CN101680409B - 燃料供给系统中的燃料存储器 - Google Patents

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Abstract

一种活塞发动机的燃料供给系统的燃料存储器或轨道(12)，包括：限定用于加压燃料的燃料空间(21)的本体(20)；以及通向燃料空间(21)的至少一条通道(22)。在通道(22)的孔(25)处具有仅仅在燃料空间(21)的长度的一部分上延伸的槽形凹部(24、24’)。

Description

燃料供给系统中的燃料存储器
技术领域
本发明涉及活塞发动机的燃料供给系统的燃料存储器。
背景技术
在柴油机的共轨燃料喷射系统中，燃料通过低压泵和高压泵供给到高压燃料存储器中，例如高压蓄压器或所谓的共轨。燃料从高压燃料存储器进一步沿着分立导管供给到每个气缸的喷嘴。燃料根据发动机的运行在期望时刻从喷嘴引导到气缸的各个燃烧室。存在有多个高压燃料存储器，由此，燃料从每个燃料存储器供给到两个或更多喷嘴。
高压燃料存储器的燃料压力是高的，甚至高达2000bar，由此，燃料蓄压器遭受会导致在其构造材料中形成裂纹的强应力，特别是在燃料存储器壁的开口区域中和其尖锐边缘的截面变化时。
文献EP 1413744公开了一种活塞发动机的燃料存储器，其中燃料空间由两个细长圆柱形孔组成，所述孔被设置成在截面上部分地重叠。
US 2005/144558披露了一种用于共轨式燃料供应系统的蓄压器。该蓄压器包括在轨的长度的一部分上延伸的槽。所述槽位于通向燃料空间的通道的孔处。
US 6612289公开了一种内燃机的共轨燃料喷射系统。该共轨包括配备有多个连接开口的中空基体。为了提高高压强度，基体的内部被实现为在连接开口的区域中基本上是平的。
发明内容
本发明的目的是增加燃料供给系统的燃料存储器的压力强度。
如所附权利要求1所公开的那样来实现根据本发明的目的。根据本发明的燃料供给系统的燃料存储器包括通向燃料存储器的燃料空间的通道。在燃料空间中的通道的孔处具有仅仅在燃料空间长度的一部分上延伸的槽形凹部。
通过本发明实现了显著优点。
在孔处通向燃料空间的凹部显著减小了在孔的区域中施加在燃料存储器上的应力。这继而减小了在燃料空间本体的构成材料中形成裂纹的危险，因此增加了部件的耐久性。此外，也容易结合现有的燃料存储器来形成凹部。
在下文结合附图通过举例来更详细地解释本发明。
附图说明
图1示意性地示出了柴油机的燃料供给系统；
图2是根据本发明的一个燃料蓄压器的截面图；
图3示出了沿A-A线截取的图2的燃料蓄压器；
图4示出了根据本发明的另一个燃料蓄压器。
图5示出了沿B-B线截取的图4的燃料蓄压器。
具体实施方式
图1示出了包括多个气缸的柴油机(特别是大型柴油机)的燃料供给系统28。大型柴油机在这里指的是能够例如用作船舶或发电厂中用于产生电和/或热的主发动机或辅助发动机。燃料由低压泵2从燃料箱1沿着低压管线3供给到高压泵4。低压管线3中的压力通常约为7bar。低压管线3设有卸压阀5，低压管线3可通过该卸压阀5再连接到燃料箱1。通过卸压阀5保持低压管线3中的期望恒压。代替卸压阀5，简单的节流构件可用于保持低压管线3中的恒压。
燃料由高压泵4从低压管线3沿着高压线路11泵送到用作燃料存储器的蓄压器12。高压泵4设有控制阀6和活塞构件7。活塞构件7接收来自发动机的凸轮轴9的凸轮构件8的引导件10。在必要时，每个凸轮构件8可以包括多个凸轮，从而在高压泵4提供进入蓄压器单元的某一体积流率/时间单位时，泵的外部尺寸可相应地保持较小并且因此由泵提供给蓄压器的压力激波较小。
在根据图1的实施例中，每个高压泵4通过高压线路11连接到其自身的高压燃料存储器，例如蓄压器12。蓄压器12继而由分立导管14连接到气缸的喷嘴15。每个蓄压器12连接到两个或更多喷嘴15。该设置也可以实现成具有少于蓄压器12的高压泵4，由此，每个高压泵4供应燃料给多个蓄压器。于是，燃料供给系统具有例如两个或更多蓄压器12/一个高压泵4，或者三个或更多蓄压器12/两个高压泵4。高压燃料存储器可以是所谓的共轨，燃料由一个或多个高压泵供给到该高压燃料存储器并且燃料从该高压燃料存储器沿着分立导管供给到两个或更多喷嘴15。
蓄压器12通过导管13彼此相连接以便平衡蓄压器之间的压差。蓄压器12中的燃料压力高于800bar，通常在1000-2000bar。高压泵4的运行和待使用的喷射压力可以根据发动机负荷、运行速度或其它参数以这样已知的方式来控制。
系统中只有一个或几个蓄压器12设有辅助阀16，该辅助阀的运行由附接于发动机的伺服油路的预控制阀17来控制。伺服油泵18使伺服油路中保持大约100bar的压力。伺服油路在喷射阀15中也以本质上已知的方式用来与常规电磁阀(未示出)一起控制燃料喷射。借助于阀16，系统的蓄压器12可以通过线路19连接到燃料箱1。因此，在必要时，蓄压器12可以通过阀16来减压。另外，阀16能够使燃料(特别是重燃料油)在系统中循环，例如用于在起动发动机之前来加热系统。在需要时，通过开启和关闭控制阀6，借助于阀16也可以确保经过每个蓄压器12的流量。此外，阀16可以有利地用作卸压阀，因为在任何情况下，系统的高压回路也需要卸压阀。
在文献EP 959245中更详细地描述了图1所示的燃料供给系统。
在根据图1的燃料供给系统中，根据图2和3或者图4和5的高压燃料存储器12可以用作蓄压器。在两个实施例中，燃料存储器12包括本体20，本体20具有用于加压燃料的细长燃料空间21。燃料空间21是圆柱形的。如图2和4所示，燃料空间21的截面是圆形的。通常，燃料空间21的直径D、D’是20-100mm。另外，本体20包括供给通道22，供给通道22通向燃料空间21，加压燃料通过所述供给通道从高压泵4沿着高压线路11被引导到燃料空间21中。供给通道22的孔面向燃料空间21的边缘被倒圆角。供给通道22的截面具有圆形形状。本体20中的供给通道22的孔25在燃料空间的纵向(即，中央轴线26的方向)上位于燃料空间21的中央。另外，本体20包括排放通道23，该排放通道23通向燃料空间21，燃料通过所述排放通道从燃料空间21排出并且沿着导管14引导到喷嘴15。每个喷嘴具有一个排放通道23，所述喷嘴与高压燃料存储器12流动连接。排放通道23的孔位于燃料空间21的端部附近。
由于燃料存储器12中占优势的高燃料压力，在本体20的材料中(特别是在供给通道22的孔25的区域中)可能形成裂纹和磨损故障。为了防止损坏，本体20中的燃料空间21的内表面设有一个槽形凹部24或两个槽形凹部24’，所述凹部位于供给通道22的孔25处。凹部24、24’仅仅在燃料空间21的长度的一部分上延伸。凹部24、24’是细长的。通常，凹部24、24’的长度小于燃料空间21的长度的一半。凹部24、24’是圆柱形的。凹部24、24’的纵轴线27与燃料空间21的纵轴线26平行。可以在燃料存储器的内壁上例如通过铣削来形成凹部24、24’。在凹部的机加工之后，供给通道22的孔面向燃料空间21的边缘例如通过研磨液来倒圆角。根据燃料存储器的尺寸来选择曲率半径R。曲率半径R为至少0.5mm。
在根据图2和3的实施例中，凹部24的截面是弯曲的，优选具有圆弧形状。截面的形状在凹部24的整个长度上是恒定的或基本恒定的。凹部24例如通过铣削制成。供给通道22的孔25的中点既在横向中又在燃料空间21的纵向上(即中央轴线26的方向上)位于凹部24的中央。具有圆弧形状的凹部24的延伸部在图2中由虚线标记。凹部24的直径d被选择使得凹部24的延伸部经过燃料空间21的中央轴线26。凹部24的直径是d并且凹部24的中点的深度是h，由此，比例h/d在0.05和0.2之间。凹部24的宽度w与供给通道22的直径Sd的比通常为2-5。凹部24的长度L与供给通道22的直径Sd的比是2-5。
在根据图4和5的实施例中，本体20在供给通道22的孔25处设有两个槽形凹部24’，所述凹部设置成使得它们截面部分重叠。凹部24’是相同的。凹部24’在燃料空间21的横向中的孔25的中央彼此相交。凹部24’是平行的。凹部24’的截面是弯曲的，优选具有圆弧形状。凹部24’的截面在整个长度上是恒定的或基本恒定的。供给通道22的孔25的中点在燃料空间21的纵向上位于凹部24’的中点。凹部24’相对于供给通道22的孔25的中点对称地设置。具有圆弧形状的凹部24’的直径是d’并且凹部24’的深度是h’，由此，比例h’/d’在0.05和0.2之间。
具有圆弧形状的两个凹部24’的延伸部在图4中由虚线标记。凹部24’的直径d’被选择使得所述延伸部经过燃料空间21’的中央轴线26。凹部24’的宽度w’大致等于燃料空间的直径D’。凹部24’的宽度w’可以例如是燃料空间的直径D’的80-95％。凹部24’的长度L’与供给通道22的直径Sd的比是2-5。
在上述的两个实施例中，凹部24、24’的深度h、h’是燃料空间21的直径D、D’的3-10％。在通向燃料空间21、21’的另一个孔的区域(例如排放通道23的区域)中可以按类似的方式设置凹部24、24’。可以有通向燃料空间21的多于一个的供给通道，由此，凹部24或凹部24’设置在每个供给通道的孔处。

Claims (8)

1.一种活塞发动机的燃料供给系统的燃料存储器(12)，包括：限定用于加压燃料的燃料空间(21)的本体(20)；以及通向燃料空间(21)的至少一条通道(22)，其中在通道(22)的孔(25)处具有两个槽形凹部(24’)，其特征在于：所述两个槽形凹部(24’)仅仅在燃料空间(21)的长度的一部分上延伸，并且所述两个槽形凹部(24’)相对于通道(22)的孔(25)的中点对称地设置，所述两个槽形凹部(24’)的截面部分重叠。
2.根据权利要求1所述的燃料存储器(12)，其特征在于：两个槽形凹部(24’)的交点位于通道(22)的孔(25)的中点。
3.根据权利要求1或2所述的燃料存储器(12)，其特征在于：两个槽形凹部(24’)的截面具有圆弧形状。
4.根据权利要求1所述的燃料存储器(12)，其特征在于：两个槽形凹部(24’)的纵轴线(27)与燃料空间(21)的纵轴线(26)平行。
5.根据权利要求1所述的燃料存储器(12)，其特征在于：两个槽形凹部(24’)的深度(h、h’)是燃料空间(21)的内径(D)的3-10％。
6.根据权利要求1或5所述的燃料存储器(12)，其特征在于：两个槽形凹部(24’)的长度(L、L’)是通道(22)的直径的2-5倍。
7.根据权利要求1所述的燃料存储器(12)，其特征在于：通道是供给通道(22)，燃料通过所述供给通道引导到燃料空间(21)。
8.一种活塞发动机的燃料供给系统(28)，其特征在于，具有前述权利要求中任一项所述的燃料存储器(12)。
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