内燃发动机的制作方法

专利名称：内燃发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃发动机，更具体地，涉及一种具有供给或供应低 压燃料的低压燃料供给系统、能够将所述低压燃料喷射至进气口中的低压 燃料喷射装置、供给或供应高压燃料的高压燃料供给系统以及能够将所述 高压燃料喷射至燃烧室中的高压燃料喷射装置的内燃发动机。
背景技术：
作为安装在诸如轿车或卡车等车辆上的诸如汽油发动机或柴油发动机 的内燃发动机的一种类型，在本领域中已知直接喷射式或缸内喷射式内燃 发动机，在这种内燃发动机中，燃料直接喷射至燃烧室(气缸)中而不是 喷射至进气口中。在所述直接喷射式内燃发动机中，当进气门开启时，从 相应的进气口将空气吸入燃烧室中，并且，在进气行程期间或在活塞上升 以便压缩进气的压缩行程期间，燃料喷射阀(喷射器)直接将燃料喷射至 燃烧室中。因而，高压空气和雾状燃料彼此混合，且所得到的燃料-空气 混合气被火花塞点燃以在燃烧室中爆炸。然后，当排气门开启时，废气经 排气口排出。
在如上所述的直接喷射式内燃发动机的燃料系统中，电动低压燃料泵 汲取燃料箱中的燃料并将所述燃料的压力升高至既定低压，并且高压燃料 泵升高所述低压燃料的压力以提供高压燃料。随后，将高压燃料储存于输 送管路中，且安装于所述输送管路上的多个燃料喷射阀(喷射器)以微粒 形式将燃料喷射至相应的燃烧室中。在所述高压泵中，柱塞由随同曲轴旋 转的凸轮驱动以上下运动或往复运动，以便升高燃料的压力。在这种情况 下，柱塞的往复运动具有抽吸行程和供给行程，在抽吸行程中，柱塞沿增 大压力室的容积的方向运动，在供给行程中，柱塞沿减小压力室的容积的
方向运动。节流阀设置于与所述压力室连通的燃料i^通道中。在所述抽 吸行程中所述节流阀开启，使得燃料经所述燃料i^yV通道吸入压力室中， 且在所述供给行程中所述节流阀关闭,使得压力室中的燃料被加压至既定 压力并随后从所述高压燃料泵输送。因此，通过控制所述节流阀的开启正时和关闭正时，能够调节从所述高压燃料泵输送的高压燃料的量。
在如上所述的直接喷射式内燃发动机的燃料系统中，柱塞通过与曲轴 一起运动的凸轮而进行往复运动。因此，通过检测随同曲柄转角变化的柱 塞的位置并才艮据所述柱塞的位置来设定节流阀的开启正时和关闭正时，可 以适当地调节或控制燃料的量。但是，当所述内燃发动机处于诸如怠速等 比较安静的工作状态时，节流岡开启和关闭时所产生的工作声响或噪声变 得明显或令A^烦，并会劣化发动机工作的无声性。就此而论，当发动机 在已预热之后以怠速运行时，燃料由于冷却剂温度增高而比较容易汽化或 形成微粒，并且由于发动机转速低所以从燃料喷射到点火的时间长度比较 长，同时每个气缸中的压力比较低。因此，即使将由低压燃料泵加压的低 压室喷射至燃烧室中，所述低压燃料也能够充分汽化或形成微粒。因而， 在发动机预热之后的怠速期间，使节流阀停止于开启位置，且由低压燃料 泵加压的低压燃料按原样流过高压燃料泵以在压力下被供给至输送管路， 使得燃料喷射阀将低压燃料喷射至燃烧室中。以此方式，能够减小或消除 在高压燃料泵中的节流阀的开启和关闭时所产生的工作声响或噪声。
日本专利No. 2874082中公开了如上所述的直接喷射式内燃发动机的 燃料供给系统的示例。
在如上所述的已知直接喷射式内燃发动机的燃料系统中，高压燃料泵 的柱塞根据曲轴的旋转进行往复运动。因此，即使在所述发动机已预热之 后以怠速运行时将节流阀停止于开启位置并且停止对燃料进行加压和供 给，柱塞仍始终受到驱动。由于柱塞的往复运动引起燃料受到周期性地推 动，所以在燃料通道中发生燃料的压力脉动，并引起燃料通道中的燃料压 力的变化或波动，且所述燃料压力的变化会被传递至输送管路和燃料喷射 阀。在所述内燃发动机的控制器基于发动机工作状态控制喷射正时以及从 燃料喷射阀喷射的燃料的喷射量时，如果燃料的压力脉动被传递至输送管 路和燃料喷射阀，则由燃料喷射阀喷射的燃料的量会出现误差。因而，有 可能不能从燃料喷射阀喷射要喷射至燃烧室中的燃料的理想量或期望量， 且空燃比有可能偏离目标值。

发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种内燃发动机，在所述内燃发动机中， 由于高压泵的驱动而发生的燃料的压力脉动的传递得以有效限制或防止，使得能够向所述发动机供应适宜的燃料量，因而防止空燃比偏离目标值。 根据本发明的一个方面，提供了一种内燃发动机，所述内燃发动机包
括(a)低压燃料供给系统，其经低压燃料通道将由低压泵加压的低压燃 料供给至低压燃料容积室；(b)低压燃料喷射装置，其设置于所述低压燃 料容积室，用于将所述低压燃料喷射至进气口； (c)高压燃料供给系统， 其经高压燃料通道将高压燃料供给至高压燃料容积室，所述高压燃料供给 系统包括高压泵，所述高压泵升高由所述低压泵加压的所述低压燃料的压 力从而提供所述高压燃料；(d)旁通通道，其连通所述低压燃料容积室与 所述高压燃料供给系统；以及(e)单向阀，其设置于所述旁通通道中，用 于防止燃料从所述高压燃料供给系统流至所述低压燃料容积室。
在如上所述的内燃发动机中，所述旁通通道可以连通所述低压燃料容 积室与所述高压燃料通道。
此外，所述旁通通道可以连通所述低压燃料容积室与所述高压燃料容 积室。
在如上所述的内燃发动机中，所述单向阀开启以允许燃料从所述低压 燃料容积室流至所述高压燃料供给系统的所述单向阀的阀门开启压力可
以被设定为低于所述低压泵输送所述低压燃料的输送压力。
在如上所述的内燃发动机中，可以设置高压燃料单向阀，用于防止燃 料从所述高压燃料供给系统逆流至所述高压泵，并且，所述高压燃料单向 阀开启以允许燃料从所述高压泵流至所述高压燃料通道的阀门开启压力 可以被设定为高于所述低压泵输送所述低压燃料的输送压力。
在如上所述的内燃发动机中，可以设置高压燃料单向阀，用于防止燃 料从所述高压燃料通道逆流至所述高压泵，并且，所迷高压泵可以包括柱 塞和流量调节阀，其中，所述柱塞根据所述内燃发动机的驱动而运动以便 升高所述低压燃料的压力从而提供所迷高压燃料，而所述流量调节阀则被 开启和关闭以便吸入所述低压燃料并输送所述高压燃料。在这种情况下， 所述高压燃料单向阀开启以允许燃料从所述高压泵流至所述高压燃料通 道的阀门开启压力可以被设定为高于在所述高压泵未执行高压燃料压力 控制时由所^i塞的工作而产生的最大燃料压力。
在如上所述的内燃发动机中，可以在所述低压燃料通道中设置至少一 个减小燃料脉动的脉动减小装置。在如上所述的内燃发动机中，如上所述的至少一个脉动减小装置可以 通过将从所述高压泵的入口至所述低压燃料容积室的燃料通道长度设定 为使得因所述高压泵的运转而发生的燃料脉动不会被传递至所述低压燃 料容积室的长度来设置。
在如上所述的内燃发动机中，如上所述的至少一个脉动减小装置可以 包括设置于所述低压燃料通道中用于减小所述燃料通道的面积的节流器。 如上所述的至少一个脉动减小装置可以进一步包括设置于所述低压燃料 通道中用于衰减燃料脉动的阻尼器。
在如上所述的内燃发动机中，所述旁通通道可以具有第一分支通道和 第二分支通道，并且，所述单向阀可以设置在所述笫一分支通道中，而在 所述第二分支通道中则可以设置有减压阀。在本实施方式中，当所述高压 燃料供给系统中的所述高压燃料的压力超过预定的压力水平时，则开启所 述减压阀以使J吏燃料返回至所述低压燃料容积室。
在如上所述的内燃发动机中，所述减压阀可以由电磁阀组成，所述电 磁阀之开启能够加以电性地控制。
压燃料供给系统，所述低压燃料供给系统将由低压泵加压的低压燃料经低 压燃料通道供给至低压燃料容积室，所述高压燃料供给系统将从高压泵输 送的高压燃料经高压燃料通道供给至高压燃料容积室，其中所述高压泵对 从低压泵输送的低压燃料进行加压。所述低压燃料容积室与包括于高压燃 料供给系统中的所述高压燃料通道或高压燃料容积室经由所述旁通通道 彼此连通，且所述单向阀设置于所述旁通通道中，用于防止燃料从所述高 压燃料通道或高压燃料容积室流至所述低压燃料容积室.由于具有较大容 积的所述低压燃料容积室经由所述旁通通道与所述高压燃料通道或高压 燃料容积室连通，所以，由于所述高压泵而引起的燃料压力脉动的传递通 过所述低压燃料通道和所述低压燃料容积室而得以有效限制或防止，并 且，能够向燃料喷射装置供应适宜的燃料量，使得能够防止空燃比偏离目 标值。


通过阅读以下结合附图对本发明的优选实施方式所作的详细说明，将会更好理解本发明的特征、优点、以及技术和产业意义，在所述附图中 图l是示出根据本发明第一实施方式的内燃发动机的燃料系统的示意
图2是示出第一实施方式的内燃发动机的主要部分的竖向截面图3是示出第一实施方式的内燃发动机的燃烧室的截面图4是示出在第一实施方式的内燃发动机的高压燃料供给系统中使用
的高压泵的构造的示意图5是示出根据本发明第二实施方式的内燃发动机的燃料系统的示意
图6是示出根据本发明第三实施方式的内燃发动机的燃料系统的示意
图7是示出根据本发明四实施方式的内燃发动机的燃料系统的示意图。
具体实施例方式
在以下的说明和附图中，将参考示例性实施方式更详细地说明本发明。 应当理解，本发明并不局限于这些实施方式的细节。
图l是示出根据本发明第一实施方式的内燃发动机的燃料系统的示意
图，且图2是示出第一实施方式的内燃发动机的主要部分的竖向截面图。 图3是示出形成于第一实施方式的内燃发动机中的燃烧室的截面图，且图 4是示出在第一实施方式的内燃发动机的高压燃料供给系统中使用的高压 泵的构造的示意图。
在第一实施方式中，所述内燃发动机的形式为具有进气口喷射式燃料 喷射装置以及直接或缸内喷射式燃料喷射装置的V型六缸汽油发动机。在 图2和图3所示的V型六缸发动机中，气釭体11具有设置于其上部中的 左气缸列12和右气缸列13，使得每个气釭列12、 13都相对于发动机的竖 直方向倾斜一定角度，并且在每个气釭列12、 13中都形成有三个气缸孔 14、 15,同时，在每个气缸孔14、 15中容纳有活塞16、 17，使得活塞16、 17能够在相应的气缸孔14、 15中上下运动。曲轴(未示出)以可旋转方 式支撑于气釭体ll的下部中，且活塞16、 17分别经由连杆18、 19连接于曲轴。
另一方面，气缸盖20、 21紧固于相应的气缸体ll的气缸列12、 13的 顶面上，且气釭体ll、每个活塞16、 17以^M目应的气缸盖20、 21在每个 气缸中配合而形成燃烧室22、 23。进气口 24、 25和排气口26、 27形成于 燃烧室22、 23的上方，即，形成于气釭盖20、 21的下表面处，使得进气 口 24、 25与排气口26、 27相对，且进气门28、 29和排气门30、 31的下 端部分别设置于进气口 24、 25和排气口 26、 27中。进气门28、 29和排气 门30、 31分别地由气缸盖20、 21以能够轴向运动的方式支撑，且沿关闭 进气口 24、 25和排气口 26、 27的方向受到偏置。进气凸轮轴32、 33和排 气凸轮轴34、 35由气缸盖20、 21以可旋转方式支撑，且形成于进气凸轮 轴32、 33和排气凸轮轴34、 35上的进气凸轮36、 37和排气凸轮38、 39 分别地经由滚针式摇臂(未示出)而与进气门28、 29和排气门30、 31的 上端部接触。
通过以上设置，当进气凸轮轴32、 33和排气凸轮轴34、 35与发动机 同步旋转时，进气凸轮36、 37和排气凸轮38、 39致动相应的滚针式， 以便以一定正时沿进气门28、 29和排气门30、 31的轴向方向移动进气门 28、 29和排气门30、 31,从而开启和关闭进气口 24、 25和排气口 26、 27。 当进气门28、 29或者排气门30、 31向下运动以开启进气口 24、 25或者名, 气口 26、 27时，进气口 24、 25和燃烧室22、 23,或者燃烧室22、 23和 排气口 26、 27,能够彼此形成连通。
所述发动机进一步包括气门致动系统，该系统由可变进气门正时机构 (WT:智能正时可变气门)40、 41和可变排气门正时机构42、 43组成， 所述可变进气门正时机构40、 41和可变排气门正时机构42、 43分别根据 发动机工作状态将进气门28、 29和排气门30、 31控制成最优开启/关闭正 时。例如，分别地将VVT控制器安装于进气凸轮轴32、 33和排气凸轮轴 34、 35的轴向端部，以提供可变进气门正时机构40、 41和可变排气门正 时机构42、 43。所迷WT控制器促使液压泵(或者电动机)改变每个凸 轮轴32、 33、 34、 35相对于相应的凸^#_轮的相位，以便提前或延&目应 的进气门28、 29和排气门30、 31的开启/关闭时间。在这种情况下，每个 可变气门正时机构40、 41、 42、 43都在保持进气门28、 29或排气门30、 31的工作角度(或者开启时长)恒定的同时，提前或延&目应的进气门28、 29或排气门30、 31的开启/关闭时间。进气凸轮轴32、 33和排气凸轮轴
1034、 35分别设置有凸轮位置传感器44、 45、 46、 47以检测进气凸轮轴32、 33和排气凸轮轴34、 35的旋转相位。
稳压罐50经由进气歧管48、 49连接于每个气缸盖20、 21的进气口 24、 25，且进气管51连结于稳压罐50。空气滤清器52安装于进气管51 的空气入口处。具有节气门的电子节气装置53设置于进气管51中空气滤 清器52下游的部分。另一方面，排气管56、 57分别经由排气歧管54、 55 连接于排气口 26、 27，且排气管56、 57—起连结至排气集合管58中。三 元催化剂59、 60分别安装于排气管56、 57中，且NOx (氮氧化物)储存 还原型催化剂61安装于排气集合管58中。
用于将燃料(汽油)喷射至相应的进气口 24、 25中的第一喷射器(低 压燃料喷射装置)62、 63分别安装于每个气缸盖20、 21中，且所述第一 喷射器62、 63分别安装于第一输送管路64、 65。此外，用于将燃料(汽 油)直接喷射至相应的燃烧室22、 23中的第二喷射器(高压燃料喷射装置) 66、 67分别安装于每个气缸盖20、 21中，且所述第二喷射器66、 67分别 安装于第二输送管路68、 69。通过这种设置，所述第一喷射器62、 63能 够将储存于第一输送管路64、 65中的低压燃料喷射至相应的进气口 24、 25中，且所述第二喷射器66、 67能够将储存于笫二输送管路68、 69中的 高压燃料喷射至相应的燃烧室22、 23中。此外，用于点燃燃料-空气混合 气的火花塞70、 71安装于气缸盖20、 21中使得每个火花塞70、 71都设置 于相应的燃烧室22、 23的顶部处。
电子控制单元(ECU) 72安装于车辆上。ECU 72能够基于包括例如 检测到的进气量、进气温度、节气门开度、加速器踏板位置、发动机转速 以及冷却剂温度在内的发动机工作状态，控制每个喷射器62、 63、 66、 67 的燃料喷射正时、火花塞70、 71的点火正时等，并确定燃料喷射量、燃料 喷射正时、点火正时等。
更具体地，安装于进气管51的上游部分的空气流量计73和进气温度 传感器74分别测量进气量和进气温度，并将测量到的进气量和进气温度输 出到ECU 72。此外，^没置于电子节气装置53中的节气门位置传感器75 以及设置于加速器踏板处的加速器位置传感器76分别检测当前节气门开 度和当前加速器踏板位置，并将检测到的节气门开度和加速器踏板位置输 出到ECU72。此外，设置于曲轴处的曲柄转角传感器77检测曲柄转角， 并将检测到的曲柄转角输出到ECU72，且ECU72基于所述曲柄转角计算发动机转速。另外，设置于气缸体ll中的水温传感器78检测发动机的冷 却剂温度，并将检测到的冷却剂温度输出到ECU 72。
ECU 72还能够基于发动机工作状态来控制可变进气门正时机构40、 41和可变排气门正时机构42、 43。更具体地，当发动机在低温或轻负荷下 工作时，或者当发动积i起动或怠速时，ECU72控制可变气门正时机构40、 41、 42、 43以消除排气门30、 31的开启时长与进气门28、 29的开启时长 之间的重叠，以便减少倒流至进气口 24、 25或者燃烧室22、 23中的废气 的量，并因此实现稳定燃烧和改善的燃料经济性。当发动机在中等负荷下 工作时，ECU72控制可变气门正时机构40、 41、 42、 43以增大上述重叠， 以便增大内部EGR (废气再循环)率以改善废气净化效率并减小泵气损失 以改善燃料经济性。当发动机在低转速至中等转速下以高负荷运行时， ECU 72控制可变进气门正时机构40、 41以将关闭进气门28、 29的时间 提前，以便减少倒流至进气口 24、 25中的进气的量以提高容积效率。当发 动机在高转速下以高负荷运行时，ECU 72根据发动机转速控制可变进气 门正时^40、 41以将关闭进气门28、 29的时间延迟，以^f更提供与进气 惯性力相匹配的开启/关闭正时，并因此提高容积效率。
以如上所述方式构造的第一实施方式的V型六缸汽油发动机设置有传 输低压燃料的低压燃料供给系统81，以及从低压燃料供给系统81分支出 并传输高压燃料的高压燃料供给系统82。作用为用于将燃料喷射至进气口 24、 25中的低压燃料喷射装置的第一喷射器62、 63连结于低压燃料供给 系统81，且用于将燃料直接喷射至燃烧室22、 23中的第二喷射器66、 67 连结于高压燃料供给系统82。
在低压燃料供给系统81中，供给泵U^S泵)84设置于储存燃料的 燃料箱83中，且该供给泵84经由低压燃料供给管85以及由该低压燃料供 给管85分叉成的两根低压燃料分支管86、 87，连接于设置成彼此并列的 两根第一输送管路64、 65。供给泵84是将燃料箱83中的燃料的压力升高 至规定压力水平(低压)并将所述燃料输送至低压燃料供给管85的电动低 压燃料泵。三个第一喷射器62、 63安装于每根第一输送管路64、 65。此 夕卜，低压燃料回流管88从低压燃料供给管85的近端部分(靠近供给泵84) 分支出，且调节器89安装于低压燃料回流管88中。通过这种设置，当低 压燃料供给系统81中的燃料的压力变为高于规定压力时，从供给泵84输 送的低压燃料的一部分经所述低压燃料回流管88和调节器89返回至燃料箱83，使得低压燃料供给系统81中的，即，笫一输送管路64、 65中的燃 料的压力能够被保持于规定低压。
在高压燃料供给系统82中，分支管90从低压燃料供给系统81的低压 燃料供给管85的中游部分分支出，且高压泵91连接于分支管90的远端部。 高压泵91经由高压燃料供给管92连接于其中一个第二输送管路68，且高 压燃料单向阀93安装于高压燃料供给管92中。此外，高压燃料供给管92 的远端部经由高压燃料连通管94连接于另一个第二输送管路69。
高压泵91是由发动机的旋转排气凸轮轴35驱动的流量调节器型高压 燃料泵，并且能够工作以将低压燃料供给系统81中的低压燃料供给管85 的低压燃料的压力升高至规定压力水平，从而提供高压燃料。高压泵91 经高压燃料供给管92将高压燃料供给至第二输送管路68，并进一步经高 压燃料连通管94将高压燃料供给至第二输送管路69。高压燃料单向阀93 用来防止从高压泵91供给至笫二输送管路68、 69的高压燃料流回至低压 燃料供给系统81中。
以下，将参考图4更详细地说明设置于高压燃料供给系统82中的高压 泵91。在高压泵91中，柱塞102以可自由运动的方式支撑于具有圆筒形 状的壳体101中，且壳体101和柱塞102配合而形成压力室103，燃料在 所述压力室103中被加压。柱塞102由弹簧(未示出)沿扩大压力室103 的方向(在图4中为向下方向)偏置。三个驱动凸轮104在第二气缸列13 側形成于排气凸轮轴35的纵向端部，且柱塞102的下端部始终与所述驱动 凸轮104中的任意一个接触。当排气凸轮轴35旋转时，所述驱动凸轮104 上下移动柱塞102，从而增大和减小压力室103的容积。
高压泵91具有形成于壳体101的上部中的入口 105和出口 106。入口 105与低压燃料供给系统81侧的分支管卯连通，且出口 106与压力室103 和高压燃料供给系统82侧的高压燃料供给管92连通。在这种情况下，出 口 106经由高压燃料单向阀93连接于高压燃料供给管92。在壳体101的 上部中，作为节流阀用于开启和关闭所述入口 105的电磁溢流阀107被支 撑为使得阀107能够沿竖直方向运动。所述电磁溢流阀107由偏置弹簧108 沿开启所i^A口 105的方向偏置。当向i殳置于壳体101的上部中的螺线管 109施加电流时，所述电磁溢流阀107向上运动以便关闭入口 105。
通过上述i殳置，当在入口 56通过电磁溢流阀107而置于开启状态下的同时由驱动凸轮104驱动的柱塞102在排气凸轮轴35的旋转过程中向下运 动时，低压燃料供给系统81的分支管卯中的低压燃料经入口 105被^UV 压力室103中。当由驱动凸轮104驱动的柱塞102在排气凸轮轴35保持旋 转时向上运动时，向螺线管109通电以便使电磁溢流阀107向上运动并促 使溢流阀107关闭入口 105，籍此将压力室103中的低压燃料的压力升高 至特定压力水平。此后，能够从出口 106将所得到的高压燃料经高压单向 阀93输送至高压燃料供给系统82的高压燃料供给管92中，该高压单向阀 93在接收高压燃料时是开启的。
在这种情况下，ECU72根据由设置于第二输送管路68、 69中的燃料 压力传感器79检测到的高压燃料压力，控制向螺线管109施加电流的正时， 以便控制电磁溢流阀107关闭入口 105的时间，并因此调节输送至高压燃 料供给管92的燃料的量。电磁溢流阀107是常开型溢流阀，其在正常情况 下由偏置弹簧108保持于开启状态。在未向螺线管109施加电流时，电磁 溢流阀107置于入口 105开启的开启状态J吏得分支管90中的低压燃料能 够经入口 105、压力室103以及出口 106流入高压燃料供给管92中。因此， 即使在螺线管109发生故障的情况下，入口 105仍会被保持于开启状态， 使得能够最小化燃料供应故障和/或燃料系统的损坏或破损。
返回参考图1，第二输送管路69经由高压燃料回流管95连接于燃料 箱83，且减压阀96安装于高压燃料回流管95中。因此，能够通过减压阀 96使从高压泵91供给至第二输送管路68、 69的燃料的压力保持恒定，并 且当燃料的压力变为高于规定压力水平时，能够经由高压燃料回流管95 使多余燃料返回至燃料箱13。在这种情况下，由于第二输送管路68、 69 中的燃料的压力作为阀门开启压力施加于减压阀96，所以需要才艮据第二喷 射器66、 67喷射燃料所需的燃料喷射压力来设定减压阀96的岡门开启压 力。
在第一实施方式中，低压燃料供给管85和低压燃料分支管86、 87构 成本发明的低压燃料通道，且第一输送管路64、 65构成本发明的低压燃料 容积室，同时低压燃料供给管85、低压燃料分支管86、 87以及第一输送 管路64、 65构成低压燃料供给系统81。同时，高压燃料供给管92和高压 燃料连通管94构成本发明的高压燃料通道，且第二输送管路68、 69构成 本发明的高压燃料容积室，同时高压燃料供给管92、高压燃料连通管94 以及第二输送管路68、 69构成本发明的高压燃料供给系统82。第一实施方式的V型六釭发动机包括低压燃料供给系统81和进气口 喷射式第一喷射器62、 63，且进一步包括高压燃料供给系统82和直接喷 射式第二喷射器66、 67。因此，发动机依据发动机工作状态选择性地使用 所述燃料供给系统和所述喷射器。通常，在发动机的低负荷工作范围中使 用高压燃料供给系统82和直接喷射式第二喷射器66、 67，并且在发动机 的中等负荷至高负荷工作范围中低压燃料供给系统81和进气口喷射式第 一喷射器62、 63以及高压燃料供给系统82和直接喷射式第二喷射器66、 67都使用。
在高压燃料供给系统82的高压泵91中，柱塞102通过排气凸轮轴35 的驱动凸轮104而进行往复运动(即，上下运动)。因此，ECU72基于曲 柄转角传感器77 (或凸轮位置传感器47 )的检测信号来检测柱塞102的位 置，并根据柱塞102的位置设定电磁溢流岡107的开启/关闭正时，以便适 当调节从高压泵91输送的燃料的量。但是，当发动机处于诸如怠速等比较 安静的工作状态时，电磁溢流闹107开启和关闭时所产生的工作声响或噪 声会变得明显，并会劣化发动机工作的无声性。
关于这一点，当发动机在已预热之后以怠速运行时，由于冷却剂温度 高，所以燃料比较容易汽化并形成微粒，并且由于发动机转速低，所以从 燃料喷射到点火所用的时间长度比较长，且每个气缸中的压力比较低。因 此，即使将由供给泵84加压的低压燃料喷射至燃烧室22、 23中，所述低 压燃料仍能够充分汽化并形成微粒。因此，在第一实施方式中，在发动机 的怠速期间使电磁溢流阀107停止于阀门开启位置，且由供给泵84加压的 低压燃料在绕过高压泵91的同时在压力下被供给至第二输送管路68、 69， 使得第二喷射器66、 67将低压燃料喷射至燃烧室22、 23中。以此方式， 减小了高压泵91中由于电磁溢流阀107的开启和关闭而引起的工作声响。
在柱塞102根据排气凸轮轴35的旋转而进行往复运动的高压泵91中， 即使当电磁溢流阀107在发动机预热之后的怠速期间停止于阀门开启位置 并且停止对燃料进行加压和供给时，柱塞102仍始终受到驱动。因此，燃 料由于柱塞102的往复运动而周期性地受到推动，并在燃料供给管85、 92 以及燃料系统的其它部分中产生燃料的压力脉动，导致燃料的压力的波动 或变化。燃料压力的波动l^被传递至每个输送管路64、 65、 68、 69以及 每个喷射器62、 63、 66、 67。因而，由喷射器62、 63、 66、 67喷射的燃 料量有可能出现误差，且每个喷射器有可能不能将预期待喷射的燃料量喷射至相应的燃烧室22、 23中，导致空燃比的不良控制。
因此，在笫一实施方式中，如图1所示，设置旁通管97用于将低压燃 料供给系统81的第一输送管路65与高压燃料供给系统82的第二输送管路 68连接，并在旁通管97中安装用于防止燃料从第二输送管路68流至第一 输送管路65的单向阀98。在这种情况下，将单向阀98的岡门开启压力， 即，单向阀98开启以允许燃料从第一输送管路65流至第二输送管路68 的压力被设定为低于低压燃料在由供给泵84输送时的输送压力。在另一个 示例中，可以将旁通管97设置在第一输送管路65与高压供给系统82的高 压燃料供给管92之间，以实现两者之间的流体连通。在这种情况下，用于 防止燃料从高压燃料供给管92流至第一输送管路65的单向阀98同样安装 于旁通管97中。
通过上述设置，当在供给泵84正被驱动的同时使电磁溢流阀107停止 于阀门开启位置并停止对燃料进行加压和供给时，从供给泵84输送的低压 燃料经低压燃料供给管85和低压燃料分支管86、 87被供给至笫一输送管 路64、 65,并进一步经在其中单向阀98开启的旁通管97而被供给至第二 输送管路68、 69，使得每个第二喷射器66、 67能够将低压燃料喷射至相 应的燃烧室22、 23中。
另一方面，理想地，将设置于高压燃料供给管92中的高压燃料单向阀 93的阀门开启压力，即，单向阀93开启以允i午燃料从高压泵91流至高压 燃料供给管92的压力被设定为高于低压燃料由供给泵84输送时的输送压 力。由于从供给泵84输送的低压燃料经低压燃料供给管85、低压燃料分 支管87、第一输送管路65以及旁通管97被供给至笫二输送管路68、 69， 所以高压燃料供给管92中的燃料压力与第二输送管路68、 69中的燃料压 力变为彼此大体相等。因此，当高压泵91未执行高压燃料压力控制时(即， 在高压泵91的非通电期间)，可以将高压燃料单向阀93开启以允"^午燃料从 高压泵91流至高压燃料供给管92的阀门开启压力设定为高于由柱塞102 的工作而产生的最大燃料压力(即，脉动燃料压力的最高水平)。
在笫一实施方式中，在低压燃料供给管85和低压燃料分支管86、 87 中设置用于减小燃料的脉动的至少一个脉动减小装置。更具体地，通过将 从高压泵91的入口 105延伸至第一输送管路64、 65的燃料通道的长度设 定为使得因高压泵91的运转而发生的燃料脉动不会被传递至第一输送管 路64、 65的长度来设置脉动减小装置。在这种情况下，从高压泵91的入口 105至第一输送管路64、 65的燃料通道的长度是分支管90的总长、从 分支管卯与低压燃料供给管85相连的接头到低压燃料供给管85与低压燃 料分支管86、 87相连的接头之间的长度、以及低压燃料分支管86、 87的 总长的总和。
以下，将说明第一实施方式的V型六釭发动机的工作。如图1和图2 所示，ECU 72利用所存储的映射基于检测到的发动机转速和加速器踏板 位置(节气门开度)来计^"被供应至发动机的燃料量。ECU 72还基于 发动机负荷确定是将燃料仅喷射至燃烧室22、 23中，还是将燃料既喷射至 进气口 24、 25中也喷射至燃烧室22、 23中。当发动机处于低负荷工作范 围时，利用高压燃料供给系统82和笫二喷射器66、 67以将燃料喷射至燃 烧室22、 23中。当发动机处于中等负荷工作范围时，利用高压燃料供给系 统82和第二喷射器66、 67以将燃料喷射至燃烧室22、 23中，并且还利用 低压燃料供给系统81和第一喷射器62、 63以将燃料喷射至进气口 24、 25 中。当发动机负荷增大且发动机ii^高负荷工作范围时，增加喷射至进气 口 24、 25中的燃料量。
更具体地说明，当发动机起动时，驱动供给泵84以汲取燃料箱83中 的燃料且将燃料的压力升高至特定压力水平，并且将所得到的低压燃料输 送至低压燃料供给管85。在低压燃料供给系统81中，将低压燃料从低压 燃料供给管85经低压燃料分支管86、 87供给至第一输送管路64、 65，使 得第一输送管路64、 65中的燃料的压力借助调节器89而被保持于规定低 压。
另 一方面，在高压燃料供给系统82中，经分支管90将从供给泵84输 送至低压燃料供给管85的低压燃料供给至高压泵91，且高压泵91将所述 低压燃料的压力升高至特定压力水平以提供高压燃料。所述高压燃料的压 力施加于高压燃料单向阀93以开启所述单向岡93，并且经高压燃料供给 管92将所述高压燃料供给至第二输送管路68且经高压燃料连通管94进一 步将所述高压燃料供给至第二输送管路69。然后，借助减压阀96将第二 输送管路68、 69中的燃料的压力保持于规定压力水平。
在这种状态下，如果ECU 72基于发动机工作状态确定燃料要被喷射 至气缸(燃烧室)中，即，要执行直接燃料喷射，则ECU72生成指示喷 射正时和喷射量(阀门开启时长)的输出信号到第二喷射器66、 67，并执 行缸内或直接燃料喷射，以便向发动机供应所需燃料量。更具体地，每个
17笫二喷射器66、67在每个气釭的进气行程或压缩行程期间将燃料喷射至相 应的燃烧室22、 23中。如此喷射的燃料与^目应的进气口 24、 25^U^燃 烧室22、 23中的空气混合，从而在燃烧室22、 23中形成燃料-空气混合 气。所述燃料-空气混合气被活塞16、 17压缩，然后被火花塞70、 71点 燃，使得所述混合气爆炸并膨胀，从而经由活塞16、 17向曲轴施加力(力 矩)以旋转曲轴。
如果ECU 72基于发动机工作状态确定燃料要被喷射至进气口中以及 还喷射至气缸中，则ECU 72生成指示喷射正时和喷射量(阀门开启时长) 的输出信号到第一喷射器62、 63和第二喷射器66、 67，并将燃料喷射至 进气口中(进气口喷射)以及气缸中(直接喷射)，以便向发动机供应所 需燃料量。更具体地，每个第一喷射器62、 63在每个气釭的进气行程的初 期将燃料喷射至相应的进气口 24、 25中。如此喷射的燃料与流经进气口 24、 25的空气混合以提供燃料-空气混合气，当进气门28、 29开启时， 所述燃料-空气混合气即被引A^目应的燃烧室22、 23中。每个第二喷射器
22、 23中。如此喷射的燃料在燃烧室22、 23中与从进气口 24、 25礼、的 燃料-空气混合气混合。所得到的燃料-空气混合气被活塞16、 17压缩， 然后被火花塞70、 71点燃，使得所述混合气爆炸并膨胀，从而经由活塞 16、 17向曲轴施加力(力矩)以旋转曲轴.
在第一实施方式的V型六缸发动机中，高压泵91的电磁溢流阀107 在发动机预热之后的怠速期间停止于阀门开启位置,使得由供给泵84加压 的低压燃料在绕过高压泵91的同时在压力下被供给至第二输送管路68、 69,并且第二喷射器66、 67将所述低压燃料喷射至燃烧室22、 23中。
更具体地，当发动机在已预热之后以怠速运行时，ECU72停止向高压 泵91通电以使泵91 iiX非通电状态，以便使电磁溢流阀107停止于阀门 开启位置。因而，第二喷射器66、 67将燃料喷射至燃烧室22、 23中，且 笫二输送管路68、 69中的燃料压力减小。另一方面，由供给泵84加压的 低压燃料从低压燃料供给管85经低压燃料分支管86、 87被供给至第一输 送管路64、 65,并进一步从第一输送管路65经旁通管97被供给至单向阀 98。当由于第二喷射器66、 67的燃料喷射而使第二输送管路68、 69中的 燃料压力减小至低于从供给泵84输送的低压燃料的燃料压力时，单向阀 98开启，且第一输送管路65中的低压燃料经旁通管97和单向阀98被供给至第二输送管路68、 69。即，由供给泵84加压的低压燃料在绕过高压 泵91的同时在压力下被供给至第二输送管路68、 69，使得第二喷射器66、 67能够将低压燃料喷射至燃烧室22、 23中。
如上所述，高压燃料单向阀93的阀门开启压力被设定为高于低压燃料 的输送压力，即，供给泵84输送低压燃料的压力，并且理想地设定为高于 在高压泵91的非通电期间由柱塞102的工作而产生的燃料脉动压力，使得 高压燃料单向阀93不会由于燃料源于柱塞102的往复运动的脉动压力而开 启。因此，当高压泵91未被通电时，能防止因柱塞102的往复运动而引起 的燃料的压力脉动经高压燃料供给管92传递至第二输送管路68、 69。关 于这一点，理想地，考虑到脉动压力的变化，将高压燃料单向阀93的阀门 开启压力的上限设定为高于脉动压力的范围内的最小值。这是因为，过高 的阀门开启压力有可能阻碍对由高压泵91加压的燃料进行供给，导致高压 泵91的供给效率降低。通过以如上所述方式设定阀门开启压力的上限，能 防止高压泵91的供给效率的降低。
当发动机在已预热之后以怠速运行时，停止向高压泵91施加电流，且 使电磁溢流阀107停止于阀门开启状态，使得由低压泵84加压的低压燃料 绕过高压泵91,并经低压燃料供给系统81和旁通管97被供给至第二输送 管路68、 69。因此，在发动机的诸如怠速等比较安静的工作范围中，减小 了电磁溢流阀107开启和关闭时所产生的工作声响或噪声。
当发动机在已预热之后以怠速运行时，由低压泵84加压的低压燃料经 低压燃料供给系统81和旁通管97被供给至第二输送管路68、 69。从高压 泵91的入口 105延伸至每根第一输送管路64、 65的燃料通道的长度被设 定为使得因高压泵91的运转而引起的燃料脉动不会被传递至第一输送管 路64、 65的长度。因此，防止了因高压泵91中的柱塞102的往复运动而 引起的燃料的压力脉动经低压燃料供给系统81而被传递至第二输送管路 68、 69。
更具体地，当高压泵91处于非通电状态时，由柱塞102的往复运动而
85和低压燃料分支管86、 87时由于压力损失而得以衰减，且防止了所述 压力脉动被传递至第二输送管路68、 69。由柱塞102的往复运动而引起的 燃料脉动的周期依据柱塞102的往复运动的速度，即，发动机转速而改变。 衰减低压燃料供给系统81中的压力脉动所需的燃料通道的长度与所述脉动周期成比例，且当发动机转速减小且所述脉动周期变为更长(即，脉动 频率变为更低)时，需要增加所述燃料通道的长度。在第一实施方式中，
从高压泵91的入口 105至第一输送管路64、 65的燃料通道的长度被设定 为等于或大于能够在作为发动机的下限转速的怠速转速(例如，500-800 转/分)下衰减所述压力脉动的长度。
在第一实施方式中，燃料箱83安装于车辆的后部，且发动机安装于车 辆的前部，同时供给泵84安装于车辆的后部，且高压泵91安装于车辆的 前部。通过这种设置，从高压泵91的入口 105至第一输送管路64、 65的 燃料通道，即，从供给泵84至第一输送管路64、 65的燃料通道具有足够 大的长度。
在第一实施方式的内燃发动机中，设置低压燃料供给系统81用于将由
^给至笫一输送管路64'、 6;并i没j!高压燃料供给系i82用于将M 所述低压燃料进行加压的高压泵91输送的高压燃料经高压燃料供给管92 供给至笫二输送管路68、 69。在第一实施方式的发动机中，能够将高压燃 料喷射至燃烧室22、 23的第二喷射器66、 67安装于第二输送管路68、 69， 且设置旁通管97用于使第一输送管路65与第二输送管路68连通。另夕卜 在旁通管97中设置单向阀98用于防止燃料从第二输送管路68流至第一输 送管路65。
通过在其中使具有较大容积的第二输送管路68和第一输送管路65经 由旁通管97彼此连通的上述i殳置，当高压泵91处于非驱动或非通电状态 时，由被排气凸轮轴35驱动的柱塞102所产生的燃料压力脉动在燃料流过 低压燃料供给管85、低压燃料分支管86、 87以及第一输送管路64、 65的 同时得以有效衰减，并且得以防止被传递至第二输送管路66、 67。因此， 能将适宜的燃料量供应至每个第二喷射器66、 67，使得第二喷射器66、 67 能够将规定量的低压燃料喷射至相应的燃烧室22、 23中。从而，能够减小 或消除否则空燃比将偏离目标值或理想值的可能性。
在这种情况下，单向阀98开启以允许燃料从第一输送管路65流至第 二输送管路68的阀门开启压力^C设定为低于低压燃料在由供给泵84输送 时的输送压力。因此，能够防止低压燃料从第二输送管路68经旁通管97 逆流至第一输送管路65，并能够将供给至第二输送管路68、 69的低压燃 料的压力保持于适当的压力水平。在第一实施方式中，设置于高压燃料供给管92中的高压燃料单向阀 93的阀门开启压力，即，所述单向阀93开启以允许燃料从高压泵91流至 高压燃料供给管92的压力被设定为高于低压燃料在由供给泵84输送时的 输送压力。在这种情况下，理想地，将高压燃料单向岡93开启以允许燃料 从高压泵91流至高压燃料供给管92的阀门开启压力设定为高于在高压泵 91未执行高压燃料压力控制时(即，在高压泵91的非通电期间)由柱塞 102的工作而产生的最大燃料压力(脉动燃料压力的最高水平)。
因此，在发动机处于常规工作状态时，驱动高压泵91以升高低压燃料 的压力，从而提供具有经适当控制的压力的高压燃料，使得高压燃料开启 高压燃料单向阀93，并经由高压燃料供给管92被供给至第二输送管路68、 69。另一方面，如果高压泵91停止对低压燃料进行加压，则高压燃料单向 阀93关闭，并停止将高压燃料经高压燃料供给管92供给至第二输送管路 68、 69。因而，能够在绕过高压泵91的同时，经低压燃料供给系统81和 旁通管97将由供给泵84加压的低压燃料供给至笫二输送管路68、 69。由 于此时高压燃料单向阀93关闭，且所述单向阀93的阀门开启压力^!t没定 为高于由柱塞102的工作而产生的脉动燃料压力，所以由高压泵91的柱塞 102产生的燃料压力脉动得以防止被传递至第二输送管路68、 69。
在笫一实施方式中，在低压燃料供给管85和低压燃料分支管86、 87 中设置有用于减小燃料的脉动的至少一个脉动减小装置，且脉动减小装置 是通过将从高压泵91的入口 105至第一输送管路64、 65的燃料通道的长 度设定为使得因高压泵91 (柱塞102)的运转而发生的燃料脉动不会被传 递至第一输送管路64、 65。因此，当高压泵91停止对低压燃料进行加压 时，由高压泵91的柱塞102产生的燃料压力脉动会在脉动经低压燃料供给 系统81传播时由于压力损失而得以衰减，且有效防止了燃料压力脉动传递 至第二输送管路68、 69。
此外，在第一实施方式中，当高压泵91停止对低压燃料进行加压时， 高压燃料单向阀93关闭，且由供给泵84加压的低压燃料经低压燃料供给 系统81和旁通管97被供给至第二输送管路68、 69。在低压燃料的供给过 程中，由高压泵91的柱塞102产生的燃料压力脉动得以衰减。因此，大体 不会出现燃料压力的变化或波动，且能够在笫二输送管路68、 69中建立稳 定的燃料压力，因此使得每个第二喷射器66、 68都能够以高准确性喷射规 定量的低压燃料。图5是示出根据本发明第二实施方式的内燃发动机的燃料系统的示意 图。在图5中，与图1中所用相同的参考标号用于标识功能与如上所述的 第一实施方式的功能相同或相似的构件或元件。
如图5所示，在第二实施方式的V型六缸汽油发动机中，低压燃料供 给系统81包括容置于燃料箱83中的供给泵84，且供给泵84经由低压燃 料供给管85和低压燃料分支管86、 87连接于第一输送管路64、 65。第一 喷射器62、 63安装于笫一输送管路64、 65。
另一方面，在高压燃料供给系统82中，分支管卯连结于低压燃料供 给系统81中的低压燃料供给管85的中游部分，且高压泵91连结于分支管 卯。第二输送管路68经由高压燃料供给管92连接于高压泵91,且高压燃 料单向阀93安装于高压燃料供给管92中。此外，高压供给管92经由高压 燃料连通管94连接于第二输送管路69，且笫二输送管路69经由高压燃料 回流管95连接于燃料箱83,同时，减压岡96安装于高压燃料回流管95 中。
另外，设置旁通管97用于连接低压燃料供给系统81的第一输送管路 65与高压燃料供给系统82的第二输送管路68，且用于防止燃料从第二输 送管路68流至第一输送管路65的单向阀98安装于旁通管97中。在这种 情况下，单向阀98开启以允许燃料从第一输送管路65流至第二输送管路 68的阀门开启压力被设定为低于由供给泵84输送低压燃料的输送压力。
另一方面，设置于高压燃料供给管92中的高压燃料单向阀93的阀门 开启压力，即，所述单向阀93开启以允许燃料从高压泵91流至高压燃料 供给管92的压力被设定为高于低压燃料由供给泵84输送时的输送压力。 但是，理想地，将高压燃料单向阀93的阀门开启压力设定为高于在高压泵 91未执行高压燃料压力控制时(即，在高压泵91的非通电期间)由柱塞 102的工作而产生的最大燃料压力(脉动燃料压力的最高水平)。
在第二实施方式中，在低压燃料供给管85和低压燃料分支管86、 87 中设置有用于减小燃料的脉动的两个脉动减小装置。更具体地，作用为脉 动减小装置的节流器111、 112设置于低压燃料分支管86、 87中。此外， 在第一输送管路64、 65的端部中设置用于衰减燃料的脉动的脉动阻尼器 113、 114作为脉动减小装置。节流器lll、 112分别用来减小低压燃料分支 管86、 87的燃料通道的面积(或内径)。脉动阻尼器113、 114由容置于与第一输送管路64、 65的端部相连的壳体中的偏置弹簧和膜片组成。
当第二实施方式的V型六缸发动机在已预热之后以怠速运行时，高压 泵91的电磁溢流阀107停止于阀门开启位置，且由供给泵84加压的低压 燃料在绕过高压泵91的同时在压力下被供给至第二输送管路68、 69，使 得第二喷射器66、 67将低压燃料喷射至燃烧室22、 23中。
更具体地，当发动机在预热之后以怠速运行时，停止向高压泵91施加 电流(或停止向高压泵91通电)，且使电磁溢流阀107停止于阀门开启位 置。然后，将由供给泵84加压的低压燃料从低压燃料供给管85经低压燃 料分支管86、 87供给至第一输送管路64、 65,并进一步经旁通管97和单 向阀98供给至第二输送管路68、 69。即，由供给泵84加压的低压燃料在 绕过高压泵91的同时在压力下被供给至第二输送管路68、 69，使得第二 喷射器66、 67能够将低压燃料喷射至燃烧室22、 23中。
由于在发动机预热之后的怠速期间停止向高压泵91通电且使电磁溢 流阀107保持于阀门开启状态，所以减小或消除了会在电磁溢流阀107开 启和关闭时产生的工作声响。此外，由于高压燃料单向阀93的阀门开启压 力被设定为高于在高压泵91的非通电期间通过柱塞102的工作而产生的脉 动燃料压力，所以高压燃料单向阀93在承受因柱塞102的往复运动而引起 的脉动燃料压力时不开启。因此，在高压泵91的非通电期间，防止了由于 柱塞102的往复运动而引起的燃料压力脉动经高压燃料供给管92传递至第 二输送管路68、 69。
当高压泵91处于非通电状态时，低压燃料经低压燃料供给管85和低 压燃料分支管86、 87被供给至第一输送管路64、 65。在所述燃料的供给 过程中，因柱塞102的往复运动而引起的燃料压力脉动在燃料流过低压燃 料分支管86、 87的节流器111、 112时由于压力损失而得以衰减，并进一 步通过第一输送管路64、 65中的脉动阻尼器113、 114而得以衰减，籍此 防止了所述压力脉动传递至第二输送管路68、 69。
因此，在第二实施方式的内燃发动机中，第一输送管路65和第二输送 管路68经由旁通管97彼此连通，且用于防止燃料从笫二输送管路68流至 第一输送管路65的单向阀98"^殳置于旁通管97中。此外，节流器111、 112 设置于低压燃料分支管86、 87中，且脉动阻尼器113、 114设置于第一输 送管路64、 65的端部中。通过上述设置，当高压泵91处于非驱动状态时，由被排气凸轮轴35 驱动的柱塞102所产生的燃料压力脉动在燃料流过低压燃料分支管86、 87 时通过节流器111、 112而得以衰减，并在燃料到达第一输送管路64、 65 时通过脉动阻尼器113、 114而得以衰减。因此，防止了燃料压力脉动传递 至第二输送管路68、 69,并且向每个第二喷射器66、 67供应适宜的燃料 量，使得第二喷射器66、 67能够将规定量的低压燃料喷射至相应的燃烧室 22、 23中。因此，能够减小或消除否则空燃比将偏离目标值或理想值的可 能性。
图6是示出根据本发明第三实施方式的内燃发动机的燃料系统的示意 图。在图6中，与图l和图5中所用相同的参考标号用于标识功能与如上 所述的第一实施方式和第二实施方式的功能相同或相似的构件或元件。
如图6所示，在第三实施方式的V型六缸汽油发动机中，低压燃料供 给系统81包括容置于燃料箱83中的供给泵84，且供给泵84经由低压燃 料供给管85和低压燃料分支管86、 87连接于第一输送管路64、 65。第一 喷射器62、 63安装于第一输送管路64、 65。
另一方面，在高压燃料供给系统82中，分支管卯连结于低压燃料供 给系统81中的低压燃料供给管85的中游部分，且高压泵91连结于分支管 卯。高压泵91经由高压燃料供给管92连接于第二输送管路68,且高压燃 料单向阀93安装于高压燃料供给管92中。此外，高压燃料供给管92经由 高压燃料连通管94连接于第二输送管路69。
另外，设置旁通管97用于连接低压燃料供给系统81的第一输送管路 65与高压燃料供给系统82的第二输送管路68。旁通管97在一端连结于第 一输送管路65，且旁通管97的另一个端部被分叉成连结于笫二输送管路 68的第一分支管121和笫二分支管122。用于防止燃料从第二输送管路68 流至第一输送管路65的单向阀98安装于第一分支管121中。在第二分支 管122中安装有减压阀96,当第二输送管路68中的高压燃料的压力超过 预定压力水平时该减压阀96开启，以便使燃料返回至第一输送管路65。 在这种情况下，单向阀98的阀门开启压力，即，单向阀98开启以允许燃 料从第一输送管路65流至第二输送管路68的压力，被设定为低于低压燃 料由供给泵84输送时的输送压力。
在第三实施方式中，节流器111、 112设置于低压燃料分支管86、 87中，且脉动阻尼器113、 114设置于第一输送管路64、 65的端部中。
当第三实施方式的V型六缸发动机起动时，供给泵84受到驱动从而 汲取燃料箱83中的燃料并将所述燃料的压力升高至特定压力水平，并且将 所得到的低压燃料输送至低压燃料供给管85。在低压燃料供给系统81中， 低压燃料从低压燃料供给管85经低压燃料分支管86、 87供给至第一输送 管路64、 65，使得第一输送管路64、 65中的燃料的压力借助调节器89而 被保持于规定低压。
另 一方面，在高压燃料供给系统82中，从供给泵84输送至低压燃料 供给管85的低压燃料经分支管90供给至高压泵91，且高压泵91将所述 低压燃料的压力升高至特定压力水平从而提供高压燃料。然后，所述高压 燃料开启高压燃料单向阀93，且经高压燃料供给管92而被供给至第二输 送管路68，并经高压燃料连通管94而进一步被供给至笫二输送管路69。 如果在高压燃料的供给过程中第二输送管路68、69中的燃料压力超过预定 压力，则减压阀96开启，且第二输送管路68、 69中的高压燃料经减压阀 96、第二分支管122以及旁通管97排至第一输送管路64、 65,使得第二 输送管路68、 69中的燃料的压力保持于预定压力水平。
当发动机在已预热之后以怠速运行时，高压泵91的电磁溢流阀107 停止于阀门开启位置，且由供给泵84加压的低压燃料在绕过高压泵91的 同时在压力下被供给至第二输送管路68、 69，使得第二喷射器66、 67将 低压燃料喷射至燃烧室22、 23中。
更具体地，当发动机在已预热之后以怠速运行时，停止向高压泵91 施加电流(或停止向高压泵91通电)，使得电磁溢流阀107停止于阀门开 启位置。然后，将由供给泵84加压的低压燃料从低压燃料供给管85经低 压燃料分支管86、 87供给至第一输送管路64、 65，并经旁通管97、第一 分支管121以及单向阀98供给至第二输送管路68、 69。即，由供给泵84 加压的低压燃料在绕过高压泵91的同时在压力下被供给至第二输送管路 68、 69，使得第二喷射器66、 67能够将低压燃料喷射至燃烧室22、 23中。
由于在发动机预热之后的怠速期间停止向高压泵91通电且使电磁溢 流阀107保持于阀门开启状态，所以减小或消除了会在电磁溢流阀107开 启和关闭时产生的工作声响。此外，由于高压燃料单向阀93的阀门开启压 力^L设定为高于在高压泵91的非通电期间通过柱塞102的工作而产生的脉动燃料压力，所以高压燃料单向阀93在承受因柱塞102的往复运动而引起 的脉动燃料压力时不开启。因此，在高压泵91的非通电期间，防止了由于 柱塞102的往复运动而引起的燃料的压力脉动经高压燃料供给管92传递至 第二输送管路68、 69。
当高压泵91处于非通电状态时，低压燃料经低压燃料供给管85和低 压燃料分支管86、 87被供给至第一输送管路64、 65。在所述燃料的供给 过程中，因柱塞102的往复运动而引起的燃料的压力脉动在燃料流过低压 燃料分支管86、 87的节流器111、 112时由于压力损失而得以衰减，且还 通过第一输送管路64、 65中的脉动阻尼器113、 114而得以衰减。因此， 限制或防止了所述压力脉动传递或传播至第二输送管路68、 69。
因此，在第三实施方式的内燃发动机中，第一输送管路65和第二输送 管路68经由旁通管97彼此连通，且旁通管97的一个端部被分叉成第一分 支管121和第二分支管122。单向阀98安装于第一分支管121中，且减压 阀96安装于第二分支管122中。
通过上述设置，当高压泵91处于驱动状态时，高压燃料经高压燃料供 给管92供给至第二输送管路68、 69，且如果第二输送管路68、 69中的燃 料压力超过预定压力水平则减压阀96开启，使得第二输送管路68、 69中 的高压燃料能够经旁通管97排至第一输送管路64、 65。以此方式，能够 将第二输送管路68、 69中的燃料的压力保持于预定压力7JC平。另一方面， 当高压泵91处于非驱动状态时，由供给泵84加压的低压燃料经低压燃料 供给管85供给至第一输送管路64、 65，并进一步经旁通管97和单向阀98 供给至第二输送管路68、 69。此时，由被排气凸轮轴35驱动的柱塞102 所产生的燃料的压力脉动通过节流器111、 112和脉动阻尼器113、 114而 得以衰减，使得能够有效限制或防止燃料压力脉动传递至第二输送管路 68、 69'
在旁通管97既作用为旁通通道又作用为燃料回流通道的本实施方式 中，能够减少燃料系统中使用的管数，且能够以降低成本的方式筒单构造 出燃料系统。
图7是示出根据本发明第四实施方式的内燃发动机的燃料系统的示意 图。在图7中，与图l、图5和图6中所用相同的参考标号用于标识功能 与图示实施方式的功能相同或相似的构件或元件。如图7所示，在第四实施方式的V型六缸汽油发动机中，低压燃料供 给系统81包括容置于燃料箱83中的供给泵84，且供给泵84经由低压燃 料供给管85和低压燃料分支管86、 87连接于第一输送管路64、 65。第一 喷射器62、 63安装于第一输送管路64、 65。
另一方面，在高压燃料供给系统82中，分支管90连结于低压燃料供 给系统81中的低压燃料供给管85的中游部分，且高压泵91连结于分支管 90。高压泵91经由高压燃料供给管92连接于第二输送管路68，且高压燃 料单向阀93安装于高压燃料供给管92中。此外，高压燃料供给管92经由 高压燃料连通管94连接于第二输送管路69。
另外，设置旁通管97用于连接低压燃料供给系统81的第一输送管路 65与高压燃料供给系统82的第二输送管路68。旁通管97在一端连结于第 一输送管路65,且旁通管97的另一个端部被分叉成连结于第二输送管路 68的第一分支管121和第二分支管122。用于防止燃料从第二输送管路68 流至第一输送管路65的单向阀98安装于第一分支管121中。在第二分支 管122中安装有电磁减压阀131,当第二输送管路68中的高压燃料的压力 超过预定压力水平时该电磁减压阀131开启，以便使燃料返回至第一输送 管路65。在这种情况下，单向阀98开启以允许燃料从第一输送管路65流 至第二输送管路68的单向阀98的阀门开启压力被设定为低于低压燃料由 供给泵84输送时的输送压力。ECU 72能够才艮据发动机工作状态来控制所 述电磁减压阀131的开启。
在第四实施方式中，节流器lll、 112分别设置于低压燃料分支管86、 87中，且脉动阻尼器113、 114设置于相应的笫一输送管路64、 65的端部 中。
当第四实施方式的V型六缸发动机起动时，供给泵84受到驱动从而 汲取燃料箱83中的燃料并将所述燃料的压力升高至特定压力水平，并且将 所得到的低压燃料输送至低压燃料供给管85。在低压燃料供给系统81中， 低压燃料从低压燃料供给管85经低压燃料分支管86、 87供给至第一输送 管路64、 65,使得第一输送管路64、 65中的燃料的压力借助调节器89而 被保持于规定低压。
另一方面，在高压燃料供给系统82中，从供给泵84输送至低压燃料 供给管85的低压燃料经分支管90供给至高压泵91,且高压泵91将所述低压燃料的压力升高至特定压力水平从而提供高压燃料。然后，所述高压
燃料开启高压燃料单向阀93,且经高压燃料供给管92而被供给至第二输 送管路68，并经高压燃料连通管94而进一步^L供给至第二输送管路69。 在所述供给的过程中，ECU 72利用燃料压力传感器79监控第二输送管路 68中的燃料的压力。如果由燃料压力传感器79检测到的第二输送管路68、 69中的燃料压力超过预定压力水平，则ECU 72开启电磁减压阀131，使 得第二输送管路68、 69中的高压燃料经电磁减压阀131、第二分支管122 以及旁通管97排至第一输送管路64、 65。以此方式，将第二输送管路68、 69中的燃料的压力保持于预定压力水平。
当发动机在已预热之后以怠速运行时，高压泵91的电磁溢流阀107 停止于阀门开启位置，且由供给泵84加压的低压燃料在绕过高压泵91的 同时在压力下被供给至第二输送管路68、 69,使得第二喷射器66、 67将 低压燃料喷射至燃烧室22、 23中。
更具体地，当发动#预热之后以怠速运行时，停止向高压泵91施加 电流(或停止向高压泵91通电)，4吏得电磁溢流阀107停止于阀门开启位 置。然后，将由供给泵84加压的低压燃料从低压燃料供给管85经低压燃 料分支管86、 87供给至笫一输送管路64、 65，并经旁通管97、第一分支 管121以及单向阀98供给至第二输送管路68、 69。即，由供给泵84加压 的低压燃料在绕过高压泵91的同时在压力下被供给至第二输送管路68、 69,使得笫二喷射器66、 67能够将低压燃料喷射至燃烧室22、 23中。
由于在发动机预热之后的怠速期间停止向高压泵91通电且使电磁溢 流阀107保持于阀门开启状态，所以减小或消除了会在电磁溢流阀107开 启和关闭时产生的工作声响。此外，由于高压燃料单向阀93的阀门开启压 力^Ci更定为高于在高压泵91的非通电期间通过柱塞102的工作而产生的脉 动燃料压力，所以高压燃料单向阀93响应于由柱塞102的往复运动所引起 的脉动燃料压力而不开启。因此，在高压泵91的非通电期间，防止了由于 柱塞102的往复运动而引起的燃料的压力脉动经高压燃料供给管92传递至 第二输送管路68、 69。
当高压泵91处于非通电状态时，低压燃料经低压燃料供给管85和低 压燃料分支管86、 87被供给至第一输送管路64、 65。在所述燃料的供给 过程中，因柱塞102的往复运动而引起的燃料的压力脉动在燃料流过低压 燃料分支管86、 87的节流器111、 112时由于压力损失而得以衰减，且还通过第一输送管路64、 65中的脉动阻尼器113、 114而得以衰减。因此， 限制或防止了所述压力脉动传递或传播至第二输送管路68、 69。
因此，在第四实施方式的内燃发动机中，第一输送管路65和笫二输送 管路68经由旁通管97彼此连通，且旁通管97的一个端部被分叉成第一分 支管121和第二分支管122。单向阀98安装于第一分支管121中，且电磁 减压阀131安装于第二分支管122中。
通过上述设置，当高压泵91处于驱动状态时，高压燃料经高压燃料供 给管92供给至笫二输送管路68、 69,且如果由燃料压力传感器79检测到 的第二输送管路68、 69中的燃料压力超过预定压力水平则ECU72开启电 磁减压阀131，使得第二输送管路68、 69中的高压燃料经旁通管97排至 第一输送管路64、 65。以此方式，能够将第二输送管路68、 69中的燃料 的压力保持于预定压力水平。另一方面，当高压泵91处于非驱动状态时， 由供给泵84加压的低压燃料经低压燃料供给管85供给至第一输送管路 64、 65，并进一步经旁通管97和单向阀98供给至第二输送管路68、 69。 在^^燃料的供给过程中，由被排气凸轮轴35驱动的柱塞102所产生的燃 料的压力脉动通过节流器111、 112和脉动阻尼器113、 114而得以衰减， 使得能够有效限制或防止燃料压力脉动传递至第二输送管路68、 69。
在旁通管97既作用为旁通通道又作用为燃料回流通道的本实施方式 中，能够减少燃料系统中使用的管数，且能够以降低成本的方式简单构造 出燃料系统。此外，由于电磁减压阀131设置于旁通管97中，所以能防止 第二输送管路68、 69中的燃料压力由于开启高压燃料单向阀93时的压力 损失而减小，且能减小由于所述单向岡93开启的时间与所述单向阀93关 闭的时间之间的滞后作用而引起的燃料压力的变化，因而保证燃料压力的 可控性得以提高。
在每个图示实施方式中，当发动机在已预热之后以怠速运行时，ECU 72使高压泵91进入非驱动状态，使得由供给泵84加压的低压燃料经低压 燃料供给管85供给至第一输送管路64、 65，并进一步经旁通管97供给至 第二输送管路68、 69。但是，应当理解，将高压泵91置于非驱动状态的 发动机工作状态并不局限于这些状态。例如，当发动机起动或者当发动机 以低负荷高转速运行时，可以使高压泵91进入非驱动状态，且可以将低压 燃料供应至第二输送管路68、 69。本发明可以应用于所有类型的燃料系统，以向安装在诸如轿车或卡车 等车辆上的诸如汽油发动机和柴油发动机等内燃发动机供给燃料。还应当
理解，本发明应用于其中的发动机的类型并不局限于v型六缸发动机，而 是可以是例如直列四釭发动机，且气釭数目并不局限于每个图示实施方式 的气缸数目。
如从上述说明中理解到的，根据本发明的内燃发动机设置成经由旁通 通道来连通低压燃料通道与高压燃料通道，以i更有效限制或防止由于高压 泵的驱动而引起的燃料压力脉动的传播，使得能够将适宜的燃料量供应至 发动机以改善空燃比的控制。本发明能够应用于>^据发动机的工作状态来 驱动高压泵的发动机类型，且特别适合于减小由高压泵产生的压力脉动对 发动机燃料系统的影响。
权利要求
1.一种内燃发动机，包括低压燃料供给系统，其经低压燃料通道将由低压泵加压的低压燃料供给至低压燃料容积室；低压燃料喷射装置，其设置于所述低压燃料容积室，用于将所述低压燃料喷射至进气口；高压燃料供给系统，其经高压燃料通道将高压燃料供给至高压燃料容积室，所述高压燃料供给系统包括高压泵，所述高压泵升高由所述低压泵加压的所述低压燃料的压力从而提供所述高压燃料；旁通通道，其连通所述低压燃料容积室与所述高压燃料供给系统；以及单向阀，其设置于所述旁通通道中，用于防止燃料从所述高压燃料供给系统流至所述低压燃料容积室。
2.如权利要求l所述的内燃发动机，其中 所述旁通通道连通所述低压燃料容积室与所述高压燃料通道。
3.如权利要求l所述的内燃发动机，其中 所述旁通通道连通所述低压燃料容积室与所述高压燃料容积室。
4.如权利要求1至3中任一项所述的内燃发动机，其中所述单向阀开启以允许燃料从所述低压燃料容积室流至所述高压燃所述低压燃料的输送压力,
5. 如权利要求1至4中任一项所述的内燃发动机，其中设置高压燃料单向阀，用于防止燃料从所述高压燃料供给系统逆流至 所述高压泵，并且，所述高压燃料单向阀开启以允许燃料从所述高压泵流 至所述高压燃料通道的阀门开启压力被设定为高于所述低压泵输送所述 低压燃料的输送压力。
6. 如权利要求1至4中任一项所述的内燃发动机，其中设置高压燃料单向阀，用于防止燃料从所述高压燃料通道逆流至所述 高压泵；所述高压泵包括柱塞和流量调节阀，其中，所述柱塞才艮据所述内燃发 动机的驱动而运动以便升高所述低压燃料的压力从而提供所述高压燃料， 而所述流量调节阀则被开启和关闭以便吸入所述低压燃料并输送所述高压燃料；所述高压燃料单向阀开启以允许燃料从所述高压泵流至所述高压燃 料通道的阀门开启压力被设定为高于在所述高压泵未执行高压燃料压力 控制时由所述柱塞的工作而产生的最大燃料压力。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的内燃发动机，其中在所述低压燃料通道中设置至少一个减小燃料脉动的脉动减小装置。
8. 如权利要求7所述的内燃发动机，其中所述至少一个脉动减小装置包括将从所述高压泵的入口至所述低压 燃料容积室的燃料通道长度设定为使得因所述高压泵的运转而发生的燃 料脉动不会被传递至所述低压燃料容积室。
9. 如权利要求7所述的内燃发动机，其中所述至少一个脉动减小装置包括设置于所述低压燃料通道中用于减 d 、所述燃料通道的面积的节流器。
10. 如权利要求7或9所述的内燃发动机，其中所述至少一个脉动减小装置包括设置于所述低压燃料通道中用于衰 减燃料脉动的阻尼器。
11. 如权利要求1至10中任一项所述的内燃发动机，其中所述旁通通道具有第一分支通道和第二分支通道，并且，所述单向阀 设置在所述第一分支通道中，而在所述第二分支通道中则设置有减压阀， 当所述高压燃料供给系统中的所述高压燃料的压力超过预定的压力水平 时，则开启所述减压岡以便使燃料返回至所述低压燃料容积室。
12. 如权利要求ll所述的内燃发动机，其中所述减压阀包括电磁阀，所述电磁阀之开启能够加以电性地控制。
全文摘要
一种内燃发动机，包括低压燃料供给系统(81)，其经低压燃料供给管(85)将由供给泵(84)加压的低压燃料供给至第一输送管路(64、65)；第一喷射器(62、63)，其能够将低压燃料喷射至进气口(24、25)中；高压燃料供给系统(82)，其将由高压泵(91)加压的高压燃料经高压燃料供给管(92)供给至第二输送管路(68、69)；以及第二喷射器(66、67)，其能够将低压燃料喷射至燃烧室(22、23)中。旁通通道(97)连通第一输送管路(65)与第二输送管路(97)，且单向阀(98)设置于所述旁通管(97)中，用于防止燃料从第二输送管路(68)流至第一输送管路(65)。因此，有效限制了由于高压泵的驱动而引起的燃料压力脉动的传递，使得能够向发动机供应适宜的燃料量以改善空燃比的控制。
文档编号F02M69/46GK101563536SQ200780047336
公开日2009年10月21日 申请日期2007年12月21日 优先权日2006年12月22日
发明者小岛进, 服部文昭 申请人:丰田自动车株式会社