CN102933831B

CN102933831B - 压力调节器

Info

Publication number: CN102933831B
Application number: CN201180015248.XA
Authority: CN
Inventors: 小川義英
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2031-05-27
Also published as: JPWO2012164650A1; US20120298075A1; WO2012164650A1; DE112011105285B4; CN102933831A; DE112011105285T5; JP5316720B2; US9200602B2

Abstract

本发明涉及一种压力调节器(32)，其被连接在接受由供给泵进行的燃料供给的燃料配管(31)上。该压力调节器(32)中形成有用于使燃料配管(31)内的燃料返回到燃料罐的燃料流道。此外，在压力调节器(32)中设置有止动器(41)，其在阀体(37)基于燃料配管(31)内的燃料压力的增大而进行位移时能够与该阀体(37)抵接。该止动器(41)通过基于燃料配管(31)内的燃料压力的增大而产生的阀体(37)的位移，从而使上述燃料流道的燃料流通面积缩小。因此，在燃料配管(31)内的燃料压力较高时通过以上述方式而使上述燃料流道的燃料流通面积缩小，从而燃料配管(31)内的燃料将难以经由上述燃料流道而被放出。因此，当在燃料配管(31)内的燃料压力较高的状况下想要通过提高供给泵的驱动率而使该泵的燃料的喷出流量增多时，能够与之相应地使燃料配管(31)内的燃料压力有效地上升。

Description

压力调节器

技术领域

本发明涉及一种压力调节器，其被设置在搭载于汽车等中的内燃机的燃料供给装置中，对燃料配管内的燃料压力的过度上升进行抑制。

背景技术

在搭载于汽车等中的内燃机的燃料供给装置中设置有：泵，所述泵在将燃料罐内的燃料汲取后经由燃料配管而向燃料喷射阀供给；压力调节器，所述压力调节器对通过该泵的驱动而被调节的燃料配管内的燃料压力的过度上升进行抑制。作为这种压力调节器，已知例如专利文献1所示的压力调节器。

在上述压力调节器中，形成有用于使燃料配管内的燃料返回燃料罐的燃料流道。此外，压力调节器具备通过基于燃料配管内的燃料压力的力而进行位移的可动部，并根据该可动部的位置，而使燃料从上述燃料配管经由燃料流道而返回至燃料罐时的、该燃料的流量可变。具体而言，通过基于燃料配管内的燃料压力的增大而产生的可动部的位移，从而使从该燃料配管经由燃料流道而向燃料罐流动的燃料的量增多。

通过在燃料供给装置中设置上述压力调节器，从而在通过泵的驱动而被调节的燃料配管内的燃料压力过度上升时，通过基于该燃料压力的增大而产生的可动部的位移，使从燃料配管经由燃料流道向燃料罐流动的燃料的流量增多，由此对燃料配管内的燃料压力的过度上升进行抑制。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-99027号公报(段落[0027]，图2)

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在想要为了实现燃料的良好的燃烧从而促进从燃料喷射阀喷射的燃料的雾化、或者为了提高发动机输出功率从而增加燃料喷射阀的燃料喷射量的情况下，优选提高燃料配管内的燃料压力。但是，在意图提高燃料配管内的燃料压力的情况下，即使想要通过提高泵的驱动率从而增加该泵的燃料的喷出流量，也无法与之相应地使燃料配管内的燃料压力上升。

这与如下情况有关，即，燃料配管内的燃料压力越升高，则由泵向该配管的燃料供给越难以进行，并且燃料配管内的燃料越容易从压力调节器的燃料流道向燃料罐流动。另外，在图7中，实线表示了泵的驱动率固定的条件下的燃料配管内的燃料压力、与从泵向燃料配管供给的燃料的流量之间的关系，虚线表示了泵的驱动率固定的条件下的燃料配管内的燃料压力、与从燃料配管经由压力调节器的燃料流道而返回到燃料罐的燃料的流量之间的关系。

由图7可知，在泵的驱动率固定的条件下，燃料配管内的燃料压力越升高，则由泵向燃料配管供给的燃料的流量(实线)越减少，并且从燃料配管经由压力调节器的燃料流道而返回到燃料罐的燃料的流量(虚线)越增多。换言之，如上所述，燃料配管内的燃料压力越升高，则向燃料配管的燃料供给越变得难以进行，并且燃料配管内的燃料越容易从压力调节器的燃料流道向燃料罐流动。因此，当燃料配管内的燃料压力已升高时，由于即使为了提高该燃料压力而提高泵的驱动率，也难以有助于燃料配管内的燃料压力的上升，因此无法有效地使燃料配管内的燃料压力上升。

另外，当想要在这种状况下提高燃料配管内的燃料压力时，必须在进一步提高了泵的驱动率的状态下进行驱动，为此将不可避免地使能量消耗变大。此外，为了使上述泵的燃料的喷出流量增多，还可能需要使该泵大型化。

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供一种如下的压力调节器，即，当在燃料配管内的燃料压力较高的状况下想要通过提高泵的驱动率从而使该泵的燃料的喷出流量增多时，所述压力调节器能够相应地使燃料配管内的燃料压力有效地上升。

用于解决课题的方法

在本发明的一种方式中，基于通过泵的驱动而被调节的燃料配管内的燃料压力的力，作用于压力调节器的可动部。而且，当压力调节器的可动部通过基于上述燃料压力的力而进行位移时，所述压力调节器根据此时的可动部的位置而使经由燃料流道将燃料配管内的燃料放出时的燃料的流量可变。在此，上述压力调节器具备止动器，所述止动器在上述可动部基于燃料配管内的燃料压力的增大而进行位移时能够与该可动部抵接。该止动器通过基于燃料配管内的燃料压力的增大而产生的可动部的位移，从而使上述燃料流道的燃料流通面积缩小。因此，当燃料配管内的燃料压力较高时，通过如上所述使上述燃料流道的燃料流通面积缩小，从而能够使经由燃料流道将燃料配管内的燃料放出时的该燃料的流量减少。换言之，燃料配管内的燃料将变得难以经由燃料流道而被放出。如此，由于燃料配管内的燃料难以经由燃料流道而被放出，因此，当在燃料配管内的燃料压力较高的状况下想要通过提高泵的驱动率从而使该泵的燃料的喷出流量增多时，能够与之相应地使燃料配管内的燃料压力有效地上升。

另外，在上述压力调节器中，可以考虑在可动部的内部形成成为上述燃料流道的一部分的通道，并且在该通道的下游设置止动器。此时的止动器成为，在基于燃料配管内的燃料压力的增大而产生的可动部的位移时，使上述燃料流道中的上述通道的下游部分的燃料流通面积缩小的构件。此外，优选为，可动部的上述通道具备节流装置，所述节流装置用于使从可动部的上述通道中通过的燃料的流通面积缩小。由于通过以上述方式在可动部的上述通道中形成节流装置，从而使燃料配管内的燃料经由燃料流道流动时的燃料的流量变少，因此，在提高了泵的驱动率时燃料配管内的燃料压力将以良好的响应性而上升。

此外，可以考虑设定为，上述止动器具备被设置在可动部的通道的下游且与该通道的下游侧的开口相对的对置面。此时的止动器成为，通过在可动部基于燃料配管内的燃料压力的增大而进行位移时，使上述通道的下游侧的开口与上述对置面之间的距离缩短，从而使燃料流道中的上述通道的下游部分的燃料流通面积缩小的构件。由此，在可动部的上述位移时，可使燃料流道中的上述通道的下游部分的燃料流通面积恰当地缩小。

附图说明

图1为表示设置有本实施方式的压力调节器的燃料供给装置、和设置有该燃料供给装置的发动机的示意图。

图2为表示该压力调节器的结构的示意图。

图3为表示该压力调节器中的阀体的位移方式的示意图。

图4为表示该压力调节器中的阀体的位移方式的示意图。

图5为表示燃料配管内的燃料压力与经由压力调节器的燃料流道而返回到燃料罐的燃料的流量之间的关系的图表。

图6为表示从燃料配管经由压力调节器的燃料流道而返回到燃料罐的燃料的流量与燃料配管内的燃料压力之间的关系中的、由节流装置的有无而引起的差异的图表。

图7为表示燃料配管内的燃料压力与由泵向燃料配管供给的燃料的流量之间的关系、和燃料配管内的燃料压力与从燃料配管经由压力调节器的燃料流道而返回到燃料罐的燃料的流量之间的关系的图表。

具体实施方式

以下，参照图1至图6，对将本发明具体化为在汽车用发动机的燃料供给装置中设置的压力调节器的一种实施方式进行说明。

在图1所示的发动机1中，流过进气通道2的空气和从喷射器(燃料喷射阀)6喷射的燃料的混合气被填充在燃烧室3中，活塞13通过该混合气的燃烧而往复移动，从而使曲轴14旋转。另一方面，燃烧后的混合气作为排气而向排气通道15被送出。此外，发动机1具备燃料供给装置7，所述燃料供给装置7对上述喷射器6供给燃料。在该燃料供给装置7上设置有如下装置，即，供给泵9，所述供给泵9汲取储存在燃料罐8内的燃料；燃料配管31，所述燃料配管31用于向喷射器6输送由该供给泵9所汲取的燃料；压力调节器32，所述压力调节器32对该燃料配管31内的燃料压力的过度上升进行抑制。

在上述燃料供给装置7中，燃料配管31内的燃料压力通过由电子控制装置16对供给泵9进行的驱动控制而被调节。在该电子控制装置16上连接有对燃料配管31内的燃料压力进行检测的压力传感器23。而且，电子控制装置16对供给泵9进行驱动控制，以使通过压力传感器23检测到的燃料压力成为，根据发动机运转状态等而被设定的目标值。作为该供给泵9的驱动控制，具体而言实施如下的控制，即，通过供给泵9的驱动率的变更从而对该供给泵9中的燃料的喷出流量进行控制。

接下来，参照图2至图4，对燃料供给装置7中的压力调节器32的详细结构、和该压力调节器32的动作进行说明。

如图2所示，压力调节器32具备将壳体33的内部划分为高压室34和低压室35的膜片36。在膜片36的中央处固定有作为可动部的阀体37，所述阀体37能够通过该膜片36的弹性变形而进行位移。阀体37中形成有用于连通高压室34和低压室35的通道37a。

在壳体33中的高压室34侧的部分、且与上述阀体37对置的部分中，圆柱体38通过将其外周面压入壳体33从而被固定在该壳体33上。圆柱体38中的位于壳体33外侧的端部成为与燃料配管31连通的导入口38a。在上述圆柱体38中的位于壳体33内侧的部分上，形成有在圆柱体38的直径方向上延伸的孔38b。通过该孔38b而使圆柱体38的内侧与高压室34连通。因此，燃料配管31内的燃料的一部分经由圆柱体38的导入口38a和孔38b而被导入高压室34。

圆柱体38中的位于壳体33内侧的端部成为，通过与阀体37抵接的阀座39而被闭塞的状态。上述阀体37通过被设置在低压室35内的螺旋弹簧40的施力以及上述膜片36的弹力而被压贴在阀座39上。在阀体37抵接于阀座39的状态下，高压室34内的燃料被禁止流入阀体37的通道37a。基于高压室34内的燃料压力(燃料配管31内的燃料压力)的力作用于该阀体37上。当作用于阀体37上的基于上述燃料压力的力变为大于螺旋弹簧40的施力和膜片36的弹力的总计值时，例如如图3所示，阀体37将通过基于上述燃料压力的力而向低压室35侧进行位移从而离开阀座39。此时，高压室34内的燃料被允许流入阀体37的通道37a中。其结果为，高压室34内的燃料将从上述通道37a中通过从而流入低压室35。另外，在阀体37的通道37a中形成有节流装置30，所述节流装置30用于使从通道37a中通过的燃料的流通面积缩小。

在壳体33中的低压室35侧的部分、且与上述阀体37对置的部分上，圆柱状的止动器41通过将其外周面压入壳体33而被固定在该壳体33上。止动器41中的位于壳体33外侧的端部成为与燃料罐8(图1)连通的导出口41a。在上述止动器41中的位于壳体33内侧的部分上，形成有在止动器41的直径方向上延伸的孔41b。通过该孔41b而使止动器41的内侧和低压室35连通。因此，低压室35内的燃料经由止动器41的孔41b以及导出口41a而返回到燃料罐8。圆柱体38中的位于壳体33内侧的端部处于被闭塞的状态。在该端部处形成有对置面，所述对置面与阀体37中的通道37a的下游侧的开口相对。当阀体37通过基于高压室34内的燃料压力的力而例如以图3所示的方式而进行位移时，此时的阀体37与对置面42之间的距离将发生变化。

而且，当通过基于高压室34内的燃料压力的力，而使阀体37向离开圆柱体38的阀座39的方向进行位移，且阀体37与止动器41的对置面42之间的距离变为“0”时，如图4所示，该阀体37将抵接于对置面42。如此，当阀体37处于抵接于对置面42的状态时，从阀体37的通道37a向低压室35的燃料的流通将被禁止。此外，在基于高压室34内的燃料压力的增大而使阀体37从阀座39离开直至与对置面42抵接的过程(图3)中，燃料配管31内的燃料的一部分从圆柱体38的导入口38a和孔38b、高压室34、阀体37的通道37a、低压室35、以及止动器41的孔41b和导出口41a中通过，从而返回到燃料罐8。因此，压力调节器32中的导入口38a、孔38b、高压室34、通道37a、低压室35、孔41b、以及导出口41a等等，作为用于使燃料配管31内的燃料返回(放出)到燃料罐8的燃料流道而发挥功能。

接下来，对经由压力调节器32中的上述燃料流道而返回到燃料罐8的燃料的流量进行说明。

当压力调节器32的阀体37位于图2所示的位置时，如果燃料配管31内的燃料压力、即高压室34内的燃料压力上升，则阀体37将通过基于该燃料压力的力而向图3、图4所示位置依次进行位移。而且，根据以上述方式进行位移的阀体37的位置，使经由压力调节器32的上述燃料流道将燃料配管31内的燃料放出时的燃料的流量、换言之即经由上述燃料流道从燃料配管31返回到燃料罐8的燃料的流量可变。

图5图示了燃料配管31内的燃料压力与经由上述燃料流道而返回到燃料罐8的燃料的流量之间的关系。如该图所示，当燃料配管31内的燃料压力达到值P1以上时，经由上述燃料流道而返回到燃料罐8的燃料的流量逐渐增加。而且，当燃料配管31内的燃料压力上升至比值P1高的值P2时，经由上述燃料流道而返回到燃料罐8的燃料的流量达到最大值。之后，当燃料配管31内的燃料压力达到值P2以上时，经由上述燃料流道而返回到燃料罐8的燃料的流量逐渐降低。而且，当燃料配管31内的燃料压力达到比值P2高的值P3以上时，经由上述燃料流道而返回到燃料罐8的燃料的流量被设为“0”。

在燃料配管31内的燃料压力从值P1到值P2的过程中，压力调节器32的阀体37从抵接于阀座39的位置(图2)位移至该阀座39与止动器41(对置面42)之间的中间位置(图3)。此时，通过阀体37的上述位移而使压力调节器32的上述燃料流道中的通道37a的上游部分的燃料流通面积逐渐增加，由此使经由上述燃料流道而返回到燃料罐8的燃料的流量逐渐增加。此外，在燃料配管31内的燃料压力从值P2达到值P3的过程中，压力调节器32的阀体37从阀座39与止动器41(对置面42)之间的中间位置(图3)起位移至抵接于对置面42的位置(图4)。此时，通过阀体37的上述位移而使压力调节器32的上述燃料流道中的通道37a的下游部分的燃料流通面积逐渐缩小，且由此使经由上述燃料流道而返回到燃料罐8的燃料的流量逐渐减小至“0”。

因此，当燃料配管31内的燃料压力较高时，具体而言当该燃料压力为图5的值P2以上时，如上所述，压力调节器32中的上述燃料流道的燃料流通面积将被缩小，从而能够使从燃料配管31经由上述燃料流道而返回到燃料罐8的燃料的流量减少。换言之，能够使经由上述燃料通道将燃料配管31内的燃料放出时的该燃料的流量减少。其结果为，燃料配管31内的燃料将难以经由上述燃料流道而被放出。如此，由于燃料配管31内的燃料难以经由压力调节器32的上述燃料流道而被放出，因此，当在燃料配管31内的燃料压力较高的状况下想要通过提高供给泵9的驱动率从而使该泵9的燃料的喷出流量增多时，能够与之相应地使燃料配管31内的燃料压力有效地上升。

此外，在压力调节器32中的泵体37的上述通道37a中形成有节流装置30，所述节流装置30用于使从上述通道37a中通过的燃料的流通面积缩小。假设，如果在阀体37的通道37a中没有形成上述节流装置30，则在提高了供给泵9的驱动率时，从燃料配管31经由压力调节器32的上述燃料流道而返回到燃料罐8的燃料的流量与燃料配管31内的燃料压力之间的关系，将成为图6中虚线所表示的状态。此时，由于燃料配管31内的燃料经由压力调节器32的上述燃料流道而流动时的燃料的流量将增多，因此即使提高供给泵9的驱动率，燃料配管31内的燃料压力仍无法以良好的响应性而上升。相对于此，如果在阀体37的通道37a中形成上述节流装置30，则在提高了供给泵9的驱动率时，从燃料配管31经由压力调节器32的上述燃料流道而返回到燃料罐8的燃料的流量与燃料配管31内的燃料压力之间的关系，将成为图6中实线所表示的状态。此时，由于燃料配管31内的燃料经由压力调节器32的上述燃料流道而流动时的燃料的流量变少，因此在提高了供给泵9的驱动率时，燃料配管31内的燃料压力将以良好的响应性而上升。

根据以上详细叙述的本实施方式，将能够得到以下所示的效果。

(1)在压力调节器32中设置有止动器41，所述止动器在阀体37基于燃料配管31内的燃料压力的增大而进行位移时能够与该阀体37抵接。该止动器41被设定为，通过基于燃料配管31内的燃料压力的增大而产生的阀体37的位移，从而使压力调节器32中的上述燃料流道的燃料流通面积缩小的构件。因此，通过在燃料配管31内的燃料压力较高时，使上述燃料流道的燃料流通面积以上述方式而缩小，因此能够使经由上述燃料流道将燃料配管31内的燃料放出时的燃料的流量减少。换言之，燃料配管31内的燃料难以经由上述燃料流道而被放出。如此，由于燃料配管31内的燃料难以经由上述燃料流道而被放出，因此当在燃料配管31内的燃料压力较高的状况下想要通过提高供给泵9的驱动率从而使该泵9的燃料的喷出流量增多时，能够与之相应地使燃料配管31内的燃料压力有效地上升。因此，当在燃料配管31内的燃料压力较高的状况下想要通过供给泵9的驱动从而使该燃料压力上升时，能够对该泵9所引起的能量消耗增大的情况进行抑制。此外，将不再需要出于在燃料配管31内的燃料压力较高的状况下使该燃料压力上升的目的，为了使供给泵9的喷出流量增多而使该泵9大型化。

(2)在压力调节器32的阀体37的内部，形成有成为上述燃料流道的一部分的通道37a，并且在该通道37a的下游设置有上述止动器41。而且，在阀体37的上述通道37a中形成有节流装置30，所述节流装置30用于使从上述通道37a中通过的燃料的流通面积缩小。如此，通过在阀体37的上述通道37a中形成节流装置30，从而使燃料配管31内的燃料经由上述燃料流道流动时的该燃料的流量变少，因而在提高了供给泵9的驱动率时，燃料配管31内的燃料压力将以良好的响应性而上升。

(3)止动器41被设定为，具备被设置在阀体37的通道37a的下游且与该通道37a的下游侧的开口相对的对置面42的构件。该止动器41成为，在阀体37基于燃料配管31内的燃料压力的增大而进行位移时，通过使上述通道37a的下游侧的开口与上述对置面42之间的距离变短，从而使压力调节器32的上述燃料流道中的上述通道37a的下游部分的燃料流通面积缩小的构件。由此，在阀体37的上述位移时，能够可靠地实施上述燃料流道中的上述通道37a的下游部分的燃料流通面积的缩小。

(4)压力调节器32的圆柱体38以及止动器41通过压入壳体33而被固定。因此，通过调节圆柱体38和止动器41的相对于壳体33的压入量(压入位置)，从而能够在阀体37的位移方向上对圆柱体38的阀座39的位置和止动器41的对置面42的位置进行调节。而且，通过对上述阀座39的位置进行调节，从而能够确定阀体37从阀座39离开时的燃料配管31内的燃料压力的值P1(图5)。此外，通过对上述对置面42的位置进行调节，从而能够确定阀体37抵接于对置面42时的燃料配管31内的燃料压力的值P3(图5)。

另外，上述实施方式例如还能够以下述方式进行变更。

·在阀体37的通道37a上，不一定必须形成节流装置30。

·也可以将本发明应用于，被设置在汽车用发动机1以外的燃料供给装置中的压力调节器上。

符号说明

1…发动机、2…进气通道、3…燃烧室、6…喷射器、7…燃料供给装置、8…燃料罐、9…供给泵、13…活塞、14…曲轴、15…排气通道、16…电子控制装置、23…压力传感器、30…节流装置、31…燃料配管、32…压力调节器、33…壳体、34…高压室、35…低压室、36…膜片、37…阀体、37a…通道、38…圆柱体、38a…导入口、38b…孔、39…阀座、40…螺旋弹簧、41…止动器、41a…导出口、41b…孔、42…对置面。

Claims

1.一种压力调节器，其具备通过如下的力而进行位移的可动部，所述力为，基于通过泵的驱动而被调节的燃料配管内的燃料压力的力，且所述压力调节器根据该可动部的位置而使经由燃料流道将所述燃料配管内的燃料放出时的燃料的流量可变，所述压力调节器的特征在于，

具备止动器，所述止动器在所述可动部基于所述燃料压力的增大而进行位移时能够与该可动部抵接，

所述止动器通过基于所述燃料压力的增大而产生的所述可动部的位移，从而使所述燃料流道的燃料流通面积缩小。

2.如权利要求1所述的压力调节器，其中，

在所述可动部的内部，形成有成为所述燃料流道的一部分的通道，

所述止动器被设置在所述通道的下游，且在基于所述燃料压力的增大而产生的所述可动部的位移时，使所述燃料流道中的所述通道的下游部分的燃料流通面积缩小，

所述可动部的所述通道具备节流装置，所述节流装置用于使从所述可动部的所述通道中通过的燃料的流通面积缩小。

3.如权利要求1所述的压力调节器，其中，

所述止动器具备，被设置在所述通道的下游且与所述通道的下游侧的开口相对的对置面，在所述可动部基于所述燃料压力的增大而进行位移时，由于所述通道的下游侧的开口与所述对置面之间的距离变短，从而使所述燃料流道中的所述通道的下游部分的燃料流通面积缩小。