CN113074068A - 一种用于车辆的燃料供给系统及其控制方法和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于车辆的燃料供给系统及其控制方法和车辆，涉及车辆的发动机技术领域。燃料供给系统包括：油箱，用于存储燃料；第一管路，设置在喷油器总成和油箱之间，用于将燃料由油箱输送至喷油器总成和油箱；第二管路，与第一管路以并联方式连接，第二管路两端分别连接至油箱和第一管路的喷油器总成的前端，用于将经由第一管路输送的燃料回流至油箱，第二管路上设置有用于控制其通断的电子溢油阀；其中电子溢油阀配置成在燃料供给系统处于排气阶段时受控地启动并保持预设开度，在燃料供给系统处于建压阶段时受控地关闭，且在由第一管路流经电子溢油阀内部的燃料的压力达到预设压力时自动地被打开。本发明提供的燃料供给系统排气快。

Description

一种用于车辆的燃料供给系统及其控制方法和车辆

技术领域

本发明涉及车辆的发动机技术领域，特别是涉及一种用于车辆的燃料供给系统及其控制方法和车辆。

背景技术

重型牵引车通常液体燃料为柴油，柴油的供给系统通常通过低压泵将燃料抽出油箱，经油箱内出油管底部滤网、粗滤、精滤、油泵，经调压阀回油。粗滤进行杂质过滤和油水分离，并集成手动或电子泵排气功能，在首次启动前或供油系统打开时进行排气。对于重型柴油车而言，由于燃油滤网更换里程长，容积大，如果仍采用手动泵排气，则排气时间过长，费时费力，易引起操作者抱怨和影响司机的运营效率。所以，目前重型柴油车普遍采用了电子排气泵排气，但是采用电子排气泵排气的柴油供油系统，考虑到电子排气泵的使用寿命，均是把电子排气泵布置在粗滤后面，即燃油经粗滤过滤后，再流经电子排气泵，此方式虽然在一定程度上保护了电子排气泵，但由于电子泵本身存在吸程问题，即粗滤在使用一段时间后，流通阻力增大，会逐渐增加电子排气泵吸油排气能力。同时采用电子排气泵的柴油供油系统里的空气主要通过低压供油系统中的溢油阀或高压油泵中的溢油阀进行被动排气，即溢油阀被夹杂着的空气的柴油产生的压力被动开启，这会导致排气时间过长，影响排气效率。

发明内容

本发明第一方面的一个目的是提供一种解决现有技术中采用普通机械溢油阀被动开启导致的排气时间长的技术问题。

本发明第一方面的进一步的目的是进一步缩短排气时间。

本发明第二方面的目的是提供一种用于解决排气时间长的燃料供给系统的控制方法。

本发明的第三方面的目的是提供一种包括能够解决排气时间长的燃料供给系统的车辆。

根据上述第一方面，本发明提供了一种用于车辆的燃料供给系统，包括：

喷油器总成；

油箱，用于存储燃料；

第一管路，设置在所述喷油器总成和所述油箱之间，用于将所述燃料由所述油箱输送至所述喷油器总成和所述油箱；

第二管路，与所述第一管路以并联方式连接，所述第二管路两端分别连接至所述油箱和所述第一管路的所述喷油器总成的前端，用于将经由所述第一管路输送的所述燃料回流至所述油箱，所述第二管路上设置有用于控制其通断的电子溢油阀；其中

所述电子溢油阀配置成在所述燃料供给系统处于排气阶段时受控地启动并保持预设开度，在所述燃料供给系统处于建压阶段时受控地关闭，且在由所述第一管路流经所述电子溢油阀内部的所述燃料的压力达到预设压力时自动地被打开。

可选的，所述电子溢油阀包括衔铁组件，所述衔铁组件在通电后动作以使所述电子溢油阀保持所述预设开度，在断电后且所述第一管路中所述燃料的压力达到所述预设压力时自动地动作以使所述电子溢油阀开启。

可选的，所述电子溢油阀还包括外壳，所述外壳上设置有分别与所述第一管路和所述第二管路连通的进油口和回油口；

所述衔铁组件包括：

阀块，用于控制所述进油口和所述回油口的通断；

衔铁，与所述阀块连接；

定铁芯，与所述衔铁远离所述阀块的一侧连接且固定在所述外壳的内壁上；

弹簧，连接在所述衔铁和所述定铁芯之间，在所述弹簧处于自由状态时，所述阀块与所述进油口抵接；

线圈，缠绕在所述外壳上对应于所述定铁芯和所述衔铁之间的位置上；

在所述燃料供给系统处于所述排气阶段时，所述线圈产生磁力，所述衔铁和所述定铁芯相互吸引克服所述弹簧的弹力，使得所述衔铁带动所述阀块向所述定铁芯的方向移动从而使所述电子溢油阀保持预设开度；

在所述燃料供给系统处于所述建压阶段时，在所述阀块朝向所述第一管道的顶部受到来自所述第一管路中的所述燃料的压力，且所述压力大于所述弹簧的弹力时，所述阀块在所述压力作用下从所述进油口的位置向所述定铁芯方向移动。

可选的，所述阀块为球形结构。

可选的，燃料供给系统还包括：

设置在所述第一管路上且临近于所述油箱的电子排气泵，所述电子排气泵允许通过的混于所述燃料中的杂质的颗粒直径小于等于预设粒径值；

分别设置在所述第一管路上位于所述电子排气泵两侧的第一级粗滤网和第二级粗滤网，所述第一级粗滤网相比于所述第二级粗滤网更靠近所述油箱。

可选的，燃料供给系统还包括：

单向阀，其以并联连接的方式连接在所述电子排气泵的进油口和出油口之间，用于防止所述第一管路中的燃料倒流。

可选的，所述第一管路上还设置有输油泵，所述输油泵连接在所述第二级粗滤网的后端，用于泵送所述油箱中的燃料；

所述电子排气泵受控地作为辅助油泵，与所述输油泵一起工作。

根据上述第二方面，本发明提供了一种用于所述的燃料供给系统的控制方法，包括：

获取用于指示所述燃料供给系统是否上电的指示信号以及所述第一管路的压力值；

在所述指示信号指示所述燃料供给系统上电后，控制所述电子溢油阀启动并保持预设开度；

在所述第一管路的所述压力值大于预设值时，控制所述电子溢油阀关闭。

可选的，控制方法还包括：

在所述指示信号指示所述系统上电后，控制电子排气泵工作；

获取所述电子排气泵的工作时长；

在所述电子排气泵的工作时长大于预设时长时，控制所述燃料供给系统的输油泵开启。

根据上述第三方面，本发明提供了一种车辆，包括所述的燃料供给系统。

本发明提供的用于车辆的燃料供给系统包括喷油器总成、油箱、第一管路和第二管路，第一管路连接在油箱与喷油器总成之间，第二管路的两端分别与油箱和第一管路的喷油器总成的前端连接，第二管路上设置有电子溢油阀。在燃料供给系统工作前需要将第一管路中的气体排出，也即排气，在排气阶段喷油器总成是关闭的，具体的排气阶段的工作过程是燃料供给系统上电后，电子溢油阀受控地开启并保持预设开度，油箱中的燃料受控地流入第一管路，将第一管路中的气体向前推，流入第二管路，气体和燃料一同经由电子溢油阀回流入油箱，从而实现排气。燃料供给系统排气结束后，进入建压阶段，电子溢油阀不再受控开启，而是转变为机械阀，其开启和关闭受由第一管路流入第二管路中的燃料的压力控制，当燃料的压力达到预设压力时电子溢油阀自动地被该压力作用打开。该电子溢油阀在燃料供给系统排气时即开启，让气体主动快速地回到油箱，解决了采用普通机械溢油阀被动开启排气导致的排气时间长的问题，且排气结束后还可以作为普通机械溢油阀工作，一件二用。

进一步地，燃料供给系统还包括电子排气泵、第一级粗滤网和第二级粗滤网。电子排气泵设置在第一管路上且临近于油箱，其允许通过的混于燃料中的杂质的颗粒直径小于等于预设粒径值。第一级粗滤网和第二级粗滤网分别设置在第一管路上位于电子排气泵两侧。现有技术中，电子排气泵通常设置在第二级粗滤网后方，这是因为现有技术所使用的电子排气泵对杂质的耐受力较差，设置在第二级粗滤网之前会缩短电子排气泵的使用寿命，然而，将电子排气泵设置在第二级粗滤网之后却带来了吸油慢的问题，这就造成了吸油和保护电子排气泵之间的矛盾，为了解决这一矛盾，本申请将电子排气泵设置在第一级粗滤网和第二级粗滤网之间，相应地，要求所采用的电子排气泵对杂质具有一定的耐受力，具体为该电子排气泵可使粒径小于等于预设粒径值的杂质通过。本申请中将电子排气泵设置在第二级粗滤网之前，相比于现有技术中设置在第二级粗滤网之后的技术方案，可以更快速地吸油，实现快速排气，且可以缩短自身干运转时间，大大提升了电子排气泵的可靠性。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的用于车辆的燃料供给系统的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的用于车辆的燃料供给系统的电子溢油阀的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的用于燃料供给系统的控制方法的流程框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1是根据本发明一个实施例的用于车辆的燃料供给系统的结构示意图。如图1所示，本发明提供了一种用于车辆的燃料供给系统，其一般性地包括喷油器总成20、油箱10、第一管路30和第二管路40。喷油器总成20用于燃料贮存、分配、喷射监测系统油压。油箱10用于存储燃料。第一管路30设置在喷油器总成20和油箱10之间，用于将燃料由油箱10输送至喷油器总成20和油箱10。第二管路40与第一管路30以并联方式连接，第二管路40两端分别连接至油箱10和第一管路30的喷油器总成20的前端，用于将经由第一管路30输送的燃料回流至油箱10，第二管路40上设置有用于控制其通断的电子溢油阀41。其中，电子溢油阀41配置成在燃料供给系统处于排气阶段时受控地启动并保持预设开度，在燃料供给系统处于建压阶段时受控地关闭，且在由第一管路30流经电子溢油阀41内部的燃料的压力达到预设压力时自动地被打开。

本实施例提供的用于车辆的燃料供给系统包括喷油器总成20、油箱10、第一管路30和第二管路40，第一管路30连接在油箱10和喷油器总成20之间，第二管路40的两端分别与油箱10和第一管路30的喷油器总成20的前端连接，第二管路40上设置有电子溢油阀41。在燃料供给系统工作前需要将第一管路30中的气体排出，也即排气，在排气阶段喷油器总成20是关闭的，具体的排气阶段的工作过程是燃料供给系统上电后，电子溢油阀41受控地开启并保持预设开度，油箱10中的燃料受控地流入第一管路30，将第一管路30中的气体向前推，流入第二管路40，气体和燃料一同经由电子溢油阀41回流入油箱10，从而实现排气。燃料供给系统排气结束后，进入建压阶段，电子溢油阀41不再受控开启，而是转变为机械阀，其开启和关闭受由第一管路30流入第二管路40中的燃料的压力控制，当燃料的压力达到预设压力时电子溢油阀41自动地被该压力作用打开。该电子溢油阀41在燃料供给系统排气时即开启，让气体主动快速地回到油箱10，解决了采用普通机械溢油阀被动开启排气导致的排气时间长的问题，且排气结束后还可以作为普通机械溢油阀工作，一件二用。

在一个具体的实施例中，电子溢油阀41包括衔铁组件，衔铁组件在通电后动作以使电子溢油阀41保持预设开度，在断电后且第一管路30中燃料的压力达到预设压力时自动地动作以使电子溢油阀41开启。

图2是根据本发明一个实施例的用于车辆的燃料供给系统的电子溢油阀41的结构示意图。如图2所示，在一个更为具体的实施例中，电子溢油阀41还包括外壳411，外壳411上设置有分别与第一管路30和第二管路40连通的进油口412和回油口413。衔铁组件包括阀块414、衔铁415、定铁芯416、弹簧418和线圈417。阀块414用于控制进油口412和回油口413的通断。衔铁415与阀块414连接。定铁芯416与衔铁415远离阀块414的一侧连接且固定在外壳411的内壁上。弹簧418连接在衔铁415和定铁芯416之间，在弹簧418处于自由状态时，阀块414与进油口412抵接。线圈417缠绕在外壳411上对应于定铁芯416和衔铁415之间的位置上。在燃料供给系统处于排气阶段时，线圈417产生磁力，衔铁415和定铁芯416相互吸引克服弹簧418的弹力，使得衔铁415带动阀块414向定铁芯416的方向移动从而使电子溢油阀41保持预设开度。在燃料供给系统处于建压阶段时，在阀块414朝向第一管道的顶部受到来自第一管路30中的燃料的压力，且压力大于弹簧418的弹力时，阀块414在压力作用下从进油口412的位置向定铁芯416方向移动，从而打开电子溢油阀41。

在一个具体的实施例中，阀块414为球形结构。

在一个具体的实施例中，燃料供给系统还包括电子排气泵31、第一级粗滤网33和第二级粗滤网32。电子排气泵31设置在第一管路30上且临近于油箱10，其允许通过的混于燃料中的杂质的颗粒直径小于等于预设粒径值。第一级粗滤网33和第二级粗滤网32分别设置在第一管路30上位于电子排气泵31两侧，第一级粗滤网33相比于第二级粗滤网32更靠近油箱10。现有技术中，电子排气泵31通常设置在第二级粗滤网32后方，这是因为现有技术所使用的电子排气泵31对杂质的耐受力较差，设置在第二级粗滤网32之前会缩短电子排气泵31的使用寿命，然而，将电子排气泵31设置在第二级粗滤网32之后却带来了吸油慢的问题，这就造成了吸油和保护电子排气泵31之间的矛盾，为了解决这一矛盾，本申请将电子排气泵31设置在第一级粗滤网33和第二级粗滤网32之间，相应的，要求所采用的电子排气泵31对杂质具有一定的耐受力，具体为该电子排气泵31可使粒径小于等于预设粒径值的杂质通过，预设粒径值例如可以为范围在0.5-2mm的值，例如0.5mm、1mm、1.5mm或2mm，优选为1mm，在一个优选的实施例中，该电子排气泵31采用专利申请号为CN03114505.1提供的变容压缩机构。采用该电子排气泵31，可以迅速吸油，快速排气，缩短自身干运转时间，大大提升了电子排气泵31的可靠性。

在一个具体的实施例中，第一级粗滤网33设置在油箱10中，用于过滤燃料中较大颗粒的杂质，第二级粗滤网32用于过滤燃料中较细的杂质。

在一个优选的实施例中，第一管路30中还设置有精滤网36，该精滤网36设置在第二级粗滤网32的后端，用于过滤燃料中更细的杂质。

常见的电子排气泵31为齿轮泵或滚珠泵。本系统创造性地采用了新型结构的球泵，即利用两个半球的配合面处的容积变化进行压油，此结构的球泵可承受约1mm的杂质，对杂质容忍度很高。此电子排气泵31为球型腔体泵，球形内腔装有一个活塞、一个转盘和主轴三个运动件，活塞与转盘通过中心销以柱面铰链形式链接，活塞销轴的轴线与转盘销轴的轴线与主轴的轴线有一定的夹角，并且这三个轴线都通过球形内腔的球心。机构空间运动合成的结果是：当驱动主轴运行时，活塞与转盘始终作绕中心销轴线进行周期性相对摆动，由于是空间运动合成的相对摆动，因此无明显引起振动的运动要素。主轴旋转两周，交替进行吸油、压缩、排油各一次。

在一个进一步的实施例中，燃料供给系统还包括单向阀，其以并联连接的方式连接在电子排气泵31的进油口和出油口之间，用于防止第一管路30中的燃料倒流。

在发动机启动前，首先需要将第一管路30中的气体排出，车辆上电后电子排气泵31运行，运行期间从油箱10中迅速吸出燃料，使系统进行排气。在一个具体的实施例中，第一管路30上还设置有输油泵34，输油泵34连接在第二级粗滤网32的后端，用于泵送油箱10中的燃料，建立燃料压力，该输油泵34可以电机驱动也可以连接发动机机械驱动。电子排气泵31受控地作为辅助油泵，与输油泵34一起工作，更快速吸油，保护输油泵34，提升输油泵34的可靠性。当燃料供给系统中的输油泵34由于长时间使用，流量性能正常下降后，此电子排气泵31可以作为辅助油泵和输油泵34同时串联工作，以延长输油泵34的使用寿命。电子排气泵31、输油泵34和电子溢油阀41三者联动工作，使系统中的气体被迅速排出并迅速建压，确保发动机的快速启动。

图3是根据本发明一个实施例的用于燃料供给系统的控制方法的流程框图。如图3所示，本发明还提供了一种用于燃料供给系统的控制方法，该燃料供给系统为上述任意一个实施例提供的燃料供给系统，控制方法其一般性地包括：

S10：获取用于指示燃料供给系统是否上电的指示信号以及第一管路30的压力值；

S20：在指示信号指示燃料供给系统上电后，控制电子溢油阀41启动并保持预设开度；

S30：在第一管路30的压力值大于预设值时，控制电子溢油阀41关闭。

车辆钥匙拧动到on档上电，燃料供给系统进入排气阶段，电子溢油阀41接收到上电的指示信号，保持预设开度。第一管路30中夹杂着空气的燃料从设置电子溢油阀41的第二管路40一起回到油箱10，当第一管路30中的压力值大于预设值时，说明排气结束，此时，控制电子溢油阀41关闭。

在一个具体的实施例中，控制方法还包括：

在指示信号指示系统上电后，控制电子排气泵31工作；

获取电子排气泵31的工作时长；

在电子排气泵31的工作时长大于预设时长时，控制燃料供给系统的输油泵34开启。

在电子溢油阀41工作的同时电子排气泵31也开始运转，单向阀在压力下保持关闭，在电子排气泵31工作一定时间后，燃料经过第一级粗滤网33后到达输油泵34，此时电子排气泵31和甲醇输油泵34同时工作，此状态运行预设时长确保系统中的空气排干净后，电控溢油阀断掉控制信号，恢复到常闭状态。

排气阶段结束后，进入建压阶段，电子排气泵31断电，输油泵34继续保持工作，燃料自动流经单向阀，由于电控溢油阀断掉指示信号，恢复到常闭状态，电子溢油阀41在系统油压下，保持开启进行正常回油，维持系统油压在设计值范围内，燃料在第一管路30中完成蓄压后，喷油器总成20进入等待ECU控制指令的状态，等待进入发动机打火运行阶段。

发动机正常启动打火，喷油器接受ECU控制指令，喷射燃料至发动机进气道中，以实现发动机的正常工作，进入发动机打火启动和正常运行阶段。

在一个优选的实施例中，燃料为甲醇或柴油等。

本发明还提供了一种车辆，该车辆包括发动机，发动机包括上述任意一个实施例提供的燃料供给系统，能够解决现有技术中系统排气慢的技术问题。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种用于车辆的燃料供给系统，其特征在于，包括：

喷油器总成；

油箱，用于存储燃料；

第一管路，设置在所述喷油器总成和所述油箱之间，用于将所述燃料由所述油箱输送至所述喷油器总成和所述油箱；

第二管路，与所述第一管路以并联方式连接，所述第二管路两端分别连接至所述油箱和所述第一管路的所述喷油器总成的前端，用于将经由所述第一管路输送的所述燃料回流至所述油箱，所述第二管路上设置有用于控制其通断的电子溢油阀；其中

所述电子溢油阀配置成在所述燃料供给系统处于排气阶段时受控地启动并保持预设开度，在所述燃料供给系统处于建压阶段时受控地关闭，且在由所述第一管路流经所述电子溢油阀内部的所述燃料的压力达到预设压力时自动地被打开。

2.根据权利要求1所述的燃料供给系统，其特征在于，所述电子溢油阀包括衔铁组件，所述衔铁组件在通电后动作以使所述电子溢油阀保持所述预设开度，在断电后且所述第一管路中所述燃料的压力达到所述预设压力时自动地动作以使所述电子溢油阀开启。

3.根据权利要求2所述的燃料供给系统，其特征在于，所述电子溢油阀还包括外壳，所述外壳上设置有分别与所述第一管路和所述第二管路连通的进油口和回油口；

所述衔铁组件包括：

阀块，用于控制所述进油口和所述回油口的通断；

衔铁，与所述阀块连接；

定铁芯，与所述衔铁远离所述阀块的一侧连接且固定在所述外壳的内壁上；

弹簧，连接在所述衔铁和所述定铁芯之间，在所述弹簧处于自由状态时，所述阀块与所述进油口抵接；

线圈，缠绕在所述外壳上对应于所述定铁芯和所述衔铁之间的位置上；

在所述燃料供给系统处于所述排气阶段时，所述线圈产生磁力，所述衔铁和所述定铁芯相互吸引克服所述弹簧的弹力，使得所述衔铁带动所述阀块向所述定铁芯的方向移动从而使所述电子溢油阀保持预设开度；

在所述燃料供给系统处于所述建压阶段时，在所述阀块朝向所述第一管道的顶部受到来自所述第一管路中的所述燃料的压力，且所述压力大于所述弹簧的弹力时，所述阀块在所述压力作用下从所述进油口的位置向所述定铁芯方向移动。

4.根据权利要求3所述的燃料供给系统，其特征在于，所述阀块为球形结构。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的燃料供给系统，其特征在于，还包括：

设置在所述第一管路上且临近于所述油箱的电子排气泵，所述电子排气泵允许通过的混于所述燃料中的杂质的颗粒直径小于等于预设粒径值；

分别设置在所述第一管路上且位于所述电子排气泵两侧的第一级粗滤网和第二级粗滤网，所述第一级粗滤网相比于所述第二级粗滤网更靠近所述油箱。

6.根据权利要求5所述的燃料供给系统，其特征在于，还包括：

单向阀，其以并联连接的方式连接在所述电子排气泵的进油口和出油口之间，用于防止所述第一管路中的燃料倒流。

7.根据权利要求1-4或6任一项所述的燃料供给系统，其特征在于，所述第一管路上还设置有输油泵，所述输油泵连接在所述第二级粗滤网的后端，用于泵送所述油箱中的燃料；

所述电子排气泵受控地作为辅助油泵，与所述输油泵一起工作。

8.一种用于权利要求1-7任一项所述的燃料供给系统的控制方法，其特征在于，包括：

获取用于指示所述燃料供给系统是否上电的指示信号以及所述第一管路的压力值；

在所述指示信号指示所述燃料供给系统上电后，控制所述电子溢油阀启动并保持预设开度；

在所述第一管路的所述压力值大于预设值时，控制所述电子溢油阀关闭。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，还包括：

在所述指示信号指示所述系统上电后，控制电子排气泵工作；

获取所述电子排气泵的工作时长；

在所述电子排气泵的工作时长大于预设时长时，控制所述燃料供给系统的输油泵开启。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的燃料供给系统。

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