CN107429648B - 复合喷射发动机用高压泵 - Google Patents

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Abstract

提供复合喷射发动机用高压泵。上述高压泵的主体包括：第一通道(F1)，其通过上述低压燃料流入口移送流入的上述低压燃料；低压燃料收容室(S2)，其配置于上述主体的下部，从而收容从上述第一通道(F1)移送的上述低压燃料；第二通道(F2)，其移送收容于上述低压燃料收容室(S2)的上述低压燃料；流量控制阀(517)，其配置于上述低压燃料收容室(S2)的上部，并且随着开关动作将通过上述第二通道移动的上述低压燃料排出至上述加压部或配置于上述主体的上部的上述减震器(523)；以及低压燃料排出口(511)，其将通过上述减震器(523)移送的上述低压燃料排出至低压油轨。

Description

复合喷射发动机用高压泵
技术领域
本发明涉及一种复合喷射发动机用高压泵，更具体地，涉及一种混合了进气口喷射方式(Port Fuel Injection：PFI)和直接喷射方式(Gasoline Direct Injection：GDI)的复合喷射发动机用高压泵。
背景技术
通常，车辆发动机的燃料喷射方式可分为进气口喷射方式(Port FuelInjection：PFI)和直接喷射方式(Gasoline Direct Injection：GDI)。
PFI方式为主要用于汽油发动机的喷射方式，其为将低压燃料喷射到进气口并将与空气混合的混合气供给至气缸内部的喷射方式。GDI方式为主要用于柴油发动机的喷射方式，其为将高压燃料直接喷射到气缸内部的方式。在下文中，将利用PFI的发动机称为“PFI发动机”，将利用GDI的发动机称为“GDI发动机”。
GDI发动机构成为：在部分负荷时，通过在压缩冲程(compression stroke)后期喷射燃料而使火花塞周围的空燃比变得浓厚的分层燃烧(stratified charge combustion)，使得即使在超稀薄(ultra-lean)的空燃比下也能轻易点火，而在高负荷时，在吸气冲程(intake stroke)初期喷射燃料而通过根据理论空燃比(air-fuel ratio for completecombustion)的吸入空气冷却，使得能够提高填充效率，并且GDI发动机向气缸内直接喷射燃料，因而具有能够减少燃料吸附于进气口壁的湿壁(wall wetting)现象的优点。
尽管具有如上所述的优点，但GDI发动机会在吸气冲程区间中喷射燃料至气缸内部，因而对于在气缸内部形成的混合气的分布而言，与现有的PFI的发动机相比，具有混合气分布的均质化性能下降的问题。为了解决这种问题，对于汽油发动机，开发了混用PFI和GDI的复合喷射发动机。
如前所述，由于PFI发动机为将低压燃料喷射到进气口的方式，因此在基于PFI发动机的燃料供给系统中需要设计低压燃料供给线，其中，燃料在燃料罐内变成低压燃料后，上述低压燃料供给线将上述低压燃料移送到将上述低压燃料喷射至进气口的低压喷射器，而由于GDI发动机为将高压燃料喷射到气缸内部的方式，因此需要设计高压燃料供给线，其中，燃料罐内的燃料变成高压燃料后，上述高压燃料供给线将该高压燃料移送到将上述高压燃料喷射到气缸内部的高压喷射器。
因此，混用PFI方式和GDI方式的现有的复合喷射发动机用燃料供给系统中需要同时设计低压燃料供给线和高压燃料供给线，因此燃料供给线的整体设计比较复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题
因此，本发明的目的在于，提供如下的复合喷射发动机用高压泵：通过在构成高压燃料供给线的一部分的高压泵内设计低压燃料供给线的一部分，使得可以简单设计整体燃料供给线。
技术方案
根据为了达到上述目的的本发明的一方面的复合喷射发动机用高压泵，包括：加压部515，其对从低压燃料流入口505流入的低压燃料进行加压来生成高压燃料；减震器，其减震在对上述低压燃料进行加压的过程中产生脉动；以及高压燃料排出口507，其将在加压部515加压的上述高压燃料排出至高压油轨，其中，上述复合喷射发动机用高压泵的特征在于，
上述高压泵的主体包括：第一通道F1，其通过上述低压燃料流入口移送流入的上述低压燃料；低压燃料收容室S2，其配置于上述主体的下部，从而收容从上述第一通道F1移送的上述低压燃料；第二通道F2，其移送收容于上述低压燃料收容室S2的上述低压燃料；流量控制阀517，其配置于上述低压燃料收容室S2的上部，并且随着开关动作将通过上述第二通道移动的上述低压燃料排出至上述加压部或配置于上述主体的上部的上述减震器523；以及低压燃料排出口511，其将通过上述减震器523移送的上述低压燃料排出至低压油轨。
根据本发明的另一方面的复合喷射发动机用高压泵，上述高压泵的主体包括：减震器，其通过上述低压燃料流入口供给到上述低压燃料；流量控制阀，其配置于上述减震器的下部，随着开关动作，将通过上述减震器移送的上述低压燃料排出至上述加压部或第一通道F2；低压燃料收容室S2，其配置于上述主体的下部，从而收容从上述第一通道F2移送的上述低压燃料；第二通道F1，其移送收容于上述低压燃料收容室S2的上述低压燃料；以及低压燃料排出口，其将通过上述第二通道F1移送的上述低压燃料排出至上述低压油轨。
有益效果
根据本发明，通过在高压泵内部设置低压燃料供给线，可以简单设计复合喷射发动机用燃料系统中的整体燃料供给线。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的复合喷射发动机用燃料系统的框图。
图2为图1中图示的高压泵的整体外观的立体图。
图3为从上方观察图2中图示的高压泵的平面图。
图4为沿着图3中图示的切割线A-A'切割的剖面图。
图5为沿着图3中图示的切割线B-B'切割的剖面图。
图6为沿着图3中图示的切割线A-B'切割的立体剖面图。
图7为示出在根据本发明一实施例的高压泵内低压燃料的燃料流动的流程图。
图8为示出在根据本发明其他实施例的高压泵内低压燃料的燃料流动的流程图。
具体实施方式
参考所附的附图及详细叙述的实施例会明确本发明的优点和特征、以及实现这些的方法。然而，本发明并不限制于以下公开的实施例，而是能够以互不相同的多种形式体现出来，提供本实施例是为了使本发明的公开变得完整，并且为了将本发明的范畴完整地告知本发明所属技术领域的技术人员，本发明只通过本发明的技术方案的范畴来定义。另一方面，在本说明书中使用的术语用于说明实施例，并非用于限定本发明。在本说明书中，如果没有特殊说明，则单数形还包括复数形。
以下，参考所附的附图详细说明本发明的优选实施例。首先，将附图标记附加到各附图的结构要素中时需要注意的是，即使相同的结构要素显示在其他附图中，也尽可能使用相同的标记。并且，说明本发明的实施例时，如果认为对相关的公知结构或功能的具体说明会妨碍对本发明的实施例的理解，则省略其详细说明。
图1为根据本发明一实施例的复合喷射发动机用燃料系统的框图。
参考图1，根据本发明一实施例的复合喷射发动机用燃料系统，其特征在于，为了使整体燃料供给线单纯化，高压泵500内部设置用于移送低压燃料的低压燃料供给线。
具体而言，根据本发明一实施例的复合喷射发动机用燃料系统大体包括低压泵300、具有上述低压燃料供给线的高压泵500及油轨700、900。
上述低压泵300利用低压对从燃料罐100供给到的燃料进行加压，并且通过燃料罐供给线40将利用低压加压的燃料(以下称为低压燃料)供给至上述高压泵500。这时，上述燃料罐供给线40上配置有用于去除上述低压燃料的杂质的燃料过滤器42，并且从上述低压泵300和上述燃料过滤器42之间的燃料罐供给线40分岔出回流线44，且上述回流线44上配置有第一限压阀46。
上述回流线44和上述第一限压阀46起到阻止从上述低压泵300供给的低压燃料的压力脉动(pressure pulsation)传播到上述高压泵500侧的作用。即上述回流线44将具有上述压力脉动的低压燃料回流至燃料罐100侧，并且上述第一限压阀46控制上述低压燃料的流动，使得具有上述压力脉动的上述低压燃料只能回流至上述燃料罐100的方向，并且限制低压燃料向其反方向流动。因而，可以阻止具有压力脉动的低压燃料供给到上述高压泵500侧。
上述高压泵500利用高压对从上述低压泵300供给到的低压燃料进行压缩，并且通过在内部设置的高压燃料线将利用高压压缩的燃料(以下称为高压燃料)供给至高压油轨900。这时，本发明的特征在于，上述高压泵500内额外设置有根据本发明一实施例的低压燃料供给线，因此通过上述低压燃料供给线将从上述低压泵300供给的低压燃料供给至低压油轨700。对于上述高压泵500的说明将在下文中进行详细说明。
上述油轨700、900包括低压油轨(PFI油轨)700和高压油轨(GDI油轨)900。
上述低压油轨700通过多个低压喷射器72将从上述高压泵500供给的低压燃料喷射给进气口。
上述高压油轨900通过多个高压喷射器92将从上述高压泵500供给的高压燃料直接喷射给气缸内。
以下，详细叙述图1中示出的上述高压泵500。
图2为图1中图示的高压泵的整体外观的立体图，图3为从上方观察图2中图示的高压泵的平面图。
参考图1至图3，根据本发明的一实施例的高压泵500包括主体501和盖住上述主体501的上部的盖503。
上述盖503盖住配置于上述主体501的上部的减震器523(图4至图6中图示)。
上述主体501的侧面具有使低压燃料从图1中示出的低压泵300流入的低压燃料流入口505(或PFI进口)和使高压燃料(利用高压对上述低压燃料进行加压的燃料)排出至高压油轨900的高压燃料排出口507(或GDI出口)。
并且，上述主体501的侧面具有流量控制阀(Flow control valve)517，上述盖503的侧面具有使上述低压燃料排出至上述低压油轨700的低压燃料排出口511(PFI出口)。
并且，上述主体501的下部具有：泵柱塞(Pump Piston)515A，其从上述主体501的内部突出；保持器(retainer)515C，其固定连接于泵柱塞515A的下端；回位弹簧515B，其一端被保持器515C支撑，另一端被形成于主体501的下部的隔板515D(图4和图5中示出)支撑。
泵柱塞515A可通过如内燃机(未示出)的凸轮60(Cam)(图1中示出)的旋转而驱动。
回位弹簧515B的弹力可通过保持器515C提供给泵柱塞515A。这些泵柱塞515A、回位弹簧515B及保持器515C为包含于下文要说明的加压部515的结构，在图4至图6中示出了这些的详细结构。
以下，参考图1及图4至图6，详细叙述根据本发明一实施例的高压泵的内部结构。
图4为沿着图3中图示的切割线A-A'切割的剖面图，图5为沿着图3中图示的切割线B-B'切割的剖面图。并且，图6为沿着图3中图示的切割线A-B'切割的立体剖面图。为了方便理解说明，说明图2至图6的各附图的过程中一同参考图1。
根据本发明一实施例的高压泵500的主体501内部包括第一低压燃料收容室S1、第一下降通道F1、加压部515、第二低压燃料收容室S2、上升通道F2、流量控制阀517、单向止回阀519、压力释放阀(Pressure Relief Valve)521及第三低压燃料收容室S3和减震器523。
首先，参考图1、图4至图6，上述第一低压燃料收容室S1与上述低压燃料流入口505连通，从而收容通过上述低压燃料流入口505流入的低压燃料。
上述下降通道F1连接上述第一低压燃料收容室S1和设置于上述第一低压燃料收容室S1的下部的上述第二低压燃料收容室S2，从而将收容于上述第一低压燃料收容室S1的上述低压燃料移送至上述第二低压燃料收容室S2。
上述加压部515是对从上述流量控制阀517排出的低压燃料进行加压而生成高压燃料的结构，其包括：泵柱塞515A，其贯通上述第二低压燃料收容室S2；腔室C，其配置于上述第二低压燃料收容室S2的上部，并且其体积随着上述泵柱塞515A的直线运动而发生改变；保持器515C，其固定连接于泵柱塞515A的下端；隔板515D，其从上述主体501的下部面10以一定间距分离而形成上述第二低压燃料收容室S2；以及回位弹簧515B，其一端被保持器515C支撑，另一端被上述隔板515D支撑。
尤其是，上述泵柱塞515A以垂直方向贯通由上述主体501的下部面10和上述隔板515D形成的上述第二低压燃料收容室S2的中心，因而提供沿着上述泵柱塞515A的周围形成的环形的通道。
提供上述环形的通道的上述第二低压燃料收容室S2连接于上述下降通道F1和上述上升通道F2，其中，上述下降通道F1和上述上升通道F2沿平行于上述泵柱塞515A的长度方向的方向延长。因此，上述第二低压燃料收容室S2将从上述下降通道F1供给到的低压燃料供给至上述上升通道F2。另一方面，由于图4为沿着图3中图示的切割线A-A'切割的剖面图，因而图4中不示出上述上升通道F2。
参考图1、图5及图6，上述上升通道F2将从上述第二低压燃料收容室S2供给的低压燃料供给至流量控制阀517。
上述流量控制阀517通过电子控制单元(ECU)70(图1中示出)的控制，来控制从上述上升通道F2供给的低压燃料的供给流量、排出流量及供给方向。作为一例，上述流量控制阀517可以为如电磁阀之类的电子控制阀。
通过上述流量控制阀517控制的供给方向包括：将通过上述上升通道F2移送的低压燃料经腔室C供给至高压油轨900侧的方向、和将通过上述上升通道F2移送的低压燃料经减震器523供给至低压油轨700侧的方向。
为此，上述流量控制阀517包括：流入孔517-3，其使来自上述上升通道F2的低压燃料流入；流体移动通道517-5，其提供通过上述流入孔517-3流入的低压燃料的移动通道；控制室517-7，其设置为将流入到上述流体移动通道517-5的低压燃料排出至腔室C的方向；阀体517-1，其具有将流入到上述流体移动通道517-5的低压燃料排出至上述第三低压燃料收容室S3的排出孔517-9。
并且，上述流量控制阀517可以包括能够在上述流体移动通道517-5的内部沿第一方向D1进行直线移动的针阀(Needle)517-11，并且上述针阀517-11可以为圆筒形状的杆(Rod)。其中，图5中未示出上述针阀517-11，只在图6中示出了上述针阀。
并且，上述流量控制阀517可包括位于上述针阀517-11的一端的阀板517-13。上述阀板517-13随着上述针阀517-11的直线移动而进行直线移动，并且随着上述阀板517-13的直线移动，其可在上述流体移动通道517-5的打开位置和关闭位置间进行往复。
另一方面，上述控制室517-7，如上所述，为了将流入到上述流体移动通道517-5的低压燃料排出至腔室C方向，上述控制室517-7的一侧可以设置形成有向腔室C方向排出上述低压燃料的排出孔15的封盖517-15。
上述封盖517-15和上述阀板517-13之间可以设置弹性单元517-17。上述弹性单元517-17可以为螺旋弹簧。
简略说明根据本发明实施例的流量控制阀517的动作：随着凸轮60(图1中示出)的旋转，泵柱塞515A从上死点位置移动至下死点位置的过程中，随着ECU 70(图1中示出)的控制而使针阀517-11和阀板517-13向第一方向D1移动，从而导致流体移动通道517-5和控制室517-7连通。因此，形成连接流体移动通道517-5、控制室517-7、排出孔15及腔室C的通道。此时，上述腔室C内的空间会增加而使得上述腔室C内的压力下降，当下降的上述腔室C内的压力比上述控制室517-7的压力低时，通过上升通道F2流入的低压燃料会经流体移动通道517-5、控制室517-7、排出孔15移动至上述腔室C。
随着凸轮60(图1中示出)的旋转在腔室C内上述泵柱塞515A从下死点位置移动至上死点位置的过程中，因上述腔室C内的空间减少而导致上述腔室C内的压力上升，使得移动至上述腔室C的低压燃料被加压而转换为高压燃料，进而供给到以下要说明的上述单向止回阀519。
上述单向止回阀519将从上述腔室C供给到的高压燃料通过高压燃料排出口507供给至高压油轨900。此时，在上述单向止回阀519将高压燃料排出至高压燃料排出口507的过程中，当上述高压燃料的压力比规定压力高时，压力释放阀521将使得比上述规定压力高的高压燃料再次返回至上述腔室C。这种单向止回阀519及上述压力释放阀521的结构已广为人知，因此省略对其的详细说明。
另一方面，形成由流入孔517-3和排出孔517-9构成的第二方向D2的通道。因此，在上述流量控制阀517的动作中，如果随着ECU 70(图1中示出)的控制，针阀517-11和阀板517-13向第一方向D1的反方向移动而阻断上述流体移动通道517-5和上述控制室517-7间的连通，则通过上述形成的第二方向D2的通道，从上升通道F2供给到的低压燃料会经第三低压燃料收容室S3移动至上述减震器523。
如众所周知，上述减震器523是用于减震流体的脉动的结构，其对通过上述第三低压燃料收容室S3而从上述流量控制阀517供给的低压燃料的脉动进行减震(Damping)。
上述减震器523将被减震的低压燃料通过低压燃料排出口511供给至低压油轨700。
如上述所说明，根据本实施例一实施例，除了由低压燃料流入口505、第一低压燃料收容室S1、下降通道F1、第二低压燃料收容室S2、流量控制阀517、腔室C、单向止回阀519及高压燃料排出口507构成的高压燃料供给线之外，在高压泵500内还设计了由低压燃料流入口505、第一低压燃料收容室S1、下降通道F1、第二低压燃料收容室S2、上升通道F2、流量控制阀517、第三低压燃料收容室S3、减震器521及低压燃料排出口511构成的低压燃料供给线，从而可以简单设计整体燃料供给线。
在图7中，用箭头示出了根据本发明一实施例的高压泵500内通过由低压燃料流入口505、第一低压燃料收容室S1、下降通道F1、第二低压燃料收容室S2、上升通道F2、流量控制阀517、第三低压燃料收容室S3、减震器521及低压燃料排出口511的顺序构成的低压燃料供给线移动的低压燃料的流动。
图8示出了在本发明其他实施例的高压泵内向低压油轨移动的燃料的流动,在本发明的其他实施例中，其区别点在于，图7中说明的低压燃料流入口505起到将低压燃料排出至低压油轨700的排出口的功能，图7中说明的低压燃料排出口511起到使低压燃料流入的流入口的效果。
由此，在根据本发明其他实施例的高压泵500中，低压燃料可通过由低压燃料流入口507、减震器521、第三低压燃料收容室S3、流量控制阀517、上升通道F2、第二低压燃料收容室S2、下降通道F1、第一低压燃料收容室S1及低压燃料流入口505的顺序构成的低压燃料供给线移动至低压油轨700。这意味着，即便将低压泵连接于低压燃料排出口507并将低压油轨700连接于低压燃料流入口505，在本发明中高压泵内实现低压燃料供给线时也不会产生任何问题。
以上的说明仅仅是示例性地说明本发明的技术思想，本发明所属技术领域内的技术人员能够在不超出本发明的本质特性的范围内进行多种修改和改变。因而，本发明中记载的实施例并非用于限定本发明的技术思想，而是用于说明本发明，本发明的技术思想的范围并不限定于这种实施例。本发明的保护范围应根据以下权利要求进行解释，与此同等范围内的所有技术思想应解释为包含在本发明的权利范围内。

Claims (5)

1.一种复合喷射发动机用高压泵，其包括：加压部(515)，其对从低压燃料流入口(505)流入的低压燃料进行加压来生成高压燃料；减震器(523)，其对在加压所述低压燃料的过程中产生的脉动进行减震；以及高压燃料排出口(507)，其将在加压部(515)加压的所述高压燃料排出至高压油轨，
所述复合喷射发动机用高压泵的特征在于，
所述高压泵的主体包括：
第一通道(F1)，其通过所述低压燃料流入口移送流入的所述低压燃料；
低压燃料收容室(S2)，其配置于所述主体的下部，从而收容从所述第一通道(F1)移送的所述低压燃料，且所述低压燃料收容室(S2)的内部贯通有用于对低压燃料进行加压的所述加压部的泵柱塞；
第二通道(F2)，其用于移送收容于所述低压燃料收容室(S2)的所述低压燃料；
流量控制阀(517)，其配置于所述低压燃料收容室(S2)的上部，并且随着开关动作将通过所述第二通道移动的所述低压燃料排出至所述加压部或配置于所述主体的上部的所述减震器(523)；以及
低压燃料排出口(511)，其将通过所述减震器(523)移送的所述低压燃料排出至低压油轨，
所述流量控制阀的阀体(517-1)具有：
流入孔(517-3)，其使从所述第二通道(F2)移送的低压燃料流入；流体移动通道(517-5)，其提供通过所述流入孔(517-3)流入的低压燃料的移动通道；针阀(517-11)，其在所述流体移动通道(517-5)的内部进行直线移动；阀板(517-13)，其随着所述针阀(517-11)的直线移动而进行直线移动；控制室(517-7)，其随着所述阀板(517-13)的直线移动与所述流体移动通道(517-5)连通；第一排出孔(15)，其将经过所述流体移动通道(517-5)流入到所述控制室的所述低压燃料排出至所述加压部；以及第二排出孔(517-9)，其将流入至所述流体移动通道(517-5)的低压燃料排出至所述减震器(523)，
当所述针阀(517-11)向第一方向(D1)直线移动而使所述阀板(517-13)向所述第一方向(D1)直线移动时，所述流体移动通道(517-5)和控制室(517-7)连通，
当所述针阀(517-11)向所述第一方向(D1)的反方向直线移动而使所述阀板(517-13)向所述第一方向(D1)的反方向直线移动时，所述流体移动通道(517-5)和控制室(517-7)间的连通被阻断，从而通过所述第二排出孔(517-9)将流入至所述流体移动通道(517-5)的低压燃料排出至所述减震器(523)。
2.根据权利要求1所述的复合喷射发动机用高压泵，其特征在于，
所述加压部包括贯通所述低压燃料收容室(S2)的泵柱塞和配置于所述低压燃料收容室的上部而使得体积随着所述泵柱塞的直线运动发生改变的腔室，
所述低压燃料收容室(S2)形成沿着所述泵柱塞的周围形成的环形的通道。
3.根据权利要求1所述的复合喷射发动机用高压泵，其特征在于，
所述加压部还包括从所述主体的下部面以一定的间距分离而成的隔板，
所述低压燃料收容室(S2)为形成于所述主体的下部面(10)和所述隔板(515D)之间的空间。
4.根据权利要求2所述的复合喷射发动机用高压泵，其特征在于，
所述第一通道和所述第二通道沿平行于所述泵柱塞的长度方向的方向延长。
5.根据权利要求1所述的复合喷射发动机用高压泵，其特征在于，还包括盖住配置于所述主体的上部的所述减震器(523)的盖，
所述低压燃料流入口设置于所述主体的侧面，
所述低压燃料排出口设置于所述盖的侧面。
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GR01 Patent grant
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