CN109184998A - V型多缸柴油机的高压共轨系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种V型多缸柴油机的高压共轨系统，其设置在V型多缸柴油机的气缸体上，气缸体包括多个气缸盖以及呈V型排列的两列气缸，每个气缸盖包括共轨管安装孔和回油孔；高压共轨系统包括两套独立的供油系统，其对称地设置在气缸体上，两套独立的供油系统共用油箱以及输油泵，每套供油系统给一列气缸供油，每套供油系统包括低压油路以及高压油路。本发明的V型多缸柴油机的高压共轨系统，其采用两套完全独立且对称布置的高压共轨系统，给V型多缸柴油机的左、右两列气缸分别供油，可保证左、右侧气缸的喷油一致性较好，并且喷油压力大小不受发动机转速的影响，同时兼顾了发动机的结构紧凑、美观功效。

Description

V型多缸柴油机的高压共轨系统

技术领域

本发明是关于，特别是关于一种V型多缸柴油机的高压共轨系统。

背景技术

面对世界范围内节能减排的迫切要求，柴油机必须进一步改善燃烧过程，而燃油喷射系统的性能是决定燃烧过程的关键因素。相比传统机械泵，高压共轨燃油喷射技术具有较高的喷射压力，且喷射压力可根据工况进行灵活调整，喷油正时和喷油量能实现精确控制。因此，高压共轨是柴油机燃油喷射技术发展的必然趋势。

对于大功率高速柴油机，混合气的形成和燃烧的时间较短，同时要求较高的喷射速率，这对燃油喷射系统的喷射压力、喷雾质量等提出了更高的要求。与此同时，大功率高速柴油机一般为V型多缸结构，各缸的喷油一致性必须得到有效保证，瞬态调速要求速度快且波动小。

现有技术的高压共轨系统一般由高压泵、压力蓄能器、喷嘴和电控单元组成，小型高速柴油机一般为直列4缸机或直列6缸机，其压力蓄能器为一根共轨管，柴油经高压泵、共轨管和高压油管进入喷油器。对于大功率V型高速柴油机，由于气缸数较多，且发动机长度尺寸较大，目前一般采用一根较长的共轨管从发动机前端一直贯穿到发动机后端，共轨管的制造难度较高；此外，从共轨管至喷油器的高压油管的长度不一致，会对各缸的喷油一致性造成影响。

再者，V型柴油机分为左右两列气缸，传统的做法是采用一个高压泵同时给左、右侧的共轨管供油，发动机在高速、高负荷工况(喷油量较大)容易出现喷油压力波动的情况。

解决现有技术的上述问题已成为本领域的技术人员急切攻关的课题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种V型多缸柴油机的高压共轨系统，其采用两套完全独立且对称布置的高压共轨系统，给V型多缸柴油机的左、右两列气缸分别供油，可保证左、右侧气缸的喷油一致性较好，并且喷油压力大小不受发动机转速的影响，同时兼顾了发动机的结构紧凑、美观功效。

为实现上述目的，本发明提供了一种V型多缸柴油机的高压共轨系统，其设置在V型多缸柴油机的气缸体上，气缸体包括多个气缸盖以及呈V型排列的两列气缸，每个气缸盖包括共轨管安装孔和回油孔；高压共轨系统包括两套独立的供油系统，其对称地设置在气缸体上，两套独立的供油系统共用油箱以及输油泵，每套供油系统给一列气缸供油，每套供油系统包括低压油路以及高压油路。

在一优选的实施方式中，低压油路包括滤清器座、柴油滤清器及柴滤出油管。滤清器座包括入口以及出口，入口连通输油泵；柴油滤清器设置在滤清器座上用以过滤柴油；柴滤出油管的一端与出口连通；其中柴油经输油泵将油箱内的柴油输入滤清器座的入口进入柴油滤清器，经柴油滤清器过滤后的柴油从出口进入柴滤出油管。高压油路包括高压油泵、多根进油管、多个共轨管、多根高压油管、多个喷油器及多根高压连接管。高压油泵通过法兰安装在气缸体的一端的齿轮室的一侧，高压油泵包括泵入口、多个泵出口以及与多个泵出口的数量相对应的油泵柱塞，泵入口连通柴滤出油管的另一端连通；多根进油管与多个泵出口连通；每个共轨管包括多个进油口、多个出油口、传感器接口以及溢流口，多个进油口与多根进油管连通；多根高压油管的一端与多个出油口的一部分连通；多个喷油器的数量与多根高压油管的数量相对应，每个喷油器与一根高压油管的另一端连接，每个喷油器包括回油口，回油口连通气缸盖的回油孔；每根高压连接管连通于相邻两个共轨管的一个出油口之间。其中经柴滤出油管的柴油进入高压油泵的泵入口，经过多个油泵柱塞泵送到多个泵出口，再经过多根高压油管后从多个共轨管的多个进油口进入多个共轨管，进入每个共轨管的柴油一部分经过高压油管后从喷油器喷出，另一部分流向两个相邻共轨管之间的高压连接管内，以均衡多个共轨管之间的压力平衡。

在一优选的实施方式中，低压油路还包括回油管、轨压传感器以及溢流阀。回油管包括多根回油歧管以及多根溢流管，每根回油歧管的一端连通回油管，另一端连通气缸盖的回油孔；轨压传感器安装在传感器接口上，轨压传感器用以实时监控共轨管的压力；溢流阀安装在共轨管的溢流口上，每根溢流管的一端连通回油管，另一端连通溢流阀，当共轨管的压力超过限值时，柴油通过溢流阀和溢流管回到回油管。

在一优选的实施方式中，V型多缸柴油机的高压共轨系统还包括机油进油管，其一端连通气缸体的主润滑油道，另一端与高压油泵连通，以为高压油泵提供润滑。

在一优选的实施方式中，V型多缸柴油机的高压共轨系统还包括回油总管，其一端连通回油管，中间连通高压油泵的回油道，另一端连通油箱。其中每个喷油器多余的柴油经回油口进入气缸盖的回油孔，经由回油歧管进入回油管；从每个共轨管的溢流阀溢流出的柴油经溢流管流入回油管；回油管中的柴油以及从高压油泵的回油道流出的柴油，最后都经回油总管流回油箱。

在一优选的实施方式中，V型多缸柴油机的高压共轨系统还包括支架以及共轨管支架。支架设置在气缸体的侧面，支架用以托住高压油泵；共轨管支架，其设置在气缸盖的共轨管安装孔上，共轨管支架用以安装共轨管。

与现有技术相比，本发明的V型多缸柴油机的高压共轨系统具有以下有益效果：能保证柴油压力的恒定，以及降低共轨管的制造难度和实现不同机型(V12、V16和V20等)的系列化设计。还能保证各缸高压油管的长度和走向完全一致，从而进一步提高燃油供给的一致性。两套高压共轨系统沿发动机中心平面对称分布，结构紧凑、美观；同时进一步保证左、右两列气缸的喷油一致性较好，且喷油压力大小不受发动机转速的影响。

附图说明

图1为根据本发明的一实施方式的V型多缸柴油机的气缸体结构示意图；

图2为根据本发明的一实施方式的V型多缸柴油机的高压共轨系统的管路示意图；

图3为根据本发明的一实施方式的V型多缸柴油机的高压共轨系统的低压油路的管路示意图；

图4为根据本发明的一实施方式的V型多缸柴油机的高压共轨系统的高压油路的管路示意图。

主要附图标记说明：

1-高压油泵，2-进油管，3-共轨管支架，4-回油管，5-高压油管，6-共轨管，7-高压连接管，8-回油总管，9-滤清器座，10-柴油滤清器，11-柴滤出油管，12-支架，13-机油进油管，14-回油歧管，15-溢流管，16-溢流阀，17-轨压传感器，100-气缸体，200-气缸盖，201-共轨管安装孔，202-回油孔。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1所示，图1为根据本发明的一实施方式的V型多缸柴油机的气缸体结构示意图；根据本发明的一实施方式的V型多缸柴油机的气缸体100，包括V型多缸柴油机的气缸体100和多个气缸盖200，其中气缸体100上布置有呈V型排列的两列气缸，两列V型气缸的夹角小于180°。气缸盖200上布置有共轨管安装孔201和回油孔202，共轨管安装孔201用于固定共轨管支架3，回油孔202与喷油器的回油口连通。

如图2所示，图2为根据本发明的一实施方式的V型多缸柴油机的高压共轨系统的管路示意图；本实施例的柴油供油系统包括油箱、输油泵、高压油泵1、柴油滤清器10、进油管2、共轨管6、高压油管5和喷油器，其中喷油器和高压油管5的数量和气缸数相对应。两个高压油泵1采用法兰安装的方式固定在气缸体100一端的齿轮室的两侧，同时通过支架12托住高压油泵1的后端，支架12固定在V型气缸体100的侧面，从而保证高压油泵1的支撑刚度。滤清器座9固定在V型气缸体100的侧面，而柴油滤清器10安装在滤清器座9上。

如图3所示，图3为根据本发明的一实施方式的V型多缸柴油机的高压共轨系统的低压油路的管路示意图；根据本发明的一实施方式的V型多缸柴油机的高压共轨系统的低压油路，在高压共轨系统工作时，输油泵将油箱内的柴油输入滤清器座9，滤清器座9有入口和出口，入口和出口分别与输油泵和柴滤出油管11连通，柴油经过滤清器座9和柴滤出油管11进入高压油泵1的泵入口。机油进油管13的两端分别与V型气缸体100和高压油泵1连接，V型气缸体100主润滑油道内的机油通过机油进油管13给高压油泵1提供润滑。回油管4由多个回油歧管14和溢流管15组成，各缸喷油器多余的柴油从喷油器的回油口经过回油孔202进入回油歧管14，在回油管4汇合后进入回油总管8，并最终和从高压油泵1的回油道回流的柴油一起回到油箱。

如图4所示，图4为根据本发明的一实施方式的V型多缸柴油机的高压共轨系统的高压油路的管路示意图；根据本发明的一实施方式的V型多缸柴油机的高压共轨系统的高压油路。高压油泵1布置有泵入口以及多个泵出口，泵出口的数量与油泵柱塞数量相对应，柴油经柴滤出油管11从高压油泵1的泵入口进入高压油泵1，从多个泵出口出来经进油管2进入共轨管6。共轨管6布置有多个进油口、多个出油口、以及一个传感器接口和一个溢流口，进油口和进油管2连通，出油口和高压油管5连通，多余的进、出油口可以不加工或者用堵塞堵住；相邻两根共轨管6之间通过高压连接管7连通，以保证共轨管6的压力恒定，柴油依次经过进油管2、共轨管6和高压油管5进入喷油器；共轨管6的传感器接口用于安装轨压传感器17，可对共轨管6的压力进行实时监控，溢流口用于安装溢流阀16，当共轨管6的压力超过限值时，柴油通过溢流阀16和溢流管15回到回油管4。

本实施例的附图都是以V20发动机为例的，本实施例的每套高压共轨系统分别给五个气缸同时供油，每台高压油泵1具有六个泵出口，六个泵出口同时分别连通六根进油管2，六根进油管2又分成两组每组三根进油管2，其分别连通距离该高压油泵1最近的两个共轨管6的三个进油孔，五个共轨管6的相邻两个共轨管6之间都有一根高压连接管7，其分别连通相邻两个共轨管6的一个出油口，距离该高压油泵1较远的三个共轨管6通过彼此之间的高压连接管7供油并且均衡压力。每个共轨管6还有两个出油口分别连通一根高压油管5，每根高压油管5的另一端连通喷油器，也就是说，本实施例的每个共轨管6同时给两个气缸供油，五个共轨管6同时为十个气缸供油。每个共轨管6上不用的进油口和出油口可以不加工出来，也可以用油堵封住，这样可以实现不同机型(V12、V16和V20等)的系列化设计。以上的附图及说明只是示例性的，本发明并不以此为限。

综上所述，本发明的V型多缸柴油机的高压共轨系统，与现有技术相比,具有以下优点：

1)采用多个共轨管串联工作的方式，多个气缸共用一根共轨管，左、右两列气缸的共轨管相互独立，可根据发动机气缸数灵活调整共轨管的数量，这样不仅可以降低共轨管的制造难度和制造成成本，实现不同机型(V12、V16和V20等)的系列化设计，还能保证各缸高压油管的长度和走向完全一致，从而进一步提高燃油供给的一致性。

2)采用两套完全独立的高压共轨系统，即两套高压油泵、柴油滤清器、高压油管、共轨管和喷油器等，并且沿发动机中心平面对称分布，结构紧凑、美观，左、右侧气缸的喷油一致性较好，并且喷油压力大小不受发动机转速的影响。

3)本发明的高压油泵、柴油滤清器、高压油管、共轨管等的安装方式均完全一致，共轨管数量和高压油泵柱塞数量根据不同的机型增减，实现了零部件通用率的最大化。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种V型多缸柴油机的高压共轨系统，其设置在V型多缸柴油机的气缸体上，所述气缸体包括多个气缸盖以及呈V型排列的两列气缸，每个所述气缸盖包括共轨管安装孔和回油孔；其特征在于，所述高压共轨系统包括两套独立的供油系统，其对称地设置在所述气缸体上，所述两套独立的供油系统共用油箱以及输油泵，每套所述供油系统给一列所述气缸供油，每套所述供油系统包括低压油路以及高压油路。

2.如权利要求1所述的V型多缸柴油机的高压共轨系统，其特征在于，所述低压油路包括：

滤清器座，其包括入口以及出口，所述入口连通所述输油泵；

柴油滤清器，其设置在所述滤清器座上用以过滤柴油；及

柴滤出油管，其一端与所述出口连通；

其中，柴油经所述输油泵将所述油箱内的柴油输入所述滤清器座的所述入口进入所述柴油滤清器，经所述柴油滤清器过滤后的柴油从所述出口进入所述柴滤出油管；

所述高压油路包括：

高压油泵，其通过法兰安装在所述气缸体的一端的齿轮室的一侧，所述高压油泵包括泵入口、多个泵出口以及与所述多个泵出口的数量相对应的油泵柱塞，所述泵入口连通所述柴滤出油管的另一端连通，；

多根进油管，其与所述多个泵出口连通；

多个共轨管，其每个所述共轨管包括多个进油口、多个出油口、传感器接口以及溢流口，所述多个进油口与所述多根进油管连通；

多根高压油管，其一端与所述多个出油口的一部分连通；

多个喷油器，其数量与所述多根高压油管的数量相对应，每个所述喷油器与一根所述高压油管的另一端连接，每个所述喷油器包括回油口，所述回油口连通所述气缸盖的所述回油孔；及

多根高压连接管，每根所述高压连接管连通于相邻两个所述共轨管的一个所述出油口之间；

其中，经所述柴滤出油管的柴油进入高压油泵的所述泵入口，经过所述多个油泵柱塞泵送到所述多个泵出口，再经过所述多根高压油管后从所述多个共轨管的所述多个进油口进入所述多个共轨管，进入每个所述共轨管的柴油一部分经过所述高压油管后从所述喷油器喷出，另一部分流向两个相邻所述共轨管之间的所述高压连接管内，以均衡所述多个共轨管之间的压力平衡。

3.如权利要求2所述的V型多缸柴油机的高压共轨系统，其特征在于，所述低压油路还包括：

回油管，其包括多根回油歧管以及多根溢流管，每根所述回油歧管的一端连通所述回油管，另一端连通所述气缸盖的所述回油孔；

轨压传感器，其安装在所述传感器接口上，所述轨压传感器用以实时监控所述共轨管的压力；以及

溢流阀，其安装在所述共轨管的所述溢流口上，每根所述溢流管的一端连通所述回油管，另一端连通所述溢流阀，当所述共轨管的压力超过限值时，柴油通过所述溢流阀和所述溢流管回到所述回油管。

4.如权利要求2所述的V型多缸柴油机的高压共轨系统，其特征在于，还包括机油进油管，其一端连通所述气缸体的主润滑油道，另一端与所述高压油泵连通，以为所述高压油泵提供润滑。

5.如权利要求3所述的V型多缸柴油机的高压共轨系统，其特征在于，还包括回油总管，其一端连通所述回油管，中间连通所述高压油泵的回油道，另一端连通所述油箱；

其中，每个所述喷油器多余的柴油经所述回油口进入所述气缸盖的所述回油孔，经由所述回油歧管进入所述回油管；从每个所述共轨管的所述溢流阀溢流出的柴油经所述溢流管流入所述回油管；所述回油管中的柴油以及从所述高压油泵的所述回油道流出的柴油，最后都经所述回油总管流回所述油箱。

6.如权利要求2所述的V型多缸柴油机的高压共轨系统，其特征在于，还包括：

支架，其设置在所述气缸体的侧面，所述支架用以托住所述高压油泵；以及

共轨管支架，其设置在所述气缸盖的共轨管安装孔上，所述共轨管支架用以安装所述共轨管。