[发明专利]具有竖直曲轴和凸轮轴驱动的燃料泵的驱动系统

说明书

本发明涉及一种用于舷外马达的驱动系统。该驱动系统包括燃烧发动机(30)，该燃烧发动机具有被适配成围绕基本上竖直的轴线旋转的曲轴(31)。该燃烧发动机进一步包括与该竖直曲轴(31)平行地延伸的凸轮轴(61)。高压燃料泵(91)被设置用于将高压燃料供应到燃烧气缸(33a至33c)。该高压燃料泵(91)由该凸轮轴(61)直接驱动。

技术领域

本发明涉及一种驱动系统，具体地但非排他地，涉及一种用于船舶的舷外马达的竖直轴线驱动系统。本发明的其他方面涉及一种包含竖直曲柄轴线驱动系统的舷外马达、以及一种装备有该舷外马达的船舶。

背景技术

目前，舷外发动机市场以汽油发动机为主，汽油发动机主要是针对较小的船(即，用于休闲市场)而设计的。不仅汽油发动机通常比其柴油等同物轻，用于舷外马达的常规柴油发动机往往还不符合现代排放标准。然而，由于较重的柴油燃料因其较低挥发性所致的提高的安全性以及与母船的燃料兼容性，从军事运营商到超级游艇拥有者的一系列用户开始青睐柴油舷外马达。此外，柴油是具有较容易获得的基础设施的更加经济的燃料来源。

鉴于以上所述，柴油舷外马达已成为海事研究活动的焦点，目的在于改变舷外发动机市场。

为了满足现行的排放标准，柴油内燃发动机现包含较复杂的注料系统。新型发动机在动力输出与排气排放两方面均表现出较好的性能。在过去，注料执行器利用化油器来经由歧管喷射给发动机的燃烧气缸加注燃料，而现代柴油发动机使用直接气缸喷射来改善性能特性。通过将加压燃料直接喷射到燃烧室中，可以实现更好的空气/燃料混合物，从而获得更好的发动机经济性和排放控制。

特别是在竖直驱动系统中，例如对于舷外马达来说，直接气缸喷射的利用需要使用高压泵。通常，正排量泵被用于此目的。一些已知的驱动系统包括直接由发动机的曲轴驱动的高压正排量泵。

将燃料泵由曲轴驱动带来许多问题。首先，由于有限的包装空间，通常不希望将高压燃料泵直接附接到曲轴的端部而导致较庞大的布置。因此，往往使用复杂的传动布置来将高压泵放置在现有空间包络内。

鉴于现有技术的上述缺点，本发明的目的是克服与常规解决方案相关联的问题，并提供一种用于舷外马达的新型驱动系统，该新型驱动系统优化现有包装空间的使用并且表现出增加的泵效率。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于船用舷外马达的驱动系统，该驱动系统包括连接到推进装置的内燃发动机，该内燃发动机包括用于驱动该推进装置的曲轴，其中，在使用中，该曲轴被布置成围绕基本上竖直的曲轴轴线旋转，并且其中该内燃发动机进一步包括用于操作该发动机的一个或多个气缸阀的凸轮轴，所述凸轮轴被布置用于围绕与该曲轴轴线基本上平行布置的凸轮轴轴线旋转。该驱动系统进一步包括用于对操作该内燃发动机所使用的燃料进行加压的燃料泵，所述燃料泵被配置成由该凸轮轴驱动。该燃料泵包括被布置成围绕输入轴轴线旋转的输入轴，所述输入轴轴线相对于所述凸轮轴轴线以在30度至150度之间的角度布置。

因为舷外马达的驱动系统通常包含竖直曲轴，如果使燃料泵的旋转轴线与竖直曲轴平行地在标准取向中定向，则燃料泵的取向会出现问题。具体地，燃料泵对其操作的取向敏感，也就是说，高压燃料泵没有被设计成比如当泵轴线竖直地布置(即，与曲轴成直线)时，沿泵旋转轴线承载显著的推力载荷。本发明的驱动系统寻求解决这些和其他缺点，如将从下面的说明书的全面阅读显而易见。

在本说明书中，燃料泵“由凸轮轴驱动”意味着燃料泵连接到凸轮轴，使得燃料泵的液压输出直接取决于凸轮轴的旋转速度。这种特别布置具有可以最有效地使用现有包装空间的优点。使用凸轮轴来驱动泵也简化了驱动系统的维护，这是因为泵可以被布置成在内燃发动机的外部是更容易接近的。在按照惯例燃料泵可以直接由发动机的曲轴驱动的情况下，在本发明中，虽然驱动最终源于曲轴(正如所有旋转动力是在本文所描述类型的内燃发动机中产生的那样)，但在本发明中，凸轮轴位于曲轴与燃料泵之间的传动系中。