专利名称：燃料泵驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种向内燃机供给燃料的燃料泵所用的驱动装置。
背景技术：
日本专利局2005年出版的JP2005-036711A公开一种向内燃机供给燃料 的燃料泵。
该内燃机包括进气门和排气门，以及采用固定的方式随着发动机的旋转 而旋转以打开和关闭进气门和排气门的凸轮轴。曲柄链轮固定至凸轮轴，气 门驱动链轮固定至凸轮轴。正时链围绕曲柄链轮和气门驱动链轮巻绕从而将 凸轮轴的旋转力传送至凸轮轴。气门驱动凸轮固定至凸轮轴，从而当凸轮轴
燃料泵包括由柱塞限定的压力腔。气门挺杆固定至柱塞并且与燃料泵驱
当发动机操作时，凸轮轴旋转，固定至凸轮轴的燃料泵驱动凸轮使得柱 塞经由气门挺杆执行往复移动，使得压力腔交替地膨胀和收缩。当压力腔膨 胀时，燃料被吸入压力腔，当压力腔收缩时，压力腔中的燃料被加压并且排 入内燃机的燃料通道。
发明内容
由于燃料泵驱动凸轮与气门驱动凸轮共同地固定至凸轮轴，所以用于泵 驱动凸轮的空间会受到气门驱动凸轮和相关部件的布置结构的限制。
此外，由于气门挺杆由固定至凸轮轴的泵驱动凸轮进行驱动，所以燃料 泵的性能，诸如排放压力，取决于凸轮轴的转速。因此，会出现燃料泵无法 满足所需性能的情况。
因此，本发明的目的是增加燃料泵驱动装置的布置的自由度以及增加燃 料泵的性能。
为了实现上述目的，本发明提供一种向内燃机供给燃料的燃料泵所用的泵驱动装置。该内燃机包括曲柄轴、固定至曲柄轴的旋转驱动部件、旋转从 动部件以及围绕旋转驱动部件和旋转从动部件巻绕的环状扭矩传送部件。
燃料泵驱动装置包括与旋转驱动部件和旋转从动部件之间的环状扭矩 传送部件接合的旋转燃料泵驱动部件，并且在旋转时驱动燃料泵。
本发明的细节以及其他特征和优势将在下文参照附图进行il明。
图1是设置有根据本发明的燃料泵和燃料泵驱动装置的V形内燃机的关
^!建部件的前视图。
图2是燃料泵的示意图，示出其操作原理。
图3是燃料泵驱动装置的分解透视图。
图4是装配至内燃机的气缸盖的燃料泵驱动装置的透视图。
图5是装配至内燃机的气缸盖的燃料泵驱动装置的侧视图。
图6是根据本发明的轴的侧视图，示出油通道的结构。
图7是所述轴的沿图6中的线VII-VII所作的剖视图。
图8是根据本发明另一实施例的燃料泵驱动装置的横截面剖视图。
图9类似于图7，但是示出本发明的另一实施例。
具体实施例方式
参照图1，燃料泵驱动装置20由通过V形内燃机的正时链7A传递的旋 转力操作，该正时链作为环状扭矩传递部件。
该内燃^I^包括从气缸体1向外伸出的曲柄轴2。用作旋转驱动部件的曲 柄链轮3固定至曲柄轴2的伸出端。 一对气缸盖4A和4B固定至气缸体1 的上端。用于打开和关闭进气门的进气凸轮轴5和用于打开和关闭排气门的 排气凸轮轴6从每个气缸盖4A和4B分别向外伸出。用作旋转从动部件的 气门驱动链轮5A固定至进气凸轮轴5的伸出端，同样用作旋转从动部件的 气门驱动链轮6A固定至排气凸轮轴6的伸出端。
正时链7A围绕曲柄链轮3和设置在气缸盖4A上的气门驱动链轮5A和 6A巻绕。该内燃机包括围绕曲轴《连轮3和设置在气缸盖4B上的气门驱动链 轮5A和6A巻绕的另 一正时链7B。
正时链7A和7B如该图中的箭头所示顺时针运转，该图为从前部观看该内燃机。导向杆8A固定至气缸体1的外表面上，从而面对传递曲柄链轮
3的旋转力的正时链7A和7B的张紧侧。
可动张紧杆8B装配至气缸体1的外表面上从而面对正时链7A和7B的 松弛侧。张紧杆8B由链张紧装置9推动并且向正时链7A和7B施加侧向压 力从而调节正时链7A和7B的张紧。
油底壳11固定至气缸体1的下端。导向支架10固定至气缸体1的接近 曲柄链轮3的外表面，从而防止正时链7A和7B的打滑。
油泵驱动轴13从油底壳11向外伸出。油泵驱动链轮14固定至油泵驱 动轴13的伸出端。另一曲柄链轮12固定至与曲柄链轮13平行的曲柄轴2。 链15围绕链轮12和14巻绕。通过曲柄轴2的从曲柄轴2经由链轮12、 14 和链15传递至油泵驱动轴13的旋转力驱动油泵。可动张紧杆16装配至油 底壳11的外表面上，并与链15的松弛侧接触以调节链15的张紧。
燃料泵驱动装置20设置在气缸盖4A上。更具体地说，燃料泵驱动装置
处于气缸盖4B附近的内侧。
参照图2，由燃料泵驱动装置20驱动的燃料泵30是所谓的设置有执行 往复移动的柱塞31的柱塞泵。该柱塞31装配至形成在壳体32中的气缸32A 中以自由滑动。采用柱塞31在气缸32A中限定压力腔33。
压力腔33根据气缸32A中的柱塞31的往复移动进行膨胀和收缩。燃料 吸入通道34和燃料排出通道35形成在壳体32中，这两个通道的每个具有 与气缸32A连通的开口。
燃料吸入通道34的开口只形成在当压力腔33处于膨胀状态时使得燃料 吸入通道34与压力腔33连通的位置。燃料排出通道35的开口形成在使得 燃料排出通道35与压力腔33永久连通的位置。
单向阀36安装在燃料排出通道35中。单向阀36允许燃料穿过燃料排 出通道35从压力腔33排出，同时防止燃料排出通道35中的液体倒流。虽 然在该图中未示出，但是柱塞31沿使得压力腔33膨胀的方向由弹性部件推 动。
当柱塞31沿使得压力腔33膨胀的方向在气缸32A中滑动时，单向阀 36防止燃料从燃料排出通道35流入压力腔33,并且压力腔33中的压力变为负压。结果，当滑动柱塞31到达允许燃料吸入通道34与压力腔33连通 的位置时，穿过燃料吸入通道34将燃料吸入压力腔。
当柱塞31改变滑动方向并且关闭燃料吸入通道34时，压力腔33中的 燃料随着压力腔33的容量减小而被加压。因此，在压力腔33中加压的燃料 打开单向阀36并且被排入燃料排出通道35。
接下来，将说明用于驱动燃料泵30的燃料泵驱动装置20的结构。
参照图3，燃料泵驱动装置20包括支承在气缸盖4A外表面上的轴21、 凸轮单元23、间隔件24和支架25。轴21经由凸缘部件21A固定至气缸盖 4A的外表面。凸轮单元23经由轴承22装配至轴21的外圆周上以自由滑动。 间隔件24使用螺栓28固定至轴21的末梢端，由此将凸轮单元23保持在轴 21上的预定轴向位置。支架25和间隔件24防止轴21沿侧向方向移位。
参照图4，使用螺栓将支架25固定至链壳40。链壳40是气缸盖4A的 一部分或者固定于气缸盖从而封装正时链7A。图3所示的燃料泵30的壳体 32固定至链壳40或者可构造成链壳40的一部分。
燃料泵驱动链轮6A和凸轮27共轴地形成在凸轮单元23上。燃料泵驱 动链轮6A与正时链7A啮合。该凸轮27与燃料泵30的柱塞31的底表面接 触从而自由地滑动。燃料泵30的柱塞31的沖程距离取决于凸轮27的凸轮 轮廓。这里，凸轮27的凸轮轮廓设计为椭圆形，使得柱塞31 ^U亍两次往复 移动，轴21执行一次旋转。轴承22由图3所示的多个滚针轴承构成，从而 支承凸轮单元23以在轴21上自由地旋转。
参照图5,轴21的基部端借助凸缘部件21A由气缸盖4A支承，轴21 的末梢端经由间隔件24和支架25由链壳40支承。具有由此支承的两端的 轴21展现出足够的稳定性，能够抵抗燃料泵驱动链轮6A和凸轮27沿径向 方向施加的载荷。但是，仍然可通过省略支架25而将轴21支承为悬臂。
间隔件24由支架25支承从而沿轴向方向自由地滑动。当在链壳40和 燃料泵驱动装置20中出现热膨胀时，会在其间产生尺寸误差。根据该燃料 泵驱动装置20，这种误差可由能够相对于支架25轴向滑动的间隔件24吸收。
参照图6和7,穿过轴21形成用于供给润滑油的油道50。油道50用于 将润滑油供给至轴承22以及凸轮27与柱塞31接触的凸轮表面27b。
油道50包括轴向穿过轴21的中心形成的第一油路51和在轴21中从外 周起沿径向形成以连接至第一油路51的第二油路52。将润滑油供给至第一油路51的基部端。第二油3各52在轴21的外表面21B上具有开口 ，轴承22 在该轴21上旋转。通过切割滑动表面21B的一部分形成槽口 53，该槽口设 置在第二油路52的开口处。
应该指出的是，第一油路51的形成在轴21的末梢端上的开口由螺栓28 塞住。
根据上述结构，供给至第一油路51的基部端的润滑油经由第一油路51 和第二油路52引至槽口 53。由此存储在槽口 53中的润滑油对轴承22进行 润滑。已经润滑轴承22的润滑油通过滚针轴承传送至凸轮单元23的内表面， 该滚针轴承随着轴21和凸轮单元23的相对旋转而滚动。凸轮27具有通孔， 该通孔连接凸轮单元23的内表面和凸轮外周上的凸轮表面27b，使得凸轮单 元23的内表面上的润滑油传送至与柱塞31接触的凸轮表面27b。
当内燃机操作时，燃料泵驱动链轮26根据正时链7A的运转而旋转，形 成凸轮单元23的凸轮27也与燃料泵驱动链轮6A共同地进行旋转。与凸轮 27的凸轮表面27b接触的柱塞31然后执行遵循凸轮27的凸轮轮廓的往复移 动。作为柱塞31的往复移动的结果，燃料泵30从燃料吸入通道34吸入燃 料，加压所吸入的燃料，并且将加压燃料排入燃料排出通道35。
在该燃料泵驱动装置20中，燃料泵驱动链轮26在正时链7A脱离进气 凸轮轴5和排气凸轮轴6的位置处与正时链7A啮合，因此凸轮27不会与用 于驱动进气凸轮的气门驱动链轮5A或者用于驱动排气凸轮的气门驱动链轮 6A干涉。
燃料泵驱动装置20位于气门驱动链轮5A相对于正时链7A运转方向的 下游。正时链7A在曲柄链轮3相对于运转方向的下游侧上的松弛程度大于 其上游侧上的松弛程度。换句话说，在面对张紧杆8B的位置处的松弛程度 大于面对导向杆8A的位置处的松弛程度。当正时链7A的松弛程度较大时， 可在曲柄轴2的旋转角与燃料泵30的对应操作正时之间促使出现相位延迟。 为了减小该相位延迟，优选地将燃料泵驱动装置20设置在气门驱动链轮5A 的下游。
应该指出的是，如果要将燃料泵驱动装置20设置在气缸盖4B上，那么 气门驱动链轮5A的下游侧将对应于与气缸盖4A远离的气缸盖4B的外侧。 在该内燃机中，气缸盖4A和4B外侧上的空间小于其内侧上的空间，因此， 在该实施例中，将燃料泵驱动装置20优选地设置在气缸盖4A上。因此，应该根据空间的可用性判定燃料泵驱动装置20是否设置在气缸
盖4A上或者气缸盖4B上。
可将燃料泵驱动装置20设置在气缸体1上，而不是设置在气缸盖4A或 4B上。整个气缸盖4A、 4B和气缸体1称为发动机主体。燃料泵驱动装置 20可设置在发动机主体的任何位置上。
除了使用正时链7A或7B驱动燃料泵驱动链轮26,还可使用其他链诸 如用于驱动油泵的链15驱动燃料泵驱动链轮26,只要该链随着曲柄轴2的 旋转而以固定的方式运转。
如上所述，燃料泵驱动装置20的布置自由度要大于前述将燃料泵驱动 凸轮固定至进气或排气凸轮轴上的现有技术装置。类似地，对于燃料泵驱动 链轮26的尺寸，燃料泵驱动装置20具有大于现有技术装置的自由度。
燃料泵30的排气流率取决于凸轮27的转速，凸轮27的转速取决于燃 料泵驱动链轮26的齿数。因此，根据该燃料泵驱动装置20，可在设定燃料 泵30的燃料排放流率中实现更大的自由度。
此外，由于燃料泵驱动装置20具有形成在轴21中的油道50，所以即使 当内燃机固定时润滑油也集聚在油道50中，由此确保内燃机开始操作时的 轴承22和凸轮表面27b的润滑。
在该燃料泵驱动装置20中，轴21的两端分别由气缸盖4A和正时链壳 40支承，如图4和5所示，因此轴21具有稳定的支承结构。
支架25经由正时链壳40上的间隔件24支承所述轴21的末梢端，使得 间隔件24沿轴向方向自由地滑动。当由于正时链壳40和/或驱动装置20的 热膨胀而导致尺寸误差增加时，可通过间隔件40在轴向方向上相对于支架 25的滑动而吸收误差。这也是该驱动装置20的优选作用。
接下来，参照图8，将说明本发明的关于燃料泵驱动装置20的润滑结构 的另一实施例。
根据该实施例，除了使用多个滚针轴承将轴承22构造成滚柱轴承之外， 轴承22还可构造成金属轴承，即滑动轴承类型。
轴承22具有圆柱形状并且装配至轴21的外表面21B上，从而当凸轮单 元23旋转时相对于轴21旋转。通孔22a在轴岸义22中沿径向形成，从而将 槽口 53中的润滑油供给至轴承22的外表面。
凸轮27设置有两个通孔27a,每个通孔具有面对轴承22的开口和形成在凸轮表面27b上的开口。通孔27a在凸轮表面27b上的开口形成在凸轮表 面27b上的柱塞31将压力腔33保持在最膨胀状态的区域中，或者换句话说， 对应于凸轮27的基圓直径的区域。该开口也应该定位在凸轮27开始驱动柱 塞31的那一点的附近。如上所述，凸轮27具有椭圆形凸轮轮廓，使得柱塞 31执行两次往复移动而凸轮27执行一次旋转。椭圓形状凸轮轮廓具有两个 基圓直径区域。通孔27a形成在每个基圓直径区域中，使得两个通孔以180 度的间隔定位。
在上述润滑结构的构成中，仅在槽口 53、轴承22的通孔22a以及凸轮 27的通孔27a重叠时或者换句话说仅在凸轮27将要驱动柱塞31时，轴21 的槽口 53与通孔27a连通，润滑油被分配至凸轮表面27b。这种布置结构对 于供给润滑油来说在确保凸轮表面27b的润滑的同时抑制润滑油的消耗的方 面是优选的。
在2007年4月10日提交至日本专利局的Tokugan 2007-102500的内容 以及在2007年12月25日提交至日本专利局的Tokugan200孓332388的内容 引用结合于此。
虽然已经参照本发明的特定实施例说明了本发明，但是本发明并不局限 于上述实施例。本领域技术人员可在权利要求的范围内对上述实施例进行各 种改进和变化。
例如，如图9所示，除了在轴21中形成第二油路52和槽口 53之外' 可在轴21中形成横截面为常数的侧向孔54,用以连接至第一油路51。在该 结构中，由于省略了槽口 53,所以轴21上的切割工作:帔简化并且轴21的处 理成本可^皮减小。
显然，本发明可应用至使用正时带和滑轮代替正时链和链轮的内燃机中。
本发明的要求排他性权利或特权的实施例限定在权利要求书中。
权利要求
1. 一种向内燃机供给燃料的燃料泵(30)的燃料泵驱动装置(20)，所述内燃机包括曲柄轴(2)、固定于所述曲柄轴(2)的旋转驱动部件、旋转从动部件以及套绕于所述旋转驱动部件和所述旋转从动部件的环状扭矩传送部件，所述燃料泵驱动装置(20)包括旋转燃料泵驱动部件，该旋转燃料泵驱动部件与所述旋转驱动部件和所述旋转从动部件之间的环状扭矩传送部件接合并且在旋转时驱动所述燃料泵(30)。
2、 根据权利要求1所述的燃料泵驱动装置(20 )，其中，所述燃料泵(30 ) 包括柱塞(31 )并且随着所述柱塞(31 )执行往复移动而将燃料供给至所述 内燃机，且所述燃料泵驱动装置(20)还包括凸轮(27)，所述凸轮与所述 旋转燃料泵驱动部件一起旋转并且使所述柱塞(31)执行往复移动。
3、 根据权利要求2所述的燃料泵驱动装置(20),其中，所述旋转驱动 部件是固定于所述曲柄轴(2)的曲柄链轮(3),所述旋转从动部件是固定 于所述内燃机的凸轮轴的气门驱动链轮(5A),以及所述环状扭矩传送部件 是套绕于所述曲柄链轮(3)和所述气门驱动链轮(5A)的正时链(7A)。
4、 根据权利要求3所述的燃料泵驱动装置(20),其中，所述内燃机还 包括发动机主体(l、 4A、 4B)，而所述旋转燃料泵驱动部件是经由轴(21 ) 由所述发动机主体(1、 4A、 4B)支承的燃料泵驱动链轮(26)。
5、 根据权利要求4所述的燃料泵驱动装置(20)，其中，所述燃料泵驱 动链轮(26)在所述气门驱动链轮(5A)的、相对于所述正时链(7A)运 转方向的下游位置处与所述正时链(7A)接合。
6、 根据权利要求5所述的燃料泵驱动装置(20)，其中，所述内燃机还 包括形成V形的两个气缸盖(4A、 4B)，每个所述气缸盖包括通过各自的正 时链(7A、 7B)连接于所述曲柄链轮(3)的所述气门驱动链轮(5A)，以 及所述燃料泵驱动链轮(26)设置在其中一个所述气缸盖(4A)上，其中所 述气门驱动链轮(5A)的下游位置对应于所述气缸盖(4A)的内侧。
7、 根据权利要求4所述的燃料泵驱动装置(20),其中，所述内燃机还 包括固定于所述发动机主体(1、 4A、 4B)以封罩所述正时链(7A)的链壳(40),以及所述轴(21)的一端由所述发动机主体(1、 4A、 4B)支承，而所述轴(21)的另一端由所述链壳(40)支承。
8、 根据权利要求7所述的燃料泵驱动装置(20),其中，还包括固定于 所述链壳(40)的支架(25)和间隔件(24),该间隔件(24)固定于所述 轴(21)的所述另一端并由所述支架(25)支承，以便沿所述轴(21)的轴 向方向相对于所述支架(25)自由地移动。
9、 根据前述权利要求4-8任一项所述的燃料泵驱动装置(20),其中， 所述燃料泵驱动链轮(26)和所述凸轮(27)形成为单件凸轮单元(23)并 且经由轴承(22)支承在所述轴(21 )上以便自由地转动，且油道(51、 52、 53、 54)形成在所述轴(21)中以将润滑油供给至所述轴承(22)。
10、 根据权利要求9所述的燃料泵驱动装置(20 )，其中，所述凸轮(27 ) 具有与所述柱塞(31 )接触的凸轮表面(27b),以及将润滑油从所述轴承(22) 引至所述凸轮表面(27b)的通孔(27a)。
11、 根据权利要求10所述的燃料泵驱动装置(20)，其中，所述轴承(22) 是具有内周面、外周面以及连接所述内周面和所述外周面的通孔。2a)的 柱状滑动轴承，所述凸轮(27 )的凸轮轮廓具有基圓区域，且所述凸轮(27 ) 的所述通孔(27a)、所述轴承(22)的所述通孔(22a)以及所述油道(51、 52、 53、 54)的相对位置预先设定，使得仅在所述柱塞(31)与所述基圓区 域接触时，所述凸轮(27)的所述通孔(27a)经由所述轴承(22)的所述 通孔(22a)连接于所述油道(51、 52、 53、 54)。
全文摘要
一种燃料泵驱动装置(20)驱动燃料泵(30)的柱塞(31)以执行往复移动，从而向内燃机供给燃料。该燃料泵驱动装置(20)包括根据燃料泵驱动链轮(26)的旋转驱动柱塞(31)的凸轮(27)。该燃料泵驱动链轮(26)与在发动机的曲柄链轮(3)和气门驱动链轮(5A)之间运转的链(7A)啮合。由于燃料泵驱动链轮(26)的位置可从气门驱动链轮(5A)脱离，所以与柱塞(31)由直接固定至气门驱动链轮(5A)的凸轮轴(5)的凸轮进行驱动的情况相比，燃料泵驱动装置(20)具有更大的布置自由度，并且燃料泵(30)可展现出更好的性能。
文档编号F02M59/44GK101285443SQ20081008865
公开日2008年10月15日 申请日期2008年4月10日 优先权日2007年4月10日
发明者丸山典良 申请人:日产自动车株式会社