專利名稱：具有可變壓力調節(jié)的低噪音燃料泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機燃料系統(tǒng)，更具體地涉及發(fā)動機燃料噴射系統(tǒng)中的壓力控制。
背景技術：
該部分提供與本公開相關的背景信息，其并不必定為現(xiàn)有技術。 發(fā)動機燃料系統(tǒng)可包括燃料泵組件，其具有入口閥，以控制供應至燃料泵的壓縮
室的燃料量。該泵可為往復泵的形式，并且入口閥可包括電磁閥。在最大燃料輸送模式期
間，在泵的整個壓縮沖程期間入口閥可關閉。然而，在減小燃料需求狀態(tài)期間，可基于泵的
壓縮沖程期間入口閥的關閉正時對泵供應的燃料壓力進行控制。 例如，入口閥可在壓縮沖程的第一部分期間保持打開，并可在壓縮沖程期間的某 一點處關閉以提供期望的燃料壓力輸出。然而，閥的關閉正時會產(chǎn)生壓縮室內的壓力的激 增，從而在燃料系統(tǒng)中產(chǎn)生不期望的噪音。

發(fā)明內容
該部分提供本公開的概要說明，而不是其完整范圍或其所有特征的全面公開。
—種發(fā)動機組件可包括限定燃燒室的發(fā)動機結構、與所述燃燒室流體連通的燃料 噴射器、燃料供應以及燃料泵組件。所述燃料泵組件可包括殼體、往復構件以及電磁閥組 件。所述殼體可限定與所述燃料供應流體連通的入口、與所述燃料噴射器流體連通的出口 以及旁路通道。所述往復構件可位于所述殼體內以限定與所述入口、所述出口及所述旁路 通道流體連通的壓縮室。所述電磁閥組件可包括閥構件，該閥構件位于所述旁路通道內并 可在打開位置與關閉位置之間移動，以在所述往復構件的壓縮沖程期間有選擇地提供所述 壓縮室與所述燃料供應之間的流體連通。 從這里提供的描述將會清楚其它應用領域。該發(fā)明內容中的描述和具體實施例僅 旨在說明之目的，并不旨在限制本公開的范圍。


這里所述的圖僅用于圖示所選的實施方式而不是圖示所有可能實施，而且并不旨 在限制本公開的范圍。
圖1是根據(jù)本公開的發(fā)動機組件的示意圖；
圖2是根據(jù)本公開的第一燃料系統(tǒng)的示意圖；以及
圖3是根據(jù)本公開的第二燃料系統(tǒng)的示意圖。
在所有這些附圖中，相應附圖標記指示相應部件。
具體實施例方式
以下將參照附圖更全面地描述示例性實施方式。 如圖1中所見，發(fā)動機組件IO可包括發(fā)動機缸體12、氣缸蓋14、曲軸16、活塞18 (示出了其中一個)、配氣系統(tǒng)組件20、火花塞22以及燃料系統(tǒng)24。發(fā)動機缸體12可限 定缸膛26 (示出了其中一個)，每一缸膛內均布置有活塞18。應當理解，本教導適用于任何 數(shù)量的活塞_氣缸布置以及各種發(fā)動機構造，包括但不限于V型發(fā)動機、直列發(fā)動機以及水 平對置發(fā)動機，還適用于頂置凸輪構造和整體凸輪構造。 氣缸蓋14可包括進氣通道28和排氣通道30。發(fā)動機缸體12、氣缸蓋14以及活 塞18可協(xié)作而限定燃燒室32。配氣系統(tǒng)組件20可由氣缸蓋14支撐并可包括進氣凸輪軸 34和排氣凸輪軸36以及進氣門組件38和排氣門組件40。進氣凸輪軸34可包括與進氣門 組件38接合的凸角42，排氣凸輪軸36可包括與排氣門組件40接合的凸角46。進氣凸輪 軸34上可包含附加凸角構件48，用于與燃料系統(tǒng)24接合，如以下所述。盡管凸角構件48 被示出為位于進氣凸輪軸34上，但是應理解凸角構件48可以另選地作為排氣凸輪軸36的 一部分或者單獨燃料泵驅動軸(未示出)的一部分。另選的是，可利用輔助驅動帶驅動燃 料泵。此外，應當理解，單個凸輪軸可包括進氣凸角42以及排氣凸角46二者，并包括附加 的凸角構件48。凸角構件48可包括適于燃料系統(tǒng)24的操作的任何數(shù)量的凸角。作為非限 制性示例，凸角構件48可包括兩個、三個或四個凸角布置。 燃料系統(tǒng)24可包括燃料箱50、燃料噴射器52以及燃料泵組件54。燃料箱50可 與燃料泵組件54流體連通。燃料噴射器52可延伸至燃燒室32內并因此與其流體連通而 形成直噴式構造。燃料噴射器52可接收來自燃料泵組件54的加壓燃料供應。
參照圖2，燃料泵組件54可包括殼體56、往復構件58以及電磁閥組件60。殼體 56可包括殼體入口 62、殼體出口 64以及旁路通道66。往復構件58可包括位于殼體56內 的柱塞68以及從殼體56延伸的凸輪隨動件70，該凸輪隨動件70與進氣凸輪軸34上的附 加凸角構件48接合。柱塞68可與殼體56協(xié)作而形成壓縮室71。殼體入口62、殼體出口 64以及旁路通道66均可與壓縮室71流體連通。 燃料泵組件54還可包括高壓通道72、低壓通道74以及供應通道76。高壓通道72 可包括第一部分78和第二部分80。第一部分78可提供殼體出口 64與燃料噴射器52之間 的流體連通。第二部分80可形成釋壓通道，其提供高壓通道72的第一部分78與低壓通道 74之間的流體連通。第一閥組件82可位于第一部分78中，并可有選擇地提供壓縮室71與 燃料噴射器52之間經(jīng)由殼體出口 64的流體連通。第二閥組件84可位于第二部分80中， 以有選擇地提供高壓通道72與低壓通道74之間的流體連通。第一閥組件82和第二閥組 件84均可包括具有正常情況下向關閉位置偏壓(圖2中所示)的閥構件和彈簧布置的機 械閥組件。作為非限制性示例，第一閥組件82和第二閥組件84均可為單向閥形式，并且閥 構件可包括球或盤。第二閥組件84可附加包括節(jié)流件86 (例如孔)，以限制第二閥組件84 處于打開位置時的流動。 燃料箱50、低壓通道74以及供應通道76可總體形成用于壓縮室71的燃料供應。 低壓通道74可提供供應通道76與壓縮室71之間的流體連通。第三閥組件88可位于低壓 通道74中，以有選擇地提供低壓通道74與壓縮室71之間的流體連通。第三閥組件88也 可包括具有閥構件和彈簧布置的機械閥組件，并可在正常情況下向關閉位置偏壓(圖2中 所示)。作為非限制性示例，第三閥組件88也可形成單向閥，并且閥構件可包括球或盤。低 壓通道74可附加地與電磁閥組件60、蓄壓器90以及在殼體56中位于柱塞68下方的低壓 室92流體連通。蓄壓器90可降低由柱塞68產(chǎn)生的壓力脈動。作為非限制性示例，蓄壓器90可包括脈動累積器，例如流體容量件、彈簧加載活塞裝置、膜片式蓄壓器或者網(wǎng)格式吸收 器(waffle absorber)。 供應通道76可提供燃料箱50與低壓通道74之間的流體連通。盡管未示出，應當 理解，燃料供應可包括燃料泵，以將燃料供應至供應通道76。供應通道76可包括與低壓通 道74流體連通的第一部分94和第二部件96。第一部分94和第二部分96可控制流向低壓 通道74的燃料流。第四閥組件98可位于第一部分94中，以有選擇地提供供應通道76與 低壓通道74之間的流體連通。第四閥組件98也可包括具有閥構件和彈簧布置的機械閥組 件，并可在正常情況下向關閉位置偏壓(圖2中所示)。作為非限制性示例，第四閥組件98 也可形成單向閥，并且閥構件可包括球或盤。節(jié)流件100(例如孔)可位于第二部分96中， 以限制返回燃料箱50的燃料流并降低來自柱塞68返回燃料箱50的壓力脈動。
電磁閥組件60可有選擇地提供壓縮室71與低壓通道74之間經(jīng)由旁路通道66的 流體連通。電磁閥組件60可最終控制供應至燃料噴射器52的燃料壓力并可包括殼體102、 電磁線圈104、閥構件106、偏壓構件108以及座114。偏壓構件108可包括螺旋彈簧，并可 在正常情況下將閥構件106偏壓至關閉位置(如圖2中所示)，從而防止壓縮室71與低壓 通道74之間經(jīng)由旁路通道66的流體連通。電磁線圈104可有選擇地通電，以克服偏壓構 件108的力使閥構件106移位，從而提供壓縮室71與低壓通道74之間經(jīng)由旁路通道66的 流體連通。作為非限制性示例，電磁閥組件60可形成執(zhí)行電機，其中閥構件106在由脈寬 調制(P麗)信號控制時與電磁線圈104中產(chǎn)生的電磁場(EMF)成比例地(與偏壓構件108 對抗平衡)移位。 閥構件106可包括第一流體通道110、第二流體通道112和第三流體通道113。當 閥構件106處于關閉位置時，流體通道110、112、113可與低壓通道74流體連通。流體通道 110、112、113可使殼體102的內部暴露于來自低壓通道74的燃料，并可附加地提供閥構件 106的壓力平衡。通道110、112、113可使閥構件106的相對軸向端部近似等同地暴露于來 自低壓通道74的燃料壓力，從而消除對復雜密封件的需求，并限制閥構件106上的任何附 加偏壓。當閥構件106處于關閉位置時，閥構件106的一端可與座114接合。座114可位 于旁路通道66內，并可包括與閥構件106的所述端處的錐形表面接合的錐形表面。閥構件 106從座114移位可產(chǎn)生可變開口 (或孔)，從而提供壓縮室71與低壓通道之間經(jīng)由旁路 通道66的受控連通。 在發(fā)動機操作期間，燃料可經(jīng)由供應通道76供應至壓縮室71。在柱塞68的向下 (或抽吸)沖程期間，燃料可被吸入壓縮室71中。具體地說，在抽吸沖程期間壓縮室71內 的壓力可小于低壓通道74中的燃料壓力，從而致使第三閥組件88移動至打開位置而允許 燃料從供應通道76流動至壓縮室71。電磁閥組件60的閥構件106可在一部分或全部發(fā)動 機操作狀態(tài)下在整個抽吸沖程期間處于關閉位置。例如，閥構件106可在最大燃料輸送模 式下在整個抽吸沖程期間處于關閉位置。 在柱塞68的向上(或者壓縮)沖程期間，壓縮室71內的燃料壓力可增大。壓縮 室內的燃料壓力的增大可致使第三閥組件88關閉，從而防止壓縮室71與低壓通道74之間 經(jīng)由殼體入口 62流體連通。壓縮燃料可通過殼體出口 64排放，經(jīng)過第一閥組件82。第一 閥組件82可在壓縮沖程期間基于壓縮室71內的壓力打開。加壓燃料可提供至燃料噴射器 52。第二閥組件84可控制供應至燃料噴射器52的最大燃料壓力。當超過高壓通道72中的燃料壓力極限時，過量燃料可借助高壓通道72的第二部分80通過第二閥組件84返回低 壓通道74。 在最大燃料輸送模式期間，電磁閥組件60可處于關閉位置，以防止壓縮室71與低 壓通道74之間經(jīng)由旁路通道66的流體連通。因此，在最大燃料輸送模式期間，壓縮室71可 在整個壓縮沖程期間與低壓通道74隔離。然而，燃料需求可基于發(fā)動機操作狀態(tài)而變化。
在減小燃料需求狀態(tài)期間，電磁閥組件60可在柱塞68的壓縮沖程期間移動至打 開位置，其中旁路通道66與低壓通道74流體連通。閥構件106可移動而提供壓縮室71與 低壓通道74之間的可變節(jié)流件(或孔)，以提供其間的受控泄漏路徑?？衫瞄y構件106 調節(jié)該受控泄漏路徑以提供至高壓通道72并因此至燃料噴射器52的期望燃料壓力。
更具體地說，在減小燃料需求狀態(tài)期間，加壓燃料可經(jīng)由殼體出口 64從壓縮室71 流向高壓通道72，并經(jīng)由旁路通道66從壓縮室71流向低壓通道74。當燃料泵組件54在減 小燃料需求狀態(tài)期間操作時，閥構件106可在整個壓縮沖程期間移動預定量，以提供受控 泄漏路徑。該大致連續(xù)的泄漏路徑可減小通常在減小燃料需求狀態(tài)期間產(chǎn)生的壓力脈動。 旁路流量可基本上控制提供至燃料噴射器52的燃料壓力。 在壓縮沖程期間由低壓通道74中的旁路流產(chǎn)生的壓力脈動可由蓄壓器90吸收。 在抽吸沖程期間由從低壓室92移動的燃料產(chǎn)生的壓力脈動也可由蓄壓器90吸收?？捎傻?四閥組件98和節(jié)流件100的組合進一步限制在壓縮沖程或抽吸沖程期間在低壓通道74中 產(chǎn)生的壓力脈動向供應通道76的傳遞。第四閥組件98可防止從低壓通道74通過供應通 道76的第一部分94向供應通道76的流動，從而迫使回流通過供應通道76的第二部分96 中的節(jié)流件IOO。 圖3中示出了另選燃料泵組件254。除電磁閥組件260以外，燃料泵組件254可與 燃料泵組件54基本類似。圖3中所示的電磁閥組件260可包括成滑閥形式的閥構件306， 并可以以與圖2的閥構件106類似的方式有選擇地提供殼體256中的旁路通道266與低壓 通道274之間的流體連通。電磁閥組件260還可包括與旁路通道266流體連通的附加蓄壓 器310，并且節(jié)流件312 (例如孔)可位于旁路通道266中，以進一步限制傳遞至低壓通道 274的壓力脈動。
權利要求
一種發(fā)動機組件，該發(fā)動機組件包括限定燃燒室的發(fā)動機結構；與所述燃燒室流體連通的燃料噴射器；燃料供應；以及燃料泵組件，該燃料泵組件包括殼體、往復構件以及電磁閥組件，所述殼體限定與所述燃料供應流體連通的入口、與所述燃料噴射器流體連通的出口以及旁路通道，所述往復構件位于所述殼體內以限定與所述入口、所述出口及所述旁路通道流體連通的壓縮室，所述電磁閥組件包括閥構件，該閥構件位于所述旁路通道內并可在打開位置與關閉位置之間移動，以在所述往復構件的壓縮沖程期間有選擇地提供所述壓縮室與所述燃料供應之間的流體連通。
2. 如權利要求1所述的發(fā)動機組件，其中所述燃料泵組件包括位于所述燃料供應與所 述壓縮室之間的第一入口閥組件，該第一入口閥組件可在打開位置和關閉位置之間移動， 該第一入口閥組件在處于打開位置時提供所述壓縮室與所述燃料供應之間的流體連通，在 處于關閉位置時隔絕所述壓縮室與所述燃料供應的流體連通。
3. 如權利要求2所述的發(fā)動機組件，其中所述第一入口閥組件在所述往復構件的壓縮 沖程期間保持處于關閉位置。
4. 如權利要求2所述的發(fā)動機組件，其中所述第一入口閥組件包括可基于所述壓縮室 內的壓力而在打開位置和關閉位置之間移動的機械閥。
5. 如權利要求4所述的發(fā)動機組件，其中在所述往復構件的壓縮沖程期間，由于所述 壓縮室內的燃料壓力大于所述燃料供應中的燃料壓力，因而所述機械閥保持處于關閉位 置。
6. 如權利要求2所述的發(fā)動機組件，其中所述燃料泵組件包括位于所述燃料噴射器與 所述壓縮室之間的出口閥組件，該出口閥組件可在打開位置與關閉位置之間移動，該出口 閥組件在處于打開位置時提供所述壓縮室與所述燃料噴射器之間的流體連通，在處于關閉 位置時隔絕所述燃料噴射器與所述壓縮室的流體連通。
7. 如權利要求6所述的發(fā)動機組件，其中所述燃料泵組件包括位于所述出口閥組件與 所述燃料噴射器之間的釋壓閥組件，該釋壓閥組件可在打開位置與關閉位置之間移動，該 釋壓閥組件在處于打開位置時提供供給至所述燃料噴射器的加壓燃料供給與所述燃料供 應的流體連通，在處于關閉位置時隔絕所述加壓燃料供給與所述燃料供應的流體連通。
8. 如權利要求1所述的發(fā)動機組件，其中所述閥構件在所述往復構件的整個抽吸沖程 期間處于關閉位置。
9. 如權利要求1所述的發(fā)動機組件，其中所述閥構件在所述往復構件的整個壓縮沖程 期間處于打開位置，以提供所述壓縮室與所述燃料供應之間通過所述旁路通道的受控泄漏 路徑。
10. 如權利要求1所述的發(fā)動機組件，其中所述燃料供應包括燃料箱，所述燃料泵組件 包括與該燃料箱流體連通的第一流路和第二流路；燃料供應閥，所述燃料供應閥位于所 述第一流路內并防止燃料流從所述壓縮室通過所述第一流路流向所述燃料箱；以及節(jié)流構 件，該節(jié)流構件位于所述第二流路內，并限制從所述壓縮室通過所述第二流路流向所述燃 料箱的燃料流。
11. 一種燃料泵組件，該燃料泵組件包括殼體，該殼體限定與燃料供應流體連通的入口、與燃料噴射器流體連通的出口以及與 所述燃料供應流體連通的旁路通道；往復構件，該往復構件位于所述殼體內以限定與所述入口 、所述出口及所述旁路通道 流體連通的壓縮室；以及電磁閥組件，該電磁閥組件包括閥構件，該閥構件位于所述旁路通道內并可在打開位 置與關閉位置之間移動，以在所述往復構件的壓縮沖程期間有選擇地提供所述壓縮室與所 述燃料供應之間的流體連通。
12. 如權利要求11所述的燃料泵組件，該燃料泵組件還包括位于所述燃料供應與所述 壓縮室之間的第一入口閥組件，該第一入口閥組件可在打開位置和關閉位置之間移動，該 第一入口閥組件在處于打開位置時提供所述壓縮室與所述燃料供應之間的流體連通，在處 于關閉位置時隔絕所述壓縮室與所述燃料供應的流體連通。
13. 如權利要求12所述的燃料泵組件，其中所述第一入口閥組件在所述往復構件的壓 縮沖程期間保持處于關閉位置。
14. 如權利要求12所述的燃料泵組件，其中所述第一入口閥組件包括可基于所述壓縮 室內的壓力而在打開位置和關閉位置之間移動的機械閥。
15. 如權利要求14所述的燃料泵組件，其中在所述往復構件的壓縮沖程期間，由于所 述壓縮室內的燃料壓力大于所述燃料供應中的燃料壓力，因而所述機械閥保持處于關閉位 置。
16. 如權利要求12所述的燃料泵組件，還包括位于所述燃料噴射器與所述壓縮室之間 的出口閥組件，該出口閥組件可在打開位置與關閉位置之間移動，該出口閥組件在處于打 開位置時提供所述壓縮室與所述燃料噴射器之間的流體連通，在處于關閉位置時隔絕所述 燃料噴射器與所述壓縮室的流體連通。
17. 如權利要求16所述的燃料泵組件，還包括位于所述出口閥組件與所述燃料噴射器 之間的釋壓閥組件，該釋壓閥組件可在打開位置與關閉位置之間移動，該釋壓閥組件在處 于打開位置時提供供給至所述燃料噴射器的加壓燃料供給與所述燃料供應的流體連通，在 處于關閉位置時隔絕所述加壓燃料供給與所述燃料供應的流體連通。
18. 如權利要求11所述的燃料泵組件，其中所述閥構件在所述往復構件的整個抽吸沖 程期間處于關閉位置。
19. 如權利要求11所述的燃料泵組件，其中所述閥構件在所述往復構件的整個壓縮沖 程期間處于打開位置，以提供所述壓縮室與所述燃料供應之間通過所述旁路通道的受控泄 漏路徑。
20. 如權利要求11所述的燃料泵組件，其中所述燃料供應包括燃料箱，所述燃料泵組 件包括與該燃料箱流體連通的第一流路和第二流路；燃料供應閥，所述燃料供應閥位于 所述第一流路內并防止燃料流從所述壓縮室通過所述第一流路流向所述燃料箱；以及節(jié)流 構件，該節(jié)流構件位于所述第二流路內，并限制從所述壓縮室通過所述第二流路流向所述 燃料箱的燃料流。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有可變壓力調節(jié)的低噪音燃料泵，公開了一種發(fā)動機組件，該發(fā)動機組件可包括限定燃燒室的發(fā)動機結構、與所述燃燒室流體連通的燃料噴射器、燃料供應以及燃料泵組件。所述燃料泵組件可包括殼體、往復構件以及電磁閥組件。所述殼體可限定與所述燃料供應流體連通的入口、與所述燃料噴射器流體連通的出口以及旁路通道。所述往復構件可位于所述殼體內以限定與所述入口、所述出口及所述旁路通道流體連通的壓縮室。所述電磁閥組件可包括閥構件，該閥構件位于所述旁路通道內并可在打開位置與關閉位置之間移動，以在所述往復構件的壓縮沖程期間有選擇地提供所述壓縮室與所述燃料供應之間的流體連通。
文檔編號F02M59/36GK101725446SQ20091020700
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權日2008年10月23日
發(fā)明者J·M·伯德摩爾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司