CN106762271B - 用于内燃机的电控低压燃料计量器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于内燃机的电控低压燃料计量器，在能够外挂安装的计量器壳体(40)上至少集成了限压阀(41)和电控计量阀(42)，其中，所述限压阀(41)用于将通向所述电控计量阀(42)的通道中的燃料压力限定为预定压力以下，所述电控计量阀(42)设置有燃料输出孔(25)，所述电控计量阀在控制单元的实时调制下控制燃料从所述燃料输出孔(25)定量供给到所述内燃机的燃料高压发生装置。本发明的电控低压燃料计量器为内燃机的燃料高压发生装置准确定量提供压力稳定的低压燃料，改善了液力稳定性，同时简化了燃料高压发生装置的设计，改善了燃料高压发生装置的工艺性和可靠性。

Description

用于内燃机的电控低压燃料计量器

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种用于内燃机的电控低压燃料计量器。

背景技术

在现行的内燃机技术中，低压燃料输送给燃料高压发生装置的型式主要有三种。一种为靠燃料高压发生装置自身的抽吸功能从燃料箱中吸出燃料，如单缸柴油机；第二种为在燃料高压发生装置中合成有机械输油泵，如多缸柴油机的机械合成泵及电控单体组合泵等；第三种是采用控制低压燃料给予燃料高压发生装置的供给量来实现满足储存压力的型式，如共轨技术多缸机，在燃料高压发生装置上集成了受电子控制单元调制的电控阀及机械式输油泵或在发动机的其他部位外挂电动输油泵，这种型式实现了准确提供低压燃料输送的目的。前两种型式虽然实现了燃料的主动供给，但供给量完全依赖于随转速变化的液力特性，无法完全满足不同工况下对低压燃料输送量和输送压力的准确要求。第三种型式导致燃料高压发生装置结构复杂，体积庞大，在安装空间以及工艺性上受到局限，同时高低压通道纵横交错，其可靠性较为薄弱，同时低压燃料压力不稳定、液力稳定性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于内燃机的电控低压燃料计量器。

为此，本发明可以采用、但不限于下述方案。

一种用于内燃机的电控低压燃料计量器，其中，

在能够外挂安装的计量器壳体上至少集成了限压阀和电控计量阀，

其中，所述限压阀用于将通向所述电控计量阀的通道中的燃料压力限定为预定压力以下，

所述电控计量阀设置有燃料输出孔，所述电控计量阀在控制单元的实时调制下控制燃料从所述燃料输出孔定量供给到所述内燃机的燃料高压发生装置。

优选地，所述电控低压燃料计量器还包括燃料主通道，所述燃料主通道用于接收由输油泵从所述内燃机的油箱输送来的燃料，所述燃料主通道连通到所述限压阀和所述电控计量阀。

优选地，所述限压阀和所述电控计量阀并联于所述燃料主通道，所述限压阀设置有泄压孔，当所述限压阀中的燃料压力大于预定压力时，燃料由所述泄压孔经由回流通道排出到所述内燃机的油箱中。

优选地，所述电控计量阀设置有腔室，所述腔室中设置有能移动的第一活塞，所述第一活塞的裙壁上设置有计量孔，所述腔室的与所述计量孔相对应侧的侧壁设置有与所述燃料主通道连通的第一燃料进入孔，通过所述第一活塞的往复移动来调节所述第一燃料进入孔与所述计量孔的重叠程度。

优选地，所述限压阀内设置有能移动的第二活塞，所述泄压孔根据所述第二活塞的移动而选择性地开闭。

优选地，所述电控低压燃料计量器是将输送来的低压燃料限压后定量供给的独立装置，所述计量器壳体设置有紧固安装孔，用于将所述电控低压燃料计量器安装在所述内燃机的机体或所述燃料高压发生装置上。

优选地，所述电控低压燃料计量器还包括溢流阀，该溢流阀设置于将所述电控计量阀的燃料输出通道连通至所述限压阀的回流通道的通道中。

优选地，所述限压阀还设置有常开溢流孔，所述常开溢流孔用于向所述内燃机的燃料高压发生装置的润滑系统提供润滑用燃料，并且/或者所述限压阀的泄压孔连通到所述燃料高压发生装置的润滑系统。

本发明的电控低压燃料计量器可以为内燃机的燃料高压发生装置准确定量提供压力稳定的低压燃料，改善了液力稳定性，同时可以最大限度地简化内燃机的燃料高压发生装置的设计，改善了燃料高压发生装置的工艺性和可靠性。

附图说明

图1为根据本发明的第一实施例的用于单缸柴油机的电控低压燃料计量器的结构示意图；

图2为根据本发明的第一实施例的用于单缸柴油机的电控低压燃料计量器安装在机体上的立体图；

图3为根据本发明的第二实施例的用于多缸柴油机的电控低压燃料计量器的结构示意图；

图4为根据本发明的第二实施例的用于多缸柴油机的电控低压燃料计量器安装在高压泵上的立体图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的优选实施例进行进一步的说明。然而，应当理解，这些说明仅是示例性的，不用于限制本发明的范围。

图1为根据本发明的第一实施例的用于单缸柴油机的电控低压燃料计量器的结构示意图。如图1所示，本实施例的电控低压燃料计量器可以包括可外挂安装的计量器壳体40、设置在计量器壳体40上的限压阀41以及设置在计量器壳体40上并与限压阀41并联设置的电控计量阀42。

如图1所示，该单缸柴油机配带的电动输油泵(未图示)将柴油从内燃机(有时也称为发动机)的油箱(未图示)输送至电控低压燃料计量器上的燃料进入通道21a，该燃料进入通道21a与计量器壳体40上的燃料主通道21连通以将柴油从燃料进入通道21a输入至燃料主通道21。在燃料主通道21上并联设置了限压阀41和电控计量阀42，并且该电控计量阀42和限压阀41分别通过第一分支通道211和第二分支通道212连通至该燃料主通道21。

在本实施例中，该电控计量阀42的上部设置有腔室26，该腔室26中设置有第一活塞27，该第一活塞27的裙壁上设置有计量孔422，腔室26的与该计量孔422相对应侧的侧壁上设置有第一燃料进入孔24，该第一燃料进入孔24通过第一分支通道211连通至燃料主通道21。另外，腔室26的顶部设置有燃料输出孔25，该燃料输出孔25连通至输出通道21b并通过输出通道21b将柴油输出至燃料高压发生装置(未图示)。腔室26的底部设置有支撑第一活塞27的可往复移动的顶杆421，第一活塞27的顶杆421所在侧的相反侧设置有对第一活塞27施力，以使计量孔422与第一燃料进入孔24错开的弹簧29。

应当理解，上面以及下面参照附图对方位的描述(例如，上段中的“上部”和“顶部”)仅是出于方便描述的目而作出的解释，本发明的电控计量阀42和限压阀41等的安装方向及相对位置关系等不限于这些描述及附图(特别是图1和3)中的图示。

根据实时工况的需求，在该单缸柴油机配带的电子控制单元的调制下使得顶杆421带动第一活塞27进行往复移动，以调节计量孔422和第一燃料进入孔24的相对位置，从而改变电控计量阀42上的第一燃料进入孔24与计量孔422重叠开度的大小，使得限制压力的柴油自重叠部分经燃料输出孔25通过输出通道21b定时定量地供给至燃料高压发生装置。

在本实施例中，限压阀41的腔室的侧壁上设置有第二燃料进入孔22，该第二燃料进入孔22通过第二分支通道212与燃料主通道21相通，以将柴油从燃料主通道21经第二分支通道212输入至限压阀41。另外，该限压阀41的腔室内设置有可移动的第二活塞31，该限压阀41的底部设置有泄压孔23，该泄压孔23根据第二活塞31的移动而被选择性地打开。该泄压孔23连通至回流通道21e，并通过回流通道21e将限压阀41中的柴油经泄压孔23回流至发动机的油箱。在限压阀41的腔室中设置有弹簧30，弹簧30朝向第二燃料进入孔22对第二活塞31施压，从而由第二活塞31的裙壁封闭泄压孔23。

具体地，当进入限压阀41的柴油的压力超过由限压阀41的腔室内的弹簧30对第二活塞31施加的预定压力时，第二活塞31在柴油压力作用下向图1中的左侧移动，从而限压阀41底部的泄压孔23被打开，柴油由泄压孔23通过回流通道21e回流至发动机的油箱。

图2为本发明的第一实施例的用于单缸柴油机的电控低压燃料计量器安装在柴油机的机体(有时，也简称机体)上的立体图。图2中的虚线示出机体的一部分的结构。如图2所示，在这种安装型式中，电控计量阀42的燃料输出孔25与机体上的燃料进入孔对接，通过机体内部的孔道将燃料输送给燃料高压发生装置。

另外，从图2的图示可以理解，电控计量阀42的燃料输出孔25和燃料进入通道21a、限压阀41的回流通道21e设置于计量器壳体40的两相反侧，即，燃料输出孔25设置于机体侧，而燃料进入通道21a、限压阀41的回流通道21e设置于远离机体的一侧。电控计量阀42和限压阀41的轴向(活塞移动方向)相同。另外，电控计量阀42可以具有大致L形的外形，其连接至电子控制单元的连接器与燃料进入通道21a、限压阀41的回流通道21e大致垂直地延伸。

根据本实施例的电控低压燃料计量器是将输送来的低压燃料限压后定量供给的独立装置。在一个可外挂安装的计量器壳体上至少集成了限压阀和电控计量阀，在内燃机的电子控制单元的实时调制下，将燃料定量供给到内燃机的燃料高压发生装置。该计量器可安装在发动机的相应部位上也可安装在燃料高压发生装置上，最大限度地简化了燃料高压发生装置的设计，改善了燃料高压发生装置的工艺性和可靠性，有条件进一步优化发动机的安装空间，同时也获得了良好的液力稳定性。

图3为本发明的第二实施例的用于多缸柴油机的电控低压燃料计量器的结构示意图。对于与图1中的第一实施例相同或相似的结构标注相同或相似的附图标记或者省略对应的附图标记，并省略相应的说明。

图3中的第二实施例与图1中的第一实施例的一个不同之处在于：在限压阀41上设置有常开溢流孔28以始终保持柴油从限压阀41流入燃料高压发生装置的润滑系统50。

应当理解，可以在第二活塞31上开出小孔，以允许第二活塞31右侧的柴油流到第二活塞31的左侧，并流到常开溢流孔28。应当理解，常开溢流孔28及小孔的开设应当被设定到不影响限压阀41的限压功能的程度。当然，还可以通过改变常开溢流孔28的位置来省略小孔。例如，将常开溢流孔28设置在第二活塞31的右侧。

图3中的第二实施例与图1中的第一实施例的另一个不同之处在于：计量器壳体40上的回流通道21e与燃料高压发生装置的润滑系统50通过通道21e1连通。当进油压力超过预定压力时，限压阀41的泄压孔23被打开，部分柴油经过通道21e1进入燃料高压发生装置的润滑系统50，特别是当燃料高压发生装置的润滑系统50中的润滑用柴油填充不足时。通道21e1还可以用于使燃料高压发生装置的润滑系统50中的柴油流回到油箱。

另外，本实施例的电控低压燃料计量器还可以包括溢流阀43，该溢流阀43两端分别连通至电控计量阀42的燃料输出通道21b和限压阀41的回流通道21e。通过在计量器壳体40上集成溢流阀43，可以改善极端状况下电控计量阀42和燃料高压发生装置之间的输出燃料储存腔内的真空度对电控计量阀42的影响。

图4为本发明的第二实施例的用于多缸柴油机的电控低压燃料计量器安装在燃料高压发生装置的高压泵上的立体图。也就是，在安装空间允许的前提下，可以将电控低压燃料计量器通过计量器壳体上的紧固安装孔安装在燃料高压发生装置上。图4中的虚线示出了燃料高压发生装置的一部分的结构。如图4所示，在这种安装型式中，电控计量阀42的燃料输出孔25与燃料高压发生装置的燃料输入通道直接对接。

多缸柴油机的燃料高压发生装置和单缸柴油机的燃料高压发生装置的一个区别是，多缸柴油机的燃料高压发生装置的结构更加复杂，对润滑的要求更高。在本实施例中，限压阀41还具有连通到燃料高压发生装置的润滑系统50的通道，因而，可以容易地实现该燃料高压发生装置的润滑。对于需求燃料自身润滑的燃料高压发生装置，将限压阀的回流通道与燃料高压发生装置的润滑系统连通，同时在限压阀上设有一个常开溢流孔始终保持燃料流入燃料高压发生装置的润滑系统。

另外，多缸柴油机的燃料高压发生装置的需油量波动大，输出燃料储存腔内的真空度波动大。在本实施例中，通过在电控计量阀42的燃料输出通道21b和限压阀41的回流通道21e之间的通路上设置溢流阀43，可以改善极端状况下电控计量阀42和燃料高压发生装置之间的输出燃料储存腔内的真空度对电控计量阀42的影响。

应当理解，本申请中提到的“低压燃料计量器”、“燃料高压发生装置”、“高压泵”等中的“低压”和“高压”具有相对性。

由于输送泵的输送及限压阀41的限压，低压燃料计量器中的柴油压力仍高于自然状态下(即，大气压力下)的柴油压力且高于油箱中的柴油压力。但低压燃料计量器中的柴油压力会小于燃料高压发生装置中的柴油压力。

本领域技术人员当然了解，或至多在阅读本申请的说明书的基础上即可了解上述“低压”和“高压”的含义。

本发明不限于上述实施例，本领域技术人员在本发明的教导下，可以对上述实施例作出各种改变和变型，而不脱离本发明的范围。

(1)在上述实施例中，由柴油机配带的电子控制单元控制电控计量阀42的顶杆421往复移动。然而，本发明的电控计量阀42自身也可以包括控制单元，由该控制单元控制电控计量阀42的顶杆421往复移动。该控制单元可以与柴油机的其它部分通信。

(2)在上述实施例中，限压阀41和电控计量阀42并联。然而，本发明不限于此，例如，电控计量阀42还可以与限压阀41串联。例如，通向电控计量阀42的通道(第一分支通道211)可以直接连通到限压阀41的泄压孔23右侧的腔室，这仍然能够将通向电控计量阀42的通道中的柴油压力限制为由弹簧30限定的预定压力。

(3)在第二实施例中，在多缸柴油机的电控低压燃料计量器中设置了溢流阀43、常开溢流孔28和通道21e1，然而，本发明不限于此。还可以在第一实施例的单缸柴油机的电控低压燃料计量器中设置对应的溢流阀43、常开溢流孔28和通道21e1，并且能够取得与第二实施例类似的效果。

Claims (6)

1.一种用于内燃机的电控低压燃料计量器，其特征在于，

在能够外挂安装的计量器壳体(40)上至少集成了限压阀(41)和电控计量阀(42)，

其中，所述限压阀(41)用于将通向所述电控计量阀(42)的通道中的燃料压力限定为预定压力以下，

所述电控计量阀(42)设置有燃料输出孔(25)，所述电控计量阀在控制单元的实时调制下控制燃料从所述燃料输出孔(25)定量供给到所述内燃机的燃料高压发生装置，

所述电控低压燃料计量器还包括燃料主通道(21)，

所述燃料主通道(21)用于接收由输油泵从所述内燃机的油箱输送来的燃料，所述燃料主通道(21)连通到所述限压阀(41)和所述电控计量阀(42)，

所述限压阀(41)和所述电控计量阀(42)并联于所述燃料主通道(21)，

所述电控低压燃料计量器还包括溢流阀(43)，该溢流阀(43)设置于将所述电控计量阀(42)的燃料输出通道(21b)连通至所述限压阀(41)的回流通道(21e)的通道中。

2.根据权利要求1所述的电控低压燃料计量器，其特征在于，所述限压阀(41)设置有泄压孔(23)，当所述限压阀(41)中的燃料压力大于预定压力时，燃料由所述泄压孔(23)经由回流通道(21e)排出到所述内燃机的油箱中。

3.根据权利要求1所述的电控低压燃料计量器，其特征在于，所述电控计量阀(42)设置有腔室(26)，所述腔室(26)中设置有能移动的第一活塞(27)，所述第一活塞(27)的裙壁上设置有计量孔(422)，所述腔室(26)的与所述计量孔(422)相对应侧的侧壁设置有与所述燃料主通道(21)连通的第一燃料进入孔(24)，

通过所述第一活塞(27)的往复移动来调节所述第一燃料进入孔(24)与所述计量孔(422)的重叠程度。

4.根据权利要求2所述的电控低压燃料计量器，其特征在于，所述限压阀(41)内设置有能移动的第二活塞(31)，所述泄压孔(23)根据所述第二活塞(31)的移动而选择性地开闭。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电控低压燃料计量器，其特征在于，所述电控低压燃料计量器是将输送来的低压燃料限压后定量供给的独立装置，所述计量器壳体(40)设置有紧固安装孔，用于将所述电控低压燃料计量器安装在所述内燃机的机体或所述燃料高压发生装置上。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的电控低压燃料计量器，其特征在于，所述限压阀(41)还设置有常开溢流孔(28)，所述常开溢流孔(28)用于向所述内燃机的燃料高压发生装置的润滑系统(50)提供润滑用燃料，并且/或者

所述限压阀(41)的泄压孔(23)连通到所述燃料高压发生装置的润滑系统(50)。