CN106812645A - 车辆及其缸内直喷发动机、燃油供给系统、油轨 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆及其缸内直喷发动机、燃油供给系统、油轨，该油轨包括：本体，设有内腔、进油口和出油口；位于所述内腔内的压力稳定机构，包括：位于所述内腔内的活塞，所述活塞可沿所述本体的长度方向往复移动，并将所述内腔分为彼此隔绝的燃油腔和稳压腔，所述进油口和出油口与燃油腔连通；位于所述稳压腔内的弹性件和/或气体，所述活塞沿使所述燃油腔的容积增大的方向移动时，所述弹性件、气体被压缩。本发明技术方案中，燃油腔内的燃油压力升高幅度、降低幅度均能得到抑制，达到了降低油轨内部燃油压力波动的效果。

Description

车辆及其缸内直喷发动机、燃油供给系统、油轨

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种车辆及其缸内直喷发动机、燃油供给系统、油轨。

背景技术

发动机中喷射燃油的方式分为缸外喷射和缸内直喷两种。缸外喷射就是将燃油喷射到进气道中，与进气混合后再进入到气缸内。缸内直喷是直接将燃油喷射入气缸中，如所有的柴油发动机和部分缸内直喷汽油机。由于燃油缸内直喷对提高燃油经济性、提高动力输出都很有帮助，因此，现在采用缸内直喷发动机的车辆越来越多。

缸内直喷发动机利用油泵将燃油供给至油轨内，油轨内的燃油从喷射器喷入气缸内。油轨内燃油的压力对喷油器的喷射量有重要影响，同一喷油脉宽下燃油压力越高则喷油器的喷射量越大。油轨内部燃油压力的波动会引起燃油喷射量的波动，从而导致发动机输出功率和扭矩的变化以及尾气排放增加。当前，减小油轨内部燃油压力波动的方法是增大油轨容积，但由于油轨布置空间限制和液体容积的不可压缩性，此方法仍不能很好地控制油轨内部燃油压力波动。

发明内容

本发明要解决的问题是：现有缸内直喷发动机的油轨内部燃油压力波动无法得到很好的控制。

为解决上述问题，本发明提供了一种缸内直喷发动机的油轨，包括：

本体，设有内腔、进油口和出油口；

位于所述内腔内的压力稳定机构，包括：

位于所述内腔内的活塞，所述活塞可沿所述本体的长度方向往复移动，并将所述内腔分为彼此隔绝的燃油腔和稳压腔，所述进油口和出油口与燃油腔连通；

位于所述稳压腔内的弹性件和/或气体，所述活塞沿使所述燃油腔的容积增大的方向移动时，所述弹性件、气体被压缩。

可选地，还包括：固定设置在所述内腔的内壁上的挡块，所述挡块在所述长度方向上位于所述活塞面向燃油腔的一侧；

所述活塞面向所述燃油腔的第一表面所受作用力小于等于所述活塞面向所述稳压腔的第二表面所受作用力时，所述活塞与挡块相抵，所述弹性件呈压缩状态，所述气体的压强大于大气压；

所述活塞面向所述燃油腔的第一表面所受作用力大于所述活塞面向所述稳压腔的第二表面所受作用力时，所述活塞与挡块分离。

可选地，所述弹性件为弹簧。

可选地，所述气体为惰性气体。

可选地，所述惰性气体为氮气或氩气。

可选地，所述活塞的用于与内腔的内壁接触的表面设有凹槽，所述凹槽内设有密封圈，所述密封圈与所述内腔的内壁接触。

可选地，所述油轨为高压油轨。

另外，本发明还提供了一种缸内直喷发动机的燃油供给系统，包括：

油泵；

上述任一所述的油轨，通过油管与所述油泵连接；

喷油器，与所述油轨连接；

燃油能依次经由所述油泵流向油轨、喷油器。

另外，本发明还提供了一种缸内直喷发动机，包括上述燃油供给系统。

另外，本发明还提供了一种车辆，包括上述缸内直喷发动机。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

发动机启动后，发动机燃油供给系统中的油泵通过进油口开始向燃油腔内泵油，当燃油腔内的燃油压力升高到一定值时，活塞会在燃油腔内的油压作用下沿使燃油腔的容积增大的方向移动，并压缩弹性件和/或气体，使得燃油腔内的燃油压力升高幅度能得到抑制，达到了降低油轨内部燃油压力波动的效果。当燃油腔内的燃油压力达到一定值后，喷油器开始喷油，燃油腔内的燃油减少，燃油腔内的油压减小，活塞在弹性件和/或气体的作用下沿使燃油腔的容积减小的方向移动，使得燃油腔内的燃油压力降低幅度能得到抑制，达到了降低油轨内部燃油压力波动的效果。

附图说明

图1是本发明的第一实施例中缸内直喷发动机的油轨的结构示意图；

图2是本发明的第二实施例中缸内直喷发动机的油轨的结构示意图；

图3是本发明的第三实施例中缸内直喷发动机的油轨的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

第一实施例

如图1所示，本实施例提供了一种缸内直喷发动机的油轨，其包括：

本体1，设有内腔6、进油口2和出油口3；

位于内腔6内的压力稳定机构，包括：

位于内腔6内的活塞7，活塞7可沿本体1的长度方向A往复移动，并将内腔6分为彼此隔绝的燃油腔4和稳压腔5，进油口2和出油口3与燃油腔4连通；

位于稳压腔5内的弹性件9。

发动机启动后，发动机燃油供给系统中的油泵(未图示)通过进油口2开始向燃油腔4内泵油，当燃油腔4内的燃油压力升高到一定值时，活塞7会在燃油腔4内的油压作用下沿使燃油腔4的容积增大的方向A1移动，并压缩弹性件9，使得燃油腔4内的燃油压力升高幅度能得到抑制，达到了降低油轨内部燃油压力波动的效果。当活塞7面向燃油腔4的第一表面S1所受作用力(即燃油施加的作用力)等于活塞7面向稳压腔5的第二表面S2所受作用力(即弹性件9施加的作用力)时，活塞7停止移动。

当燃油腔4内的燃油压力达到一定值后，喷油器(未图示)开始喷油，燃油腔4内的燃油减少，燃油腔4内的油压减小，活塞7在弹性件9的回复力作用下沿使燃油腔4的容积减小的方向A2移动，使得燃油腔4内的燃油压力降低幅度能得到抑制，达到了降低油轨内部燃油压力波动的效果。

在本实施例中，所述油轨还包括：固定设置在内腔6的内壁上的挡块8，挡块8位于活塞7面向燃油腔4的一侧。活塞7的第一表面S1所受作用力小于等于活塞7的第二表面S2所受作用力时，活塞7与挡块8相抵，弹性件9呈压缩状态。活塞7的第一表面S1所受作用力大于活塞7的第二表面S2所受作用力时，活塞7会在燃油腔4内的油压作用下沿方向A1移动以与挡块8分离。

挡块8能对活塞7在长度方向A进行限位，使得弹性件9能保持在压缩状态。这样一来，在油泵向油轨的燃油腔4内泵油的过程中，当燃油腔4内的燃油压力相对较小，以致活塞7的第一表面S1所受作用力小于等于活塞7面向稳压腔5的第二表面S2所受作用力时，活塞7能保持静止不动，使得燃油腔4内的燃油压力能够迅速增大，以满足喷油器的喷射要求。

定义：弹性件9的弹性系数为K，活塞7与挡块8相抵时弹性件9的压缩量为X，活塞7的第一表面S1的面积为M1，活塞7的第一表面S1所受作用力等于活塞7的第二表面S2所受作用力时燃油腔4内的燃油压力为P，P小于油轨的额定工作压力P1但大于车辆在怠速工况下燃油腔4内的燃油压力P2，则K*X＝P*M1。在本发明中，K*X的大小越接近P2*M1的大小越佳，此时压力稳定机构的稳压调节范围越广。可根据油轨的额定工作压力P1或喷油器的流量大小来设置弹性件9的弹性系数K，当额定工作压力P1、所述流量越大时，弹性件9的弹性系数K可以设置得越小。

在本实施例中，挡块8为环形，并与本体1同轴设置。在其他实施例中，挡块8也可以设置为其他任意形状，只要其能在长度方向A上能对活塞7进行限位即可。

在本实施例中，弹性件9为弹簧。所述弹簧可以为螺旋弹簧、板簧等。在其他实施例中，弹性件9也可以为其他能够发生形变的部件。

在本实施例中，活塞7的用于与内腔6的内壁接触的表面设有凹槽(未标识)，所述凹槽内设有密封圈70，密封圈70与内腔6的内壁接触。密封圈70起密封作用，防止燃油腔4内的燃油流入稳压腔5内。

在本实施例中，本体1在对应稳压腔5的位置设有开孔11，开孔11与稳压腔5、大气均连通。在活塞7沿方向A1移动至弹性件9呈最大形变状态时，开孔11仍位于活塞7在长度方向A上背向燃油腔4的一侧。在活塞7沿方向A1移动时，稳压腔5内的气体经由开孔11排向大气。

第二实施例

第二实施例与第一实施例之间的区别在于：在第二实施例中，如图2所示，本体1未设置开孔11(图1所示)，稳压腔5为封闭腔，稳压腔5内未设置弹性件9(图1所示)，而是设置气体10。

发动机启动后，发动机燃油供给系统中的油泵(未图示)通过进油口2开始向燃油腔4内泵油，当燃油腔4内的燃油压力升高到一定值时，活塞7会在燃油腔4内的油压作用下沿使燃油腔4的容积增大的方向A1移动，并压缩气体10，使得燃油腔4内的燃油压力升高幅度能得到抑制，达到了降低油轨内部燃油压力波动的效果。当活塞7的第一表面S1所受作用力(即燃油施加的作用力)等于活塞7的第二表面S2所受作用力(即气体10施加的作用力)时，活塞7停止移动。

当燃油腔4内的燃油压力达到一定值后，喷油器(未图示)开始喷油，燃油腔4内的燃油减少，燃油腔4内的油压减小，活塞7在压缩的气体10作用下沿使燃油腔4的容积减小的方向A2移动，使得燃油腔4内的燃油压力降低幅度能得到抑制，达到了降低油轨内部燃油压力波动的效果。

在本实施例中，活塞7与挡块8相抵时，稳压腔5内气体10的压力大于大气压。这样一来，在油泵向油轨的燃油腔4内泵油的过程中，当燃油腔4内的燃油压力相对较小，以致活塞7的第一表面S1所受作用力小于等于活塞7的第二表面S2所受作用力时，活塞7能保持静止不动，使得燃油腔4内的燃油压力能够迅速增大，以满足喷油器的喷射要求。

定义：活塞7与挡块8相抵时气体10的压力为P3，活塞7的第一表面S1的面积为M1，活塞7的第二表面S2的面积为M2，活塞7的第一表面S1所受作用力等于活塞7的第二表面S2所受作用力时燃油腔4内的燃油压力为P，P小于油轨的额定工作压力P1但大于车辆在怠速工况下燃油腔4内的燃油压力P2，则P3*M2＝P*M1。在本发明中，P3*M2的大小越接近P2*M1的大小越佳，此时压力稳定机构的稳压调节范围越广。可根据油轨的额定工作压力P1或喷油器的流量大小来设置气体10的压力P3，当额定工作压力P1、所述流量越大时，气体10的压力P3可以设置得越小。

在本实施例中，气体10为惰性气体。惰性气体的性质比较稳定，即使稳压腔5内的气体溢出与密封圈70接触，也不会损坏密封圈70。例如，所述惰性气体为氮气、氩气等。当然，气体10也可以采用其他惰性气体。

第三实施例

第三实施例与第一实施例之间的区别在于：在第三实施例中，如图3所示，本体1未设置开孔11(图1所示)，稳压腔5为封闭腔，稳压腔5内不仅设置了弹性件9，还设置了气体10。

发动机启动后，发动机燃油供给系统中的油泵(未图示)通过进油口2开始向燃油腔4内泵油，当燃油腔4内的燃油压力升高到一定值时，活塞7会在燃油腔4内的油压作用下沿使燃油腔4的容积增大的方向A1移动，并压缩气体10和弹性件9，使得燃油腔4内的燃油压力升高幅度能得到抑制，达到了降低油轨内部燃油压力波动的效果。当活塞7的第一表面S1所受作用力(即燃油施加的作用力)等于活塞7的第二表面S2所受作用力(即气体10和弹性件9共同施加的作用力)时，活塞7停止移动。

当燃油腔4内的燃油压力达到一定值后，喷油器(未图示)开始喷油，燃油腔4内的燃油减少，燃油腔4内的油压减小，活塞7在压缩的气体10和弹性件9的作用下沿使燃油腔4的容积减小的方向A2移动，使得燃油腔4内的燃油压力降低幅度能得到抑制，达到了降低油轨内部燃油压力波动的效果。

第三实施例的技术方案相对于第一实施例的技术方案具有下述优点：活塞7在燃油腔4内的油压作用下沿使燃油腔4的容积增大的方向A1移动时，压缩的气体10能够抑制活塞7过度地压缩弹性件9，能够防止弹性件9发生过载。另外，可以减小弹性件9的刚度，在弹性件9同样的材料和加工工艺情况下降低成本和减小弹性件9占用的空间。

优选地，在第三实施例中，活塞7与挡块8相抵时，弹性件9呈压缩状态，气体10的压强大于大气压，具体原因参考第一、二实施例，在此不再赘述。

在本发明中，所述油轨内容纳的燃油可以为柴油，也可以为汽油。

在本实施例中，所述油轨为高压油轨。所谓高压油轨是指油轨内能够存储压力较高的燃油，使得经由喷油器喷出的燃油能够被雾化为极为精细的微粒，从而确保出色、均匀的油气混合及高效的燃烧。例如，所述高压油轨可以存储压力在200兆帕以下的燃油。当然，所述高压油轨所能存储的燃油压力并不应局限于该数值。采用本发明技术方案能够明显减小高压油轨内燃油压力的波动，使得喷油量更加精确，最终达到节能减排的效果。

在其他实施例中，所述油轨也可以为其他类型的油轨，并不应局限于高压油轨。

另外，本发明还提供了一种缸内直喷发动机的燃油供给系统，其包括油泵、上述油轨和喷油器。所述油轨通过油管与所述油泵连接，所述喷油器与所述油轨连接，燃油能依次经由所述油泵流向油轨、喷油器。

另外，本发明还提供了一种缸内直喷发动机，其包括上述燃油供给系统。

另外，本发明还提供了一种车辆，其包括上述缸内直喷发动机。

本发明中，各实施例采用递进式写法，重点描述与前述实施例的不同之处，各实施例中的相同部分可以参照前述实施例。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种缸内直喷发动机的油轨，其特征在于，包括：

本体，设有内腔、进油口和出油口；

位于所述内腔内的压力稳定机构，包括：

位于所述内腔内的活塞，所述活塞可沿所述本体的长度方向往复移动，并将所述内腔分为彼此隔绝的燃油腔和稳压腔，所述进油口和出油口与燃油腔连通；

位于所述稳压腔内的弹性件和/或气体，所述活塞沿使所述燃油腔的容积增大的方向移动时，所述弹性件、气体被压缩。

2.如权利要求1所述的油轨，其特征在于，还包括：固定设置在所述内腔的内壁上的挡块，所述挡块在所述长度方向上位于所述活塞面向燃油腔的一侧；

所述活塞面向所述燃油腔的第一表面所受作用力小于等于所述活塞面向所述稳压腔的第二表面所受作用力时，所述活塞与挡块相抵，所述弹性件呈压缩状态，所述气体的压强大于大气压；

所述第一表面所受作用力大于所述第二表面所受作用力时，所述活塞与挡块分离。

3.如权利要求1所述的油轨，其特征在于，所述弹性件为弹簧。

4.如权利要求1所述的油轨，其特征在于，所述气体为惰性气体。

5.如权利要求4所述的油轨，其特征在于，所述惰性气体为氮气或氩气。

6.如权利要求1所述的油轨，其特征在于，所述活塞的用于与内腔的内壁接触的表面设有凹槽，所述凹槽内设有密封圈，所述密封圈与所述内腔的内壁接触。

7.如权利要求1至6任一项所述的油轨，其特征在于，所述油轨为高压油轨。

8.一种缸内直喷发动机的燃油供给系统，其特征在于，包括：

油泵；

权利要求1至7任一项所述的油轨，通过油管与所述油泵连接；

喷油器，与所述油轨连接；

燃油能依次经由所述油泵流向油轨、喷油器。

9.一种缸内直喷发动机，其特征在于，包括权利要求8所述的燃油供给系统。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的缸内直喷发动机。