启动泵的制作方法

1.本发明总体上涉及用于内燃发动机的燃料系统，并且例如涉及一种启动泵。


背景技术：

2.与内燃发动机一起使用的燃料系统可以包括泵、箱、过滤器、调节阀和燃料喷射器，以及将这些部件互连的一系列管道。箱位于泵的上游，而过滤器、调节阀和喷射器位于泵的下游。该泵具有入口和出口，并将燃料从箱吸入入口，并将燃料从出口排放到系统的其它部件。
3.空气或蒸汽可以进入这些燃料系统，导致泵变干并失去压力。这种压力损失可能使得泵不能克服由过滤器、调节阀和喷射器的阻力产生的限制。因此，泵变得不能将燃料泵送到喷射器。这可能导致发动机停转、低效运行或无法起动。当这种情况发生时，燃料系统必须被启动。启动从系统中清除/排出空气，从而再润湿泵，使得泵可以将燃料泵送通过过滤器并到达喷射器。例如，启动泵可以连接到过滤器并操作以移动燃料通过过滤器。
4.在一些情况下，手动启动泵可以用于将空气推出燃料系统，从而启动燃料系统。为了操作手动启动泵，操作者可以拉动和推动手动启动泵的活塞。然而，操作者并不总是有时间或精力来泵送恰当地启动燃料系统所需的冲程数。例如，恰当的启动可能需要手动启动泵的几十个冲程，这可能是对操作者的体力消耗。附加地，由于可以由不同操作者使用或可以用于不同启动程序的不同泵送力和/或泵送速度，手动启动泵可能不能一致地产生可靠的启动。
5.美国专利第7，188，601号('601专利)公开了一种油泵，其具有在每侧上具有一对摆线泵的油泵本体组件。'601专利指出油泵由连接到发动机凸轮轴的轴驱动。另外，'601专利指出油泵具有附接到发动机缸体的凸轮支撑板。'601专利还公开了凸轮支撑板具有压力释放阀。
6.然而，'601专利的油泵不适于用作启动泵。'601专利的油泵由连接到发动机的凸轮轴的轴驱动，因此，该油泵仅在发动机运转时操作。因此，'601专利的油泵不能由外部驱动机构驱动，诸如手持钻机，或手动驱动。此外，'601专利的油泵经由凸轮支撑板连接到发动机缸体，该凸轮支撑板不适于将泵连接到燃料过滤器组件以允许使用泵进行启动。附加地，'601专利的油泵的压力释放阀不位于油泵本体组件中，因此，当不需要启动时，在发动机操作期间流体不能经由压力释放阀绕过泵。
7.本发明的启动泵解决了上述提出的问题中的一个或多个问题和/或本领域中的其它问题。


技术实现要素：

8.一种启动泵包括壳体；壳体内的入口通道；壳体内的出口通道；壳体内的分隔件，其将入口通道和出口通道分隔开；通过分隔件的连接通道，其与入口通道和出口通道流体连通；设置在连接通道中的阀，其经配置用于从入口通道到出口通道的单向流体流动；壳体
内的旋转泵，其具有与入口通道流体连通的入口和与出口通道流体连通的出口；以及轴，其连接旋转泵并且延伸通过壳体，轴经配置用于通过外部驱动机构旋转。
9.一种启动泵包括壳体，其包括用于将壳体安装到燃料过滤器组件的安装结构；壳体内的入口通道；壳体内的出口通道；壳体内的分隔件，其将入口通道和出口通道分隔开；壳体内的旋转泵，其具有与入口通道流体连通的入口和与出口通道流体连通的出口；以及轴，其连接旋转泵并且延伸通过壳体。
10.一种燃料系统包括燃料过滤器组件；以及启动泵，包括：壳体，其包括经配置用于将壳体安装到燃料过滤器组件的至少一个孔口；壳体内的入口通道；壳体内的出口通道；壳体内的分隔件，其将入口通道和出口通道分隔开；壳体内的旋转泵，其具有与入口通道流体连通的入口和与出口通道流体连通的出口；以及轴，其连接旋转泵并且延伸通过壳体，轴经配置用于通过外部驱动机构旋转。
附图说明
11.图1是本文所述的示例燃料系统的示意图。
12.图2是图1的燃料系统的示例燃料过滤器组件和启动泵的示意图。
13.图3是图1的燃料系统的启动泵的截面示意图。
14.图4是图1的燃料系统的启动泵的仰视图的示意图。
具体实施方式
15.本发明涉及一种启动泵，其适用于使用内燃发动机(诸如柴油发动机)的任何机器。例如，机器可以是车辆、压实机、铺路机、冷刨机、分级机、反铲装载机、轮式装载机、收割机、挖掘机、自动平地机、滑动转向装载机、拖拉机、推土机等。
16.图1是本文所述的示例燃料系统10的示意图。燃料系统10包括流体地定位在燃料箱18和多个燃料喷射器12之间的供应泵16。如图1所示，燃料喷射器12安装在气缸盖14中，用于直接喷射到发动机气缸中用于压缩点火。然而，在一些实施方式中，燃料系统10可以经配置用于另一种类型的内燃发动机。
17.燃料系统10包括燃料过滤器组件22，其包括一个或多个过滤器24。燃料系统10包括连接到燃料过滤器组件22的启动泵26。燃料系统10包括控制器20(例如，电子控制模块)，其可以控制燃料系统10的各个方面，诸如控制燃料喷射定时和量。
18.如图1所示，通过供应泵16经由泵供应通道28从燃料箱18抽吸燃料。供应泵16的出口连接到泵出口通道30，其中燃料通过燃料过滤器组件22进入喷射器供应通道32中。在流过喷射器12之后，剩余燃料进入排放通道34，以便最终返回到燃料箱18。启动泵26通过启动入口端口36将流体吸入启动入口38来操作。离开启动泵26的流体通过启动出口40进入连接到过滤器入口端口44的过滤器供应通道42。过滤器供应通道42中的流体在过滤器24中经过滤，然后在经由过滤器出口端口48离开燃料过滤器组件22之前进入过滤器出口通道46。
19.燃料过滤器组件22和启动泵26在图1中示出为位于供应泵16的下游。然而，在一些示例中，燃料过滤器组件22和启动泵26可以位于供应泵16的上游。此外，图1中所示的过滤器24位于启动泵26的下游。附加地或可替代地，过滤器24可以位于启动泵26的上游。在一些实施方式中，单独的启动供应通道连接到燃料箱18、燃料过滤器组件22和喷射器供应通道
32。因此，启动泵26可以包括在比供应泵16单独的流体回路中。
20.如上所述，提供图1作为示例。其它示例可以与关于图1所描述的不同。
21.图2是燃料系统10的示例性燃料过滤器组件22和启动泵26的示意图。燃料过滤器组件22包括附接到至少一个过滤器24的过滤器头组件50。过滤器头组件50提供用于各种部件和通道的共用壳体。如上所述，启动泵26可以连接到过滤器头组件50以提供启动泵26和过滤器24之间的流体连通。启动泵26和燃料过滤器组件22在图2中示出为直接连接。然而，在一些示例中，启动泵26和燃料过滤器组件22可以通过一个或多个通道连接。此外，在启动泵26和燃料过滤器组件22之间可以有燃料系统10的一个或多个部件。例如，供应泵16可以位于启动泵26和燃料过滤器组件22之间。
22.如上所述，提供图2作为示例。其它示例可以与关于图2所描述的不同。
23.图3是燃料系统10的启动泵26的截面示意图。启动泵26包括壳体52。壳体52可以包括大致圆柱形的中心本体，其具有经配置与燃料过滤器组件22接合的近端和与近端相对的远端。壳体52包括限定在壳体52的中心本体内的泵送室54。
24.泵送室54包括由分隔件60分开的入口通道56和出口通道58。入口通道56和出口通道58沿壳体52的中心本体的长度延伸。入口通道56、出口通道58和分隔件60可以形成在壳体52中。例如，壳体52可以经模制或机加工以限定入口通道56、出口通道58和分隔件60。可替代地，入口通道56、出口通道58和分隔件60可以设置为壳体52中的一个或多个部件。
25.泵送室54还包括泵62。泵62可以是正排量泵，或能够供应流体流的任何其它液压泵或类似部件。例如，泵62可以是使用旋转机构移动流体的旋转泵。作为示例，泵62可以是叶片泵或齿轮泵。齿轮泵可以是外齿轮泵或内齿轮泵，诸如摆线泵。摆线泵可以采用具有n个齿的内转子和具有n+1个齿(其中n是大于1的整数)的外转子。泵62可以经配置沿横向于入口通道56和出口通道58的方向旋转。换言之，泵62可以经配置绕平行于入口通道56和出口通道58的轴线旋转。
26.泵62可以位于壳体52的中心本体的远端(例如，在入口通道56结束且出口通道58开始的位置处)。泵62包括与入口通道56流体连通的入口和与出口通道58流体连通的出口。泵62的操作将诸如燃料的流体(例如，从燃料箱18)经由入口通道56吸入启动泵26的近端。流体从入口通道56进入泵62，其中泵62可以增加流体的压力。流体(例如加压流体)离开泵62到达出口通道58。流体从出口通道58离开启动泵26的近端(例如，到燃料过滤器组件22)。因此，泵62通过旋转运动(例如，横向于流体在入口通道56和出口通道58中的流动方向)而不是通过线性运动(例如，平行于流体在入口通道56和出口通道58中的流动方向)驱动流体通过启动泵26。
27.泵送室54还可以包括用于控制流体流动的一个或多个连接通道和/或阀。例如，连接通道64可以通过分隔件60。作为示例，分隔件60可以经模制或机加工包括连接通道64，和/或连接通道64可以是通过分隔件60的流体运送部件。因此，连接通道64与入口通道56和出口通道58流体连通。连接通道64位于分隔件60中，使得入口通道56中的流体可以在到达泵62之前进入连接通道64。
28.阀66可以设置在连接通道64中。阀66可以是经配置用于从入口通道56到出口通道58的单向流体流动的单向阀。例如，阀66可以是止回阀，诸如球形止回阀。阀66可以经配置当入口通道56中的压力满足阈值压力时打开，并且允许流体从入口通道56流到出口通道58
(例如，绕过泵62)。例如，如果泵62反向旋转并且流体从出口通道58引导到入口通道56，则压力可以满足阈值压力。再如，如果流体移动通过燃料系统10并且泵62是空转的，则压力可以满足阈值压力。具体地，在包括燃料系统10的机器的操作期间(例如，在机器的正常操作期间而不是在启动程序期间)，供应泵16使流体移动通过燃料系统10，如上所述，并且泵62是空转的。这里，阀66可以打开以允许流体通过连接通道64从入口通道56流到出口通道58。因此，当泵62是空转的时，流体在机器操作期间绕过泵62。
29.附加的连接通道68也可以以与上述类似的方式通过分隔件60。连接通道68与入口通道56和出口通道58流体连通。连接通道68位于分隔件60中，使得出口通道58中的流体可以在离开启动泵26之前进入连接通道68。连接通道68可以位于连接通道64和泵62之间，或者连接通道64可以位于连接通道68和泵62之间。
30.附加的阀70可以设置在连接通道68中。阀70可以是以与上述类似的方式经配置用于从出口通道58到入口通道56的单向流体流动的单向阀。阀70可以经配置当出口通道58中的压力满足阈值压力时打开，并且允许流体从出口通道58流到入口通道56。例如，如果泵62以超过流体离开出口通道58的速率(例如，由于过滤器24的阻力)的速率将流体引导至出口通道58，则压力可以满足阈值压力。
31.启动泵26包括轴72(例如，驱动轴)。轴72连接到泵62。例如，轴72可以连接到泵62的转子或齿轮，使得轴72的旋转操作泵62。轴72是具有第一端和第二端的细长杆。轴72的第一端可以安置(例如，在轴承中)在分隔件60中。轴72可以延伸通过壳体52的远端(例如，通过壳体52的远端中的孔口)，使得在轴72的第二端处的轴72的一部分位于壳体52的外部。轴72可以通过设置在孔口中的轴承。启动泵26可以包括围绕轴72的垫圈74(例如，环形垫圈)。垫圈74可以位于泵62和壳体52远端的内表面之间。因此，垫圈74围绕轴72密封泵送室54，以防止流体通过壳体52中的孔口逸出。
32.轴72经配置通过外部驱动机构旋转。例如，轴72可以具有六角形截面或另一非圆形截面。这样，外部驱动机构可以与轴72(例如，轴72的延伸通过壳体52的部分)联接以向轴72提供旋转，并且由此操作泵62。外部驱动机构可以包括不与启动泵26和/或燃料系统10整体连接的装置。此外，外部驱动机构可以包括经配置产生旋转运动的装置。例如，外部驱动机构可以是手持式电钻或手动曲柄。作为示例，轴72可以与手持式电钻的六角形(hex)驱动器(例如，插座和/或卡盘)联接，使得电钻的操作为轴72提供旋转。在一些实施方式中，一种方法可以包括使外部驱动机构(例如，手持式电钻)与轴72邻接，并且操作外部驱动机构以提供轴72的旋转，由此操作泵62并且致使流体(例如，燃料)流动通过启动泵26。
33.启动泵26可以包括护罩76。护罩76包括与轴72(例如，轴72的延伸通过壳体52的部分)联接的联接构件78。例如，联接构件78可以包括与轴72联接的插座。作为示例，插座可以包括分别与轴72的六角形杆或螺纹杆联接的六角形插座或螺纹插座。护罩76还包括罩盖80。示出为倒置u形部件的罩盖80可以围绕轴72和壳体52的远端，以防止碎屑经由轴72的孔口进入壳体52。护罩76还包括轴82，其经配置用于通过外部驱动机构以与上述类似的方式旋转。因此，护罩76的轴82可以通过外部驱动机构旋转，从而经由联接构件78旋转轴72。换言之，当使用护罩76时，外部驱动机构可以通过护罩76的旋转轴82间接地旋转轴72。
34.护罩76可以可移除地连接到轴72。例如，护罩76可以螺纹连接到轴72上，如上所述，并且当护罩76用完时，移除和更换护罩76。在一些实施方式中，启动泵26可以包括销孔
和/或锁定销以便于护罩76的移除和/或连接。销孔可以经配置接收锁定销，使得锁定销与轴72和/或泵62接合(例如，与泵62的一个或多个齿轮或转子接合)。锁定销防止轴72和/或泵62的旋转，以便于护罩76的移除和/或连接。
35.壳体52还包括用于将壳体52安装到燃料过滤器组件22的安装结构84。当壳体52安装到燃料过滤器组件22时，壳体52的近端可以与燃料过滤器组件22接合(例如，向燃料过滤器组件22供应流体)。安装结构84可以包括围绕壳体52的近端突出的凸缘。凸缘的截面通常可以为菱形(如图4所示)。安装结构84可以包括用于接收紧固件(例如，螺栓)的至少一个孔口(例如，在凸缘中)。因此，壳体52可以通过接收在至少一个孔口中的紧固件安装到燃料过滤器组件22。在一些示例中，安装结构84可以包括第一孔口86(例如，在菱形凸缘的顶点处)和第二孔口88(例如，在菱形凸缘的相对顶点处)。第一孔口86和第二孔口88可以具有不同的直径(例如，用于接收不同尺寸的螺栓)。这防止壳体52向后安装到燃料过滤器组件22(例如，其中入口通道56和出口通道58相对于燃料系统10的流体流动方向反向)。
36.如上所述，提供图3作为示例。其它示例可以与关于图3所描述的不同。
37.图4是燃料系统10的启动泵26的仰视图。如图4所示，启动泵26可以包括位于壳体52的近端的对准构件90。例如，壳体52可以经模制或机加工包括对准构件90。对准构件90可以是壳体52的突出部或壳体52中的凹部。对准构件90具有关于至少一条中心线非对称的截面(例如，截面可以具有至多一条对称线)。例如，截面可以是圆形段。对准构件90可以与燃料过滤器组件22的对应构件联接。例如，如果对准构件90是壳体52中的凹部，则对准构件90可以与燃料过滤器组件22的类似形状的突出部联接。对准构件90的非对称截面可以允许壳体52仅在单一取向上与燃料过滤器组件22联接，由此防止壳体52向后安装到燃料过滤器组件22。
38.还如图4所示，轴72可以相对于壳体52的中心本体的中心偏离中心。例如，中心本体可以具有圆形截面，并且轴72可以相对于圆形截面的中心偏离中心。换言之，轴72可以相对于通过入口通道56和出口通道58的线偏离中心。例如，该线不与轴72相交。当泵62是摆线泵时，可以使用这种配置，该摆线泵可以采用围绕不同轴线旋转的内转子和外转子。例如，外转子可以围绕壳体52的中心本体的中心处的轴线旋转，并且内转子可以围绕轴72旋转。
39.如上所述，提供图4作为示例。其它示例可以与关于图4所描述的不同。
40.工业实用性
41.所公开的燃料系统10和/或启动泵26可以与使用内燃发动机的任何机器一起使用。例如，所公开的燃料系统10和/或启动泵26可以与使用柴油发动机的任何机器一起使用。所公开的启动泵26用于通过从燃料系统10清除空气来执行启动，以使发动机能够操作。
42.典型地，可以使用手动启动泵进行启动。为了操作手动启动泵，操作者可以拉动和推动手动启动泵的活塞。然而，适当的启动可能需要手动启动泵的几十个冲程，这可能是对操作者的体力消耗。此外，操作者可能不具有泵送发动机正确启动所需的冲程数所需的时间或精力。
43.所公开的启动泵26有助于改进启动，该启动消耗最少的时间，并且需要最少的操作人员的努力。启动泵26使用旋转运动来驱动流体，而不是使用线性运动(例如，泵送活塞)来驱动流体。例如，启动泵26包括泵62，泵62可以包括旋转泵，其从燃料箱抽吸燃料并将燃料排出到燃料系统10的其余部分。旋转泵可以由操作者可接近的旋转轴72驱动。因此，操作
者可以使用产生旋转运动的外部驱动机构来操作启动泵26。例如，外部驱动机构可以是手持式电钻。
44.手持式电钻可以具有旋转速度，该旋转速度可以使得启动泵26在使用手持启动泵所需的时间量的一部分中供应用于正确启动的必要燃料量。此外，这可以在没有操作者的大量人工努力的情况下完成。此外，手持式电钻可以提供始终可靠的启动。因此，使用所公开的启动泵26，相对于手动启动，启动可以更快、更一致地并且用更少的努力来执行。
45.前述公开提供了说明和描述，但并不旨在穷举或将实施方式限制为所公开的精确形式。可以根据以上公开进行修改和变化，或者可以从实施方式的实践中获得修改和变化。此外，本文所描述的任何实施方式可以组合，除非前述公开明确地提供了一个或多个实施方式不能组合的原因。即使特征的特定组合在权利要求中叙述和/或在说明书中公开，但这些组合并不旨在限制各种实施方式的公开。尽管下面列出的每项从属权利要求可以直接从属于仅一项权利要求，但是各种实施方式的公开包括与权利要求组中的所有其它权利要求相组合的每项从属权利要求。
46.如本文所使用的，“一(a)”、“一个(an)”和“一组(set)”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。进一步地，如本文所用，冠词“该”旨在包括结合冠词“该”引用的一个或多个项目，并且可以与“该一个或多个”互换使用。进一步地，短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”，除非另有明确说明。而且，如本文所用，术语“或”在以系列使用时旨在是包括性的，并且可以与“和/或”互换使用，除非另有明确说明(例如，如果与“任一者”或“仅一者”组合使用)。

技术特征：
1.一种启动泵(26)，包括：壳体(52)；所述壳体(52)内的入口通道(56)；所述壳体(52)内的出口通道(58)；所述壳体(52)内的分隔件(60)，其将所述入口通道(56)和所述出口通道(58)分隔开；通过所述分隔件(60)的连接通道(64)，其与所述入口通道(56)和所述出口通道(58)流体连通；设置在所述连接通道(64)中的阀(66)，其经配置用于从所述入口通道(56)到所述出口通道(58)的单向流体流动；所述壳体(52)内的旋转泵(62)，其具有与所述入口通道(56)流体连通的入口和与所述出口通道(58)流体连通的出口；以及轴(72)，其连接所述旋转泵(62)并且延伸通过所述壳体(52)。2.根据权利要求1所述的启动泵(26)，其中所述旋转泵(62)经配置沿横向于所述入口通道(56)和所述出口通道(58)的方向旋转。3.根据权利要求1-2中任一项所述的启动泵(26)，其中所述连接通道(64)位于所述分隔件(60)中，以允许流体在包括所述启动泵(26)的机器的操作期间绕过所述旋转泵(62)。4.根据权利要求1-3中任一项所述的启动泵(26)，还包括：附加的连接通道(68)，其通过所述分隔件(60)与所述入口通道(56)和所述出口通道(58)流体连通；以及附加的阀(70)，其设置在所述附加的连接通道(68)中，经配置用于从所述出口通道(58)到所述入口通道(56)的单向流体流动。5.根据权利要求1-4中任一项所述的启动泵(26)，其中所述旋转泵(62)是摆线泵。6.根据权利要求1-5中任一项所述的启动泵(26)，其中所述轴(72)经配置通过外部驱动机构旋转。7.根据权利要求1-6中任一项所述的启动泵(26)，还包括：护罩(76)，其连接到所述轴(72)的延伸通过所述壳体(52)的一部分上，所述护罩(76)经配置用于通过外部驱动机构旋转。8.一种燃料系统(10)，包括：燃料过滤器组件(22)；以及启动泵(26)，包括：壳体(52)，其包括经配置用于将所述壳体(52)安装到所述燃料过滤器组件(22)的至少一个孔口；所述壳体(52)内的入口通道(56)；所述壳体(52)内的出口通道(58)；所述壳体(52)内的分隔件(60)，其将所述入口通道(56)和所述出口通道(58)分隔开；所述壳体(52)内的旋转泵(62)，其具有与所述入口通道(56)流体连通的入口和与所述出口通道(58)流体连通的出口；以及轴(72)，其连接所述旋转泵(62)并且延伸通过所述壳体(52)，所述轴(72)经配置用于通过外部驱动机构旋转。
9.根据权利要求8所述的燃料系统(10)，其中所述至少一个孔口包括第一孔口(86)和第二孔口(88)，其经配置将所述壳体(52)安装到所述燃料过滤器组件(22)。10.根据权利要求8-9中任一项所述的燃料系统(10)，其中所述壳体(52)通过接收在所述至少一个孔口中的紧固件安装到所述燃料过滤器组件(22)。

技术总结
一种启动泵(26)可以包括壳体(52)；壳体(52)内的入口通道(56)；壳体内的出口通道(58)；壳体内的分隔件(60)，其将入口通道(56)和出口通道(58)分隔开；通过分隔件(60)的连接通道(64)，其与入口通道(56)和出口通道(58)流体连通；设置在连接通道(64)中的阀(66)，其经配置用于从入口通道(56)到出口通道(58)的单向流体流动；壳体(52)内的旋转泵(62)，其具有与入口通道(56)流体连通的入口和与出口通道(58)流体连通的出口；以及轴(72)，其连接旋转泵(62)并且延伸通过壳体(52)，轴经配置用于通过外部驱动机构旋转。过外部驱动机构旋转。过外部驱动机构旋转。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：卡特彼勒公司
技术研发日：2022.01.20
技术公布日：2023/9/23