CN205117564U - 燃油喷射系统及其低压油路 - Google Patents
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Abstract
一种用于燃油喷射系统的低压油路包括计量单元(3)和布置在计量单元(3)上游的弹簧型溢流阀(9)。溢流阀的弹簧室连接到计量单元(3)下游以便在燃油输送状态下在其内建立背压。一种燃油喷射系统包括这样的低压油路和高压油路。可避免溢流阀的高开启压力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于燃油喷射系统的低压油路。本实用新型还涉及一种包含这种低压油路的燃油喷射系统。
背景技术
一种典型的发动机燃油喷射系统包括高压油路和低压油路。所述低压油路中包含用于向高压油路供给预加压燃油的泵和用于计量从泵向高压油路供给的燃油的计量单元。高压油路对燃油加压并且供应到发动机。
低压油路中还包含弹簧型溢流阀，其布置在泵下游、计量单元上游。溢流阀具有弹簧室，其连接着泵回流通道或进口，此处不存在燃油压力。仅通过机械弹簧设置的溢流阀的设定压力(开启压力)被确定为在整个燃油喷射系统的使用寿命中在系统劣化的条件下(包括弹簧退化)仍确保向高压油路提供足够的充填压力。考虑到使用寿命和加载蓄油操作等因素，这会导致产生非常高的泵送压力，从而引起低压油路中的高反压，这又会引起高油耗和高CO2排放。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是避免燃油喷射系统的这种低压油路中的弹簧型溢流阀的高开启压力。
为此，根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于燃油喷射系统的低压油路，其包括：
泵；
分别与泵连接的进油通道和输油通道；
布置在输油通道中的计量单元；
分别在计量单元的上游和下游位置连接着输油通道的溢流通道和回流通道；
布置在溢流通道中的弹簧型溢流阀；和
布置在回流通道中的背压产生元件；
其中，溢流阀包括弹簧室，在所述弹簧室中布置着用于限定溢流阀开启压力的机械弹簧，所述弹簧室在背压产生元件上游的位置连接到回流通道。
根据本实用新型的一种可行实施方式，所述溢流阀包括进油端口和出油端口，所述进油端口连接到输油通道，所述出油端口连接到进油通道、或在背压产生元件下游的位置连接到回流通道。
根据本实用新型的一种可行实施方式，所述背压产生元件是节流器或单向阀。
根据本实用新型的一种可行实施方式，所述输油通道在其下游端分支为分支通道，各分支通道配置成连接到燃油喷射系统的相应高压油路。
根据本实用新型的一种可行实施方式，所述低压油路还包括在溢流通道与输油通道的连接点上游的位置布置在输油通道中的主过滤器。
根据本实用新型的一种可行实施方式，所述计量单元和/或溢流阀在其进油端口处配备有辅助过滤器。
根据本实用新型的一种可行实施方式，所述泵、计量单元、溢流阀和背压产生元件组装在公共的外壳上，并且各通道至少部分地形成在所述外壳中。
根据本实用新型的一种可行实施方式，所述回流通道直接连接着计量单元。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种燃油喷射系统，其包括：如前所述的低压油路；和连接着低压油路的输油通道并经过所述输油通道被供应燃油的高压油路。
根据本实用新型的一种可行实施方式，所述低压油路和所述高压油路被组装在一起而构成集成的高压燃油泵。
根据本实用新型，溢流阀在其弹簧室中包含机械弹簧和液压弹簧，从而溢流阀的开启压力和系统反压可以降低。并且，所述开启压力随着计量单元中的燃油流动情况而变化，因而低压油路的操作性能得到改进，并且油耗和CO2排放都能下降。
附图说明
本实用新型的前述和其他方面将通过下面参照附图所做的详细介绍而被更完整地理解和了解，其中：
图1是根据本实用新型第一实施方式的燃油喷射系统的低压油路的示意性布局图。
图2是根据本实用新型第二实施方式的燃油喷射系统的低压油路的示意性布局图。
具体实施方式
本申请涉及用于燃油喷射系统的低压油路以及包含这种低压油路的燃油(尤其是柴油)喷射系统
图1示出了根据本实用新型第一实施方式的燃油喷射系统的低压油路(LPC)即低压组件的总体布局。本实用新型的燃油喷射系统用于向发动机喷射燃油，例如柴油。燃油喷射系统包括高压油路以及图中所示的低压油路，所述低压油路向高压油路中的一个或多个高压组件(未示出)供应预加压的燃油。
低压油路包括泵(供油泵)1，例如叶片泵或齿轮泵，其进口连接着通道L1，出口连接着通道L2，通道L1延伸到油箱2，通道L2延伸到计量单元3的进油端口。计量单元3可以在其进油端口处配备有辅助过滤器3a。计量单元3的出油端口连接着通道L3。
节流器4布置在通道L1中，用于辅助控制通道L1中的燃油流动，主过滤器5布置在通道L2中，用于过滤燃油中的杂质。
通道L3在其下游端分支为分支通道L4、L5，所述分支通道分别延伸到相应的高压组件，并且在所述分支通道中分别设有单向阀6、7。
回流通道L6连接到通道L3，并且延伸到油箱2，节流器8布置在回流通道L6中而将回流通道L6分为上游段和下游段。节流器8可被替换为单向阀或任何能够在回流通道L6的上游段中产生背压的元件。
需要指出，这里使用的术语“上游”和“下游”是相对于低压组件供油操作时燃油在相应通道中的流动定义的。
低压油路还包括弹簧型溢流阀9，用于从通道L2排放多余的燃油。溢流阀9具有阀壳体，阀壳体中形成有进油端口91、出油端口92和弹簧室端口93。阀壳体限定出内腔，在其中布置着滑动件94和弹簧95。滑动件94可在阀壳体中滑动，弹簧95将滑动件94朝向进油端口91推压。当进油端口91中的压力低于溢流阀9的开启压力时，滑动件94被弹簧95推压到与进油端口91邻近的位置而封闭出油端口92。当进油端口91中的压力高于溢流阀9的开启压力时，滑动件94在该压力的作用下抵抗着弹簧95的作用而沿着离开进油端口91的方向移动，而后出油端口92被打开。滑动件94在所述内腔中在与进油端口91相反的一侧限定出弹簧室，弹簧95容纳在弹簧室中，所述弹簧室与弹簧室端口93相通。溢流阀9可在进油端口91处设有辅助过滤器9a。
进油端口91通过通道L7连接着通道L2。出油端口92通过通道L8连接着泵1的进口、或者在泵1与节流器4之间的位置连接着通道L1。弹簧室端口93通过通道L9在节流器8上游的位置连接着回流通道L6的上游段。通道L7和L8构成溢流通道。
优选地，低压油路中的通过通道连接着的各个元件，如1中以点划线圈起的，除了主过滤器5之外，安装在公共的外壳上。高压油路、尤其是高压组件也可以安装在该外壳中。通过这种方式，低压油路和高压油路、尤其是高压组件构成集成的高压燃油泵。主过滤器5可拆卸地安装于外壳，以便维护或清洁。对于柴油喷射系统，高压组件的输出端口可以连接到共轨。各通道至少部分地以沟槽或孔的形式形成在所述外壳中。位于外壳外面的通道部分可由管线构成。
下面描述图1所示的低压油路的操作。
当泵1旋转时，其通过通道L1以流量或流率Qinlet从油箱2抽入燃油，并将燃油泵入通道L2。通道L2中的第一部分燃油流经计量单元3进入通道L3。通道L3中的一部分燃油(输出燃油)经分支通道L4、L5以流量或流率Qdelivery输送到高压组件，通道L3中的另一部分燃油(回流燃油)经回流通道L6以流量或流率Qback流回到油箱2。通道L2中的第二部分燃油(溢流燃油)经通道L7流到溢流阀9的进油端口91并且迫使滑动件94抵抗着弹簧95的作用而移动，从而溢流阀9被开启，并且在进油端口91和出油端口92之间建立连通。来自通道L7的燃油流经进油端口91和出油端口92，然后经通道L8流入泵1的进口。吸入的流量Qinlet等于流过计量单元3的流量，即等于输出的流量Qdelivery和回流的流量Qback之和。
计量单元3被以规定的占空比以交替的方式打开和关闭。当计量单元3被关闭后，流过计量单元3的流量为零，因而Qinlet近乎为零。在这一阶段，没有燃油被从油箱2抽入泵1中，泵1驱动通道L2、L7和L8中的燃油在它们内循环，因而没有燃油流经溢流阀9。
当计量单元3被打开后，流过计量单元3的流量从零增加到最大值(额定值)，并且在经过预定时间后，又从最大值下降到零。在这一阶段，泵1以进油流量Qinlet从油箱2抽入燃油，该进油流量相应地在零与最大值之间变化；同时，来自通道L2的那一部分燃油经通道L7流过溢流阀9，然后经通道L8到达燃油泵1的进口。
如前所述，弹簧室端口93连接着回流通道L6的上游段，从而溢流阀9中的弹簧室从回流通道L6的上游段接收燃油，因而弹簧室中的燃油压力对应于回流通道L6的上游段中的背压，即计量单元3的下游压力。
当计量单元3处在关闭状态(零输油状态)时，没有燃油流经通道L4、L5和L6，从而计量单元3下游的燃油压力朝向零减小。这样，回流通道L6的上游段中和弹簧室中的燃油压力变为近乎为零巴相对压力(可能略高于零巴)。此时溢流阀9的滑动件94仅受到弹簧95的作用。
另一方面，当计量单元3处在打开状态(燃油加载或输送状态)时，由于单向阀6、7和节流器8的作用，在计量单元3下游建立起背压，因而弹簧室获得这个背压。弹簧室中的背压在近乎为零或略高于零的压力与额定压力之间变化，对应于流过计量单元3的流量。总体而言，弹簧室的平均额定压力在1到10巴绝对压力、典型地在1到4巴绝对压力的范围内。此时溢流阀9的滑动件94同时受到弹簧95和弹簧室中的燃油压力的作用。
假定弹簧95的设定压力为3巴(即弹簧95在从进油端口91接收到压力为3巴的燃油时开启)，在零输油状态下计量单元3的下游压力(弹簧室中的背压)为零，并且在燃油加载状态下计量单元3的额定下游压力(弹簧室中的背压)为2巴，则溢流阀9的开启压力在零输油状态下为3巴，在燃油加载状态下为5巴。通过这种方式，溢流阀9的开启压力在燃油加载状态下变高，在零输油状态下变低。此时溢流阀9中包含两种类型的弹簧，即机械弹簧95和弹簧室中燃油形成的液压弹簧，溢流阀9的开启压力即基于这两个弹簧。结果，溢流阀9的开启压力是流经计量单元3的流动状态的函数。与现有技术相比，溢流阀的开启压力和系统反压都可以减小，即使是在燃油加载状态下。同时，由于零输油状态下的开启压力低于燃油加载状态下的开启压力，低压油路的操作性能得到改进。结果，油耗和CO2排放都会下降。
图2示出了根据本实用新型第二实施方式的燃油喷射系统的低压油路的总体布局。第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于，溢流阀9的出油端口92连接着回流通道L6的下游段，而非连接着通道L8。第二实施方式的其他方面与第一实施方式相同或类似，因而不再描述。
在第二实施方式中，操作时低压油路中的燃油流动与第一实施方式略有不同。
具体地讲，在燃油加载状态下，流经溢流阀9和通道L8的溢流燃油汇入流经回流通道L6的回流燃油中，换言之，溢流燃油构成最终回流燃油的一部分(此时流回到油箱的流量Qback等于回流通道L6的流量加上通道L8中的流量)。
在零输油状态，向高压组件输送的流量Qdelivery为零，而泵1仍以流量Qinlet从油箱2抽取燃油。这个量的燃油流经溢流阀9并且返回到油箱2，即从油箱2抽入的流量Qinlet等于流回到油箱2的流量Qback。
第二实施方式的低压油路可提供与第一实施方式相同或类似的功能和益处。
虽然这里参考具体的实施方式描述了本实用新型，但是本实用新型的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本实用新型的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。
Claims (10)
1.一种用于燃油喷射系统的低压油路，包括：
泵(1)；
分别与泵(1)连接的进油通道(L1)和输油通道(L2，L3)；
布置在输油通道中的计量单元(3)；
分别在计量单元(3)的上游和下游位置连接着输油通道的溢流通道(L7，L8)和回流通道(L6)；
布置在溢流通道中的弹簧型溢流阀(9)；和
布置在回流通道中的背压产生元件(8)；
其特征在于，溢流阀(9)包括弹簧室，在所述弹簧室中布置着用于限定溢流阀开启压力的机械弹簧，所述弹簧室在背压产生元件(8)上游的位置连接到回流通道。
2.如权利要求1所述的低压油路，其特征在于，所述溢流阀(9)包括进油端口(91)和出油端口(92)，所述进油端口(91)连接到输油通道，所述出油端口(92)连接到进油通道、或在背压产生元件(8)下游的位置连接到回流通道。
3.如权利要求1所述的低压油路，其特征在于，所述背压产生元件(8)是节流器或单向阀。
4.如权利要求1所述的低压油路，其特征在于，所述输油通道在其下游端分支为分支通道(L4，L5)，各分支通道配置成连接到燃油喷射系统的相应高压油路。
5.如权利要求1至4中任一项所述的低压油路，其特征在于，所述低压油路还包括在溢流通道与输油通道的连接点上游的位置布置在输油通道中的主过滤器(5)。
6.如权利要求5所述的低压油路，其特征在于，所述计量单元(3)和/或溢流阀(9)在其进油端口处配备有辅助过滤器。
7.如权利要求5所述的低压油路，其特征在于，所述泵(1)、计量单元(3)、溢流阀(9)和背压产生元件(8)组装在公共的外壳上，并且各通道至少部分地形成在所述外壳中。
8.如权利要求7所述的低压油路，其特征在于，所述回流通道(L6)直接连接着计量单元(3)。
9.一种燃油喷射系统，其特征在于，包括：
如权利要求1至8中任一项所述的低压油路；和
连接着低压油路的输油通道并经过所述输油通道被供应燃油的高压油路。
10.如权利要求9所述的燃油喷射系统，其特征在于，所述低压油路和所述高压油路被组装在一起而构成集成的高压燃油泵。
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