专利名称：喷射泵和用于装有该喷射泵的柴油机的dme燃料供给装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于柴油机DME燃料供给装置的喷射泵和一种用于装有该喷射泵的柴油机的DME燃料供给装置。
背景技术：
由于能够减少柴油机的排放污染，现在用清洁燃料DME(二甲醚)替代轻油来作为燃料的柴油机正在引起大家的关注。DME燃料是一种液化气体燃料，与传统燃料轻油不同。也就是说，DME燃料的沸点比轻油的低，在室温下就会汽化，而此时在大气压力和室温下轻油还是液体。因此，当DME燃料被用于传统柴油机时，当至喷射泵的供给压力低时，DME燃料就会汽化。因此，为了把DME燃料输送至喷射泵，至喷射泵的供给压力必须比输送轻油时的压力要高。
因此，当DME燃料被用于传统柴油机时，由于至喷射泵的供给压力比较高，所以由喷射泵的柱塞套与柱塞(用于输送DME燃料到发动机的喷射嘴)之间的缝隙泄漏到喷射泵凸轮室的燃料数量要比用轻油的时候多。另外，DME的粘度比轻油的低，因此容易通过该缝隙泄漏，这一点也导致了更多数量的燃料通过该缝隙泄漏。这使得以下情况成为可能DME燃料由柱塞套与柱塞之间的缝隙泄漏到喷射泵凸轮室，并且在那里汽化，然后这些汽化的燃料进入发动机的曲轴箱，并且在那里被点燃。
同样，以下情况同样可能当发动机停机后残留在喷射系统的DME燃料从燃料喷嘴的喷嘴座泄漏到发动机的气缸，并且在其中汽化，然后汽化后的DME燃料充满了气缸；当发动机起动时，诸如爆震之类的不正常的燃烧就会产生，使得发动机不能正常起动，造成严重的振动和噪声。
作为解决这些问题的一个现有技术，JP-A-Hei 10-281030公开了一个DME燃料供给装置，在该装置中柱塞套和柱塞之间的缝隙被减小，从而减少了泄漏到喷射泵凸轮室内的DME燃料数量。然而，该现有技术只是减小了泄漏的DME燃料数量，并没有解决泄漏的DME燃料所引起的问题。
众所周知DME燃料供给装置能够阻止泄漏的DME燃料进入曲轴箱内的润滑油。其中，喷射泵的凸轮室和发动机的曲轴箱是彼此分开的，由柱塞套和柱塞之间的缝隙泄漏到喷射泵凸轮室的DME燃料和发动机停机后残留在喷射系统中的DME燃料被一个电动压缩机或者类似的装置抽回到燃料箱里。
因为喷射泵的凸轮室和发动机的曲轴箱是彼此分开的，而且由柱塞套和柱塞之间的缝隙泄漏到喷射泵凸轮室的DME燃料被一个电动压缩机或者类似的装置抽回到燃料箱里，阻止汽化的DME燃料进入发动机曲轴箱就成为可能。同样，因为发动机停机后残留在喷射系统中的DME燃料被一个电动压缩机抽回到燃料箱里，阻止在发动机起动时由发动机停机后残留在喷射系统中的DME燃料引起的诸如爆震之类的非正常燃烧也成为可能。
然而，即使当发动机停机后残留在喷射系统中的DME燃料被一个电动压缩机抽回到燃料箱里时，完全抽回残留在介于喷射泵单元的出口与燃料喷射嘴之间的燃油通路里的DME燃料也是不可能的，因为当喷射泵单元处于非喷射状态时，喷射泵单元的一个阀门是关闭的。因此，喷射系统中的DME燃料不能完全被抽回，发动机起动时仍然存在诸如爆震之类的非正常燃烧的可能。
考虑到以上的情况，本发明的目的就是提供一种用于柴油机的DME燃料供给装置，它能够在发动机停机后，抽回残留在喷射泵单元与燃料喷射嘴之间的DME燃料。
发明内容
为了完成以上目标，本发明的第一个方面是一个用于柴油机的DME燃料供给装置的喷射泵，它有一个输送泵，用于把燃料箱内DME燃料加压到一个指定的压力，并且把它输送到输送管里；一个喷射泵，它有一个喷射泵单元，该单元有一个能够随柱塞上下运动而开闭的输送阀，柱塞的运动由凸轮轴的转动带动，而凸轮轴则由柴油机的驱动轴带着转动，这样就能把燃料通道中的DME燃料通过输送管以指定数量和以指定正时输送到与柴油机燃料喷射嘴相连的喷射管里；一个溢流燃料管，用于从燃料喷射嘴和喷射泵来的溢流燃料返回到燃料箱里；残余燃油回收装置，用来在柴油机停机后，将残留在燃料通道和溢流燃料管中的DME燃料抽回到燃料箱中；该喷射泵设置有喷射状态切换装置，用来将喷射泵单元在喷射状态和非喷射状态之间切换，在喷射状态下，输送阀由凸轮轴的凸轮来开关，在非喷射状态下，即使柱塞在凸轮作用下上下移动，输送阀也不因此而开关，在这时即使输送阀关闭，喷射泵单元也允许喷射管与燃料通道之间连通(只有在非喷射状态下如此)。
因为在喷射泵单元被喷射状态切换装置带入非喷射状态，柴油机停机后，即使输送阀关闭，喷射管和燃料通道也是相互连通的，所以当残余燃料回收装置抽回残留在燃油通道的DME燃料时，残留在喷射管内的DME燃料也能被抽回。
依据本发明第一个方面的喷射泵，发动机停机后残留在喷射泵单元与燃料喷射嘴之间的DME燃料能够被抽回，因为发动机停机后当残余燃料回收装置抽回残留在燃油通道的DME燃料时，残留在喷射管内的DME燃料也能被抽回。因此，这就使得避免诸如爆震之类会使柴油机200非正常起动和引起严重的振动和噪声的非正常燃烧成为可能。
本发明的第二个方面是第一个方面的喷射泵，其中喷射泵单元的柱塞一般是圆柱形形状，它在喷射状态切换装置的作用下而在柱塞套内周向旋转，DME燃料的喷射量依据柱塞的旋转位置而改变，其中当柱塞旋转到一个使得喷射量为零的位置时，喷射泵单元变为非喷射状态，一个清除通路形成以连接喷射管和燃料通道。
在本发明第二个方面的喷射泵中，柱塞在喷射状态切换装置的作用下而在柱塞套内周向旋转，DME燃料的喷射量依据柱塞的旋转位置而改变，其中当柱塞旋转到一个使得喷射量为零的位置时，喷射泵单元变为非喷射状态，一个清除通路形成以连接喷射管和燃料通道，由此本发明的第一个方面的效果就能实现。
本发明的第三个方面是第二个方面的喷射泵，其中喷射泵单元有一个输送阀紧座，输送阀紧座上有一个连通喷射管的输送阀插入孔；输送阀装在输送阀插入口内以往复运动；一个输送阀座，它整体的与输送阀紧座安装在一起，并且有一个阀座件用来切断喷射管与燃油通道之间的连通，当输送阀的阀件与它该阀座件接触时，建立一种阀关闭状态；一个输出弹簧，用以将输送阀向输送阀座压紧；一个柱塞套，它整体的与输送阀座安装在一起，并且有一个连通输送阀座的压缩室；柱塞安装在压缩室内以往复运动，有一端对着输送阀；一个柱塞弹簧，用来将柱塞向凸轮压紧。其中，当喷射泵单元处于喷射状态时，柱塞被凸轮从阀关闭状态向上推动，以切断压缩室与燃料通道之间的连通，压缩室内的DME燃料向上推动从而打开输送阀将其变为开启状态，压缩室内的DME燃料在压力下通过处于开启状态的输送阀输送到喷射管里，压缩室和燃料通道通过柱塞外侧表面的一个凹槽又互相连通，压缩室内液体压力降低，输送阀在输出弹簧的压紧力作用下关闭。当喷射泵单元处于非喷射状态时，柱塞在喷射状态切换装置作用下周向的旋转到一个位置，使得柱塞外侧表面的一个清除凹槽与柱塞套内侧表面的一个清除口互相连通，此时经由清除口、清除凹槽和一条输送阀座上用以连接喷射管与清除孔的的清除通道，喷射管与燃油通道相互连通。
因为当柱塞在喷射状态切换装置作用下周向的旋转到一个位置，使得柱塞外侧表面的一个清除凹槽与柱塞套内侧表面的一个清除口互相连通时，喷射泵单元由喷射状态变为非喷射状态，所以形成了一条清除通路，它经由一条输送阀座上用以连接喷射管与清除孔的清除通道，连接喷射管与燃料通道，在发动机停机后，当残余燃料回收装置抽回残余在燃油通道内的DME燃料时，残留在喷射管内的DME燃料也能被抽回。
因此，在本发明第三个方面的喷射泵中，当柱塞在喷射状态切换装置作用下周向的旋转到一个位置，使得柱塞外侧表面的一个清除凹槽与柱塞套内侧表面的一个清除口互相连通时，喷射泵单元由喷射状态变为非喷射状态，由此本发明的第二个方面的效果就能实现。
本发明的第四个方面是从第一个方面到第三个方面中任意一个方面的喷射泵，其中喷射泵有一个凸轮室，凸轮轴布置在内并且里面有润滑油，凸轮室有一套与柴油机润滑系统分离的专用的润滑系统。在该喷射泵的凸轮室内中有一个用来将DME燃料从含有DME燃料的润滑油中分离的油分离器，和一个由凸轮轴的凸轮驱动的压缩机，用来将分离出的DME燃料加压并且输送到燃料箱。
因为凸轮室有一套与柴油机润滑系统分离的专用的润滑系统，因此通过喷射泵单元的柱塞与柱塞套之间的缝隙泄漏出的DME燃料不可能进入柴油机的润滑系统。同样，DME燃料从含有DME燃料的润滑油中被分离出来，这些分离出的DME燃料被压缩机输送到燃料箱，这样就可能防止由于润滑油中混入DME燃料而引起润滑油润滑性能的降低。另外，压缩机被凸轮室的凸轮驱动，不需要诸如电机之类的动力源来驱动压缩机。
依据本发明第四个方面的喷射泵，可能在第一至第三个方面的任何一个效果之外附加取得一个效果，那就是消除以下情况的可能性已经进入柴油机润滑系统的DME燃料汽化，汽化的DME燃料进入发动机的曲轴箱，并且在那里被点燃。因为通过喷射泵单元的柱塞与柱塞套之间的缝隙泄漏出的DME燃料不可能进入柴油机的润滑系统。
同样的，因为可能防止由于润滑油中混入DME燃料而引起润滑油润滑性能的降低，所以就有可能防止由润滑油或者其他类似物质润滑性能的降低所引起的喷射泵性能降低。另外，因为不需要为驱动压缩机而配备动力源，所以使得制造低能耗的喷射泵成为可能。
本发明的第五个方面是从第二个方面到第四个方面中任意一个方面的喷射泵，其中喷射状态切换装置有一个控制齿条，该控制齿条与柱塞啮合，能够往复运动，从而带动柱塞周向旋转；一个调速器，它有高速控制装置，用以将控制齿条向一个方向移动，以此减少燃料喷射量，这样柴油机的转速就不会超过一个允许最大极限。其中，控制齿条有一个不在满齿条位置与非喷射齿条位置之间的清除齿条位置，在这里满齿条位置由高速控制装置决定，而在非喷射齿条位置时，喷射泵单元从喷射状态切换到非喷射状态。其中，在柴油机停机后，当残余燃料回收装置将残留在燃油通道和溢流燃料管内的DME燃料抽回到燃料箱时，调速器将控制齿条移动到清除齿条位置。其中，只有当控制齿条处于清除齿条位置时，喷射泵单元才处于清除通路形成的非喷射状态。
清除齿条位置被设置在控制齿条的移动范围内，在该位置喷射泵单元处于非喷射状态，只有当由调速器控制的控制齿条处于清除齿条位置的时候，清除通路才会在喷射泵单元中形成。当在柴油机停机后残余燃料回收装置抽回残留在燃油通道和其他类似位置的DME燃料时，调速器将控制齿条移动到清除齿条位置。因此，只有当在柴油机停机后残留在燃油通道和其他类似位置的DME燃料被抽回时，清除通路才能在喷射泵中形成。当残留在燃料通道或者其他类似位置的DME燃料在柴油机停机后的非喷射状态下还没有被抽回的时候，例如发动机被怠速停止功能停机，即使喷射泵单元处于非喷射状态的状态下，清除通路也不能形成。
依据本发明第五个方面的喷射泵，可能在第一至第四个方面的任何一个效果之外附加取得一个效果，那就是当残留在燃料通道或者其他类似位置的DME燃料在柴油机停机后的非喷射状态下还没有被抽回的时候，即使喷射泵单元处于非喷射状态的状态下，清除通路也不能形成。
同样的，因为设置了清除齿条位置，所以在调整喷射泵单元和调速器的工作中，调整柱塞的旋转位置达到形成清除通路以及调整控制齿条的齿条位置都能够容易和可靠的完成。
本发明的第六个方面是第五个方面的喷射泵，其中清除齿条位置被设置在非喷射齿条位置往非喷射状态一边的位置，该位置也处于控制齿条所能移动到的范围内。
依据本发明第六个方面的喷射泵，可能在第五个方面的效果之外附加取得一个效果，那就是消除了当喷射泵单元处于喷射状态时形成清除通道的可能性，因为清除齿条位置是被设置在非喷射齿条位置往非喷射状态一边的控制齿条所能移动到的范围内的。
本发明的第七个方面是第一个至第六个方面中任意一个的用于柴油机的DME燃料供给装置。
依据本发明第七个方面的用于柴油机的DME燃料供给装置，可能在第一至第六个方面的任何一个用于柴油机的DME燃料供给装置的效果之外附加取得一个效果。
本发明的第八个方面是第七个方面的用于柴油机的DME燃料供给装置，其中残余燃料回收装置中有一个抽吸器，置于输送管和溢流燃料管之间，它能够使由输送泵到燃料箱输送的DME燃料循环，这样残留在燃料通道和溢流燃料管内的DME燃料就能被循环的DME燃料吸入，并且被抽回燃料箱。
依据本发明第八个方面的用于柴油机的DME燃料供给装置，可能在第七个方面的效果之外附加取得一个效果，那就是利用输送泵作为动力源，而不是为了抽回残留DME燃料再设置一个泵或者其他类似装置，残留在燃油通道和溢流管中的DME燃料能够被抽回燃料箱。
本发明的第九个方面是第七或者第八个方面的用于柴油机的DME燃料供给装置，其中因为输送泵位于燃料箱的DME燃料输送口附近，而该输送口则位于燃料箱的DME燃料液面下。
在传统的用在以轻油作为燃料的柴油机的燃料供给装置中，燃料箱中的燃料被设置在喷射泵内的一个输送泵吸入。然而，如前所述，DME燃料在大气压力和温度下会汽化。因此，当利用喷射泵一侧的输送泵吸入燃料箱内的DME燃料时，有可能使得燃料箱内压力降低，DME燃料汽化。
当燃料箱的DME燃料输送口位于燃料箱的DME燃料液面下，输送泵位于燃料箱4的DME燃料输送口附近，并且输送DME燃料至喷射泵中的时候，防止在输送DME燃料至喷射泵时燃料箱内显著压力降低成为可能。
依据本发明第九个方面的用于柴油机的DME燃料供给装置，可能在第七至第八个方面的任何一个用于柴油机的DME燃料供给装置的效果之外附加取得一个效果，那就是减小燃料箱内的DME燃料因燃料箱内压力降低而汽化的可能性，因为有可能防止在输送DME燃料至喷射泵时燃料箱内显著压力降低。
图1是一个系统结构图，示出了依据本发明的一个优选实施例，用于柴油机的DME燃料供给装置的一般结构；图2是一个透视图，示出了依据本发明的一个优选实施例，喷射泵的喷射泵单元的主要部分；图3是一个放大的透视图，示出了装在喷射泵单元的柱塞套里的柱塞的一部分；图4是一个前视图，示出了在喷射状态的吸入进程中的喷射泵单元的主要部分的截面；图5是一个前视图，示出了在喷射状态的喷射进程中，喷射开始时喷射泵单元的主要部分的截面；图6是一个前视图，示出了在喷射状态的喷射进程中，喷射结束时喷射泵单元的主要部分的截面；图7是一个前视图，示出了在非喷射状态(在柴油机没有工作的时候)时喷射泵单元的主要部分的截面；图8是一个前视图，示出了喷射泵单元的截面；图9是一个沿图8中的X-X线所得的横向截面视图，示出了喷射泵单元，其中图9(a)显示喷射泵单元的喷射状态，图9(b)显示喷射泵单元的非喷射状态；图10示出了依据调速器调节齿条位置所得的调速器曲线和依据本发明的一个优选实施例的喷射泵柱塞效率曲线，其中图10(a)是柱塞效率曲线，图10(b)是调速器曲线。
具体实施例方式
以下参考附图来描述本发明的一个实施例。
首先描述柴油机的DME燃料供给装置的一般结构。
图1是一个系统结构图，示出了依据本发明，用于柴油机的DME燃料供给装置的一般结构。
依据本发明，用来向柴油机200供给DME燃料的DME燃料供给装置100中有喷射泵1。喷射泵1有喷射泵单元2，其数目与柴油机200的气缸31数目相等。输送泵5将存在燃料箱4中的DME燃料加压到一个指定压力，并且输送到输送管52。燃料箱4中在DME燃料的液面下有一个DME燃料输送口，输送泵5位于燃料箱4的DME燃料输送口附近。输入到输送管52中的DME燃料由过滤器51过滤，然后通过一个三向电磁阀71输送到喷射泵1中。三向电磁阀71在喷射状态时为“开”(此时柴油机200工作)，允许图中沿箭头A方向的流动。
因为燃料箱4的DME燃料输送口在燃料箱4的DME燃料液面下，因为输送泵5位于燃料箱4的DME燃料输送口附近并且输送DME燃料至喷射泵1中，这就使阻止燃料箱4中显著压力降低成为可能。因此，就有可能降低由于燃料箱4中的压力降低而造成燃料箱4中DME燃料汽化的可能性。
喷射泵1的凸轮室(未示出)有一个与柴油机200的润滑系统分离的专有润滑系统。油分离器6将喷射泵1凸轮室中的含有泄漏到凸轮室中的DME燃料的润滑油分离为DME燃料和润滑油，并且将润滑油送回到凸轮室中。由油分离器6中分离的DME燃料由一个检查阀62输送到由凸轮室中的凸轮驱动的压缩机61中，用以防止凸轮室内的压力降到大气压力或者更低。这些DME燃料在压缩机61中加压后，经过一个检查阀63和冷却器41送回燃料箱4。检查阀63用来防止当柴油机200停机时，DME燃料由燃料箱4向凸轮室中反向流动。
因为喷射泵1的凸轮轴有一个与柴油机200的润滑系统分离的专有润滑系统，由喷射泵单元2渗透至凸轮室中的DME燃料就不可能进入柴油机200的润滑系统。因此，就不可能有以下现象发生已经进入柴油机200的润滑系统的DME燃料汽化，这些汽化燃料进入曲轴箱并且在其中被点燃。
因为混在润滑油中的DME燃料被凸轮室中的油分离器6所分离，并且这些分离的DME燃料被压缩机61送回至燃料箱4中，因此就可能防止由润滑油中混入DME燃料所引起的润滑性能降低。因此也就可能防止由于润滑油或者其他类似物质的润滑性能降低所引起的喷射泵1性能降低。
此外，因为压缩机61油凸轮室中的凸轮驱动，所以这里就不需要为压缩机61配备诸如电机之类的动力源。因此，就有可能获得能耗低的喷射泵1。
由燃料箱4输送出的DME燃料被输送泵5加压到一个指定压力，在压力下经由管道3在指定正时以指定数量由喷射泵1的喷射泵单元2输送到位于柴油机200气缸31中的燃料喷射嘴中。由喷射泵1溢流出的DME燃料通过一个溢流燃料管8，一个用来确定溢流燃油压力的检查阀91和冷却器41送回到燃料箱4中。由喷射嘴32溢流出的DME燃料通过溢流燃料管9，一个用来确定溢流燃油压力的检查阀91和冷却器41送回到燃料箱4中。
该DME燃料供给装置100有一个抽吸器7，一个三向电磁阀71和一个两向电磁阀72来作为其“残余燃料回收装置”的元件。该方法在柴油机200停机时，能够将残留在喷射泵1的燃油通道、溢流燃油管8和溢流燃油管9中的DME燃料抽回到燃料箱4中。
抽吸器7有一个入口7a，一个出口7b和一个吸入口7c。入口7a和出口7b由一个直连通道相互连接，吸入口7c的分支一般与入口7a和出口7b之间的连接通道成直角。连接通道的出口——虽然当三向电磁阀71关闭时流通(如图中箭头B所示的连接方向)能够进行——通向入口7a，出口7b通过冷却器41通向燃料箱4。吸入口7c连向两向电磁阀72，喷射状态(柴油机200工作时)下它处于关闭的状态。
非喷射状态(柴油机200不工作时)下，三向电磁阀71关闭，形成一个如图中箭头B所示的连接通道；两向电磁阀72打开，从而将溢流燃油管8和溢流燃油管9连接至抽吸器7的吸入口7c(如图中箭头C所示方向)。因此，由输送泵5输送来的DME燃料不是被送到喷射泵1而是被送到抽吸器7，由入口7a到出口7b，通过冷却器41返回燃料箱4，然后又从输送泵5输送到抽吸器7。也就是说，DME燃料通过抽吸器7循环。这样，残留在喷射泵1的燃油通道、溢流燃油管8和溢流燃油管9中的DME燃料就被从入口7a到出口7b之间的液流抽吸进吸入口7c，然后被抽回到燃料箱4中。
该残余燃料回收装置利用输送泵5作为动力源，利用抽吸器7来吸入残留在燃油通道、溢流燃油管8和溢流燃油管9中的DME燃料并把它们抽回燃料箱4。因此，不需要为了抽回残留燃料而单独设置一个泵或者其他类似装置。
依据本发明，以下介绍喷射泵1的喷射泵单元2的一般结构。
图2是一个透视图，示出了依据本发明，喷射泵1的喷射泵单元2的主要部分。
输送阀紧座21固定在喷射泵1的本体上，并且有一个输送阀插入孔211。喷射管3与液体燃料出口212相连，而液体燃料出口212与输送阀插入孔211连接。输送阀23装在输送阀插入口211中，能够往复运动，并且由输出弹簧22压紧。这样，其中的阀件231就与输送阀座24的阀座件24a接触，这里输送阀座24整体的与输送阀紧座21安装在一起。
柱塞套25整体的与输送阀座24安装在一起，并且有一个压缩室25a与输送阀座24相连。柱塞26装在压缩室25a中，能够往复运动，其端头对向输送阀23。柱塞26由柱塞弹簧27压紧，朝向凸轮13。柱塞26由凸轮轴12上的凸轮13经由挺杆28向上推向输送阀23(图中所示D方向)，其中凸轮轴12与柴油机200的驱动轴相连，并由柴油机200驱使转动。柱塞26有一个凸缘261与衬套291衔接，衬套291是一个圆柱形构件，与小齿轮29一体，小齿轮29与控制齿条14啮合在一起并且随其转动。小齿轮29随控制齿条14的往复运动而转动，其位置取决于调速器15(见图1)，从而带动柱塞26的周向转动。DME燃料喷射量依据柱塞26的旋转位置而增减。
图3是一个放大的透视图，示出了装在喷射泵单元的柱塞套里的柱塞的一部分。
在喷射泵1里，喷射泵单元2是一个重要部件，它能将DME燃料加压到高压，并且能够增加或者减少DME燃料的喷射量。因此，柱塞26和输送阀23的滑动部分是在超高精度下制成的。在柱塞套25上有一个穿透其侧边的吸入和排出孔251，它连接着燃料通道11和压缩室25a。柱塞26上有凹槽262。凹槽262是在柱塞26的外侧表面斜向切出来的，如图所示，它与穿过柱塞26的中心的孔263相连接。
在这里，参考图4至图7来描述柱塞26是如何工作的。
图4是一个前视图，示出了在喷射状态(柴油机200工作时)的吸入进程中的喷射泵单元2的主要部分的截面。图5示出了在喷射状态的喷射进程中，喷射开始时的喷射泵单元2。图6示出了在喷射状态的喷射进程中，喷射结束时的喷射泵单元2。
随着凸轮13向下运动，柱塞26向下移动(如图中所示E方向)。当柱塞26的上端面264到达比柱塞套25的吸入排出口251低的位置时，燃料通道11中的DME燃料就通过吸入排出口251输送到压缩室25a中。该DME燃料的吸入过程在凸轮13到达其下止点(吸入进程)时结束。随着凸轮13向上的运动，柱塞26向上移动。当柱塞26的上端面264关闭吸入排出口251时，燃油通道11和压缩室25a之间的联系就被切断了(喷射进程中喷射开始)。当凸轮13继续向上移动时，DME燃料向上推开输送阀，在压力下通过喷射管3输送到柴油机的喷射嘴。当柱塞的凹槽262到达吸入排出口，压缩室25a内的DME燃料在自身压力下，经由柱塞26的孔263、凹槽262和吸入排出孔251，流入到燃料通道11中。由此压缩室内25a内的DME燃料压力降低，在输出弹簧22的压紧力作用下，输送阀23向下移动，当阀件232与输送阀座24的阀座件24相接触时(喷射进程中喷射结束)，输送阀23关闭。
柱塞26从喷射开始(图5)到喷射结束(图6)之间的行程称作有效行程。在有效行程中，DME燃料在压力下输送，其在压力下的输送量能够通过改变有效行程的长短来增加或者减少。凹槽262与圆周方向成斜向，如图所示。因此，如前所述，通过改变控制齿条14(图2)的位置来使柱塞26周向旋转，柱塞26的凹槽262到达吸入排出孔251的距离就会改变。由此就改变了有效行程。
下面来描述非喷射状态。
图7是一个前视图，示出了依据本发明在非喷射状态(柴油机没有工作时)时喷射泵单元2的主要部分的截面。
当控制齿条14处于某一位置，使得在压力下被输送的DME燃料为零，也就是当柱塞26的上端面264关闭吸入排出口251时凹槽仍然和输入排出口251连通，在这个时候，有效行程为零，即使柱塞26向上移动，压缩室25a和空间11也保持相互连通。因此，即使当柱塞26在凸轮13的作用下上下运动时，也没有DME燃料在压力下被输送。这就是非喷射状态。因为DME燃料没有在压力下被输送，所以柴油机200的DME燃料供给停止，柴油机200停机。
图8是一个前视图，示出了依据本发明，喷射泵单元2的截面。
输送阀座24内设置有一条清除通道242。清除通道242的一段与液体燃料出口212连接，另一段与柱塞套25内的一条清除通道252连接。清除通道252与一个延伸到柱塞套25内表面的清除口253连接。也就是说，喷射泵单元2有一个通道，它将和液体燃料出口212相连的喷射管3和柱塞套25的内表面连接。
以下来介绍抽回通路，在非喷射状态时，通过它残留在喷射管3里的DME燃料被抽吸器7抽回。
图9是一个沿图8中的X-X线所得的横向截面视图，示出了喷射泵单元2，其中图9(a)显示喷射泵单元的喷射状态，图9(b)显示喷射泵单元的非喷射状态。
在图9(a)所示的喷射状态下，柱塞26处于这样一个旋转位置，在该位置时存在有效行程，此时定量的DME燃料能够在压力下被输送。在这个状态下，在柱塞26外侧表面上轴向的清除凹槽265不与柱塞套25内侧表面上的清除口253连通。
在图9(b)所示的非喷射状态下，柱塞26周向旋转到这样一个旋转位置，在该位置时柱塞26外侧表面上的清除凹槽265和柱塞套25内侧表面上的清除口253相互连通。因为清除凹槽265延伸到柱塞26的上端面264，因此清除凹槽265就通过孔263与凹槽262和燃油通道11连接。也就是说，在非喷射状态时，清除通道242、清除通道252、清除口253、清除凹槽265、孔263和凹槽262一起构成了一条清除通路，因此即使输送阀23关闭，燃料管3也与燃料通道11连通。因此，通过在非喷射状态时利用抽吸器7来抽回燃料通道11中的DME燃料，和燃料通道11相连的喷射管3内的DME燃料就能通过上述的清除通路被抽回。
图10示出了依据调速器调节齿条位置所得的调速器曲线和依据本发明的一个优选实施例的喷射泵柱塞效率曲线，其中图10(a)是柱塞效率曲线，图10(b)是调速器曲线。
图10(a)的柱塞效率曲线示出了控制齿条14(图2)的齿条位置和由喷射泵单元2喷射出的燃料数量之间的关系。其中，齿条位置是由调速器(图1)控制的，喷射燃料数量的增减是由柱塞26的旋转位置决定的，而柱塞26又是与齿条14相连并由其带着转动(L1)。图中，FR、IR、NR和PR分别代表控制齿条14的满齿条位置，怠速齿条位置、非喷射齿条位置和清除齿条位置。
图10(b)所示的调速器曲线是调速器15的控制曲线，示出了控制齿条14的齿条位置与柴油机200的转速之间的关系。高速运转时，调速器15依据图中设计的L2控制曲线来控制齿条14的齿条位置；低速或者怠速运转时，调速器15依据图中设计的L3控制曲线来控制齿条14的齿条位置。图中所示的L4区域是非控制区域，此时喷射泵单元处于非喷射状态。
清除齿条位置PR设置在非喷射齿条位置NR的下方(在非喷射区域一方)。在控制齿条14被移动到非喷射齿条位置以使喷射泵单元2进入非喷射状态、柴油机200停转之后，残留的DME燃料被残余燃料回收装置抽回。此时调速器15进一步将控制齿条14向非喷射状态移动，直到达到清除齿条位置PR。当控制齿条14到达清除齿条位置PR时，柱塞26处于这样一个旋转位置，在这个位置柱塞26外侧表面上的清除凹槽265与柱塞套25内侧表面上的清除口253相互连通。
因此，当残留在燃料通道11或者其他类似位置的DME燃料在柴油机200停机后的非喷射状态下还没有被抽回的时候，也就是发动机被怠速停止功能和其他类似功能停机的时候，齿条14处于非喷射齿条位置NR，这样即使在喷射泵单元处于非喷射状态的状态下，清除通路也不能形成。同样的，因为有了清除齿条位置PR，所以在调整喷射泵单元2和调速器15的工作中，调整柱塞26的旋转位置达到形成清除通路以及调整控制齿条14的齿条位置都能够容易和可靠的完成。此外，因为清除齿条位置PR被设置在非喷射齿条位置NR往非喷射状态一边的位置，该位置也处于控制齿条14所能移动到的范围内，所以，当喷射泵单元2还在喷射状态的时候，清除通路不可能形成。
如前所述，在依据本发明的用于柴油机的DME燃料供给设备里，在柴油机200停机后的非喷射状态下，即使输送阀23关闭(只要控制齿条14处于清除齿条位置PR)，喷射管3和燃料通道11也是相互连通的。因此，当燃油通道11中的DME燃料用抽吸器被抽回的时候，残留在喷射管3中的DME燃料也被抽回。因此，这就使得避免诸如爆震之类会使柴油机200非正常起动和引起严重的振动和噪声的非正常燃烧成为可能。
本发明不限于上述的实施例。在附加的申明的范围内所描述的本发明范围内可以有不同的改变和修正，而这些都被视作在本发明的范围内。
工业应用依据本发明的喷射泵适用做用于柴油机的DME燃料供给装置的喷射泵。同样，依据本发明的DME燃料供给装置适用做用于柴油机的DME燃料供给装置。
权利要求
1.一个用于柴油机的DME燃料供给装置的喷射泵，该DME燃料供给装置有一个输送泵，用于把燃料箱内DME燃料加压到一个指定的压力，并且把它输送到输送管里；一个喷射泵，它有一个喷射泵单元，该单元有一个能够随柱塞上下运动而开闭的输送阀，柱塞的运动由凸轮轴的转动带动，而凸轮轴则由上述柴油机的驱动轴带着转动，这样就能把燃料通道中的DME燃料通过上述输送管以指定数量和以指定正时输送到与上述柴油机燃料喷射嘴相连的喷射管里；一个溢流燃料管，用于从上述燃料喷射嘴和上述喷射泵溢流出的DME燃料返回到上述燃料箱里；残余燃油回收装置，用来在上述柴油机停机后，将残留在上述燃料通道和上述溢流燃料管中的DME燃料抽回到上述燃料箱中；上述喷射泵设置有喷射状态切换装置，用来将上述喷射泵单元在喷射状态和非喷射状态之间切换，在喷射状态下，输送阀由上述凸轮轴的凸轮来开关，在非喷射状态下，即使上述柱塞在上述凸轮作用下上下移动，上述输送阀也不因此而开关；其中即使上述输送阀仅在上述非喷射状态下关闭，上述喷射泵单元也允许上述喷射管与上述燃料通道之间连通。
2.如权利要求1中的喷射泵，其中喷射泵单元的柱塞一般是圆柱形形状，它在上述喷射状态切换装置的作用下而在柱塞套内周向旋转，上述DME燃料的喷射量依据上述柱塞的旋转位置而改变；其中当上述柱塞旋转到一个使得上述喷射量为零的位置时，上述喷射泵单元变为上述非喷射状态，一个清除通路形成以连接上述喷射管和上述燃料通道。
3.如权利要求2的喷射泵，其中喷射泵单元有一个输送阀紧座，输送阀紧座上有一个连通上述喷射管的输送阀插入孔；上述输送阀装在上述输送阀插入口内以往复运动；一个输送阀座，它整体的与上述输送阀紧座安装在一起，并且有一个阀座件用来切断上述喷射管与上述燃油通道之间的连通，当上述输送阀的阀件与它该阀座件接触时，建立一种阀关闭状态；一个输出弹簧，用以将上述输送阀向上述输送阀座压紧；一个柱塞套，它整体的与上述输送阀座安装在一起，并且有一个连通上述输送阀座的压缩室；上述柱塞安装在上述压缩室内以往复运动，有一端对着上述输送阀；以及一个柱塞弹簧，用来将上述柱塞向上述凸轮压紧；其中，当上述喷射泵单元处于上述喷射状态时，上述柱塞被上述凸轮从上述阀关闭状态向上推动，以切断上述压缩室与上述燃料通道之间的连通，上述压缩室内的DME燃料向上推动从而打开上述输送阀将其变为开启状态，上述压缩室内的上述DME燃料在压力下通过处于上述开启状态的上述输送阀输送到上述喷射管里，上述压缩室和上述燃料通道通过上述柱塞外侧表面的一个凹槽再次互相连通，上述压缩室内液体压力降低，上述输送阀在上述输出弹簧的压紧力作用下关闭；其中，当上述喷射泵单元处于上述非喷射状态时，上述柱塞在上述喷射状态切换装置作用下周向的旋转到一个位置，使得上述柱塞外侧表面的一个清除凹槽与上述柱塞套内侧表面的一个清除口互相连通，此时经由上述清除口、上述清除凹槽和一条上述输送阀座上用以连接喷射管与清除孔的的清除通道，上述喷射管与上述燃油通道相互连通。
4.如权利要求1至3中任意一个的喷射泵，其中上述喷射泵有一个凸轮室，上述凸轮轴布置在内并且里面有润滑油，凸轮室有一套与上述柴油机润滑系统分离的专用的润滑系统；其中在该上述凸轮室内中有一个用来将DME燃料从含有DME燃料的润滑油中分离的油分离器，和一个由上述凸轮轴的凸轮驱动的压缩机，用来将上述分离出的DME燃料加压并且输送到上述燃料箱。
5.如权利要求2至4中任意一个的喷射泵，其中上述喷射状态切换装置有一个控制齿条，该控制齿条与上述柱塞啮合，能够往复运动，从而带动上述柱塞周向旋转；以及一个调速器，它有高速控制装置，用以将上述控制齿条向一个方向移动，以此减少燃料喷射量，这样上述柴油机的转速就不会超过一个允许最大极限；其中，上述控制齿条有一个不在满齿条位置与非喷射齿条位置之间的清除齿条位置，在这里满齿条位置由高速控制装置决定，而在非喷射齿条位置时，上述喷射泵单元从上述喷射状态切换到上述非喷射状态；其中，在上述柴油机发动机停机后，当上述残余燃料回收装置将残留在上述燃油通道和上述溢流燃料管内的上述DME燃料抽回到上述燃料箱时，上述调速器将上述控制齿条移动到上述清除齿条位置；其中，只有当上述控制齿条处于上述清除齿条位置时，上述喷射泵单元才处于上述清除通路形成的上述非喷射状态。
6.如权利要求5的喷射泵，其中上述清除齿条位置被设置在上述非喷射齿条位置往非喷射状态一边的位置，该位置也处于上述控制齿条所能移动到的范围内。
7.一种用于如权利要求1至6中任意一个的柴油机的DME燃料供给装置。
8.如权利要求7的用于柴油机的DME燃料供给装置，其中上述残余燃料回收装置中有一个抽吸器，置于上述输送管和上述溢流燃料管之间，它能够使由上述输送泵到上述燃料箱输送的DME燃料循环，这样残留在上述燃料通道和上述溢流燃料管内的上述DME燃料就能被循环的DME燃料吸入，并且被抽回上述燃料箱。
9.如权利要求7或8的用于柴油机的DME燃料供给装置，其中因为上述输送泵位于上述燃料箱的DME燃料输送口附近，而该输送口则位于上述燃料箱的DME燃料液面下。
全文摘要
在喷射泵单元2中，输送阀座24内的清除通道242、柱塞套25内的清除通道252和清除口253形成了一条连通通道，以连通连接到液体燃料出口212的喷射管3和柱塞套25的内侧表面。当喷射泵单元2处于非喷射状态时，柱塞26周向旋转到一个位置，使得柱塞26外侧表面上的清除凹槽265和柱塞套25内侧表面上的清除口253相互连通。清除凹槽265通过孔263和凹槽262连通到燃油通道11。当喷射泵单元处于非喷射状态时，即使输送阀23关闭，喷射管3也能连通到燃油通道11。
文档编号F02M21/08GK1585855SQ02822289
公开日2005年2月23日 申请日期2002年11月8日 优先权日2001年11月9日
发明者野田俊郁, 野崎真哉, 牛山大丈, 早坂行广 申请人:株式会社博世汽车系统