CN101932819A - 用于保护燃料滤清器的燃料系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种燃料系统(10)。该燃料系统包括以第一压强(P2)供应燃料的第一泵(13)。该燃料系统还包括流体连接在第一泵下游的燃料滤清器(14)。燃料系统还包括以第二压强(P3)接收燃料并流体连接在燃料滤清器下游的第二泵(16)。燃料系统又包括将第一泵的出口流体连接到第一泵的入口的第一通路(25，26)。燃料系统还包括位于第一通路内并且能够选择性地使得燃料流动通过第一通路的阀(19)。燃料系统还包括将第二泵的入口流体连接到阀的第二通路(24)，其中该第二压强作用于阀，以便在第二压强大于预定压强时使处于第一压强的燃料通过第一通路流到第一泵的入口。

Description

用于保护燃料滤清器的燃料系统
技术领域
本发明涉及一种燃料系统，并且更特别地涉及一种用于保护燃料滤清器的燃料系统。
背景技术
柴油发动机通常依靠压缩点火，在空气已被压缩之后燃料被喷射入燃烧室，使得在无需火花塞的情况下基本上立即燃烧。压缩点火柴油发动机通常包括共轨燃料喷射系统，该共轨燃料喷射系统将加压燃料引导到单独的燃料喷射器，以便喷射到燃烧室中。在进入共轨之前，燃料通常通过位于初级滤清器和二次滤清器之间的进给泵被泵送通过初级滤清器和二次滤清器。高压泵通常位于二次滤清器的下游。
在通常的系统中，定位在二次滤清器和高压泵之间的调节器阀将过量的燃料(即超过高压泵能力的燃料)返回到进给泵的入口。因此，超过必须量的燃料经过二次滤清器，减少了二次滤清器的使用寿命，或者在不减少使用寿命的条件下需要将二次滤清器设计得比必要的更大来处理过量流量。
在授权予Schueler的美国专利No.6520162(′162专利)中描述了一种防止非必要流量经过燃料喷射系统的滤清器的尝试。′162专利公开了共轨系统设置有用于将燃料流从燃料箱传递到高压泵的预进给泵。′162专利还公开了设置在预进给泵下游的燃料滤清器、根据燃料滤清器压差来关闭通过滤清器的流量的安全阀装置、以及绕过安全阀装置的旁路。
尽管′162专利的燃料喷射系统可提供用于防止由于异常条件造成燃料泵受损的方法，但是其未能提供用于在正常条件下控制燃料流量的方法。具体而言，′162专利不能防止在正常运转条件下非必要流量经过燃料滤清器而延长滤清器的使用寿命或允许更小的滤清器占地设计。
本发明旨在克服上述的一个或多个问题。
发明内容
根据一个方面，本发明涉及一种燃料系统。该燃料系统包括以第一压强供应燃料的第一泵。该燃料系统还包括流体连接在第一泵下游的燃料滤清器。燃料系统还包括以第二压强接收燃料并流体连接在燃料滤清器下游的第二泵。燃料系统又包括将第一泵的出口流体连接到第一泵的入口的第一通路。燃料系统还包括位于第一通路内并且能够选择性地使得燃料流动通过第一通路的阀。燃料系统还包括将第二泵的入口流体连接到阀的第二通路，其中该第二压强作用于阀，以便在第二压强大于预定压强时使处于第一压强的燃料通过第一通路流到第一泵的入口。
根据另一个方面，本发明涉及一种引导燃料流的方法。该方法包括将燃料从处于第一压强的第一位置引导到处于第二压强的第二位置。该方法还包括过滤位于第一位置和第二位置之间的燃料。该方法还包括泵送处于第二位置下游的位置处的燃料。该方法又包括在第二压强超过期望压强时将处于第一压强的一定量燃料从第一位置转向到位于第一位置上游的位置。
附图说明
图1为示例性公开的燃料喷射系统的示意图；以及
图2为燃料喷射系统的示例性公开的调节器阀的剖视图。
具体实施方式
图1示出了一种示例性燃料系统10。燃料系统10可以是共轨燃料喷射系统并且可包括燃料容器11，该燃料容器11通过通路20流体连接到滤清器12。泵13可通过通路21流体连接到滤清器12的下游，并且可通过通路22流体连接到滤清器14的上游。燃料系统10可附加地包括通过通路23流体连接到滤清器14的下游的泵16。共轨17可通过通路27流体连接到泵16的下游并可通过多个通路29流体连接到多个喷射器18的上游。喷射器18可将燃料喷射入发动机(未显示)并可通过泄漏返回通路31流体连接到容器11。
滤清器12和滤清器14可以是本领域中已知的任何适当类型的燃料滤清器，例如不锈钢的燃料滤清器或塑料的燃料滤清器。滤清器12和滤清器14可用于过滤出锈、污物或来自燃料的其它颗粒物。例如在加注燃料过程中锈或涂料碎片被磕碰进入燃料入口时，或从容器11中的水的湿气导致的锈中，这些颗粒物可进入燃料系统10。滤清器12可以是能够相比滤清器14而言去除较大颗粒物的初级滤清器，滤清器14可以是能够去除相对较小颗粒物的二次滤清器。该设置可允许燃料以两步骤过程被过滤，较大颗粒物可通过滤清器12过滤，较小颗粒物可通过滤清器14过滤。通过从燃料中去除杂质，滤清器12和滤清器14可用于防止燃料喷射器18上由颗粒物导致的磨损。滤清器12和滤清器14还可使发动机更有效地运转，因为未受污染的燃料可比受污染的燃料更有效地燃烧。
泵13可以是旋转斜盘泵，其具有容纳活塞(未显示)的转动缸体(未显示)。弹簧(未显示)可将活塞压到旋转斜盘(未显示)上，旋转斜盘相对于活塞以一定角度定向。随着旋转斜盘相对于活塞转动，活塞在每一转的第一个半转的过程中接收流体并在第二个半转中以升高的压强排出流体。旋转斜盘的角度是可变的，随着旋转斜盘的角度增大，传递的燃料的量增加。可以想到，泵13也可以是齿轮泵或叶片泵。泵13可以用作进给泵，以引导燃料从容器11通过滤清器12和滤清器14并进入泵16。
泵16可以是本领域已知的适用于共轨燃料喷射的任何类型的高压泵。泵16可包括限定多个筒(未显示)的壳体(未显示)。柱塞(未显示)可滑动地设置在每个筒内，从而限定泵送腔室。柱塞可通过本领域内已知的任何适当的致动器驱动，例如凸轮、螺线管致动器、压电致动器、液压致动器或马达。泵16可用于将存储在共轨17的容器(未显示)内的燃料保持在相对高的压强。泵13和泵16可以是发动机驱动或独立地驱动的。
共轨17可以是能够分配来自泵16的加压流体流的进口歧管。共轨17能够将燃料通过通路29分配到喷射器18。共轨17和喷射器18可与控制器(未显示)相关联，该控制器可控制燃料喷射器18喷射燃料的致动正时、压强和持续时间。通过在发动机运转过程中的最佳时刻(例如在发动机的压缩冲程结束时)喷射加压燃料，共轨17和喷射器18可提供更好的燃料雾化并由此提供更好的发动机效率。
燃料系统10还可包括用于控制通过滤清器14的流量的调节器阀19。调节器阀19能够使用液压反馈来调节燃料流。如图2所示，调节器阀19可包括壳体33，该壳体33可提供用于定位在壳体33的弹簧腔35内的弹簧37的支承表面。调节器阀19还可包括柱塞39，柱塞39可容纳在壳体33内。柱塞39的第一端43可连接到弹簧37，使得柱塞39的移位可导致弹簧37的扩张或收缩。弹簧37可预加载，从而该弹簧37致偏柱塞39，使之靠在壳体33的座41上。如图2所示，通路25可在位于座41的第一侧上的位置处流体连接到壳体33，并且通路26可在位于座41的第二侧(与第一侧相对)上的位置处流体连接到壳体33的弹簧腔35。通路24可流体连接到壳体33，在壳体33中通路24可邻接柱塞39的第二端45。
通路24中的加压流体的压强可作用于柱塞39的第二端45，从而将力施加到柱塞39。所施加的力可超过弹簧37中的预加载，这可导致弹簧37收缩并使得柱塞39运动。弹簧37中的预加载可等价于泵16的预定压强(例如，期望入口压强)。如果在泵16的入口和通路24处的压强超过期望压强，柱塞39可运动离开座41，从而在通路25、弹簧腔35和通路26之间建立流体连接。调节器阀19可通过通路25和通路26将过量燃料流从泵13的出口引导到泵13的入口，由此使过量燃料从滤清器14转向。因此，调节器阀19能够根据泵16的入口处的压强选择性地允许燃料从泵13的出口流动到泵13的入口。由于燃料流从滤清器14和泵16的入口转向，通路24中的加压流体的压强可减小，从而允许弹簧37扩张并且关闭调节器阀19以基本阻塞通路25和通路26之间的流。
工业实用性
所公开的燃料喷射系统可通过使用用于保持经过滤清器14的流量的调节器阀19来延长燃料滤清器14的使用寿命，其中调节器阀19保持泵16的入口处的期望压强。通过保持期望压强，燃料滤清器14的使用寿命可被延长并且/或可使用更小的滤清器占地设计，由此节约成本。
参照图1，泵13可将燃料从容器11通过通路20、21、22和23、滤清器12和滤清器14到达泵16。调节器阀19可将泵16的入口处的压强P3保持在对于泵16的运转而言最佳的期望入口压强。泵16入口处的压强P3可通过通路24作用于柱塞39的第二端45，从而向柱塞39施加力(即压强P3乘以第二端45的面积)。当压强P3超过泵16的期望入口压强时，所施加的力可导致弹簧37收缩，使得柱塞39从座41运动离开。可建立通路25、弹簧腔35和通路26之间的流体连接。泵13出口处的压强P2的燃料可从泵13的出口通过通路25和通路26流动到泵13的入口，由此使过量燃料流从滤清器14转向。泵13入口处的燃料可以以压强P1加压。随着燃料流从滤清器14和泵16的入口转向，泵16入口处的压强P3可减小，直到等于期望压强，从而允许弹簧37扩张并且关闭调节器阀19。
燃料系统10可帮助减小与燃料滤清器14相关的成本。燃料系统10可通过使用调节器阀19来保持经过滤清器14的与泵16入口处的期望压强相对应的流量来延长燃料滤清器14的使用寿命。通过以此方式阻止非必要的流量，滤清器14的使用寿命可被延长。通过阻止非必要的流量，滤清器14的占地设计也可被减小，这可节约成本。
本领域技术人员可理解的是，可对所公开的燃料系统进行各种变型和改变。考虑到所公开的方法和设备的说明和实践，本领域技术人员可想到其它实施方式。意图是将说明和例子仅仅作为示例性的，真正的范围由权利要求书给出。

Claims (10)

1.一种燃料系统(10)，包括：
以第一压强(P2)供应燃料的第一泵(13)；
流体连接在所述第一泵下游的燃料滤清器(14)；
以第二压强(P3)接收燃料的第二泵(16)，其中所述第二泵流体连接在所述燃料滤清器的下游；
将所述第一泵的出口流体连接到所述第一泵的入口的第一通路(25，26)；
位于所述第一通路内并且能够选择性地使得燃料流动通过所述第一通路的阀(19)；以及
将所述第二泵的入口流体连接到所述阀的第二通路(24)，其中所述第二压强作用于所述阀，以便在所述第二压强大于预定压强时使处于所述第一压强的燃料通过所述第一通路流到所述第一泵的入口。
2.如权利要求1所述的燃料系统，其中，所述阀包括连接到预加载的弹簧(37)的柱塞(39)。
3.如权利要求2所述的燃料系统，其中，所述预加载的弹簧以对应于所述第二泵的入口处的所述预定压强的力预加载。
4.如权利要求3所述的燃料系统，其中，所述阀能够在所述第二压强超过所述预定压强时打开。
5.如权利要求1所述的燃料系统，其中，所述燃料系统是共轨燃料喷射系统。
6.一种引导燃料流的方法，包括：
将燃料从处于第一压强(P2)的第一位置引导到处于第二压强(P3)的第二位置；
过滤位于所述第一位置和所述第二位置之间的燃料；
泵送处于所述第二位置下游的位置处的燃料；以及
在所述第二压强超过期望压强时将处于所述第一压强的一定量燃料从所述第一位置转向到位于所述第一位置上游的位置。
7.如权利要求6所述的方法，其中，在所述第二压强超过期望压强时使所述一定量的燃料转向而不被过滤。
8.如权利要求6所述的方法，其中，通过来自所述第二压强的液压力导致转向。
9.如权利要求6所述的方法，其中，泵送处于所述第二位置下游的位置处的燃料是用于共轨燃料喷射系统。
10.一种燃料喷射系统(10)，包括：
容器(11)；
流体连接在所述容器下游的第一滤清器(12)；
流体连接在所述第一滤清器下游并且能够以第一压强(P2)供应加压燃料的第一泵(13)；
流体连接在所述第一泵下游的第二滤清器(14)；
流体连接在所述第二滤清器下游并且能够以第二压强(P3)接收加压燃料的第二泵(16)；
将所述第一泵的出口流体连接到所述第一泵的入口的第一通路(25，26)；以及
位于所述第一通路内的阀(19)，所述阀能够根据所述第二压强选择性地使得燃料从所述第一泵的出口流动到所述第一泵的入口。
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