CN1811156B - 燃油供应装置 - Google Patents
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Abstract
燃油过滤器(30)位于供油泵(9)的下游,以过滤从供油泵(9)排出的燃油。节流孔(34)位于燃油过滤器(30)和吸油量控制阀(10)之间以限制通过燃油过滤器(30)的燃油的流速。供油泵(9)的正压被施加在燃油过滤器(30)上,并且燃油过滤器(30)的通过压力增加。即使低温下燃油粘性增加并且燃油变为蜡状,也能够避免燃油过滤器(30)堵塞或者流速不足。节流孔(34)限制通过燃油过滤器(30)的燃油的流速。因此,即使在燃油过滤器(30)位于供油泵(9)下游的情况下,也可以防止燃油过滤器(30)大小增大。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的压力累积燃油喷射系统的燃油供应装置。本发明尤其涉及过滤被供油泵抽取的燃油的燃油过滤器。
背景技术
压力累积燃油喷射系统已知作为柴油机等的燃油喷射系统。如图7所示,这种系统具有共轨100、输油泵110以及喷射器120等。共轨100积聚高压燃油。输油泵110通过压力向共轨100供应燃油。喷射器120把共轨100所供应的高压燃油喷射进柴油机的汽缸里。
本系统的输油泵110具有供油泵140,该供油泵140从燃油箱130中抽取燃油。燃油过滤器150位于供油泵140的上游。供油泵140抽取的燃油通过燃油过滤器150并被过滤(例如,如JP-A-2004-316518所述)。
在燃油过滤器150位于供油泵140上游(吸入端)的情况下,施加在燃油过滤器150上的压力(通过压力)较低。因此,例如,如果低温时燃油的粘性增加并且燃油变成蜡状的时候,燃油过滤器150会被堵塞,流速也立即变得不足。结果是,从输油泵110排出的燃油有可能变得不足。在这种情况下,可能引起发动机停转。
如图8所示,另一种燃油喷射系统具有位于供油泵140下游的燃油过滤器150。在图8所示的燃油喷射系统中,供油泵140所抽取的全部燃油通过燃油过滤器150。因此,燃油过滤器150的主体大小增大。在这种情况下,很难向具有紧凑空间的柴油机(例如具有小的发动机排量的柴油机)安装燃油过滤器。
发明内容
因此本发明的一个目的是使燃油过滤器位于供油泵下游并且减小燃油过滤器的大小。
根据本发明的一个方面,压力累积燃油喷射系统的燃油供应装置具有:高压泵、供油泵、吸油量控制阀、燃油过滤器以及流速限制装置。高压泵使燃油增压并且将燃油压入共轨。供油泵由发动机驱动以从燃油箱中抽取燃油,并将该燃油供应给高压泵。吸油量控制阀位于供油泵的下游,以控制从供油泵供应给高压泵的燃油量。燃油过滤器位于供油泵和吸油量控制阀之间,以过滤供油泵排出的燃油。流速限制装置位于吸油量控制阀的上游,以限制通过燃油过滤器的燃油的流速。
由于燃油过滤器位于供油泵的下游,所以供油泵的正压被施加到燃油过滤器上。因此,与燃油过滤器位于供油泵上游的情况相比,燃油过滤器的通过压力增大。这样,即使在低温时燃油的粘性增加并且变成蜡状的情况下,也可以避免燃油过滤器堵塞或者流速不够。由于流速限制装置位于吸油量控制阀的上游,所以通过燃油过滤器的燃油的流速能够被限制。因此,即使燃油过滤器位于供油泵的下游,燃油过滤器的尺寸也可以被限制。结果是,用于安装燃油过滤器的空间就能减小。
附图说明
从对以下的详细描述、附加的权利要求以及附图(所有这些构成本申请的一部分)的研究,实施例的特征和优点以及操作方法和相关部分的功能将会更加清楚。附图中:
图1是显示根据本发明的第一实施例的压力累积燃油喷射系统的示意图;
图2是显示根据本发明的第二实施例的压力累积燃油喷射系统的示意图;
图3是显示根据本发明的第三实施例的压力累积燃油喷射系统的示意图;
图4是显示根据本发明的第四实施例的压力累积燃油喷射系统的示意图;
图5是显示根据本发明的第五实施例的燃油过滤器和泄压阀的剖面图;
图6是显示根据本发明的第六实施例的流速限制装置的部分剖面图;
图7是显示相关技术的压力累积燃油喷射系统的图;以及
图8是显示另一相关技术的压力累积燃油喷射系统的图。
具体实施方式
参照图1,说明了依据本发明的第一实施例的压力累积燃油喷射系统。例如,根据本发明的第一实施例的燃油喷射系统用于四汽缸柴油机(图中未示)。如图1所示,所述燃油喷射系统包括共轨1、至少一个喷射器2、燃油供应装置等等。共轨1累积高压燃油。喷射器2将共轨1供应的高压燃油喷射进柴油机的汽缸中。燃油供应装置向共轨1供应高压燃油。电子控制单元(ECU,图中未示)控制燃油供应装置和喷射器2的操作。
共轨1累积从燃油供应装置供应的高压燃油到目标轨压力。ECU根据柴油机的操作状态(例如,加速器位置和发动机转速)设定目标轨压力。共轨1装备有压力限制器3,如果累积的燃油压力超过预定的上限值,该压力限制器3开启以释放来自于共轨1的燃油压力。压力限制器3与燃油管5相连以与燃油箱4相通。如果压力限制器3开启,在共轨1中累积的燃油就会通过燃油管5回流到燃油箱4。
喷射器2安装在柴油机的每一个汽缸上,并通过高压管6与共轨1相连。ECU电控制喷射器2的燃油喷射定时和燃油喷射量。喷射器2与燃油管7相连以与燃油箱4相通。在从共轨1供应的燃油之外,未喷射的过剩燃油通过燃油管7回流到燃油箱4。
燃油供应装置包括高压泵8、供油泵9、吸油量控制阀10、调节阀11等。高压泵8使燃油增压,并且将燃油压入共轨1。供油泵9向高压泵8供应燃油。吸油量控制阀10控制从供油泵9供应给高压泵8的燃油量。调节阀11调节供油泵9的排出压力。
高压泵8具有由柴油机驱动和旋转的凸轮轴12,以及两个由凸轮轴12驱动以在汽缸中往复运动的活塞13。高压泵8根据活塞13的往复运动吸入或者排出燃油。这两个活塞13位于沿着凸轮轴12的径向的相对的两边,以依次执行燃油的吸入和排出。
凸轮轴12装备有凸轮装置,该凸轮装置将凸轮轴12的旋转运动转化为线性运动并将此运动传递给活塞13。该凸轮装置位于泵壳体(图中未示)中形成的凸轮室14中。该凸轮装置配备有偏心凸轮15和凸轮环定子16。偏心凸轮15关于凸轮轴12的旋转轴偏心旋转。凸轮环定子16通过金属轴衬(图中未示)与偏心凸轮15的外周适合,以便能够在凸轮环定子16和偏心凸轮15之间执行相对旋转。
挺杆17结合进凸轮轴12侧上的活塞13的一端.挺杆17由弹簧18偏向并且被压离凸轮环定子16的外周表面.如果凸轮轴12旋转,则偏心凸轮15的偏心旋转通过凸轮环定子16被转化成线性运动,并且该线性运动被传递给挺杆17.这样,活塞13就在汽缸中往复运动了.
增压室19形成于汽缸中。增压室19的容量根据活塞13的往复运动而改变。增压室19与吸入通道20和排出通道21相连。
吸入阀22位于吸入通道20中。当燃油被吸入增压室19时,吸入阀22开启。排出阀23位于排出通道21中。当燃油从增压室19排出的时候,排出阀23开启。
高压泵8中,如果活塞13向汽缸中的凸轮轴12移动,增压室19的容量就增加,并且增压室19内的压力减小。因此,从供油泵9通过吸入通道20供应的燃油开启吸入阀22并被吸入到增压室19中。如果活塞13移向汽缸中的凸轮轴12的反方向,增压室19的容量就减小,并且吸入到增压室19中的燃油被增压。如果燃油压力超过了排出阀23的阀门开启压力,则增压室19中的燃油就开启排出阀23并通过排出通道21排出到共轨1。
例如,供油泵9是一个齿轮泵。如果供油泵9被凸轮轴12驱动,供油泵9通过燃油管24从燃油箱4中吸取燃油并将其供应给高压泵8。燃油管24配置有用于过滤燃油的预过滤器25和用于在车辆装配等期间从管中引入气体的启动泵26。用于去除预过滤器25下游管中混杂在燃油中的异物的网状滤器27位于供油泵9的入口端,燃油管24与该供油泵9相连。
预过滤器25下游的燃油管24与旁路通道28相连,以引导启动泵26吸取的燃油到供油泵9的下游端。旁路通道28装配有单向阀29用于防止燃油倒流。
燃油过滤器30和泄压阀31位于供油泵9的出口端(排出端)。燃油过滤器30过滤供油泵9排出的燃油。如果施加到燃油过滤器30的燃油压力超过了预定值(燃油过滤器30的压力容忍上限值),泄压阀31开启。如果泄压阀31开启,供油泵9排出的一部分燃油会通过与泄压阀31相连的燃油管32流回到燃油箱4。这样,可以防止过多的燃油压力作用于燃油过滤器30。泄压阀31的开阀压力被设定成低于柴油机空转时产生的供油泵9的排出压力。或者,可以设定泄压阀31的开阀压力以使柴油机转速区域超过空转速度时,泄压阀31开启。
例如,预过滤器25和网状滤器27是金属网制成的相对粗的网状滤波器。燃油过滤器30比预过滤器25或网状滤器27具有更优的过滤性能,并能去除预过滤器25或网状滤器27不能除去的微小异物或水。
吸油量控制阀10是一个电磁阀,其阀门开度由ECU根据发动机的操作状态进行控制。吸油量控制阀10位于燃油过滤器30的下游。吸油量控制阀10的下游端与燃油通道33相连,用于返回当吸油量控制阀10关闭时泄漏到供油泵9的入口端(网状滤器27的上游端)的燃油。
流速限制装置位于燃油过滤器30和吸油量控制阀10之间,用于限制通过燃油过滤器30的燃油的流速(通过流速)。例如,流速限制装置是用于限制吸入通道20的通过直径的节流孔34。
调节阀11位于连接供油泵9的入口端和出口端的燃油通道35中。调节阀11包括一个活塞(图中未示),其根据供油泵9排出的燃油压力来移动。如果供油泵9的排出压力超过预定压力,活塞开启以防止供油泵9的放油压力超过预定压力。
燃油通道35的上游端与吸入通道20相连,该吸入通道20连接节流孔34与吸油量控制阀10。燃油通道35的下游端与网状滤器27的下游端相连。
燃油通道35与燃油通道36相连,以使从调节阀11的上游侧与凸轮室14相通。从供油泵9排出的一部分燃油通过燃油通道36作为润滑油提供给凸轮室14。从凸轮室14溢出的燃油通过燃油通道37回流到燃油箱4。
根据本实施例的压力累积燃油喷射系统在供油泵9的下游具有燃油过滤器30。从而,供油泵9的正压被施加给燃油过滤器30。因此,施加给燃油过滤器30的通过压力(燃油压力)比燃油过滤器30位于供油泵9上游的情况的通过压力要高。这样,即使低温时燃油的粘度增加并且燃油变成蜡状,也能够避免燃油过滤器30的堵塞。因此,就能够向高压泵8供应足够的燃油。结果是,可以避免诸如燃油流速不足引起的发动机停转的问题。
节流孔34位于燃油过滤器30和吸油量控制阀10之间。从而,通过燃油过滤器30的燃油流速被限制。因此,即使燃油过滤器30位于供油泵9的下游,也能够避免燃油过滤器30大小的增加。这样,就能够降低燃油过滤器30的安装空间。
供油泵9的正压作用于燃油过滤器30。从而可以避免燃油过滤器30的堵塞并且可以使用具有高过滤性能的燃油过滤器30。这样,可以提高通过燃油过滤器30的异物的过滤率。结果是,可以提高压力累积燃油喷射系统的可靠性并延长系统的寿命。
参照图2,说明了根据本发明的第二实施例的压力累积燃油喷射系统。图2所示的燃油喷射系统除了泄压阀31之外还有放气阀38。
如果作用于燃油过滤器30的燃油压力超过燃油过滤器30的压力容忍上限值,泄压阀31开启。
放气阀38位于放气通道39中,该放气通道39与燃油管系统中空气聚集的部分相连。放气阀38接收供油泵9的排出压力并且开启。例如,放气通道39通过燃油管32与燃油箱4相通。这样,不考虑泄压阀31的操作,能够根据供油泵9的操作来执行放气。
参照图3,说明了根据本发明的第三实施例的压力累积燃油喷射系统。如图3所示,在本实施例的燃油喷射系统中,节流孔34作为流速限制装置位于供油泵9(吸入端)的上游。如图3所示,节流孔34位于供油泵9和供油泵9上游的网状滤器27之间。
这样,节流孔34限制供油泵9的吸油量,并且泄压阀31的操作次数减少了。因此,燃油压力很少超过燃油过滤器30的压力容忍上限值,并且泄压阀31开启的次数减少了。这样,提高了泄压阀31的耐用性。
参照图4,说明了根据本发明的第四实施例的压力累积燃油喷射系统。在本实施例的燃油喷射系统中,电磁阀40的功能是作为流速限制装置。例如,ECU 41根据关于柴油机的转速(RPM)、喷射器2的喷射量(Q)以及共轨1的燃油压力(P)的信息来控制电磁阀40。这样,可以根据发动机的操作状态很好地控制通过燃油过滤器30的燃油的流速。
参照图5,说明了根据本发明的第五实施例的燃油过滤器30和泄压阀31。本实施例的泄压阀31具有从第一或第三实施例的燃油喷射系统中的燃油管系统放空的功能,但不包括第二或第四实施例的系统中使用的放气阀38。
如图5所示,空气聚集室30c形成于燃油过滤器30的过滤罩30a中的空间,该处可以容易地聚集空气。例如,空气聚集室30c形成于过滤罩30a中包含的过滤器元件30b的上方。
泄压阀31具有阀室31a、球阀31c、弹簧31d等。阀室31a形成于空气聚集室30c上方。球阀31c位于阀室31a中以开启或关闭连接阀室31a和空气聚集室30c的通孔31b。弹簧31d使球阀31c偏向阀关闭的方向(关闭通孔31b的方向)。
这样,如果作用于燃油过滤器30上的燃油压力(作用于球阀31c上的燃油压力)超过弹簧31d的偏向力,球阀31c开启通孔31b。从而,作用于燃油过滤器30上的燃油压力通过泄压阀31被释放,并且在空气聚集室30c中聚集的空气也被放出。
参照图6,说明了根据本发明的第六实施例的流速限制装置的支架结构。
根据第六实施例的流速限制装置提供了节流孔34(流速限制装置)作为分离体,该分离体能与第一到第三实施例的任何一个的压力累积燃油喷射系统的泵壳体42依附或分离。如图6所示,与燃油过滤器30的下游侧相连的燃油管43的一端(图1至3所示)能通过空心螺钉44与泵壳体42依附或分离。
空心螺钉44里面有空洞44a,还有通过空心螺钉44的侧壁与空洞44a相通的节流孔34。燃油管43通过节流孔34与空洞44a相通。空心螺钉44的空洞44a在节流孔34下游提供通道。在空心螺钉44依附于泵壳体42的状态下,空洞44a与泵壳42中形成的燃油通道(图中未示)相通。通过改变空心螺钉44能改变节流孔直径。结果是,可以使用燃油供应装置的通用主体。
本发明并不限于所揭示的实施例,还可以在不脱离权利要求所定义的本发明的范围的情况下以其他方式实现。
Claims (8)
1.一种压力累积燃油喷射系统的燃油供应装置,包括:共轨(1)和喷射器(2),所述共轨(1)累积高压燃油,所述喷射器(2)将由所述共轨(1)供应的高压燃油喷射进内燃发动机的汽缸中,所述燃油供应装置将所述高压燃油供应到所述共轨(1),所述燃油供应装置的特征在于包括:
高压泵(8),其使所述燃油增压,并将所述燃油压入所述共轨(1);
供油泵(9),所述供油泵(9)由所述发动机驱动以从燃油箱(4)抽取所述燃油,并将所述燃油供应给所述高压泵(8);
吸油量控制阀(10),位于所述供油泵(9)的下游以控制从所述供油泵(9)供应给所述高压泵(8)的燃油量;
燃油过滤器(30),位于所述供油泵(9)和所述吸油量控制阀(10)之间以过滤所述供油泵(9)排出的所述燃油;
流速限制装置(34,40),位于所述供油泵(9)和所述吸油量控制阀(10)之间,以限制通过所述燃油过滤器(30)的所述燃油的流速;以及
泄压阀(31),位于所述供油泵(9)和所述燃油过滤器(30)之间,其中如果作用于所述燃油过滤器(30)的燃油压力超过预定值,则所述泄压阀(31)开启以释放作用于所述燃油过滤器(30)的所述燃油压力。
2.如权利要求1所述的燃油供应装置,其中所述泄压阀(31)在开阀压力下开启,所述开阀压力低于所述发动机空转时产生的所述供油泵(9)的排出压力。
3.如权利要求1所述的燃油供应装置,其中所述泄压阀(31)在所述发动机转速区域高于空转速度时开启。
4.如权利要求1所述的燃油供应装置,其中所述泄压阀(31)位于所述燃油过滤器(30)的上方。
5.如权利要求1所述的燃油供应装置,还包括:
调节阀(11),位于所述流速限制装置(34,40)和所述吸油量控制阀(10)之间以调节所述供油泵(9)的排出压力。
6.如权利要求1所述的燃油供应装置,其中所述流速限制装置(34,40)是节流孔。
7.如权利要求6所述的燃油供应装置,其中所述节流孔形成在分离体中,该分离体可与所述高压泵(8)的主体(42)依附或分离。
8.如权利要求1所述的燃油供应装置,其中所述流速限制装置(34,40)是电磁阀。
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