CN116324156A - 带有用于凸角间隙的泄压切口的泵壳体 - Google Patents

Abstract

本公开涉及燃料泵壳体和结合所述燃料泵壳体的燃料泵系统。所述燃料泵壳体包括：至少一个挺杆壳体部分，其被配置为接纳至少一个挺杆组件；以及主孔洞部分，其与所述至少一个挺杆壳体部分流体联接，使得所述主孔洞接纳凸轮轴。所述主孔洞包括未切割部分和接近所述至少一个挺杆壳体部分的至少一个泄压切口部分。所述未切割部分限定第一中心线，并且所述泄压切口部分限定偏离所述第一中心线的第二中心线。

Description

带有用于凸角间隙的泄压切口的泵壳体

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年9月24日提交的美国临时申请号63/082,598的优先权，所述美国临时申请以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本公开总体涉及燃料系统，并且更具体地涉及具有经引导往复式挺杆组件的燃料泵以及用于引导挺杆组件和组装燃料泵的方法。

背景技术

用于向内燃机提供燃料的各种燃料泵由带凸角凸轮轴驱动，所述带凸角凸轮轴利用沿凸轮凸角滚动的滚子使挺杆组件移位。挺杆组件的往复运动产生燃料流，所述燃料流由内燃机使用以产生动力。这些类型的燃料泵经常用于需要高燃料压力的共轨燃料系统应用。在此类燃料泵中，往复式挺杆组件被引导，使得滚子的中心线和凸轮轴的中心线保持在相对于彼此对准的位置。虽然此类配置在燃料系统应用中实现高燃料压力，但仍然存在技术改进的空间。

图1示出了具有挺杆引导孔洞102的燃料泵壳体100，挺杆组件101接纳在所述挺杆引导孔洞中。每个挺杆组件101包括挺杆弹簧104、下弹簧保持器105、挺杆外壳106、挺杆滚子108和挺杆销110；通过凸轮轴112使挺杆组件101竖直地移动。挺杆组件101继而使柱塞114移动。示出两个不同的挺杆位置，其中位置(A)为下止点(BDC)位置120，并且位置(B)为上止点(TDC)位置122。在常规设计中，每个挺杆销110具有到达BDC 120处的特定位置的中心线116(以虚线示出)，并且每个挺杆导向孔洞102终止于端部部分118。

传统设计的一个问题是，如果在BDC位置120期间挺杆销110的中心线116落在挺杆导向孔洞102的端部部分118以下，则挺杆组件101可能发生故障。发动机的高速工况加剧并加速挺杆组件101的故障。即使中心线116超过端部部分118几毫米，挺杆组件101也可能发生故障。因此，仍然需要与挺杆组件一起使用的燃料泵壳体的改进设计以减少此类故障。

发明内容

根据本公开，公开了一种燃料泵壳体的各种实施方案。所述燃料泵壳体包括：至少一个挺杆壳体部分，其被配置为接纳至少一个挺杆组件；以及主孔洞部分，其与所述至少一个挺杆壳体部分流体联接，主孔洞部分被配置为接纳凸轮轴。所述主孔洞部分包括未切割部分和接近所述至少一个挺杆壳体部分的至少一个泄压切口部分。所述未切割部分限定第一中心线，并且泄压切口部分限定偏离第一中心线的第二中心线。

在一些示例中，第一中心线偏离凸轮轴的中心纵向轴线并且与凸轮轴的纵向轴线对准。在一些示例中，第二中心线与壳体的中心纵向轴线对准并且被定位为比第一中心线更靠近至少一个挺杆壳体部分。在一些示例中，形成至少一个泄压切口部分以增加凸轮轴的凸角的外表面与主孔洞部分的内壁之间的间隙。在一些示例中，至少一个泄压切口部分具有比对应的挺杆壳体部分的直径短的长度。在一些示例中，壳体由单个整体式金属件制成。

在一些示例中，壳体还包括侧轴承部分，所述侧轴承部分被定位为邻近主孔洞部分并且与第二中心线共享中心轴线。在一些示例中，圆角形成在侧轴承部分中的一个与主孔洞部分之间的过渡部分处以减少过渡部分处的尖锐边缘。在一些示例中，圆角形成在至少一个挺杆壳体部分与至少一个泄压切口部分之间的过渡部分处以减少过渡部分处的尖锐边缘。

在一些示例中，至少一个挺杆壳体部分为多个挺杆壳体部分，并且至少一个泄压切口部分中的一个或多个具有跨越多个挺杆壳体部分中的至少两个的直径的长度。在一些示例中，单个连续的泄压切口部分具有跨越多个挺杆壳体部分的直径的长度。还公开了燃料泵系统，所述燃料泵系统包括：如上所述的燃料泵壳体；以及凸轮轴，所述凸轮轴接纳在主孔洞部分中并且与至少一个挺杆组件操作性地联接；以及至少一个挺杆组件，所述至少一个挺杆组件接纳在至少一个挺杆壳体部分中。

此外，还公开了一种用于发动机的燃料泵系统的各种实施方案。所述燃料泵系统包括至少一个挺杆组件、与所述至少一个挺杆组件操作性地联接的凸轮轴、以及燃料泵壳体。所述燃料泵壳体包括：至少一个挺杆壳体部分，其被配置为接纳所述至少一个挺杆组件；以及主孔洞部分，其与所述至少一个挺杆壳体部分流体联接，所述主孔洞部分被配置为接纳凸轮轴。所述主孔洞部分包括未切割部分和接近所述至少一个挺杆壳体部分的至少一个泄压切口部分。所述未切割部分限定第一中心线，并且泄压切口部分限定偏离第一中心线的第二中心线。

在一些示例中，第一中心线偏离壳体的中心纵向轴线并且与凸轮轴的纵向轴线对准。在一些示例中，第二中心线与壳体的中心纵向轴线对准并且被定位为比第一中心线更靠近至少一个挺杆壳体部分。在一些示例中，形成至少一个泄压切口部分以增加凸轮轴的凸角的外表面与主孔洞部分的内壁之间的间隙。在一些示例中，壳体由单个整体式金属件制成。

在一些示例中，燃料泵壳体还包括侧轴承部分，所述侧轴承部分被定位为邻近主孔洞部分并且与第二中心线共享中心轴线。在一些示例中，圆角形成在侧轴承部分中的一个与主孔洞部分之间的过渡部分处以减少过渡部分处的尖锐边缘。在一些示例中，圆角形成在至少一个挺杆壳体部分与至少一个泄压切口部分之间的过渡部分处以减少过渡部分处的尖锐边缘。

此外，公开了一种发动机的各种实施方案。所述发动机包括燃料泵系统、与燃料泵系统操作性地联接的多个活塞以及与多个活塞操作性地联接的曲轴。所述燃料泵系统包括至少一个挺杆组件、与所述至少一个挺杆组件操作性地联接的凸轮轴、以及燃料泵壳体。所述燃料泵包括：至少一个挺杆壳体部分，其被配置为接纳所述至少一个挺杆组件；以及主孔洞部分，其与所述至少一个挺杆壳体部分流体联接。所述主孔洞部分被配置为接纳凸轮轴。所述主孔洞部分包括未切割部分和接近所述至少一个挺杆壳体部分的至少一个泄压切口部分。所述未切割部分限定第一中心线，并且泄压切口部分限定偏离第一中心线的第二中心线。

在考虑例示执行本公开的目前认为的最佳模式的例示性实施方案的下列详细描述时，本公开的附加特征和优点对于本领域技术人员来说将变得显而易见。

附图说明

附图的详细描述特别涉及附图，在附图中：

图1示出带有处于BDC位置和TDC位置的挺杆组件的燃料泵壳体；

图2示出带有泄压切口部分的泵壳体；

图3示出从成角度的视角来看的图2的壳体；并且

图4示出沿凸轮轴的中心轴线观察到的带有挺杆组件和凸轮轴的图2和图3的壳体。

图5示出带有泄压切口部分的图2的泵壳体的替代设计。

图6为实施带有根据本文公开的示例的燃料泵壳体的发动机的车辆的示意图。

具体实施方式

本文所述的本公开的实施方案并非旨在穷举或将本公开限制为所公开的精确形式。相反，被选择用于描述的实施方案已被选择以使本领域技术人员能够实践本公开。

参考图2，示出用于发动机(诸如内燃发动机)的共轨多缸燃料泵的壳体200。在一些示例中，壳体200可以通过切割单个整体金属件形成，而在其他示例中，壳体200可以通过将两个或更多个独立件诸如通过焊接附接在一起而形成。壳体200包括主孔洞部分202、定位在主孔洞部分202的任一侧处并且与其相邻的一对侧轴承部分210、以及一个或多个挺杆壳体部分216。主孔洞202容纳凸轮轴112并且挺杆壳体部分216容纳图1中提及的挺杆组件101。主孔洞202包括未切割部分206和泄压切口部分208。在一些示例中，侧轴承210A或210B与主孔洞202之间的过渡部分可包括圆角204，所述圆角刻入壳体200中以减少过渡部分中的锋利边缘。在一些示例中，当过渡部分具有直角时，可以实施圆角204。在一些示例中，附加圆角(未示出)也可以形成在挺杆壳体部分216与主孔洞202的泄压切口部分208之间的过渡部分处。

未切割部分206和泄压切口部分208的不同之处在于它们的中心线不同。中心线为部件的横截面积的中心轴线。在所示示例中，中心线212(图2中的实线)为未切割部分206的中心轴线，并且中心线214(图2中的虚线)为泄压切口部分208的中心轴线。泄压切口被定义为在主孔洞202处制作到壳体200中的切口或雕刻部，使得泄压切口部分208的中心线214偏离主孔洞202的其余未切割部分206的中心线212。换句话说，中心线212和214由于在主孔洞202中形成的泄压切口而彼此偏离。如图所示，泄压切口部分208被定位为更靠近或接近挺杆壳体部分216。泄压切口部分208的定位实现中心线212和214之间的偏离。

在一些示例中，偏离使得泄压切口中心线214比未切割中心线212更靠近或接近挺杆壳体部分216一定距离。在一些示例中，偏离的距离可视情况小于1mm、介于1mm与2mm之间、介于2mm与3mm之间或大于3mm。泄压切口部分208的中心线214也是侧轴承210的中心线。即，侧轴承210与泄压切口部分208共享同一中心轴线，并且此中心轴线可以定义为壳体200的中心纵向轴线。

主孔洞202部分地偏离侧轴承210，因为主孔洞202的未切割部分206的中心线212定位在中心线214(其也是侧轴承210的中心轴线)下方预定距离，例如视情况小于1mm、介于1mm与2mm之间、介于2mm与3mm之间、或大于3mm等。如此，未切割部分206的中心线212偏离由中心线214限定的壳体200的中心纵向轴线。当壳体200与图1中所示的挺杆组件(或多个挺杆组件)101和曲轴112一起实施时，曲轴112的中心纵向轴线与未切割部分206的中心线212(其保持偏离中心线214)对准，以适应挺杆销110的中心线116在BDC位置120期间落在挺杆引导孔洞102的端部部分118下方，这公知会导致挺杆组件101的故障。

图3示出从成角度的视角来看的图2的配置，以阐明卸压切口部分208是如何切入壳体200的主孔洞部分202的壁中的。在一些示例中，卸压切口208起始于主孔洞202的最低端部与最高端部之间大约中间处的部分，并且朝挺杆壳体部分216延伸。在一些示例中，卸压切口208起始于比中间更靠近挺杆壳体部分216(例如，主孔洞202的最低端部与最高端部之间三分之一距离)。在一些示例中，卸压切口208是拱形或半圆形的。

在一些示例中，当存在多个卸压切口部分208(其中每个卸压切口部分208定位在未切割部分206与挺杆壳体部分216之间)时，两个相邻的卸压切口部分208可以由其间的未切割部分206分开，如图3所示。在一些示例中，卸压切口208的长度218可以比凸轮轴112中的凸角的长度宽并且比对应的挺杆壳体部分216的直径窄。

图4示出沿虚线A-A截取、从图2中的箭头“B”的方向观察到的壳体200的截面图。图4还示出如在壳体200中实施的凸轮轴112和挺杆组件101的一部分(挺杆滚子108和挺杆销110)。具体地，凸轮轴112的凸角400被示为位于允许挺杆组件101处于其BDC位置120的位置。凸轮轴112可包括沿着其长度的多个凸角400，并且凸角400可彼此成不同角度。而且，凸角400的数量可以等于挺杆组件101的数量。作为示例，凸角400具有最长直径402和最短直径404，使得当挺杆组件101(或更具体地，挺杆滚子108)在最短直径404处接触凸角400的外表面408时，达到BDC位置120。替代地，当挺杆组件101在最长直径402处接触凸角400时，达到TDC位置122。

未切割部分206的中心线212定位在两个直径402和404的交点处。卸压切口部分208的中心线214偏离(参见410)中心线212一定距离并且定位在所述中心线上方，更靠近挺杆组件101。卸压切口部分208和未切割部分206被示为在凸角400的外表面408与主孔洞部分202的内壁412之间具有不同量的间隙406。具体地，间隙406或凸轮轴112与壳体200之间的空间量在卸压切口部分208处比在未切割部分206处更大。在一些示例中，最窄间隙406必须至少为1mm、至少1.5mm、至少2mm、至少3mm或至少5mm，其取决于壳体200的应用。此外，凸角400在凸轮轴112如由未切割部分206的中心线212限定的纵向轴线处具有旋转轴线。旋转轴线偏离壳体200由卸压切口部分208的中心线214限定的中心纵向轴线。

图5示出图2的替代配置的示例，其中代替多个卸压切口部分208，存在单个卸压切口500，其具有跨越多个挺杆壳体部分216的直径的长度502。在此类配置中，长度502大于每个挺杆壳体部分216的直径。如此，代替每个挺杆壳体部分216具有如图2所示的对应的泄压切口部分208，图5的配置具有可容纳一个或多个(在所示示例中，所有三个)挺杆壳体部分216的单个连续的泄压切口部分500。在一些示例中，可存在更少或更多的挺杆壳体部分216。在一些示例中，可存在具有不同长度的多个泄压切口，使得泄压切口中的一个可以具有容纳一个挺杆壳体部分的长度，而另一个泄压切口可以具有容纳两个或更多个挺杆壳体部分的不同的长度。因此，容纳一个挺杆壳体部分的泄压切口具有小于挺杆壳体部分的直径的长度，并且容纳多个挺杆壳体部分的泄压切口具有大于多个挺杆壳体部分中的任一个的直径的长度。可以酌情实施任何合适的长度组合。

图6示出实施发动机602的车辆600，所述发动机包括根据本文公开的实施方案的燃料泵系统。发动机控制单元604与发动机操作性地联接，或更具体地联接到燃料泵系统，以操作燃料泵系统。燃料泵系统包括用于共轨多缸燃料泵的壳体200、多个活塞606、以及曲轴608。壳体200与活塞606操作性地联接，所述活塞与曲轴608操作性地联接，如图所示。曲轴608连接到变矩器610(诸如飞轮)，并且变矩器610与变速器612操作性地联接。变速器612与驱动轴614操作性地联接并用于使驱动轴旋转，所述驱动轴与差速器616联接，所述差速器被配置为使最终传动件618转动，所述最终传动件产生的扭矩转化为用于使车辆600的车轮620运动的旋转扭矩。为简单起见，发动机、变速器等部件以及车辆的任何附加部件均未示出，但应理解，此图并不意味着进行限制，并且可以结合任何附加的合适部件，如本领域所已知。

如本文所公开的用于燃料泵壳体的上述设计的优点包括增加的通用性，例如允许凸轮轴的多种不同应用配合到同一壳体中而无需对设计和尺寸作出调节以适应个别应用的能力。间隙可有助于为挺杆从动件提供附加空间以从泵壳体越过挺杆孔洞。另外，泄压切口改善凸轮轴凸角间隙，以允许多种应用配合到同一壳体中，即使这些应用具有不同的凸轮轴升程要求。此外，主孔洞的偏离中心轴线减少去毛刺的需要以及对壳体的底表面清理可能已经形成并从壳体或凸轮轴分离的任何毛刺的需要。

尽管已经参考某些优选实施方案详细描述了本公开，但是在所附权利要求中描述和限定的本公开的精神和范围内存在变型和修改。

Claims (20)

1.一种燃料泵壳体，其包括：

至少一个挺杆壳体部分，所述至少一个挺杆壳体部分被配置为接纳至少一个挺杆组件；以及

主孔洞部分，所述主孔洞部分与所述至少一个挺杆壳体部分流体联接，所述主孔洞部分被配置为接纳凸轮轴，

其中所述主孔洞部分包括未切割部分和接近所述至少一个挺杆壳体部分的至少一个泄压切口部分，所述未切割部分限定第一中心线并且所述泄压切口部分限定偏离所述第一中心线的第二中心线。

2.根据权利要求1所述的燃料泵壳体，其中所述第一中心线偏离所述凸轮轴的中心纵向轴线并且与所述凸轮轴的所述纵向轴线对准。

3.根据权利要求1所述的燃料泵壳体，其中所述第二中心线与所述壳体的中心纵向轴线对准并且被定位为比所述第一中心线更靠近所述至少一个挺杆壳体部分。

4.根据权利要求1所述的燃料泵壳体，其中形成所述至少一个泄压切口部分，以增加所述凸轮轴的凸角的外表面与所述主孔洞部分的内壁之间的间隙。

5.根据权利要求1所述的燃料泵壳体，其中所述至少一个泄压切口部分具有比对应的挺杆壳体部分的直径短的长度。

6.根据权利要求1所述的燃料泵壳体，其中所述壳体由单个整体式金属件制成。

7.根据权利要求1所述的燃料泵壳体，其还包括侧轴承部分，所述侧轴承部分被定位为邻近所述主孔洞部分并且与所述第二中心线共享中心轴线。

8.根据权利要求7所述的燃料泵壳体，其中圆角形成在所述侧轴承部分中的一个与所述主孔洞部分之间的过渡部分处以减少所述过渡部分处的尖锐边缘。

9.根据权利要求1所述的燃料泵壳体，其中圆角形成在所述至少一个挺杆壳体部分与所述至少一个泄压切口部分之间的过渡部分处以减少所述过渡部分处的尖锐边缘。

10.根据权利要求1所述的燃料泵壳体，其中所述至少一个挺杆壳体部分为多个挺杆壳体部分，并且所述至少一个泄压切口部分中的一个或多个具有跨越所述多个挺杆壳体部分中的至少两个的直径的长度。

11.根据权利要求11所述的燃料泵壳体，其中单个连续的泄压切口部分具有跨越所述多个挺杆壳体部分的所述直径的所述长度。

12.一种用于发动机的燃料泵系统，其包括：

至少一个挺杆组件；

凸轮轴，所述凸轮轴与所述至少一个挺杆组件操作性地联接；以及

燃料泵壳体，其包括：

至少一个挺杆壳体部分，所述至少一个挺杆壳体部分被配置为接纳所述至少一个挺杆组件；以及

主孔洞部分，所述主孔洞部分与所述至少一个挺杆壳体部分流体联接，所述主孔洞部分被配置为接纳所述凸轮轴，

其中所述主孔洞部分包括未切割部分和接近所述至少一个挺杆壳体部分的至少一个泄压切口部分，所述未切割部分限定第一中心线并且所述泄压切口部分限定偏离所述第一中心线的第二中心线。

13.根据权利要求12所述的燃料泵系统，其中所述第一中心线偏离所述壳体的中心纵向轴线并且与所述凸轮轴的所述纵向轴线对准。

14.根据权利要求12所述的燃料泵系统，其中所述第二中心线与所述壳体的中心纵向轴线对准并且被定位为比所述第一中心线更靠近所述至少一个挺杆壳体部分。

15.根据权利要求12所述的燃料泵系统，其中形成所述至少一个泄压切口部分，以增加所述凸轮轴的凸角的外表面与所述主孔洞部分的内壁之间的间隙。

16.根据权利要求12所述的燃料泵系统，其中所述壳体由单个整体式金属件制成。

17.根据权利要求12所述的燃料泵系统，所述燃料泵壳体还包括侧轴承部分，所述侧轴承部分被定位为邻近所述主孔洞部分并且与所述第二中心线共享中心轴线。

18.根据权利要求17所述的燃料泵系统，其中圆角形成在所述侧轴承部分中的一个与所述主孔洞部分之间的过渡部分处以减少所述过渡部分处的尖锐边缘。

19.根据权利要求12所述的燃料泵系统，其中圆角形成在所述至少一个挺杆壳体部分与所述至少一个泄压切口部分之间的过渡部分处以减少所述过渡部分处的尖锐边缘。

20.一种发动机，其包括：

燃料泵系统，所述燃料泵包括：

至少一个挺杆组件；

凸轮轴，所述凸轮轴与所述至少一个挺杆组件操作性地联接；以及

燃料泵壳体，所述燃料泵壳体包括：

至少一个挺杆壳体部分，所述至少一个挺杆壳体部分被配置为接纳所述至少一个挺杆组件；以及

主孔洞部分，所述主孔洞部分与所述至少一个挺杆壳体部分流体联接，所述主孔洞部分被配置为接纳所述凸轮轴，

其中所述主孔洞部分包括未切割部分和接近所述至少一个挺杆壳体部分的至少一个泄压切口部分，所述未切割部分限定第一中心线并且所述泄压切口部分限定偏离所述第一中心线的第二中心线；

多个活塞，所述多个活塞与所述燃料泵系统操作性地联接；以及

曲轴，所述曲轴与所述多个活塞操作性地联接。

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