脉动减小装置的制作方法

专利名称：脉动减小装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种减小压力脉动的脉动减小装置，所述压力脉动由于燃料泵的运行 在燃料通道中产生并传输。
背景技术：
例如，已知共轨燃料喷射系统包括蓄压器(共轨)，所述蓄压器将高压燃料供给至 安装到交通工具的柴油发动机气缸上的燃料喷射阀。燃料喷射系统还包括低压泵和高压 泵。低压泵从燃料箱中泵取出燃料。高压泵将从低压泵供给的燃料加压并排出至共轨。通 常，在燃料箱和低压泵之间连接的燃料通道中设有过滤器，以过滤包含在燃料中的杂质。近来，用户经常报告燃料的质量恶化(更特别地，例如，燃料中的杂质的量增大)， 由此导致过滤器的阻塞。当过滤器的阻塞发生时，过滤器下游侧的燃料压力显著减低(由 此引起负压的增大)。当负压增大时，燃料中可能产生气泡。当高压泵将气泡和燃料一起加 压时，燃料质量可能由于燃料温度升高而恶化。为了避免这样的不利情况，需要在过滤器的 阻塞发生时更换过滤器。然而，由于燃料质量的恶化，过滤器的寿命被不利地缩短，使得过 滤器更换的频率被不利地提高。可以设想增大过滤器的孔径尺寸(也称作网目尺寸)以避 免过滤器的阻塞。然而，过滤器的孔径尺寸的增大不利地引起过滤器过滤效率的降低。考虑到以上不利情况，已经开发了包括预滤器和主过滤器的共轨燃料喷射系统。 预滤器置于在燃料箱和低压泵之间连接的燃料通道中。预滤器具有大孔径。主过滤器置于 在低压泵的燃料出口和高压泵的燃料入口之间连接的燃料通道中。主过滤器具有比预滤器 的孔径小的孔径。这种类型的共轨燃料喷射系统已经投入实际应用。特别地，杂质通过预 滤器从其中被移除的燃料通过低压泵被供给至主过滤器。然后，杂质通过主过滤器从其中 被进一步移除的燃料被供给至高压泵。燃料的压力脉动(也称作压力波动、压力振荡或压力冲击)由于低压泵的运行在 燃料泵中产生。在安装于工程机械(例如挖掘机(excavator))中的燃料喷射系统的情况 下，燃料箱可能在杂质(例如尘土)大量存在并作为冲击尘土悬浮在空气中的环境下被补 给燃料，存在杂质随燃料一起被供给至燃料箱中的大可能性。因此，即使在以上所讨论的包 括具有大孔径预滤器的燃料喷射系统的情况下，预滤器的阻塞也可能发生。在这种情况下， 如以上所讨论的那样，气泡可能由于预滤器下游侧的负压的增大而在燃料中产生。当气泡 随燃料一起被抽入低压泵中并在其中被压缩时，压力脉动可能异常地增大。此外，在挖掘机 工作于高原(高海拔)处的情况下，气泡可能由于低大气压力而容易混入燃料中。气泡包 含进燃料中可能引起异常增大的压力脉动。此外，在由于低压泵上游侧燃料通道的气密性 降低使得气泡包含进燃料中很可能发生的情况下，压力脉动可能进一步异常地增大。在压 力脉动异常地增大的情况下，主过滤器可能被损坏。为了避免以上不利情况，已经提出将阻尼器置于在低压泵和主过滤器之间连接的 燃料通道中，和/或使用橡胶管道构成燃料通道。日本未审专利公报NO.H06-101793A教导 了一种主动脉动减小装置，其处理上述不利情况，并且使用基于指示流体管道中压力脉动的压力传感器的测量信号而被驱动的压电元件，以驱动置于与所述流体管道内部连通的壳 体中的活塞，由此提供压力脉动的平衡压力。然而，例如为设置阻尼器和使用橡胶管道的对策只能减小少量的异常增大的压力 脉动。因此，主过滤器的可靠性可能恶化。在日本未审专利公报No. H06-101793A的例子中， 由于主动脉动减小装置的复杂结构使得成本可能不利地提高。因此，存在改进技术以便于减小异常压力脉动的重大需求。不利情况并不限于具有主过滤器的系统。特别地，在包括从燃料箱泵取燃料的燃 料泵的内燃发动机的燃料供给系统、以及燃料通过燃料通道从燃料泵被供给至其中的预定 燃料接收对象机构的情况下，所述预定燃料接收对象机构在压力脉动由于燃料泵的运行而 产生并通过燃料通道被传输的情况下可能被损坏。

发明内容
本发明解决以上不利情况。因此，本发明的一个目的是提供一种适当地减小由于 燃料泵的运行而在燃料通道中产生并传输的燃料压力脉动的脉动减小装置。为了实现本发明的目的，提供了一种用于内燃发动机的燃料供给系统的脉动减小 装置，所述内燃发动机包括从燃料箱泵取出燃料的燃料泵、以及通过燃料通道接收从所述 燃料泵泵取的燃料的对象机构。所述脉动减小装置适于减小由于所述燃料泵的运行而在所 述燃料通道中产生和传输的燃料的压力脉动。所述脉动减小装置包括用于当所述燃料通道 中的燃料的压力变得等于或高于预定压力时减小所述燃料通道的通道横截面面积的通道 横截面面积减小构件。所述通道横截面面积减小构件置于所述燃料通道中。在此，如以上 所讨论的那样，所述燃料通道的通道横截面面积可以通过所述通道横截面面积减小构件减 小，并且应该注意的是，所述燃料通道的通道横截面面积通过所述通道横截面面积减小构 件的减小可以包括所述通道横截面面积减小至零或高于零。也就是说，只要所述燃料通道 的通道横截面面积被设定为小于正常时间(即，燃料压力小于预定压力发生的时间)的通 道横截面面积，那么所述通道横截面面积即被认为是减小了。在流体通道的通道横截面面 积被减小至零的情况下，燃料通道被完全关闭、即被堵塞，以限制压力脉动到例如为过滤器 的对象机构的传输。然而，燃料通道的所述完全关闭可以间歇地执行，例如仅在压力脉动的 峰值(在等于或高于预定压力的压力脉动的峰值压力发生的时间)处执行。


根据以下描述、所附权利要求书和附图，本发明及其其它目的、特征和优点一起都 将最佳地被理解，其中图1是示出了根据本发明的第一实施方式的燃料喷射系统的整个结构的示意图；图2是示出了示例性地表示发生在主过滤器上游侧并在第一实施方式中被解决 的异常压力脉动的时间图的图表；图3A是示出了在正常运行时间(正常时间)中第一实施方式的脉动减小装置的 一个运行状态的示意性横截面视图；图3B是示出了在异常压力脉动产生时间(异常时间)中第一实施方式的脉动减 小装置的另一个运行状态的示意性横截面视图4A是示出了在正常运行时间中本发明的第二实施方式的脉动减小装置的一个运行状态的示意性横截面视图；图4B是示出了在异常压力脉动产生时间中第二实施方式的脉动减小装置的另一 个运行状态的示意性横截面视图；图4C是示出了在异常压力脉动产生时间中第二实施方式的脉动减小装置的另一 个运行状态的示意性横截面视图；图5是示出了在异常压力脉动产生时间中本发明的第三实施方式的脉动减小装 置的一个运行状态的示意性横截面视图。
具体实施例方式(第一实施方式)根据本发明第一实施方式的脉动减小装置将参考图1至3B描述。在本发明中，脉 动减小装置被应用于柴油发动机(作为本发明的内燃发动机)的共轨燃料喷射系统中，所 述柴油发动机安装在工程机械中，更特别地安装在挖掘机(作为交通工具)中。图1示出了本发明的系统的结构。在所述系统中，高压泵10将从燃料箱12抽取的燃料加压并排出至共轨14。在此， 共轨14是蓄压器，其在高压下蓄积从高压泵16接收的燃料并且将所述被蓄积的燃料供给 至设置在柴油发动机的气缸中的燃料喷射阀18。高压燃料泵10是由柴油发动机的曲轴20 的旋转力驱动的发动机驱动泵。高压燃料泵10包括输送泵22、调节阀(压力调节阀)24、 进入量计量阀26和高压泵16。高压燃料泵10的输送泵22将燃料通过过滤包含在燃料中的杂质(例如为碎屑、 尘土、沙粒的异物)的预滤器28而从燃料箱12中抽取出。输送泵22是次摆线泵，其由驱 动轴29的旋转力驱动并用作低压泵。所述驱动轴29由从柴油发动机的曲轴20传递的旋 转力驱动。在此，应该注意的是，在预滤器28和输送泵22之间可以插入电动泵以限制可能 由预滤器28引起的燃料压力损失的增大。调节阀24置于输送泵22的燃料出口处。调节阀24是在输送泵22的排出压力变 得高过预定压力时利用活塞和弹簧通过其开度的调整将输送泵22的排出压力调整至预定 压力或更低压力的阀。燃料通道30置于高压燃料泵10的外部并与高压燃料泵10连接。输送泵22将燃 料通过调节阀24排出至燃料通道30。脉动减小装置32和主过滤器(作为预定燃料接收对 象机构的燃料过滤器)34设置在燃料通道30中。主过滤器34将包含在从输送泵22泵取的燃料中的杂质移除。主过滤器34被设置 为使预滤器28处燃料的压力损失最小化。特别地，例如，当在杂质(例如尘土)大量存在 并作为冲击尘土悬浮在空气中的环境下补给燃料时，存在杂质随燃料一起被供给至燃料箱 12中的大可能性。当预滤器28的孔径(也称作网目尺寸)被减小以提高对杂质的过滤效 率以便于利用预滤器28独立地过滤杂质时，预滤器28的阻塞很可能发生。在这种情况下， 由于预滤器28的阻塞使得压力损失不利地增大以导致负压(真空压力)增大，由此在燃料 中倾向于产生气泡。考虑到以上不利情况，可以由预滤器28过滤、即捕获的杂质的可过滤 颗粒尺寸被适当地设定为相应尺寸(例如10 μ m)，所述相应尺寸将不会导致由包含在燃料中的杂质的阻塞引起的输送泵22的可靠性的恶化。这样，负压的增大被限制或最小化。另 外，可以由主过滤器34过滤、即捕获的杂质的可过滤颗粒尺寸被设定为小于预滤器28的尺 寸的尺寸(例如2μπι)。这样，过滤效率得以提高。由此，燃料中的杂质可以在预滤器28处 压力损失最小化的同时被有效地移除。已经经过主过滤器34的燃料通过燃料通道30被供给至高压燃料泵10的进入量 计量阀26。进入量计量阀26是计量被抽入高压泵16中燃料的量的电控阀。高压泵16是 由驱动轴29的旋转力驱动的柱塞阀。高压泵16将通过进入量计量阀26计量的燃料加压， 然后将所述被加压的燃料排出至外部(更特别地排出至共轨14)。泄压阀36被设置到主过滤器34上。为了避免可能由主过滤器34中燃料的异常 高压导致的主过滤器34的损坏，当燃料压力变得等于或高于预定压力时，泄压阀36将燃料 排出至主过滤器34的外部。从泄压阀36排出的燃料、从燃料喷射阀18排出的泄漏燃料、以及高压燃料泵10 的过剩燃料通过燃料返回通道38和燃料冷却器40返回燃料箱12。燃料的压力脉动可能由于输送泵22的结构原因而在高压燃料泵10中产生。特别 地，当内转子和外转子在输送泵22中被驱动以抽取并排出燃料时，燃料的压力脉动产生。 当气泡(有时简称为空气)混在由输送泵22抽取的燃料中时所述压力脉动可能变得异常 大以导致异常压力脉动。特别地，当气泡随燃料一起被抽入输送泵22中时，预计发生以下 事件。即，抽入输送泵22的燃料的量变得不恒定、即波动，并且抽取的气泡在输送泵22中 被压缩。当这些事件发生时，异常压力脉动产生。图2示出了燃料的压力脉动的波形，其在 主过滤器34的上游侧被测量并通过燃料通道30被传输。如图2所示，在异常压力脉动发 生的情况下(异常压力脉动发生时间)燃料压力的变动(燃料压力波动的振幅)大于在异 常压力脉动不发生的情况下(正常运行时间，即正常时间)燃料压力的变动(behavior)。导致气泡包含进燃料中的因素可能包括以下因素。一个因素是预滤器28的阻塞。 特别地，当预滤器28的阻塞发生时，燃料的压力损失在经过预滤器28时变大，因此气泡混 入被抽进输送泵22的燃料中。另一个因素是挖掘机的运行环境。特别地，在挖掘机在高原 (高海拔)处工作的情况下，气泡可能由于低大气压力容易混入燃料中。另一个因素是输送 泵22上游侧的燃料通道的气密性。特别地，当输送泵22上游侧的燃料通道的气密性降低 时，空气可能容易混入燃料中。在产生于输送泵22运行时的异常压力脉动被传输至调节阀24的情况下，调节阀 24的活塞的运动变得不稳定(导致活塞的不规则振荡(hunting))。调节阀24中活塞的所 述不稳定运动可能促使异常压力脉动的产生。异常压力脉动在燃料的流动路径中从上游侧被传输至下游侧。因此，异常压力脉 动可能被传输至主过滤器34。当作用在主过滤器34上的燃料压力由于异常压力脉动而增 大超过可容许的压力上限(图2中的P极限)时，可能导致主过滤器34的损坏(例如滤纸 的破裂、滤筒的脱离)。当主过滤器34被损坏时，损坏的过滤器34的碎屑可能随燃料一起 被供给至高压燃料泵10的进入量计量阀26和/或高压泵16。损坏的过滤器34的所述被 供给的碎屑可能被捕获在计量阀26和/或高压泵16中以导致计量阀26和/或高压泵16 的故障，由此恶化整个燃料喷射系统的可靠性。考虑到以上观点，根据本发明，如图1所示，以上所讨论的脉动减小装置32被置于燃料通道30中主过滤器34的上游侧，以限制异常压力脉动至主过滤器34的的传输。图3A和3B是示出了本实施方式的脉动减小装置32的结构的横截面视图。特别地，图3A是示出了正常运行时间中脉动减小装置32的横截面视图，图3B是示出了异常压 力脉动产生时间中脉动减小装置32的横截面视图。首先，脉动减小装置32的结构将参考图3A描述。如图3A所示，脉动减小装置32 包括一起协同工作以作为输送泵22和主过滤器34之间的燃料通道的一部分的上游侧燃料 通道44、阀室46和下游侧燃料通道48。上游侧燃料通道44的上游端部与燃料通道30的 上游侧段连接，所述上游侧段位于输送泵22所定位处的脉动减小装置32的上游侧。阀室 46的上游端部与上游侧燃料通道44的下游端部连接。下游侧燃料通道48的上游端部与阀 室46的下游端部连接。下游侧燃料通道48的下游端部与燃料通道30的下游侧段连接，所 述下游侧段位于主过滤器34所定位处的脉动减小装置32的下游侧。上游侧燃料通道44和阀室46还通过返回通道(也称作连接通道)彼此连接。阀 室46与返回通道50的阀室46侧端部(连接部)50a连接。上游侧燃料通道44与返回通 道50的上游侧燃料通道44侧端部(连接部)50b连接。压力脉动减小机构55设置在返回 通道50中。所述压力脉动减小机构55包括滑阀(阀部件)52和弹簧(弹性元件或弹性部 件)54。滑阀52被配置为大致圆管的形状并且可以沿返回通道50的壁滑动。弹簧54在滑 阀52的滑动方向上弹性地(或可回复地)移动并施加弹性力抵抗滑阀52以使其在返回通 道50中朝向阀室46侧移动。弹簧54的一个端部分与滑阀52连接，而弹簧54的另一个端 部分被固定在返回通道50的壁上。限流孔口(阀孔)56穿过滑阀52形成以通过其连通返 回通道50。所述孔口 56充分地抑制以执行其限流功能以产生经过孔口 56的压力降。换句 话说，孔口 56的总横截面面积小于返回通道50的位于孔口 56上游侧或下游侧的邻近部的 横截面面积。阀室46容纳活塞58和阀室弹簧(弹性元件或弹性部件)60。活塞58被配置为大 致圆柱的形状并且可以沿阀室46的壁滑动。阀室弹簧60可以在活塞58的滑动方向上弹 性地移动并且适于施加弹性力抵抗活塞58以使其朝向上游侧燃料通道44移动。活塞58 和阀室弹簧60作为通道横截面面积减小构件。主通道62和子通道64形成在活塞58中。主通道62是依据阀室46中活塞58的 运行位置使得阀室46 (更特别地，阀室46的上游侧燃料通道44侧部)和下游侧燃料通道 48之间的流体连通达成或截止的通道。子通道64是依据阀室46中活塞58的运行位置使 得阀室46 (更特别地，阀室46的上游侧燃料通道44侧部)和返回通道50的阀室46侧端 部50a之间的流体连通达成或截止的通道。接下来，将描述本实施方式的脉动减小装置32的运行。在正常运行时间时，如图3A所示，活塞58被设置在阀室46和下游侧燃料通道48 通过主通道62彼此连通的位置(正常时间位置)。所述位置由抵抗通过从阀室46侧(从 上游侧燃料通道44)供给的燃料的压力施加至活塞58的力的阀室弹簧60的弹性力而实 现，以限制活塞58从正常时间位置到阀室46与下游侧燃料通道48之间的流体连通被截止 的位置的移动。这样，由输送泵22泵取的燃料可以通过上游侧燃料通道44、主通道62、以 及下游侧燃料通道48被供给至主过滤器34。相对地，在异常压力脉动产生时间，如图3B所示，活塞被置于返回通道50的阀室46侧端部50a和阀室46通过子通道64彼此连通的位置(异常时间位置)。所述位置通过 上游侧燃料通道44中燃料压力的增大而实现，所述增大导致朝向所述位置(异常时间位 置)施加至活塞58上的力增大超过阀室弹簧60的弹性力，在所述位置返回通道50的阀室 46侧端部50a和阀室46通过子通道64彼此连通。这样，阀室46和下游侧燃料通道48之 间的流体连通被截止。即，由于等于或高于预定压力的燃料的异常高压被施加至其输送泵 22侧的活塞58上，输送泵22和主过滤器34之间的流体通道的通道横截面面积被临时地或 暂时地减小至零。由此，异常压力脉动从输送泵22侧朝向主过滤器34侧的传输可以被有 效地限制。这时，由于返回通道50和子通道64之间的流体连通达成，因此异常压力脉动通过 子通道64被传输至返回通道50。被引导至返回通道50中的异常压力脉动抵抗滑阀52作 用以抵抗弹簧54的弹性力移动滑阀52。这样，滑阀52通过由弹簧54的弹性力和异常压力 脉动的力所生成的合力振荡。因为从环绕的燃料施加至滑阀52的粘性力和从返回通道50 的壁施加至滑阀52的摩擦力，滑阀52的振荡作阻尼振荡。这样，压力脉动减小机构55发 挥减小压力脉动的阻尼作用(阻尼效应)。异常压力脉动还通过使异常压力脉动经过形成 于滑阀52中的孔口 56(限流作用)而减小。已经经过孔口 56的燃料通过返回通道50返 回至上游侧燃料通道44。如以上所讨论的那样，压力脉动减小机构55提供压力脉动减小作用，而返回通道 50使燃料能够返回上游侧燃料通道44。因此，可以迅速减小上游侧燃料通道44所定位处 活塞58的上游侧的燃料压力，由此可以迅速返回至图3A所示的正常状态。理想地，在阀室46和下游侧燃料通道48之间的连接部处的下游侧燃料通道48的 流动通道横截面面积被设定为大于主通道62的流动通道横截面面积。所述设定是理想的， 以避免在正常运行时间中燃料的压力脉动导致的活塞58的小运动发生时阀室46的壁面关 闭主通道62中的流动通道的一部分。此外，理想地，阀室弹簧60 (例如，被施加至活塞58上的阀室弹簧60的弹性力、阀 室弹簧60的弹簧常数)的特性被设定为在异常压力脉动施加至活塞58上时使得阀室46 和下游侧燃料通道48之间的流体连通能够迅速断开的适当特性。并且，理想地，弹簧54的特性(例如，被施加至滑阀52上的弹簧54的弹性力、弹 簧54的弹簧常数)被基于图2所示的燃料的压力脉动的周期T而设定。特别地，理想地， 滑阀52的阻尼振荡的固有周期与周期T彼此重合，并且滑阀52在适于减小异常压力脉动 的适当相位处振荡。这样，可以适当地获得阻尼作用。在此，燃料压力脉动的周期T可以依 据柴油发动机的旋转速度而变化。因此，理想地，在可能诱发异常压力脉动的柴油发动机旋 转速度下、特别地在可能诱发由于输送泵22处燃料进入量的增大而引起的负压增大的柴 油发动机高旋转速度下，弹簧54的特性基于燃料的压力脉动的周期而被设定(相适应)。此外，形成于滑阀52中的孔口 56对返回通道50中燃料的流动性有影响，并且具有以上所讨论的限流作用以及压力脉动减小机构55的阻尼作用。因此，理想地，通过利用 以上所讨论的阻尼作用和限流作用、基于返回通道50中燃料的流速以及用于减小异常压 力脉动的要求，各个孔口 56的横截面面积和孔口 56的数目被设定。 本实施方式提供以下优点。 (1)在异常压力脉动产生处，活塞58由于上游侧燃料通道44中燃料压力增大而移动，以使得阀室46与下游侧燃料通道48之间的流体连通截止。这样，可以适当地限制通过 燃料通道30从输送泵22侧传输至主过滤器34侧的异常压力脉动，由此可以适当地避免主 过滤器34的损坏和由主过滤器34的这种损坏导致的燃料喷射系统可靠性的恶化。(2)返回通道50的阀室46侧端部50a与阀室46通过子通道64的流体连通通过 截止阀室46与下游侧燃料通道48之间的流体连通而达成，以使得异常压力脉动被引导至 返回通道50中，并且该异常压力脉动通过压力脉动减小机构55的阻尼作用和孔口 56的限 流作用而被减小。此外，经过孔口 56的燃料通过返回通道50返回至上游侧燃料通道44。 这样，在上游侧燃料通道44所定位处活塞58上游侧的燃料压力可以被迅速减小，并且由此 活塞58可以立即被移动至阀室46与下游侧燃料通道48之间的流体连通达成的位置。因 此，供给至主过滤器34的燃料的量的减小可以被适当地限制。(3)预滤器28置于燃料箱12和输送泵22之间。在这种情况下，由于预滤器28的 阻塞使得燃料中可能倾向于产生气泡，以导致异常压力脉动的产生。因此，脉动减小装置32 特别有价值。(4)调节阀24设置在高压燃料泵10中。当由于输送泵22的运行而产生的异常压 力脉动被传输至调节阀24时，异常压力脉动的产生可能被促进。因此，在调节阀24设置在 高压燃料泵10中的本实施方式中，脉动减小装置32特别有价值。(第二实施方式)本发明的第二实施方式将主要针对关于图4A至4C的特征被描述，所述特征不同
于第一实施方式。图4A至4C是示出了本实施方式的脉动减小装置32的结构的横截面视图。特别 地，图4A是示出了正常运行时间中脉动减小装置32的横截面视图，而图4B和4C是示出了 异常压力脉动产生时间中脉动减小装置32的横截面视图。在图4A至4C中，与图1、3A和 3B所示出的第一实施方式的构件类似的构件将由相同的附图标记表示。首先，脉动减小装置32的结构将参照图4A描述。如图4A所示，脉动减小装置32 包括主燃料通道70，其在输送泵22侧和主过滤器34侧之间连通并且由此作为输送泵22和 主过滤器34之间的燃料通道的一部分。主燃料通道70包括从主燃料通道70分支的两个分 支部分。特别地，主燃料通道70包括下游侧分支部分(连接部)72和上游侧分支部分(连 接部)74。下游侧分支部分72位于主燃料通道70中主过滤器34侧部处，上游侧分支部分 74位于主燃料通道70中输送泵22侧部处。上游侧分支部分74通过从主燃料通道70分支 的连接通道76与下游侧分支部分72连接。主阀78设置在主燃料通道70中下游侧分支部分72的主过滤器34侧。当在主燃 料通道70中下游侧分支部分72所定位处主阀78的上游侧的燃料压力变得等于或高于预 定压力时，主阀78截止主燃料通道70中下游侧分支部分72与主过滤器34之间的流体连 通。特别地，当抵抗朝向输送泵22侧推动阀元件78a的弹簧78b的弹性力、施加到其上游 侧的主阀78的阀元件78a上的燃料压力变得等于或高于预定压力时，阀元件78a抵靠阀座 78c落座以截止燃料通过阀座78c的径向向内定位的通道的流动。由止回阀构成的上游侧阀80设置在邻近于上游侧分支部分74的连接通道76的 一部分处。当上游侧阀80的上游侧的燃料压力与上游侧阀80的下游侧的燃料压力之间的 压力差变得等于或高于预定压力(上游侧阀80的阀开启压力)时，上游侧阀80使得燃料从主燃料通道70的上游侧分支部分74流经至连接通道76。特别地，当抵抗朝向主燃料通 道70推动阀元件80a的弹簧80b的弹性力、施加到其主通道70侧的上游侧阀80的阀元件 80a上的燃料压力变得等于或高于预定压力时，阀元件80a抬升远离阀座80c以达成燃料通 过阀座80c的径向向内定位的通道的流动。由止回阀构成的下游侧阀82设置在邻近于下 游侧分支部分72的连接通道76的一部分处。当下游侧阀82的上游侧的燃料压力与下游 侧阀82的下游侧的燃料压力之间的压力差变得等于或高于预定压力(下游侧阀82的阀开 启压力)时，下游侧阀82使得燃料从主燃料通道70的下游侧分支部分72流经至连接通道 76。特别地，当抵抗朝向主燃料通道70推动阀元件82a的弹簧82b的弹性力、施加到其主 通道70侧的下游侧阀82的阀元件82a上的燃料压力变得等于或高于预定压力时，阀元件 82a抬升远离阀座82c以达成燃料通过阀座82c的径向向内定位的通道的流动。与图3A和3B所示的压力脉动减小机构55类似的压力脉动减小机构55设置在连接通道76中。压力改变室84形成于连接通道76中。压力改变室84是限定在连接通道76 中滑阀52与上游侧阀80之间的空间。接下来，将描述本实施方式的脉动减小装置32的运行。在图4A所示的正常运行时间处，主阀78开启以达成主阀78的上游侧(输送泵22 侧)与主阀78的下游侧(主过滤器34侧)之间的流体连通。由于上述的预定压力被设定 为高于在正常运行时间中从输送泵22供给至主阀78的燃料的压力(正常压力)，因此这可 以实现，等于或高于所述预定压力则主阀78关闭以截止输送泵22与主过滤器34之间的流 体连通。这时(正常时间)，下游侧阀82和上游侧阀80不开启。由于下游侧阀82的阀开 启压力被设定为等于或高于预定压力、并且上游侧阀80的阀开启压力被设定为高于下游 侧阀82的阀开启压力，因此这可以实现，等于或高于所述预定压力则主阀78关闭。这样，由 输送泵22泵取的燃料可以在正常运行时间期间通过主燃料通道70被供给至主过滤器34。相对地，如图4B所示，在异常压力脉动产生时间(异常时间)处，主阀78关闭以 截止主阀78的输送泵22侧与主阀78的主过滤器34侧之间的流体连通。这样，可以适当 地限制异常压力脉动从输送泵22侧至主过滤器34侧的传输。当下游侧阀82开启时，连接通道76与主燃料通道70之间的流体连通达成。这样， 异常压力脉动通过下游侧阀82被传输至连接通道76中。被传输至连接通道76中的异常 压力脉动通过压力脉动减小机构55的阻尼作用和孔口 56的限流作用而被减小。这时，滑 阀52沿容积减小方向移动以用于减小压力改变室84的容积，并且由此弹性能量蓄积在弹 簧54中。当异常压力脉动通过下游侧阀82被传输至连接通道76中时，邻近于下游侧阀82 的主燃料通道70的所述部分的燃料压力减小。因此，下游侧阀82关闭。由此，可以限制异 常压力脉动从连接通道76回到主燃料通道70的传输。这时，上游侧阀80尚未开启。由于 上游侧阀80的阀开启压力被设定为高于下游侧阀82的阀开启压力，因此这可以实现。此后，如图4C所示，由于压力改变室84的因滑阀52沿容积减小方向移动而增大 的燃料压力以及还有弹簧54被蓄积的弹性能量，滑阀52沿容积增大方向移动，以用于增大 压力改变室84的容积。当压力改变室84的燃料压力减小时，上游侧阀80开启。因此，燃 料从主燃料通道70通过上游侧阀80(抽吸作用)被抽取至连接通道76中。这时，由于下 游侧阀82关闭，异常压力脉动从连接通道76回到燃料通道70的传输可以被限制。因为压力脉动减小机构55的压力脉动减小作用、孔口 56的限流作用、以及上述的抽吸作用，可以主动地(或有效地)减小随后传输的异常压力脉动。因此，主阀78的上游 侧(上游侧分支部分74侧)的燃料压力可以被迅速减小，并且由此可以迅速返回至图4A 所示的正常位置。理想地，主阀78的特性(例如预定压力、弹簧78b的弹簧常数，等于或高于所述预 定压力则主阀78关闭以截止主阀78的输送泵22侧与主阀78的主过滤器34侧之间的流 体连通)被设定为使得主阀78的输送泵22侧与主阀78的主过滤器34侧之间的流体连通 能够迅速断开的适当的特征。同样，理想地，弹簧54的特性基于图2所示的压力脉动的周期T被设定。特别地， 理想地，滑阀52的阻尼振荡的固有周期与周期T彼此重合，并且滑阀52在适当的相位处振 荡，由于主阀78关闭时异常压力脉动的传输，所示适当的相位适于在邻近于上游侧阀80的 主燃料通道70的所述部分处的燃料压力增大时执行以上抽吸作用。这样，以上抽吸作用可 以适当地被实现。此外，可以设置精细的燃料通道(出于减小下游侧阀82的气密性的目的)以使得 连接通道76与主燃料通道70之间始终连通。这出于避免在异常压力脉动通过下游侧阀82 和/或上游侧阀80传输至连接通道76中时连接通道76中燃料压力的过度增大的目的。这样，根据本实施方式，在异常压力脉动产生时间处，当主燃料通道70中的燃料 压力增大时，主阀78关闭以限制异常压力脉动从输送泵22侧传输至主过滤器34侧。此 夕卜，在异常压力脉动传输至连接通道76中时下游侧阀82的关闭、压力脉动减小机构55的 阻尼作用、以及孔口 56的限流作用允许主阀78的上游侧的燃料压力迅速减小。由此，主阀 78能够立刻开启。因此，供给至主过滤器34的燃料的量的减小可以适当地被限制。(第三实施方式)本发明的第三实施方式将主要针对关于图5的特征被描述，所述特征不同于第一 实施方式。图5是示出了本实施方式的脉动减小装置32的结构的横截面视图。在图5中，与 图1所示的第一实施方式的构件类似的构件将由相同的附图标记表示。如图5所示，精细通道86形成于活塞58中以连通上游侧燃料通道44与下游侧燃 料通道48。因此，在异常压力脉动产生时间处，在限制异常压力脉动从输送泵22侧至主过 滤器34侧的传输的同时，供给至主过滤器34的燃料的量的减小被适当地限制。在此，只要精细通道86的流动通道横截面面积小于主通道62的流动通道横截面 面积，即可以基于减小异常压力脉动从输送泵22侧传输至主过滤器34侧的要求、以及关于 异常压力脉动产生时间处供给至主过滤器34的燃料的量的要求，从而设定精细通道86的 流动通道横截面面积。如以上所讨论的那样，根据本实施方式，可以在限制从输送泵22侧传输至主过滤 器34侧的异常压力脉动的同时，更适当地限制供给至主过滤器34的燃料的量的减小。以上实施方式可以按以下方式改变。在第一实施方式中，供给至返回通道50的燃料经过形成于滑阀52中的孔口 56，以 使得燃料从返回通道50返回至上游侧燃料通道44。然而，本发明并不限于所述构造。例 如，在滑阀52与返回通道50的壁之间可以形成径向间隙，而不是在滑阀52中形成孔口 56。 径向间隙在返回通道50中燃料的流动方向(图5中从上至下的方向)上的尺寸等于滑阀52在返回通道50中燃料的流动方向上的尺寸，以通过其始终连通返回通道50。燃料可以经过所述间隙，以使得传输至返回通道50的燃料返回至上游侧燃料通道44。还备选地，可 以在滑阀52和返回通道50的壁之间同时设置滑阀52的孔口 56和径向间隙。在第一实施方式中，不必仅仅设置在上游侧燃料通道44与阀室46之间连接的单 个返回通道50。也就是说，可以设置在上游侧燃料通道44与阀室46之间连接的多个返回 通道50。在这种情况下，压力脉动减小机构55可以设置在各个返回通道中。在第一实施方式中，单个压力脉动减小机构55设置在返回通道50中。然而，本发 明并不限于所述构造。例如，除了所述压力脉动减小机构55之外，在返回通道50中，另一 个压力脉动减小机构(第二压力脉动减小机构)可以设置在所述压力脉动减小机构55的 上游侧(上游侧燃料通道44侧)。类似于所述压力脉动减小机构55，第二压力脉动减小机 构可以包括滑阀(阀部件)和弹簧(弹性元件或弹性部件)。所述滑阀可以被配置为可滑 动地置于相应的一个返回通道中的大致圆管体。所述弹簧可以在所述相应的一个返回通道 中沿滑阀的滑动方向弹性地移动。除了在燃料通道30中从输送泵22侧传输至主过滤器34 侧的异常压力脉动通过经由形成于活塞58中的子通道64而进入返回通道50中之外，还可 以将所述异常压力脉动从返回通道50的上游侧燃料通道44侧端部50b传输至返回通道50 中。因此，可以通过使用第二压力脉动减小机构来减小从上游侧燃料通道44侧传输至返回 通道50的异常压力脉动，从而在活塞58的上游侧(上游侧燃料通道44侧)产生的燃料压 力更迅速地被减小。在第一实施方式中，返回通道50 (连接通道)被提供作为在上游侧燃料通道44与 阀室46之间连接的通道。然而，本发明并不限于所述构造。例如，返回通道50的上游侧燃 料通道44侧端部50b可以关闭，以使得返回通道50的上游侧燃料通道44侧端不与上游侧 燃料通道44连接。甚至在这种情况下，在异常压力脉动产生时间处，返回通道50的阀室46 侧端部50a通过子通道64与阀室46连接，以执行压力脉动减小机构55的阻尼作用和返回 通道50中孔口 56的限流作用，从而减小压力脉动。在第一实施方式中，压力脉动通过包括滑阀52和弹簧54的压力脉动减小机构55 的阻尼作用被减小。然而，本发明并不限于所述构造。例如，压力脉动减小机构55可以仅 包括孔口以通过使用孔口的限流作用而减小异常压力脉动。例如，返回通道50的横截面面 积可以被减小以形成孔口。甚至在这样的情况下，异常压力脉动也可以被减小。在第二实施方式中，下游侧阀82设置在邻近于下游侧分支部分72的连接通道76 的部分处。然而，本发明并不限于所述构造。例如，下游侧阀82可以省去。甚至在这样的 情况下，异常压力脉动也可以被减小。在第三实施方式中，在异常压力脉动产生时间处在上游侧燃料通道44与下游侧 燃料通道48之间连通的精细通道86形成于活塞58中。然而，本发明并不限于所述构造。 例如，可以在活塞58与阀室46的壁之间设置具有精细通道86的功能的径向间隙。在以上实施方式中，脉动减小装置被应用在安装于工程机械(挖掘机)中的柴油 发动机的共轨燃料喷射系统中。然而，本发明并不限于所述构造。例如，本发明的脉动减小 装置可以被应用在汽车(例如客运车)的柴油发动机的燃料喷射系统中。压力脉动减小机构(用作脉动减小构件)的弹性部件并不限于弹簧54而是可以 备选地构造为波纹管。
本发明的内燃发动机并不限于例如为柴油发动机的压缩燃烧式内燃发动机。例 如，本发明的内燃发动机可以是例如为直喷汽油发动机的火花点火式内燃发动机。在直喷 汽油发动机的燃料喷射系统的情况下，燃料箱中的燃料通过电动低压泵被抽取并且然后通 过燃料通道被供给至发动机驱动的高压泵。通过高压泵被加压至高压的燃料通过电控阀被 调节以具有预定压力并且然后被供给至燃料喷射阀。在此，例如，可以考虑燃料箱中燃料的 剩余量过度减小的状态，并且然后燃料随空气一起通过低压泵被抽取。在这种状态下，如果 由于低压泵的运行而产生的压力脉动通过燃料通道被传递至高压泵以导致用于调节供给 至燃料喷射阀的燃料的压力的调节功能恶化，那么本发明可以有效地应用。
本领域技术人员将容易想到其它优点和变化形式。因此本发明在其广义上并不限 于所示出和所描述的特定细节、代表性装置、以及示例性实例。
权利要求
一种用于内燃发动机的燃料供给系统的脉动减小装置，所述内燃发动机包括从燃料箱(12)泵取出燃料的燃料泵(10)、以及通过燃料通道(30、44、46、48、70)接收从所述燃料泵(10)泵取的燃料的对象机构(34)，所述脉动减小装置适于减小由于所述燃料泵(10)的运行而在所述燃料通道(30、44、46、48、70)中产生和传输的燃料的压力脉动，并且所述脉动减小装置包括用于当所述燃料通道(30、44、46、48、70)中的燃料的压力变得等于或高于预定压力时减小所述燃料通道(30、44、46、48、70)的通道横截面面积的通道横截面面积减小构件(58、60、78)，其中所述通道横截面面积减小构件(58、60、78)置于所述燃料通道(30、44、46、48、70)中。
2.如权利要求1所述的脉动减小装置，其特征在于，所述脉动减小装置还包括脉动减 小构件(55)，所述脉动减小构件(55)用于当通过所述通道横截面面积减小构件(58、60、 78)减小所述燃料通道(30、44、46、48、70)的通道横截面面积时减小所述燃料通道(30、44、 46、48、70)的一位置的燃料泵(10)侧的燃料的压力脉动，在所述位置处所述通道横截面面 积可以通过所述通道横截面面积减小构件(58、60、78)减小。
3.如权利要求2所述的脉动减小装置，其特征在于，所述脉动减小装置还包括在位于 所述燃料通道(30、44、46、48、70)的所述位置的所述燃料泵(10)侧的一个连接部(50a、72) 处与所述燃料通道(30、44、46、48、70)连接的连接通道(50、76)，在所述位置处所述通道横 截面面积可以通过所述通道横截面面积减小构件(58、60、78)减小，其中所述脉动减小构件(55)置于所述连接通道(50、76)中；并且所述燃料通道(30、44、46、48、70)与所述连接通道(50、76)之间的流体连通通过利用 所述通道横截面面积减小构件(58、60、78)减小所述燃料通道(30、44、46、48、70)的通道横 截面面积而达成。
4.如权利要求3所述的脉动减小装置，其特征在于所述连接通道(50、76)还在另一个连接部(50b、74)处与所述燃料通道(30、44、46、48、 70)连接，所述另一个连接部(50b、74)位于与所述燃料通道(30、44、46、48、70)连接的所述 一个连接部(50a、72)的燃料泵(10)侧；并且所述连接通道(50、76)适于将从所述一个连接部(50a、72)供给至所述连接通道(50、 76)中的燃料在所述燃料通道(30、44、46、48、70)中朝向燃料泵(10)侧输出。
5.如权利要求3所述的脉动减小装置，其特征在于，所述脉动减小构件(55)包括可滑动地置于所述连接通道(50、76)中的阀部件(52)；以及适于抵靠所述阀部件(52)施加弹性力以移动所述阀部件(52)的弹性部件(54)。
6.如权利要求3所述的脉动减小装置，其特征在于所述连接通道(76)还在另一个连接部(74)处与所述燃料通道(30、70)连接，所述另 一个连接部(74)沿着所述燃料通道(30、70)位于所述一个连接部(72)的燃料泵(10)侧；所述脉动减小装置还包括上游侧阀部件(80)，所述上游侧阀部件(80)置于所述连接 通道(76)中并且适于通过预定阀开启压力开启以将燃料从所述燃料通道(30、70)通过所 述另一个连接部(74)传输至所述连接通道(50、76)中；所述脉动减小构件(55)沿着所述连接通道(76)置于所述上游侧阀部件(80)的对象 机构(34)侧，并且包括可滑动地置于所述连接通道(76)中的阀部件(52)；以及适于抵靠所述阀部件(52)施加弹性力以移动所述阀部件(52)的弹性部件(54)；以及所述上游侧阀部件(80)的所述预定阀开启压力被设定为高于导致所述燃料通道(30、 70)的通道横截面面积由所述通道横截面面积减小构件(58、60、78)减小的燃料的压力。
7.如权利要求6所述的脉动减小装置，其特征在于，所述脉动减小装置还包括下游侧 阀部件(82)，所述下游侧阀部件(82)在所述连接通道(50、76)中的燃料的压力变得等于或 高于预定压力时减小所述一个连接部(72)所定位的位置处所述连接通道(76)的通道横截 面面积。
8.如权利要求5所述的脉动减小装置，其特征在于，至少一个阀孔(56)穿过所述阀部 件(52)形成以通过其连通所述连接通道(50、76)。
9.如权利要求1至8中任一项所述的脉动减小装置，其特征在于所述对象机构(34)是置于所述燃料通道(30、44、46、48、70)中的燃料过滤器(34)；以及所述燃料泵(10)包括从所述燃料箱(12)泵取出燃料的低压泵(22)；以及加压并排出从所述低压泵(22)通过所述燃料通道(30、44、46、48、70)和所述燃料过滤 器(34)供给的燃料的高压泵(16)。
10.如权利要求9所述的脉动减小装置，其特征在于所述燃料泵(10)还包括压力调节阀(24)；以及所述压力调节阀(24)将通过所述低压泵(22)从所述燃料箱(12)抽取的燃料的压力 调节为预定压力或更低压力，并且将经调节的燃料供给至所述燃料通道(30、44、46、48、70) 中的所述燃料过滤器(34)。
11.如权利要求1至8中任一项所述的脉动减小装置，其特征在于，燃料过滤器(28)置 于所述燃料通道(30)中以在所述燃料泵(10)的入口与所述燃料箱(12)之间的位置处过 滤燃料，其中从所述燃料箱(12)抽取的燃料被供给至所述燃料泵(10)的入口中。
12.如权利要求1至8中任一项所述的脉动减小装置，其特征在于，当所述燃料通道 (30、44、46、48、70)中的燃料的压力变得等于或大于所述预定压力时，所述通道横截面面积 减小构件(58、60、78)关闭所述燃料通道(30、44、46、48、70)。
全文摘要
本发明涉及一种脉动减小装置(32)，在异常压力脉动产生时间处，所述脉动减小装置(32)的活塞(58)由于上游侧燃料通道(44)中燃料压力的增大而在阀室(46)中移动，以使得阀室(46)与下游侧燃料通道(48)之间的流体连通截止、并且返回通道(50)的阀室(46)侧端部(50a)与阀室(46)之间的流体连通达成。压力脉动传输进返回通道(50)中并且通过脉动减小机构(55)的阻尼作用和孔口(56)的限流作用而被减小。经过所述孔口(56)的燃料通过所述返回通道(50)返回至上游侧燃料通道(44)。
文档编号F02M37/04GK101813043SQ20101011893
公开日2010年8月25日 申请日期2010年2月23日 优先权日2009年2月24日
发明者中根伦明 申请人:株式会社电装