專利名稱：具有并行端口壓力釋放閥的燃料輸送系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及內燃發(fā)動機的燃料輸送系統(tǒng)。
背景技術：
內燃發(fā)動機使用汽油直接噴射(GDI)和進氣道燃料噴射(PFI)兩者在一定壓力范圍上輸送燃料到汽缸。使用GDI和PFI的發(fā)動機經(jīng)歷的一個可能的問題是在起動中的低壓上升。 在一些工況下使用GDI的發(fā)動機中，汽缸可以要求在高壓下輸送的燃料。例如一些GDI系統(tǒng)會要求大于1400000帕(14巴)的壓力以有效地操作。然而，當在燃料輸送系統(tǒng)中使用機械驅動式高壓泵和低壓泵時，由于高壓泵是發(fā)動機驅動的，起動轉動時間增加使在起動期間很難實現(xiàn)高壓。此外，當發(fā)動機的操作停止時燃料可以泄漏出噴射器。燃料會通過高壓泵出口止回閥泄漏返回到燃料箱。由于熱量從發(fā)動機傳遞到燃料輸送系統(tǒng)，當溫度升高從而燃料壓力增加時，燃料泄漏出噴射器會直接發(fā)生在點火開關切斷(key-off)之后。高壓泵的下游的液體燃料的熱膨脹或燃料蒸汽壓力的上升會造成燃料泄漏出噴射器。可壓縮氣體、空氣、和/或燃料蒸汽在燃料導軌冷卻之后會在其中出現(xiàn)。燃料導軌中的可壓縮氣體會在隨后的起動中降低燃料壓力上升并增加排放。例如，在發(fā)動機冷起動中，且在啟動催化轉化器之前，低壓上升導致混合不足會加劇冷起動排放。 使用PFI的內燃發(fā)動機會經(jīng)歷通常稱為"燃料沖出"的類似問題。燃料沖出可以描述為由于在發(fā)動機的操作已停止之后的低壓泵的下游的燃料管路中的壓力增加導致的燃料泄漏。燃料沖出可以造成燃料通過壓力限制裝置泄漏回到燃料箱，降低了燃料輸送系統(tǒng)中的液體燃料量。例如在機械防逆流燃料系統(tǒng)(MRFS)中壓力限制裝置可以是壓力調節(jié)器，在電子防逆流燃料系統(tǒng)(ERFS)中壓力限制裝置可以是壓力釋放閥。在起動中燃料沖出會降低壓力上升。 需要實現(xiàn)發(fā)動機起動中的快速壓力上升的改進的方法以改進所需的GDI系統(tǒng)和PFI系統(tǒng)兩者。特別是在點火開關切斷工況中燃料輸送系統(tǒng)允許燃料輸送系統(tǒng)保留燃料，從而防止燃料沖出且考慮到在隨后的起動中快速地重新加壓，增加燃燒循環(huán)的效率并降低排放。 在美國專利6， 889， 666號中描述了在起動期間提供增加的燃料壓力的一種方法，其中使用串聯(lián)流體連通的兩個泵。第一泵可以包括低壓泵，第二泵可以包括位于噴射器上游的高壓泵。第二泵可以稱為高壓泵，意思為第二泵比第一泵具有更高的壓力。當在發(fā)動機的操作已停止之后從發(fā)動機熱傳遞導致燃料導軌中的壓力增加時，返回管道和電磁壓力控制閥允許燃料流進高壓泵的上游的燃料導軌，試圖消除燃料通過噴射閥泄漏。[0007] 本實用新型的發(fā)明人在此認識到這樣的系統(tǒng)的幾個問題。當使用返回管道和電磁壓力控制閥時，增加了燃料輸送系統(tǒng)的尺寸和成本。附加地，壓力控制閥需要大量的動力以操作，降低了系統(tǒng)的效率。此外，需要復雜的控制方法以合適地操作電磁壓力控制閥。
實用新型內容本實用新型的目的包括提供可減少尺寸和成本并可提高效率且降低排放的燃料輸送系統(tǒng)。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案在于，一方面，提供一種內燃發(fā)動機的燃料輸送系統(tǒng)，包括燃料箱、第一泵、流體連通到第一泵的上游由燃料箱容納的第二泵、在第一泵和第二泵之間且與第一泵和第二泵串聯(lián)流體連通的壓力釋放閥、及在壓力釋放閥和第一泵之間的燃料管路，其中壓力釋放閥適應于增加點火開關切斷燃料管路壓力，而在正常的發(fā)動機操作中基本上不增加調節(jié)的壓力。在一些示例中，燃料蓄壓器(fuel pressureaccumulator)流體連通到第一泵的上游。在一些示例中，燃料蓄壓器可以具有類似于在燃料導軌或燃料管路中的熱壓縮的燃料的體積變化的體積。 另一方面，提供一種內燃發(fā)動機的燃料輸送系統(tǒng)，包括燃料箱；高壓泵；在所述高壓泵的上游由所述燃料箱容納的低壓提升泵；在所述高壓泵和低壓提升泵之間流體連通的旁通回路；在所述高壓泵和旁通回路之間且與所述高壓泵和旁通回路串聯(lián)流體連通的壓力釋放閥；在所述壓力釋放閥下游的燃料蓄壓器；及在所述壓力釋放閥和高壓泵之間的燃料管路；在點火開關切斷工況期間，所述壓力釋放閥阻止燃料行進到上游到所述燃料箱中，增加隨后的起動中的壓力上升，且在所述發(fā)動機的正常的操作中所述壓力釋放閥基本上阻止所述燃料輸送系統(tǒng)中的調節(jié)的壓力增加。 在壓力釋放閥下游的燃料管路中的增加的壓力會導致在起動中的較高的噴射壓力。因此增加燃燒循環(huán)的效率并減少排放的量，以及減少系統(tǒng)的尺寸和成本。
圖1示出內燃發(fā)動機的示意圖； 圖2示出內燃發(fā)動機的燃料輸送系統(tǒng)的示意圖； 圖3示出內燃發(fā)動機的燃料輸送系統(tǒng)的替代的示意圖； 圖4示出并行端口壓力釋放閥(PPRV-Parallel Port Pressure Relief Valve)的示意圖； 圖5示出科德寶(Freundenberg)燃料蓄壓器的示意圖； 圖6示出在發(fā)動機的操作已停止時在各種燃料輸送系統(tǒng)中高壓泵和低壓泵之間連接的燃料管路中壓力對時間的示圖； 圖7示出可以實施以操作內燃發(fā)動機和關聯(lián)的燃料輸送系統(tǒng)的方法。
具體實施方式
圖1是示出可以包括在汽車的推進系統(tǒng)中的多汽缸發(fā)動機10的一個汽缸。發(fā)動機10可以由包括控制器12的控制系統(tǒng)和由經(jīng)輸入裝置130從車輛駕駛員132的輸入至少部分地控制。在該示例中，輸入裝置130包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。連接到控制器12的點火裝置136可以開始發(fā)動機10的起動和關閉。點火裝置可以鑰匙點火、按鈕點火、或任何其他合適的點火裝置。發(fā)動機io的燃燒室(即汽缸)30可以包括具有活塞36定位在其中的燃燒室壁32?；钊?6可以連接到曲軸40以便活塞的往復運動轉換成曲軸的旋轉運動。曲軸40可以通過中間變速系統(tǒng)連
5接到車輛的至少一個驅動輪。此外，起動機馬達可以通過飛輪連接到曲軸40以實現(xiàn)發(fā)動機 10的起動操作。 燃燒室30可以通過進氣道42從進氣歧管44接收進氣且可以通過排氣道48排出 燃燒氣體。進氣歧管44和排氣道48可以通過相應的進氣門52和排氣門54與燃燒室30 選擇性地連通。在一些實施例中，燃燒室30可以包括兩個或多個進氣門和/或兩個或多個 排氣門。 進氣門52可以通過電動氣門驅動器(EVA)51由控制器12控制。類似地，排氣門 54可以通過EVA 53由控制器12控制。在一些工況下，控制器12可以改變提供到驅動器51 和驅動器53的信號以控制相應的進氣門和排氣門的開啟和關閉。進氣門52和排氣門54的 位置可以分別通過氣門位置傳感器55和氣門位置傳感器57確定。在替代的實施例中，進 氣門和排氣門的一個或多個可以由一個或多個凸輪驅動，且可以使用凸輪廓線變換(CPS)、 可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個或多個 以改變氣門操作。例如，汽缸30可以選擇性地包括經(jīng)電動氣門驅動控制的進氣門和經(jīng)包括 CPS和/或VCT的凸輪驅動控制的排氣門。 燃料噴射器66如圖所示直接連接到燃燒室30用于成比例于經(jīng)電子驅動器68從 控制器12接收的信號FPW的脈沖寬度直接噴射燃料至其中。以此方式，燃料噴射器66提 供所稱的直接燃料噴射到燃燒室30。燃料噴射器例如可以安裝在燃燒室的側面或燃燒室的 頂部。燃料可以通過圖2和圖3中所示的燃料輸送系統(tǒng)150輸送到燃料噴射器66。在一些 實施例中，燃燒室30可以替代地或附加地包括設置在進氣歧管44中的燃料噴射器，配置為 提供所稱的進氣道燃料噴射到燃燒室30上游的進氣道中。 進氣道42可以包括具有節(jié)流板64的節(jié)氣門62。在該具體示例中，節(jié)流板64的位 置可以由控制器12經(jīng)提供到節(jié)氣門62包括的電動馬達或驅動器的信號改變，該配置通常 稱為電子節(jié)氣門控制(ETC)。以此方式，可以操作節(jié)氣門62改變提供到燃燒室30和其他發(fā) 動機汽缸的進氣。節(jié)流板64的位置可以由節(jié)氣門位置信號TP提供到控制器12。進氣道 42可以包括用于向控制器12提供相應的信號MAF和MAP的質量空氣流量傳感器120和歧 管空氣壓力傳感器122。 點火系統(tǒng)88可以在選擇的工作模式下響應于來自控制器12的點火提前信號SA， 通過火花塞92向燃燒室30提供點火火花。雖然示出了火花點火構件，但在某些實施例中， 燃燒室30或發(fā)動機10的一個或多個其他燃燒室可以壓縮點火模式工作，使用或不使用火 花點火。 排氣傳感器126如圖所示連接到排放控制裝置70上游的排氣道48。傳感器126 可以是提供排氣空燃比指示的任何合適的傳感器，如線性氧傳感器或UEGO(通用或寬域排 氣氧傳感器)、兩態(tài)氧傳感器或EGO傳感器、HEGO(加熱型EGO)傳感器、N0x傳感器、HC傳 感器，或CO傳感器。排放控制裝置70如圖所示沿排氣傳感器126下游的排氣道48設置。 排放控制裝置70可以是三元催化劑(TWC) 、N0x捕集器、各種其他排放控制裝置、或其組合。 在一些實施例中，在發(fā)動機10運行期間，通過在特定的空燃比內操作發(fā)動機的至少一個汽 缸可以周期性地重新設定排放控制裝置70。 控制器12如圖1所示為微計算機，其中包括微處理器單元102、輸入/輸出端口 104、用于可執(zhí)行程序和校準值且在該具體示例中如圖所示為只讀存儲芯片106的電子存儲媒體、隨機存取存儲器108、保活存儲器IIO，及數(shù)據(jù)總線。除上述信號之外，控制器12還 接收來自連接到發(fā)動機10的傳感器的各種信號，包括來自質量空氣流量傳感器120的引入 的質量空氣流量(MAF)測量值；來自連接到冷卻套管114的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻 劑溫度(ECT);來自連接到曲軸40的霍爾效應傳感器118(或其他類型的傳感器)的齒面 點火感測信號(PIP)、來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP);及來自傳感器122的絕對 歧管壓力信號(MAP)。發(fā)動機轉速信號(RPM)可以由控制器12根據(jù)信號PIP生成。來自歧 管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可用于提供進氣歧管中的真空或壓力的指示。注意，可 以使用上述傳感器的各種組合，如使用MAF傳感器而不使用MAP傳感器，或相反。在化學計 量空燃比操作期間，MAP傳感器可以給出發(fā)動機扭矩的指示。此外，該傳感器可以結合檢測 到的發(fā)動機轉速，提供引入到汽缸的進氣(包括空氣)的估計。在一個示例中，傳感器118 也可用作發(fā)動機轉速傳感器，可以在曲軸每旋轉一周時產(chǎn)生預定數(shù)量的等間隔的脈沖。 如上所述，圖1僅示出多汽缸發(fā)動機的一個汽缸，每個汽缸類似地可以包括其自 身組的進氣門/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。 圖2示出內燃發(fā)動機10的燃料輸送系統(tǒng)的示意圖。燃料輸送系統(tǒng)150允許在一 定壓力范圍上噴射燃料到發(fā)動機10中的多個汽缸。附加地，在點火開關切斷工況期間燃 料輸送系統(tǒng)150會阻止燃料向上游行進到燃料箱，增加燃料管路中的壓力。燃料輸送系統(tǒng) 配置為在176提高點火開關切斷壓力且通過使用已經(jīng)在系統(tǒng)中的構件如燃料管路的柔度 (compliance)增加存儲的燃料，如本文詳述。點火開關切斷工況可以包括已選擇關閉發(fā)動 機操作的用戶輸入之后的時間。在一個示例中，點火開關切斷工況可以通過如圖l所示的 點火裝置136中的點火鑰匙(未示出)的旋轉啟動。在替代的示例中，點火開關切斷工況 可以通過任何合適的點火裝置如按鈕或遠程點火啟動。 現(xiàn)再參考圖2，燃料箱152可以容納低壓泵154、止回閥156、燃料過濾器158、及旁 通回路160。燃料箱可以包含多種燃料，如汽油、乙醇混合物、生物柴油、或柴油。旁通回路 可以包括壓力調節(jié)器162，如圖2所示。注意替代的實施例可以使用替代的構件，且可以消 除各種構件。 現(xiàn)再參考圖2和圖3，低壓泵154、止回閥156、燃料過濾器158、及旁通回路160可 以稱為防逆流燃料系統(tǒng)RFS。在該示例中，如圖2和圖3所示的RFS為機械防逆流燃料系 統(tǒng)。然而，應理解在其他的示例中，防逆流燃料系統(tǒng)可以是電子防逆流燃料系統(tǒng)ERFS。 RFS還可以稱為壓力限制裝置。當發(fā)動機操作，如在發(fā)動機的正常操作期間，RFS 可以減少且可能最小化通過旁通回路再循環(huán)到燃料箱的燃料的量，同時在低壓泵的下游保 持基本上不變的壓力。發(fā)動機的正常操作，也稱為正常的發(fā)動機操作可以包括發(fā)動機產(chǎn)生 動力的時間間隔和燃料輸送系統(tǒng)周期性地供應燃料到位于發(fā)動機中的汽缸的時間間隔。例 如，低壓泵可以是在400000帕(4巴)和600000帕(6巴)之間操作的電動提升泵。進一 步如另一個示例，低壓泵可以是能夠以足夠的壓力輸送足夠量的燃料至泵的下游的任何合 適的泵，如機動容禾只泵(positive displacement pump)。 現(xiàn)參考圖2，止回閥156可以是在特定壓力差下脫座的球簧止回閥(由工業(yè)標準的 止回球簧圖標示意性表示)。在另一個示例中，可以具有一連串流體連通的止回閥(未示 出)以減少當止回閥關閉時通過止回閥泄漏的燃料量。在替代的示例中，止回閥156可以 是在特定壓力下關閉的任何合適的閥，如蝶形閥、電磁閥等。[0033] 例如，燃料過濾器容器可以具有高表面積_體積比以便增加特定的施加壓力下的 體積膨脹。例如，在一些實施例中燃料過濾器的體積是100立方厘米(cc)。在其他的示例 中，取決于各種系統(tǒng)要求，如燃料噴射器所要求的燃料量和燃料的成分，可以改變燃料過濾 器的體積。此外，燃料過濾器(包括低壓燃料管路)可以具有每100000帕(每巴)0.5cc
的柔度。 現(xiàn)參考圖2和圖3，并行端口壓力釋放閥PPRV 168通過燃料管路167和燃料過濾 器連接到RFS。例如，PPRV可以與低壓泵和高壓泵174串聯(lián)連接。由于串聯(lián)連接，壓力釋放 閥適應于增加點火開關切斷燃料管路壓力，而在正常的發(fā)動機操作中基本上不增加調節(jié)的 壓力。在一些示例中，與壓力調節(jié)器162 —起結合作用的PPRV可以限制下游壓力在800000 帕(8巴)和900000帕(9巴)之間。燃料管路通常設定為1000000帕(10巴)的操作壓 力的最大值，而在燃料箱內存在的燃料過濾器僅設定在500000帕(5巴)和600000帕(6 巴)之間，因此將PPRV放置在燃料過濾器的下游是有利的。在正常的發(fā)動機操作中，當發(fā) 動機產(chǎn)生動力時，PPRV允許燃料行進到裝置下游，且基本上阻止燃料輸送系統(tǒng)中的調節(jié)的 燃料壓力增加。在點火開關切斷工況下PPRV阻止燃料行進到裝置的上游回到燃料箱中，增 加PPRV下游的壓力。因而，取決于發(fā)動機運行或發(fā)動機不運行工況，提供系統(tǒng)以控制兩種 不同壓力。在點火開關切斷工況期間為防止高壓損壞下游的燃料管路和構件，一旦壓力達 到預定閾值PPRV允許燃料行進到上游。在另一個示例中，PPRV可以是在點火開關切斷工 況期間阻止燃料行進到裝置的上游和在正常的工況下允許燃料行進到下游的任何合適的 壓力釋放閥。 在如圖2和圖3所示的一個示例中，PPRV包括兩個止回閥。在前向流向的第一止 回閥172和在反向流向的第二止回閥或壓力釋放閥170。在一個示例中，壓力釋放閥170可 以在約450000帕(4. 5巴)脫座。在這樣的示例中，因為壓力釋放閥170與可以在450000 帕(4.5巴)釋放自身的燃料輸送模塊(F匿+)串聯(lián)，凈壓力釋放為900000帕(9巴)。當下 游壓力較高時壓力釋放閥170脫座，防止裝置的下游的構件損壞，如燃料管路176和/或高 壓泵174。當下游壓力超過450000帕(4. 5巴)時，在未包含PPRV的系統(tǒng)(未示出)中燃 料可以通過RFS流到上游。在一些示例中高壓泵可以是在1500000帕(15巴)和20000000 帕(200巴)之間操作的發(fā)動機驅動的高壓泵。在其他的示例中高壓泵可以是增加泵的下 游的燃料輸送系統(tǒng)中的壓力的另一個合適的泵，如電動提升泵、轉子動力泵(rotodynamic pump)及其他。止回閥172可以防止燃料行進到閥的上游，允許PPRV的下游壓力增加。 在其他的示例中，取決于各種發(fā)動機要求，如運行(run up)燃料壓力、裝置的下游 使用的燃料管路的類型、及PPRV下游的燃料管路的柔度，可以改變壓力釋放閥170和止回 閥172脫座的特定壓力。運行燃料壓力是發(fā)動機在起動期間所要求的燃料壓力。在其他的
示例中，止回閥和壓力釋放閥可以是在特定壓力下關閉的任何合適的閥，如蝶形閥、電磁閥等。 在一個示例中燃料蓄壓器173可以流體連通到泵的一個。例如，燃料蓄壓器可以 如圖3中所示定位在PPRV 168的下游。本文中所述的燃料蓄壓器可以具有類似于燃料導 軌或燃料管路中的熱壓縮燃料的體積變化的體積。燃料蓄壓器允許更大量的燃料存儲在 PPRV的下游，降低燃料管路176中的壓力，因此減少在點火開關切斷之后通過PPRV釋放的 燃料體積量。在一個示例中，燃料蓄壓器是科德寶燃料蓄壓器，如圖5中所示。在替代的示例中，燃料蓄壓器可以是當燃料管路176中的壓力超過特定值時可存儲燃料的任何其他合 適類型的燃料蓄壓器。在替代的示例中燃料蓄壓器可以去除。 再次參考圖2和圖3，高壓泵174通過燃料管路176連接到PPRV。在一個示例中， 燃料管路176可以具有橢圓形橫截面和/或100cc的體積。非圓形橫截面可以增加燃料管 路柔度，因此部分地用作燃料蓄壓器。附加地或替代地，燃料管路176可以由彈性材料構 成。由于橢圓形和彈性材料當燃料管路176經(jīng)受高壓時其可以膨脹并產(chǎn)生更圓的形狀，增 加了存儲在燃料管路中的燃料量。在另 一個示例中，燃料管路可以由硬質聚合體材料構成， 且可以改變燃料管路的尺寸。 止回閥178可以連接到高壓泵的下游。通常止回閥178集成到泵總成。壓力釋放 閥也可以裝配集成到泵總成且可以具有典型的19500000帕(195巴)的壓力釋放。在一個 示例中止回閥178是在特定的壓力差(例如70000帕即0. 7巴)下脫座的板簧止回閥。在 又一個示例中，可以具有一連串流體連通的止回閥以減少當止回閥關閉時通過止回閥泄漏 的燃料量。在替代的示例中，可以使用可以是在特定壓力差下關閉的任何合適的閥的止回 閥178，如蝶形閥、電磁閥及其他等。此外，在一個示例中，不包含燃料蓄壓器的燃料輸送系 統(tǒng)中，在點火開關切斷工況期間泄漏率限制到在6000000帕(60巴)下每40分鐘2. 5cc。 燃料導軌180連接到止回閥178的下游。燃料導軌提供燃料到燃料噴射器182。 在一個示例中，燃料導軌體積為165cc。在替代的實施例中，取決于各種系統(tǒng)要求，如在發(fā)動 機的正常的操作期間汽缸所要求的燃料量，可以改變燃料導軌的尺寸。燃料噴射器182流 體連通到發(fā)動機10。燃料噴射器可以是直接燃料噴射器和/或進氣道燃料噴射器。 在點火開關切斷工況期間如圖2和圖3中所示的燃料輸送系統(tǒng)可以在高壓泵的下 游的燃料輸送系統(tǒng)中保留燃料，從而減少或防止燃料通過噴射器或通過RFS沖出，且在點 火開關切斷時保持高壓。因此，在隨后的起動中加壓速率(rate)在燃料輸送系統(tǒng)中基本上 增加，同時保持較短的起動轉動時間。以此方式，防止空氣在燃料導軌中形成，增加起動中 的噴射壓力，從而增加發(fā)動機中的燃燒效率并降低排放。在一些示例中如圖2和圖3中所 示的燃料輸送系統(tǒng)在一個高壓泵行程或180度發(fā)動機旋轉中可以將燃料導軌中的壓力增 加至大于1400000帕(14巴)。在一些示例中，在第一高壓泵行程之后在大于1400000帕 (14巴)的起動中燃料可以通過燃料噴射器輸送到發(fā)動機。 圖4示出如圖2和圖3所示的并行端口壓力釋放閥PPRV 168的示意圖。在一些 示例中，PPRV可以限制下游壓力在800000帕(8巴)和900000帕(9巴)之間。PPRV包括 進口 412、出口 414、外罩416、前向流動止回閥172、反向流動止回閥170。當在發(fā)動機的正 常操作中具有足夠的壓力差時，前向流動止回閥允許燃料行進通過該閥。反向流動止回閥 防止燃料行進到裝置的上游直到達到足夠的壓力差防止損壞下游構件。在另一個示例中， 可以使用在發(fā)動機的正常操作中允許燃料流到裝置的下游且在點火開關切斷工況期間阻 止燃料行進到裝置的上游，直到下游的燃料管路中壓力達到可以損壞下游構件的水平的任 何類型的壓力釋放閥。例如，在高壓情況下壓力釋放閥允許燃料行進到上游以防止損壞燃 料管路。 圖5示出燃料蓄壓器173的示例。在該示例中，燃料蓄壓器為科德寶燃料蓄壓器。 燃料蓄壓器可以具有較低的成本。當在裝置連接的燃料管路中存在高壓條件時燃料蓄壓器 允許燃料存儲(例如累積)在裝置中。燃料蓄壓器包括允許燃料行進到裝置中的進口 512。燃料蓄壓器還包括允許燃料存儲在裝置中的腔體514、外殼516、及頂部元件518。 圖6示出在發(fā)動機的操作已關閉之后，在防逆流燃料系統(tǒng)RFS和高壓泵之間流體 連通的燃料管路中的壓力對時間的示圖610。燃料輸送系統(tǒng)的一個目標是在起動中高壓泵 的一個行程中實現(xiàn)大于1400000帕(14巴)壓力上升的壓力。在該示例中燃料輸送系統(tǒng)使 用汽油直接噴射(GDI)。線612表示不包括PPRV的燃料輸送系統(tǒng)，在612中使用的燃料輸 送系統(tǒng)不產(chǎn)生1400000帕(14巴)的壓力上升。線614表示包括在高壓泵與RFS之間連接 的PPRV和較大的燃料蓄壓器的燃料輸送系統(tǒng)。在該示例中在614中使用的燃料輸送系統(tǒng) 在單個高壓泵行程中產(chǎn)生1400000帕(14巴)的壓力上升。線616表示包括在RFS與高壓 泵之間連接的PPRV和較小的燃料蓄壓器的燃料輸送系統(tǒng)。線616表示的燃料輸送系統(tǒng)在 單個高壓泵行程中實現(xiàn)最小1400000帕(14巴)的壓力上升。線618表示包括在RFS和高 壓泵之間連接的PPRV的燃料輸送系統(tǒng)。在該示例中，在618中使用的燃料輸送系統(tǒng)在單個 高壓泵行程中不產(chǎn)生1400000帕(14巴)的壓力上升。然而，線618表示的燃料輸送系統(tǒng) 比線612表示的存儲系統(tǒng)(stocksystem)達到更高的壓力。線620表示包括在RFS與高壓 泵之間連接的PPRV和不同的較小的蓄壓器的燃料輸送系統(tǒng)。在該示例中，線620表示的燃 料輸送系統(tǒng)在單個高壓泵行程中產(chǎn)生最小1400000帕(14巴)的壓力上升。從示圖中可以 看出如線614、616、618、及620描述的使用PPRV的系統(tǒng)比如線612表示的不使用PPRV的存 儲系統(tǒng)在燃料管路中保持更高的壓力。此外，當相比較于僅使用PPRV的燃料輸送系統(tǒng)時， 使用PPRV和燃料蓄壓器的系統(tǒng)將保持甚至更高的壓力。 圖7示出可以用來操作如圖1所示的內燃發(fā)動機和流體連通到發(fā)動機的如圖3所 示的燃料輸送系統(tǒng)的方法700的流程圖。在其他的示例中方法700可以用來操作如圖2所 示的燃料輸送系統(tǒng)和流體連通到如圖2所示的燃料輸送系統(tǒng)的如圖1所示的內燃發(fā)動機。 在起動中方法700可以用來增加燃料輸送系統(tǒng)中的加壓速率。 在步驟712停止發(fā)動機的操作。發(fā)動機的停止操作可以包括阻止燃料流過燃料噴 射器、落座和密封在發(fā)動機中的進氣門和排氣門、阻止汽缸中的點火火花等。 接下來在步驟714，阻止燃料行進到PPRV的上游。在一些示例中通過止回閥172 的落座和密封阻止燃料行進到PPRV的上游。 接下來在步驟716，燃料在燃料蓄壓器中累積，從而增加燃料輸送系統(tǒng)的柔度。以 此方式，燃料蓄壓器保留燃料，從而降低或阻止燃料通過燃料噴射器和/或PPRV泄漏。泄 漏的減少或防止會增加在隨后的起動中的燃料輸送系統(tǒng)中的加壓的速率。在其他的示例 中，可以增加附加或替代的步驟，其中燃料管路176膨脹增加燃料管路的柔度，進一步減少 燃料輸送系統(tǒng)中的泄漏。 接下來在步驟718，發(fā)動機起動。起動發(fā)動機可以包括輸送燃料到汽缸，驅動進氣 門和排氣門，向汽缸提供火花，旋轉點火鑰匙等。 接下來在步驟720，在隨后的發(fā)動機起動中，通過燃料導軌和燃料噴射器輸送燃 料到發(fā)動機。在一些示例中，在第一高壓泵行程之后燃料導軌中的壓力可以增加到大于 1400000帕(14巴)。在步驟720之后方法700結束。 應理解，在本文中公開的配置和例程本質上是示例性的，且這些具體實施例不應 被視為具有限制意義，因為大量的變體是可能的。例如，上述技術可以應用于V-6、I-4、I-6、 V-12，對置4，及其他 發(fā)動機類型。本實用新型的主題包括在本文中公開的各種系統(tǒng)和配置，及其他特征、功能，和/或屬性的所有新穎和非易見的組合及子組合。 本實用新型的權利要求特別指出視為新穎和非顯而易見的特定組合及子組合。這 些權利要求可能引用"一個"元素或"第一"元素或其等價。這樣的權利要求應被理解為包 括對一個或一個以上這樣的元素的結合，而不是要求或排除兩個或兩個以上這樣的元素。 所公開的特征、功能、元素和/或屬性的其他組合及子組合可以通過本實用新型權利要求 的修改或通過在本申請或相關申請中提出新的權利要求來請求保護。這樣的權利要求，無 論是在范圍上比原始權利要求更寬、更窄、等價或不同，都應被視為包括在本實用新型的主 題之內。
權利要求一種內燃發(fā)動機的燃料輸送系統(tǒng)，其特征在于，包括燃料箱；第一高壓泵；流體連通在所述第一高壓泵的上游由所述燃料箱容納的第二低壓泵；在所述第一高壓泵和第二低壓泵之間且與所述第一高壓泵和第二低壓泵串聯(lián)流體連通的壓力釋放閥，所述壓力釋放閥包括彼此并行連通的前向流動止回閥和反向流動止回閥；及在所述壓力釋放閥和第一高壓泵之間的燃料管路；所述壓力釋放閥適應于增加點火開關切斷燃料管路壓力，而在正常的發(fā)動機操作中基本上不增加調節(jié)的壓力。
2. 如權利要求1所述的燃料輸送系統(tǒng)，其特征在于，還包括流體連通到所述第一高壓 泵和第二低壓泵中的一個的燃料蓄壓器。
3. 如權利要求1所述的燃料輸送系統(tǒng)，其特征在于，還包括設置在所述第一高壓泵和 壓力釋放閥之間的燃料蓄壓器。
4. 如權利要求1所述的燃料輸送系統(tǒng)，其特征在于，所述第二低壓泵是低壓提升泵。
5. 如權利要求1所述的燃料輸送系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料管路基本上由彈性材料 構成。
6. 如權利要求1所述的燃料輸送系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料管路是橢圓形的。
7. 如權利要求1所述的燃料輸送系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力釋放閥是允許燃料流到 裝置的上游以避免過大的壓力的并行端口壓力釋放閥。
8. 如權利要求1所述的燃料輸送系統(tǒng)，其特征在于，還包括在所述第一高壓泵和第二 低壓泵之間流體連通的旁通回路；在發(fā)動機操作中所述旁通回路最小化再循環(huán)到燃料箱的燃料的量。
9. 如權利要求8所述的燃料輸送系統(tǒng)，其特征在于，還包括在所述第二低壓泵和旁通 回路之間的具有高表面積_體積比的燃料過濾器。
10. 如權利要求2或3所述的燃料輸送系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料蓄壓器是科德寶燃 料蓄壓器。
11. 如權利要求8所述的燃料輸送系統(tǒng)，其特征在于，所述旁通回路包括壓力調節(jié)器， 且低壓提升泵是機械控制的。
12. —種內燃發(fā)動機的燃料輸送系統(tǒng)，其特征在于，包括 燃料箱；高壓泵；在所述高壓泵的上游由所述燃料箱容納的低壓提升泵； 在所述高壓泵和低壓提升泵之間流體連通的旁通回路；在所述高壓泵和旁通回路之間且與所述高壓泵和旁通回路串聯(lián)流體連通的壓力釋放 閥，所述壓力釋放閥包括彼此并行連通的前向流動止回閥和反向流動止回閥； 在所述壓力釋放閥下游的燃料蓄壓器；在所述低壓提升泵和旁通回路之間連接的具有高表面積_體積比的燃料過濾器；及 在所述壓力釋放閥和高壓泵之間的燃料管路；在點火開關切斷工況期間，所述壓力釋放閥阻止燃料行進到上游到所述燃料箱中，增 加隨后的起動中的壓力上升，且在所述發(fā)動機的正常的操作中所述壓力釋放閥基本上阻止 所述燃料輸送系統(tǒng)中的調節(jié)的壓力增加。
13. 如權利要求12所述的燃料輸送系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料管路基本上由彈性材 料構成。
14. 如權利要求12所述的燃料輸送系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料蓄壓器是科德寶燃料蓄壓器。
15. 如權利要求14所述的燃料輸送系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力釋放閥允許在高壓情 況下燃料行進到上游以阻止損壞所述燃料管路。
專利摘要本實用新型涉及具有并行端口壓力釋放閥的燃料輸送系統(tǒng)。提供一種內燃發(fā)動機的燃料輸送系統(tǒng)，包括燃料箱、第一泵、流體連通到第一泵的上游由燃料箱容納的第二泵、在第一泵和第二泵之間且與第一泵和第二泵串聯(lián)流體連通的壓力釋放閥，在壓力釋放閥和第一泵之間的燃料管路，壓力釋放閥適用于增加點火開關切斷燃料管路壓力，而在正常的發(fā)動機操作中基本上不增加調節(jié)的壓力。在一些示例中，燃料蓄壓器流體連通到第一泵的上游。通過根據(jù)本實用新型的燃料輸送系統(tǒng)可增加燃燒循環(huán)的效率并減少排放的量，以及減少系統(tǒng)的尺寸和成本。
文檔編號F02M63/00GK201439738SQ20092015490
公開日2010年4月21日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權日2008年5月13日
發(fā)明者克里斯·阿諾德·伍德林, 約瑟夫·諾門·伊里, 羅斯·戴克斯特拉·珀西富爾 申請人:福特環(huán)球技術公司