[发明专利]针对用于内燃机的电动燃料泵的创新

说明书

技术领域

本发明涉及用于内燃机的电动燃料泵。 

本发明具体涉及用于引入结合有便宜的单相无刷直流电动马达的电动燃料泵的方法和机构，单相无刷直流燃料泵消除了带刷直流系统的磨损问题和三相无刷直流系统的成本问题。 

背景技术

如今，为了提高车辆上的燃料泵的效率，已经制造出多种电动燃料泵。用于内燃机的电动燃料泵已经知道并使用了很久。目前关于内燃机的申请有很多，专利申请No.US5,120,201A1就是这些申请当中的一个，其涉及用于内燃机的燃料输送系统，并且更具体地，涉及一种用于在内燃机中使用的机内电动马达式燃料泵。具体地，所述申请包括以下描述：“根据本发明用于内燃机燃料输送系统等应用中的机内无刷电动马达式燃料泵包括：具有燃料入口和燃料出口的壳体；以及无刷电动马达，其具有安装用于在壳体内旋转的永磁体电枢和在壳体内包围电枢的定子绕组。泵机构可操作地定位在燃料入口与出口之间并且耦联到电枢，以便与电枢一起在壳体内旋转从而将燃料以一定压力从入口泵送到出口。 

专利申请No.US4,728,264是涉及电动燃料泵的另一个申请并且其公开了一种燃料输送系统，在该系统中直流马达式燃料泵将燃料以一定压力从供应罐输送到发动机。可以容纳在整体式泵/马达壳体中的压敏开关对燃料泵的输出压力做出响应，以便将脉冲宽度调制的直流信号施加到泵马达并由此控制泵的运行，从而不依赖于燃料需要而使燃料输送线路中的到发动机的压力保持恒定。 

常规永磁直流(PMDC)马达一般设计有相对便宜的换相部件，包括换相器和电刷系统。对于很多特定的应用，特别是处于低端应用范围的应用，这些带刷直流马达将保持其重要性。 

由于被各种可选燃料或者燃料的组合化学侵蚀，碳刷和铜或石墨的换相器耗损。为了克服发动机的振动而向电刷施加的较大的弹力导致电刷和换相器快速磨损。从电刷和换相器上剥落并由燃料携带到燃料系统的颗粒导致高压燃料喷射器的喷嘴的直径不断减小的问题。 

由于这些情况，一些电动燃料泵制造商开始尝试设计并构造无刷直流电动马达以克服和电刷与换相器的接触磨损相关的问题。EP No 

1324474A2公开了一种无刷直流马达，并且更具体地而非排它性地，公开了这样一种用于与燃料泵结合使用的马达。到目前为止，所有的尝试一直停留在三相控制器系统。 

三相控制器是基于两种系统设计并构造的。带有传感器的系统需要三个霍尔效应开关(hall-effect switches)以便能够检测转子的位置。所谓的无传感器系统则不使用传感器而是使用复杂的算法，这需要微处理器以便能够执行检测转子位置所需的大量数学运算。两种系统都需要使用六个功率晶体管以便以一定的顺序给定子线圈通电。因此，在小型燃料泵中使用三相马达使成本增加。 

用以在小型燃料泵中控制和驱动三相马达的部件和算法的复杂性和必须为这种高复杂性支付的成本阻止了三相无刷燃料泵设计得到原始设备制造商(OEM)的广泛使用。它们始终作为追求技术性配件而不考虑成本的驾车者所光顾的高档零件市场的商品。 

因此，由于结合有便宜的单相无刷直流电动马达驱动装置的电动燃料泵具有众多优点，因此需要将其引入，而且现有解决方案的不足使得必需对相关的技术领域进行改进。 

发明内容

本发明涉及作为一种方法的用于内燃机的电动燃料泵，其满足了上述需要，消除了所有的缺点并提供了一些其它优点。 

基于现有技术状态，本发明的主要目的是通过引入结合有便宜的单相无刷直流电动马达的电动燃料泵而消除带刷直流系统的磨损问题和三相无刷直流系统的成本问题。 

本发明的另一个目的是克服限制单相无刷系统用于通风设备的问题，并且使得能够将它们用在像燃料泵这样的更具挑战性的领域上。 

利用本发明，使得能够将无刷式马达驱动的电动燃料泵作为便宜且可靠的解决方案引入发动机行业。 

本发明的另一个目的是通过引入耐用的过滤器元件而使入口过滤器的寿命与延长很多的马达寿命相匹配。在电动燃料泵行业中第一次使用这种耐用过滤器元件。 

本发明的又一个目的是在燃料泵内部使用不耐用的二级过滤器元件以拦截因各种原因而试图穿过耐用的初级过滤器的碎屑。 

通过使用耐用的初级过滤器和不耐用的二级过滤器，已经使得能够具有很长的泵寿命，这样的泵寿命不受过滤器寿命的限制并保护精密的泵元件抵御任何性质的误用或者滥用。