CN1576567A - 共轨型燃油喷射系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种共轨型燃油喷射系统(1)，在该系统中，一燃料箱(7)中的燃油被一输油泵(11)抽吸上来，并被输送给一加压泵(4)。加压泵中的高压燃油被供送到一共轨(2)中。蓄积在共轨中的高压燃油被从一喷油器(3)喷射到内燃机的汽缸内。所有这些操作都由一电子控制单元(5)执行电子控制。为了能将燃料箱中的空气与燃油一道逐渐地抽吸上来，以防止空气聚积在燃油过滤器中，在共轨上连接了一个减压阀(6)。当发动机怠速时，减压阀(6)开启，从而增大输油泵(11)的燃油抽吸量，以便于将空气与燃油一起逐渐地抽吸出来，只有在高压燃油不从喷油器(3)中喷出的间隔时间(INT)内，减压阀才被开启。

Description

共轨型燃油喷射系统
技术领域
本发明涉及一种共轨型燃油喷射系统，其用于将高压燃油供送到柴油机等的内燃机中。
背景技术
日本专利文件JP-A-2001-295685中公开了此类燃油喷射系统的一个实例。在该系统中，燃料箱中的燃油被一输油泵抽吸上来，并被输送给一个对燃油进行加压的燃油供应泵。加压后的燃油被输送到一共轨中，此共轨将高压燃油储容在其中。高压燃油从喷油器喷射到柴油机的汽缸中。一电子控制单元对向汽缸喷射燃油的定时和喷射量进行控制。
在这种常规的系统中，存在下面的问题。当发动机处于怠速工况和小负载工况时，输油泵所抽吸的燃油量很小。因而，燃油的流速也很低，燃料箱中随燃油一起被抽吸上来的空气就会逐渐聚集到一个连接在燃料箱和输油泵之间的燃油过滤器中。当过滤器中蓄留的空气达到一定量后，所蓄留的空气就会被一次都吸入到输油泵中。如果输油泵一次吸入了大量的空气，则其就无法抽吸到要被泵送给共轨的燃油。因而，共轨中的燃油压力下降，发动机的燃油供应临时中断。如果发生了这样的情况，则发动机将会熄火。
发明内容
基于上述问题，提出了本发明，本发明的一个目的是提供一种改进的共轨型燃油喷射系统，在该系统中，可防止大量的空气蓄积在燃油过滤器中。
该燃油喷射系统包括：输油泵，其用于将燃油从燃料箱中抽吸上来；加压泵，其用于对输油泵输送来的燃油进行加压；共轨，其用于以恒定的压力将高压燃油蓄积起来；以及喷射器，其用于将高压燃油喷射到内燃机的汽缸中。电子控制单元对该系统的工作执行电子控制。
为了避免常规系统所存在的问题一即：当发动机转速或负载很低时(例如在怠速工况下)，空气会蓄积在燃油过滤器中，本发明在共轨上连接了一个减压阀。举例来讲，当发动机处于怠速工况时，该减压阀是开启的，以便于降低共轨中的压力，从而可提高输油泵的燃油泵吸量。输油泵的燃油抽吸量被保持在所需量的水平之上，这样就使得输油泵能逐渐地将空气与燃油一起从燃料箱中抽吸上来。因而，就避免了输油泵一次吸入大量蓄积空气的问题。结果就是，输油泵可稳定地向共轨供油。只有在喷油器不喷射燃油的间隔时间内，减压阀才是开启的，以防止由于减压阀开启而造成喷射压力下降。
通过更好地理解下文参照附图所描述的优选实施方式，可更清楚地认识到本发明其它的目的和特征。
附图说明
图1是一个框图，表示了根据本发明的共轨型燃油喷射系统的总体结构；
图2中的图表表示了系统中各个位置处燃油量之间的关系；
图3中的图线表示了发动机转速与输油泵所泵吸的燃油量之间的关系；以及
图4中的时序图表示了当减压阀开启以释放共轨中高压时的状况。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的一优选实施方式进行描述。首先参照图1对根据本发明的共轨型燃油喷射系统1的总体结构进行描述。该燃油喷射系统1例如被应用到一台安装于机动车上的柴油机上。系统包括：共轨2，高压燃油被储存在该共轨中；喷油器3，其将从共轨2输送来的高压燃油喷射到发动机的汽缸中；燃油供应泵4，其用于向共轨2泵送高压燃油；电子控制单元(ECU)5，其用于对系统的工作执行电子控制；以及其它一些附件。
共轨2储存着被加压到目标压力(共轨目标压力)的燃油，其中的目标压力是基于发动机的转速Ne以及负载Le(对应于加速装置的开度)。共轨2通过一减压阀6与一条回流通路8相连接，回流通路被引接向燃料箱7。当减压阀6开启时，共轨2中的高压燃油就会返流到燃料箱7中。减压阀6是一受ECU5控制的电磁阀。ECU5对减压阀6中电磁线圈的供电电流执行占空度通断控制，从而可按照电流量的大小控制减压阀6的开度。当不通电时，减压阀6被一弹簧的偏置力关断。
喷油器3包括一受ECU5控制的电磁阀。通过对喷油器3的电磁阀进行控制，就能实现对其燃油喷射量和喷射定时的控制。输送给喷油器3的一部分燃油未被喷油器喷射出去，而是经一条与回流通路8相连的泄油通路9返回到燃料箱7中。
供油泵4是由如下的部件构成的：凸轮轴10，其由发动机驱动；输油泵11，其将燃油从燃料箱7中抽吸出；柱塞13，其被设置在一柱塞筒12中，并由凸轮轴10往复地驱动着；以及其它一些附件。凸轮轴10被泵壳中的轴承14可转动地支撑着。凸轮轴10上一体地形成有一凸轮15，一凸轮环16通过一金属衬套(图中未示出)安装到凸轮15上，以使得凸轮环16可相对于凸轮15转动。当凸轮轴10转动时，与凸轮环外表面16a相接触的柱塞13受到驱动而在柱塞筒12内往复移动。
输油泵11例如可由现有的余摆线齿轮泵构成。输油泵11由凸轮轴10驱动，并经过一燃油过滤器17和一条泵吸通路40对燃料箱7中的燃油执行抽吸。被输油泵11抽吸上的燃油被输送到两个方向。一部分燃油流经一条供油通路18、一调节阀22、以及一单向阀23而被泵送到柱塞筒12中的加压室19内。另一部分燃油则流经一条润滑通路20而被输送到凸轮室21中。调节阀22受ECU5的控制而对输送到加压室19中的燃油量进行调节。单向阀23只允许燃油从输油泵11流向加压室19。润滑通路20上连接有一循环通路24，该通路中具有一单向阀25。当输油泵11中的压力超过预定的水平时，单向阀25开启，使燃油循环地流过输油泵11。
柱塞13被可滑动地设置在泵壳中形成的柱塞筒12中。连接在柱塞13一端上的一个柱塞头13a与凸轮环的外表面16a滑动接触。随着凸轮轴10的转动，柱塞13受到驱动而在柱塞筒12中往复运动。在柱塞13的另一端处，柱塞筒12中形成了加压室19。随着柱塞13往复运动，加压室19的容积发生变化。当加压室19的容积增大时，从输油泵11输送来的燃油被引流到加压室19中。当加压室19的容积减小时，加压室中的燃油受到挤压，从而经一条供油通路27进入到共轨2中。在供油通路27中设置了一个单向阀28，其只允许燃油从供油泵4流向共轨2。
其中内含着凸轮轴10的凸轮室21是在泵壳中形成的，凸轮轴10上连接着凸轮环16。从输油泵11输送来的一部分燃油被输送到凸轮室21中，从而可利用燃油对凸轮15以及其所连接的凸轮环16进行润滑。从凸轮室21中溢出的燃油经通路29和回流通道8返回到燃料箱7中。
ECU5根据预装的程序、并基于发动机的转速Ne、负载Le(加速器的开度)、以及共轨2中的压力Pc对调节阀22、喷油器3以及减压阀6的工作进行控制。由于对调节阀22和喷油器3执行的电子控制是公知的，所以在文中未对这样的控制进行描述。下面将详细地介绍对减压阀6的控制。
当发动机转速Ne很低、或发动机负载Le很小时，输油泵11抽吸的燃油量很小。因而，燃油的流动速度不足以将燃料箱7中所含的空气逐渐抽吸到输油泵11中。因而，将会在燃油过滤器17中蓄积大量的空气，而所蓄积的空气可能会被猛然地一次吸入到输油泵11中。如果发生了这样的情况，输油泵11就无法将燃油泵送到共轨2中。共轨2中的压力将会下降，从喷油器3喷射出的燃油将是不足量的。这将导致发动机的熄火。
如果将燃油的流动速度(输油泵11所抽吸的燃油量)保持在一定的水平上，燃料箱7中的空气就能被逐渐抽吸到输油泵11中，从而就不会在过滤器17中蓄积大量的空气。因而，不会发生输油泵11猛然吸入大量空气的情况。换言之，如果燃油的流动速度(燃油量)保持在一定水平之上，且这一数值水平使得输油泵11能将空气与燃油一起逐渐地抽吸上来，则就不会出现上述的问题。能实现上述燃油流速水平的燃油抽吸量被称为“所需的抽吸量”。
如图2所示，输油泵11所抽吸的燃油量(抽吸量)是输油泵11的输出燃油量(输油量)与经回流通路8返回到燃料箱7中的燃油量(回油量)之和。抽吸量的大小主要取决于输油量。当减压阀6关闭时，输油量是从喷油器3喷射出的燃油量(喷射量)与从喷油器3泄漏出或溢流出的燃油量(泄漏量)之和。在另一方面，当减压阀6开启时，从共轨2中流出的燃油量(释放量)被加入到这些数量中，即输油量是喷射量、泄漏量以及释放量之和。因而，通过将减压阀6开启，能增大输油量，进而增大了抽吸量。
ECU5根据发动机转速Ne、共轨2中的燃油压力Pc、以及发动机负载Le(加速器的开度)计算出喷射量和释放量。如图3所示，当发动机转速Ne或发动机负载Le小于预定水平时，为了实现所需的抽吸量，ECU5将减压阀6开启，直到抽吸量达到该理想值为止。但是，如图4所示，只有在间隔时间INT中，减压阀6才被间歇地开启，在间隔时间内，喷油器3不执行燃油喷射。按照这样的方式，可在不对喷射压力造成不利影响的情况下将减压阀6开通。
上述的喷射系统按照如下的方式进行工作。燃料箱7中的燃油被输油泵11抽吸上，且被输送到加压室19中。当柱塞13向上移动时，加压室19中的燃油受到挤压。加压后的燃油经单向阀28进入到共轨2中，从而将高压燃油以预定的压力蓄积在共轨2中。在ECU5的控制下，共轨2中的高压燃油被输送给喷油器3，其将燃油喷射到发动机的汽缸中。
当发动机处于怠速工况时，在ECU5的控制下，减压阀6打开。共轨2中的高压燃油流出，并经回流通路8返回到燃料箱7中。这将增大输油泵11的输油量，导致抽吸量的增大。直到抽吸量达到能使输油泵11将空气与燃油一起逐渐抽吸上的所需抽吸量为止，减压阀6一直被打开着。按照这样的方式，就可以避免空气蓄积或滞留在过滤器7中、且所滞留的大量空气被一次抽吸到输油泵11中。因而，输油泵11能向共轨2稳定地供油，从而可将共轨2中的燃油压力保持在恒定的水平上。
只有在喷油器3不喷射任何燃油的间隔时间INT(参见图4)内，减压阀6才是开启的。因而，即使共轨2中的燃油压力受减压阀6开启的影响而临时性地降低，在下一次喷射之前，压力也能得到恢复。结果就是，减压阀6的开启不会对喷射压力和燃油喷射量造成不良影响。
在上述的实施方式中，当发动机怠速时，减压阀6被打开。但是，在即使发动机负载Le相对较高而发动机转速Ne很低的情况下、以及即使发动机转速Ne相对较高而发动机负载Le很小的情况下，也可以将减压阀6开启。换言之，如果存在这样的可能性：空气将会聚积在过滤器17中、且大量的聚积空气可能会被一次吸走，则就可对减压阀6进行控制而将其开启。也可不根据发动机转速Ne或发动机负载Le对减压阀6进行控制，以使得输油泵11的抽吸量始终保持在所需抽吸量之上。在这样的情况下，可通过将抽吸量或被抽吸燃油的流动速度反馈回来，来对减压阀11进行控制。
尽管上文参照优选的实施方式对本发明进行了表示和描述，但本领域技术人员可显然地认识到：在不悖离本发明范围的前提下，可对具体的形式和细节特征进行改动，本发明的范围由附带的权利要求书限定。

Claims (4)

1、一种燃油喷射系统(1)，用于将高压燃油供送到内燃机中，所述燃油喷射系统包括：
燃油供应泵(4)，其包括用于将燃油从燃料箱(7)中抽吸上来的输油泵(11)，该燃油供应泵对燃油进行加压；
共轨(2)，其用于存储从燃油供应泵输送来的高压燃油；
燃油喷射器(3)，其用于将储存在共轨中的高压燃油喷射到内燃机的汽缸中；
泄流通路(8)，其用于将共轨中的高压燃油返送回燃料箱；以及
减压阀(6)，其用于选择性地开通和关断泄流通路，其中：
当内燃机的转速(Ne)小于一预定转速、或发动机负载(Le)小于一预定负载时，将减压阀(6)开启。
2、根据权利要求1所述的燃油喷射系统，其特征在于：
当内燃机处于怠速工况时，减压阀(6)开启。
3、一种燃油喷射系统(1)，其用于将高压燃油供送到内燃机中，所述燃油喷射系统包括：
燃油供应泵(4)，其包括用于将燃油从燃料箱(7)中抽吸上来的输油泵(11)，该燃油供应泵对燃油进行加压；
共轨(2)，其用于存储从燃油供应泵输送来的高压燃油；
燃油喷射器(3)，其用于将储存在共轨中的高压燃油喷射到内燃机的汽缸中；
泄流通路(8)，其用于将共轨中的高压燃油返送回燃料箱；以及
减压阀(6)，其用于选择性地开通和关断泄流通路，其中：
按照一种可控的方式开启或关闭减压阀(6)，以使得输油泵的燃油抽吸量始终高于一预定的量。
4、根据权利要求1到3之一所述的燃油喷射系统，其特征在于：
在高压燃油不从喷油器(3)中喷出的间隔时间(INT)内，减压阀(6)被开启。
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