專利名稱：用于直接噴射系統(tǒng)的低噪聲燃料泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于直接噴射系統(tǒng)的燃料泵。
背景技術(shù)：
直接噴射系統(tǒng)包括多個噴嘴，將壓カ下的 燃料供應(yīng)到噴嘴的共軌，高壓燃料泵，該高壓燃料泵通過高壓供應(yīng)管路將燃料供應(yīng)到共軌并具有流速調(diào)節(jié)設(shè)備，和控制單元，該控制単元先導(dǎo)流速調(diào)節(jié)設(shè)備，以將共軌內(nèi)的燃料壓カ保持等于想要的值，該值作為發(fā)動機運行條件的函數(shù)而通常隨著時間變化。專利申請EP2236809A1所述的高壓燃料泵包括泵送腔，其中活塞以交替運動滑動，通過吸入閥調(diào)節(jié)的吸入通道用于將低壓燃料供應(yīng)到泵送腔內(nèi)，而通過傳送閥調(diào)節(jié)的傳送管路用于將高壓流體供應(yīng)到泵送腔外面并通過供應(yīng)管路供應(yīng)向共軌。吸入閥通常在壓カ和沒有外部作用下受到控制，當(dāng)泵送腔內(nèi)的燃料壓カ高于吸入通道中的燃料壓カ時，吸入閥關(guān)閉，而當(dāng)泵送腔內(nèi)的燃料壓カ低于吸入通道內(nèi)的燃料壓カ時，吸入閥打開。流速調(diào)節(jié)設(shè)備機械地耦接到吸入閥上，從而當(dāng)必要時，在活塞的泵送步驟過程中保持吸入閥打開，由此允許燃料通過吸入通道從泵送腔流到出ロ。特別地，流速調(diào)節(jié)設(shè)備包括控制桿，其耦接到吸入閥上并可在被動位置和主動位置之間運動，在被動位置，其允許吸入閥關(guān)閉，而在主動位置，其不允許吸入閥關(guān)閉。流速調(diào)節(jié)設(shè)備還包括電磁作動器，其耦接到控制桿上，用于在主動位置和被動位置之間運動控制桿。電磁作動器包括彈簧，其將控制桿保持在主動位置，和電磁體，其適于通過磁力地吸引鐵磁錨而將控制桿運動到被動位置，該鐵磁錨與靠著固定的磁銜鐵的控制桿集成。已經(jīng)注意到，在使用中，專利申請EP2236809A1所述的高壓燃料泵產(chǎn)生類似于滴答聲的噪音，當(dāng)發(fā)動機處于低轉(zhuǎn)速時(也即當(dāng)通過發(fā)動機產(chǎn)生的整個噪音是虛弱的時候)，該噪音能夠清楚地察覺到。通過高壓燃料泵產(chǎn)生的噪音還可以清楚地察覺到，因為高壓燃料泵必須從驅(qū)動軸上獲得運動，其直接地安裝到發(fā)動機頭上，馬達頭傳送和擴散通過高壓燃料泵產(chǎn)生的振動。使用中通過高壓燃料泵產(chǎn)生的噪音本質(zhì)上歸因于流速調(diào)節(jié)設(shè)備的可動裝置(也即控制桿和錨)在吸入閥和電磁體的磁銜鐵上的周期性沖擊。為了減小該噪音，已經(jīng)提出經(jīng)由軟件作用于電磁體先導(dǎo)電流的強度和波形上，從而最小化可動裝置沖擊在吸入閥和磁銜鐵上的動力學(xué)能量。已經(jīng)經(jīng)驗地注意到，經(jīng)由軟件作用于電磁體的先導(dǎo)電流，可能的是，顯著地減小可動裝置對磁銜鐵的沖擊上的動力學(xué)能量；相反，已經(jīng)經(jīng)驗地注意到，經(jīng)由軟件作用于電磁體的先導(dǎo)電流，以顯著地減小可動裝置對吸入閥的沖擊上的動力學(xué)能量，這將更加復(fù)雜和昂貴。為了顯著地減小可動裝置沖擊上的動力學(xué)能量，控制系統(tǒng)必須用先導(dǎo)電流為電磁體賦能，該先導(dǎo)電流盡可能地靠近“限定的”先導(dǎo)電流(其將“最小的”動力學(xué)能量給予沖擊下的可動裝置)，但是首先，控制系統(tǒng)必須為電磁體賦予先導(dǎo)電流，該先導(dǎo)電流從不降到“限定的”先導(dǎo)電流之下，或者作動丟失了(也即由于不充足的動力學(xué)能量，可動裝置從不達到想要的位置)。“限定的”先導(dǎo)電流的值根據(jù)情形是高度變化的，這歸因于結(jié)構(gòu)泄漏和由于時間和溫度導(dǎo)致的漂移。在沖擊到磁銜鐵上的情形下，控制系統(tǒng)是便利的，因為有限位置的達到(也即作動的性能)可以通過觀測共軌內(nèi)的燃料壓カ而校驗(當(dāng)控制桿沖擊在磁銜鐵上時，吸入閥關(guān)閉，從而高壓燃料泵開始泵送壓力下的燃料，這增加了共軌內(nèi)的燃料壓カ)；因此，控制系統(tǒng)可以逐步地減小先導(dǎo)電流，直至限定的位置的達到(也即作動的性能)消失，在該點上，可以稍微増加先導(dǎo)電流，用于以沖擊上的“最小”動力學(xué)能量進行作動。另ー方面，在沖擊在吸入閥上的情形下，沒有辦法檢測限定位置(也即作動的性能)的達到，從而控制系統(tǒng)必須完全開環(huán)地起作用，這在限定動力學(xué)沖擊能量進而限定噪音上明顯無效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供用于直接噴射系統(tǒng)的燃料泵，其免于上述缺點，同時制造簡單、便宜。


現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明，所述附圖示例了一些非限制性的示例的實施方式，其中圖I是共軌型直接燃料噴射系統(tǒng)的示意圖，清楚起見移除了細(xì)節(jié)；圖2是圖I的直接噴射系統(tǒng)的高壓燃料泵的示意的截面圖，清楚起見移除了細(xì)節(jié);圖3是圖2的高壓燃料泵的流速調(diào)節(jié)設(shè)備的放大視圖；圖4是圖3的調(diào)節(jié)設(shè)備的可動裝置的透視圖；圖5是圖4的可動裝置的透視和部分截面圖；圖6是圖4的可動裝置的分解透視圖；和圖7是圖4的可動裝置的一部分的截面圖，突出了耦接到該同一可動裝置上的液壓制動器的閥元件的兩個不同的位置。
具體實施例方式在圖I中，數(shù)字I全面地表示用于內(nèi)燃熱カ發(fā)動機的共軌型的直接燃料噴射系統(tǒng)。該直接噴射系統(tǒng)I包括多個噴嘴2，將壓カ燃料供應(yīng)到噴嘴2上的共軌3，高壓泵4，該高壓泵通過高壓供應(yīng)管路5將燃料供應(yīng)到共軌3并具有流速調(diào)節(jié)設(shè)備6，控制單元7，該控制単元將共軌3里面的燃料壓カ保持等于想要的值，該值通常作為發(fā)動機運行條件的函數(shù)而隨著時間變化，和低壓泵8，該低壓泵通過供應(yīng)管路10將燃料從油箱9供應(yīng)到高壓泵4?？刂茊卧?耦接到流速調(diào)節(jié)設(shè)備6上，用于控制高壓泵4的流速，從而持續(xù)地為共軌3供應(yīng)燃料量，該燃料量為在該共軌3里面保持想要的壓カ值所需；特別地，控制單元7通過反饋控制調(diào)節(jié)高壓泵4的流速，該反饋控制采用共軌3里面的燃料壓カ值作為反饋變量，該壓カ值通過壓カ傳感器實時檢測。如圖2所示，高壓泵4包括主體12，其具有縱向軸線13，并在其中限定出圓柱形的泵送腔14。活塞15以滑動方式安裝在泵送腔14內(nèi)，并通過交替運動沿著縱向軸線13移動，從而周期性地改變泵送腔14的容量?；钊?5的下部是耦接到彈簧16上的ー側(cè)，該彈簧傾向于朝著泵送腔14的最大容量位置推動活塞15，而在另ー側(cè)上，活塞耦接到偏心部(未示出)上，該偏心部通過發(fā)動機的驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)運動，以通過壓縮該彈簧16周期性地向上移動活塞15。吸入通道17始于泵送腔14的側(cè)壁并通過供應(yīng)管路10連接到低壓泵8，且通過設(shè)置在泵送腔14處的吸入閥18調(diào)節(jié)。吸入閥18通常在壓カ下和在沒有外部作用下得到控制，當(dāng)泵送腔14內(nèi)的燃料壓カ高于吸入腔17中的燃料壓カ時，該吸入閥18關(guān)閉，而當(dāng)泵送腔14內(nèi)的燃料壓カ低于吸入通道17內(nèi)的燃料壓カ時，該吸入閥18打開。傳送腔19始于泵送腔14的側(cè)壁并在對著吸入腔17的ー側(cè)上，其通過供應(yīng)管路5連接到共軌3上，并通過單向傳送閥20調(diào)節(jié)，該單向傳送閥設(shè)置在泵送腔14處并只允許燃料從泵送腔14流到出ロ。傳送閥20在壓カ下控制，當(dāng)泵送腔14內(nèi)的燃料壓カ高于傳送通道19中的燃料壓カ時，該傳送閥打開，而當(dāng)泵送腔14內(nèi)的燃料壓カ低于傳送通道19內(nèi)的燃料壓カ時，該傳送閥關(guān)閉。
流速調(diào)節(jié)設(shè)備6機械地耦接到吸入閥18上，從而必要吋，允許控制単元7在活塞15的泵送步驟過程中保持吸入閥18打開，由此允許燃料通過吸入通道17從泵送腔14流到出ロ。該流速調(diào)節(jié)設(shè)備6包括控制桿21，其耦接到吸入閥18上并可在被動位置和主動位置之間運動，在被動位置時，其允許吸入閥18關(guān)閉，而在主動位置時，其不允許吸入閥18關(guān)閉。該流速調(diào)節(jié)設(shè)備6還包括電磁作動器22，該耦接到控制桿21上，用于在主動位置和被動位置之間移動控制桿21。如圖3所示，該電磁作動器22包括彈簧23，該彈簧將控制桿21保持在主動位置，和電磁體24，其通過控制単元7先導(dǎo)(piloate)并適于通過磁吸引與控制桿21集成的鐵磁錨25而將控制桿21運動到被動位置。當(dāng)電磁體24賦能時，控制桿21回到被動位置，吸入通道17和泵送腔14之間的連通可以通過吸入閥18的關(guān)閉而中斷。電磁體24包括固定磁銜鐵26 (或者磁底)，其由線圈27圍繞；當(dāng)通過電流時，線圈27產(chǎn)生磁場，該磁場將錨25磁力地吸引向磁銜鐵26。控制桿21和錨25 —起形成流速調(diào)節(jié)設(shè)備6的可動裝置，其在電磁作動器22的控制下在主動位置和被動位置之間軸向地運動。錨25和磁銜鐵26具有中心穿孔的環(huán)形結(jié)構(gòu)，以便設(shè)置空的中間位置，在該位置設(shè)置有彈簧23。電磁作動器22包括單向液壓制動器28，其與控制桿21集成，并只在可動裝置朝著主動位置運動時減緩可動裝置(也即控制桿21和錨25)的運動(也就是說，當(dāng)可動裝置朝著被動位置運動時，液壓制動器28不減緩可動裝置的運動)。該液壓制動器28包括圓盤29，其與錨25機械地集成(也即其橫向地焊接到錨25上)并具有中心通孔30，該中心通孔接收控制桿21的上部?？刂茥U21通過焊接與圓盤29機械地集成；這樣，液壓制動器28的圓盤29還具有在控制桿21和銜鐵25之間產(chǎn)生機械連接的結(jié)構(gòu)功能。而且，液壓制動器28的圓盤29還具有其他結(jié)構(gòu)功能，因為彈簧23的一端抵靠在圓盤29上，從而圓盤29將彈簧23的弾性止推力傳遞到可動裝置上。圓盤29具有多個外周通孔31，其均勻地分布在中心孔30的周圍，適于允許燃料流動。如圖4-7所示，圓盤29的姆個外周通孔31稱接到相應(yīng)的閥元件32上,所述閥元件對于燃料的通道具有不同的滲透性，其作為燃料自身通過外周通孔31的通道方向的函數(shù)。特別地，每個閥元件32對于燃料通道的滲透性在可動裝置朝著主動位置運動時最小，而在可動裝置朝著被動位置運動時最大。閥元件32由弾性薄層33 (也即可彈性變形)的相應(yīng)的翼片構(gòu)成，其部分地固定到圓盤29面向吸入閥18的面上(特別地，弾性薄片33在圓盤29的外周邊緣處固定到圓盤29上)。換句話說，弾性薄片33的外邊緣通過焊接到圓盤29面向吸入閥18的面上的環(huán)焊接，而包括翼片(也即閥元件32)的弾性薄片33的內(nèi)部從圓盤29上釋放，從而相對于圓盤29自身自由運動(作為彈性變形的結(jié)果)。每個閥元件32 (也即彈性薄片33的每個翼片)具有小尺寸的通孔34，其與相應(yīng)的外周通孔31對齊(換句話說，通孔34具有比相應(yīng)的外周通孔31的直徑顯著更小的直徑)。當(dāng)可動裝置朝著被動位置運動吋，圓盤29必須驅(qū)逐(運動)出現(xiàn)在吸入通道17內(nèi)的部分燃料，而在可動裝置的運動過程中，通過存在于圓盤29和磁銜鐵26之間的燃料產(chǎn)生的止推力決定翼片(也即閥元件32)的彈性變形，其從圓盤29運動開，從而使得通過外周通孔31的燃料通道基本上是自由的(如圖7中虛線所示的那樣)。相反，當(dāng)可動裝置朝著主動位置運動吋，圓盤29必須驅(qū)逐(運動)存在于吸入通道17內(nèi)的一部分燃料，而在可動裝置的運動過程中，通過存在于圓盤29和吸入閥18之間的燃料產(chǎn)生的止推力將翼片(也即閥元件32)推動到圓盤29上，密封外周通孔31 (也即防止燃料流過外周通孔31)，除了允許通過通孔34的通道(如圖7中實線所示的那樣)。
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由于通孔34的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于外周通孔31的直徑，顯而易見的是，當(dāng)控制桿21朝著主動位置運動時(也即當(dāng)燃料只能流動通過通孔34的通道間隙時)，液壓制動器28產(chǎn)生高的制動力，而當(dāng)控制桿21朝著被動位置運動時(也即當(dāng)燃料能夠流動通過外周通孔31的整個通道間隙時)，產(chǎn)生可以忽略的制動力。根據(jù)優(yōu)選實施方式，弾性薄片33包括外冠35，其通過焊接固定到圓盤29上(優(yōu)選地通過激光點焊)。翼片(也即閥元件32)從冠35向內(nèi)延伸，每個翼片包括通過細(xì)莖——也即具有比寬度長得多的長度，從而能夠彈性地變形——連接到外冠35上的圓形密封元件。根據(jù)優(yōu)選實施方式，弾性薄片33由彈性鋼板制成，其通過光蝕處理；然后，可變形的薄板33通過激光點焊模制連接到處理圓盤29上。當(dāng)使用時，調(diào)節(jié)設(shè)備6的可動裝置(也即控制桿21和錨25)朝著被動位置運動(從而從主動位置移開并允許吸入閥18關(guān)閉，以在壓力下開始到共軌3上燃料供應(yīng))，液壓制動器28產(chǎn)生可以忽略的制動力，因此不決定可動裝置的任何減緩，也不對可動裝置對磁銜鐵26的沖擊上的動力學(xué)能量的減小提供任何貢獻。該特征雙重地為正，因為一方面，液壓制動器不減緩可動裝置的運動，從而允許可動裝置快速響應(yīng)于控制單元7的命令(朝著被動位置的運動對于高壓泵4的運行具有顯著作用，因此必須盡可能快地實現(xiàn)和改進控制)，而另一方面，在該運動中，可動裝置對磁銜鐵26的沖擊上的動力學(xué)能量的減小可以有效地和有效率地獲得，即使只通過對電磁體24的先導(dǎo)電流的軟件控制(也即，液壓制動器28的作用是不需要的，相反，其可能使得電磁體24的先導(dǎo)電流的軟件控制變得復(fù)雜)。當(dāng)使用時，調(diào)節(jié)設(shè)備6的可動裝置(也即控制桿21和錨25)朝著主動位置運動，液壓制動器28產(chǎn)生高制動力，其顯著地減小可動裝置的運動速度,從而大大減小可動裝置對吸入閥18的沖擊上的動力學(xué)能量(動力學(xué)能量隨著速度的平方而變化)。該特征也是雙重為正，因為一方面，其允許可動裝置在對吸入閥18的沖擊上的動力學(xué)能量的大大減小(不能夠通過電磁體24的先導(dǎo)電流的軟件控制而有效獲得的減小)，而另一方面，其對控制性能沒有負(fù)的沖擊，因為朝著主動位置的運動對于高壓泵4的運行沒有立即作用，因此可以非常緩慢地進行。重要地需要注意的是，只在調(diào)節(jié)設(shè)備6的可動裝置(也即控制桿21和錨25)運動吋，液壓制動器28才產(chǎn)生制動カ，也即當(dāng)調(diào)節(jié)設(shè)備6靜止吋，液壓制動器28不產(chǎn)生制動カ。相應(yīng)地確保，可動裝置總是達到主動位置(也即在達到主動位置之前，液壓制動器28不能物理地“停止”可動裝置)，且可動裝置總是在其朝著主動位置的運動中受到制動。上述高壓泵4具有幾個優(yōu)點。首先，在上述高壓泵4中，調(diào)節(jié)設(shè)備6的可動裝置(也即控制桿21和錨25)在對吸入閥18的沖擊上的動力學(xué)能量十分有限，從而顯著減小沖擊后產(chǎn)生的噪音。而且，在上述高壓泵4中，朝著被動位置的運動不受制動，從而確保對控制的高響應(yīng)速度。最后，上述高壓泵4制造簡單、便宜，因為液壓制動器28只包括兩個部分(圓盤29和薄片33)，其可通過簡單的機械操作制造得到。
權(quán)利要求
1.用于具有共軌(3)的直接噴射系統(tǒng)的燃料泵(4)，該燃料泵(4)包括 限定在主體(12)中的泵送腔(14)； 活塞(15)，其以滑動方式安裝在該泵送腔(14)內(nèi)，以周期性地改變該泵送腔(14)的容量; 連接到該泵送腔(14)上并通過吸入閥(18)調(diào)節(jié)的吸入通道(17)； 連接到該泵送腔(14)上且通過傳送閥(20)調(diào)節(jié)的傳送通道(19);和流速調(diào)節(jié)設(shè)備(6)，其機械地耦接到該吸入閥(18)上，從而當(dāng)必要時，在該活塞(15)的泵送步驟過程中保持該吸入閥(18)打開，并包括耦接到該吸入閥(18)上的控制桿(21)和作用于該控制桿(21)上的電磁作動器(22)； 該燃料泵(4)特征在于該電磁作動器(22)包括單向液壓制動器(28)，其集成到該控制桿(21)上并減緩該控制桿(21)的運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃料泵(4)，其中 該電磁作動器(22)在被動位置和主動位置之間運動該控制桿(21)，在該被動位置，該控制桿(21)允許該吸入閥(18)關(guān)閉，而在該主動位置，該控制桿(21)不允許該吸入閥(18)關(guān)閉；和 當(dāng)該控制桿(21)朝著所述主動位置運動時，該液壓制動器(28)產(chǎn)生高的制動力，而當(dāng)該控制桿(21)朝著所述被動位置運動時，該液壓制動器(28)產(chǎn)生微不足道的很小的制動力。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃料泵(4)，其中所述液壓制動器(28)包括 具有至少ー個第一通孔(31)的圓盤(29);和 閥元件(32)，該閥元件(32)耦接到該圓盤(29)的所述第一通孔(31)上，并對于所述燃料的通道具有不同的滲透性，作為該燃料通過所述第一通孔(31)的通道的方向的函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料泵(4)，其中所述閥元件(32)包括弾性薄層(33)，該薄層(33)部分地安裝到所述圓盤(29)上，并具有與所述第一通孔(31)對齊的小直徑的第二通孔(34) ο
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料泵(4)，其中 所述圓盤(29)包括多個第一通孔(31)，所述第一通孔(31)均勻地分布；和所述薄層(33)與其自身外周邊緣一致地安裝到該圓盤(29)上，并具有一系列翼片，每個該翼片耦接到各個第二通孔(34)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料泵(4)，其中 所述電磁作動器(22)包括彈簧(23)，其推動在該控制桿(21)上，和具有錨(25)的電磁體(24)，其集成到該控制桿(21)上并具有中心穿孔的環(huán)形形式，還具有固定的磁銜鐵(26)，該磁銜鐵(26)磁性地吸引所述錨(25);和 所述液壓制動器(28)的圓盤(29)橫向地集成到該錨(25)上，并中心地集成到該控制桿(21)上，從而在所述錨(25)和控制桿(21)之間建立機械連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料泵(4)，其中所述液壓制動器(28)的圓盤(29)具有第三通孔(30)，其中心地設(shè)置并接收所述控制桿(21)的上部，和多個第一通孔(31)，其設(shè)置在該第三通孔(30)的周圍。
全文摘要
用于具有共軌(3)的直接噴射系統(tǒng)的燃料泵(4)；該燃料泵(4)具有泵送腔(14)；活塞(15)，其以滑動方式安裝在該泵送腔(14)內(nèi)；連接到該泵送腔(14)上并通過吸入閥(18)調(diào)節(jié)的吸入通道(17)；連接到該泵送腔(14)上且通過傳送閥(20)調(diào)節(jié)的傳送通道(19)；和流速調(diào)節(jié)設(shè)備(6)，其機械地耦接到該吸入閥(18)上，當(dāng)必要時，在該活塞(15)的泵送步驟過程中用于保持該吸入閥(18)打開，并包括耦接到該吸入閥(18)上的控制桿(21)和作用于該控制桿(21)上的電磁作動器(22)；其中該電磁作動器(22)具有單向液壓制動器(28)，其集成到該控制桿(21)上并減緩該控制桿(21)的運動。
文檔編號F02M51/04GK102734019SQ201210102470
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者P·帕斯夸利, 盧卡·曼西尼, 里卡爾多·瑪瑞安內(nèi)洛 申請人:馬涅蒂-馬瑞利公司