CN1536216A

CN1536216A - 燃料供给泵

Info

Publication number: CN1536216A
Application number: CNA2004100323786A
Authority: CN
Inventors: 黑田晃弘
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2024-04-02
Also published as: EP1464826B1; EP1464826A1; DE602004002013D1; CN100360790C; US20040197216A1; JP4036197B2; JP2004316640A; DE602004002013T2; US7377753B2

Abstract

在一种燃料供给泵中，一燃料排放通道排放一部分燃料，该部分燃料被输送通过连接在一控制阀和一泵元件的压缩腔之间的一部分燃料供给通道，并进入到一位于泵元件的活塞和一活塞驱动装置之间的一可滑动接触部分中。

Description

燃料供给泵

技术领域

本发明涉及一种内燃机的燃料供给泵。

背景技术

一种共轨式燃料喷射系统被应用于内燃机例如柴油发动机和其它类似的发动机中。

这种共轨式燃料喷射系统配置有一积聚高压燃料的共用轨道和将高压燃料供给到共用轨道的燃料供给泵。对来自发动机控制单元(ECU)的指令作出响应，位于共用轨道内的高压燃料以预定的周期经燃料喷射阀喷射并输送到内燃机的每个气缸中。

日本特许公开H11-315767披露了现有的燃料供给泵的一个例子。

如图5所示，燃料供给泵100设有一低压进给泵101和一泵元件。该泵元件由一气缸109、一位于气缸内并可在轴向方向上往复运动的活塞/柱塞102、以及一形成于气缸109的一端部的内周表面和活塞102的一端部表面之间的压缩腔105。

燃料供给泵100还设有一活塞驱动装置，该装置包括一驱动轴103、一与驱动轴103和活塞102机械连接的凸轮110、以及一泵-凸轮腔111，驱动轴103的一部分和凸轮110位于该泵-凸轮腔内。

驱动轴103被旋转，以使凸轮110将该驱动轴103的旋转运动转换为往复运动，并将此往复运动传递给活塞102，由此，活塞102便在气缸109内沿轴向方向往复运动。

燃料供给泵100还设有一控制阀107、一单向阀104、一润滑通道105以及一燃料箱118。

积聚在燃料箱118内的燃料通过低压进给泵101的泵操作经燃料供给通道108进入到压缩腔106内。通过活塞驱动装置使活塞102进行往复运动将压缩腔106内的燃料压缩成高压状态，这样高压燃料便被输送到一共用轨道中(未示出)。

另外，从低压进给泵101输送的一部分燃料经润滑通道105被输送到泵-凸轮腔111中，这样泵元件的滑动部分将被冷却并润滑。

连接在低压进给泵101的出口和与压缩通道106相通的气缸109之间的燃料流动通道设有一控制阀107。该控制阀107可操作地对从低压油泵101输送到压缩腔106的燃料量进行控制，从而控制输送到共用轨道的燃料量。该燃料量控制操作对来自ECU的指令作出响应，以将共用轨道内的油压保持一预定的压力。连接在控制阀107和与压缩腔106相通的气缸109之间的燃料供给通道108设有单向阀104，该单向阀防止高压燃料从压缩腔106向控制阀107倒流。

在燃料供给泵100的传统结构中，甚至当ECU发送指令给控制阀107以减少输送到共用轨道的燃料量时，过多的燃料仍可能会流经控制阀107而流入到燃料供给通道108内。这种溢流是由于来自控制阀107的阀部分的泄漏和/或控制阀107的阀元件关闭的延迟所造成的。

多余的燃料可能会经燃料供给通道108流向压缩腔106。

然后，为了释放燃料供给通道108内的多余燃料，从燃料供给通道108分支出一燃料排放通道112以旁通于泵元件，并与低压进给泵101的进口相连。

然而，控制阀107和低压泵101的进口彼此远离，因此燃料排放通道112的长度被增加。另外，如图5所示，由于燃料排放通道112旁通于燃料供给泵101，将导致燃料排放通道112在它的许多中间位置处弯曲，这造成燃料排放通道112在结构上很复杂。其结果是，导致了燃料排放通道112工作性能的恶化。

发明内容

本发明便基于上述背景而作出。

因此，本发明的目的在于提供一种燃料供给泵，它允许使用于释放燃料供给通道内的多余燃料的燃料排放通道的工作性能得到简化。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于对来自低压进给泵的燃料加压的燃料供给泵，该燃料供给泵包括：带有一活塞和一压缩腔的泵元件，该压缩腔通过一燃料供给通道与该低压进给泵相连，来自低压进给泵的燃料流经该燃料供给通道被输送到压缩腔，该活塞将供给到压缩腔的燃料加压；带有驱动元件和壳体以使该活塞往复运动的活塞驱动装置，该驱动元件可旋转地支承在壳体上并与该活塞可滑动地接触；控制元件，其位于该燃料供给通道中，以对从低压进给泵输出并流经燃料供给通道的燃料流量进行控制；单向阀，其位于一部分燃料供给通道内，该部分燃料供给通道连接在控制元件和压缩腔之间，该单向阀可防止输送到压缩腔的燃料倒流到控制元件中；润滑装置，其用于将一部分燃料输送到一位于活塞和活塞驱动装置之间的可滑动接触部分，该部分燃料由低压进给泵输送通过燃料供给通道；燃料排放装置，其用于将一部分燃料排放到位于活塞和活塞驱动装置之间的该可滑动接触部分中，该部分燃料经燃料供给通道输送到压缩腔中。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于对来自一低压进给泵的燃料加压的燃料供给泵，该燃料供给泵包括：具有一活塞和一压缩腔的泵元件，该压缩腔经一燃料供给通道与低压进给泵相连，来自低压进给泵的燃料经燃料供给通道被输送到压缩腔，该活塞将输送到压缩腔中的燃料加压；活塞驱动装置，其具有一驱动元件和一壳体以使该活塞往复运动，该驱动元件可旋转地支承于壳体上并与该活塞可滑动地接触；控制元件，其位于该燃料供给通道内，以对从低压泵经燃料供给通道输送的燃料流量进行控制；单向阀，其位于一部分燃料供给通道内，该部分燃料供给通道连接在控制元件和压缩腔之间，该单向阀防止输送到压缩腔的燃料倒流入控制元件；润滑装置，其用于将一部分燃料输送到一位于活塞和活塞驱动装置之间的可滑动接触部分中，该部分燃料从低压进给泵输送通过燃料供给通道；第一节气装置，其位于该润滑装置内，以对流经润滑装置的该部分燃料进行控制；燃料排放装置，其可将一部分燃料释放到相对于第一节气装置的润滑装置的下游侧，该部分燃料流经该部分燃料供给装置被输送到压缩腔。

附图说明

从参照附图关于实施例的以下描述中，本发明的其它目的和特征将会变得更加明显，其中：

图1为根据本发明第一实施例的燃料供给泵的结构的示意图；

图2A为图1中示出的控制阀的结构的剖面图，其中根据该第一实施例的控制阀的针阀执行开启操作；

图2B为图2A中示出的控制阀的的结构的剖面图，其中根据该第一实施例的控制阀的针阀执行关闭操作；

图3为根据本发明第二实施例的燃料供给泵的结构的示意图；

图4为根据第二实施例位于节气门下游侧的图3中所示的润滑通道的放大视图；以及

图5为燃料供给泵的传统结构。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行描述。

(第一实施例)

如图1所示，一燃料供给泵1(在下文中将其简化为“供给泵”)被用于例如一内燃机如柴油机的共轨式燃料喷射系统IS中。该共轨式燃料喷射系统IS具有一用于在其内积聚高压燃料的共用轨道CR以及若干分别与该共用轨道相通的电磁燃料喷射器11…11。

该共轨式燃料喷射系统被设计成，对来自一ECU(未示出)的指令作出响应，共用轨道CR内的高压燃料由每个燃料喷射器11喷射，该喷射出的高压燃料以一预定周期被输送到内燃机的每个气缸中。

如图1所示，该供给泵构成共轨式燃料喷射系统CR，并且被用作对燃料箱12内的燃料加压，并将该高压燃料输送到共用轨道CR中的高压供给泵。

即，供给泵1由泵元件2和控制阀3组成，其中泵元件2被设计为可将燃料施以高压并将此高压燃料输送到共用轨道CR中，控制阀3用于控制输送到泵元件2的燃料量。

供给泵1还由一带有进口和出口的低压进给泵13组成，该低压进给泵13被简称为“进给泵”。

进给泵13的进口与燃料供给通道P1相连，并且燃料供给通道P1与油箱12的内部相连从而与燃料箱相通。进给泵13的出口与燃料供给通道P2相连，并且燃料供给通道P2与泵元件2相连。控制阀3位于燃料供给通道P2内。

进给泵13被设计成可将燃料经燃料供给通道P1从燃料箱12中泵送并且将泵送的燃料经燃料供给通道P2和控制阀3输送到泵元件2。

附带地，进给泵13可以整体安装于供给泵1上，或者可以分别提供于燃料箱12上或从燃料箱12到控制阀3的供油通道上。该进给泵13可以通过内燃机、另一电动马达或一流体致动器可旋转地驱动。

泵元件2由活塞21、气缸22、以及压缩腔23组成，其中活塞21位于汽缸内从而可在轴向方向上往复运动，该压缩腔23形成于气缸22的一端部部分的内圆周表面22a和活塞21的一端部表面21a之间。燃料供给通道P2与压缩腔23的进口23a相通。

积聚在燃料箱12内的燃料通过进给泵13的泵操作被泵送通过燃料供给通道P1，并且被泵送的燃料经燃料供给通道P2和控制阀3被供给到压缩腔23。压缩腔23内的燃料通过活塞21的往复运动被施以高压，从而高压燃料从压缩腔23的出口23b被输出到输出管道L1。在输出管道L1内设置了一单向阀24，从而高压燃料经该单向阀24被输送到共用轨道CR。该单向阀24可防止高压燃料倒流到压缩腔23中。

另外，一单向阀25位于压缩腔23的进口23b和控制阀3之间的燃料供给通道P2内。该单向阀25可防止高压燃料从压缩腔23倒流到控制阀3中。

供给泵1还由与活塞21机械相连的活塞驱动装置4组成，该驱动装置用于驱动活塞21，从而活塞21可在气缸23内沿轴向方向往复运动。活塞21位于驱动装置4的另一端部，其与压缩腔侧相对，并带有一活塞头26。该活塞头26具有一与活塞驱动装置4的一滑动表面可滑动地接触的滑动表面。该活塞头26通过一弹簧27偏置，从而活塞头26的滑动表面与活塞驱动装置4的滑动表面相接触。

活塞驱动装置4设置有驱动轴41、凸轮42、以及凸轮环43。驱动轴41由轴承B1和B2围绕着其轴向可旋转地支承，并与内燃机的曲柄轴(未示出)机械相连，这样，驱动轴41通过内燃机的曲柄轴的旋转被可旋转地驱动。凸轮42偏心地连接在驱动轴41上，从而凸轮42通过驱动轴的旋转围绕着驱动轴41转动。

凸轮环43容纳穿过一金属衬套的该凸轮42，这样凸轮环43通过驱动轴41的旋转在驱动轴41的周围旋转。该凸轮环43具有一相应于活塞驱动装置4的滑动表面的外周表面43a。

凸轮环43的旋转和由弹簧27施加给活塞21的弹力使活塞21在气缸23内沿轴向方向往复运动。同时，活塞头26相对于凸轮环43在凸轮环43的外周表面43a(滑动表面)上进行往复运动。

即，由内燃机可旋转地驱动的驱动轴41的旋转运动通过凸轮42转换为往复运动，并且将此往复运动传递给活塞21。

活塞驱动装置4还由泵-凸轮腔44组成，其中一部分驱动轴41、凸轮42、以及凸轮环43位于一泵-凸轮腔44内。

供给泵1还设有一润滑通道45，该润滑通道45从燃料供给通道P1中分支出来并且与泵-凸轮腔44相通。从进给泵13排放出的一部分燃料经润滑通道45被输送到泵-凸轮腔44。这部分燃料允许凸轮环43和活塞头26的滑动部件、金属衬套和凸轮42的滑动部件、以及驱动轴41的轴承B1和B2分别被冷却并润滑。一节气门46位于润滑通道45内，这样它将对输送到泵-凸轮腔44的燃料量进行控制。

供给泵1还由溢流通道47组成，该溢流通道与泵-凸轮腔44相连从而与其相通。该溢流通道47与燃料喷射器11的共用排出管DL以及与燃料箱12相通的燃料逆流通道14相连。这部分被用作滑动部件润滑剂的燃料经溢流通道47流入逆流通道14内，并且经排放管DL从燃料喷射器11中返回的多余燃料也流入到逆流通道14中。这部分燃料和多余的燃料一起经逆流通道14返回到燃料箱12内。

另一方面，控制阀3可操作地控制从进给泵13经过燃料供给通道P2输送到压缩腔23的燃料流量。控制阀3的该燃料流量控制操作被执行，从而控制阀3对来自ECU的指令作出响应以控制其阀元件的阀开度，从而将共用轨道CR内的燃料压力保持在一预定压力下。因此，控制阀3使允许输送到共用轨道CR的高压燃料得到控制。

特别是，如图2A和2B所示，控制阀3设有一作为阀元件的针阀31和一管状壳体32，其中针阀31位于管状壳体32的内腔32a内。壳体32带有一端壁32b，在该端壁上具有一穿过该端壁32b的吸入口35。该吸入口35与燃料供给通道P1相连，从而来自进给泵13的燃料经该吸入口35被吸入到内腔32a内。壳体32在其周侧壁32c上具有一排放口36，该排放口经燃料供给通道P2与压缩腔23相连。

控制阀3还设有一位于内腔32a内的弹簧33并且该弹簧被插入到端壁32b和针阀31之间。弹簧33轴向地迫使针阀31朝向远离排放口36的开启方向运动。该控制阀3还设有一线圈34，当线圈被充电时，该线圈产生磁通势，以允许针阀31向着与开启方向相反的关闭方向偏置。吸入口35处于常开状态。

当线圈34根据ECU的控制停止通电时，弹簧33的弹力迫使针阀31向着远离排放口36的方向运动，这样排放口36便被完全开启。即，当线圈34没有通电时，控制阀3完全开启。

另一方面，当线圈34根据ECU的控制进行通电时，如图所示，线圈34的通电产生磁通势，从而该磁通势使针阀31根据施加到线圈34内的电压值朝着关闭方向偏置。控制阀3允许控制阀3的阀开度根据施加到线圈34内的电压值进行控制。

另外，燃料供给泵1设有从一部分燃料供给通道P2分支出来的燃料排放通道38，其中该部分燃料供给通道P2将排放口36与压缩腔23相连，并被称为燃料供给通道37。燃料排放通道38基本上与润滑通道45平行设置并且与泵-凸轮腔44相连。即，流经燃料供给通道37的燃料通过燃料排放通道38流入泵-凸轮腔44内。另外，一节气门39位于燃料排放通道38内，从而对经燃料排放通道38输送到泵-凸轮腔44的燃料量进行控制。

以下将对供给泵1的操作进行解释。

在供给泵1的构造中，甚至当由于控制阀3的排放口36的泄漏和/或控制阀3的针阀31在关闭时的延迟造成过多燃料积聚在燃料供给通道37内的情况下，该部分多余燃料也会经燃料排放通道38释放到泵-凸轮腔44内。即，在控制阀3内，根据ECU的控制对针阀31的开启进行控制后，燃料经位于针阀31和壳体32之间的微小间隙被泄漏，从而燃料被过量地输送到燃料供给通道37中。

另外，当对ECU的控制作出响应的针阀31的位移被延迟时，燃料也会被过量地输送到燃料供给通道37。

然而，在第一实施例中，积聚在燃料供给通道37内的多余燃料经燃料排放通道38被释放到泵-凸轮腔44内。节气门39允许流经燃料排放通道38的燃料量得到控制，使得仅仅只有该过量的燃料排放到泵-凸轮腔44内成为可能。

如上所述，由于燃料排放通道38从基本上平行于润滑通道45的燃料供给通道37分支出来从而与泵-凸轮腔44相连，因此，该燃料排放通道38允许积聚在燃料供给通道37内的多余燃料被释放到接近燃料供给通道37的泵-凸轮腔44内。

即，供给泵1不需要增加燃料排放通道38的长度，也不需要在燃料排放通道的多处中间位置上弯曲，从而使燃料排放通道38的工作性能得到改善成为可能。

另外，在燃料供给泵1内，节气门39控制流经燃料排放通道38进入泵-凸轮腔44内的燃料量，防止燃料供给通道37内的燃料过多地流入泵-凸轮腔44。因此，也可以防止输送到压缩腔23的燃料量减少。

(第二实施例)

如图3所示，燃料供给泵1A设有一从燃料供给通道37分支出来的燃料排放通道38A，并且该燃料排放通道38A在节气门46的下游侧与润滑通道45相连。供给泵1A也由位于燃料排放通道38A内的节气门39组成，这样它便控制经燃料排放通道38A输送到泵-凸轮腔的燃料量。

第二实施例中的供给泵1A的其它元件基本上与第一实施例中的供给泵1的元件相同，这些元件与图1中所示的供给泵1的附图标记相同，并且关于它们的解释也被省略或简化。

根据第二实施例，由于燃料排放通道38A连接在相对于节气门46的润滑通道456的下游侧，因此节气门46的下游侧的润滑通道45中产生的负压允许燃料供给通道37内的多余燃料经燃料排放通道38A被吸入润滑通道45内。这就导致该部分多余燃料经润滑通道45被排放到泵-凸轮腔44内。

另外，节气门39还允许流经燃料排放通道38A的燃料量得到控制，使仅仅只有该部分多余燃料通过负压流入到泵-凸轮腔44内成为可能。

如上所述，由于燃料排放通道38A从燃料供给通道37中分支出来并且与相对于节气门46的润滑通道45的下游侧相连，因此，该燃料排放通道38A允许积聚在燃料供给通道37内的多余燃料被排放到靠近燃料供给通道37的润滑通道45内。

即，燃料供给泵1A不需要增加燃料排放通道38A的长度并且也不需要在燃料排放通道38A的许多中间位置处使之弯曲，这使得燃料排放通道38A的工作性能的改善成为可能。

另外，燃料排放通道38A并不直接与泵-凸轮腔44相连而是与节气门46的下游侧相连，这样负压允许多余燃料吸入到润滑通道45内，从而可保持来自燃料喷射器11的背压的影响。

即，在喷射器11内，由于多余燃料从喷射器11经燃料逆流通道14返回到燃料箱12而产生了背压，从而泵-凸轮腔44内的润滑油的压力受到通过溢流通道47的背压的影响。

节气门46的上游侧的进给泵13的排放压力远远大于来自燃料喷射器11的背压。这就导致润滑燃料经润滑通道45从进给泵13持续流入到泵-凸轮腔44内，这样就会一直在节气门46的下游侧产生一负压。因此，该负压允许燃料供给通道37内多余的燃料被吸入到润滑通道45内，同时基本上免于受到背压的影响。

另外，在燃料供给泵1A内，节气门39控制经燃料排放通道38A流入泵-凸轮腔44内的燃料量，防止燃料供给通道37内的燃料过多地流入到泵-凸轮腔44内。因此，使得防止输送到压缩腔23的燃料量的减少成为可能。

附带地，在第一和第二实施例中，供给泵1和1A被应用到共轨式燃料喷射系统中，但是本发明并不局限于该应用。即，供给泵1和1A也可以被应用到直接将从供给泵1，1A输出的高压油经喷射器11输送到内燃机的每个气缸中的高压燃料喷射系统。

另外，在第一和第二实施例中每一个中，节气门39，39A位于燃料排放通道38，38A内，但是节气门39，39A也可以不必位于燃料排放通道38，38A内。

此外，孔、阻气门和其它类似元件都可以被用作节气门39(39A)和46。

在已经对目前被认为是本发明的实施例及其改进做了描述的同时，应该理解的是，未描述的各种改进仍然可以属于本发明的一部分，并且所有落入到本发明的实质精神和范围内的这些改进由从属权利要求所覆盖。

本申请基于并且要求2003年4月3日申请的日本专利申请2003-100851以及2004年2月16日申请的日本专利申请2004-37839的优先权，该两个申请中的内容通过引用被结合在本申请中。

Claims

1.一种用于对来自低压进给泵的燃料加压的燃料供给泵，所述燃料供给泵包括：

具有一活塞和一压缩腔的泵元件，所述压缩腔经一燃料供给通道与该低压进给泵相连，所述来自低压进给泵的燃料流经该燃料供给通道被输送到该压缩腔中，所述活塞向输送到压缩腔中的燃料加压；

具有一驱动元件和一壳体以使所述活塞往复运动的活塞驱动装置，所述驱动元件可旋转地支承在该壳体上并与该活塞可滑动地接触；

控制元件，该控制元件位于该燃料供给通道内，以对从低压泵输出流经燃料供给通道的燃料流量进行控制；

单向阀，该单向阀位于一部分燃料供给通道内，所述部分燃料供给通道连接在该控制元件和该压缩腔之间，所述单向阀用于防止输送到压缩腔的燃料向控制元件倒流；

润滑装置，该润滑装置将一部分燃料输送到位于该活塞和该活塞驱动装置之间的一可滑动接触部分中，所述部分燃料从低压进给泵输出并流经燃料供给通道；以及

燃料排放装置，该燃料排放装置将一部分燃料排放到位于该活塞和该活塞驱动装置之间的该可滑动接触部分上，所述部分燃料经过该部分燃料供给通道被输送到该压缩腔中。

2.如权利要求1所述的燃料供给泵，其特征在于，所述燃料排放装置基本上平行于该润滑装置。

3.如权利要求1所述的燃料供给泵，其特征在于，所述燃料排放装置设有一节气门。

4.如权利要求1所述的燃料供给泵，其特征在于，所述壳体具有一内部中空腔，所述可滑动接触部分位于该内部中空腔内，所述燃料排放装置从该部分燃料供给通道中分支并与该壳体相连，所述燃料排放装置与该内部中空腔相通。

5.一种用于对来自一低压进给泵的燃料加压的燃料供给泵，该燃料供给泵包括：

具有一活塞和一压缩腔的泵元件，该压缩腔经一燃料供给通道与该低压进给泵相连，来自低压进给泵的燃料经由燃料供给通道被输送到压缩腔，所述活塞将输送到压缩腔中的燃料加压；

活塞驱动装置，其具有一驱动元件和一壳体以使所述活塞往复运动，该驱动元件可旋转地支承于壳体上并与该活塞可滑动地接触；

控制元件，其位于该燃料供给通道内，并对来自低压泵并流经燃料供给通道输送的燃料流量进行控制；

单向阀，其位于一部分燃料供给通道内，该部分燃料供给通道连接在该控制元件和该压缩腔之间，该单向阀防止输送到压缩腔的燃料倒流入控制元件；

润滑装置，其将一部分燃料输送到一位于活塞和活塞驱动装置之间的可滑动接触部分中，所述部分燃料从低压进给泵输送通过燃料供给通道；

第一节气装置，其位于该润滑装置内，以对流经润滑装置的该部分燃料进行控制；以及

燃料排放装置，其将一部分燃料释放到相对于第一节气装置的润滑装置的下游侧，所述部分燃料经过该部分燃料供给装置被输送到压缩腔。

6.如权利要求5所述的燃料供给泵，其特征在于，所述燃料排放装置设有第二节气装置。