燃油喷射系统及其供油泵组件的制作方法

本申请涉及一种用于燃油喷射系统的供油泵组件以及包含这种供油泵组件的燃油喷射系统。

背景技术：

共轨型燃油喷射系统常被用于车辆、机械设备、燃油发电设备等等中。共轨型燃油喷射系统通常包括低压供油泵、高压组件和共轨。供油泵将预加压燃油以计量的方式输送到高压组件，而高压组件加压燃油、然后将燃油以高压供应到共轨，共轨中的高压燃油被喷射到发动机中。

图1中示出了一种共轨型燃油喷射系统的低压侧部分，其中包括供油泵(低压泵)1，其从油箱2抽取燃油，供油泵1的进油侧和排油侧分别布置着粗过滤器3和主过滤器4。供油泵1抽取的燃油经计量单元5以计量的方式向高压组件输送。溢流阀6用于将未被计量单元5输送的多余燃油返回到油箱2。此外，在供油泵1的进油侧，还布置有节流器7，用于限制供油泵1的进油流量。该节流器7具有固定的开度(节流面积)，因此使得供油泵1具有大致恒定的供油流量。在经计量单元5输送的燃油量较小的工况下，会有大量的燃油从溢流阀6回流到油罐2，从而造成浪费。此外，在环境压力较低的地区，例如高海拔地区，由于进油侧压力较低，可能会导致供油泵1在启动阶段的供油能力下降，这可能导致发动机启动不稳定。

技术实现要素：

本申请的目的是避免共轨型燃油喷射系统的供油泵进油侧的具有固定开度的节流器导致的不足。

为此，根据本申请的一个方面，提供了一种供油泵组件，用在燃油喷射系统中，用于向高压组件供应燃油，所述供油泵组件包括：供油泵，其进油口通过进油通道连接到油箱；计量单元，其通过排油通道连接着供油泵的排油口；主过滤器，其布置在排油通道中；溢流阀，其布置在溢流通道中，该溢流通道连接着所述排油通道并且连接着通向油箱的回流通道；其特征在于，所述供油泵组件还包括开度可调的节流阀，所述节流阀布置在进油通道中，并且具有基于溢流通道中的燃油压力和/或流量控制的开度。

根据一种可行实施方式，所述节流阀为压力控制型节流阀，具有由开度控制通道中燃油压力控制的开度，所述开度控制通道在开度控制取样点连接到溢流通道。

根据一种可行实施方式，开度控制通道中设有节流器。

根据一种可行实施方式，所述节流阀为电磁控制型节流阀，具有基于在开度控制取样点检测的溢流通道中燃油压力和/或流量控制的开度。

根据一种可行实施方式，所述节流阀具有在开度控制取样点的燃油压力和/或流量高于相应基准值时减小的开度，以及在开度控制取样点的燃油压力和/或流量低于相应基准值时增大的开度。

根据一种可行实施方式，所述节流阀具有在开度控制取样点的燃油压力和/或流量高于相应基准值加上一个上限偏差值时减小的开度，以及在开度控制取样点的燃油压力和/或流量低于相应基准值减去一个下限偏差值时增大的开度。

根据一种可行实施方式，所述上限偏差值和下限偏差值为相应基准值的15％或以下，或是相应基准值的10％或以下。

根据一种可行实施方式，所述开度控制取样点设置在溢流通道的下游段中；或是设置在溢流通道的上游段中；或是设置在排油通道中，位于主过滤器与计量单元之间；或是设置在溢流通道与排油通道之间的连接点处。

根据一种可行实施方式，所述进油通道中设有粗过滤器，所述节流阀布置在所述粗过滤器与供油泵之间。

本申请在另一方面提供了一种燃油喷射系统，其包括如前所述的供油泵组件，以及至少一个高压组件，所述高压组件由所述供油泵组供应燃油。

根据本申请，供油泵进油侧设置了开度可调的节流阀，节流阀的开度取决于供油泵排油侧压力。这样，在供油泵排油侧压力过高时，控制节流阀减小开度，减少供油泵的进油量，以降低供油泵排油侧压力，从而减小回流的油量，提高共轨型燃油喷射系统的效率，避免浪费。

另一方面，在供油泵排油侧压力过低时，控制节流阀增大开度，从而增加供油泵的进油量，升高供油泵排油侧压力，从而确保以足够的燃油压力和流量向高压组件供油，确保发动机稳定地正常运转。在环境气压较低时，例如在高海拔地区，可通过这种方式增加供油泵的进油量，以确保供油泵正常地启动和操作、以及发动机正常地启动和运转。

此外，由于总是能够确保供油泵以足够的流量和压力向计量单元供应燃油，而不必在供油泵排油侧维持高压力和高流量，因此可以使用相对较小的主过滤器，从而节约成本。

附图说明

本申请的各个方面将通过参照附图所做的详细描述而被更完整地理解，在附图中：

图1是一种根据现有技术的共轨型燃油喷射系统低压侧部分的示意性布局图；

图2是根据本申请一种实施方式的共轨型燃油喷射系统的示意性布局图；

图3、4是根据本申请改型实施方式的共轨型燃油喷射系统的示意性布局图。

具体实施方式

图2展示了根据本申请的一种可行实施方式的共轨型燃油喷射系统的总体构造。该燃油喷射系统用于向发动机(未示出)喷射燃油，例如柴油。

燃油喷射系统包括供油泵组件和高压组件。供油泵组件包括供油泵(低压泵)1，例如叶片泵、齿轮泵等，其进油口连接着进油通道L1、排油口连接着排油通道L2。进油通道L1延伸到油箱2，并且进油通道L1中布置着粗过滤器3或初级过滤器。排油通道L2中布置着用于过滤燃油中的污物的主过滤器4，并且排油通道L2延伸到计量单元5的引入端口。主过滤器4将排油通道L2分为上游段和下游段。计量单元5一般为常开型的，但本申请也覆盖使用常闭型计量单元的实施方式。计量单元5以预定的占空比交替地打开和关闭。计量单元5的输出端口连接着输送通道L3，输送通道L3通向高压组件。

回流通道L4延伸到油箱2，用于使燃油喷射系统的各个部件泄露的燃油返回到油箱2中。溢流通道L5的上游端在溢流点“A”连接着排油通道L2，下游端连接着回流通道L4。溢流阀6布置于溢流通道L5中，用于将排油通道L2中的多余燃油排放到回流通道L4中，溢流阀6将溢流通道L5分为上游段和下游段。

应指出，术语“上游”和“下游”是参照燃油喷射系统工作时燃油在各个通道中的流动定义的。

节流通道L6的上游端在节流点“B”连接着输送通道L3，下游端连接着回流通道L4。节流器8布置于节流通道L6中，用于将输送通道L3中的多余燃油排放到回流通道L4中。

可选的排气阀9在靠近供油泵1的进油口和排油口的两个位置处连接于进油通道L1和排油通道L2之间，用于在供油泵1被安装后和/或在主过滤器4被安装或更换后排放供油泵1和主过滤器4以及与它们相连的通道中的空气，可能借助于手动泵(未示出)排气。

燃油喷射系统的高压组件被从供油泵组件输送预加压燃油。高压组件包括布置在壳体10中的多个驱动机构11，它们并且共用公共的驱动轴，以及多个活塞泵12，分别由相应的驱动机构11驱动。

每个活塞泵12分别具有引入端口和输出端口，所述引入端口连接着输送通道L3，所述输出端口经分支通道L7连接着共轨13。活塞泵12分别配备有泄漏油通道(未示出)，其连接着回流通道L4。共轨13被配置成将燃油喷射到发动机(未示出)中，并且配备有连接着回流通道L4的溢流通道L8，溢流阀14布置在溢流通道L8中。

此外，在进油通道L1中，在供油泵1的上游侧，具体地讲是在粗过滤器3与供油泵1之间，布置着开度可调的节流阀15。节流阀15的开度可以是压力控制型的，控制压力取自供油泵1的排油侧，例如取自溢流通道L5。

在图2所示的例子中，节流阀15开度的控制压力由开度控制通道L9提供。开度控制通道L9一方面在位于溢流阀6下游的开度控制取样点“C”连接到溢流通道L5，另一方面连接到节流阀15的控制端口。节流器16设置在开度控制通道L9中，用于调节燃油在开度控制通道L9中的流动。

针对节流阀15开度的控制压力可以设置一个压力基准值。当溢流通道L5中的压力高于该压力基准值时，节流阀15的开度减小，而当溢流通道L5中的压力低于该压力基准值时，节流阀15的开度增大。

可以理解，为了避免节流阀15的开度被反复频繁调节，可以将节流阀15的开度设置为在溢流通道L5中的压力高于该压力基准值加上一个上限偏差值、或低于该压力基准值减去一个下限偏差值时，减小或增大节流阀15的开度。

当然，可以理解，节流阀15的开度也可以是电磁控制型的，即在开度控制取样点设置压力传感器和/或流量传感器，用于在供油泵1的排油侧、例如溢流阀6下游检测溢流通道L5中的压力和/或流量。燃油喷射系统的控制器在检测的压力和/或流量高于或低于相应的基准值时，向节流阀15的电磁控制元件发出开度调节信号。即，如果检测的压力和/或流量高于相应的基准值，则将节流阀15的开度减小，而如果检测的压力和/或流量低于相应的基准值，则将节流阀15的开度增大。在这种情况下，也可以设置为在检测的压力和/或流量高于相应的基准值加上一个上限偏差值、或低于相应的基准值减去一个下限偏差值时，控制节流阀15减小或增大开度。

所述上限偏差值和下限偏差值可以是相应基准值的15％或以下，或10％或以下。所述上限偏差值和下限偏差值可以彼此相同或不同。

可以理解，开度控制取样点C也可以在主过滤器4下游设置在排油通道L2中(参看图3所示的改型例)，或是在溢流阀6上游设置在溢流通道L5中(参看图4所示的改型例)，或是设置成与溢流点“A”重合。

在本申请的燃油喷射系统操作时，供油泵1被启动，其从油箱2经进油通道L1抽取燃油，并将燃油排放到排油通道L2中。排油通道L2中的燃油经输送通道L3流向计量单元5并被计量单元5以计量的方式向高压组件输送，燃油中未被计量单元5输送的多余部分进入溢流通道L5中，流经溢流阀6，然后流入回流通道L4中并且返回油箱2。

输送通道L3中的计量输送的燃油被朝向高压组件输送，计量输送的燃油中的多余部分进入节流通道L6中，流经节流器8，然后流入回流通道L4中并且返回油箱2。

高压组件从输送通道L3接收燃油，由活塞泵12将燃油加压到高压，然后将高压燃油经分支通道L7供应到共轨13中。然后，共轨13中的高压燃油可被喷射到发动机。

在燃油喷射系统的常规操作中，当供油泵1排油侧的开度控制取样点“C”处的燃油压力和/或流量高于相应的基准值(或基准值加上一个上限偏差值)时，这说明供油泵1供应的燃油量偏大，同时溢流返回油箱2的燃油量也偏大。在这种情况下，借助于开度控制通道L9输送到节流阀15的控制端口的燃油压力，或是借助于控制器向节流阀15的电磁控制元件发出的开度调节信号，节流阀15的开度减小，从而供油泵1从油箱抽取的燃油量减小。这样，可以提高系统效率，减小泄漏量。

另一方面，当供油泵1排油侧的开度控制取样点“C”处的燃油压力和/或流量低于相应的基准值(或基准值减去一个下限偏差值)时，这说明供油泵1供应的燃油量不足，而这可能导致向发动机喷射的燃油压力或流量不足，影响发动机的工作，尤其是发动机启动。在这种情况下，借助于开度控制通道L9输送到节流阀15的控制端口的燃油压力，或是借助于控制器向节流阀15的电磁控制元件发出的开度调节信号，节流阀15的开度增大，从而供油泵1从油箱抽取的燃油量增大。这样，可以确保向发动机喷射足够压力和流量的燃油，确保发动机正常工作或启动。

通过开度可调的节流阀15，实现了对供油泵1的供油能力的闭环反馈控制。

需要指出，在环境压力较低的地区，例如高海拔地区，由于供油泵进油侧压力较低，可能会导致供油泵1在工作中、尤其是启动阶段的供油能力不足，这也会体现在开度控制取样点“C”处的燃油压力和/或流量低于相应的基准值(或基准值减去一个下限偏差值)。由于在这种情况下节流阀15的开度被增大，因而供油泵1从油箱抽取的燃油量增大，确保供油泵1的供油能力和发动机的运转。这样，本申请的燃油喷射系统的应用范围可以扩大，例如扩大到在高海拔地区使用。

此外，假定供油泵1进油侧的节流阀的开度不可调，那么在为了确保在所有工作条件下供油泵1都能供油足够的燃油量，必须将排油通道L2中的燃油流量维持在一个高级别，相应地需要采用大规格的主过滤器3。而根据本申请，在采用了开度可调的节流阀15后，可以对供油泵1的供油能力进行闭环反馈控制，因而不必将排油通道L2中的燃油流量维持在一个高级别。相应地，可以采用较小规格的主过滤器3。这样，可以降低主过滤器3的费用。

综上所述，通过采用开度可调的节流阀15，使得整个燃油喷射系统获得了综合效益。

虽然这里参考具体的实施方式描述了本申请，但是本申请的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本申请的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。