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CN112483386A - 一种大流量低噪音型燃油泵 - Google Patents

一种大流量低噪音型燃油泵 Download PDF

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CN112483386A
CN112483386A CN202011420287.5A CN202011420287A CN112483386A CN 112483386 A CN112483386 A CN 112483386A CN 202011420287 A CN202011420287 A CN 202011420287A CN 112483386 A CN112483386 A CN 112483386A
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CN
China
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oil outlet
plate
grooves
outlet plate
fuel pump
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CN202011420287.5A
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史俊鸿
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Shanghai Yingzhi Automotive Parts Co ltd
Original Assignee
Shanghai Yingzhi Automotive Parts Co ltd
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Abstract

本发明公开一种大流量低噪音型燃油泵，包括：出油板和安装于所述出油板上的进油板，所述出油板与所述进油板之间形成有泵腔，所述出油板上设有出油口，所述进油板上设有进油口；所述泵腔内沿所述出油板的径向从内至外依次传动设有星型轮、若干滚柱和齿圈，所述星型轮的外周设有若干凹槽，所述齿圈的内周设有若干凹齿，若干所述凹槽和若干所述凹齿呈奇偶数配置，若干所述滚柱分别设于若干所述凹槽内，且若干所述滚柱的侧壁分别与若干所述凹槽的内壁相抵，若干所述滚柱的侧壁分别与所述齿圈的内周相抵，所述星型轮的外周、所述齿圈的内周和两相邻所述滚柱之间形成容积腔。本发明装配效率高，工艺稳定性好，泵体冲击噪音小。

Description

一种大流量低噪音型燃油泵
技术领域
本发明涉及乘用车用供油系统中应用的燃油泵的技术领域，尤其涉及一种大流量低噪音型燃油泵。
背景技术
电动燃油泵是汽车供油系统的关键零件，根据现有技术，其结构主要采用涡轮、滚柱以及齿轮结构，根据现阶段汽车使用燃油要求，主要有汽油、柴油及醇类汽油，由于汽油与醇类汽油的粘度较小，且在低温与高温下的粘度差异不大，因而前文所述三种结构的泵都可以使用，而柴油工作时具有较高的温度(达到100℃以上)，同时在低温条件下具有较大的粘度，甚至呈现为胶状，因此，传统涡轮燃油泵在低温条件下不足以满足柴油使用要求。
为解决柴油泵温度特性，更多采用滚柱泵与齿轮泵结构，由于齿轮泵采用内齿轮为驱动齿轮，外齿轮为被动齿轮，在低温条件下的柴油使用过程中会造成齿轮密封面磨损，导致流量低、噪音增大。
而现阶段的滚柱泵虽然满足柴油的使用要求，但由于现在汽车油箱开口导致燃油泵外径较小，为了满足性能要求，提高滚柱泵容积，必然采用较大的滚柱尺寸，导致滚柱数量较少，导致燃油脉动大，影响高压泵压力波动，产生噪音。
燃油泵的关键部件是泵体部件，市场上涡轮泵体主要由出油板、涡轮及进油板组成；齿轮泵体部件主要由出油板、定圈、内外齿轮副、驱动件、进油板及螺丝组成；滚柱燃油泵泵体主要由进油板、出油板、圆柱形滚柱、星行轮、轴承、铆钉、定圈及驱动件组成。
此外，传统的齿轮泵出油板、内外齿轮副及进油板都同为粉末冶金金属材料；传统滚柱泵进油板、出油板、滚柱、星型轮、定圈同为粉末冶金金属材料；在运转过程中由于同类材料相互摩擦，产生频率较高的声音，对于乘用车驾乘人员来说是不能接受的。
发明内容
针对现有的燃油泵存在的上述问题，现旨在提供一种大流量低噪音型燃油泵，装配效率高，工艺稳定性好，泵体冲击噪音小。
具体技术方案如下：
一种大流量低噪音型燃油泵，包括：出油板和安装于所述出油板上的进油板，所述出油板与所述进油板之间形成有泵腔，所述出油板上设有出油口，所述进油板上设有进油口；
所述泵腔内沿所述出油板的径向从内至外依次传动设有星型轮、若干滚柱和齿圈，所述星型轮的外周设有若干凹槽，所述齿圈的内周设有若干凹齿，若干所述凹槽和若干所述凹齿呈奇偶数配置，若干所述滚柱分别设于若干所述凹槽内，且若干所述滚柱的侧壁分别与若干所述凹槽的内壁相抵，若干所述滚柱的侧壁分别与所述齿圈的内周相抵，所述星型轮的外周、所述齿圈的内周和两相邻所述滚柱之间形成容积腔。
上述的大流量低噪音型燃油泵，其中，所述星型轮的两侧均设有若干防汽蚀槽，位于所述星型轮的每一侧的若干所述防汽蚀槽分别位于若干所述凹槽的侧壁，且分别与若干所述凹槽相连通。
上述的大流量低噪音型燃油泵，其中，若干所述凹槽沿所述星型轮的外周呈等间距设置，若干所述凹齿沿所述齿圈的内周呈等间距设置，两相邻所述凹齿之间圆弧段过渡。
上述的大流量低噪音型燃油泵，其中，所述出油板的中部开设有贯穿所述泵腔的内孔，所述出油板位于所述内孔的周壁设有内定圈，所述出油板的外周设有外定圈，所述出油板、所述内定圈、所述外定圈、所述进油板之间形成所述泵腔，所述星型轮的内周与所述内定圈的外周活动配合，所述外定圈的外周与所述外定圈的内周活动配合。
上述的大流量低噪音型燃油泵，其中，所述出油板的出油口上和所述进油板的进油口上均设有导流舌。
上述的大流量低噪音型燃油泵，其中，所述泵腔内还设有陶瓷板，所述陶瓷板的一侧与所述进油板相抵，所述星型轮的两端、若干所述滚柱的两端和所述齿圈的两端分别位于所述出油板与所述陶瓷板的另一侧之间。
上述的大流量低噪音型燃油泵，其中，所述容积腔位于所述出油板与所述陶瓷板之间呈密封设置。
上述的大流量低噪音型燃油泵，其中，所述泵腔内还设有耐磨润滑层，所述耐磨润滑层设于所述齿圈的外周与所述外定圈的内周之间。
上述的大流量低噪音型燃油泵，其中，还包括：电枢轴，所述电枢轴穿过所述内孔，且与所述星型轮插接配合。
上述的大流量低噪音型燃油泵，其中，若干所述凹槽的数量为奇数，若干所述凹齿的数量为偶数，且若干所述凹齿的数量多于若干所述凹槽的数量。
上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是：
本发明依靠电枢轴驱动星型轮在出油板中心旋转，星型轮带动滚柱在齿圈上滚动，从而泵油，同时滚柱在星型轮上自转，有效降低齿圈与滚柱摩擦力，且滚柱在离心力的作用下始终与齿圈贴合，减小泵体内部泄漏，提高泵油效率，该结构经过寿命验证与噪音测试，达到了涡轮泵的噪音水平。本发明装配效率高，工艺稳定性好，泵体冲击噪音小。
附图说明
图1为本发明一种大流量低噪音型燃油泵的整体结构示意图；
图2为本发明一种大流量低噪音型燃油泵的出油板的结构示意图；
图3为本发明一种大流量低噪音型燃油泵的星型轮、滚柱和齿圈的结构示意图；
图4为本发明一种大流量低噪音型燃油泵的整体结构示意图；
附图中：1、出油板；2、进油板；3、泵腔；4、出油口；5、星型轮；6、滚柱；7、齿圈；8、凹槽；9、凹齿；10、防汽蚀槽；11、容积腔；12、圆弧段；13、内定圈；14、外定圈；15、导流舌；16、陶瓷板；17、耐磨润滑层；18、内孔；19、扁孔；20、定位凸起；21、定位槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
图1为本发明一种大流量低噪音型燃油泵的整体结构示意图，图2为本发明一种大流量低噪音型燃油泵的出油板的结构示意图，图3为本发明一种大流量低噪音型燃油泵的星型轮、滚柱和齿圈的结构示意图，图4为本发明一种大流量低噪音型燃油泵的整体结构示意图，如图1至图4所示，示出了一种较佳实施例的大流量低噪音型燃油泵，包括：出油板1和安装于出油板1上的进油板2，出油板1与进油板2之间形成有泵腔3，出油板1上设有出油口4，进油板2上设有进油口。
进一步，作为一种较佳的实施例，泵腔3内沿出油板1的径向从内至外依次传动设有星型轮5、若干滚柱6和齿圈7，星型轮5的外周设有若干凹槽8，齿圈7的内周设有若干凹齿9，若干凹槽8和若干凹齿9呈奇偶数配置，若干滚柱6分别设于若干凹槽8内，且若干滚柱6的侧壁分别与若干凹槽8的内壁相抵，若干滚柱6的侧壁分别与齿圈7的内周相抵，星型轮5的外周、齿圈7的内周和两相邻滚柱6之间形成容积腔11。
进一步，作为一种较佳的实施例，星型轮5的两侧均设有若干防汽蚀槽10，位于星型轮5的每一侧的若干防汽蚀槽10分别位于若干凹槽8的侧壁，且分别与若干凹槽8相连通。
进一步，作为一种较佳的实施例，若干凹槽8沿星型轮的外周呈等间距设置，若干凹齿9沿齿圈7的内周呈等间距设置，两相邻凹齿9之间圆弧段12过渡。
优选的，星行轮5的9个凹槽8的边缘正反两面均增设防汽蚀槽10，防汽蚀槽10放置贴近两相邻滚柱6之间沿着星行轮5转动方向滚柱6的前侧，用于连通滚柱6运转时沿径向方向产生的两个容积腔11，避免汽蚀效应，提高使用寿命。
进一步，作为一种较佳的实施例，若干凹槽8的数量为奇数，若干凹齿9的数量为偶数，且若干凹齿9的数量多于若干凹槽8的数量。
优选的，凹齿9的数量比凹槽8的数量多1个。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式：
本发明的进一步实施例中，请继续参见图1至图4所示，出油板1的中部开设有贯穿泵腔3的内孔，出油板1位于内孔的周壁设有内定圈13，出油板1的外周设有外定圈14，出油板1、内定圈13、外定圈14、进油板1之间形成泵腔3，星型轮5的内周与内定圈13的外周活动配合，外定圈14的外周与外定圈14的内周活动配合。
本发明的进一步实施例中，出油板1的出油口4上和进油板2的进油口上均设有导流舌15。
本发明的进一步实施例中，泵腔3内还设有陶瓷板16，陶瓷板16的一侧与进油板2相抵，星型轮5的两端、若干滚柱6的两端和齿圈7的两端分别位于出油板1与陶瓷板16的另一侧之间。
优选的，陶瓷板16的外周设有定位凸起20，外定圈14的内周设有定位槽21，定位凸起20与定位槽21定位配合。
本发明的进一步实施例中，容积腔11位于出油板1与陶瓷板16之间呈密封设置。
优选的，滚柱6与星型轮5及齿圈7共同形成密封腔，有效解决运转过程中产生间隙发生内泄漏降低泵油效率，解决泵体生命周期内磨损补偿，始终保证可靠形成密封设置，维持泵油效率。
本发明的进一步实施例中，泵腔3内还设有耐磨润滑层17，耐磨润滑层17设于齿圈7的外周与外定圈14的内周之间。
本发明的进一步实施例中，大流量低噪音型燃油泵还包括：电枢轴，电枢轴穿过内孔18，且与星型轮5插接配合。优选的，星型轮5的内周设有扁孔19，电机部件的电枢轴的一端设有扁位，扁位与扁孔插接配合。
本发明的电枢轴穿过出油板的内孔18，通过扁位驱动动星形轮5，星型轮5在出油板1的中心的内定圈13上转动，若干滚柱6在星行轮5的相应的凹槽8内转动，同时驱动齿圈7在出油板1上耐磨润滑层17上滚动，盖上陶瓷板16与进油板2，出油板1的外定圈14与壳体过盈配合固定连接，保证了基准的稳定，装配时，先将出油板1压入壳体中固定，然后将星行轮5与齿圈7安装到出油板1内，然后将若干滚柱6装入星型轮5的若干凹槽8处，盖上陶瓷板和进油板。
本发明依靠电枢轴的扁位直接驱动星型轮5在出油板1的中心的内定圈13上旋转，星型轮5带动滚柱6在齿圈7上滚动，从而泵油，同时滚柱6在星型轮5上自转，有效降低齿圈7与滚柱6摩擦力，且滚柱6在离心力的作用下始终与齿圈贴合，减小泵体内部泄漏，提高泵油效率，该结构经过寿命验证与噪音测试，达到了涡轮泵的噪音水平。
本发明相较于传统齿轮泵，出油板1集成了轴承、定圈、出油板结构，并采用高分子塑料双色成型工艺，制造方便，结构简单，成本低，同时与塑料材料供应商共同研究材料性能，使其与齿圈形成运动副的材料具有导热、耐磨、润滑、耐各种车用燃油、溶胀小的作用，采用精密加工与齿圈配合面，有效解决齿圈与出油板的运动噪音及寿命。
本发明相较于传统滚柱泵，出油板型腔结构简单，由多段不规则曲线变成正圆，制造简单，同时与星型轮采用高分子塑料成型工艺，制造方便，结构简单，成本低，同时与塑料材料供应商共同研究材料性能，使其与滚柱形成运动副的材料具有导热、耐磨、润滑、耐各种车用燃油、溶胀小的作用，采用双端面精密磨削保证与出油板及进油板配合尺寸，有效解决滚柱在星型轮上自转的摩擦力，改善噪音的频率及提高使用寿命寿命。
本发明相较于涡轮泵，该结构具有相同的装配结构，制造简单，自吸性能更好，不需要排气结构，提高了泵油效率，同时在高频段噪音表现更好。
本发明由于该泵结构由9个滚柱组成，齿圈7采用10个凹齿9结构，在运动过程滚柱6与齿圈7在星型轮5的作用下发生公转与自转，减少零件间摩擦力，同时滚柱6在离心力的作用下紧贴在齿圈7与星型轮5上形成密封腔，解决齿轮泵齿轮副间间隙泄漏，提高泵油效率，同时解决在低温高粘度柴油使用中齿轮泵齿轮副磨损造成流量下降快、噪音大问题，同时9个滚柱6与10个凹齿9的配对使用，有效解决了滚柱泵压力脉动大，造成高压泵压力波动、产生噪音的根源，且该搭配避免了与传统燃油泵换向频率叠加，避免产生共振，有效降低噪音。
本发明的该结构滚柱6在星型轮5上径向运动轨迹较短，其长度为齿圈7与出油板1间隙加上滚柱6与星型轮5间隙，但为了避免滚柱6与星型轮5运转过程中产生汽蚀效应，在星行轮5的9个凹槽8的边缘正反两面均增设防汽蚀槽10，防汽蚀槽10放置贴近两相邻滚柱6之间沿着星行轮5转动方向上看始终在后方的滚柱的一侧，其用于连通滚柱6运转时沿径向方向产生的两个容积腔11，避免汽蚀效应，降低使用寿命。
本发明出油板1的出油口4与进油板5的进油口中增加导流舌15，增加出油板1强度，同时减少出油阻力，其最佳形状为椭圆形状。
本发明利用陶瓷材料耐磨性，解决轴向磨损导致泵油效率低问题。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种大流量低噪音型燃油泵，其特征在于，包括：出油板和安装于所述出油板上的进油板，所述出油板与所述进油板之间形成有泵腔，所述出油板上设有出油口，所述进油板上设有进油口；
所述泵腔内沿所述出油板的径向从内至外依次传动设有星型轮、若干滚柱和齿圈，所述星型轮的外周设有若干凹槽，所述齿圈的内周设有若干凹齿，若干所述凹槽和若干所述凹齿呈奇偶数配置，若干所述滚柱分别设于若干所述凹槽内，且若干所述滚柱的侧壁分别与若干所述凹槽的内壁相抵，若干所述滚柱的侧壁分别与所述齿圈的内周相抵，所述星型轮的外周、所述齿圈的内周和两相邻所述滚柱之间形成容积腔。
2.根据权利要求1所述大流量低噪音型燃油泵，其特征在于，所述星型轮的两侧均设有若干防汽蚀槽，位于所述星型轮的每一侧的若干所述防汽蚀槽分别位于若干所述凹槽的侧壁，且分别与若干所述凹槽相连通。
3.根据权利要求1所述大流量低噪音型燃油泵，其特征在于，若干所述凹槽沿所述星型轮的外周呈等间距设置，若干所述凹齿沿所述齿圈的内周呈等间距设置，两相邻所述凹齿之间圆弧段过渡。
4.根据权利要求1所述大流量低噪音型燃油泵，其特征在于，所述出油板的中部开设有贯穿所述泵腔的内孔，所述出油板位于所述内孔的周壁设有内定圈，所述出油板的外周设有外定圈，所述出油板、所述内定圈、所述外定圈、所述进油板之间形成所述泵腔，所述星型轮的内周与所述内定圈的外周活动配合，所述外定圈的外周与所述外定圈的内周活动配合。
5.根据权利要求1所述大流量低噪音型燃油泵，其特征在于，所述出油板的出油口上和所述进油板的进油口上均设有导流舌。
6.根据权利要求1所述大流量低噪音型燃油泵，其特征在于，所述泵腔内还设有陶瓷板，所述陶瓷板的一侧与所述进油板相抵，所述星型轮的两端、若干所述滚柱的两端和所述齿圈的两端分别位于所述出油板与所述陶瓷板的另一侧之间。
7.根据权利要求6所述大流量低噪音型燃油泵，其特征在于，所述容积腔位于所述出油板与所述陶瓷板之间呈密封设置。
8.根据权利要求4所述大流量低噪音型燃油泵，其特征在于，所述泵腔内还设有耐磨润滑层，所述耐磨润滑层设于所述齿圈的外周与所述外定圈的内周之间。
9.根据权利要求4所述大流量低噪音型燃油泵，其特征在于，还包括：电枢轴，所述电枢轴穿过所述内孔，且与所述星型轮插接配合。
10.根据权利要求1所述大流量低噪音型燃油泵，其特征在于，若干所述凹槽的数量为奇数，若干所述凹齿的数量为偶数，且若干所述凹齿的数量多于若干所述凹槽的数量。
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