CN102713295A - 用于从存储箱向内燃机供给燃料的系统 - Google Patents

Abstract

一种用于从存储箱（2）向内燃机（3）供给燃料的系统（1），具有：电致动的预供给可变流量电泵（9）；高压活塞泵（10），其具有泵壳体（15）和容纳在所述泵壳体（16）内的活塞运动机构（17）；以及液压回路（7），其包括用于将存储箱（2）连接到所述预供给泵（9）的第一支路（11）、用于将所述预供给泵（9）连接到所述高压活塞泵（10）的第二支路（12）和用于将所述高压活塞泵（10）连接到内燃机（3）的第三支路（13）；其中所述第二支路（12）配置成在所述预供给泵（9）的下游分支成第一通道（12a）和第二通道（12b），第一通道（12a）构造成用于将部分燃料输送到高压活塞泵（10）的入口并且用于将所述预供给泵（9）直接连接到所述高压活塞泵（10），第二通道（12b）构造成用于将部分燃料输送在所述壳体（15）中并且用于将所述预供给泵（9）连接到所述壳体（15），以使燃料仅流过至少一个校准孔（27）。

Description

用于从存储箱向内燃机供给燃料的系统

技术领域

本发明涉及一种用于从存储箱向内燃机供给燃料的系统。

更具体地，本发明涉及一种用于从存储箱向柴油发动机供给柴油燃料的系统；下面的描述通过示例纯粹涉及应用，而不失普遍性。

背景技术

如已知的那样，用于向柴油发动机供给柴油燃料的这些系统通常包括：

-低压泵或预供给泵，

-高压活塞泵，和

-液压回路，其设有构造成将存储箱连接到所述预供给泵的第一支路、构造成将所述预供给泵连接到所述高压活塞泵的第二支路以及构造成将所述高压活塞泵连接到内燃机的第三支路。

更具体地，在柴油发动机的情况下，所述液压回路的第三支路能够将高压活塞泵的传输连接到燃料分配歧管，所述燃料分配歧管通常称作“共轨”，其分叉成喷射器，这些喷射器构造成按照命令将内燃机的燃烧室内部的柴油燃料喷成雾状。

因为所述预供给泵是恒流电泵，所以用于供给燃料的系统还包括沿着所述液压回路的第二支路平行布置的电操作开闭阀（shutter valve）和机械过压阀。

更具体地，液压回路的第二支路在所述预供给泵的传输下游分支成两个单独的通道，它们一个接一个地单独到达所述高压活塞泵。所述电操作开闭阀沿着直接与高压活塞泵入口联通的通道定位，而所述过压阀沿着与高压活塞泵的容纳活塞运动机构的腔室联通的通道连接。

所述开闭阀能够持续调节柴油燃料的流量，所述柴油燃料片刻接着片刻地（moment by moment）流到高压活塞泵的入口喉部，并且由电子控制单元以使基本等于燃烧发动机的瞬时需要的柴油燃料的量片刻接着片刻地流到高压活塞泵的入口腔的方式操纵，而过压阀稳定开闭阀的上游的柴油燃料的压力，将过剩的柴油燃料自动转移到高压活塞泵的容纳活塞运动机构的腔室中，以便于柴油燃料可以润滑并冷却容纳其中的机械构件。

在近些年来，对制造更轻更紧凑的注定容纳在车辆发动机隔室中的燃料供给系统的部件的需要驱使该种燃料系统的主要制造商获得了与容纳开闭阀和过压阀的座体一起直接在高压活塞泵的壳体内部的液压回路的第二支路的两个通道。

不幸的是，这种需要致使高压活塞泵组件相当复杂；结果增加了更大体积的柴油燃料供给系统的生产成本。

发明内容

本发明的目的是实现一种用于从存储箱向柴油燃烧发动机供给柴油燃料的系统，其比当前的系统更紧凑更轻并且生产还更便宜。

依照这些目的，根据本发明，提供了一种用于从存储箱向内燃机供给燃料的系统；该系统包括：

-电致动预供给可变流量泵；

-高压活塞泵，其具有泵壳体和容纳在泵壳体中的活塞运动机构；和

-液压回路，其包括用于将存储箱连接到预供给泵的第一支路、用于将预供给泵连接到高压活塞泵的第二支路和用于将高压活塞泵连接到内燃机的第三支路；其中所述液压回路的第二支路配置成在预供给泵的下游分支成第一通道和第二通道，所述第一通道构造成用于将部分燃料传输到高压活塞泵的入口并且用于将预供给泵直接连接到高压活塞泵的入口的第一通道，所述第二通道构造成用于传输所述壳体中的部分燃料并且用于将预供给泵连接到所述壳体，使燃料流单独地通过至少一个校准孔。这样，燃料供给系统在液压回路的第二支路上不再需要电控开闭阀和机械过压阀，结果显著减小了该系统的体积和生产成本。在高压活塞泵的泵壳体内部做出校准孔实际上要比在泵壳体中插入机械过压阀或润滑阀容易的多。

附图说明

从如下的参照附图的描述中将会使本发明的进一步的特征和优点变得清晰，这些附图图示出了非限制性的实施方式，其中：

图1是根据本发明的原理的用于从存储箱向内燃机供给燃料的系统的示意图，其中为了清楚起见去除了一些部件，

图2是图1中示出的所述系统的细节的侧视图，其中为了清楚起见，剖开了一些部件，去除了一些部件，并且

图3和4是图1的所述系统的两个实施方式，其中为了清楚期间，剖开了一些部件，去除了一些部件。

具体实施方式

参见图1，附图标记1表示用于从存储箱2向公知类型的内燃机3供给燃料（在该种情况下是柴油燃料）的系统的整体。

更具体地，内燃机3是柴油内燃机，其包括：燃料分配歧管4，其通常称作“共轨”，其构造成将燃料保持一定压力，优选地但不必要地高于1800巴；许多电操纵的喷射器5，它们直接连接到歧管4并且能够按照命令将内燃机的各个燃烧室（未示出）内的燃料喷成雾状。

参见图1，所述燃料供给系统1基本包括燃料泵组件6；液压回路7，其能够将燃料泵组件6连接到存储箱2和内燃机3；控制单元8，即电子控制单元，其配置成用于片刻接着片刻地确定内燃机3的燃料需要并用于操纵燃料供给系统1的某些元件以便于向燃料分配歧管4供给基本等于内燃机3的瞬时需要的燃料量。

更具体地，所述燃料泵组件6包括沿着液压回路7串联布置的低压或预供给泵9和高压活塞泵10，而液压回路7包括能够将存储箱2连接到预供给泵9的第一支路11、能够将预供给泵9连接到高压活塞泵10的第二支路12和能够将高压活塞泵10连接到内燃机3的燃料分配歧管4的第三支路13。

优选地，但不必要地，所述液压回路7还装备有至少一个定位在预供给泵9的上游（或这在一个未示出的实施方式中是下游）上的连接支路11上的至少一个燃料过滤器14。

参见图1，特别地，所述预供给泵9是可变流量电泵，其适合于由燃料供给系统的电子控制单元8直接操纵以便于从存储箱2吸取一定量的燃料并将其输送到高压活塞泵10，其片刻接着片刻地大致超过内燃机3的燃料需要，而高压活塞泵10装备有外壳或泵壳体15，该泵壳体15限定了旨在容纳活塞运动机构17的封闭腔室。替代性地，所述预供给泵9可以是可电控的叶片泵或具有例如电预控制的内部或外部齿轮泵。

更具体地，参见图1，所述高压活塞泵10设有多个活塞18（在示出的示例中是三个），它们关于腔室16成角度分布并且每个以轴向滑动并且液密密封的方式插入各自的终止于腔室16内部的圆柱形腔体18a内部。

相反所述活塞运动机构17包括适合于由内燃机3的发动机驱动轴（未示出）驱动转动并且装备有偏心部19a的转动轴19和以自由转动方式安装在所述轴19的所述偏心部19a上的多边形环20，以便于当所述轴19关于其纵向轴L转动时其可以在所述泵壳体15的所述腔室16内部绕行，所述偏心部19a可以在泵壳体15的腔室16内部移动。替代性地，本发明为高压活塞泵应用例如滚轮驱动而不是多边形环驱动。

对于每个活塞18，高压活塞泵10还包括各自的返回盘簧（为示出），其设计成用于保持活塞18的底端一直与多边形环20的周面接触，以便于在多边形环20在所述泵壳体15的所述腔室16内部平移运动期间限制所述活塞18随着在圆柱形腔体18a内部的交替直线运动而运动。

最后，参见图1，对于每个圆柱形腔体18a，所述高压活塞泵10包括至少一个供给阀21和至少一个输送阀22，它们能够选择性地使圆柱形腔体18a分别与液压回路7的支路12和支路13联通。更具体地，所述供给阀21是构造成调节从液压回路7的支路12到高压活塞泵10的圆柱形腔体18a的燃料通道的止回阀，而所述输送阀22是构造成调节从高压活塞泵10的圆柱形腔体18a到液压回路7的支路13的燃料通道的止回阀。

在示出的示例中，所述供给阀21和输送阀22构造在泵壳体15内并且将不进一步描述，因为它们在本领域是众所周知的。

参见图1和2，高压活塞泵10的轴19反而穿过容纳活塞运动机构17并且安装成通过定位在腔室16的相对侧上的专用横向支撑轴承23（在该种情况下是轴衬23）的插入而在泵壳体15内部轴向转动的所述腔室16延伸。此外，所述轴19的两个端部的其中一个伸到泵壳体15外部以便于可以将其连接到内燃机3的发动机驱动轴（未示出）。

参见图2，为了避免燃料到泵壳体15外部，高压活塞泵10优选地但不必要地还设有环形密封垫圈24，所述环形密封垫圈24安装在转动轴19上，紧接限定并支撑所述轴19的伸出部（即所述轴的伸到泵壳体15外部的部分）的轴衬23的下游。

换言之，所述环形密封垫圈24定位在泵壳体15的内部，在所述腔室16的容纳所述活塞运动机构17的剩余部分的相对侧上靠近支撑所述轴19的伸出部的轴衬23。

更具体地，在示出的示例中，所述泵壳体15包括带凸缘的支撑毂15a，所述带凸缘的支撑毂15a构造成限定并密封所述泵壳体15的所述腔室16，同时在其自己内部容纳直接支撑所述轴19的伸出部的轴衬23，也可以是环形密封垫圈24。

参见图1和2，液压回路7的支路12构造成在预供给泵9的下游分支成彼此单独地延伸到高压活塞泵10的两个通道12a和12b。通道12a能够将从预供给泵运送的部分燃料输送到高压活塞泵10的入口，而通道12b将部分燃料输送到所述腔室16用于润滑和冷却活塞运动机构17。

液压回路7还包括第四连接支路25用于将所述腔室16连接到存储箱2并且将用于润滑和/或冷却活塞运动机构17的燃料排出返回到存储箱2。

可选地，所述液压回路7还可以装备有沿着支路25布置的校准孔26或止回阀。

但是，不像当前已知的燃料供给系统，支路12的通道12a构造成将预供给泵9的输送直接（即没有任何流量控制阀的介入）连接到高压活塞泵10的入口，而支路12的通道12b构造成将预供给泵9的输送直接连接到容纳活塞运动机构17的腔室16，迫使燃料仅流过具有减小压力和限制流到泵壳体15的腔室16的最大燃料量的功能的至少一个校准孔27。

换言之，预供给泵9的输送仅通过一个或多个校准孔27（在示出的示例中是一个）从容纳活塞运动机构17的腔室16分离，这些校准孔具有减小压力和限制流到泵壳体15的腔室16的最大燃料量的功能。

更具体地，参见图2，在示出的示例中，高压活塞泵10的供给阀21连接在一起并通过外部环形通道28连接到液压回路7的支路12，所述外部环形通道28直接在带凸缘的毂15a的靠近腔室16的外表面上获得。所述环形通道28优选地但不必要地与轴19和毂15a的纵轴L同轴并且环绕轴衬23，轴衬23又布置在与轴19的纵轴L同轴的毂15a的中心。

带凸缘的毂15a还装备有一个或多个纵向通槽29，所述纵向通槽29在毂的本体内在所述外部环形通道28与下面的轴衬23之间平行于轴19和毂15a的纵轴L延伸，以便于将容纳环形密封垫圈24的基座30与容纳活塞运动机构17的泵壳体15的腔室16直接联通，以便于在两侧上润滑和/或冷却轴衬23。通道12b通过优选地但不必要地具有可变直径的直线通孔限定，所述直线通孔在所述带凸缘的毂15a的本体中从环形通道28到纵向通槽29径向延伸。

这样，填充环形通道28的燃料可以排到直线通孔中直到其到达纵向通槽29，并从此继续流到容纳活塞运动机构17的腔室16和/或容纳环形密封垫圈24的基座30。

直线通孔的具有最小直径的部分限定了校准孔27，其具有减小压力和限制流到泵壳体15的腔室16的最大燃料量的功能。

参见图3，与直接与直线通孔12联通的纵向通槽29的两端的其中一个对应，带凸缘的毂15a可以包括在直接连接到通孔的纵向通槽29的两端的其中一个上形成液密密封的塞体。这样，就迫使通过直线通孔排出的所有燃料仅在纵向通槽29的一端处出来。

通过将所述塞体31定位在纵向通槽29的向着泵壳体15的腔室16的端部上（见图3），可以有利于轴衬23和环形密封垫圈24的润滑和/或冷却。相反，通过将所述塞体31定位在纵向通槽29的向着容纳环形密封垫圈24的基座30的端部上，可以有利于容纳在泵壳体15的腔室16内部的活塞运动机构17的润滑和/或冷却。

从上面描述的内容可以容易地推断出燃料供给系统1的操作，因而不必要进一步解释。除了为了清楚起见所述电子控制单元8配置成基于从用于测量与内燃机3的运行相关的某些物理量的一系列传感器获得的信号操纵可变流量的预供给泵9以外，以便于基于内燃机3的瞬时燃料需要调节泵的流量。

更具体地，所述电子控制单元8配置成片刻接着片刻地调节预供给泵9的流量以便于总是向高压活塞泵10发送需要满足内燃机3的瞬时燃料需要并润滑和/或冷却活塞运动机构17的燃料量。

从所述燃料供给系统1得到的优点有许多。

首先，开闭阀和过压阀和/或润滑阀从液压回路7的支路12上省去显著减小了所述系统的生产成本。实际上在高压活塞泵10的泵壳体15内部做出校准孔27非常简单。

此外，在带凸缘的毂15a的外表面上存在的环形通道28的底部上做出通道12b和校准孔27显著地降低了带凸缘的毂15a的重量和体积，也显著地简化了高压活塞泵10的生产工艺，减小了必要的生产成本。

最后，很明显，在不脱离本发明的范围的前提下可以对所述燃料供给系统1做出改变和变型。

例如，参见图4，不管在带凸缘的毂15a中是否存在纵向通槽29，通过从环形通道28直接延伸到容纳活塞运动机构17的所述腔室16的横向直线通孔12b可以构造出通道12b。在该种情况下，直线通孔12b的具有最小直径的部分构成了校准孔27。

此外，在所有的上面描述的实施方式中，校准孔27做成沿着直线通孔的一部分布置的衬套或带螺纹的插件。

Claims (8)

1.用于从存储箱（2）向内燃机（3）供给燃料的系统（1）；所述系统包括：

-电致动的预供给可变流量泵（9）；

-高压活塞泵（10），其具有泵壳体（15）和容纳在所述泵壳体（15）内的活塞运动机构（17）；以及

-液压回路（7），其包括用于将存储箱（2）连接到所述预供给泵（9）的第一支路（11）、用于将所述预供给泵（9）连接到所述高压活塞泵（10）的第二支路（12）以及用于将所述高压活塞泵（10）连接到内燃机（3）的第三支路（13）；其中所述液压回路（7）的第二支路构造成在所述预供给泵（9）的下游分支成第一通道（12a）和第二通道（12b），其中所述第一通道（12a）构造成用于将部分燃料输送到高压活塞泵（10）的入口并且用于将所述预供给泵（9）直接连接到所述高压活塞泵（10）的入口，所述第二通道（12b）构造成用于输送所述壳体（15）中的部分燃料并且用于将所述预供给泵（9）连接到所述壳体（15）使燃料仅流过至少一个校准孔（27）。

2.根据权利要求1所述的用于供给燃料的系统，其特征在于，所述系统包括控制单元（8），所述控制单元（8）配置成用于操纵所述预供给可变流量泵（9）并且根据内燃机（3）的瞬时燃料需要来调节预供给可变流量泵（9）的流量。

3.根据权利要求1或2所述的用于供给燃料的系统，其特征在于，所述活塞运动机构（17）包括转动轴（19），所述转动轴（19）与所述壳体（15）交叉并且安装成在壳体（15）的腔室（16）内部轴向转动，所述壳体（15）包括支撑毂（15a），所述支撑毂（15a）构造成限定和密封泵壳体（15）的所述腔室（16），并且装备有适合于使高压活塞泵（10）的供给阀（21）布置成彼此联通并与液压回路（7）的第二支路（12）联通的外部环形通道（28）；液压回路（7）的第二支路（12）的第二通道（12b）由在环形槽（28）与所述腔室（16）之间在支撑毂（15a）的本体内延伸的通孔限定；所述通孔的一部分形成了所述至少一个校准孔（27）。

4.根据权利要求3所述的用于供给燃料的系统，其特征在于，所述支撑毂（15a）在支撑轴承（23）的一侧装备有用于容纳环形密封垫圈（24）的基座（30），并且装备有在外部环形通道（28）与下面的轴承（23）之间在毂（15a）的本体内延伸的一个或多个连接通槽（29），以便于使容纳环形密封垫圈（24）的基座（30）与所述腔室（16）直接联通；第二支路（12）的第二通道（12b）在内部从外部环形通道（28）延伸到连接通槽（29）。

5.根据权利要求4所述的用于供给燃料的系统，其特征在于，所述支撑毂（15a）包括塞体（31），所述塞体（31）用于在连接通槽（29）的两个端部中的一个端部上形成液密密封。

6.根据权利要求3、4或5所述的用于供给燃料的系统，其特征在于，形成第二支路（12）的第二通道（12b）的通孔是直线形的。

7.根据前述权利要求的任一项所述的用于供给燃料的系统，其特征在于，所述液压回路（7）包括用于将所述壳体（15）连接到存储箱（2）的第四支路（25）。

8.根据权利要求7所述的用于供给燃料的系统，其特征在于，所述液压回路（7）沿着液压回路（7）的第四支路（25）包括节流装置（26）。

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