電控式入口計(jì)量單活塞燃油泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓燃油供給栗的控制。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于初期的汽車裝備廠商而言，汽油直噴(GDI)燃油系統(tǒng)的成本會(huì)高于傳統(tǒng)的多點(diǎn)噴射(MPI)系統(tǒng)。除了燃油箱中的低壓供給栗以外，GDI系統(tǒng)還需要安裝高壓栗的發(fā)動(dòng)機(jī)。已經(jīng)證明，GDI系統(tǒng)所需的壓力越高，其噪音水平就越高。在過(guò)去的幾年中，通過(guò)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和降低尺寸在降低GDI燃油栗成本方面取得了一些成果。但是，噪音仍然是客戶抱怨的主要問(wèn)題。
[0003]日立公司在專利號(hào)為7，401, 594的美國(guó)專利并且博世公司在專利號(hào)為7，707, 996的美國(guó)專利中公開的當(dāng)前的GDI栗采用數(shù)字開/關(guān)式電子閥控制器，用于準(zhǔn)確對(duì)入口單向閥相對(duì)于凸輪栗送斜板的打開和關(guān)閉時(shí)間進(jìn)行控制。在這些類型的栗中，栗送室會(huì)在每個(gè)循環(huán)中完全充滿。入口單向閥打開時(shí)，回流的栗送燃油將會(huì)溢入到燃油回路中的低壓部分。這些實(shí)施例面臨與高速開/關(guān)式電磁操縱閥開關(guān)沖擊有關(guān)的高可聞噪音。此外，回流會(huì)導(dǎo)致入口線路內(nèi)產(chǎn)生過(guò)高的壓力脈沖，而栗供應(yīng)商通過(guò)添加入口壓力減震器來(lái)抵消該壓力脈沖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]公開的改進(jìn)方案簡(jiǎn)化了 GDI單活塞栗的結(jié)構(gòu)并降低了成本，同時(shí)還降低了噪音水平以及栗產(chǎn)生的入口壓力脈沖。
[0005]所述改進(jìn)方案包括當(dāng)所述入口計(jì)量閥關(guān)閉且沒有燃油栗送到所述共用軌時(shí)，所述入口單向閥打開。
[0006]在公開的實(shí)施例中，可以通過(guò)比例電磁操縱入口計(jì)量閥的電子控制來(lái)改變所述栗輸出。所述入口計(jì)量閥組件靠近栗入口單向閥或集成栗入口單向閥。當(dāng)發(fā)出零燃油輸送指令時(shí)，所述入口單向閥部分地受所述比例電磁閥控制，從而實(shí)現(xiàn)在需要時(shí)完全關(guān)閉栗輸出的可靠方法。
[0007]所述比例電磁操縱入口計(jì)量閥在一給定的所需流量條件下主動(dòng)定位，從而消除了與使用高速開/關(guān)式電磁操縱閥的栗有關(guān)的前進(jìn)特征。降低與入口計(jì)量相關(guān)的栗送室壓升率會(huì)降低部分載荷運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的可聞噪音水平。此外，因?yàn)榛亓鞯南P(guān)聯(lián)到栗送室在每次栗送活動(dòng)時(shí)都會(huì)完全充滿為特征的傳統(tǒng)GDI單活塞栗工作原理，因此所述入口計(jì)量原理上無(wú)需安裝在低壓栗上的脈沖阻尼器。
[0008]公開的裝置實(shí)施例指向一種燃油栗，包括用于低壓供給燃油的進(jìn)給通道；栗送室，所述栗送室與所述進(jìn)給通道之間有油流流通；栗送柱塞，所述栗送柱塞可以在入口段和栗送段之間的栗送室中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述入口段將低壓燃油從所述進(jìn)給通道中抽送到所述栗送室，所述栗送段提高壓力，以通過(guò)出口單向閥輸送到共用軌；設(shè)置在所述進(jìn)給通道中的入口計(jì)量閥，用于通過(guò)可變開口向所述栗送室中輸送計(jì)量數(shù)量的低壓供給燃油，所述計(jì)量閥包括關(guān)閉位置，所述關(guān)閉位置對(duì)應(yīng)通過(guò)可變開口到栗送室的流量為零；設(shè)置在所述計(jì)量閥和所述栗送室之間的入口單向閥，所述入口單向閥偏置以允許在入口段將油流供給到所述栗送室，并防止在所述栗送段燃油以高壓流動(dòng)到所述進(jìn)給通道；執(zhí)行器，用于改變所述入口計(jì)量閥的開口，開口大小對(duì)應(yīng)所述栗送室的入口段的進(jìn)給燃油需求量；以及當(dāng)所述入口計(jì)量閥處于所述關(guān)閉位置時(shí)，用于打開所述入口單向閥的機(jī)構(gòu)。
[0009]用于打開單向閥的機(jī)構(gòu)為所述入口計(jì)量閥的表面，該入口計(jì)量閥以機(jī)械方式移動(dòng)所述單向閥。優(yōu)選地，所述的入口計(jì)量栗與打開位置和所述的關(guān)閉位置之間的行程成比例且可以控制，由此正?；蚣铀僮畲箨P(guān)閉位置打開所述單向閥。
[0010]公開的方法包括當(dāng)所述入口計(jì)量閥關(guān)閉且沒有燃油栗送到所述共用軌時(shí)控制系統(tǒng)打開所述入口單向閥的步驟。優(yōu)選地，該方法包括通過(guò)所述入口計(jì)量閥的閥門元件以機(jī)械方式打開所述入口單向閥。
[0011 ] 可選地，所述入口計(jì)量閥、所述入口單向閥、所述出口單向閥和所述泄壓閥均安裝到安裝共用流軸上。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為結(jié)合電控式入口計(jì)量單活塞燃油栗的燃油噴射系統(tǒng)的示意圖；
[0013]圖2為圖1中的栗的中間橫截面視圖；
[0014]圖3為圖1中的栗的第二橫截面視圖；
[0015]圖4為圖1中的栗的入口計(jì)量閥和入口單向閥組件的部分截面視圖；以及
[0016]圖5為圖1中的栗的橫截面放大視圖，示出了入口計(jì)量孔口及其與計(jì)量活塞閥的關(guān)系O
【具體實(shí)施方式】
[0017]參考附圖，其中相同的數(shù)字代表相同的組件，圖1所示為包含電控式入口計(jì)量單活塞燃油栗的噴射系統(tǒng)的示意圖。
[0018]栗2從燃油箱I中抽取燃油，并通過(guò)底盤上的燃油管線將燃油栗送到高壓GDI栗3的入口通道中。燃油然后流經(jīng)入口計(jì)量(節(jié)流)閥的可變開口或孔口 4，接著通過(guò)入口單向閥5，并在增壓的抽吸過(guò)程中或在栗送柱塞8的吸氣沖程中進(jìn)入栗送室10。入口單向閥5設(shè)置在計(jì)量閥13和栗送室10之間，所述入口單向閥偏置以允許在所述入口段將流量供給到栗送室，并防止在栗送階段的高壓燃油流入到進(jìn)給通道。
[0019]在栗送沖程中，栗送柱塞8由發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪9驅(qū)動(dòng)(通常通過(guò)圖中未示出的推桿)，從而壓縮栗送室10內(nèi)的燃油。壓縮的燃油然后流經(jīng)出口單向閥11、高壓管線14，接著進(jìn)入共用燃油軌16。泄壓閥12保證燃油軌壓力不會(huì)超過(guò)安全最大值，但不被控制用于按照需求來(lái)調(diào)節(jié)燃油軌的壓力。
[0020]燃油噴射器15將霧化的燃油噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室(未示出)中。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU18以電子方式進(jìn)行控制燃油噴射器15。ECU 18使用噴射器15的控制信息以及共用燃油軌壓力傳感器17發(fā)出的電信號(hào)以確定適當(dāng)?shù)碾娏魉綇亩l(fā)送至比例電磁閥6。
[0021]比例電磁閥6產(chǎn)生磁力，所產(chǎn)生的磁力移動(dòng)比如是活塞13的入口計(jì)量閥元件，壓縮入口計(jì)量閥彈簧7，并改變?nèi)肟谟?jì)量閥可變孔口 4的尺寸，從而控制通過(guò)高壓栗的流量。在公開的實(shí)施例中，所述孔口尺寸會(huì)根據(jù)活塞3端面相對(duì)于活塞孔一側(cè)的窄供給槽的位置而改變。電流水平越高，活塞13的前進(jìn)距離就越大，直到孔口完全被覆蓋并接著關(guān)閉，理想情況下，當(dāng)發(fā)出指令時(shí)不會(huì)輸送燃油。然而，因?yàn)榛钊?或孔的磨損，類似于傳統(tǒng)的入口計(jì)量閥的普遍問(wèn)題是在孔口 4位置的孔和活塞13之間的泄漏，從而導(dǎo)致在沒有發(fā)出指令的情況下向栗送室10流動(dòng)。由于在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，栗送柱塞8連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以即使燃油軌壓力達(dá)到最高的所需壓力或允許壓力，未經(jīng)指令允許輸送到栗送室10的燃油也會(huì)經(jīng)過(guò)加壓并輸送到燃油軌16。本發(fā)明彌補(bǔ)了這一缺陷。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，當(dāng)入口計(jì)量閥可變孔口 4完全關(guān)閉時(shí)，如果燃油軌壓力持續(xù)上升，則ECU將向比例電磁閥6輸送更高的電流水平。較高的電流進(jìn)一步向前推動(dòng)入口計(jì)量閥活塞13，將其從覆蓋孔口 4的第一關(guān)閉位置推進(jìn)到打開入口單向閥5的第二關(guān)閉位置。這樣可以將栗送室10暴露至關(guān)閉的閥門活塞13的表面。通過(guò)保持打開入口單向閥5，在栗送柱塞8循環(huán)過(guò)程中，入口計(jì)量閥活塞13泄漏的少量燃油將相對(duì)于栗送活塞13或沿栗送活塞13在入口單向閥5上前后運(yùn)動(dòng)。后面創(chuàng)建液壓開路(通過(guò)使入口止回球相對(duì)于其底座保持密封)，從而消除額外的高壓油流。
[0023]圖2示出了優(yōu)選的組件設(shè)置，其中帶有可變孔口 4的入口計(jì)量(節(jié)流)閥13、入口單向閥5、出口單向閥11和共用燃油軌泄壓閥12均安裝到安裝共用軸上。排出端口 19輸送到高壓管線14。此外，入口計(jì)量閥13和入口單向閥5均安裝在共用子組件中，如圖3所示。栗入口 20將供給的燃油輸送到孔口 4。
[0024]圖4示出了入口計(jì)量(節(jié)流)閥和集成的入口單向閥組件的橫截面。在正常運(yùn)行過(guò)程中，E⑶18向比例電磁閥6提供適當(dāng)?shù)碾娏魉?，以將入口?jì)量閥活塞13定位在工作范圍“X”內(nèi)，以針對(duì)通過(guò)栗的所需流量來(lái)調(diào)節(jié)入口計(jì)量閥可變孔口 4。圖4中示出了常開的入口計(jì)量閥，其中的可變孔口 4全開，沒有電流施加到所述比例電磁閥6。
[0025]在正常工作范圍“ X ”內(nèi)，入口計(jì)量閥活塞13不會(huì)