机供应燃料的倒转的漏斗状主端部保持器76和用于流动通过箭头82标识的旁路燃料的筒48的次端部保持器80之间。每个盘状保持器76、80限定了环形凹槽84(如在图4中最佳地示出的)，其在轴向方向彼此相对，用于装入圆柱形过滤器元件50的相对端86，并且从第二圆柱形表面60径向向内隔开元件，以最大化过滤效率和过滤器表面积。此构造还防止过滤器元件50在第二钻孔62内移动，并且防止燃料围绕过滤器元件50旁路通过。

主端部保持器76具有倒转的碗状基座部分88和轴环部分94，其中，基座部分88带有圆柱形的向内的面90，面90部分地限定了通过压力调节器52保持在系统操作压力的燃料腔92，轴环部分94从基座部分88向上伸出并且限定了与腔92轴向连通的供应燃料输出管道96。轴环部分94伸入通过容器40带有的圆柱形第三表面100限定的沉孔98。基座部分88的外部圆柱形面102具有圆周地连续的凹槽104，其装入密封到第二钻孔62的第二表面60的弹性密封件或O型圈106。轴环部分94的外部圆柱形面108也具有圆周地连续的凹槽110，其装入密封到沉孔98的第三表面100的O型圈112，并且同样地，次端部保持器80的基座部分116的外部圆柱形面114具有圆周地连续的凹槽118，其装入密封到第二钻孔62的第二表面60的O型圈120。所有这三个O型圈106、112、120和过滤器元件50到保持器76、80的装入配置确保所有从燃料通道74流动的燃料在进入加压的燃料腔92以前被过滤。

在过滤以后，进入腔92的燃料流动通过轴环部分94的燃料输出管道96，通过容器40的向上伸出的带倒钩的接头或过滤器122，并且进入压配合到接头122并且向上延伸以连接到从顶部法兰34向下伸出的相似的接头126的柔性管124(如在图2中最佳地示出的)，到达发动机。燃料从柔性管124通过法兰管道128流出箱。当泵44超过系统燃料压力时，压力调节器52将打开，允许旁路燃料82从压力腔92流动并且通过次保持器80回到箱腔室24。

如在图4中最佳地示出的，与优选为单体的或模制为整体的主端部保持器76不同，次保持器80具有阀头引导装置130和在压力调节器52预先组装的过程中压配合到基座116内的穹顶132。在组装时，穹顶132从基座116轴向并且同心地向上伸出，并且从过滤器元件50径向向内隔开。从而，加压的燃料腔92通常轴向地限定在主端部保持器76和径向跨过凹槽84和穹顶132之间的次端部保持器80的基座116的环形面134之间。腔92通常径向地限定在内部穹顶132和外部过滤器元件50之间。穹顶132向内限定了压力调节器52的内部阀腔室136，其包含接附到向下伸出的轴或柄140并且通过弹簧142偏置关闭的扩大的阀头138。引导装置130也同心地定位在阀腔室136内并且通常从基座116径向向内伸出。轴140同心地延伸通过轴向地装入在引导装置130和通过扩大的阀头138带有的环形肩144之间的压缩弹簧142。阀头138的有弹性的圆锥顶点146面向与肩144相对的方向并且弹性地靠在通过穹顶132带有的阀座148上密封，并且其通常限定在系统压力的腔92和在箱压力的阀腔室136之间连通的孔口150。

当超过燃料系统压力时，随着阀头1.38向下运动并且轴向离开座148，弹簧142压缩。旁路燃料82流动通过孔口150并且向下通过阀腔室136并且通过基座116的孔152和盖子42的稍大的孔154从第二钻孔62出去。

在制造过程中，盖子42的至少一个且优选为三个向上伸出的弯曲臂156按扣配合到容器40以将筒48保持在第二钻孔62内(如在图1和3中最佳地示出的)。优选地，每个臂156具有接收从容器40向外伸出的倾斜的片160的槽158，从而将盖子42锁定在适当的位置。如在图3中最佳地示出的，容器40带有用于来自泵44并且在马达46的定子和电枢之间的燃料的受限制的旁路流的冷却出口162，用于分层的燃料滞留，以改进效率并切减小马达电刷/整流子沉降物。

参考图6-7，当箱的进入孔(没有示出)在底部壁内时，底部法兰34’覆盖该孔。在燃料泵模块26’的此情况中，不需要支撑支柱，从而没有使用容器40的支柱引导装置38。另外，因为底部法兰34’将过滤器筒48固定在适当的位置，不再使用盖子42。优选地，容器40的相同的倾斜的片160按扣配合到通过底部法兰34’的向上延伸的臂156’带有的槽158’内。虽然没有示出，顶部和底部法兰34、34’能够具有相同的特征部，诸如臂156’，其可以根据箱进入孔在箱的顶部还是底部使用或不使用。

如上所述，过滤器筒48倒转，使得轴环部分94和相应的O型圈112插入底部法兰34’的沉孔98’，沉孔98’轴向地与底部法兰34’的燃料输出管道128’连通，并且通常定位为与底部法兰34’的燃料输出管道128’同心。供应燃料78’从第二钻孔62的底部出去并且旁路燃料82’通过第二钻孔的顶部并且通过沉孔98和接头122出去。导向器166优选地按扣配合到接头122内，以在发生箱充满帽被移除时，防止燃料在从箱出去时喷射，并且防止流入燃料泵输入过滤器(没有示出)的燃料的干扰。

参考图8，示出了底部安装的燃料泵模块26”的另一种情况，其具有安装在前述过滤器筒外部的压力调节器52”。在一些需要独特的或精确的规格的调节器的燃料系统应用中，此构造可以是优选的。在此情况中，过滤器筒48的头138、柄140、穹顶132、引导装置130和弹簧142不组装在筒内，然而，仍然使用过滤器元件50和端部保持器76、80。压力调节器52”连接到与压力腔室92连通的接头122。

虽然在这里披露的本发明的形式构成当前优选的实施例，许多其它的也是可能的。在这里不企图提及本发明的所有可能的等价物形式或衍生物，并且应该理解在这里使用的术语仅是描述性的，而不是限制性的，并且可以在不偏离本发明的精神或范围的情况下作出各种各样的改变。

Claims (20)

1.一种定位在燃料箱内部并且通过覆盖燃料箱顶部进入孔的燃料箱顶部法兰或覆盖燃料箱底部进入孔的燃料箱底部法兰支承的燃料泵模块，该燃料泵模块包括：

设置在一致的直立位置并且通过顶部和底部法兰中的任一个支承的结构容器；

通过容器限定并且轴向地向下连通到限定了底部燃料输入口的径向向内伸出的底部肩的第一钻孔；

设置在第一钻孔内，轴向靠在底部肩上的燃料泵；

通过容器限定并且从第一钻孔径向向外隔开的第二钻孔；

在第一和第二钻孔之间径向连通以用于将加压的燃料从燃料泵流动到第二钻孔的燃料通道；及

设置在第二钻孔内，用于过滤来自燃料通道的加压的燃料的过滤器筒。

2.根据权利要求1所述的燃料泵模块，其包括整合在过滤器筒内的压力调节器，用于控制过滤的燃料的燃料压力。

3.根据权利要求2所述的燃料泵模块，其包括：

同心地设置在第二钻孔内并且从容器径向地隔开的过滤器筒的圆柱形过滤器元件，该过滤器元件具有相对的圆周端部；

轴向密封地接合到一个圆周端部并且径向密封地接合到容器的第一环形保持器；及

轴向密封地接合到相对的圆周端部并且径向密封地接合到容器的第二环形保持器。

4.根据权利要求3所述的燃料泵模块，其包括：

通过第一保持器限定的连续的凹槽，用于装入过滤器元件的圆周端部；及

第二保持器的连续的凹槽，用于装入过滤器元件的相对的圆周端部。

5.根据权利要求4所述的燃料泵模块，其包括：

具有中心孔的第二保持器的环形基座部分；

同心地装配到基座部分内的第二保持器的穹顶部分，该穹顶部分向内限定了阀腔室并且带有限定了旁路燃料孔口的阀座；

装配到基座部分内并且径向向内伸入阀腔室的第二保持器的引导装置部分；及

具有在阀腔室内通过引导装置部分可滑动地支撑的阀柄的压力调节器的偏置关闭的阀头。

6.根据权利要求5所述的燃料泵模块，其包括：

轴向面向引导装置部分的扩大的阀头的环形架；及

围绕阀柄设置并且在引导装置部分和环形架之间压缩的压力调节器的压缩弹簧。

7.一种定位在具有部分地限定了用于燃烧机的整合的燃料输送系统的燃料腔室的顶部和底部壁的燃料箱内的燃料泵模块，该燃料泵模块包括：

通过覆盖定位在燃料箱的顶部壁或底部壁内的燃料箱的进入孔的法兰支撑在一致的直立位置的万能容器；

通过该容器限定的钻孔；

通过该容器限定并且与该钻孔连通的沉孔；

具有用于将过滤的供应燃料流动到燃烧机的主端部保持器和用于将旁路燃料流回到燃料腔室的相对的次端部保持器的可逆的过滤器筒，两个保持器在钻孔内与该容器密封接触；及

主端部保持器的向外伸出的轴环部分，其当进入孔定位在燃料箱的顶部壁内时在沉孔内与容器密封接触，并且当进入孔定位在燃料箱的底部壁内时在通过法兰限定的供应燃料管道内与法兰密封接触。

8.根据权利要求7所述的燃料泵模块，其包括轴向地设置在主和次端部保持器之间的过滤器元件。

9.根据权利要求8所述的燃料泵模块，其中，过滤器元件是圆柱形的并且从容器径向向内隔开，并且主和次端部保持器是基本上环形的形状。

10.根据权利要求9所述的燃料泵模块，其包括：

通过容器限定的第一钻孔；

该钻孔为第二钻孔且径向地定位在第一钻孔外面；

设置在第一钻孔内的燃料泵；及

通过容器限定并且连通第一钻孔与第二钻孔以周于从燃料泵流动加压的燃料的燃料通道。

11.一种用于燃烧机的整合的燃料输送系统，其包括：

具有部分地限定了燃料腔室的顶部和底部壁和设置在顶部和底部壁中的一个内的进入孔的燃料箱；

密封地连接到燃料箱并且覆盖进入孔的法兰，该法兰限定了通过法兰和燃料箱连通以用于供应燃料流动的管道；

通过法兰支承的万能容器，其设置在燃料腔室内并且具有第一钻孔和第二钻孔；

定位在万能容器的第一钻孔内的燃料泵；

至少部分地定位在万能容器的端部打开的第二钻孔内的可逆的过滤器筒；

通过容器限定并且连通第一钻孔和第二钻孔以用于将加压的燃料从燃料泵流动且进入第二钻孔内的燃料通道；

在第二钻孔内密封地接合到容器的过滤器筒的环形主保持器，该主保持器具有用于流动过滤的加压的供应燃料通过第二钻孔的一端并且从燃料箱出去的孔；

轴向地离开主保持器隔开并且在第二钻孔内密封地接合到容器的过滤器筒的环形次保持器，该次保持器具有用于流动过滤的旁路燃料从钻孔的相对端部出去并且回到燃料箱腔室内的孔；及

密封地并且轴向连接在主和次保持器之间的过滤器筒的过滤器元件，其中，该过滤器元件从主和次保持器的孔隔离燃料通道。

12.根据权利要求11所述的整合的燃料输送系统，其包括：

设置在第一钻孔内并且机械地连接到燃料泵的泵马达；及

通过容器限定的旁路燃料出口，用于将受限制的、加压的、旁路燃料从泵流动且进入马达用于冷却和润滑。

13.根据权利要求11所述的整合的燃料输送系统，其中，燃料通道在第一和第二钻孔之间径向连通。

14.根据权利要求11所述的整合的燃料输送系统，其包括：

通过容器限定并且从上方与第二钻孔轴向连通的沉孔；

在第二钻孔内密封地接合到容器的主保持器的环形基座部分；及

主保持器的轴向伸出的轴环部分，其当进入孔定位在燃料箱的顶部内时在沉孔内密封地接合到容器，并且当进入孔定位在燃料箱的底部内时在管道内密封地接合到法兰。

15.根据权利要求11所述的整合的燃料输送系统，其包括燃料过滤器元件，该燃料过滤器元件为圆柱形的并且具有密封地接合到相应的主和次保持器的相对的端部。

16.根据权利要求11所述的整合的燃料输送系统，其包括：

当进入孔定位在燃料箱顶部内时覆盖第二钻孔并且可移除地接合到万能容器的底部盖子；及

与次保持器的孔连通以用于流动旁路燃料回到燃料腔室内的底部盖子的孔。

17.根据权利要求16所述的整合的燃料输送系统，其包括：

从万能容器单体地向外伸出的多个倾斜的片；

底部盖子的多个柔性臂，每个柔性臂具有用于当进入孔在箱的顶部内时按扣配合到倾斜的片的槽；及

法兰的多个柔性臂，每个柔性臂具有用于当进入孔在箱的底部内时按扣配合到倾斜的片的槽。

18.根据权利要求17所述的整合的燃料输送系统，其包括当进入孔在箱的顶部内时连接在法兰和容器之间的至少一个支柱。

19.根据权利要求14所述的整合的燃料输送系统，其包括：

通常与沉孔连通的容器的燃料输出配件；

当进入孔在箱的顶部内时接合在输出配件和在管道处的法兰之间的燃料供应管，用于供应燃料流出箱；及

其中，当进入孔在箱的底部内时，不使用燃料供应管。

20.根据权利要求19所述的整合的燃料输送系统，其包括：

装配到输出配件的导向器，用于当进入孔定位在箱的底部内时控制旁路燃料喷射；及

其中，当进入孔在箱的顶部内时，不使用导向器。

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