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    • 专利摘要:
    Massenproduzierte Kraftstoffpumpen, die eine stabile Pumpeneffizienz aufweisen, werden gelehrt. DOLLAR A Ein in Umfangsrichtung laufender Kanal (20) ist innerhalb eines Pumpenkörpers (15) gebildet und der Kanal (20) ist in ein erstes Gebiet, das eine konstante Querschnittsfläche (L) aufweist, ein zweites Gebiet, das eine Querschnittsfläche aufweist, die graduell kleiner in Richtung auf die stromabwärtige Seite wird, und ein drittes Gebiet, das eine konstante Querschnittsfläche (M) aufweist, geteilt. Eine Ansaugöffnung (22) ist innerhalb des Pumpenkörpers (15) geformt und ist in Richtung auf die Rotationsrichtung des Flügelrads geneigt. Die Ansaugöffnung (22) steht mit dem Kanal (20) in dem ersten Gebiet in Verbindung. DOLLAR A Selbst wenn der Neigungswinkel der Ansaugöffnung (22) unter den massenproduzierten Kraftstoffpumpen variiert, ist die Querschnittsfläche (L) des Kanals (20) an dem Ort, an dem die Ansaugöffnung (22) mit dem Kanal (20) in Verbindung steht, konstant. Daher können Variationen der in die Kraftstoffpumpe angesaugten Kraftstoffmenge verringert werden. Entsprechend wird die Pumpeneffizienz von massenproduzierten Kraftstoffpumpen stabilisiert.
    公开号:DE102004028342A1
    申请号:DE200410028342
    申请日:2004-06-11
    公开日:2005-01-20
    发明作者:Kazumichi Obu Hanai；Yoshihiko Obu Honda；Koichi Obu Iwata
    申请人:Aisan Industry Co Ltd；
    IPC主号:F02M37-10
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffpumpe zumAnsaugen eines Kraftstoffs, wie z.B. Benzin, zum Erhöhen desDrucks des Kraftstoffs und zum Abführen des unter Druck gesetztenKraftstoffs.
    [0002] Einebekannte Kraftstoffpumpe enthältein im wesentlichen scheibenförmigesFlügelradund ein Gehäuse.Ein Paar von Kanälenist in einem Paar der inneren Oberflächen des Gehäuses geformt,und jeder Kanal erstreckt sich kontinuierlich in Umfangsrichtungvon einem stromaufwärtigenEnde zu einem stromabwärtigenEnde. Eine Ansaugöffnungist gebildet, so dass sie durch das Gehäuse führt, um das Äußere desGehäusesmit dem stromaufwärtigenEnde des in Umfangsrichtung laufenden Kanals zu verbinden, und eineAbgabeöffnungist geformt, so dass sie durch das Gehäuse führt, um das stromabwärtige Endedes in Umfangsrichtung laufenden Kanals mit der Umgebung des Gehäuses zuverbinden. Wenn das Flügelradinnerhalb des Gehäusesgedreht wird, wird Kraftstoff in das Gehäuse angesaugt, sein Druck wirdinnerhalb des Gehäuseserhöht,und der unter Druck gesetzte Kraftstoff wird aus dem Gehäuse abgeführt.
    [0003] DieQuerschnittsflächedes Umfangskanals, der in der Innenoberfläche des Gehäuses gebildet ist, beeinflusstim großenMaß dieEffizienz der Kraftstoffpumpe. Die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift7-189975 offenbarte Kraftstoffpumpe teilt den in Umfangsrichtunglaufenden Kanal in ein erstes Gebiet, das quer zum stromaufwärtigen Ende ist,und ein zweites Gebiet, das Quer zum stromabwärtigen Ende ist. In dem erstenGebiet wird die Querschnittsflächedes in Umfangsrichtung laufenden Kanals in Richtung auf die stromabwärtige Seite kleiner,währenddie Querschnittsflächedes Kanals im zweiten Gebiet konstant ist.
    [0004] Diein der japanischen Offenlegungsschrift 7-189975 offenbarte Kraftstoffpumpeist mit einer Ansaugöffnungversehen, die sich parallel zu einer Rotationsachse des Flügelradserstreckt. Folglich kreuzen sich die Ansaugöffnung und der in Umfangsrichtunglaufende Kanal nahezu senkrecht. Wenn die Ansaugöffnung und der in Umfangsrichtunglaufende Kanal sich senkrecht kreuzen, neigt der Kraftstoff dazu,im Gebiet einer Ecke zwischen der Ansaugöffnung und dem in Umfangsrichtunglaufenden Kanal gefangen zu werden, und der Kraftstoff strömt nicht gleichmäßig vonder Ansaugöffnungzu dem in Umfangsrichtung laufenden Kanal.
    [0005] Umdieses Problem zu lösen,mag es möglichsein, die Ansaugöffnungin Richtung einer Rotationsrichtung des Flügelrads zu neigen.
    [0006] Wenndie Ansaugöffnungin Richtung auf die Rotationsrichtung des Flügelrads geneigt ist, wird die Kraftstoffströmung gleichmäßiger, aberdie Querschnittsflächedes in Umfangsrichtung laufenden Kanals an einem Ort, an dem dieAnsaugöffnungmit dem in Umfangsrichtung laufenden Kanal in Verbindung steht,variiert unter massenproduzierten Kraftstoffpumpen. Wenn die Ansaugöffnung untereinem größeren Winkelals standardmäßig geneigtist und mit dem in Umfangsrichtung laufenden Kanal stromabwärts voneiner Standardposition in Verbindung steht, wird die Querschnittsfläche desin Umfangsrichtung laufenden Kanals an dem Ort, der mit der Ansaugöffnung inVerbindung steht, kleiner als Standard. Andererseits wird, wenndie Ansaugöffnungunter einem kleineren Winkel als Standard geneigt ist und mit demin Umfangsrichtung laufenden Kanal auf einer stromaufwärtigerenSeite als der Standardposition in Verbindung steht, die Querschnittsfläche des imUmfangsrichtung laufenden Kanals an dem Ort, der mit der Ansaugöffnung inVerbindung steht, größer alsstandardmäßig. Beider Massenproduktion von Kraftstoffpumpen können bestimmte Toleranzen imHinblick auf den Neigungswinkel der Ansaugöffnung nicht vermieden werden,weshalb die Querschnittsflächedes in Umfangsrichtung laufenden Kanals an dem Ort, der mit derAnsaugöffnungin Verbindung steht, unter den massenproduzierten Kraftstoffpumpenvariiert. Die Pumpeneffizienz der massenproduzierten Kraftstoffpumpenstabilisiert sich nicht, wenn die Kraftstoffpumpen die Struktureinnehmen, bei der die Ansaugöffnungin Richtung auf die Rotationsrichtung des Flügelrads geneigt ist, und die geneigteAnsaugöffnungmit dem in Umfangsrichtung laufenden Kanal an einem Ort in Verbindungsteht, an dem die Querschnittsflächedes in Umfangsrichtung laufenden Kanals in Richtung auf die stromabwärtige Seitekleiner wird.
    [0007] DieHauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Pumpeneffizienzder massenproduzierten Kraftstoffpumpen zu stabilisieren.
    [0008] DieseAufgabe wird durch eine Kraftstoffpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs1 gelöst. Einebevorzugte Ausführungsformist in Anspruch 2 definiert.
    [0009] DieKraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung ist mit einem Gehäuse undeinem im wesentlichen scheibenförmigenFlügelradversehen, das innerhalb des Gehäusesrotiert. Ein in Umfangsrichtung laufender Kanal ist in einer innerenOberfläche desGehäusesgeformt, und der Kanal erstreckt sich kontinuierlich in einer Umfangsrichtungvon einem stromaufwärtigenEnde zu einem stromabwärtigen Ende.Der Kanal ist in ein erstes Gebiet, ein zweites Gebiet und ein drittesGebiet von der stromaufwärtigenSeite in Richtung auf die stromabwärtige Seite geteilt. Die Querschnittsfläche desKanals ist in dem ersten Gebiet konstant. Die Querschnittsfläche des Kanalswird in Richtung auf die stromabwärtige Seite in dem zweitenGebiet kleiner. Die Querschnittsfläche des Kanals ist in dem drittenGebiet konstant. Eine Ansaugöffnungist derart gebildet, dass sie durch das Gehäuse führt, um die Umgebung des Gehäuses mitdem Inneren des Gehäusesin Verbindung zu bringen. Die Ansaugöffnung ist in Richtung aufeine Rotationsrichtung des Flügelradsgeneigt und steht mit dem Kanal in dem ersten Gebiet in Verbindung.
    [0010] Wiees in dem Stand der Technik offenbart ist, strömt der Kraftstoff, wenn dieAnsaugöffnung senkrechtzum in Umfangsrichtung laufenden Kanal ist, nicht gleichmäßig durchdas Eckgebiet zwischen der Ansaugöffnung und dem in Umfangsrichtunglaufenden Kanal und der Kraftstoff neigt dazu, um das Eckgebietgefangen zu werden. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Ansaugöffnung nichtsenkrecht zu dem in Umfangsrichtung laufenden Kanal, statt dessenist die Ansaugöffnungin Richtung auf die Rotationsrichtung des Flügelrads geneigt, weshalb der Kraftstoffgleichmäßig durchdas Eckgebiet zwischen der Ansaugöffnung und dem in Umfangsrichtunglaufenden Kanal strömtund die Pumpeneffizienz verbessert ist.
    [0011] DieAnsaugöffnung,die in Richtung auf die Rotationsrichtung des Flügelrads geneigt ist, steht mitdem in Umfangsrichtung laufenden Kanal in seinem ersten Gebiet inVerbindung. Der in Umfangsrichtung laufende Kanal weist in dem erstenGebiet eine konstante Querschnittsfläche auf. Selbst wenn der Neigungswinkelder Ansaugöffnungvariiert und die Position, in der die Ansaugöffnung mit dem in Umfangsrichtunglaufenden Kanal in Verbindung steht, unter den massenproduziertenKraftstoffpumpen variiert, sind die Querschnittsflächen desin Umfangsrichtung laufenden Kanals an der Verbindungsposition unterden massenproduzierten Kraftstoffpumpen konstant. Daher werden diePumpeneffizienzen unter den massenproduzierten Kraftstoffpumpenstabilisiert.
    [0012] Eswird bevorzugt, dass die Querschnittsfläche des ersten Gebiets desin Umfangsrichtung laufenden Kanals das 1,2- bis 3,8-fache der Querschnittsfläche desdritten Gebiets ist, und dass die Länge des ersten Gebiets, das0,05- bis 0,85-fache der Gesamtlängedes ersten und zweiten Gebiets des in Umfangsrichtung laufendenKanals ist.
    [0013] DieMenge von Kraftstoff, die in das Gehäuse eingesaugt wird, kann aufein Maximum und ein optimales Volumen erhöht werden, indem die Querschnittsfläche desersten Gebiets auf das 1,2- bis 3,8-fachederjenigen des dritten Gebiets festgelegt wird, und indem die Länge desersten Gebiets auf 0,05- bis 0,85-fache der Gesamtlänge ausdem ersten und dem zweiten Gebiet festgelegt wird. Die Pumpeneffizienzkann somit effektiv verbessert werden.
    [0014] 1 zeigt eine Querschnittsansichteiner Kraftstoffpumpe einer ersten Ausführungsform.
    [0015] 2 zeigt eine Draufsichtauf ein Flügelrad derersten Ausführungsform.
    [0016] 3 zeigt eine Draufsichtauf einen Pumpenkörperder ersten Ausführungsform.
    [0017] 4 zeigt eine Querschnittsansichtdes Pumpenkörpersaus 3 entlang der LinieIV-IV.
    [0018] 5 zeigt eine Draufsichtauf den Pumpenkörpereiner zweiten Ausführungsform.
    [0019] 6 zeigt eine Querschnittsansichtdes Pumpenkörpersaus 5 entlang der LinieVI-VI.
    [0020] 7 ist ein Diagramm, dasVeränderungen inden Pumpeneffizienzen im Verhältniszur Querschnittsflächezeigt.
    [0021] 8 ist ein Diagramm, dasVeränderungen inden Pumpeneffizienzen in einem Verhältnis zur Länge in der Umfangsrichtungzeigt.
    [0022] 9 ist ein Diagramm, dasdas Pumpengeräuscheiner bekannten Kraftstoffpumpe und der Kraftstoffpumpe der vorliegendenErfindung vergleicht.
    [0023] BevorzugteAusführungsformender vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beschrieben.
    [0024] Eswird bevorzugt, dass eine Dampfdüse zumAbführenvon Dampf aus einem in Umfangsrichtung laufenden Kanal mit dem Kanalam stromabwärtigenEnde eines zweiten Gebiets in Verbindung steht.
    [0025] DerDampf innerhalb des Kraftstoffs wird zum stromabwärtigen Endedes zweiten Gebiets geführtund problemlos zur Umgebung des Gehäuses durch die Dampfdüse am stromabwärtigen Endedes zweiten Gebiets abgeführt.Wenn die Dampfdüseam stromabwärtigenEnde des zweiten Gebiets geformt ist, kann der Dampf einfach ausdem Kraftstoff entfernt werden und die Pumpeneffizienz verbessert werden.
    [0026] Eineerste Ausführungsformder vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf 1 bis 4 beschrieben. 1 zeigt eine Längsquerschnittsansichteiner Kraftstoffpumpe der vorliegenden Ausführungsform, 2 zeigt eine Draufsicht auf ein Flügelrad, 3 zeigt eine Draufsichtauf einen Pumpenkörperund 4 zeigt eine Querschnittsansichtdes Pumpenkörpersgemäß 3 entlang der Linie IV-IV.
    [0027] DieKraftstoffpumpe der vorliegenden Ausführungsform wird in einem Kraftfahrzeugverwendet, wobei die Kraftstoffpumpe innerhalb eines Kraftstofftanksverwendet wird und zum Zuführenvon Kraftstoff an einem Motor des Kraftfahrzeugs verwendet wird.Wie es in 1 gezeigtist, ist die Kraftstoffpumpe aus einem Pumpenabschnitt 1 undeinem Motorabschnitt 2 zum Betreiben des Pumpenabschnitts 1 gebildet.Der Motorabschnitt 2 ist mit einer Bürste 3, einem Magnet 5,der innerhalb eines näherungsweisezylindrischen Gehäuses 4 angeordnetist, und einem sich drehenden Element 6, das konzentrisch zudem Magnet 5 ist, versehen. Der Motorabschnitt 2 enthält einenGleichstrommotor.
    [0028] Einunterer Bereich einer Welle 7 des sich drehenden Elementsist drehbar überein Lager 10 auf einer Pumpenabdeckung 9 gelagert,die an einem unteren Endbereich des Gehäuses 4 angebrachtist. Ferner ist ein oberer Endbereich der Welle 7 drehbar über einLager 13 auf einer Motorabdeckung 12 gelagert,die an einem oberen Endbereich des Gehäuses 4 angebrachtist.
    [0029] Dassich drehende Element 6 wird durch eine leitende Verbindungeiner Spule (nicht dargestellt) des sich drehenden Elements 6 über dieBürste 3 undeinen Anschluss (nicht dargestellt), der in der Motorabdeckung 12 vorgesehenist, mit einer Elektrizitätsquelle(nicht dargestellt) zur Drehung gebracht. Die Gestaltung dieserAn des Motorabschnitts 2 ist im Stand der Technik bekannt,und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen. Fernerkann auch ein anderer Typ von Motor als der hier gezeigte Typ verwendetwerden.
    [0030] DieGestaltung des Pumpenabschnitts 1, der durch den Motorabschnitt 2 betriebenwird, wird als nächstesbeschrieben. Der Pumpenabschnitt 1 enthält die Pumpenabdeckung 9,einen Pumpenkörper 15 undein Flügelrad 16.Die Pumpenabdeckung 9 und der Pumpenkörper 15 sind beispielsweisedurch Druckguss von Aluminium gebildet, und die zwei Bauteile sindzusammengesetzt, so dass sie ein Gehäuse 17 bilden, indem das Flügelrad 16 aufgenommenist.
    [0031] DasFlügelrad 16 istdurch Spritzguss geformt. Wie es in 2 dargestelltist, ist das Flügelrad16 im wesentlichen scheibenförmig.Eine Gruppe von Höhlungen 16a isteiner oberen Flächedes Flügelrads 16 ineine Gebiet geformt, das um einen vorgegebenen Abstand einwärts bezüglich einer äußeren Umfangsfläche 16d desFlügelradspositioniert ist.
    [0032] AneinandergrenzendeHöhlungen 16a sind durcheine Trennwand 16b getrennt, die sich in der Radialrichtungerstreckt. Die Höhlungen 16a sindin der Umfangsrichtung wiederholt. Die Gruppe von Höhlungen 16a erstrecktsich entlang der Umfangsrichtung des Flügelrads 16. Eine Gruppevon Höhlungen 16e istin einer unteren Flächedes Flügelrads 16 gebildet.Die Gruppe der unteren Höhlungen 16e weistdie gleiche Konfiguration wie die Gruppe der oberen Höhlungen 16a auf.Bodenbereiche des Paars der oberen Höhlungen 16a und derunteren Höhlungen 16e stehen über Durchgangsbohrungen 16c inVerbindung.
    [0033] EinnäherungsweiseD-förmigesPassloch 16n ist im Zentrum des Flügelrads 16 gebildet.Ein passendes Wellenelement 7a – wobei dieses im QuerschnittD-förmigist – amunteren Endbereich der Welle 7 passt in das Passloch 16n.Dadurch wird das Flügelrad 16 mitder Welle 7 auf eine Weise verbunden, dass es eine derWelle folgende Rotation durchführt,wobei eine leichte Bewegung in der Axialrichtung ermöglicht ist.Die äußere Umfangsfläche 16d desFlügelrads 16 isteine vollständigeKreisfläche ohneUnregelmäßigkeiten.
    [0034] Wiees in 1 gezeigt ist,ist ein Kanal 31 in einer unteren Fläche des Pumpenabdeckung 9 in einemGebiet geformt, das direkt auf die Gruppe der Höhlungen 16a in deroberen Flächedes Flügelrads 16 gerichtetist, wobei sich dieser Kanal 31 kontinuierlich in der Rotationsrichtung desFlügelrads 16 von einemstromaufwärtigenEnde zu einem stromabwärtigenEnde erstreckt. Eine Abgabeöffnung 24 istin der Pumpenabdeckung 9 geformt, wobei diese Abgabeöffnung 24 sichvon dem stromabwärtigenEnde des Kanals 31 zu einer oberen Fläche der Pumpenabdeckung 9 erstreckt.Die Abgabeöffnung 24 führt durchdas Gehäuse 17 vomInneren zum Äußeren (eineminneren Raum 2a des Motorabschnitts 2) des Gehäuses 17.
    [0035] Eineinnere Umfangsfläche 9c einerUmfangswand 9b der Pumpenabdeckung 9 ist entlang desgesamten Umfangs der Pumpenabdeckung 9 auf die äußere Umfangsfläche 16d desFlügelrads gerichtet,wobei ein sehr kleiner Zwischenraum dazwischen vorhanden ist. AusKlarheitsgründenist der Zwischenraum größer in denFiguren dargestellt, als er in Realität ist.
    [0036] DieQuerschnittsflächedes Kanals 31 der Pumpenabdeckung 9 in der Umgebungseines stromabwärtigenEndes wird graduell größer, sowie ersich der Abgabeöffnung 24 nähen. DerKanal 31 angrenzend an das stromabwärtige Ende ist in Richtungauf die äußere Seitein der Radialrichtung versetzt, bleibt jedoch innerhalb des Gebietsder äußeren Umfangsfläche 16b desFlügelrads.Ein Anschlussbereich der Abgabeöffnung 24 istin der äußeren Seiterelativ zur Radialrichtung der Fläche geformt, die auf die Gruppeder Höhlungen 16a desFlügelrads 16 gerichtetist.
    [0037] Wiees in 1 und 3 dargestellt ist, ist ein Kanal 20 ineiner oberen Flächedes Pumpenkörpers 15 ineinem Gebiet geformt, das direkt auf die Gruppe der Höhlungen 16e inder unteren Flächedes Flügelrads 16 gerichtetist. Der Kanal 20 erstreckt sich kontinuierlich entlangder Rotationsrichtung des Flügelrads 16 voneinem stromaufwärtigenEnde 20a zu einem stromabwärtigen Ende 20e. EineAnsaugöffnung 22 istin dem Pumpenkörper 15 geformt,wobei sich die Ansaugöffnung 22 vondem stromaufwärtige Ende 20a desKanals 20 zu einer unteren Fläche des Pumpenkörpers 15 erstreckt.Die Ansaugöffnung 22 führt durchdas Gehäuse 17 vonder Umgebung zum Inneren des Gehäuses 17.Die Einzelheiten des Kanals 20 werden später beschrieben.
    [0038] DerPumpenkörper 15 wird,wenn er mit der Pumpenabdeckung 9 überlagert ist, durch Verstemmenoder ähnlichesam unteren Endbereich des Gehäuses 4 angebracht.Ein Schublager 18 ist an einem zentralen Bereich des Pumpenkörpers 15 befestigt. DieSchublast der Welle 7 wird durch dieses Schublager 18 aufgenommen.
    [0039] In 1 ist aus Klarheitsgründen jederZwischenraum größer, alser in Wirklichkeit ist, dargestellt. Der Kanal 20 des Pumpenkörpers 15 steht nichtdirekt mit der Abgabeöffnung 24 inVerbindung. Die Umfangswand 9b der Pumpenabdeckung 9 ist grenztan die äußere Umfangsfläche 16d desFlügelradsselbst am Ort der Abgabeöffnung 24 an,und der Kanal 20 und die Abgabeöffnung 24 stehen inWirklichkeit nicht an der Außenseiteder äußeren Umfangsfläche 16d desFlügelradsin Verbindung. Der Kanal 20 und die Abgabeöffnung 24 stehennur durch die Durchgangsbohrungen 16c des Flügelrads 16 in Verbindung.
    [0040] DerKanal 31, der sich in der Umfangsrichtung der Pumpenabdeckung 9 erstreckt,und der Kanal 20, der sich in der Umfangsrichtung des Pumpenkörpers 15 erstreckt,erstrecken sich entlang der Rotationsrichtung des Flügelrads 16,und erstrecken sich von der Ansaugöffnung 22 zur Abgabeöffnung 24.Wenn sich das Flügelrad 16 dreht,wird der Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks in das Gehäuse 17 vonder Ansaugöffnung 22 eingesaugt.Ein Teil des in das Gehäuse 17 vonder Ansaugöffnung 22 angesaugtenKraftstoffs strömtentlang des Kanals 20 und der Höhlungen 16e. Der verbleibendeTeil des in das Gehäuse 17 angesaugtenKraftstoffs passiert durch die Durchgangsbohrungen 16c desFlügelrads 16 undgelangt in den Kanal 31 und die Höhlung 16a. Der inden Kanal 20 und den Kanal 31 gelangte Kraftstoffströmtentlang des Kanals 20 bzw. des Kanals 31, wobeibewirkt wird, dass eine sich drehende Kraftstromströmung innerhalbdieser Höhlungen 16e bzw. 16a auftritt.Der Druck des Kraftstoffs steigt, sowie er entlang der Kanäle 20 und 31 strömt. Der Kraftstoff,der entlang des Kanals 20 geströmt ist, und unter Druck gesetztworden ist, passiert durch die Durchgangsbohrungen 16c desFlügelrads 16 undvermischt sich mit dem Kraftstoff, der in dem Kanal 31 unterDruck gesetzt worden ist. Der Kraftstoff, der entlang der Kanäle 20 und 31 geströmt ist und unterDruck gesetzt worden ist, wird von der Abgabeöffnung 24 an dem Motorabschnitt 2 geliefert.Der in hohem Maß unterDruck gesetzte Kraftstoff der dem Motorabschnitt 2 zugeführt wird,wird zur Umgebung der Kraftstoffpumpe von einer Abgabeöffnung 28 der Motorabdeckung 12 geliefert.
    [0041] Wiees in 3 dargestelltist, ist der Kanal 20 nicht entlang des gesamten Umfangseiner Endflächedes Pumpenkörpers 15 geformt.Der Kanal 20 ist in einem Gebiet zwischen dem stromabwärtigen Ende 20c unddem stromaufwärtigenEnde 20a nicht geformt. Wie es in 3 und 4 dargestelltist, ist der Kanal 20 des Pumpenkörpers 15 in vier Unterabschnittegeteilt und verändertseine Querschnittsflächean drei Orten.
    [0042] DerKanal 20 läuftmit der Ansaugöffnung 22 amstromaufwärtigenEnde 20a zusammen, und erstreckt sich dann zu einem erstenZwischenpunkt 20b in Richtung auf die stromabwärtige Seitemit einer konstanten Querschnittsfläche L. Ein Gebiet zwischendem stromaufwärtigenEnde 20a und dem ersten Zwischenpunkt 20b sollein erstes Gebiet sein.
    [0043] DieQuerschnittsflächedes Kanals 20 wird nach und nach von dem ersten Zwischenpunkt 20b zueinem zweiten Zwischenpunkt 20c angrenzend an eine Öffnung einerDampfdüse 40 kleiner.Ein Gebiet zwischen dem erstem Zwischenpunkt 20b und dem zweitenZwischenpunkt 20c soll ein zweites Gebiet sein.
    [0044] DerKanal 20 erstreckt sich von dem zweiten Zwischenpunkt 20c zueinem dritten Zwischenpunkt 20d in Richtung auf die stromabwärtige Seite.Der Kanal 20 weist eine konstante Querschnittsfläche M zwischendem zweiten Zwischenpunkt 20c und dem dritten Zwischenpunkt 20d auf.Ein Gebiet zwischen dem zweiten Zwischenpunkt 20c und demdritten Zwischenpunkt 20d soll ein drittes Gebiet sein.
    [0045] DieQuerschnittsflächedes Kanals 20 wird nach und von dem dritten Zwischenpunkt 20d zueinem stromabwärtigenEnde 20e kleiner. Ein Gebiet zwischen dem drittem Zwischenpunkt 20d unddem stromabwärtigenEnde 20e soll ein viertes Gebiet sein.
    [0046] Daserste Gebiet des Kanals 20 weist eine konstante Querschnittsfläche L auf.Selbst wenn der Ort, an dem die Ansaugöffnung 22 mit demKanal 20 in Verbindung steht, variiert, ist die Querschnittsfläche desKanals 20 an dem Ort, an dem die Verbindung zur Ansaugöffnung 22 besteht,konstant. Daher wird die Menge von Kraftstoff, die in das Gehäuse 17 angesaugtwird, ohne Variation stabilisiert.
    [0047] DieQuerschnittsflächeL des ersten Gebiets ist größer alsdie QuerschnittsflächeM des dritten Gebiets. Das stromaufwärtige Ende 20a istein Zusammenführungspunktdes in Umfangsrichtung laufenden Kanals 20 und der Ansaugöffnung 22.Eine großeQuerschnittsflächeL des ersten Gebiets stellt einen weiten Kraftstoffdurchlass sicher,und daher kann eine großeKraftstoffmenge in das Gehäuse 17 gleichmäßig eingesaugtwerden.
    [0048] DieQuerschnittsflächedes zweiten Gebiets wird nach und nach von der Querschnittsfläche L des erstenGebiets zur QuerschnittsflächeM des dritten Gebiets kleiner. Der Kraftstoff wird un ter Druck gesetzt,indem nach und nach die Querschnittsfläche des Kanals 20 verringertwird. Wenn der Kraftstoff innerhalb der Ansaugöffnung 22 entspanntwird und Dampf erzeugt wird, kann ferner Dampf zur Umgebung desGehäuses 17 ausder Dampfdüse 40 abgeführt werden,die sich am stromabwärtigenEnde des zweiten Gebiets (dem zweiten Zwischenpunkt 20c) öffnet.
    [0049] Indem vierten Gebiet strömtder Kraftstoff, der in Richtung auf das stromabwärtige Ende 20e geströmt ist,gleichmäßig in Verbindungsbohrungen 16c desFlügelrads 16 (siehe 1).
    [0050] DieQuerschnittsflächedes in Umfangsrichtung laufenden Kanals stabilisiert sich nichtan einem Ort, an dem die Ansaugöffnungmit dem Kanal in Verbindung steht, wenn die Ansaugöffnung inRichtung auf die Rotationsrichtung des Flügelrads geneigt ist und dieAnsaugöffnungmit dem Kanal in Verbindung steht, der eine Querschnittsfläche aufweist,die in Richtung auf die stromabwärtigeSeite kleiner wird. Die Massenherstellung von Kraftstoffpumpen muss Variationenim Neigungswinkel der Ansaugöffnung undin der Abnahmerate der Querschnittsfläche des in Umfangsrichtunglaufenden Kanals in Richtung auf die stromabwärtige Seite hinnehmen.
    [0051] Beider Kraftstoffpumpe der vorliegenden Ausführungsform steht die Ansaugöffnung 22 mit demKanal 20 in dem Gebiet in Verbindung, in dem die Querschnittsfläche desKanals konstant ist (dem ersten Gebiet). Selbst wenn Variationenin den Neigungswinkeln der Ansaugöffnungen 22 vorhanden sind,weist daher der Kanal eine konstante Querschnittsfläche L andem Ort auf, an dem die Ansaugöffnung 22 eineVerbindung mit dem Kanal herstellt. Entsprechend können Variationenin der Kraftstoffmenge, die in die Kraftstoffpumpe angesaugt wird, verringertwerden, und somit die Pumpeneffizienzen unter massenproduziertenKraftstoffpumpen stabilisiert werden.
    [0052] Beider Kraftstoffpumpe der vorliegenden Ausführungsform weist der Kanal 20 eineKonfiguration wie oben beschrieben auf. Entsprechend kann die große Kraftstoffmengegleichmäßig in dieKraftstoffpumpe eingesaugt werden und die Pumpeneffizienz kann verbessertwerden.
    [0053] Einezweite Ausführungsformder vorliegenden Erfindung wird nun unter Verweis auf 5 und 6 beschrieben. 5 zeigt eine Draufsicht auf einen Pumpenkörper 55 und 6 zeigt eine Querschnittsansichtdes Pumpenkörpers 55 aus 5 entlang der Linie VI-VI.Die Kraftstoffpumpe der vorliegenden Ausführungsform weist eine Konfigurationauf, die näherungsweiseidentisch zu derjenigen der Kraftstoffpumpe der ersten Ausführungsformist; lediglich die Ge stalt des Kanals 50 des Pumpenkörpers 55 ist verschieden.Folglich wird nur die Gestalt des Kanals 50 des Pumpenkörpers 55 hierbeschrieben und eine Beschreibung von identischen Bauteilen wirdweggelassen. Die gleichen Referenzziffern werden für die Bauteileverwendet, die identisch zur ersten Ausführungsform sind.
    [0054] Wiees in 5 dargestelltist, ist der Kanal 50 auf einer Endfläche des Pumpenkörpers 55 geformt.Die Endflächeist direkt auf eine untere Fläche einesFlügelrads(nicht dargestellt) gerichtet. Wie es in 5 und 6 gezeigtist, verändertsich die Querschnittsflächedes Kanals 50 des Pumpenkörpers 55 an drei Orten,genau wie bei dem Kanal 20 des Pumpenkörpers 15 der erstenAusführungsform.Der Kanal 50 ist in ein erstes Gebiet, ein zweites Gebiet,ein drittes Gebiet und ein viertes Gebiet geteilt.
    [0055] Nachdem Verschmelzen mit der Ansaugöffnung 22 aneinem stromaufwärtigenEnde 50a ist der Kanal 50 derart geformt, dasser sich zu einem ersten Zwischenpunkt 50b in Richtung aufdie stromabwärtigeSeite mit einer konstanten Querschnittsfläche L erstreckt. Ein Gebietzwischen dem stromaufwärtigenEnde 50a und einem ersten Zwischenpunkt 50b istdas erste Gebiet. Der erste Zwischenpunkt 50b befindetsich auf der stromaufwärtigenSeite angrenzend an die Dampfdüse 40.D.h., der Kanal 50 erstreckt sich von dem stromaufwärtigen Ende 50a zur stromaufwärtigen Seiteder Dampfdüse 40 miteiner konstanten QuerschnittsflächeL.
    [0056] DieQuerschnittsflächedes Kanals 50 wird nach und nach vom ersten Zwischenpunkt 50b zueinem zweiten Zwischenpunkt 50c kleiner. Ein Gebiet zwischendem ersten Zwischenpunkt 50b und dem zweiten Zwischenpunkt 50c istdas zweite Gebiet. Der zweite Zwischenpunkt 50c ist aufeiner stromabwärtigenSeite der Dampfdüse 40 angeordnet.Das bedeutet, dass die Querschnittsfläche des Kanals 50 nachund nach innerhalb des kurzen zweiten Gebiets kleiner wird, dassich von der stromaufwärtigenSeite zur stromabwärtigenSeite, beide angrenzend an die Dampfdüse 40, erstreckt.
    [0057] DerKanal 50 erstreckt sich von dem zweiten Zwischenpunkt 50c zueinem dritten Zwischenpunkt 50d in Richtung auf die stromabwärtige Seiteund ist mit einer konstanten Querschnittsfläche M geformt. Ein Gebiet zwischendem zweiten Zwischenpunkt 50c und dem dritten Zwischenpunkt 50d istdas dritte Gebiet.
    [0058] DieQuerschnittsflächedes Kanals 50 wird nach und nach vom dritten Zwischenpunkt 50d zum stromabwärtigen Ende 50e kleiner,und ein Gebiet zwischen dem dritten Zwischenpunkt 50d unddem stromabwärtigenEnde 50e ist das vierte Gebiet.
    [0059] DieQuerschnittsflächeL am ersten Gebiet und die Querschnittsfläche M am dritten Gebiet weisendie gleichen Werte wie diejenigen der ersten Ausführungsformauf. Ferner weisen das dritte und das vierte Gebiet die gleichenGestaltungen bei der ersten bzw. der zweiten Ausführungsformauf.
    [0060] Amersten Zwischenpunkt 50b und dem zweiten Zwischenpunkt 50c,an denen sich der Wert der Querschnittsfläche im großen Maß ändert, bilden die Bodenflächen desersten und zweiten Gebiets ebenso wie die Bodenflächen deszweiten und dritten Gebiets jeweils scharfe Winkel. Es wird bevorzugt, dasseine Vorbehandlung, wie z.B. ein Abfasen, auf die Bodenflächen amersten und zweiten Zwischenpunkt 50b und 50c angewendetwird, so dass die Kraftstoffströmungnicht gestörtwird.
    [0061] Beider Kraftstoffpumpe der vorliegenden Ausführungsform steht die Ansaugöffnung 22 mit demin Umfangsrichtung laufenden Kanal 50 in dem Gebiet inVerbindung, in dem die Querschnittsfläche des in Umfangsrichtunglaufenden Kanals konstant ist (dem ersten Gebiet). Selbst wenn esVariationen in den Neigungswinkeln der Ansaugöffnungen 22 gibt,weist daher der Kanal eine konstante Querschnittsfläche L andem Ort auf, an dem die Ansaugöffnung 22 mitdem in Umfangsrichtung laufenden Kanal in Verbindung steht. EntsprechendkönnenVariationen in der Kraftstoffmenge, der in die Kraftstoffpumpe gesaugtwird, reduziert werden und somit kann die Pumpeneffizienz untermassenproduzierten Kraftstoffpumpen stabilisiert werden.
    [0062] Umdie Pumpeneffizienz zu verbessern ist es ferner wichtig, ein Verhältnis (L/M)der QuerschnittsflächeL im ersten Gebiet zur Querschnittsfläche M im dritten Gebiet aufeinen geeigneten Wert festzulegen.
    [0063] Fernerist die Längedes ersten Gebiets bei der zweiten Ausführungsform lang in Vergleichzur gleichen Längein der ersten Ausführungsform.Die Längedes zweiten Gebiets in der zweiten Ausführungsform ist kurz im Vergleichzur gleichen Längein der ersten Ausführungsform.Um die Pumpeneffizienz zu verbessern, ist es ferner wichtig, einVerhältnis(G/H) der LängeG des ersten Gebiets zur GesamtlängeH des ersten und des zweiten Gebiets auf einen geeigneten Wert festzulegen.
    [0064] 7 ist ein Diagramm, dasVeränderungen inder Pumpeneffizienz überdas Verhältnisder QuerschnittsflächeL zur QuerschnittsflächeM zeigt, wobei G/H auf 0,201 festgelegt ist. In allen Fällen, indenen die Pumpendrehzahl pro Minute 5000 rpm, 6000 rpm und 7000rpm beträgt,bleibt die Pumpeneffizienz gut, solange L/M innerhalb eines Bereichsvon 1,2 bis 3,8 liegt. Die Pumpeneffizienz erreicht ihr Maximum,wenn L/M innerhalb eines Bereichs von 2,5 bis 3 ist.
    [0065] 8 ist ein Diagramm, dasVeränderungen inder Pumpeneffizienz überdas Verhältnisder LängeG zur LängeH zeigt, wobei L/M auf 1,8 festgehalten ist. In allen Fällen, indenen die Pumpendrehzahl pro Minute 5000 rpm, 6000 rpm bzw. 7000rpm ist, bleibt die Pumpeneffizienz gut, solange G/H innerhalb einesBereichs von 0,05 bis 0,85 liegt. Die Pumpeneffizienz erreicht ihrMaximum, wenn G/H innerhalb eines Bereichs von 0,4 bis 0,5 liegt.
    [0066] Wieoben beschrieben, kann durch Festlegen von sowohl L/M als auch G/Hauf geeignete Werte die größte undgeeigneste Kraftstoffmenge in die Kraftstoffpumpe angesaugt werden,und die Pumpeneffizienz kann unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeitder Kraftstoffpumpe erhöhtwerden.
    [0067] 9 ist ein Diagramm, dasdas Pumpengeräuschder bekannten Kraftstoffpumpe und der Kraftstoffpumpe der erstenAusführungsformvergleicht. Ein Graph in einer fetten, durchgezogenen Linie zeigt diebekannte Kraftstoffpumpe, währendein Graph in einer schmalen durchgezogenen Linie die erste Ausführungsformdarstellt. Die bekannte Kraftstoffpumpe ist lauter als die Kraftstoffpumpeder ersten Ausführungsformbei jeder Frequenz. Der größte Unterschiedliegt bei 8 dB.
    [0068] DasBetriebsgeräuschder Kraftstoffpumpe wurde minimiert durch den Kanal, der eine Konfigurationaufweist, die ein passendes L/M und G/H erfüllt. Dies verifiziert auchdie Tatsache, dass eine geeignete Kraftstoffmenge in die Kraftstoffpumpeangesaugt wird und die Kraftstoffströmung gleichmäßig gemacht wird.
    [0069] Dievorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffpumpe, dieeine in Richtung auf die Rotationsrichtung des Flügelradsgeneigte Ansaugöffnungaufweist, so dass Kraftstoff einfach in den Kanal von der Ansaugöffnung angesaugtwerden kann. Die großeKraftstoffmenge kann in die Kraftstoffpumpe gesaugt werden, wobeieine gleichmäßige Kraftstoffströmung gebildetwird. Die Querschnittsflächedes in Umfangsrichtung laufenden Kanals ist an dem Ort konstant,an dem die Ansaugöffnungmit dem Kanal in Verbindung steht, unabhängig von einer Variation imNeigungswinkel der Ansaugöffnung.Entsprechend ist eine Variation der Querschnittsfläche des Kanalsan dem Ort, an dem die Ansaugöffnungmit dem Kanal in Verbindung steht, stabil, und die in die Kraftstoffpumpeangesaugte Kraftstoffmenge kann ebenfalls stabil sein. Somit können diePumpeneffizienzen von massenproduzierten Kraftstoffpumpen stabilisiertwerden.
    [0070] SpezielleBeispiele von Ausführungsformen dervorliegenden Erfindung sind oben dargestellt worden, wobei diesejedoch lediglich einige Möglichkeitender Erfindung darstellen und deren Ansprüche nicht begrenzen. Die inden Ansprüchendargestellte Technik enthältverschiedene Umwandlungen und Modifikationen bezüglich der oben aufgeführten Beispiele.
    [0071] Fernerkönnendie in der vorliegenden Beschreibung offenbarten technischen Elementeoder die in den Figuren offenbarten technischen Elemente getrenntund einzeln verwendet werden oder in allen Arten von Verbindungen,die sich nicht auf die in den Ansprüchen beim Einreichen der Anmeldunghergestellten Verbindungen beschränken. Ferner kann die in dervorliegenden Beschreibung oder den Figuren offenbarte Technik dazuverwendet werden, gleichzeitig mehrere Ziele zu realisieren odernur eines dieser Ziele.
    权利要求:
    Claims (2)
    [1] Kraftstoffpumpe, enthaltend ein Gehäuse (4) undein im wesentlichen scheibenförmigesFlügelrad (16),das sich innerhalb des Gehäuses(4) dreht; wobei ein Kanal (20, 50)innerhalb des Gehäuses(4) gebildet ist und sich entlang einer Umfangsrichtungerstreckt; der Kanal (20, 50) in ein erstes,ein zweites und ein drittes Gebiet von der stromaufwärtigen Seitein Richtung auf die stromabwärtigeSeite geteilt ist; das erste Gebiet eine konstante Querschnittsfläche (L)aufweist; das zweite Gebiet eine Querschnittsfläche aufweist, diein Richtung auf die stromabwärtigeSeite abnimmt; das dritte Gebiet eine konstante Querschnittsfläche (M)aufweist; eine Ansaugöffnung(22) derart geformt ist, dass sie durch das Gehäuse (4)von der Umgebung des Gehäuseszum Inneren des Gehäusesläuft; dieAnsaugöffnung(22) in Richtung auf eine Rotationsrichtung des Flügelrads(16) geneigt ist; und die Ansaugöffnung (22) mit demKanal (20, 50) in dem ersten Gebiet in Verbindungsteht.
    [2] Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, wobei die Querschnittsfläche (L)des ersten Gebiets das 1,2- bis 3,8-fache derjenigen des drittenGebiets beträgt;und die Längedes ersten Gebiets das 0,05- bis 0,85-fache der Gesamtlänge desersten und des zweiten Gebiets beträgt.
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    同族专利:
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-01-20| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2009-03-19| 8131| Rejection|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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