CN103987954A - 用于汽油直接喷射泵的压力操作机械流量控制阀 - Google Patents

Abstract

一种用于直接喷射泵（10）的流量控制阀（15），泵具有入口端部（12）、入口阀（26）、压缩腔室（48）、泵活塞（14）以及出口（13）。阀（15）包括壳体（16）和能在壳体内移动的非电动操作的控制柱塞（22）。控制柱塞与入口阀接合和脱离以控制入口阀的打开和关闭。弹簧（28）将控制柱塞远离入口阀偏压。泵和壳体限定端口结构（38，44），将出口流体地连接到与控制柱塞连通的容积（42），从而在出口的流体压力大于一定值时，仅仅所述容积中的流体压力就使得控制柱塞抵抗弹簧而移动且接合入口阀，以将入口阀保持在打开位置。

Description

用于汽油直接喷射泵的压力操作机械流量控制阀

技术领域

本公开涉及用于机动车的直接喷射高压泵，且更具体地涉及用于泵入口的压力操作机械流量控制阀。

背景技术

在当今的机动车发动机系统中，存在对低成本的直接喷射的日益增加的需求。在共轨喷射系统中，燃料借助于位于发动机舱中的高压泵输送到燃料轨道，所述燃料轨道用作燃料的加压存储贮存器。燃料在燃料轨道中处于高压下，且能够经由连接到轨道的喷射器直接喷射到气缸中。

美国专利申请公开号20100242922A1中公开的类型的典型直接喷射高压泵在入口处具有电磁阀，作为流量控制阀，以控制通过泵的流率。电磁阀是复杂的，需要电连接到功率源，以及复杂控制系统，且给高压泵增加了成本。

需要结构简单、消除电子控制且在单个压力下将燃料输送给燃料轨道的压力操作机械流量控制阀。

发明内容

本发明的目的在于满足上面提到的需要。根据本发明的原理，该目的通过提供一种用于高压直接喷射泵的流量控制阀来实现。所述泵具有入口端部、在入口端部处的入口阀、压缩腔室、用于增加燃料压力的泵活塞、以及出口。所述流量控制阀包括被构造和设置成联接到泵的入口端部的壳体。在壳体联接到泵时，所述壳体限定与入口阀连通的入口。所述壳体还包括内部部分。非电动操作的控制柱塞能在所述内部部分中移动。控制柱塞被构造和设置成在壳体联接到泵时与入口阀的一部分接合和脱离以控制入口阀的打开和关闭。弹簧将控制柱塞远离入口阀偏压。泵和壳体限定端口结构，所述端口结构将出口流体地连接到与控制柱塞连通的容积，从而在出口的流体压力大于一定值时，仅仅所述容积中的流体压力就使得控制柱塞抵抗弹簧偏压而移动且接合入口阀的该部分，以将入口阀保持在打开位置，使得燃料朝向壳体入口被往回推动，没有流动燃料从出口流出。当燃料压力返回到所述一定值时，控制柱塞由弹簧偏压以脱离入口阀的该部分，使得入口阀操作为压力操作止回阀，燃料仅仅以所述一定值输送通过出口。

根据实施例的另一方面，一种高压直接喷射泵将燃料供应给燃料轨道。所述泵包括主体，所述主体具有入口端部、出口、以及在入口端部和出口之间以增加燃料压力的泵活塞。入口阀设置在入口端部处。泵包括流量控制阀，所述流量控制阀包括联接到泵的入口端部的壳体，所述壳体限定与入口阀连通的入口。非电动操作的控制柱塞能在所述壳体的内部部分中移动。控制柱塞被构造和设置成与入口阀的一部分接合和脱离以控制入口阀的打开和关闭。弹簧将控制柱塞远离入口阀偏压。泵的主体和壳体限定端口结构，所述端口结构将出口流体地连接到与控制柱塞连通的容积，从而在出口的流体压力大于一定值时，仅仅所述容积中的流体压力就使得控制柱塞抵抗弹簧偏压而移动且接合入口阀的该部分，以将入口阀保持在打开位置，使得燃料朝向壳体入口被往回推动，没有流动燃料从出口流出。当燃料压力返回到所述一定值时，控制柱塞由弹簧偏压以脱离入口阀的该部分，使得入口阀操作为压力操作止回阀，燃料仅仅以所述一定值从出口输送。

根据实施例的又一方面，一种以一定压力从高压直接喷射泵输送燃料的方法，提供直接喷射泵，所述泵具有入口、出口、在入口和出口之间以增加燃料压力的泵活塞、以及与入口相关联的入口阀。非电动操作的流量控制阀设置在入口阀上游。所述流量控制阀具有可移动部分。出口处的燃料压力被允许与流量控制阀连通，从而在出口处的流体压力大于一定值时，仅仅所述流体压力就使得流量控制阀的可移动部分接合入口阀的一部分，以将入口阀保持在打开位置，使得燃料朝向入口被往回推动，没有流动燃料从出口流出。当燃料压力返回到所述一定值时，流量控制阀的可移动部分从入口阀的该部分脱离，使得入口阀操作为压力操作止回阀，燃料仅仅以所述一定值从出口输送。

根据下面的详细说明和所附权利要求并参考附图（全部构成该说明书的一部分），本发明的其他目的、特点和特性，以及操作方法和相关结构元件的功能，部件的组合以及制造经济性将会变得更加明显。

附图说明

通过下面的优选实施例的详细说明并结合附图将更好地理解本发明，其中相同的附图标记表示相同部件，其中：

图1是根据本发明的示例性实施例提供的具有压力操作机械流量控制阀的直接喷射高压燃料泵的截面图。

具体实施方式

参考图1，示出了根据本发明的示例性实施例的直接喷射高压燃料泵，总体上以10表示。泵10优选为常规单活塞类型，具有主体11，所述主体11带有入口端部12和出口13。活塞14设置在入口端部12和出口13之间。活塞14与凸轮轴相关联，以将燃料变为所需高压水平。

泵10包括总体上以15表示的压力操作机械流量控制阀。阀15包括壳体16，壳体16在入口端部12处联接到泵10的主体11。入口配件20联接到壳体16且限定泵10的入口21。入口配件20可以认为是壳体16的一部分，且被构造和设置成连接到低压燃料泵的出口以与其连通。控制柱塞22能在壳体16的内部部分23内移动。销24联接到控制柱塞22且从控制柱塞22延伸。销24与总体上以26表示的入口阀相关联。销24可以认为是控制柱塞22的一部分。压缩弹簧28将控制柱塞22朝向入口21且远离入口阀26偏压，入口阀26与入口21连通。因而，流量控制阀10设置在入口阀26上游。入口阀26是常规的，且可以是美国专利公开号20100242922A1中公开的类型，其内容通过参考引入该说明书。因而，在该实施例中，入口阀26包括阀盘30和圆形可变形阀板或叶片34，阀盘30具有从中穿过的多个开口32，圆形可变形阀板或叶片34具有的表面构造和设置成与阀盘30接合，覆盖且因而封闭开口32。因而，当销24未与阀叶片34接合时，开口32由阀叶片34覆盖，从而限定入口阀26的关闭位置。当销24与阀叶片34接合时，阀叶片34由销26轴向移动并保持，从而未覆盖开口32，从而限定入口阀26的保持打开位置。可以使用能通过控制柱塞22移动来控制的其它类型的入口阀26（例如，平板阀、球阀、提升阀等）。

泵10包括端口38，端口38将高压侧出口13与和入口21有关的低压侧容积42流体连通。穿过壳体16的端口44将端口38与容积42连通。端口38和44限定泵10的端口结构。止回阀45设置在出口13处。出口13被构造和设置成连接到车辆的直接喷射燃料轨道（未示出）。

从低压燃料泵（未示出）发送的低压燃料（例如，处于5 bar）在入口配件20处接收。在装填阶段期间，燃料将控制柱塞22在图1中向右移动，使得销26将阀叶片34推动远离阀盘30，从而允许燃料流动通过开口32进入泵压缩容积48。在压缩阶段期间，泵10压缩容积48中的燃料以增加其压力。容积48与出口止回阀45和因而出口13连通。

当泵出口13处的燃料压力大于一定值（例如，70 bar）时，通过端口38，44发送到容积42的压力燃料作用于控制柱塞22上。由于柱塞22上的燃料压力大于弹簧28的负载，因而柱塞22移动销26与阀盘30的止挡表面36接合，从而通过将阀叶片34推动远离阀盘30而将入口阀26保持打开，允许燃料流动通过开口32。由于入口阀26保持打开，没有流体流出泵10的出口13，因为燃料流被往回推动到泵10的低压入口侧，通过阀盘中的开口32和柱塞22中的通道46。弹簧28的弹簧系数控制输送给燃料轨道的燃料的一定压力值。当出口燃料压力回到一定压力值时，柱塞22经由弹簧28的力朝向入口21移动，与销26一起，以从阀叶片34脱离，入口阀26如常规压力操作止回阀那样打开和关闭。换句话说，在没有来自于销26的任何外部动作的情况下，入口阀26在压缩腔室48中的燃料压力高于入口21中的燃料压力时关闭，且在压缩腔室48中的燃料压力低于入口21中的燃料压力时打开。因而，由于压力操作的柱塞22和标定弹簧28，仅仅单个压力的燃料（例如，70 bar）由泵10输送给燃料轨道。

因而，机械流量控制阀15，仅仅基于出口13和入口21之间的压力差操作，比常规电磁流量控制阀成本更低，且可以仅仅以一个压力将燃料提供给燃料轨道。

前述优选实施例已经被示出并描述以便阐述本发明的结构和功能原理以及阐述采用所述优选实施例的方法，并且在不脱离这种原理的情况下所述实施例可以作出改变。因此，本发明包括落入到所附权利要求书的精神内的所有修改。

Claims (16)

1. 一种用于高压直接喷射泵的流量控制阀，所述泵具有入口端部、在入口端部处的入口阀、压缩腔室、用于增加燃料压力的泵活塞、以及出口，所述流量控制阀包括：

被构造和设置成联接到泵的入口端部的壳体，在壳体联接到泵时，所述壳体限定与入口阀连通的入口，所述壳体包括内部部分；

能在所述内部部分中移动的非电动操作的控制柱塞，所述控制柱塞被构造和设置成在壳体联接到泵时与入口阀的一部分接合和脱离以控制入口阀的打开和关闭；和

弹簧，将控制柱塞远离入口阀偏压，

其中，泵和壳体限定端口结构，所述端口结构将出口流体地连接到与控制柱塞连通的容积，从而在出口的流体压力大于一定值时，仅仅所述容积中的流体压力就使得控制柱塞抵抗弹簧偏压而移动且接合入口阀的该部分，以将入口阀保持在打开位置，使得燃料朝向壳体入口被往回推动，没有流动燃料从出口流出，以及

当燃料压力返回到所述一定值时，控制柱塞由弹簧偏压以脱离入口阀的该部分，使得入口阀操作为压力操作止回阀，燃料仅仅以所述一定值输送通过出口。

2. 根据权利要求1所述的阀，其中，所述控制柱塞包括从其延伸的销，所述销被构造和设置成与入口阀的该部分接合和脱离。

3. 根据权利要求1所述的阀，其中，所述弹簧是螺旋压缩弹簧。

4. 根据权利要求1所述的阀，其中，所述壳体包括入口配件，所述入口配件被构造和设置成连接到低压燃料泵的出口。

5. 根据权利要求1所述的阀，其中，所述控制柱塞具有从中穿过的通道。

6. 一种高压直接喷射泵，用于将燃料供应给燃料轨道，所述泵包括：

主体，所述主体具有入口端部、出口、以及在入口端部和出口之间以增加燃料压力的泵活塞；

在入口端部处的入口阀；和

流量控制阀，所述流量控制阀包括：

联接到泵的入口端部的壳体，所述壳体限定与入口阀连通的入口，所述壳体包括内部部分，

能在所述内部部分中移动的非电动操作的控制柱塞，所述控制柱塞被构造和设置成与入口阀的一部分接合和脱离以控制入口阀的打开和关闭，以及

弹簧，将控制柱塞远离入口阀偏压，

泵的主体和壳体限定端口结构，所述端口结构将出口流体地连接到与控制柱塞连通的容积，从而在出口的流体压力大于一定值时，仅仅所述容积中的流体压力就使得控制柱塞抵抗弹簧偏压而移动且接合入口阀的该部分，以将入口阀保持在打开位置，使得燃料朝向壳体入口被往回推动，没有流动燃料从出口流出，以及

当燃料压力返回到所述一定值时，控制柱塞由弹簧偏压以脱离入口阀的该部分，使得入口阀操作为压力操作止回阀，燃料仅仅以所述一定值从出口输送。

7. 根据权利要求6所述的泵，其中，所述控制柱塞包括从其延伸的销，所述销被构造和设置成与入口阀的该部分接合和脱离。

8. 根据权利要求7所述的泵，其中，所述入口阀包括具有从中穿过的开口的阀盘、以及在入口阀的关闭位置覆盖所述开口的可变形阀叶片，所述阀叶片限定所述入口阀的被接合和脱离的部分，从而在阀叶片由销接合时，阀叶片移动到未覆盖开口的位置，从而限定入口阀的保持打开位置。

9. 根据权利要求6所述的泵，其中，所述弹簧是螺旋压缩弹簧。

10. 根据权利要求6所述的泵，其中，所述壳体包括入口配件，所述入口配件被构造和设置成连接到低压燃料泵的出口。

11. 根据权利要求6所述的泵，其中，所述控制柱塞具有从中穿过的通道。

12. 根据权利要求6所述的泵，还包括与出口相关联的出口止回阀。

13. 根据权利要求6所述的泵，其中，入口阀限定止挡表面，所述止挡表面在入口阀的打开位置由销接合。

14. 一种以一定压力从高压直接喷射泵输送燃料的方法，所述方法包括：

提供直接喷射泵，所述泵具有入口、出口、在入口和出口之间以增加燃料压力的泵活塞、以及与入口相关联的入口阀；

将非电动操作的流量控制阀设置在入口阀上游，所述流量控制阀具有可移动部分；以及

允许出口处的燃料压力与流量控制阀连通，从而在出口处的流体压力大于一定值时，仅仅所述流体压力就使得流量控制阀的可移动部分接合入口阀的一部分，以将入口阀保持在打开位置，使得燃料朝向入口被往回推动，没有流动燃料从出口流出，当燃料压力返回到所述一定值时，流量控制阀的可移动部分从入口阀的该部分脱离，使得入口阀操作为压力操作止回阀，燃料仅仅以所述一定值从出口输送。

15. 根据权利要求14所述的方法，其中，流量控制阀的可移动部分是控制柱塞，所述控制柱塞包括从其延伸的销，所述销被构造和设置成与入口阀的该部分接合和脱离。

16. 根据权利要求15所述的方法，其中，所述入口阀包括具有从中穿过的开口的阀盘、以及在入口阀的关闭位置覆盖所述开口的可变形阀叶片，所述阀叶片限定所述入口阀的被接合和脱离的部分，从而在阀叶片由销接合时，阀叶片移动到未覆盖开口的位置，从而限定入口阀的保持打开位置。