[發(fā)明專利]燃料泵裝置以及使用燃料泵裝置輸送燃料的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380046178.3
• 申請(qǐng)日: 2013-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN104769273B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: E.威廉斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德爾福國際運(yùn)營盧森堡有限公司
• 主分類號(hào): F02M63/02
• 分類號(hào): F02M63/02;F02M59/10;F02M59/36;F02D41/38;F04B9/04;F02M59/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 代易寧,李婷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及適合于泵送燃料的泵裝置。具體地但不排他地，本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓燃料噴射系統(tǒng)的燃料泵裝置。

背景技術(shù)

在高壓燃料噴射系統(tǒng)中，已知的是使用一個(gè)或多個(gè)凸輪驅(qū)動(dòng)的泵單元來增壓輸送至燃料噴射器的燃料。通常，設(shè)置多個(gè)泵單元以便將泵送工作分配到多個(gè)單元中。各泵單元包括泵送室、及由相關(guān)的凸輪驅(qū)動(dòng)而在泵送室內(nèi)部做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的泵送柱塞。泵送柱塞的作用是在柱塞的填充或返回行程時(shí)將燃料從低壓燃料源吸入泵送室中，并且在柱塞的泵送或推進(jìn)行程期間增壓泵送室中的燃料以便輸送至燃料噴射器。

在通常被稱為“單體式噴射器”的裝置中，可將各泵單元的部件與燃料噴射器相結(jié)合。可替代地，在所謂的“單位泵”中，可與噴射器分離地容納泵部件。在這兩者中的任一種情況下，都可直接地將增壓燃料從泵單元輸送至各個(gè)噴射器。更常見地，將燃料從各泵輸送至每個(gè)噴射器所連接的燃料噴射系統(tǒng)的儲(chǔ)液器容積或共軌。

在使用中，由燃料噴射器輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料體積取決于發(fā)動(dòng)機(jī)工況，尤其取決于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并且取決于響應(yīng)于節(jié)氣門應(yīng)用的所需扭矩。響應(yīng)于這些工況，由發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元通過調(diào)整噴射壓力和噴射時(shí)間兩者來控制噴射的燃料量。噴射壓力例如可以從怠速下的幾百巴的壓力到最大負(fù)荷下的高達(dá)3000巴或更大的壓力。因此，必須調(diào)節(jié)共軌中的燃料壓力，以便對(duì)于在發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間的任意給定時(shí)間的噴射可獲得在所需壓力下的所需體積的燃料。

附圖中的圖1是燃料噴射系統(tǒng)的一部分的示意圖，該燃料噴射系統(tǒng)包括具有兩個(gè)單位泵10的已知燃料泵裝置。每個(gè)泵包括泵送室12和泵送柱塞14。由凸輪軸18的各個(gè)凸輪16驅(qū)動(dòng)泵送柱塞14。各泵10的泵送室12經(jīng)由單向閥22與燃料軌20連通，該單向閥22允許燃料僅在朝向燃料軌20的方向上流動(dòng)。燃料軌20為多個(gè)燃料噴射器（未圖示）提供燃料。

各泵10的泵送室12經(jīng)由電子可切換計(jì)量閥26而連接到低壓燃料源24。如下所述，可以由發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元（未圖示）控制計(jì)量閥26以調(diào)節(jié)燃料軌20中的燃料壓力。

在填充行程期間，泵10的泵送柱塞14移動(dòng)以增大泵送室12的體積。在填充行程期間，與泵10相關(guān)的計(jì)量閥26保持在打開位置，從而允許將燃料從低壓源24吸入泵送室12中。

當(dāng)柱塞14處在其行程的極限且泵送室12的容積處于最大時(shí)，填充行程結(jié)束。然后，柱塞14的泵送行程開始，其中當(dāng)柱塞14移動(dòng)入泵送室12時(shí)泵送室12的容積減小。在泵送行程期間，計(jì)量閥26關(guān)閉以防止燃料從泵送室12回流至低壓源24。

當(dāng)泵送行程繼續(xù)時(shí)，泵送室12中的燃料的壓力增加，直到當(dāng)泵送室12中的壓力超過燃料軌20的壓力時(shí)單向閥22打開從而允許燃料在壓力作用下從泵送室12流動(dòng)至燃料軌20。

在柱塞14的泵送行程的更大或更小部分中，可以通過關(guān)閉計(jì)量閥26來調(diào)節(jié)燃料軌20中的燃料的壓力，由此控制到達(dá)燃料軌的增壓燃料的量。用傳感器（未圖示）監(jiān)測燃料軌20中的燃料壓力，該傳感器將壓力信號(hào)輸出至電子控制單元。電子控制單元將實(shí)際燃料軌壓力與根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)上的當(dāng)前和預(yù)測的需求而計(jì)算出的期望燃料軌壓力進(jìn)行比較。然后，電子控制單元計(jì)算出應(yīng)將計(jì)量閥26關(guān)閉以便將燃料軌壓力增加到期望燃料軌壓力的泵送行程的分?jǐn)?shù)。在泵送行程開始時(shí)可使計(jì)量閥26處于打開狀態(tài)，然后在泵送行程期間的適當(dāng)時(shí)間關(guān)閉計(jì)量閥26，或者可替代地，在泵送行程開始時(shí)或附近可將計(jì)量閥26關(guān)閉并且在泵送行程的結(jié)束之前將計(jì)量閥26打開。一旦計(jì)量閥26打開，泵送室12中的剩余增壓燃料溢出回流至低壓源24。因此，泵送室12中的燃料壓力下降，使得單向閥22關(guān)閉以防止燃料進(jìn)一步進(jìn)入燃料軌20。

當(dāng)需要最大可能燃料軌壓力時(shí)，可以將計(jì)量閥26保持關(guān)閉狀態(tài)達(dá)柱塞14的基本上全部的泵送行程。這是泵10的最有效的操作模式，因?yàn)榈竭_(dá)燃料軌20的高壓燃料的體積與返回至低壓源24的高壓燃料的體積的比率是最大的。此外，在此操作模式中使噪聲、振動(dòng)和磨損最小化，因?yàn)楫?dāng)凸輪16的上升速率為最低時(shí)閥關(guān)閉。當(dāng)期望較低的軌壓力時(shí)，泵10的操作效率下降，因?yàn)楫?dāng)計(jì)量閥26打開時(shí)到達(dá)燃料軌20的高壓燃料的體積與返回至低壓源24的高壓燃料的體積的比率較低。與泵10的操作相關(guān)的噪聲、振動(dòng)及磨損也增加。

在本申請(qǐng)人的授權(quán)的歐洲專利EP 1921307號(hào)中描述了用于燃料噴射系統(tǒng)的燃料泵裝置的另一個(gè)實(shí)例。

針對(duì)本背景技術(shù)，期望提供一種用于燃料噴射系統(tǒng)的燃料泵裝置，該燃料泵裝置提供提高的效率，尤其當(dāng)在相對(duì)較低的噴射壓力下操作時(shí)，但也能夠提供用于在相對(duì)較高噴射壓力下噴射的燃料。

發(fā)明內(nèi)容