专利名称：具有燃料负压响应特性的非回油式燃料系统的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及作机动车动力的内燃机的燃料系统，更具体地说，涉及用于包含电控燃料喷嘴的燃料管组件内的新颖的燃料压力调节器。本发明的燃料压力调节器适用于无需单独的回油导管的非回油式(项尖座式)(dead headed)燃料管组件，该单独的回油导管本来是将多余的燃油自燃料管返回到燃料箱的。
背景技术：
和概述于1993年7月14日申请的序号为No.08/092,320的本发明人的共同转让的共同未决的专利申请公开了一种配置于燃料箱内的燃料压力调节器。不过该压力调节器将多余的燃料溢回到燃料箱内的燃料供应源，这种系统省去了自发动机返回到燃料箱的单独的回油导管，因为压力调节器在燃料箱内而不在燃料管组件内。节省回油导管常能使价格合理并节省空间，但这样做时，燃料压力调节器被安置在远离燃料管组件处，需要采取一些措施来确保这些远距离操作对燃料管组件的性能并不产生不希望的影响。此外，安装于燃料箱的压力调节器一般不能方便地配置成直接的进气岐管真空度补偿，即使发动机岐管真空度被传送到压力调节器，也需要自发动机到燃料箱的真空导管，因此，至少在某种程度上达不到省去回油导管的目的。
本发明涉及一种新颖和独特的燃料压力调节器，它既能使燃料压力调节器安装在可接近燃料喷嘴的燃料管组件上，还省去了自燃料管组件至燃料箱的单独的回油导管。此外，本发明的燃料压力调节器借助于控制腔保留了进气岐管真空度补偿，经一根自发动机进气系统内的附近真空口引出的短管，进气岐管真空度能方便地传送到该控制腔。
从本优先实施例的下列详细叙述中，会了解本发明的其它特点和优点。权利要求书和附图伴有说明，这些附图和说明公开了在现时为实施本发明而设想的最佳方式。
附图简介
图1是经燃料管组件的进口端部的纵剖视图，该燃料管组件包含一个体现本发明原理的燃料压力调节器；图2是沿图1中2-2箭头方向放大的横剖面图，为图示清楚，省去了某些部件；图3是沿图2中3-3箭头方向所取的图1中一部分的放大视图；图4是类似于图3的视图，但表示一个不同的工作状态；图5是类似于图3的视盘，但表示另一个不同的工作状态；图6是类似于图3的视盘，但表示又一个不同的工作状态；图7是图1中一个部件的放大立体图；图8是图7仰视图。
优先实施例叙述图1表示一燃料管组件10，它包括一燃料管12，燃料管12有一主燃料通道13，通道13将燃料输送到许多在其长度上各位置处的电控燃料喷嘴。燃料喷嘴1未被详细图示，仅简略表示。燃料管12可以任何常规的方法由组装在一起的金属部件制成，或由附图中实例所示的模制复合材料制成。燃料管12包括一个第一整体圆柱形座14，该座的轴线横交于燃料管的长度方向，体现本发明原理的燃料压力调节器借助于O型环密封装置17的流体密封方式共轴线配置于该座内。座14具有这样的形状，它能安装燃料压力调节器16，并利用一个可拆卸的叉形保持夹18将燃料压力调节器可拆地保持在那里。
在燃料进口端，燃料管12包括一个第二整体圆柱形座20，该座和沿长度方向的燃料管共轴线。座20在一轴向端开口，而在相反轴向端有两内凸肩，以便在那个位置上连续地缩小该座的内径，但使该端开通，跟通至燃料压力调节器16的短通道22连通。配置一组合的进口连接器适配滤清器滤芯和壳体组件24，和座20结合，用以将燃料自燃料输送导管输送到通道22，并在该过程中过滤该燃料。组件24的滤清器滤芯和壳体部分配置于座20内，而组件的进口连接器配合部配置在该座的外部，在那里它用于连接燃料输送导管上的配对连接器(未示)，该燃料输送导管将加压燃料自安装在远距离配置的燃料箱T上的燃料泵P输送到燃料管组件。燃料压力调节器16的许多用途中的一个当然是在主燃料通道13内保持完全控制的燃料压力，而不是允许它直接追随泵油压力。该整套的燃料系统最好还包括一个配置于泵P和燃料组件之间的卸压阀PRV。该PRV被设定为当在泵P出口和燃料压力调节器16进口之间的压力超过由燃料压力调节器16提供的调节压力时，通至主燃料通道13。例如，若调节压力约为50磅/英寸2，PRV可被设定为开启，而在60磅/英寸2时，将燃料返回到燃料箱。
组件24包括一圆柱形壳体25，其内配置一管形滤清器滤芯26。壳体有一颈部27，它与座20的内端以流体密封方式成互补配合。滤芯壳壁除了连接器配合部跟其连接的入口及由颈部27形成的出口之外是不开孔的。在滤芯壳部已完全插入座20后，类似于夹18的叉形保持夹28跟最接近座开口端的座壁接合，以便在连接器配合部整体连接于该端壁的任一侧的位置上通过与滤芯壳端壁的接合将组件24保持在适当的位置上。该保持夹有一特点，当完全插入时，使它自保持在该座的边缘。保持夹28的细节，以及它如何和该座端相联相同于在1994年4月13日申请的序号为No.08/226.912发明名称为“燃料压力调节器/燃料滤清器组件”的本发明者之一的共同转让共同未决的专利申请中所示的实施例，它的公开内容在这里被参考引用是为了表现该保持夹和它与该座的功能联系以及它保持在该座内的装置的细节。
滤清器滤芯26共轴线配置在滤芯壳25内，使流道29如箭头所示自燃料进口22经组件24延伸到通道22。该滤清器滤芯将外来物质自进入的燃料中滤除，因此这种物质便不会到达燃料压力调节器或燃料喷嘴。
座14的底部有一个跟通道22相交的孔30。该座还包括一环形沟槽31，它围绕着孔30配置，但通过O形环密封装置33跟孔30密封，O形环配置于孔30内，在该孔壁和燃料压力调节器的管形部分之间起密封作用，如图所示，并在以后更详细地说明。沟槽31又通至主燃料通道13。
燃料压力调节器16包括一个普通圆柱形壳体32，由两个拉伸金属杯34，36组成，它们以面对的凸缘连接和密封在一起，以形成一个大致处在壳体32的轴向相反两侧中间沿壳体外围延伸的凸缘38。由凸缘38构成的密封连接件固定可移动壁40的径向外围，该壁由一环形外部件42和一实心中心部件44组成。后者借助于环46跟部件42的径向内区保持密封。中心部件44包括一个普通圆柱体48，由一径向向外延伸的凸缘50和环形外部件42邻接。凸缘50贴靠在部件42一侧的径向内区，而环46在配置在其相反侧，因此，环46和凸缘50将部件42的内区夹在中间成密封状态。部件44本体48的一部分穿过部件42的中心开口，能使环46以任何适当的方式固定在本体48上，因此部件44、46和42连成一体，能一致移动，而部件42的径向外部在凸缘38处保持静止。
可移动壁40将壳体32划分为一燃料腔52和一控制腔54。控制腔54包含一螺线形补偿弹簧56，后者配置在杯34的轴向内壁58和突缘50之间，端壁50成形成能为弹簧56的一端提供一适当的座60，而本体48的直径定得相对于凸缘50具有足够的尺寸来形成弹簧另一端的弹簧座。弹簧56的作用是用弹性迫使可移动壁40沿趋于增加腔54容积的方向移动，同时减小燃料腔52的容积。
在弹簧座60的中心，端壁58成形为能构成一个自壳体32向外凸出的短接管62。杯36成形为构成通至圆柱形颈部66的一个凸肩64，该颈部沿短接管的相反方向离壳体32延伸。短接管62和颈66彼此共轴线，跟壳体32的主纵轴线68重合。凸肩64包含几个在围绕其圆周的特殊位置上分布的孔65，以便在燃料腔52和沟槽31之间构成流体连通。
详细表示在图2-6中的止回阀组件70与轴线68共轴线地安装在杯36上，它包括一普通管形体72，一球74和一螺旋压簧76。本体72的外径包括一凸肩78，它为本体72形成一颈部80，后者在其远端有一向内延伸的圆环形凸缘79和一圆孔72。颈80以流体密封方式装配在颈66内，其凸肩78座合在凸肩64的颈向内区，使本体72的其余部分和直径稍大的部分配置在燃料腔52内。
本体72的内径包括一直通道81，可以认为按轴向顺序具有三个不同的区82，84，86。第一区82有一连串轴向槽88(图2)，它们沿圆周分布，并平行于轴线68延伸。因此可认为区82的内径包括一连串沿圆周分布的肋90。球74的直径恰好小到足以能使它在区82内轴向移动，在这过程中由肋90限定的名义直径导向，从而使任何径向游隙保持最小。第二区84大体上为一凸肩，其径向内边缘构成球74的圆座85。区86只不过是个小圆孔，自座85上穿过本体72的轴向端壁。
弹簧76配置在凸缘79和球74之间，以便通过弹性驱使球74向y方向移动，跟阀座85接合。图1和3表示球自座85上轻微离开。球74作为一个阀件起作用，该阀件在自座合在座85上的位置延伸到非座合位置的范围内有选择地轴向处在直通道81内，当球座合在座85时，它阻止流经通道81；在延伸到非座合位置时，表示离座的程度逐渐增加，而且它克服弹簧76自座85上逐渐位移。图4表示最大的离座位置，而图5和6表示该球座合在座上。
颈部66的远端包括一个径向向内延伸的短凸缘91，它限定一圆形进口孔92，用于使燃料压力调节器16和通道22中的燃料成流体连通。孔92为燃料经孔77进入止回阀组件70创造条件。
短柱94自本体48上中心悬垂下来，与孔86对中，并适于根据移动壁40的位置作用在球74上，该移动壁又取决于作用于其上的力。当腔52和54中的压力相等时，弹簧56便迫使移动件40向下，使矩柱94的尖端穿过孔86，使球74离位，在向下推动球的过程中，压缩弹簧76到图4中所示的位置。随着由柱94施加在球74上的力自图4所表示的位置上减小，球移向座85。当该力减小到某一幅值时，该球便座落在座上，例图6所示，如果该力进一步减小，柱94便提离球74，如图5所示。球74自座85上一离位，通道81便开启，于是允许燃料流过节流阀组件70、燃料腔52、孔65、槽31和主燃料通道13到燃料喷嘴1。即使部件44的本体48到达底部，碰到包含开孔86的本体72的端壁，如图4所示，上述情况也是正确的，因为本体48底部包含若干条径向沟槽89，它们使开孔86和燃料腔52保持连通。
该独特的压力调节作用努力使球74按这样的关系，即当流经压力调节器的燃料量正好满足燃料喷射器的要求时才落座。随着所要求的燃料量增加，开度便增加；随着所要求的燃料量减小，开度变小。但在所有情况下，燃料压力调节器在主燃料通道13内保持所需的压力。由于控制腔54和进气岐管真空度连通的作用，引起进气岐管真空度变化的在发动机运转中的独特变化便得到了补偿，因此，不管进气岐管真空度的变化，在横跨燃料喷嘴的两端保持了所需的压力。
由于燃料压力调节器16的新颖结构，用以将过剩燃料返回到燃油箱的单独的回油导管是不需要的。如果球74一座合到座85上，切断经燃料压力调节器的流动，主燃料通道13内的压力便上升，超过由止回阀组件70的结构建立的某一压力，作用在暴露于燃料腔52的球74的那部分上的燃料腔52内的压力使球产生位移，刚够打开压力调节器，因此，通道13和燃料腔52内的过大压力便卸压。当发动机停止而出现温度上升时，这是可能发生的。过剩的燃料便经孔30、通道22和组件24流回。虽然PRV会将燃料管和泵P之间的压力限制在其设定值，诸号早先提到的60磅/英寸2，然而高于使燃料压力调节器打开的PRV设定值的燃料管沟槽内的压力，在球74重新座合到座85上，燃料压力调节器重新关闭之前，可无须被卸压到PRV设定值。
正如熟悉燃料压力调节器的人能理解的，在调节器内的燃料压力调节作用是要使出现的波动最小，因此在发动机所经受的一般运转工况范围内，在横接燃料喷嘴的两端，保持了燃料压力。任何特殊的燃料压力调节器的实际结构取决于许多因素，诸如调节压力、喷嘴数量等，可用普通的工程计算来确定体现本发明原理的任何给定的燃料压力调节器的各部件的尺寸和特性。
可以认为止回阀组件70是一种通常关闭的止回阀装置。具有一个暴露于燃料腔52中的燃料内第一孔口和一个暴露于泵压力中的第二孔口。弹簧76将球74偏置，以允许自第一孔口沿顺流方向(即沿自孔口86至开口77的方向)流到第二孔口，而不允许沿相反(即逆流)方向流动。球74被配置成当燃料腔52内的燃料压力一超过该进口处的压力某一预定值时，便开启并允许自燃料腔52经通道81沿顺流的方向流到压力调节器。然而，随着燃料腔中的燃料压力降低到燃料喷嘴所需的燃料调节压力，由可移动壁40产生的柱94的补充操作迫使球74自座85上离开以允许沿逆流方向流动。
虽然已图示和叙述了本优选实施例，然而这些原理却适用于落在下列权利要求书范围内的任何实施例。
权利要求
1.一种燃料压力调节器组件，包括一个壳体，壳体被一可移动壁划分为一燃料腔和一控制腔，所述壳体包括一个通至所述燃料腔并适于跟一燃料泵成流体连接以输送压力燃料到所述燃料腔的燃料进口孔道，所述壳体包括一个用以输送压力调节燃料到使用压力调节燃料的应用装置；通常关闭的止回阀装置，它具有一个暴露于燃料腔燃料内的第一孔道和一个适于暴露于由燃料泵施加于其上的压力的第二孔道，所述止回阀装置包括加偏压来允许沿顺流方向自第一孔道流到第二孔道且不允许沿逆流方向自第二孔道流到第一孔道的装置，所述止回阀装置的偏压装置被配置来这样工作，它随着燃料腔中的燃料压力超过施加于第二孔道的燃料压力一预定值，允许沿顺流方向自所述燃料腔经止回阀装置流到燃料泵；和由所述可移动壁操作的装置，移动壁的操作迫使止回阀装置的偏压装置开启止向阀装置，以便随着燃料腔中的燃料压力下降到低于应用装置所需的燃料调节压力，允许沿逆流方向自燃料泵流经止回阀装置并流入燃料腔内。
2.按权利要求1所述的燃料压力调节器，其特征在于所述止回阀装置的偏压装置包括一个由弹簧装置弹性偏置的阀件，由所述可移动壁操作的所述装置包括一个被配置来通过所述阀件移离所述止回阀装置本体上的阀座来开启所述止回阀装置的柱件。
3.按权利要求2所述的燃料压力调节器，其特征在于所述阀件为一球，所述止回阀装置的本体包括一个包括所述阀座的直通道，所述球配置在所述阀座内，所述柱件伸入所述直通道内，和所述球接合，使该球移离所述阀座。
4.按权利要求3所述的燃料压力调节器，其特征在于所述燃料进口包括一个颈部，所述本体的颈部配置在该颈部内，所述阀座配置在所述本体颈部和所述燃料腔之间。
5.一个燃料喷射系统，包括一个用以安装在包括电控燃料喷嘴的内燃机上的燃料管组件；用以调节被输送到所述燃料喷嘴的燃料的压力的燃料压力调节器；一个包含一个用以泵送压力燃料到所述燃料管组件的燃料箱，所述燃料压力调节器装置包括由一可移动壁划分的一燃料腔和一控制腔，所述燃料管组件包括第一通道装置和第二通道装置，前者将自所述泵被泵送的燃料输到所述燃料腔，后者将燃料自所述燃料腔输送到所述燃料喷嘴，通常关闭的止回阀装置具有一个第一孔道和一个第二孔道，前者暴露于所述燃料腔的燃料中，后者适于暴露于自所述燃料泵施加于止回阀装置上的压力内，所述止回阀装置包括被偏压来沿顺流方向自第一孔道流到第二孔道且不允许沿逆流的方向自第二孔道流至第一孔道的装置，所述止回阀装置的偏压装置被配置来这样工作，它随着所述燃料腔内的燃料压力超过施加于第二孔道的燃料压力某一预定值，允许沿顺流方向自所述燃料腔经所述止回阀装置流向所述燃料泵，还包括随着所述燃料腔内的燃料压力降到低于燃料喷嘴所需的燃料调节压力由所述可移动壁操作来迫使止回阀装置的偏压装置开启所述止回阀装置以允许沿逆流方向自所述燃料泵经所述止回阀装置并流入所述燃料腔的装置。
6.按权利要求5所述的燃料喷射系统，其特征在于所述止回阀装置被配置在所述燃料压力调节器装置壳体的入口管内，该壳体包含由所述可移动壁划分的所述燃料腔和控制腔。
7.按权利要求5所述的燃料喷射系统，其特征在于包括一个在所述止回阀装置的第二孔道和所述泵之间的卸压阀，用以卸去在所述泵和所述止回阀装置的第二孔道之间超过某一预定卸压压力的压力，这个超过预定卸压压力的压力大于燃料喷嘴所需的燃料调节压力。
8.在燃料压力调节器组件内，综合包括一壳体，壳体有一个界定燃料压力调节器一部分的可移动壁，它包括一个通至所述腔并适于和燃料泵成流体连接以输送压力燃料到所述腔的燃料入口孔道，所述壳体包括一个用以输送压力调节燃料到使用压力调节燃料的应用装置的燃料出口孔道；通常关闭的止回阀装置，有一暴露于所述腔中的燃料内的第一孔道，和一适于暴露于由燃料泵施加于其上的压力内的第二孔道，所述止回阀装置包括被偏压以允许沿顺流方向自第一孔道流至第二孔道、且不允许沿逆流方向自第二孔道流至第一孔道的装置，所述止回阀装置的偏压装置被配置来这样工作，它随着所述腔内的燃料压力超过施加于第二孔道上的压力某一预定值，允许沿顺流方向自所述腔经所述止回阀装置流向燃料泵；由所述可移动壁操作的装置，该装置被操作来迫使所述止回阀装置的偏压装置开启所述止回阀装置，以便随着所述腔内的燃料压力下降到低于应用装置所需的某一预定的燃料调节压力，允许沿逆流的方向自燃料泵经止回阀装置流动，并流入所述腔内。
全文摘要
一种用于燃料管(12)的燃料压力调节阀(16)，它仅需一根连接安装于燃料箱的燃料泵和燃料管之间的导管，因而无须一根单独、附加的回油管将多余的燃料输回到燃料箱。这是借助于通至调节器的燃料腔(52)的入口(92)内的一个弹簧偏压的止回阀(74)来实现的。该止回阀(74)受偏压，以阻止燃料自所述泵流入调节器的燃料腔，但当燃料管中的压力下降到低于某个值时，在将调节器的燃料腔(52)和控制腔(54)隔开的膜(40)上的一个柱件将止回阀内的球形阀件(74)推离其座，以允许被泵送的燃料进入调节器的燃料腔，并流入该燃料到达燃料喷嘴。当该压力已建立、超过某一值时，该球重新关闭。过剩的压力通过作用在球(74)上的压力卸压，使该球离座，从而允许过剩的燃料经压力调节器入口流出。
文档编号F02M69/46GK1147845SQ95192992
公开日1997年4月16日 申请日期1995年4月27日 优先权日1994年5月9日
发明者M·J·霍恩比, B·S·罗宾逊 申请人:美国西门子汽车公司