混合燃料喷射设备的制造方法
【专利摘要】一种用于内燃发动机的燃料喷射设备，其通过中央电子单元被操控，该设备包括受控低压泵，所述受控低压泵从低压箱中抽取燃料并且将该燃料朝向用于控制高压泵的进口的受控进口阀输送，高压泵对该燃料加压并且将加压的燃料朝向歧管输送，至少一个喷射器被连接到所述歧管。该设备还包括不同于所述歧管的高压蓄能器装置，以及包括受控高压阀，所述受控高压阀被流体连通地布置在高压泵的出口和所述歧管之间，使得高压蓄能器装置存储加压的燃料以及将加压的燃料传输到所述歧管。
【专利说明】
混合燃料喷射设备
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种混合燃料喷射设备，所述混合燃料喷射设备使得当处在松油门(foot-off)模式中时能够进行能量回收。
【背景技术】
[0002]柴油燃料喷射设备，例如共轨系统，装备在所有的现代柴油发动机上。在这些系统中，电动栗从燃料箱中吸取燃料且随后将其输送到高压栗，再输送到给所有喷射器送料的共轨中。高压栗典型地由发动机的曲轴驱动，并且它的进口和出口都通过阀来控制。当发动机被请求加速的时候，在所谓“踩油门(foot-on)”模式中，在共轨中的高压达到其最高的水平，而相反地，当发动机减速的时候，在“松油门(foot-off)”模式中，燃料在低得多的压力下被喷射。因此，共轨中压力快速且频繁地升高和降低。压力的降低通常通过打开高压阀门让处于高压的燃料返回到燃料箱来实现。于是，加压这部分燃料所花费的能量就损失了。
【发明内容】
[0003]因此，本发明的目的是提供一种用于内燃发动机的燃料喷射设备。该设备通过中央电子单元操控，并且其包括从低压箱抽吸燃料且输送燃料到受控进口阀的受控低压栗。所述受控进口阀操控高压栗的入口，所述高压栗对燃料加压并且将该燃料朝向歧管输送，至少一个喷射器被连接到该歧管。该设备还包括高压蓄能器装置，其不同于歧管，以及包括受控高压阀，所述受控高压阀以流体连通的方式被布置在高压栗的出口与所述歧管之间，使得高压蓄能器装置存储被加压的燃料以及将被加压的燃料送至该歧管。
[0004]低压栗是仅在蓄能器中的压力降低到预定阈值以下时才被驱动的电动栗。
[0005]可替换地，低压栗可以是一直被驱动的机械栗，一个通过受控阀门控制的旁路通道被布置使得燃料能够进入所述机械栗或者防止燃料进入所述机械栗。
[0006]在又一个替换方案中，机械栗可以设置有可开关的装置，例如受控离合器，使得栗能够与它的驱动装置脱离。
[0007]根据一个实施例，歧管是给多个喷射器并行送料的共轨。该设备还包括第二高压阀，该第二高压阀被布置在该轨上并且设置有通到箱的低压返回管线。
[0008]并且，该设备还包括布置在高压栗和蓄能器之间的单向阀，所述单向阀禁止蓄能器中被加压的燃料在高压栗停止时回流到高压栗。
[0009]该设备还包括将高压栗直接连接到歧管的旁路通道。常闭的控制阀被布置在所述旁路通道中，所述控制阀仅在歧管中所需的燃料压力超过所述蓄能器装置中的燃料压力时(例如，在冷起动时)打开。
[0010]本发明也涉及一种发动机管理控制过程，用于控制如前面段落中描述的燃料喷射设备。该过程包括通过在蓄能器压力超过压力阈值的时候停止低压栗来进入能量节约模式的步骤。随后，蓄能器装置将处于所需压力下的所需燃料送至喷射器。该阈值可以是恒定的或固定的以及预先确定的，或者可以是可变化的，并且不断地适应于燃料必须在该压力下被喷射的压力。
[0011]此外，能量节约模式包括步骤:确定发动机的操作模式，以及确定发动机是否以“松油门”模式操作，并且将蓄能器压力与阈值进行比较。
[0012]而且，所述过程通过在蓄能器压力降低到低于阈值的情况下致动低压栗来退出能量节约模式。在可变阈值的特定情况下，当蓄能器压力降低到非常紧密地接近燃料必须在该压力下进行喷射的压力时，所述低压栗能够被致动。
[0013]所述过程还包括下述步骤:如果在确定步骤中发动机的操作模式被识别为“踩油门”并且如果蓄能器压力低于喷射要求的压力，那么运行低压栗，由此蓄能器装置构建起压力。
【附图说明】
[0014]现在通过示例并且参考附图来描述本发明。
[0015]图1是按照本发明的燃料喷射设备的第一实施例。
[0016]图2是按照本发明的燃料喷射设备的第二实施例。
[0017]图3是燃料喷射设备的操作的过程。
【具体实施方式】
[0018]在随后的描述中，相同的元件将被指定具有相同的附图标记。
[0019]图1是燃料喷射设备(FIE)1的第一实施例的图示，其中燃料从箱12循环到内燃发动机的燃烧室14。在随后的燃料流动的描述中，FIE 10包括低压箱12，其中燃料通过低压电动栗16被吸取，并且被在低压(大约3巴到5巴)下输送，通过过滤器18，然后朝向受控进口阀20输送，受控进口阀20控制高压栗单元22的进口。在高压栗22中，燃料被高度加压成处于几百巴，并且而后被输送到高压蓄能器装置24。高压蓄能器装置24可以是例如在内部通过软隔膜分开的存储器。加压的燃料填充一侧，并且加压的气体填充隔膜的另一侧。多个替换方案可以被设想用于这样的蓄能器24。蓄能器装置24内的燃料的压力通过压力传感器26监测。蓄能器装置24的出口通过受控高压阀门28控制，受控高压阀28通向歧管30，歧管30将燃料分配给喷射器32。在图1中描绘了 4个喷射器，但另外数量的喷射器当然也可被布置。另一个压力传感器34监测歧管30中的压力。
[0020]低压返回管线36被布置在所有喷射器32与箱12之间。在所述管线36中，没有被喷射进入燃烧室14的燃料返回到低压箱12。低压返回管线36也包括反向泄漏压力调节器38，来自高压栗22的管线也抵达反向泄漏压力调节器38。燃料管线40被布置在过滤器18和所述返回管线36之间，这样，例如在冷起动的时候，快速加热在高压栗进口22处的燃料。
[0021]电子控制单元42从发动机操作中包括的所有传感器接收信息信号，且发送命令信号给用于发动机的FTE 10的所有受控部件。
[0022]图2是FIE10的第二实施例的图示。第二实施例和第一实施例之间的主要区别是歧管30被众所周知的共轨44代替。所述另一个压力传感器34现在监测轨44中的压力，第二高压阀46被布置在轨44上，并且能够被打开，使得在轨44中处于超压的燃料能够通过另外的返回管线回流到低压箱12。
[0023]现在参考图3描述FIE 10的操作的过程100。过程100应用于前述的两个实施例。
[0024]在初始步骤100中起动发动机之后，该过程包括第一选择步骤110，其中发动机状况被确定。在所述选择步骤110中，尤其被确定的是被喷射的燃料是否需要高压，发动机是否处于“踩油门”模式，或者当发动机在“松油门”模式中减速时是否不需要喷射。描述“松油门”和“踩油门”指的是驾驶员对节流踏板的动作以及由该动作暗含的发动机操作模式。当驾驶员想要加速的时候，他会“踩油门”且燃料以高压进行喷射。相反，当例如以发动机制动的方式下坡时，驾驶员“松油门”，并且燃料喷射处于低压，以便刚好维持发动机以怠速运行。
[0025]在第一选择步骤110期间，如果发动机状况对应于“松油门”模式，则过程100继续到第二选择步骤120。在图3中这通过写在靠近选择步骤110和120之间的连线的数字“I”来符号表示。当发动机处于松油门模式时，发动机速度降低至达到怠速。为维持怠速并且避免发动机停止以及还准备好加速，燃料在低压条件下被喷射。
[0026]在第二选择步骤120期间，将实际发动机速度与怠速比较。如果发动机速度超过怠速，则是连线“I”，不需要喷射，发动机继续处于松油门模式，并且该过程继续到第三选择步骤 130 0
[0027]在第三选择步骤130中，将通过压力传感器26测量的蓄能器压力Pacc与存储在控制单元42中的预定的压力阈值Pl比较。阈值Pl被选择为接近，但稍低于FIE 10的最大操作压力Pmax。在一个替换方案中，阈值压力Pl可以是FIElO的最大操作压力Pmax。区别压力Pl和Pmax两者，使得能有其中蓄能器压力可发展的范围。如果蓄能器压力Pacc小于阈值P1，则过程100认为蓄能器压力Pacc是不足的，则过程100继续到步骤140，连线“I”。在步骤140中，控制单元42发送运行命令信号给低压栗16和受控进口阀20，其因此使得燃料能够被从箱12中吸取并且直接输送到高压栗22，而后输送到蓄能器装置24，并且因此蓄能器压力Pacc上升。只要蓄能器压力Pacc低于阈值Pl，那么该运行命令信号就被发送。在图3中，这通过步骤130和140之间的循环来表示。
[0028]当这发生在“松油门”模式中时，没有喷射，并且第一和第二高压阀28、46以及喷射器32是关闭的。
[0029]相反地，当仍处于“松油门”模式中时，如果在第三选择步骤130期间，蓄能器压力Pacc被测量为等于或超过阈值Pl，则控制单元42发送关闭信号到低压栗16和受控阀20，以节约通常情况下被栗16使用的能量。从第三选择步骤130，该过程沿连线“O”继续，回到第一选择步骤110。
[0030]前文描述的模式是一种能量节约模式ESM，其中当蓄能器压力Pacc足够的时候，低压栗26被停止。在该情况下，过程100遵循步骤110、120、130之间的循环。
[0031]相反地，如果蓄能器压力Pacc是不足的，则低压栗26被致动，过程100添加了在步骤130-140之间的循环，直到蓄能器压力Pacc达到阈值Pl，且在该点过程100回到步骤110。
[0032]在上述段落中，阈值P被描述为固定的，恒定的且预定的。该阈值被记录在控制单元42中。
[0033]可替换地，阈值P可以是可变化的，且等于喷射器需求的压力Pdem。只要蓄能器压力Pacc足够输送所述需求的压力Pdem，那么该过程保持在能量节约模式ESM中。
[0034]在第一选择步骤110期间，如果发动机状况对应于“踩油门”模式，那么与前述段落相反，则过程100，步骤110沿连线“O”，继续到第四选择步骤150，其中将用于喷射的需求压力Pdem与蓄能器压力Pacc比较。
[0035]在第四选择步骤150中，如果需求压力Pdem低于蓄能器压力Pacc，那么沿连线“I”，过程100继续到步骤170，其中打开信号被发送到控制蓄能器装置24的出口的高压阀28，这样使得高压燃料流向喷射器32，并且在步骤200中继续喷射事件。
[0036]相反地，如果需求压力Pdem高于蓄能器压力Pacc，则沿连线“O”，过程100继续到步骤160，其中控制单元42发送运行命令信号给低压电动栗16和受控进口阀20，并且因此，燃料从箱12中被吸取并且被引导到高压栗22，而后通过蓄能器装置24到喷射器32。
[0037]总结“踩油门”模式，参考图3，过程100沿着步骤110、150，并且如果蓄能器压力Pacc是足够的，那么该过程停止致动低压栗26，从而进入能量节约模式ESM。蓄能器装置24中的燃料随后被释放(步骤170)到喷射器，以继续喷射事件(步骤200)。
[0038]相反地，如果蓄能器压力Pacc过低(步骤160)，则低压栗26被致动，且燃料被从箱中吸取，并且在被送到喷射器以继续喷射(步骤200)之前被加压。
[0039]在没有图示的可替换的实施例中，先前被描述为电动栗的低压栗16可被机械栗所替换。此外，低压栗在机械上可以与高压栗是一体的，并且由发动机直接驱动。
[0040]在该机械的替换方案中，低压栗不能如预先描述的那样在松油门模式中被停止，但其能量消耗仅在燃料被抽吸的时候才是重要的。为提供能量节约模式ESM和相似的有利结果，通过受控阀门控制的流体旁路可被布置在机械低压栗周围。这样，当旁路被关闭时，燃料从油箱被正常地吸取并且被输送到高压栗时，而在ESM模式中，旁路被打开，没有燃料被抽吸，机械栗以消耗最少能量的方式旋转。替代旁路通道，机械栗可被提供具有受控离合器，其能够将该栗与其驱动装置耦接，或者能够使该栗与其驱动装置脱离。
【主权项】
1.一种用于内燃发动机的燃料喷射设备(10)，所述设备(10)通过中央电子单元(42)操控，所述设备(10)包括受控低压栗(16)，所述受控低压栗(16)从低压箱(12)中抽取燃料(F)且朝向受控进口阀(20)输送所述燃料，所述受控进口阀(20)用于控制高压栗(22)的进口，所述高压栗(22)对所述燃料加压并且将加压的燃料朝向歧管(30，44)输送，至少一个喷射器(32)被连接到所述歧管(30，44)，其特征在于， 所述设备(10)进一步包括不同于所述歧管(30，44)的高压蓄能器装置(24)，以及包括受控高压阀(28)，所述受控高压阀(28)被流体连通地布置在所述高压栗(22)的出口与所述歧管(30，44)之间，使得所述高压蓄能器装置(24)存储加压的燃料和将加压的燃料传送到所述歧管(30，44)。2.如前一权利要求所述的设备(10)，其中，所述低压栗(16)是仅在所述蓄能器中的压力(Pacc)降低到预定阈值(Pl)以下时才被驱动的电动栗，并且当所述蓄能器中的压力(Pacc)高于所述预定阈值(Pl)时，所述低压栗(16)被停止。3.如权利要求1所述的设备(10)，其中，所述低压栗(16)是仅在所述蓄能器中的压力(Pacc)降低到预定阈值(Pl)以下时才被驱动的机械栗，并且当所述蓄能器中的压力(Pacc)高于所述预定阈值(Pl)时，所述低压栗(16)被断开或者被旁路绕开。4.如前述权利要求中任意一项所述的设备(10)，其中，所述歧管是给多个喷射器(32)并行地供料的共轨(44)，所述设备(10)还包括第二高压阀(46)，所述第二高压阀(46)被布置在所述共轨(44)上并且提供有通向所述箱(12)的低压返回管线。5.如前述权利要求中任意一项所述的设备(10)，进一步包括布置在所述高压栗(22)和所述蓄能器(24)之间的单向阀，所述单向阀禁止所述蓄能器(24)中的加压的燃料在所述高压栗(22)停止的时候回流到所述高压栗(22)。6.如前述权利要求中任意一项所述的设备(10)，进一步包括将所述高压栗(22)直接连接到所述歧管(30，44)的旁路通道，并且常闭的控制阀被布置在所述旁路通道中，所述控制阀仅在所述歧管(30，44)中需要的所述燃料的压力超过了所述蓄能器(24)中燃料的压力时才打开，用于在冷起动时。7.—种用于控制如前述权利要求中任意一项所述的燃料喷射设备(10)的发动机管理控制过程(100)，所述过程包括步骤: 当所述蓄能器的压力(Pacc)超过压力阈值(Pl)的时候，通过停止所述低压栗(16)进入能量节约模式(ESM)，所述蓄能器装置(24)将所需燃料在所需压力下传送给所述喷射器。8.如权利要求7所述的过程(100)，其中，所述阈值(Pl)是恒定的，并且是预定的。9.如权利要求7所述的过程(100)，其中，所述阈值(Pl)是随燃料必须在其下被喷射的压力(Pdem)而变化的。10.如权利要求7到9中任意一项所述的用于控制燃料喷射设备(10)的发动机管理控制过程(100)，所述能量节约模式(ESM)包括步骤: 确定(110)所述发动机的操作模式，以及所述发动机是否以“松油门”模式操作； 将所述蓄能器的压力(Pacc)与所述阈值(Pl)进行比较(130)。11.如权利要求7到10中任意一项所述的过程(100)，进一步包括步骤: 如果所述蓄能器的压力(Pacc)降低到所述阈值(Pl)以下，那么通过致动所述低压栗(16)来退出所述能量节约模式(ESM)。12.如权利要求10所述的过程(100)，进一步包括步骤: 如果在确定步骤(110)中所述发动机的操作模式被识别为“踩油门”模式且如果所述蓄能器的压力(Pacc)低于用于喷射所需的压力(Pdem)，那么运行(150)所述低压栗(16)，使得所述蓄能器装置(24)建立起压力。
【文档编号】F02D41/12GK105829703SQ201480051142
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年8月27日
【发明人】N·盖拉西
【申请人】德尔福国际运营卢森堡有限公司