CN108730085A - 低成本共轨燃料系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种低成本共轨燃料系统，该燃料系统包括：与高压燃料通道流体地联接的螺线管；以及与所述高压燃料通道流体地联接的机械燃料喷射器。还公开了一种燃料系统，该燃料系统包括：连接至气缸盖的进气阀和排气阀；包括高压燃料通道、流体地联接至所述高压燃料通道的螺线管以及流体地联接至所述螺线管的螺线管燃料排出通道的所述气缸盖；以及流体地联接至所述螺线管燃料排出通道的燃料排出板。还公开了给发动机供应燃料的方法。

Description

低成本共轨燃料系统
技术领域
本公开涉及低成本共轨燃料系统。更具体地说，本公开涉及一种具有通过短高压燃料通道与机械螺线管流体连通的机械燃料喷射器的燃料系统。
背景技术
在内燃发动机中通常使用燃料喷射系统将燃料提供给这种发动机的燃烧室。共轨燃料直喷是一种柴油发动机和汽油发动机通用的燃料直喷类型。为了满足世界各地的排放要求，许多燃料直喷系统都将使用设计内集成有电子电磁阀的电子燃料喷射器。
具有集成电子电磁阀的传统燃料喷射器的生产和维护会比较昂贵。这种传统的电子燃料喷射器还对高颗粒燃料敏感，因而经常使用附加的过滤系统和/或遭受更高的故障率。这种高故障率经常会导致更高的维护成本，增加停机时间，并且给制造商带来更高成本担保。
因此，需要解决燃料系统的这样的问题，其能够满足越来越高的排放成本，同时还能节省成本并在与高颗粒计数的燃料一起使用时是健壮的。
发明内容
这里公开的是一种燃料系统和具有燃料系统的发动机，该燃料系统能够利用各种传统的后处理系统满足当前和预期的排放法规。这种燃料系统还节省成本，同时在运行含有高颗粒的燃料时是健壮的。采用这种公开的燃料系统能够产生与当前电子燃料系统类似的燃料喷射曲线和排放性能，同时由于结合有机械燃料喷射器而具有改进的耐用性和改进的成本效率。
在一些实施方式中，提供了一种燃料系统，该燃料系统包括：与高压燃料通道流体地联接的螺线管；以及与所述高压燃料通道流体地联接的机械燃料喷射器。
在一些实施方式中，所述高压燃料通道与所述螺线管和所述机械燃料喷射器直接联接。
在一些实施方式中，所述螺线管附装至发动机的气缸盖。
在一些实施方式中，所述高压燃料通道的长度为大约5mm到大约25mm之间。
在一些实施方式中，所述高压燃料通道的长度为大约10mm到大约20mm之间。
在一些实施方式中，所述高压燃料通道的长度为大约10mm到大约15mm之间。
在一些实施方式中，所述发动机为柴油发动机。
在一些实施方式中，该燃料系统进一步包括流体地联接至所述机械燃料喷射器的喷射器燃料排出通道。
在一些实施方式中，该燃料系统进一步包括流体地联接至所述喷射器燃料排出通道的燃料排出板。
在一些实施方式中，所述发动机是直列式发动机。
在一些实施方式中，该燃料系统进一步包括经由所述高压燃料通道流体地联接至所述螺线管的高压燃料管路。
在一些实施方式中，该燃料系统进一步包括流体地连接至所述高压燃料管路的燃料泵。
在一些实施方式中，该燃料系统进一步包括流体地联接至所述螺线管和燃料排出板的螺线管燃料排出通道。
在一些实施方式中，该燃料系统进一步包括流体地联接至所述螺线管和燃料排出板的螺线管燃料排出通道。
在一些实施方式中，该燃料系统进一步包括被构造成向所述螺线管提供燃料供应命令的燃料供应控制器。
在一些实施方式中，该燃料系统进一步包括流体地联接至所述螺线管和燃料排出板的螺线管燃料排出通道，其中所述高压燃料通道、所述螺线管燃料排出通道和所述燃料排出板与气缸盖集成在一起。
在一些实施方式中，提供了一种燃料系统，该燃料系统包括：进气阀和排气阀，所述进气阀和排气阀连接至气缸盖；所述气缸盖，所述气缸盖包括高压燃料通道、流体地联接至所述高压燃料通道的螺线管以及流体地联接至所述螺线管的螺线管燃料排出通道；以及燃料排出板，所述燃料排出板流体地联接至所述螺线管燃料排出通道。
在一些实施方式中，所述螺线管为三通电磁阀。
在一些实施方式中，所述高压燃料通道的长度为大约5mm到大约25mm之间。
在一些实施方式中，所述高压燃料通道与所述气缸盖集成在一起。
在一些实施方式中，提供了一种给发动机供应燃料的方法，该方法包括：通过处理器确定将被供应至所述发动机的燃烧室的燃料的量；通过所述处理器来控制与机械燃料喷射器流体连通的机械螺线管以确定将被供应至所述机械燃料喷射器的燃料的量；经由高压燃料通道将燃料从所述机械螺线管输送到所述机械燃料喷射器；以及经由所述机械燃料喷射器将燃料输送到所述发动机的所述燃烧室。
附图说明
通过参照结合附图给出的本公开的示例性实施方式的如下描述，本公开的上述和其它特征及目的以及实现它们的方式将变得更清楚，并且也将更好地理解公开本身。
图1图示了具有机械螺线管和机械燃料喷射器的燃料系统；以及
图2图示了根据各种实施方式的给发动机供应燃料的方法。
在所有几幅附图中，对应的附图标记表示对应的零部件。尽管附图描绘了本公开的实施方式，但是这些附图并非必然是成比例的，为了更好地图示和说明本公开，可能夸大了一些特征。这里阐述的范例以各种形式图示了该公开的示例性实施方式，但是这些范例不应该被解释为以任何方式限制该公开的范围。
具体实施方式
以下公开的实施方式并不是为了穷尽该公开或将该公开限制于在如下详细描述中公开的精确形式。相反，选择并描述这些实施方式是为了使本领域技术人员能够实现该公开的教导。
图1图示了根据各种实施方式的燃料系统100。燃料系统100可以包括流体地联接至高压燃料通道8的螺线管7。燃料系统100还可以包括与高压燃料通道8流体地联接的机械燃料喷射器3。在各种实施方式中，高压燃料通道8的长度可以在大约5mm到大约25mm之间，从大约7mm到大约23mm，从大约10mm到大约20mm，以及从大约10mm到大约15mm。
此外，在一些实施方式中，高压燃料通道8可以与气缸盖9集成在一起。不限于该具体示例性实施方式，认为在一些方面或实施方式中，将高压燃料通道8与气缸盖9集成在一起可以帮助确保充分地减少高压燃料通道8的长度，并且还可以便于制造。
在各种实施方式中，气缸盖9可以形成发动机诸如柴油发动机或汽油发动机的一部分。因而，气缸盖9可以包括进气阀1和排气阀2，如图1中所示。因而，这里还公开了燃料供应系统，该燃料供应系统包括联接至气缸盖9的进气阀1和排气阀2、包括高压燃料通道8的气缸盖、流体地联接至高压燃料通道8的螺线管7、流体地联接至螺线管7的螺线管燃料排出通道5以及流体地联接至螺线管燃料排出通道5的燃料排放板6。
机械燃料喷射器3不受特别限制，并且可以包括任何已知的机械燃料喷射器。在各种实施方式中，机械燃料喷射器3可以定位成使机械螺线管7和燃料喷射器3之间的高压燃料通道8的长度减小。不限于任何具体理论，已经发现，与使用电子燃料喷射器的传统系统相比，使用机械燃料喷射器3已经允许显著增加燃料系统的健壮性或耐用性。
此外，已经发现，采用所公开的具有机械燃料喷射器3的燃料系统能够保持产生与传统电子燃料喷射器类似的燃料喷射曲线。因而，认为这种系统能够实现具有电子燃料喷射器和/或电子螺线管的电子燃料系统当前经历的类似的性能和类似的排放顺应性。另外，通过使用机械零部件而不是电子零部件，显著地降低了这种燃料系统的成本。
螺线管7不受具体限制，并且可以包括任何已知的机械电磁阀。在各种实施方式中，螺线管7可以附装至气缸盖9，并且可以紧靠着机械燃料喷射器定位。在一些实施方式中，螺线管7可以是三通电磁阀，其中一路从燃料轨/歧管13接收燃料，另一路经由高压燃料通道8将燃料输送到机械燃料喷射器3，第三路将燃料从机械燃料喷射器3排出到燃料箱18。
在各种实施方式中，螺线管7可以与螺线管燃料排出通道5流体连通，该螺线管燃料排出通道5可以与螺线管7流体地联接，以允许燃料通过螺线管燃料排出通道5从螺线管7排出至燃料排出板6，通过燃料排出管路10排出到燃料排出管路12并进入燃料箱18。此外，在一些实施方式中，燃料可以从机械燃烧喷射器3通过喷射器燃料排出通道4排出到燃料排出板6内。在各种实施方式中，喷射器燃料排出通道4、螺线管燃料排出通道5、燃料排出板6或者它们的组合中的至少一个可以形成气缸盖的一部分或与气缸盖集成在一起。不限于任何具体理论或实施方式，认为螺线管7、螺线管燃料排出通道5、燃料排出板6、喷射器燃料排出通道4或者它们的组合的集成能够有助于容易制造所公开的燃料系统100，并且在一些实施方式中给这种燃料系统增加了耐用性。
在一些实施方式中，可以存在第二燃料排出管路15以允许燃料从燃料排出管路排出到燃料泵16中。燃料泵16可以全部或部分地由控制器19(例如，发动机控制单元或ECU)控制。因而，控制器19可以构造成向机械螺线管7、燃料泵16和/或燃料轨/歧管13提供燃料供应命令。
燃料泵16不受特别限制，并且可以包括任何已知燃料泵。如图1所示，燃料泵16可以经由低压燃料管路17流体地联接至燃料箱18。来自燃料箱18的燃料可以通过燃料泵16泵送至高压燃料管路14以给轨/歧管13供应燃料，该轨/歧管13又可以经由高压燃料管路11将燃料供应至螺线管7。
在各种实施方式中，控制器19可以形成包括具有存储器、处理和通信硬件的一个或多个计算装置的处理子系统的一部分。控制器19可以是单个装置或分布式装置，并且控制器19的功能可以通过硬件和/或作为非暂时性计算机可读存储介质上的计算机指令来实现。
在某些实施方式中，控制器19包括在功能上执行控制器19的操作的一个或多个解释器、确定器、评价器、调控器和/或处理器。这里包括解释器、确定器、评价器、调控器和/或处理器的描述强调了控制器19的一些方面的结构独立性，并且例示了控制器19的一组操作和责任。在本申请的范围内理解执行类似的全部操作的其他编组。解释器、确定器、评价器、调控器和处理器可以在硬件中实现和/或实现为非暂时性计算机可读存储介质上的计算机指令，并且可以分布在基于各种硬件或计算机的组件之间。
在功能上实现控制器19的示例和非限制性实现元件包括提供这里确定的任何值的传感器、提供作为这里确定的值的前体的任何值的传感器、包括通信芯片、振荡晶体、通信链路、电缆、双绞线、同轴导线、屏蔽导线、发射器、接收器和/或收发器、逻辑电路、硬件连接的逻辑电路、根据模块规格构造的处于特定非暂时性状态的可重构逻辑电路的数据链路和/或网络硬件、至少包括电、液或气动致动器的任何致动器、螺线管、运算放大器、模拟控制元件(弹簧、过滤器、乘法器、加法器、除法器、增益元件)、和/或数字控制元件。
本领域技术人员将认识到，所提供的实施方式可以在硬件、软件、固件和/或它们的组合中实现。根据这些实施方式的编程代码可以以任何可行的编程语言诸如C、C++、HTML、XTML、JAVA或任何其它可行的高级编程语言或高级编程语言和低级编程语言的组合来实现。
因而，控制器19可以被构造成执行或有助于执行给发动机供应燃料的方法。例如，图2例示了给发动机200供应燃料的方法，该方法包括：通过处理器19确定将被供应至发动机的燃烧室的燃料的量(步骤110)、通过该处理器19来控制与机械燃料喷射器3流体连通的机械螺线管7以确定将被供应至机械燃料喷射器的燃料的量(步骤120)、经由高压燃料通道8将燃料从机械螺线管7输送到机械燃料喷射器3(步骤130)、以及经由机械燃料喷射器3将燃料输送到发动机的燃烧室(步骤140)。
尽管已经将该公开描述为具有示例性设计，但是在该公开的精神和范围内可以进一步修改本公开。因此，该申请旨在覆盖该公开的利用其一般原理的任何变型、用途或修改。另外，该申请旨在覆盖偏离本发明的落入本公开所属的领域中的已知或惯常实践的范围内的内容。
此外，在这里包含的各种附图中示出的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理联接。应该注意，在实际系统中可能存在许多另选或附加的功能关系或物理连接。然而，利益、优点、问题解决方案或可能导致发生任何利益、优点或解决方案或变得更显著的任何元件不应该被解释为关键、需要或必不可少的特征或元件。因而，除了所附权利要求之外，不通过任何东西来限定范围，在权利要求中，以单数形式引用元件并不是为了表示“一个且仅有一个”而是表示“一个或多个”，除非明确这样说明。此外，当权利要求中使用类似于A、B或C中至少一个的短语时，旨在将该短语解释为在一个实施方式中可以单独存在A、在一个实施方式中可以单独存在B、在一个实施方式中可以单独存在C、或者在单个实施方式中可以存在元件A、B、C的任意组合，例如A和B、A和C、B和C或A和B和C。
在这里的具体实施方式中，对“一个实施方式”、“一实施方式”、“示例实施方式”等的参考表示所描述的实施方式可以包括具体特征、结构或特性，但是每个实施方式可以不是必定地包括该具体特征、结构或特性。此外，这种短语也不是必然地参照同一实施方式。另外，当与一实施方式相关地描述具体特征、结构或特性时，认为它在受益于本公开的本领域技术人员的知识范围内，以便与其它实施方式相关地影响这种特征、结构或特性，而不管是否明确地进行了描述。在阅读说明书之后，相关领域技术人员将清楚如何以另选实施方式实现本公开。
此外，在本公开中没有任何元件、组件或方法步骤旨在被贡献给公众，不管在权利要求中是否明确地阐述了该元件、组件或方法步骤。这里没有任何权利要求元素根据条款35U.S.C.§112(f)进行解释，除非使用短语“用于…装置(手段)”来明确地阐述该元素。如这里使用的，术语“包括”或其任何其它变体旨在涵盖非排除性包含，使得包括一列元素的过程、方法、条目或设备不是仅包括这些元素，而且可以包括没有明确列出或者这些过程、方法、条目或设备所固有的其它元素。

Claims (21)

1.一种燃料系统，该燃料系统包括：
与高压燃料通道流体地联接的螺线管；以及
与所述高压燃料通道流体地联接的机械燃料喷射器。
2.根据权利要求1所述的燃料系统，其中所述高压燃料通道与所述螺线管和所述机械燃料喷射器直接联接。
3.根据权利要求1所述的燃料系统，其中所述螺线管附装至发动机的气缸盖。
4.根据权利要求1所述的燃料系统，其中所述高压燃料通道的长度为大约5mm到大约25mm之间。
5.根据权利要求4所述的燃料系统，其中所述高压燃料通道的长度为大约10mm到大约20mm之间。
6.根据权利要求5所述的燃料系统，其中所述高压燃料通道的长度为大约10mm到大约15mm之间。
7.根据权利要求3所述的燃料系统，其中所述发动机为柴油发动机。
8.根据权利要求3所述的燃料系统，该燃料系统进一步包括流体地联接至所述机械燃料喷射器的喷射器燃料排出通道。
9.根据权利要求8所述的燃料系统，该燃料系统进一步包括流体地联接至所述喷射器燃料排出通道的燃料排出板。
10.根据权利要求3所述的燃料系统，其中所述发动机是直列式发动机。
11.根据权利要求1所述的燃料系统，该燃料系统进一步包括经由所述高压燃料通道流体地联接至所述螺线管的高压燃料管路。
12.根据权利要求11所述的燃料系统，该燃料系统进一步包括流体地连接至所述高压燃料管路的燃料泵。
13.根据权利要求1所述的燃料系统，该燃料系统进一步包括流体地联接至所述螺线管和燃料排出板的螺线管燃料排出通道。
14.根据权利要求8所述的燃料系统，该燃料系统进一步包括流体地联接至所述螺线管和燃料排出板的螺线管燃料排出通道。
15.根据权利要求1所述的燃料系统，该燃料系统进一步包括被构造成向所述螺线管提供燃料供应命令的燃料供应控制器。
16.根据权利要求1所述的燃料系统，该燃料系统进一步包括流体地联接至所述螺线管和燃料排出板的螺线管燃料排出通道，其中所述高压燃料通道、所述螺线管燃料排出通道和所述燃料排出板与气缸盖集成在一起。
17.一种燃料系统，该燃料系统包括：
进气阀和排气阀，所述进气阀和排气阀连接至气缸盖；
所述气缸盖，所述气缸盖包括高压燃料通道、流体地联接至所述高压燃料通道的螺线管以及流体地联接至所述螺线管的螺线管燃料排出通道；以及
燃料排出板，所述燃料排出板流体地联接至所述螺线管燃料排出通道。
18.根据权利要求17所述的燃料系统，其中所述螺线管为三通电磁阀。
19.根据权利要求17所述的燃料系统，其中所述高压燃料通道的长度为大约5mm到大约25mm之间。
20.根据权利要求19所述的燃料系统，其中所述高压燃料通道与所述气缸盖集成在一起。
21.一种给发动机供应燃料的方法，该方法包括：
通过处理器确定将被供应至所述发动机的燃烧室的燃料的量；
通过所述处理器来控制与机械燃料喷射器流体连通的机械螺线管以确定将被供应至所述机械燃料喷射器的燃料的量；
经由高压燃料通道将燃料从所述机械螺线管输送到所述机械燃料喷射器；以及
经由所述机械燃料喷射器将燃料输送到所述发动机的所述燃烧室。
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