CN105804906A - 直接喷射燃料泵*** - Google Patents

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Abstract

本申请涉及直接喷射燃料泵***,提供了用于使直接喷射燃料泵运转的***和方法。一种示例***包含以同轴的方式设置在直接喷射燃料泵的孔内的蓄积器,其中所述蓄积器被设置在螺线管激活的止回阀的下游。当直接喷射燃料泵以缺省压力模式运转时,蓄积器可以调节直接喷射燃料泵的压缩室和高压燃料轨中的压力。

Description

直接喷射燃料泵***
技术领域
本申请大体涉及内燃发动机中的直接喷射燃料泵。
背景技术
进气道燃料直接喷射(PFDI)发动机包括燃料的进气道喷射和直接喷射,并且可以有利地使用每种喷射模式。例如,在更高的发动机负荷下,可以利用直接燃料喷射喷射燃料到发动机内,以便改善发动机性能(例如,通过增加可用扭矩和燃料经济性)。在更低的发动机负荷下并且在发动机起动期间,可以利用进气道燃料喷射喷射燃料到发动机内,以提供改善的燃料汽化以便提高混合,并减少发动机排放。另外,进气道燃料喷射可以在更低的发动机负荷下通过直接喷射来提供燃料经济性的改善。此外,当以燃料的进气道喷射运转时,可以降低噪声、振动与粗糙性(NVH)。此外,进气道喷射器和直接喷射器在一些状况下可以一起运转,以利用两种类型的燃料输送的优点或在一些情况下利用不同燃料的优点。
在PFDI发动机中,提升泵(也被称为低压泵)从燃料箱向进气道燃料喷射器和直接喷射燃料泵供应燃料。另外,直接喷射燃料泵可以向直接喷射器供应更高压力的燃料。直接喷射(DI)燃料泵可以在发动机运转的某些阶段期间(例如,在低发动机负荷、发动机怠速状况下的进气道燃料喷射期间)被停用,这会影响DI燃料泵的润滑并增加DI燃料泵的磨损、NVH和劣化。
一种降低DI燃料泵劣化并且改善润滑的方法可以包括在较低的发动机负荷下将燃料持续地直接喷射到发动机内。在由Pursifull等人在US2014/0224209中示出的另一示例方法中,DI泵可以通过维持DI泵中的活塞的顶部与底部之间的压力差来润滑。在本文中,当直接燃料喷射被减少和/或被中断时,DI燃料泵可以以机械模式运转。压力差可以通过将DI燃料泵的压缩室维持在缺省压力来实现,其中缺省压力高于提升泵的输出压力。压缩室内的缺省压力可以通过停用螺线管激活的止回阀从而使螺线管激活的止回阀能以直通状态运转来获得。另外,泄压阀可以被设置在螺线管激活的止回阀的上游,以调节在DI燃料泵中的压缩冲程期间经由螺线管激活的止回阀从压缩室接收的燃料流量。因此,DI燃料泵的压缩室中的缺省压力可以基本上等于泄压阀的泄压设定。
发明人在此已经认识到以上方法的潜在问题。例如,在较低的发动机负荷下继续直接喷射的方法中,由DI燃料泵中的螺线管激活的止回阀的致动引起的滴答声会产生过多的NVH。由于在较低负荷下的发动机运转期间缺少掩盖DI燃料泵噪声的发动机噪声,所以车辆操作者和乘客能听得到这些滴答声。另外,在DI燃料泵中的压缩室通过泄压阀被维持在缺省压力的方法中,由于通过泄压阀的重复的燃料流可以发生燃料加热。在本文中,泄压阀提供对促进燃料的加热的燃料流的限制。此外,燃料的温度的增加会引起燃料蒸汽的形成,这会不利地影响泵润滑。此外,燃料加热会增加功率消耗。
发明内容
发明人在此已经意识到上述问题,并且已经确认了至少部分地解决上述问题的方法。在一种示例方法中,提供了一种***,其包含以同轴的方式设置在直接喷射燃料泵的孔内的蓄积器,所述蓄积器被设置在螺线管激活的止回阀的下游。直接喷射燃料泵内的蓄积器可以提供缺省压力,以在较低的发动机负荷期间能够润滑直接喷射燃料泵。
在另一示例中,直接喷射燃料泵包括被耦接至所述泵活塞的活塞柱,所述活塞柱具有基本上为泵活塞的外径的一半的外径。
在另一示例方法中,提供了一种方法,其包含,当设置在蓄积器上游的螺线管激活的止回阀被断电(de-energized)并且被命令为直通(pass-through)状态时,经由蓄积器的轴向运动来调节直接喷射燃料泵的压缩室中的压力,所述蓄积器被同轴地设置在直接喷射燃料泵的孔内。
例如,PFDI发动机中的燃料***的DI燃料泵可以包括设置在DI燃料泵的孔内的蓄积器。蓄积器可以包括被耦接至活塞的弹簧。另外,蓄积器可以被布置在电子地控制的螺线管激活的止回阀的下游。DI燃料泵可以以两种模式中的一种运转:缺省压力模式和可变压力模式。螺线管激活的入口止回阀可以在可变压力模式下被激活并且被维持激活。当螺线管激活的止回阀被通电时,它可以调节被泵入到直接喷射燃料轨内的流体体积。因此,螺线管激活的止回阀可以是燃料体积调节器。在其他示例中,螺线管激活的止回阀可以控制与DI燃料泵中的泵冲程同步的直接喷射轨中的压力。当螺线管激活的止回阀被包括在具有压力传感器的闭环压力控制***中时,螺线管激活的止回阀可以是燃料轨压力控制***中的主动元件。在缺省压力模式下,螺线管激活的入口止回阀可以被停用以在直通状态下运行,并且DI燃料泵可以以缺省压力运转。缺省压力模式可以在当到燃烧室内的直接喷射被减少和/或被禁止时的较低发动机负荷和发动机怠速状况下被激活。DI燃料泵孔内的蓄积器可以经由蓄积器的活塞的轴向运动调节压缩室和直接喷射燃料轨内的压力。因此,当燃料轨压力降至缺省压力之下时,通过至少部分压缩冲程将燃料释放到直接喷射燃料轨内,蓄积器可以将燃料存储在缺省压力下。泄压阀可以或不可以被包括在燃料***的DI燃料泵中。通过包括泄压阀,可以实现在关闭之后的燃料加热。
以此方式,DI燃料泵可以在较低的发动机负荷状况下运转。通过经由蓄积器保持压缩室中的缺省压力,DI燃料泵可以在从直接喷射燃料泵出来到达燃料喷射器的燃料流量减少和/或停止时被润滑。具体地,活塞与DI燃料泵的孔之间的界面可以被润滑。由于在缺省压力模式下可以用停用的螺线管致动止回阀运转,因此可以提供听得见的滴答噪声和NVH的减少。另外,通过在缺省压力模式下经由蓄积器调节压缩室内的压力,由于反复的泵冲程的燃料加热可以被减少。通过降低燃料加热的可能性,蒸汽形成可以被节制。此外,蒸汽形成对泵润滑的不利影响可以被减轻。总的来说,DI燃料泵的耐久性可以被延长,同时提高其性能。
在另一示例中,蓄积器与直接喷射燃料泵的压缩室流体地连通,并且其中蓄积器存储用于直接喷射燃料泵中的压缩冲程的一部分的燃料。
在另一示例中,直接喷射燃料泵的压缩室中的压力被调节,以在直接喷射燃料泵中的压缩冲程期间在直接喷射燃料泵的活塞的顶部与底部之间提供压力差。
在另一示例中,蓄积器包括被耦接至活塞的弹簧,所述活塞被设置在直接喷射燃料泵的孔内以在第一止挡件与第二止挡件之间轴向地移动。
在另一示例中,该方法进一步包含,当螺线管激活的止回阀在可变压力操作模式下被通电时,经由螺线管激活的止回阀来调节直接喷射燃料泵的压缩室内的压力。
在另一示例中,提供了一种***。该***包含:直接喷射燃料泵,其包括活塞和压缩室,所述活塞由凸轮驱动并且在孔内往复运动;高压燃料轨,其被流体地耦接至所述直接喷射燃料泵;蓄积器,其以同轴的方式被设置在所述直接喷射燃料泵的所述孔内,以与压缩室流体地连通;所述蓄积器的柱塞,其被布置在所述孔内以在第一止挡件与第二止挡件之间轴向地移动;弹簧,其被耦接至所述柱塞;入口止回阀,其被设置在所述压缩室的入口处;螺线管激活的止回阀,其被设置在所述蓄积器的上游;所述螺线管激活的止回阀的入口,其被流体地耦接至低压泵;以及所述螺线管激活的止回阀的出口,其与所述蓄积器流体地连通。
在另一示例中,在第一状况下,直接喷射燃料泵的压缩室和高压燃料轨中的压力经由蓄积器的轴向运动来调节,并且其中在第二状况期间,压缩室和高压燃料轨内的压力经由螺线管激活的止回阀来调节。
在另一示例中,第一状况包括停用螺线管激活的止回阀并且使螺线管激活的止回阀断电,并且其中第二状况包括激活螺线管激活的止回阀。
应当理解,提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念,这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征,要求保护的主题的范围被所附权利要求唯一地限定。此外,要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了内燃发动机的汽缸的示例。
图2示意地图示了可以用于图1的发动机中的燃料***的示例实施例。
图3呈现了根据本公开的高压或直接喷射燃料泵的示例实施例。
图4a和4b描绘了图3的高压或直接喷射燃料泵的替代性示例。
图5图示了图3的高压或直接喷射燃料泵在可变压力模式下的第一示例运转。
图6描绘了图3的高压或直接喷射燃料泵在可变压力模式下的第二示例运转。
图7呈现了当直接喷射燃料轨中的燃料轨压力处于缺省压力时图3的高压或直接喷射燃料泵在缺省压力模式下的示例运转。
图8示出了当直接喷射燃料轨中的燃料轨压力在缺省压力之下时图3的高压或直接喷射燃料泵在缺省压力模式下的示例运转。
图9是图示用于直接喷射燃料泵中的螺线管激活的止回阀的示例控制算法的高水平流程图。
图10是图示了根据本公开的图3的高压或直接喷射燃料泵在可变压力模式下的运转期间的燃料流的示例流程图。
图11是图示了根据本公开的图3的高压或直接喷射燃料泵在缺省压力模式下的运转期间的燃料流的示例流程图。
具体实施方式
在进气道燃料直接喷射(PFDI)发动机中,燃料输送***可以包括用于向燃料喷射器提供期望的燃料压力的多个燃料泵。作为一个示例,燃料输送***可以包括布置在燃料箱与燃料喷射器之间的低压燃料泵(或提升泵)和高压(或直接喷射)燃料泵。高压燃料泵可以被耦接至直接喷射***中高压燃料轨的上游,以便升高通过直接喷射器向发动机汽缸输送的燃料的压力。螺线管激活的入口止回阀或溢流阀可以被耦接在高压(HP)泵的上游,以调节到高压泵的压缩室内的燃料流量。溢流阀一般由控制器电子地控制,所述控制器可以是用于车辆的发动机的控制***的一部分。此外,控制器还可以具有来自传感器(诸如角度位置传感器)的感测输入,所述传感器允许控制器命令激活与为高压泵提供动力的驱动凸轮同步的溢流阀。
以下描述提供了关于示例发动机***(诸如图1的发动机***)的燃料***(诸如图2的示例燃料***)中的直接喷射或高压燃料泵的示例***的信息。燃料***可以包括除高压泵之外的低压泵。另外,高压(或直接喷射)燃料泵可以包括以同轴方式设置在直接喷射泵的孔内的蓄积器(图3)。蓄积器可以被布置在螺线管激活的止回阀的下游。当螺线管激活的止回阀被激活并且被通电(并且与直接喷射泵中的泵冲程同步地运转),直接喷射燃料泵可以以可变压力模式运转,以提供直接喷射燃料轨中的期望的压力(图5和图6)。在当燃料的直接喷射被充分降低时的发动机状况期间,可以通过停用并且使螺线管激活的止回阀断电而以缺省压力模式运转高压燃料泵(图7)。蓄积器可以调节直接喷射燃料泵的压缩室和直接喷射燃料轨内的压力,并且还可以通过处于缺省压力模式下的泵的至少一部分压缩冲程将燃料存储在缺省压力下。缺省压力可以高于低压泵的输出压力。如果直接喷射燃料轨中的压力降至缺省压力之下,那么存储在蓄积器中的燃料可以流入直接喷射燃料轨(图8)内以增加燃料轨压力。发动机***中的控制器可以执行程序(诸如在图9中所示的程序),以基于发动机状况控制直接喷射泵的运转处于缺省压力模式或可变压力模式。在可变压力模式下流入和流出泵的压缩室的燃料流(图10)可以不同于在缺省压力模式下流入和流出泵的压缩室的燃料流(图11)。在替代性实施例中,直接喷射燃料泵的活塞可以被耦接至具有基本上等于活塞的外径(图4a)的外径的活塞杆(或活塞柱),以至少部分地解决与泵回流相关的问题。在另一实施例中,活塞杆可以具有为活塞的外径的大约一半的外径(图4b)。通过在直接喷射泵的孔内包括蓄积器,燃料加热可以被降低,并且直接喷射燃料泵的总体性能可以被提高。
关于在整个该具体实施方式中使用的术语,高压泵或直接喷射燃料泵可以分别被缩写为HP泵(可替代地,HPP)或DI燃料泵。相应地,HPP和DI燃料泵可以被用来可互换地称为高压直接喷射燃料泵。类似地,低压泵也可以被称为提升泵。另外,低压泵可以被缩写为LP泵或LPP。进气道燃料喷射可以被缩写为PFI,而直接喷射可以被缩写为DI。而且,燃料轨压力或(通常,直接喷射燃料轨)燃料轨内的燃料的压力值可以被缩写为FRP。直接喷射燃料轨也可以被称为高压燃料轨,高压燃料轨可以被缩写为HP燃料轨。而且,用于控制到HP泵内的燃料流的螺线管激活的入口止回阀可以被称为溢流阀、螺线管激活的止回阀(SACV)、电子地控制的螺线管激活的入口止回阀,并且还被称为电子控制阀。另外,当螺线管激活的入口止回阀被激活时,HP泵被称为以可变压力模式运转。另外,螺线管激活的止回阀可以在HP泵以可变压力模式运转的整个期间被维持在其激活的状态。如果螺线管激活的止回阀被停用并且HP泵依赖于机械压力调节而不是对电子控制溢流阀的任何命令,那么HP泵被称为以机械模式或以缺省压力模式运转。另外,螺线管激活的止回阀可以在HP泵以缺省压力模式运转的整个期间被维持在其停用的状态。
图1描绘了内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例。发动机10可以由包括控制器12的控制***以及经由输入装置130来自车辆操作者132的输入至少部分地控制。在这个示例中,输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸14(在本中也被称为燃烧室14)可以包括燃烧室壁136,活塞138被设置在燃烧室壁136内。活塞138可以被耦接至曲轴140,使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器***(未示出)耦接至客运车辆的至少一个驱动轮。另外,启动马达(未示出)可以经由飞轮(未示出)耦接至曲轴140,以实现发动机10的起动运转。
汽缸14可以经由一系列进气通道142、144和146接收进气。除了汽缸14之外,进气通道142、144和146还可以与发动机10的其他汽缸连通。在一些示例中,一个或更多个进气通道可以包括升压装置,诸如涡轮增压器或机械增压器。例如,图1示出了被配置为具有涡轮增压器的发动机10,其中涡轮增压器包括被布置在进气通道142和144之间的压缩机174和沿排气通道158布置的排气涡轮176。排气涡轮176可以通过轴180至少部分地为压缩机174提供动力,在此情况下升压装置被配置为涡轮增压器。然而,在诸如发动机10装备有机械增压器的其他示例中,排气涡轮176可以可选地被省略,在此情况下压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入提供动力。包括节流板164的节气门162可以沿发动机的进气通道提供,用于改变提供给发动机汽缸的进气的流速和/或压力。例如,节气门162可以被设置在压缩机174的下游,如在图1中示出的,或可替代地,可以被提供在压缩机174的上游。
除了汽缸14之外,排气歧管148还可以从发动机10的其他汽缸接收排气。排气传感器128被示为耦接至排放控制装置178上游的排气通道158。传感器128可以选自用于提供排气空燃比指示的各种合适的传感器,例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO(如描绘的)、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。
发动机10的每个汽缸可以包括一个或更多个进气门和一个或更多个排气门。例如,汽缸14被示为包括位于汽缸14的上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些示例中,发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可以包括位于汽缸的上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
进气门150可以由控制器12通过驱动器152控制。类似地,排气门156可以由控制器12通过驱动器154控制。在一些状况期间,控制器12可以改变提供给驱动器152和154的信号,从而控制相应进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可以由各自的气门位置传感器(未示出)来确定。气门驱动器可以是电动气门驱动型或凸轮驱动型或其组合。可以同时控制进气门正时和排气门正时,或者可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时的可能性中的任一个。每个凸轮驱动***可以包括一个或更多个凸轮,并且可以使用可由控制器12运转的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)***中的一个或更多个,以改变气门运转。例如,汽缸14可以可替代地包括通过电动气门驱动控制的进气门和通过包括CPS和/或VCT的凸轮驱动控制的排气门。在其他示例中,进气门和排气门可以由共同的气门驱动器或驱动***或者可变气门正时驱动器或驱动***控制。
汽缸14可以具有压缩比,其为活塞138在下止点时与在上止点时的容积之比。在一个示例中,压缩比在9∶1至10∶1的范围内。然而,在使用不同燃料的一些示例中,可以增加压缩比。例如,当使用更高的辛烷燃料或具有更高的潜在蒸发焓的燃料时,这种情况可以发生。如果使用直接喷射,由于其对发动机爆震的影响,同样可以增加压缩比。
在一些示例中,发动机10的每个汽缸可以包括用于使燃烧开始的火花塞192。在选择运转模式下,响应于来自控制器12的火花提前信号SA,点火***190可以经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而,在一些实施例中,火花塞192可以被省略,诸如其中发动机10可以通过自动点火或通过燃料的喷射开始燃烧,如一些柴油发动机的情况。
在一些示例中,发动机10的每个汽缸可以被配置为具有用于向汽缸提供燃料的一个或更多个燃料喷射器。作为一个非限制性示例,汽缸14被示为包括两个燃料喷射器166和170。燃料喷射器166和170可以被配置为输送从燃料***8接收的燃料。如在图2中详细说明的,燃料***8可以包括一个或更多个燃料箱、燃料泵和燃料轨。燃料喷射器166被示为直接耦接至汽缸14,用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW-1的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射进汽缸中。以此方式,燃料喷射器166提供了到燃烧室14内的所谓的燃料直接喷射(在下文中被成为“DI”)。虽然图1示出喷射器166被设置在汽缸14一侧,但可代替地,它可以位于活塞的顶部,诸如靠近火花塞192的位置。当用醇基燃料运转发动机时,由于一些醇基燃料较低的挥发性,这种位置可以改善混合和燃烧。可替代地,喷射器可以位于顶部并靠近进气门,以改善混合。燃料可以经由高压燃料泵和燃料轨从燃料***8的燃料箱输送至燃料喷射器166。另外,燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力传感器。
燃料喷射器170被示为布置在进气通道146中,而不是在汽缸14中,该构造提供了到汽缸14上游的进气道的所谓的燃料的进气道喷射(在下文中被成为“PFI”)。燃料喷射器170可以与经由电子驱动器171从控制器12接收的信号FPW-2的脉冲宽度成比例地喷射从燃料***8接收的燃料。注意,单个电子驱动器168或171可以用于两个燃料喷射***,或如所描述的那样,可以使用多个驱动器,例如,电子驱动器168用于燃料喷射器166,而电子驱动器171用于燃料喷射器170。
在替代示例中,燃料喷射器166和170中的每一个均可以被配置为用于将燃料直接喷射到汽缸14内的直接燃料喷射器。在又一示例中,燃料喷射器166和170中的每一个均可以被配置为用于将燃料喷射到进气门150上游的进气道燃料喷射器。还有在其他示例中,汽缸14可以只包括一个燃料喷射器,该燃料喷射器被配置为从燃料***接收作为燃料混合物的具有不同的相对量的不同燃料,并且被进一步配置为将该燃料混合物直接喷射到汽缸内(如直接燃料喷射器)或将该燃料混合物喷射到进气门的上游(如进气道燃料喷射器)。因此,应当认识到,在本文中所描述的燃料***不应当局限于本文中以示例方式描述的特定燃料喷射器配置。
在汽缸的单个循环期间,燃料可以通过两个喷射器输送至汽缸。例如,每个喷射器可以输送在汽缸14中燃烧的总燃料喷射的一部分。另外,自每个喷射器输送的燃料的分配和/或相对量可以随着诸如在下文中所描述的工况(诸如,发动机负荷、爆震和排气温度)而变化。进气道喷射的燃料可以在打开进气门事件、关闭进气门事件期间(例如,大体在进气冲程之前)、以及在打开与关闭进气门运转期间被输送。类似地,例如,直接喷射的燃料可以在进气冲程期间以及部分地在之前的排气冲程期间被输送,例如在进气冲程期间和部分地在压缩冲程期间。因此,甚至对于单个燃烧事件而言,可以在不同的正时从进气道喷射器和直接喷射器喷射所要喷射的燃料。此外,对于单个燃烧事件而言,可以在每个循环执行所输送的燃料的多次喷射。多次喷射可以在压缩冲程、进气冲程或其任何适当的组合期间被执行。
如在上文中所描述的,图1仅示出了多缸发动机中的一个汽缸。同样地,每个汽缸可以类似地包括其自己的一组进气/排气门、燃料喷射器(多个燃料喷射器)、火花塞等。应认识到,发动机10可以包括任何合适数量的汽缸,包括2、3、4、5、6、8、10、12或更多个汽缸。另外,这些汽缸中的每一个均可以包括通过图1参照汽缸14描述并描绘的各种部件中的一些或全部。
燃料喷射器166和170可以具有不同的特性。这些特性包括尺寸的差别,例如,一个喷射器可以比另一个喷射器具有更大的喷射孔。其他差别包括但不限于不同的喷射角度、不同的工作温度、不同靶向、不同的喷射正时、不同的喷雾特性、不同的位置等。而且,根据喷射器170与166之间的喷射燃料的分配比,可以实现不同的效果。
控制器12在图1中被示为微型计算机,其包括微处理器单元106、输入/输出端口108、在这个具体示例中为存储可执行指令的被显示为非临时性只读存储器芯片110的用于可执行程序和校准数值的电子存储介质、随机存取存储器112、不失效存储器114和数据总线。控制器12可以接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号,除了之前所讨论的那些信号外,还包括来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量计(MAF)的测量值;来自耦接至冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT);来自耦接至曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP);来自节气门位置传感器的节气门位置(TP);以及来自传感器124的歧管绝对压力信号(MAP)。发动机转速信号RPM可以由控制器12根据信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用来提供进气歧管内的真空或压力的指示。
图2示意地描绘了图1的示例燃料***8。燃料***8可以被运转以将燃料从燃料箱202输送至发动机(诸如图1的发动机10)的直接燃料喷射器252和进气道喷射器242。燃料***8可以被控制器(诸如图1的控制器12)运转以执行参照图8描绘的示例程序所描述的运转中的一些。
燃料***8能够从燃料箱202向发动机(诸如图1的示例发动机10)提供燃料。例如,燃料可以包括一种或更多种碳氢化合物成分,并且还可以包括酒精成分。在一些情况下,当以合适的量输送时,该酒精成分可以向发动机提供爆震抑制,并且可以包括任何合适的酒精(诸如,乙醇、甲醇等)。因为酒精可以提供比一些烃基燃料(诸如,汽油和柴油)更大的爆震抑制,由于酒精的增加的潜在汽化热和充气冷却能力,因此含有更高浓度的酒精成分的燃料能够被选择性地用来在所选工况期间提供增加的抗发动机爆震性。
作为另一示例,酒精(例如,甲醇、乙醇)可以使水被加到其内。因此,水降低了酒精燃料的可燃性,赋予了存储燃料时增加的适应性。此外,水含量的汽化热提高了酒精燃料充当爆震抑制剂的能力。此外,水含量可以降低燃料的总成本。作为具体的非限制性示例,燃料可以包括汽油和乙醇,(例如,E10和/或E85)。可以经由燃料加注通道204向燃料箱202提供燃料。
与燃料箱202连通的低压燃料泵208(在本文中也被称为提升泵208)可以被运转为经由第一燃料通道230将来自燃料箱202的燃料供应至第一组进气道喷射器242。提升泵208也可以被称为LPP208或LP(低压)泵208。在一个示例中,LPP208可以是被至少部分地布置在燃料箱202内的电动低压燃料泵。由LPP208提升的燃料可以在较低压力下被供应到被耦接至第一组进气道喷射器242(在本文中也被称为第一喷射器组)中的一个或更多个燃料喷射器的第一燃料轨240内。LPP止回阀209可以被设置在LPP的出口处。LPP止回阀209可以将燃料流从LPP208引导到第一燃料通道230和第二燃料通道290,并且可以阻止分别来自第一和第二燃料通道230和290的燃料流回到LPP208。
虽然第一燃料轨240被示为将燃料分配到第一组进气道喷射器242的四个燃料喷射器,但应认识到,第一燃料轨240可以将燃料分配到任何合适数量的燃料喷射器。作为一个示例,对于发动机的每一个汽缸,第一燃料轨240可将燃料分配到第一组进气道喷射器242中的一个燃料喷射器。注意,在其他示例中,第一燃料通道230可以经由两个或更多个燃料轨为第一组进气道喷射器242的燃料喷射器提供燃料。例如,在发动机汽缸被配置为V型构造的情况下,两个燃料轨可以被用来将来自第一燃料通道的燃料分配到第一喷射器组的每一个燃料喷射器。
直接喷射燃料泵228(或DI泵228或高压泵228)被包括在第二燃料通道232中,并且可以经由LPP208接收燃料。在一个示例中,直接喷射燃料泵228可以是机械动力的容积泵。直接喷射燃料泵228可以经由第二燃料轨250与一组直接燃料喷射器252连通。第二燃料轨250可以是高压(或更高压)燃料轨。第二燃料轨250也可以被称为直接喷射燃料轨250。直接喷射燃料泵228可以经由第二燃料通道290进一步与第一燃料通道230流体连通。因此,LPP208提升的低压燃料可以被直接喷射燃料泵228进一步加压,以便供应用于直接喷射到被耦接至一个或更多个直接燃料喷射器252(在本文中也被称为第二喷射器组)的第二燃料轨250的高压燃料。在一些示例中,燃料滤清器(未示出)可以被布置在直接喷射燃料泵228的上游,以便从燃料中移除颗粒。
燃料***8的各种部件与发动机控制***(诸如,控制器12)通信。例如,除了之前参照图1描述的传感器外,控制器12可以从与燃料***8相关联的各种传感器接收工况的指示。例如,各种输入可以包括经由燃料液位传感器206的燃料箱202中存储的燃料量的指示。除了根据排气传感器(诸如,图1的传感器128)推断的燃料成分的指示外或作为根据排气传感器(诸如,图1的传感器128)推断的燃料成分的指示的替代,控制器12还可以从一个或更多个燃料成分传感器接收燃料成分的指示。例如,存储在燃料箱202中的燃料的燃料成分的指示可以由燃料成分传感器210提供。燃料成分传感器210可以进一步包含燃料温度传感器。额外地或可替代地,一个或更多个燃料成分传感器可以被提供在沿着燃料存储箱与两个燃料喷射器组之间的燃料通道的任何合适位置处。例如,燃料成分传感器238可以被提供在第一燃料轨240处或沿着第一燃料通道230,和/或燃料成分传感器248可以被提供在第二燃料轨250处或沿着第二燃料通道232。作为一个非限制性示例,燃料成分传感器能为控制器12提供燃料中含有的爆震抑制组分的浓度的指示或燃料的辛烷值的指示。例如,燃料成分传感器中的一个或更多个可以提供燃料的酒精含量的指示。
注意,燃料成分传感器在燃料输送***内的相对位置能够提供不同的优势。例如,在燃料轨处或沿着将燃料喷射器与燃料箱202耦接的燃料通道布置的燃料成分传感器238和248能够提供被输送到发动机之前的燃料成分的指示。与之相比,燃料成分传感器210可以提供燃料箱202处的燃料成分的指示。
燃料***8还可以包含耦接至第二燃料通道290的压力传感器234和耦接至直接喷射燃料轨250的压力传感器236。压力传感器234可以被用来确定第二燃料通道290的燃料管路压力,第二燃料通道290的燃料管路压力可以对应于低压泵208的输送压力。压力传感器236可以被设置在DI燃料泵228的下游的第二燃料轨250内,并且可以被用来测量第二燃料轨250中的燃料轨压力(FRP)。额外的压力传感器可以被设置在燃料***8内,诸如设置在第一燃料轨240处,以测量其中的压力。在燃料***8中的不同位置处感测的压力可以被传送给控制器12。
LPP208可以被用于在进气道燃料喷射期间向第一燃料轨240供应燃料和在燃料的直接喷射期间向DI燃料泵228供应燃料。在进气道燃料喷射和燃料直接喷射期间,LPP208可以由控制器12控制,以基于第一燃料轨240和第二燃料轨250中的每一个的燃料轨压力向第一燃料轨240和/或DI燃料泵228供应燃料。在一个示例中,在进气道燃料喷射期间,控制器12可以控制LPP208以连续模式运转,以将恒定燃料压力的燃料供应给第一燃料轨240,从而维持相对恒定的进气道燃料喷射压力。
另一方面,在进气道燃料喷射关闭且被停用时的燃料直接喷射期间,控制器12可以控制LPP208向DI燃料泵228供应燃料。在进气道燃料喷射关闭时的燃料直接喷射期间并且当第二燃料通道290中的压力仍然大于当前燃料蒸汽压力时,LPP208可以被暂时切换为关闭而不影响DI燃料喷射器压力。另外,LPP208可以以脉冲模式运转,其中基于来自耦接至第二燃料轨250的压力传感器236的燃料压力读数,LPP被交替地切换为打开和关闭。
LPP208和DI燃料泵228可以被运转为维持第二燃料轨250中的规定的燃料轨压力。耦接至第二燃料轨250的压力传感器236可以被配置为提供在该组直接喷射器252处可用的燃料压力的估计。然后,基于估计的轨压力与期望的轨压力之间的差,可以调整每个泵输出。在一个示例中,其中DI燃料泵228以可变压力模式运转,控制器12可以调整DI燃料泵228的螺线管激活的止回阀,以改变每个泵冲程的有效泵容积(例如,泵占空比)。
在另一示例中,诸如当DI燃料泵228以缺省压力模式运转并且螺线管激活的止回阀被断电为直通状态时,第二燃料轨250中的规定燃料轨压力可以为降低的压力,诸如预定的缺省压力。在一个示例中,缺省压力可以低于由于激活的螺线管溢流阀引起的压力。在另一示例中,缺省压力可以高于LPP208的输出压力。另外,在DI燃料泵228的孔内同轴布置的蓄积器可以在缺省压力模式下存储燃料。具体地,蓄积器可以通过DI燃料泵228中的压缩冲程的至少一部分来存储燃料。如果第二燃料轨250中的燃料轨压力低于规定的缺省压力,那么存储在蓄积器中的燃料可以被释放到第二燃料轨250内。LPP208可以被脉冲地或连续地提供动力,以将燃料提供到DI燃料泵228内。
在一个示例中,对LPP208的命令压力可以在2至7巴(绝对值)之间。例如,向LPP208命令的压力可以是确保DI泵吸入液体燃料而不是蒸汽的压力。如果向LPP208命令过大的压力,那么LPP208的电功率消耗则会增加,导致LPP208的寿命的减少。示例缺省压力可以高于提升泵压力。在一个示例中,DI泵228中的缺省压力可以为14至30巴(绝对值)。然而,因为在本公开中描述的示例实施例中可以降低(甚至避免)燃料加热,因此可以将DI泵228中的缺省压力选择为更高而无需充分考虑燃料加热限制。示例命令的DI燃料轨压力范围可以从缺省压力到350巴(绝对值)。控制器12还可以控制燃料泵LPP208和DI燃料泵228中的每一个的运转,以调整被输送给发动机的燃料的量、压力、流速等。作为一个示例,控制器12能够改变燃料泵的压力设定、泵冲程量、泵占空比命令、和/或燃料流速,以向燃料***的不同位置处输送燃料。作为一个示例,DI燃料泵占空比(也被称为DI泵的占空比)可以指的是全部DI燃料泵容积中将被泵送的分数量。因此,10%DI燃料泵占空比可以表示螺线管激活的止回阀通电使得DI燃料泵容积的10%可以被泵送。电子地耦接至控制器12的驱动器(未示出)可以被用来根据需要向LPP208发送控制信号,以调整LPP208的输出(例如,速度、输送压力)。经由DI燃料泵228输送到直接喷射器组的燃料量可以通过调整并协调LPP208和DI燃料泵228的输出来调整。例如,控制器12可以通过测量第二燃料通道290中的低压泵输送压力(例如,利用压力传感器234)并且控制LPP208的输出以实现期望的(例如,设定点)低压泵输送压力的反馈控制方案来控制LPP208。
图3图示了在图2的燃料***8中示出的示例DI燃料泵228。如参照图2在前面提到的,DI泵228经由第二燃料通道290从LPP208接收低压燃料。另外,在经由第二燃料通道232将燃料泵送到直接喷射燃料轨250和第二组喷射器252(或直接喷射器)之前,DI泵228将燃料加压至更高的压力。应注意,DI燃料泵228也可以被称为DI泵228。
DI燃料泵入口399可以经由第二燃料通道290从被流体地耦接至LPP208的LPP止回阀209接收燃料,并且可以将燃料引导到入口止回阀313和螺线管激活的止回阀312。为了详细说明,可以经由DI燃料泵228中的第一管道321从DI燃料泵入口399接收燃料,该燃料然后可以被引导到阶梯房(steproom)318内。阶梯房318可以是在泵活塞306之下(或在泵活塞306的活塞底部307之下)形成的在DI燃料泵228的孔350内的可变容积区域。泵活塞306的往复运动可以改变阶梯房318的容积。燃料可以从阶梯房318流过第二管道322流向螺线管激活的止回阀312(SACV312)和入口止回阀313中的每一个。如在图3中描绘的,入口止回阀313可以被耦接在第三管道324中,而SACV312被耦接在第四管道326中。
因此,第一部分燃料可以从第二管道322经由第三管道324流向入口止回阀313,而第二部分燃料可以从第二管道322经由第四管道326流向SACV312。入口止回阀313可以被设置在DI泵228中的压缩室308的入口303的上游。入口止回阀313因此可以与DI燃料泵228的压缩室308流体地连通。还应注意,压缩室308可以主要从入口止回阀313接收燃料。入口303可以经由入口止回阀313来供应燃料,入口止回阀313可以从低压燃料泵208经由第一管道321,经过阶梯房318,通过第二管道322以及通过第三管道324来接收燃料,如在图3中示出的。SACV312可以位于第四管道326内,并且SACV312的入口因此可以与LPP208流体地连通。具体地,SACV312的入口(未指示)可以从LPP208经由第一管道321,经过阶梯房318,通过第二管道322,以及经由第四管道326来接收燃料。
另外,SACV312可以被设置在蓄积器340的入口端口328的上游。因此,SACV312的出口可以经由入口端口328与蓄积器340流体地连通。为了详细说明,相对于从第四管道326通过SACV312经由蓄积器340的入口端口328进入蓄积器340的燃料流,蓄积器340可以被布置在SACV312的下游。另外,螺线管致动的止回阀312可以与DI燃料泵228的压缩室308不在一直线上。
蓄积器340可以是包含被耦接至蓄积器活塞336的弹簧334的蓄压器340。弹簧334的力常数可以使蓄积器活塞336能将压力施加在蓄积器340中存储的燃料(如果有的话)上。应注意到,蓄积器340被同轴地布置在DI燃料泵228的孔350内。还应注意,蓄积器340的蓄积器活塞336可以被设置在孔350内,使得蓄积器活塞336的中心轴线可以平行于孔350的中心轴线。在一个示例中,蓄积器活塞336的中心轴线可以与孔350的中心轴线相同。蓄积器活塞也可以被称为柱塞,并且可以包括弹性体密封件。
如上面提到的,蓄积器340包括被耦接至蓄积器活塞336的弹簧334,其中蓄积器活塞336可以被设置为在孔350内轴向地移动。另外,蓄积器活塞336可以在两个止挡件之间轴向地移动:第一止挡件339和第二止挡件335。第一止挡件339可以被定位为朝向DI燃料泵228的压缩室308,并且因此可以相对于朝向压缩室308的方向更低。第二止挡件335可以被定位朝向蓄积器340的上部远离压缩室308。此外,第二止挡件335被描绘为相对于第一止挡件339更靠近蓄积器340的入口端口328进行设置。因此,区域338可以被容纳在孔350内蓄积器活塞336之上。为了详细说明,区域338可以由蓄积器活塞336的顶部323、孔350的壁和孔350的顶部329包围。在一些示例中,区域338可以朝向入口端口328延伸至蓄积器340的顶部。区域338可以包括可变容积,所述容积基于蓄积器活塞336在第一止挡件339处、第一止挡件339与第二止挡件335之间和第二止挡件335处中的一处的位置而改变。第一止挡件339可以阻止蓄积器活塞336朝向压缩室308的轴向移动。类似地,第二止挡件335可以阻碍蓄积器活塞336朝向孔350的顶部329的移动。根据本公开的DI泵的示例可以包括,将蓄积器排量布置为超过泵活塞排量,以便降低当蓄积器活塞将会接触第二止挡件335(或上止挡件)时的机会。
应注意到,蓄积器340可以与DI燃料泵228的压缩室308流体地连通。另外,蓄积器340可以被设置在压缩室308之上。为了详细说明,蓄积器340可以被布置为朝向压缩室308的第一端,所述第一端朝向压缩室308的上部。
第一部分燃料可以经由入口止回阀313被输送到压缩室308内,并且该第一部分燃料可以主要用于泵送到DI燃料轨250内。流过SACV312(不论是SACV通电并且充当止回阀还是断电成为直通状态)的第二部分燃料可以主要是实现和/或禁止蓄积器活塞336的轴向移动。当直接喷射正在发生时,会存在通过入口止回阀313的燃料的间歇但是净流。SACV312也会经历间歇流动,但是不会存在通过SACV312的燃料净流。应认识到,如果区域338中的燃料经过蓄积器活塞336与孔350之间的界面泄露到压缩室308内,那么通过SACV312的标称(例如,最小)净流则会发生。
在一个示例中,如果蓄积器活塞336在泵吸入冲程开始的时候处于其最低位置(诸如在第一止挡件339处),那么燃料不会流过SACV312。因此,第二部分燃料可以被减少(例如,最小)或可以不发生。为了详细说明,离开阶梯房318的燃料可以不流入第四管道326进入SACV312(没有净流)。如果蓄积器活塞336在第一止挡件339处,那么区域338则会充满燃料。相应地,额外的燃料不会通过SACV312流入区域338。然而,大量燃料可以流过入口止回阀313(作为第一部分燃料)进入DI泵228的压缩室308。
在另一示例中,如果蓄积器活塞336在泵吸入冲程开始的时候处于其最高位置(使得区域338被显著减小),例如在第二止挡件335处,那么燃料最初不会流入入口止回阀313。由于蓄积器活塞336不在第一止挡件339处并且泵活塞306正进入吸气冲程,因此燃料能够通过SACV312流入区域338。因此,当泵活塞306开始吸气冲程时,蓄积器活塞336可以与泵活塞306一致地向下朝向第一止挡件339行进。在本文中,燃料可以首先流过第四管道326进入SACV312,并且随即流入蓄积器340的入口端口328,并且通过入口端口328流入区域338。随着燃料流入区域338,蓄积器活塞336可以朝向第一止挡件339行进。例如,蓄积器活塞336可以在泵进气冲程中与泵活塞306同步地移动。因此,在泵中的进气冲程即将开始的时候,较大部分的燃料可以流过SACV312。因此,在DI燃料泵中的进气冲程开始的时候,第二部分燃料可以多于第一部分燃料(流过入口止回阀313)。一旦蓄积器活塞336接触第一止挡件339并在第一止挡件339处静止并且进一步向下的轴向运动被阻止,通过SACV312的燃料流就停止。此外,燃料现在可以主要从入口止回阀313被吸入到压缩室308内。此处,第一部分燃料可以多于第二部分燃料。
压缩室308可以主要从入口止回阀313接收燃料。在一些示例中,压缩室308可以经由SACV312并且从区域338以经过蓄积器活塞336的外表面的标称泄露(即,蓄积器活塞336的外表面与孔350之间的间隙)的形式接收充分较少量的燃料。为了详细说明,第一部分燃料可以经由被耦接在第三管道324中的入口止回阀313通过压缩室308的入口303被接收在压缩室308中。第二部分燃料可以经由SACV312流经弹簧334流入蓄积器340的区域338。第二部分燃料然后可以经过蓄积器活塞336朝向压缩室308泄露。标称泄露也可以发生在DI泵中的压缩冲程期间从压缩室308到区域338内的相反方向内。因此,间隙可以存在于蓄积器活塞336(或柱塞336)与孔350之间,从而允许燃料经过蓄积器活塞336泄露到压缩室308内或反之亦然。经过蓄积器活塞336的燃料泄漏可以帮助润滑,而且可以在很大程度上与泵送功能无关。应认识到,经过蓄积器活塞(从区域338朝向压缩室或从压缩室308到区域338内)的燃料泄露流可以是少量的(例如,最小)。
被接收在压缩室308中的燃料可以在其通过直接喷射燃料泵228的通道后被加压,并且可以通过泵出口304被供应至第二燃料轨250和直接喷射器252。在所描绘的示例中,直接喷射泵228可以是机械地驱动排量泵,其包括泵活塞306和活塞杆320(也被称为活塞柱320)、泵压缩室308(在本文中也被称为泵压缩室)以及阶梯房318。当泵活塞306处于图3中的下止点(BDC)位置时,泵排量可以被表示为排量容积377。DI泵的排量可以被测量为当泵活塞306从上止点(TDC)移动到BDC或反之亦然时由泵活塞306所扫略的区域。第二容积也存在于压缩室308内,该第二体积为DI燃料泵的余隙容积378。余隙容积限定了当泵活塞306处于TDC时压缩室308内剩下的区域。换言之,排量容积377和余隙容积378的相加形成压缩室308。余隙容积378(也被称为死容积378)可以是DI泵228中的可变容积。当蓄积器活塞336被设置在第一止挡件339处,余隙容积378可以较小(例如在最小值处)。另一方面,当蓄积器活塞336被布置在第二止挡件335处时,余隙容积378可以较大(例如在最大值处)。余隙容积378然后可以包括在蓄积器活塞336的底面384之下(且在第一止挡件339之上)形成的区域337。
泵活塞306包括活塞顶部305和活塞底部307。阶梯房和压缩室可以包括设置在泵活塞的相对侧上的腔。在一个示例中,驱动凸轮310可以与DI泵228的活塞杆320接触,并且可以被配置为将泵活塞306从BDC驱动到TDC并且反之亦然,由此产生了将燃料泵送通过压缩室308所需的运动(例如,往复运动)。驱动凸轮310包括四个凸角,并且每两个发动机曲轴旋转完成一次旋转。
泵活塞306在孔350内上下往复运动以泵送燃料。当泵活塞306正沿减小压缩室308中的排量容积377的容积的方向行进时,DI燃料泵228处于压缩冲程。相反,当泵活塞306正沿增加压缩室308中的排量容积377的容积的方向行进时,直接燃料喷射泵228处于吸气或进气冲程。
如在图3中描绘的,蓄积器340可以被同轴地布置在DI燃料泵的孔350内。如之前提到的,蓄积器活塞336(和蓄积器340)可以被布置在压缩室308的第一端处。泵活塞306可以朝向DI燃料泵228的压缩室308的第二端设置。因此,压缩室308可以以孔350(具体地,孔350的壁)、蓄积器340(具体地,蓄积器的蓄积器活塞336或柱塞336)以及泵活塞306为界。因此,蓄积器活塞336和泵活塞306可以位于压缩室308的相对侧上。换言之,泵活塞306和蓄积器活塞336被布置为在彼此对面,其中压缩室308在两者之间。因此,泵活塞306可以跨过压缩室308与蓄积器活塞336相对设置。另外,应认识到,蓄积器340和泵活塞306可以被设置在DI燃料泵228的相同的共有的孔350内。因此,蓄积器340和泵活塞306共用DI燃料泵228的孔350。换言之,泵活塞孔可以与在其中蓄压器340的蓄积器活塞轴向地移动的孔共有并且与其相同。
应认识到,蓄积器340可以位于泵活塞306对面。换言之,蓄积器340被设置在孔350的第一端处,而泵活塞306被设置在孔350的第二端处,孔350的第一端与孔350的第二端彼此相对(或在对面)。
控制器12可以被配置为通过与驱动凸轮310同步地使螺线管激活的止回阀312(基于电磁阀构造)内的螺线管通电或断电来调节通过螺线管激活的止回阀312的燃料流。相应地,螺线管激活的止回阀312可以以两种模式运转。在第一模式下,螺线管激活的止回阀312被通电并且被致动,以限制(例如,阻止)沿从区域338经由蓄积器340的入口端口328朝向第四管道326的上游方向行进通过螺线管激活止回阀312的燃料量。在第一模式(或可变压力模式)下,燃料可以从螺线管激活的止回阀(SACV)312的上游充分流过螺线管激活的止回阀312,流向螺线管激活的止回阀312的下游,并且朝向蓄积器340的入口端口328流动。即,可以允许燃料流从第四管道326通过SACV312进入蓄积器340的入口端口328并且随即进入区域338。另外,SACV312可以阻止从区域338流向SACV312的上游的燃料流。因此,在第一模式下,当SACV312通电时,其可以用作止回阀,并且当SACV312断电时,其处于直通状态。
以第一模式运转SACV312的第一示例可以包括DI燃料泵228的100%占空比,其中蓄积器活塞336可以被布置在第一止挡件339(例如,朝向压缩室308的下止挡件)处,并且可以在泵活塞冲程期间基本上静止。例如,蓄积器活塞可以经由液压方法在第一止挡件339处被保持静止。当全泵冲程被要求用于发动机运转时,可以使用DI燃料泵的100%占空比。蓄积器活塞336的位置不可以通过泵运转发生改变,因为SACV312通过充当止回阀基本上阻止燃料流出区域338(从SACV312的下游)。换言之,燃料可以大部分地被捕集在入口端口328与蓄积器活塞336之间的区域338中,从而阻止蓄积器活塞336朝向第二止挡件335移动。然而,在一些示例中,被捕集在区域338中的较少量燃料可以经过蓄积器活塞336的边缘(例如在蓄积器活塞336的边缘与孔350之间)泄露到压缩室308内,并且反之亦然(从压缩室308朝向区域338)。泄露可以基于区域338与压缩室308之间的压力差。因此,在DI燃料泵的100%占空比的第一示例中,从入口止回阀313接收的进入压缩室308的基本上整个第二部分燃料可以被升起的泵活塞306排出,并且可以经由向前流动出口止回阀316离开压缩室308和DI燃料泵228进入燃料轨250。
在第一模式下SACV运转的第二示例可以是响应于较少的燃料流进入DI燃料轨250的要求的DI燃料泵的50%占空比。在本文中,在(DI泵的)吸气冲程和压缩冲程的第一部分期间,SACV312可以运行在直通状态下。在吸气冲程开始的时候,蓄积器活塞336可以被布置在第一止挡件339处。如果蓄积器活塞336没有被设置在第一止挡件339处而是被设置在第一止挡件339与第二止挡件335之间,那么随着在吸气冲程期间发生蓄积器活塞336向着第一止挡件339的向下轴向移动,来自第二管道322的第二部分燃料可以流过SACV312进入蓄积器的区域338。当泵活塞306在吸气冲程中向下行进从而增加余隙容积378时,第二部分燃料可以流过SACV312。在蓄积器活塞336运动被第一止挡件339阻止之后,压缩室308中的低压(在吸气冲程期间)可以从入口止回阀313吸入额外的燃料。经由入口止回阀313接收的该额外的燃料(或第一部分燃料)可以直接进入压缩室308。
在压缩冲程的第一部分(例如,50%)内,当泵活塞朝向TDC位置移动时,SACV312可以保持打开,从而允许燃料从区域338通过SACV312流到SACV312的上游。蓄积器活塞336还可以与压缩冲程中的泵活塞306一致地向上移动,从而驱使区域338中的燃料通过SACV312朝向第四管道326流出。因此,燃料流可以不被引导向DI燃料轨250或发动机。在泵活塞306的压缩冲程期间的中途(例如,50%)附近,SACV312可以被关闭(或通电以作为止回阀),从而阻止来自区域338的燃料流。因此,蓄积器活塞336的向上运动现在会被阻止,并且压缩室308中的压力会在压缩冲程的后半部分中迅速地上升。应注意,当通过SACV312燃料流被阻碍时,蓄积器活塞336的位置可以被固定,并且蓄积器活塞336可以被例如液压地保持静止。当压缩室308中的燃料压力超过DI燃料轨250中的燃料轨压力时,压缩冲程的剩余部分(例如,50%)可以向DI燃料轨250和发动机输送燃料。在本文中,泵活塞306可以在压缩冲程的剩余部分中继续朝向余隙容积378向上行进,而同时蓄积器活塞336保持静止。
因此,SACV312可以经由允许或阻止燃料通过SACV312流入(和流出)区域338来调节蓄积器活塞336的运动。另外,SACV312也可以调节压缩室内(和DI燃料轨中)的压力(以及容积)。
在第二模式下,螺线管激活的止回阀312可以被断电并且被有效地禁用,使得燃料能够行进到螺线管激活的止回阀312的上游和下游(也被称为直通状态)。在本文中,蓄积器活塞336的位置可以不被固定,因为燃料可以经过入口端口328通过SACV312朝向SACV312的上游(流入和)流出区域338。第二模式可以是机械模式,或也被称为缺省压力模式。由于蓄积器活塞336可以在该机械模式下轴向地移动,因此它可以在压缩冲程的至少一部分期间存储燃料。当蓄积器活塞336没有被布置在第一止挡件339处而是被布置在第一止挡件339与第二止挡件335之间时,燃料可以被存储在蓄积器340中。另外,当泵活塞306正在执行压缩冲程时并且当蓄积器活塞336同时朝向第二止挡件335向上移位从而在蓄积器活塞336的底面384之下产生区域337时,燃料可以被存储在蓄积器340中。因此,区域337可以被认为是余隙容积378的一部分。当SACV312在直通位置时,蓄积器活塞336可以与泵活塞306同步地移动,并且缺省压力可以在压缩室308中被建立至少达DI燃料泵228的压缩冲程的持续时间。如果DI燃料轨250中的燃料轨压力超过缺省压力,那么压缩室(和蓄积器340)中的燃料不会经由向前流动出口止回阀316被推出。然而,当DI燃料轨250中的燃料轨压力低于缺省压力时,在压缩冲程期间存储在蓄积器340中的至少第一量的燃料以及来自压缩室308的第二量的燃料可以被供应到DI燃料轨250。
应注意,在DI燃料泵的替代性实施例中,SACV312的缺省位置可以是完全关闭位置而非将止回阀实施为缺省位置。SACV312可以在DI燃料泵中的进气冲程期间的中途(或半途)附近被关闭,这将会使蓄积器活塞能够被固定在中途位置处。蓄积器活塞的中途位置可以是在进气冲程的中途点处获得的蓄积器活塞336在第一止挡件339与第二止挡件335之间的位置。另外,压缩室中期望的任何额外的燃料都可以经由入口止回阀313来供应。因此,压缩室308可以在进气冲程的剩余部分(例如一半)期间被填充得过满。在本文中,燃料可以被存储在缺省压力(如通过蓄积器中的弹簧设定的)下。应认识到,上述实施例的潜在问题可能是蓄积器340的区域338中的燃料的气蚀现象。
在其他实施例中,SACV312内的止回阀可以用切断阀来代替。换言之,在打开和关闭位置之间可变的二态切断阀可以用于代替所描绘的示例,其将SACV312描绘为开式阀与止回阀的组合。
在可变压力模式或第一模式下的泵运转期间,SACV312可以被配置为调节在DI燃料泵228内被压缩的燃料的质量(或体积)。在一个示例中,控制器12可以调整SACV312的关闭正时,以调节被压缩的燃料的质量。例如,在相对于活塞压缩冲程(例如,压缩室的体积正在减小)在稍后的时候关闭SACV312可以减少从压缩室308向泵出口304输送的燃料质量的量,因为区域338中的燃料可以被允许通过SACV312离开。随着区域338中的燃料减少,蓄积器活塞336可以向上移位,从而增加余隙容积378。相应地,在SACV关闭之前,随着蓄积器活塞336朝向第二止挡件335移位,来自压缩室308的燃料可以被排入在蓄积器活塞336的底面384之下形成的区域337(未在图3中指示)。
相比之下,相对于活塞压缩的提前SACV关闭可以增加从压缩室308输送至泵出口304的燃料质量的量,因为在SACV312关闭之前从区域338排出的较少的燃料可以(沿相反方向,朝向SACV312的上游)流过电子控制的SACV312。相应地,蓄积器活塞336朝向第二止挡件335的移位可以相对于SACV的延迟关闭时的移位更小。另外,由于蓄积器活塞366的向上移位,蓄积器活塞336的底面384之下形成的区域337的容积会被减小。
在缺省压力运转模式和可变压力运转模式下,蓄积器活塞336和弹簧334的存在可以实现直接喷射燃料轨250中的最小压力(缺省压力)。一旦压缩室308中的压力上升至缺省压力之上,因为它将会在可变压力模式下,缺省压力可以是不相关的。然后,DI燃料轨250中的燃料轨压力上升可以是额外的燃料量被迫从压缩室308进入到DI燃料轨250内的结果。
SACV312的打开和关闭正时可以与DI燃料泵228的冲程正时相协调。仅在蓄积器活塞336在第一止挡件339静止之后,入口止回阀313打开以允许燃料从第三管道324流入压缩室308。
当螺线管激活止回阀312被停用时(例如,没有电气通电)并且DI燃料泵228正以缺省压力模式(或第二模式)运转时,螺线管操作的止回阀312以直通模式运转。在该模式下,蓄积器活塞336的位置可以是可变的,因为燃料不可以被捕集在区域338中。因此,燃料可以通过SACV312流入和流出区域338。因此,蓄积器340可以将燃料存储在蓄积器活塞336之下且第一止挡件339之上的区域(例如区域337)内。具体地,燃料可以被存储在蓄积器活塞336的底面384与第一止挡件339之间。因此,当泵活塞306在TDC位置处时,一定比例的燃料也可以被存储在余隙容积378中。余隙容积378可以是当泵活塞306在TDC处时所估计的压缩室的容积,所述估计是由泵活塞306的顶部305、蓄积器活塞336的底面384、孔350的壁、入口止回阀313和向前流动出口止回阀316界定的容积。该余隙容积可以是可变的。因此,该余隙容积可以在固定部分与当蓄积器活塞336升高离开第一止挡件339(也被称为下止挡件339)并且区域337被增加时变为正的可变部分之间存在差异。
如果SACV312在直通模式下并且蓄积器活塞336不与第一止挡件或第二止挡件中的任一个接触,那么存储在蓄积器340内的燃料的压力可以基于弹簧334的力常数,尤其是在DI燃料泵中的压缩冲程的一部分期间。在另一示例中,存储在蓄积器340内的燃料的压力可以基于弹簧334的力常数之外,还基于399处的泵入口压力。在本文中,力可以由弹簧334施加给蓄积器活塞336,从而使燃料能够存储在期望的缺省压力下。另外,缺省压力可以高于LPP208的出口处的压力。因此,蓄积器340可以调节压缩室308和直接喷射燃料轨250内的压力。
调节压缩室308中的压力允许压差在活塞顶部305至活塞底部307之间形成。压缩室308中的压力可以处于期望的缺省压力,而阶梯房318中的压力可以处于低压泵的出口的压力(例如,5巴)。为了详细说明,活塞顶部305处的压力可以处于基于弹簧334的力常数的调节压力(例如,15巴)。压力差允许燃料通过泵活塞306与泵孔350之间的间隙从活塞顶部305(或压缩室308)渗到活塞底部307(或阶梯房318),由此润滑直接喷射燃料泵228。
因此,在当DI燃料泵运转被机械地调节时的状况期间,控制器12可以停用螺线管激活的入口止回阀312,并且蓄积器340可以调节第二燃料轨250(和压缩室308)中的压力。因此,压缩室308中的压力可以在范围内改变。例如,压缩室中的压力可以不超过由蓄积器确定的值。另外,压缩室中的压力可以在每个泵冲程结束的时候(例如,当泵活塞306到达BDC时)近似返回到提升泵压力。蓄积器活塞在缺省压力模式下的轴向运动可以调节压缩室308内的压力。例如,当蓄积器活塞336在DI泵的吸气冲程中被吸向第一止挡件339(并且泵活塞基本上在BDC处)时,压缩室中的压力可以基本上类似于提升泵的出口处的压力。另一方面,当蓄积器活塞在压缩冲程中被布置在第一止挡件339与第二止挡件335之间并且弹簧334正将力施加在蓄积器活塞上时,压缩室中的压力可以基本上处于缺省压力。在一个示例中,存储的燃料可以是被包含在余隙容积378和区域337中的燃料。在另一示例中,除了余隙容积378和区域337中的燃料外,存储的燃料可以包括压缩室308中的燃料。
在一个示例中,蓄积器340可以是15巴蓄积器。在另一示例中,蓄积器340可以是20巴蓄积器。该调节方法的一种结果是,在DI燃料泵中的压缩冲程的至少一部分期间,可以将燃料轨调节为大约为蓄积器340的压力设定的最小压力(或缺省压力)。因此,如果蓄积器340为15巴蓄积器,那么第二燃料轨250中的燃料轨压力可以约为15巴,因为蓄积器压力设定是15巴。在又一示例中,如果蓄积器340是15巴蓄积器,那么存储在蓄积器中的燃料的压力可以从20巴(15巴的蓄积器压力加上5巴的提升泵压力)改变到提升泵压力的大约5巴。更高的压力可以在DI燃料泵中的压缩冲程的一部分期间被获得。因此,压缩室308中的燃料压力也可以在直接喷射燃料泵228的压缩冲程期间被调节为缺省压力的燃料压力。
虽然上述示例描述了在蓄积器确定的值与提升泵压力之间的压缩室压力的变化,但是在另一示例中,蓄积器可以能够在提供相同压力的同时移动(沿着其整个行进距离)。然而,这会是不可能的,因为蓄积器中的弹簧将会在其被压缩时提供更多的力。
应认识到,在DI燃料泵228以缺省压力模式运转的整个期间,SACV312被维持停用并且断电以处于直通状态。
螺线管激活止回阀312的运转(例如,当被激励时)可以导致增加的NVH,因为使SACV312循环会在阀门被座接或抵靠着全开阀极限完全打开时产生滴答声。此外,当SACV312被断电为直通模式时,由阀门滴答声引起的NVH可以被充分减少。作为一示例,当发动机正在怠速时,SACV312可以被断电,并且DI泵可以以缺省压力模式运转,因为在发动机怠速状况期间,燃料主要经由进气道燃料喷射来进行喷射。因此,不论燃料是经由进气道燃料喷射器以5巴进行喷射或经由直接喷射以20巴进行喷射,由阀滴答声引起的NVH都会相对低的。
向前流动出口止回阀316(也被称为出口止回阀316)可以被耦接在DI燃料泵228的压缩室308的出口304的下游。仅当直接喷射燃料泵228的出口304处的压力(例如,压缩室出口压力)高于燃料轨压力时,出口止回阀316打开以允许燃料从压缩室308的出口304流入第二燃料轨250。在另一示例DI燃料泵中,到压缩室308的入口303和出口304可以是同一端口。
燃料轨泄压阀314与出口止回阀316平行地位于从第二燃料通道232分支出来的平行通道319内。当平行通道319和第二燃料通道232中的压力超过预定的压力时,燃料轨泄压阀314可以允许燃料流从燃料轨250和第二燃料通道232出来、进入压缩室308,其中预定的压力可以是燃料轨泄压阀314的泄压设定。因此,燃料轨泄压阀314可以调节(例如,限制)燃料轨250中的压力。燃料轨泄压阀314可以被设定在相对高的泄压处,使得它仅充当不影响正常的泵运转和直接喷射运转的安全阀。
如之前描述的,当螺线管激活的止回阀312被停用并充当直通开口并且DI燃料泵228处于缺省压力模式时,蓄积器340存储燃料(在DI燃料泵228中的压缩冲程的至少一部分期间)。蓄积器340可以存储在每个压缩冲程期间未被输送到DI燃料轨250的燃料。在压缩冲程的很大一部分内,压缩室308中的压力可以处于提供泵活塞306的顶部305与泵活塞306的底部307之间的压力差的蓄积器设定压力(例如,基于蓄积器压力)。蓄积器340还可以在活塞进气(吸气)冲程的一部分期间在泵活塞306的两端施加正压力,从而进一步提高泊肃叶润滑(Poiseuillelubrication)。此外,来自由蓄压器340施加在泵活塞306上的正压力的压缩能量的一部分可以被传递给驱动凸轮310的凸轮轴。因此,存储在蓄积器中的能量的很大一部分可以在泵活塞306的进气冲程的开始部分中被返回到泵活塞306。
应注意,虽然泵228在图2中被示为没有细节的符号,但是图3详细地示出了泵228。这里还应注意,图3的DI泵228被呈现为可以以电子调节(或可变压力)模式以及以缺省压力或机械地调节的模式运转的DI泵的一种可能构造的图示性示例。在图3中示出的部件可以被去除和/或被改变,而目前未被示出的额外部件可以被添加到DI燃料泵228,同时仍维持在具有和不具有电子压力调节的情况下向直接喷射燃料轨输送高压燃料的能力。
图4a和4b描绘了在图3中示出的DI燃料泵的替代性实施例。在图4a中呈现的DI燃料泵229类似于图3的DI燃料泵228,除了活塞杆的直径的修改外。图4b的DI燃料泵227类似于图4a中的泵229,除了活塞杆的直径不同于DI燃料泵229中的活塞杆外。应认识到,图4a的DI燃料泵229和图4b的DI燃料泵227中的许多部件可以与在图3的DI燃料泵228中示出的部件相同。因此,之前在图3中介绍的部件在图4a和4b中被类似地编号,并不进行重复介绍。另外,这些部件的描述在图4a和4b的描述中被省略。
图4a的替代性实施例可以引起泵回流的减少。回流可以发生在活塞运转的泵(诸如在图3中示出的DI泵228)内,其中被泵送的液体(在该实例中为燃料)的一部分被反复强迫进入阶梯房318内和从阶梯房318出来进入低压燃料管路(诸如第二燃料通道290)。泵回流的进程可以被描述为如下:在DI燃料泵中的压缩冲程期间,当泵活塞正从下止点(BDC)向上止点(TDC)行进时,流体可以从低压燃料管路被吸到在活塞下方的阶梯房或容积。在泵的吸气(进气)冲程期间,当泵活塞正从TDC向BDC行进时,流体可以被强迫从活塞的底部(在活塞下面的容积,阶梯房318)向后进入低压管路内或向前进入到第二管道322内。
泵回流可以激起低压燃料供应管路的自然频率。来自活塞的底部的反复的逆向燃料流会产生可以至少部分地引起数个问题的燃料压力和流动脉冲。这些问题中的一个可以是由流动脉冲引起的增加的噪声,由此要求不然可以是不必要的额外的声音降低部件。
来自图3的阶梯房318的泵回流可以通过在DI燃料泵中包含更宽的活塞杆(例如具有更大直径的活塞杆)来减少。如在图4a中示出的,DI燃料泵229中的活塞杆420的外径大于图3的DI燃料泵228中的活塞杆320的外径。在所示出的示例中,活塞杆420(或活塞柱420)的外径等于或基本上等于泵活塞406的外径。为了在图4a中的柱与活塞之间容易地进行区分,活塞柱420的直径被示为略微小于泵活塞406的直径,而实际上直径可以相等。
因此,阶梯房318可以由图4a中的活塞柱420占用,由此显著减少泵活塞406的后侧上的阶梯房318的可变容积。换言之,在泵活塞移动的整个期间,在泵活塞与柱之间中泵活塞406的后侧上不存在空体积。以此方式,当泵活塞406(和活塞柱)从TDC向BDC移动并且反之亦然,基本上没有燃料可以被排入到第二燃料通道290内和从第二燃料通道290被吸入。因此,泵活塞406的下侧上的泵回流可以被显著减少。
在图4b中示出的替代性实施例中,活塞408被耦接至活塞柱440,其中活塞柱440的外径约为活塞408的外径的一半(例如,50%)。因此,活塞柱440可以具有基本上为泵活塞408的外径的尺寸的一半的外径。在图4b的该实施例中,泵活塞408的压缩冲程和进气冲程可以产生来自低压管路(诸如来自LPP208的第二燃料通道290)基本上相等的流量。
以此方式,一种示例***可以包含以同轴方式设置在直接喷射燃料泵的孔内的蓄积器,所述蓄积器被设置在螺线管激活的止回阀的下游。蓄积器可以被布置在直接喷射燃料泵中的压缩室之上,并且另外,蓄积器可以与压缩室流体连通。直接喷射燃料泵的压缩室可以经由入口止回阀接收燃料,所述入口止回阀(例如图3中的313)被耦接至压缩室的入口(例如,图3中的303)。蓄积器可以包括被耦接至活塞的弹簧,所述活塞能够在直接喷射燃料泵的孔中在第一止挡件与第二止挡件之间轴向地移动。在本文中,第一止挡件可以朝向直接喷射燃料泵中的压缩室定位,并且第二止挡件可以远离直接喷射燃料泵中的压缩室定位。另外,蓄积器的活塞的运动可以由通过螺线管激活的止回阀的燃料流和泵活塞的运动来调节。因此,图3中的蓄积器340的区域338中的燃料填充可以实现蓄积器340的活塞336的运动的调节。另外,泵活塞306的运动会影响蓄积器活塞336的运动。当螺线管激活的止回阀(例如,图3的312)被断电并且在直通模式下时,蓄积器的活塞(例如,336)的运动方向可以与直接喷射燃料泵(例如,DI燃料泵228)中的泵活塞(例如,图3的306)的运动方向基本上一致。在本文中,蓄积器可以在DI燃料泵中的压缩冲程的一部分期间存储给定压力下的燃料,所述给定压力基本上等于压缩室和燃料轨中的期望的缺省压力。给定压力可以基于蓄积器的弹簧的力常数。因此,泵活塞(例如,306)可以被布置为与在压缩室(例如,图3的308)另一边的蓄积器的活塞(例如,图3的336)相对。在一个替代性实施例中,诸如图4a的DI燃料泵229,直接喷射燃料泵可以包括被耦接至泵活塞的活塞柱,所述活塞柱具有在尺寸上基本上等于泵活塞的外径的外径。在又一替代性实施例中,诸如图4b的DI燃料泵227,直接喷射燃料泵可以包括被耦接至泵活塞的活塞柱,所述活塞柱具有基本上为泵活塞的外径的尺寸的一半的外径。
现在转向图5,它示出了DI燃料泵228在可变压力模式下的示例运转。具体地,示例运转是针对全泵冲程或DI燃料泵的100%占空比。在本文中,SACV可以在泵活塞306的压缩冲程开始的时候被激活并且通电(例如,被关闭并且阻止燃料从蓄积器340的区域338离开)。因此,当被激活并且通电时,SACV(诸如SACV312)可以充当阻止从SACV312的下游到SACV312的上游的燃料流(例如阻止燃料从蓄积器340中的区域338通过SACV312流向第四管道326)的止回阀。具体地,图5描绘了在泵活塞运转的三个时刻期间的DI燃料泵228中的燃料流。应认识到,与在图5中描绘的相同的运转可以用图4a的DI燃料泵229和用图4b的DI燃料泵227来进行,以减少来自阶梯房318的泵回流。
第一视图520示出了当泵活塞306在进气冲程期间正朝向BDC向下移动时DI燃料泵228内的燃料流。第二视图540描绘了当泵活塞306在吸气冲程即将结束的时候并且不久可以开始从BDC朝向TDC向上移动(例如,在DI燃料泵228中的压缩冲程开始的时候)时DI燃料泵228内的燃料流。第三视图560图示了当泵活塞306在压缩冲程即将结束的时候到达TDC位置时的燃料流。燃料流以虚线进行描绘,其中箭头指示燃料流的方向。
在第一视图520中,泵活塞306被描绘为正朝向BDC位置移动并且远离蓄积器活塞336。因此,存在于阶梯房318中的燃料(或从LPP208接收的燃料)可以主要被迫朝向第二管道322。燃料也可以经由第一管道321从LPP208流入阶梯房318。在本文中,不管是来自阶梯房318还是来自LPP208,燃料流的相对量都可以取决于活塞柱的尺寸。通过使用约为泵活塞306的外径的一半的活塞柱或通过使用基本上与泵活塞306相同的外径的活塞柱,朝向LPP208的回流可以被减少。
如之前提到的,第二管道322可以向入口止回阀313和SACV312中的每一个供应燃料。如在第一视图520中示出的,当蓄积器活塞336与泵活塞一致地向下移动时,燃料可以开始流过SACV312进入蓄积器340的区域338。应注意,由于蓄积器活塞336还没有处于第一止挡件339,所以蓄积器活塞336可以在吸气冲程期间朝向第一止挡件339行进,如在第一视图520中示出的。在本文中,蓄积器活塞336运动可以跟随泵活塞306的运动。为了详细说明,第一视图520示出了都向下移动的蓄积器活塞336和泵活塞306。因此,第二管道322中的第二部分燃料可以流向第四管道326进入SACV312,从而实现蓄积器活塞336的轴向运动(例如,朝向第一止挡件339)。
第一视图520还示出了SACV充当允许燃料朝向区域338流过SACV(例如从SACV312的上游流至SACV312的下游)的止回阀。SACV312也可以在第一视图520中被断电为直通模式,以允许燃料流入区域338。应注意,即使SACV312在第一视图520中可以处于直通模式,燃料也会主要朝向区域338流过SACV312而非其他方式。这是因为蓄积器活塞336在第一视图520中正在朝向第一止挡件339向下移动,导致区域338的容积的增加。在这种情况下,当泵活塞306开始其随后的压缩冲程时,SACV312可以被通电到止回阀位置。
还应注意,直到蓄积器活塞336在第一止挡件339处达到静止,燃料才可以流过入口止回阀313进入DI泵228的压缩室308的入口303。相应地,在第一视图520中未指示穿过入口止回阀313的燃料流。
第二视图540描绘了被设置在第一止挡件339处的蓄积器活塞336。因此,第一部分燃料现在可以流过入口止回阀313进入压缩室308。在DI泵的100%占空比运转中,第三管道324中的和经由入口止回阀313的燃料流可以是充分多的(例如,最大)。另外,入口止回阀是允许一个方向内的燃料流(诸如从第三管道324流入压缩室308的入口303)的止回阀,燃料流可以只沿着向前方向。另外,一旦蓄积器活塞336处于静止并且被基本上固定在第一止挡件339处(如在第二视图540中示出的),就不会存在通过第四管道326的净流。
应注意,第二视图540描绘了打开时的入口止回阀313。因此,当泵活塞306在吸气冲程的结束的时候时,压缩室中的压力可以是相当低的。标称(例如,最小)燃料流可以发生(未示出)经过蓄积器活塞336的边缘从区域338进入压缩室308内。
在第二视图540中,泵活塞被描绘为在BDC位置处,并且随后可以开始在压缩冲程中朝向TDC移动。如果SACV312已经处于直通状态,它可以在压缩冲程开始的时候被通电以提供100%占空比。通过使SACV312通电,SACV312可以充当止回阀,并且阻止燃料从区域338朝向第四管道326离开。相应地,蓄积器活塞336不能沿向上方向移动。因此,蓄积器活塞336可以静止并且被固定在第一止挡件339处。图5示出了在520、540和560中的所有三个时刻期间都处于其止回阀位置的SACV312。因此,从区域338出来朝向第四管道326的燃料流可以在所有三个时刻都被阻止。
当泵活塞306朝向蓄积器340移动时,压缩室中的燃料可以被压缩。具体地,当蓄积器活塞336被保持静止时,燃料可以在泵活塞306与蓄积器活塞336之间被压缩。由于燃料是基本上不可压缩的,因此压缩室308中的压力会在SACV312被关闭之后迅速上升。在100%占空比的所描绘示例中,由于从压缩冲程开始的时候SACV312就阻碍了蓄积器活塞336的向上运动,因此压力的增加可以发生在压缩冲程即将开始的时候。当压缩室308中的压力超过DI燃料轨250中的燃料轨压力时,来自压缩室308的被加压的燃料可以通过向前流动出口止回阀316离开DI燃料泵(如在第三视图560中示出的)进入DI燃料轨250。
应注意,在DI燃料泵的100%占空比中,当蓄积器活塞336被基本上固定在第一止挡件339处时,由于区域338中存在燃料并且由于SACV312阻止燃料流流出区域338,蓄积器340不可以存储任何燃料(例如,在区域337中)。
在第三视图560中,泵活塞306被描绘在压缩冲程即将结束的时候。蓄积器活塞336在第一止挡件339处继续静止。当泵活塞306朝向TDC位置移动时,压缩室308中的燃料可以通过出口止回阀316被推出朝向DI燃料轨250。应注意,在第三视图560中,出口止回阀360被描绘为打开。到DI燃料轨250内的燃料流动可以提供燃料轨压力的增加。
以此方式,在可变压力模式下的全泵冲程期间,压缩室308和直接喷射燃料轨250中的燃料压力可以通过螺线管致动的止回阀312来调节。蓄积器340不可以在可变压力模式下DI泵的100%占空比运转期间存储燃料。
现在转向图6,其也示出了DI燃料泵228在可变压力模式下的示例运转,但是DI燃料泵228的减小泵冲程或小于100%占空比中的示例运转。作为一示例,图6可以图示DI燃料泵的50%占空比。在本文中,SACV可以在压缩冲程中泵活塞306的BDC位置与TDC位置之间(例如,中途)被激活并且被通电(例如,被关闭并且阻止燃料从蓄积器340的区域338离开)。因此,当被通电时,SACV(诸如SACV312)可以充当阻止从SACV312的下游至SACV312的上游的燃料流动(例如从蓄积器340中的区域338通过SACV312流向第四管道326)的止回阀。
类似于图5,图6描绘了在泵活塞运转的三个时刻期间的DI燃料泵228中的燃料流。应认识到,与在图6中描绘的相同的运转可以用图4a的DI燃料泵229和用图4b的DI燃料泵227来进行,以减少来自阶梯房318的泵回流。
第一视图620示出了当泵活塞306在进气冲程中时DI燃料泵228内的燃料流。第二视图640描绘了在当泵活塞306正从BDC朝向TDC向上移动时的时刻DI燃料泵228内的燃料流。第三视图660图示了当泵活塞306在压缩冲程即将结束的时候到达TDC位置时的燃料流。燃料流以虚线进行描绘,其中箭头指示燃料流的方向。
在第一视图620中,泵活塞306被描绘为正朝向BDC位置并且远离蓄积器活塞336移动。因此,存在于阶梯房318中的燃料(或从LPP208接收的燃料)可以被强迫主要朝向第二管道322。另外,在第一视图620中,蓄积器活塞336在第一止挡件339处静止并且燃料可以填充区域338。因此,第二部分燃料可能已经流过SACV312进入区域338,从而使蓄积器活塞336朝向第一止挡件339移位(如在图5的第一视图520中示出的)。
如在第一视图620中示出的,第一部分燃料可以经由入口止回阀313被接收到压缩室308的入口303内。由于蓄积器活塞336在第一止挡件339处,因此燃料可以主要从阶梯房318(和LPP208)流过第二管道322,进入第三管道324并且随即通过入口止回阀313进入压缩室308。在第一视图620中,因为蓄积器活塞336在第一止挡件339处,所以不会存在通过第四管道326的燃料净流,。
第一视图620还示出了由于DI泵不以100%占空比运行而被断电为直通模式的SACV。
在第二视图640中,泵活塞被描绘为在压缩冲程中从BDC位置正朝向TDC移动。当DI泵在减小的泵冲程循环(例如,小于100%占空比)中时,SACV312可以保持断电并且处于直通状态。当泵活塞朝向TDC移动时,压缩室中的燃料朝向蓄积器活塞336的底面384被向上驱使。相应地,蓄积器活塞336可以朝向第二止挡件335被向上推动。由于SACV312处于直通状态,因此当区域338中的燃料可以通过SACV312朝向第四管道326离开时,蓄积器活塞336的轴向运动可以被实现。因此,第二视图640示出了燃料通过SACV312离开区域338进入第四管道326并且随即到达第二管道322并进入阶梯房318。因此,当泵活塞306正在向上移动时,阶梯房318的容积可以正在增加。应注意,压缩室308中的燃料可以被排入到在蓄积器活塞336的底面384之下产生的区域337内。
由于DI燃料泵228正以小于100%占空比(例如,50%占空比)运转,因此SACV312可以在泵活塞306的压缩冲程的大约一半期间保持断电并且处于直通状态。当泵活塞306到达其压缩冲程的大约一半时,SACV312可以被通电到关闭位置。具体地,现在SACV312可以充当阻止燃料流通过SACV312流出区域338进入第四管道326的止回阀。当从区域338出来的燃料流被阻止时,蓄积器活塞336朝向第二止挡件335的轴向运动达到停止。因此,蓄积器活塞336可以在第一止挡件339与第二止挡件335之间的位置处保持基本上静止并且不动。致使蓄积器活塞336静止的位置取决于SACV312何时通电。
第三视图660因此示出了被通电并且充当阻碍燃料从区域338朝向第四管道326离开的止回阀的SACV312。另外,蓄积器活塞336被示为在第一止挡件339与第二止挡件335之间静止。在SACV312通电后,当泵活塞306在剩余的压缩冲程中朝向蓄积器340中的静止的蓄积器活塞336移动时,压缩室中的燃料可以被压缩。由于燃料是基本上不可压缩的,因此压缩室308中的压力会在SACV312被关闭之后迅速上升。当压缩室308中的压力超过DI燃料轨250中的燃料轨压力时,来自压缩室308的被加压的燃料可以通过向前流动出口止回阀316离开DI燃料泵(如在第三视图660中示出的)进入DI燃料轨250。应注意,在第三视图660中,出口止回阀360被描绘为打开。到DI燃料轨250内的燃料流动可以提供燃料轨压力的增加。
以此方式,在可变压力模式下的减小的泵冲程(或小于100%占空比)期间,压缩室308和直接喷射燃料轨250中的燃料压力可以通过螺线管致动的止回阀312来调节。
现在转向图7,其示出了DI燃料泵228在缺省压力模式下的示例运转。在本文中,SACV在DI泵中的整个进气冲程和压缩冲程期间被断电并且运行在直通状态下,从而允许燃料流动到SACV的上游或下游。另外,蓄积器活塞336可以能够与泵活塞306一致地轴向移动。如之前提到的,DI燃料泵228的压缩室308中的压力可以在缺省压力(或给定压力)与提升泵208的出口压力之间改变。缺省压力可以基于蓄积器340的弹簧334的力常数。在另一示例中,缺省压力可以是由于蓄积器340中的弹簧334的力常数的压力与提升泵208的出口压力的组合。
图7具体地描绘了当DI燃料轨250中的燃料轨压力高于DI燃料泵228中的缺省压力时在泵活塞运转的三个时刻期间DI燃料泵228中的燃料流。应认识到,与在图7中描绘的相同的运转可以用图4a的DI燃料泵229和图4b的DI燃料泵227来进行,以减少来自阶梯房318的泵回流。
第一视图720示出了当泵活塞306在吸气冲程中正朝向BDC向下移动时DI燃料泵228内的燃料流。第二视图740描绘了当泵活塞306正从BDC朝向TDC移动时DI燃料泵228内的燃料流。第三视图760图示了当泵活塞306到达TDC位置时的燃料流。燃料流以虚线进行描绘,其中箭头指示燃料流的方向。
参照第一视图720,蓄积器活塞336被示为在第一止挡件339达到静止而不存储燃料。在本文中,蓄积器活塞336可以在吸气冲程中与泵活塞306一致地向下行进,直至第一止挡件339阻止蓄积器活塞336的进一步向下的轴向运动。如在图5的第一视图520中,当蓄积器活塞336朝向第一止挡件339向下移位时,第二部分燃料可以流过SACV312通过入口端口328进入区域338。因此,燃料被描绘为从阶梯房318流入第二管道322,通过第四管道326,穿过SACV312并且随即进入区域338。因此,由于在蓄积器活塞336之上的区域338的容积增加得比阶梯房318的容积减小得更快(由于活塞柱的存在),因此燃料的向前流动可以通过第一管道321而发生。
一旦蓄积器活塞336在第一止挡件339处,额外的燃料就可以或不可以经由入口止回阀313被接收到压缩室308内。在一个示例中,当DI燃料轨压力仍然处于DI泵中的缺省压力或在之上时,额外的燃料就不可以经由入口止回阀313被接收。在另一示例中,在通过被耦接在DI燃料轨250中的一个或更多个直接喷射器进行喷射之后,燃料轨压力可以被降低,并且可以低于缺省压力。响应于DI燃料轨250中的燃料轨压力的降低,来自压缩室308的燃料可以被引导通过向前流动出口止回阀316进入DI燃料轨250。相应地,压缩室308中的燃料的体积可以更小,导致在DI燃料泵的吸气冲程期间自入口止回阀313的燃料的吸入。
图7的第一视图720描绘了第一示例,其中DI燃料轨250中的燃料轨压力处于缺省压力或在缺省压力之上,其中在吸气冲程期间没有燃料可以经由入口止回阀313进入压缩室308。在泄露可以存在的示例,减少的(例如最小)量的燃料可以经由入口止回阀313被接收在压缩室308内。
第二视图740示出了泵活塞306开始压缩冲程以从BDC朝向TDC移动。因此,当泵活塞在吸气冲程中处于BDC或接近BDC时,压缩室中的压力可以基本上类似于提升泵压力(例如,提升泵的出口处的压力)。当泵活塞306向上移位时,压缩室中的燃料可以朝向蓄积器活塞336的底面384被驱使。另外,可以经由压缩室308中的燃料将力从泵活塞306传递到蓄积器活塞336。因此,蓄积器活塞336可以开始移动远离第一止挡件339。如图所示,泵活塞306和蓄积器活塞336以同步的方式沿向上方向移动。另外,来自压缩室308的燃料可以被推入蓄积器活塞336的底面384与第一止挡件339之间的区域337(在第三视图760中指示)。因此,被耦接至蓄积器活塞336的弹簧334可以在DI燃料泵228中的压缩冲程期间被压缩。由于SACV312处于直通状态,因此来自蓄积器340的区域338的燃料可以被移动的蓄积器活塞336排出。另外,来自区域338的排出燃料可以流过入口端口328,穿过SACV312到达SACV312的上游并进入第四管道326。燃料可以进一步从第四管道326通过第二管道322流入阶梯房318。
当泵活塞306在第三视图760中朝向TDC位置移动时,压缩室308中的压力可以增加直至获得缺省压力。如之前解释的,缺省压力可以基于蓄积器340的压力,蓄积器340的压力进而可以取决于由作用在蓄积器活塞336上的弹簧334提供的力。缺省压力也可以是蓄积器压力与LPP208的出口压力的组合。
因此,DI燃料泵228的压缩室308中的压力可以从缺省压力(在压缩冲程的至少一部分期间)改变到LPP208的出口处的压力(在吸气冲程的至少后面部分期间)。在一个示例中,缺省压力可以在压缩冲程的稍后部分期间在压缩室308内获得。
如在第三视图760中示出的,来自压缩室308的燃料现在可以至少部分地存在于区域337内。区域337可以由孔350、泵活塞顶部305和蓄积器活塞336的底面384界定。
如果DI燃料轨中的燃料轨压力处于DI燃料泵228的压缩室308中的缺省压力或在缺省压力之上,那么出口止回阀316不可以打开。第三视图760描绘了当压缩室中的燃料不可以朝向DI燃料轨泵送出时的情况。相应地,DI轨中的燃料轨压力不可以增加,因为燃料不可以被输送到DI燃料轨内。DI燃料轨中的缺省压力可以被维持。另外,燃料可以被存储在蓄积器340中,具体地,被存储在区域337中,直至蓄积器活塞336在DI燃料泵中的随后的吸气冲程期间到达第一止挡件339。
因此,在DI泵运转的缺省压力模式下并且当DI轨中的燃料轨压力处于缺省压力时,到发动机的燃料流可以被充分地减少(例如零)。另外,通过第三管道324的燃料流可以在很大程度上不存在。更进一步地,当泵活塞306与蓄积器活塞336同步地移动时,通过第四管道326的燃料流可以来回地振荡。
现在转向图8,它示出了DI燃料泵228在缺省压力模式下的另一示例运转。具体地,图8示出了当DI燃料轨250中的压力低于缺省压力时DI燃料泵228在缺省压力模式下的运转。如之前描述的,缺省压力可以基于蓄积器压力。
图8描绘了当DI燃料轨250中的燃料轨压力低于缺省压力时泵活塞运转的三个时刻期间DI燃料泵228中的燃料流。应认识到,与图8中描绘的相同的运转可以用图4a的DI燃料泵229和图4b的DI燃料泵227来进行,以减少来自阶梯房318的泵回流。
第一视图820示出了当泵活塞306在吸气冲程中正朝向BDC向下移动时DI燃料泵228内的燃料流。第二视图840描绘了当泵活塞306正从BDC朝向TDC向上移动时DI燃料泵228内的燃料流。第三视图860图示了当泵活塞306到达TDC位置时的燃料流。燃料流以虚线进行描绘,其中箭头指示燃料流的方向。
在第一视图820之前,第二部分燃料可以流过SACV312,经由蓄积器340的入口端口328进入区域338。当吸气冲程期间蓄积器活塞336与泵活塞306一致地向下移动时(直至到达第一止挡件339),燃料可以通过SACV312流入区域338。一旦到达第一止挡件339,蓄积器活塞336被阻碍进一步向下移动,并且如果需要,经由入口止回阀的燃料的吸入流动可以开始。因此,第一视图820示出了被布置在第一止挡件339处的蓄积器活塞336,其中燃料填充区域338。一旦蓄积器活塞336到达第一止挡件339,就不可以存在通过SACV312的燃料净流。因此,在第一视图820中没有燃料流被指示沿着第四管道326并且通过SACV312。
在缺省压力模式下直接喷射的发生会导致DI燃料轨250内的压力的降低。例如,在某些发动机状况下,直接燃料喷射可以从直接喷射燃料轨中发生(尽管以较小的量)。由于在DI燃料泵运转的缺省压力模式期间燃料经由直接喷射器被输送到发动机内,所以燃料轨压力会降低。响应于燃料轨压力的这种降低,在压缩冲程期间燃料可以被从压缩室308排入DI燃料轨250。相应地,压缩室中的燃料量可以被减少,从而能够在DI燃料泵中的吸气冲程期间经由入口止回阀313吸入额外的燃料,如在第一视图820中示出的。
因此,图8的第一视图820图示了经由入口止回阀313进入压缩室308的燃料流。因此,燃料可以从阶梯房318流过第二管道322和第三管道324,穿过入口止回阀313进入压缩室308的入口303。可以基于活塞杆尺寸从阶梯房318和/或LPP208接收燃料。
第二视图840示出了BDC处的泵活塞306朝向TDC开始向上运动。压缩室中的燃料现在可以被引向蓄积器活塞336的底面384。另外,可以经由压缩室308中的燃料将力从泵活塞306传递到蓄积器活塞336。因此,蓄积器活塞336可以开始移动远离第一止挡件339。如图所示,泵活塞306和蓄积器活塞336以同步的方式沿向上方向移动。另外,来自压缩室308的燃料可以被推入蓄积器活塞336的底面384与第一止挡件339之间的区域337。
因此,被耦接至蓄积器活塞336的弹簧334可以在DI燃料泵228中的压缩冲程期间被压缩。另外,弹簧334可以将力施加在蓄积器活塞336上,从而使燃料(例如压缩室308、区域337和余隙容积378中的燃料)的压力增加。由于SACV312在直通状态下,因此来自蓄积器340的区域338的燃料可以被移动的蓄积器活塞336排出。另外,从区域338的排出燃料可以流过入口端口328,穿过SACV312到达SACV312的上游并进入第四管道326。燃料可以进一步从第四管道326通过第二管道322进入阶梯房318。
当泵活塞306在第三视图860中接近TDC位置时,压缩室308中的压力会增加直至获得缺省压力。如之前解释的,缺省压力可以基于蓄积器340的压力,蓄积器340的压力进而可以取决于由作用在蓄积器活塞336上的弹簧334提供的力。缺省压力也可以是蓄积器压力与LPP208的出口压力的组合。在一个示例中,缺省压力可以在一部分压缩冲程期间在压缩室308中被获得。例如,可以在将近压缩冲程的后面部分获得缺省压力。缺省压力可以保持直至随后的进气冲程的初始部分。在另一示例中,可以在压缩冲程期间的大约中途实现缺省压力,直至随后的吸气冲程的第一半部分。
如果DI燃料轨250中的燃料轨压力低于压缩室308中的缺省压力,那么燃料可以被强迫进入DI燃料轨250内,如在第三视图860中示出的。燃料可以通过向前流动出口止回阀316从压缩室308流入DI燃料轨250,从而使DI燃料轨250中的燃料轨压力能增加至缺省压力。因此,燃料也可以朝向向前流动出口止回阀316离开区域337。尽管未在第三视图860中示出,但是在一个示例中,蓄积器活塞336可以随着燃料流出区域337而朝向第一止挡件339移位。在另一示例中,当泵活塞306完成其压缩冲程时,如果燃料流出区域337和压缩室308进入DI燃料轨250,那么蓄积器活塞336可以不如期望的那样升起。
因此,一种示例***可以包含:直接喷射燃料泵,其包括活塞和压缩室,所述活塞由凸轮驱动并且在孔内往复运动;高压燃料轨,其被流体地耦接至所述直接喷射燃料泵;蓄积器,其以同轴的方式设置在所述直接喷射燃料泵的所述孔内,以与压缩室流体地连通;所述蓄积器的柱塞,其被布置在所述孔内以在第一止挡件与第二止挡件之间轴向地移动;弹簧,其被耦接至所述柱塞;入口止回阀,其被设置在所述压缩室的入口处;螺线管激活的止回阀,其被设置在蓄积器的上游,螺线管激活的止回阀的入口被流体地耦接至低压泵,以及螺线管激活的止回阀的出口与蓄积器流体地连通的。在示例***中的第一状况下,直接喷射燃料泵的压缩室和高压燃料轨中的压力可以经由蓄积器的轴向运动来调节。另外,在第二状况下,压缩室和高压燃料轨内的压力可以经由螺线管激活的止回阀来调节。第一状况可以包括使螺线管激活的止回阀断电(以运行在直通状态下),并且第二状况可以包括根据需要来激活螺线管激活的止回阀并且使螺线管激活的止回阀通电。
现在转向图9,它描绘了图示在可变压力模式下和在缺省压力模式下DI燃料泵运转的示例控制的示例程序900。在902处,发动机工况可以被估计和/或被测量。例如,发动机状况(诸如,发动机转速、发动机燃料需求、升压、驾驶员需求扭矩、发动机温度、空气充气等)可以被确定。
在904处,程序900可以确定HPP(例如,DI燃料泵228)是否可以用缺省压力模式运转。在一个示例中,如果发动机正在怠速,那么HPP可以以缺省压力模式运转。在另一示例中,如果车辆正在减速,那么HPP可以以缺省压力模式运行。如果确定DI燃料泵能够以缺省压力模式运转,那么程序900前进到920,以停用螺线管激活的止回阀(诸如DI泵228的SACV312)并且使螺线管激活的止回阀断电。为了详细说明,SACV内的螺线管可以被断电成为直通状态,使得燃料可以通过SACV流到SACV的上游和下游。在本文中,如之前解释的,DI燃料泵228的缺省压力可以由于DI燃料泵228内的蓄积器340的存在而被实现。
然而,如果在904处确定HPP不能以缺省压力模式运转,那么程序900继续到906以用可变压力模式运转HPP。在一个示例中,HPP运转的可变压力模式可以用在非怠速状况期间。在另一示例中,当扭矩需求更大时(诸如在车辆的加速期间),可以使用可变压力模式。如之前提到的,可变压力模式可以包括,通过致动并使螺线管激活的止回阀通电,并且连续地调节燃料压力来电子地控制HPP运转。
其次,在908处,程序900可以确定当前的扭矩需求(和燃料需求)是否包括对全泵冲程的需求。全泵冲程可以包括以100%占空比运转DI燃料泵,其中基本上大部分燃料被输送到DI燃料轨。在图5中描绘了DI泵的示例100%占空比运转。
如果确认全泵冲程(例如,100%占空比)被期望,那么程序900继续到910,在910,SACV可以在泵的整个冲程内被通电。因此,SACV可以在整个压缩冲程期间被通电(并且被关闭以充当止回阀)。因此,在912处,SACV可以在压缩冲程开始的时候被通电并且被关闭。另外,SACV可以在每个随后的压缩冲程开始的时候被关闭,直至泵运转被修改。例如,当减小的泵冲程可以被命令时,泵运转可以被修改,或在另一示例中,泵运转可以被改变为缺省压力模式。
另一方面,如果在908处确定全泵冲程(或100%占空比运转)不被期望,那么程序900进入到914,以用减小的泵冲程或以小于100%占空比运转DI泵。接下来,在916处,控制器可以在压缩冲程中的泵活塞的BDC位置与TDC位置之间的时刻使SACV通电并且关闭SACV。例如,DI泵可以以20%占空比运转,其中当压缩冲程的80%完成时,SACV被通电以关闭从而泵送DI泵的约20%容积。在另一示例中,DI泵可以以60%占空比运转,其中当压缩冲程的40%完成时,SACV可以被关闭。在本文中,DI泵容积的60%可以被泵送到DI燃料轨内。HP泵的减小的泵冲程运转或小于100%占空比运转(也被称为减小的占空比运转)的示例之前参照图6进行了描述。
应注意,控制器可以命令可以被存储在控制器(诸如控制器12)的非临时性存储器中的程序900。
现在转向图10和11,它们分别描绘了程序1000和1100,图示了在DI燃料泵运转的不同模式下示例燃料流。具体地,程序1000描绘了在可变压力模式期间DI燃料泵内的示例燃料流,而程序1100呈现了在缺省压力模式期间DI燃料泵内的示例燃料流。应注意,控制器可以既不命令也不执行分别在图10和图11中示出的程序1000和1100。因此,燃料流可以由于DI燃料泵内的硬件而发生。
在1002处,可以确定DI燃料泵(诸如DI燃料泵228)正以可变压力模式运转。在DI泵的100%占空比期间的燃料流可以不同于在DI泵的小于100%占空比期间的燃料流。相应地图示了每个示例。在1004处,程序1000可以确认是否对DI燃料泵命令100%占空比(或全泵冲程)。如果是,程序1000继续到1006,在1006吸气冲程可以发生在DI燃料泵内。吸气冲程可以包括从TDC位置到BDC位置的泵活塞的位置的移位。
当泵活塞(诸如图3的泵活塞306)向下移动时,压缩室中的压力(诸如DI燃料泵228的压缩室308)降低。另外,在蓄积器活塞(诸如蓄积器340的蓄积器活塞336)之下区域337中存在的任何燃料都可以被吸到压缩室内。应注意,如果在区域337中存在燃料,那么蓄积器活塞可以最初在第一止挡件(诸如蓄积器340的第一止挡件339)与第二止挡件(诸如蓄积器340的第二止挡件335)之间的位置处。更进一步地,当区域337中的燃料向下流入压缩室的增加的容积内时,蓄积器活塞可以向下行进。
在程序1000的1008处,蓄积器活塞的移动使燃料能流过螺线管激活的止回阀(诸如DI燃料泵228的SACV312)进入在蓄积器活塞之上的区域(诸如在蓄积器活塞336之上的区域338)。其次,在1010处,蓄积器活塞向下行进,直至其向下的轴向运动被第一止挡件阻止。应注意,1008和1010被用虚线描绘指示可选的燃料流。当蓄积器活塞在吸气冲程开始时在第一止挡件处静止时,这些可选的燃料流可以不发生。
一旦蓄积器活塞在第一止挡件处,在1012处,燃料就可以经由入口止回阀(诸如DI燃料泵228的入口止回阀313)流入压缩室。在蓄积器活塞在第一止挡件处被保持静止之后的吸气冲程的整个剩余部分期间,燃料可以经由入口止回阀被吸入。
由于DI燃料泵正以100%占空比运转,因此在1014处,SACV可以在通过泵活塞进行压缩冲程开始的时候被通电以关闭。因此,可以阻止从区域338(在蓄积器活塞336之上)出来通过SACV312朝向DI燃料泵228中的第四管道326的燃料流。在1016处,当泵活塞朝向压缩室向上移动时,燃料压力会充分地增加。在1018处,一旦压缩室中的压力增加至高于DI燃料轨中的压力,燃料就可以输送到DI燃料轨。因此,在DI燃料泵的100%占空比运转期间,大量(例如,最大量)燃料可以被输送到DI燃料轨。
返回到1004,如果DI燃料泵没有在可变压力模式下正以100%占空比运转,那么在1020处,可以确定DI燃料泵正在以小于100%占空比(或以减小的泵冲程)运转。程序1000继续到开始DI泵的吸气冲程的1022。当泵活塞向下移动时,压缩室中的压力降低。另外,在蓄积器活塞之下区域337中存在的任何燃料都可以被吸到压缩室内。应注意,如果在区域337中存在燃料,那么蓄积器活塞可以最初在第一止挡件与第二止挡件之间的位置处。此外,当区域337中的燃料向下流入压缩室的增加的容积内时,蓄积器活塞可以向下行进。
在1024处,当蓄积器活塞朝向第一止挡件339移位时,燃料可以流过SACV进入在蓄积器活塞之上的区域(诸如,区域338)。在1026处,到区域338内的这种流动可以进一步实现蓄积器活塞朝向第一止挡件的向下运动。应注意,1024和1026以虚线描绘指示可选的燃料流过程。如果当吸气冲程开始时蓄积器活塞在第一止挡件处静止,那么这些可选的燃料流可以不发生。
在1026处,一旦蓄积器活塞在第一止挡件处,在1028处,燃料就可以经由入口止回阀(诸如DI燃料泵228的入口止回阀313)流入压缩室。在蓄积器活塞在第一止挡件处被保持静止之后的吸气冲程的剩余部分期间,燃料可以经由入口止回阀被吸入。
由于DI燃料泵正以减小的泵冲程或小于100%占空比运转,因此SACV可以不通电以关闭直到泵活塞在随后的压缩冲程期间处于BDC位置与TDC位置之间。在1030处,随后的压缩冲程(相对于1022处的吸气冲程)可以在DI燃料泵中开始并且发生。在1032处,当泵活塞从BDC位置朝向压缩室向上移动时,压缩室中的燃料可以驱使蓄积器活塞的向上运动。因此,蓄积器活塞与泵活塞合作地移动。蓄积器活塞可以向上移位,因为SACV继续打开,从而允许燃料朝向第四管道326流过(在图3中)。在1034处,当蓄积器活塞朝向第二止挡件向上行进时,燃料可以从在蓄积器活塞之上的区域被排出,并且可以朝向DI燃料泵的阶梯房行进通过SACV。因此,在1036处,SACV可以在压缩冲程开始的时候打开处于直通状态下。
在1038处,在基于需求占空比的期望时刻,SACV可以在压缩冲程期间的泵活塞的BDC与TDC位置之间被通电。其次,在1040处,燃料不可以被允许离开在蓄积器活塞之上的区域,并且可以相应地致使蓄积器活塞静止。在1042处,压缩室中的燃料可以被压缩以增加压缩室中的压力。另外,当压缩室中的压力超过DI燃料轨中的压力时,燃料可以经由出口止回阀(诸如图3的向前流动出口止回阀316)朝向DI燃料轨离开压缩室。
现在转向图11,它示出了图示在缺省压力模式期间DI燃料泵中的示例燃料流的程序1100。在此应注意,控制器可以既不命令也不执行程序1100。因此,燃料流可以由于DI燃料泵内的硬件而发生。
在1102处,可以确定DI燃料泵(诸如DI燃料泵228)正以缺省压力模式运转。如之前描述的,DI燃料泵的缺省压力模式运转包括在整个泵运转期间使SACV停用并且断电。因此,燃料流可以来回地通过SACV发生在SACV的上游和下游。
其次,在1104处,可以确认DI燃料轨中的燃料轨压力(FRP)是否低于DI燃料泵的缺省压力。在缺省压力模式期间的直接喷射可以导致DI燃料轨内的压力的降低。当在DI燃料泵运转的缺省压力模式期间经由直接喷射器将燃料输送到发动机内时,FRP会降低。响应于FRP的这种降低,燃料可以在压缩冲程期间被从DI泵的压缩室排入到DI燃料轨内。相应地,压缩室中的燃料量可以被减少,从而使额外的燃料能够在DI燃料泵中的吸气冲程期间经由入口止回阀被吸入,如在图8中示出的。
如果FRP低于缺省压力或低于之前的FRP,那么程序1100继续到1106,其中吸气冲程可以在DI燃料泵中开始。当DI燃料泵的泵活塞向下移动时,压缩室中的压力降低。另外,在蓄积器活塞之下的区域337中存在的任何燃料都可以被吸到压缩室内。应注意,如果在区域337中存在燃料,那么蓄积器活塞可以最初在第一止挡件(诸如蓄积器340的第一止挡件339)与第二止挡件(诸如蓄积器340的第二止挡件335)之间的位置处。因此,燃料可以被存储在蓄积器中。此外,当区域337中的燃料向下流入压缩室的增加的容积内时,蓄积器活塞可以向下行进。
在程序1100的1108处,蓄积器活塞的移动使燃料能够流过螺线管激活的止回阀(诸如DI燃料泵228的SACV312)进入在蓄积器活塞之上的区域。其次,在1110处,蓄积器活塞向下行进,直至其向下的轴向运动被第一止挡件阻止。在1112处,一旦蓄积器活塞在第一止挡件处静止,燃料就可以经由入口止回阀流入压缩室。因此,燃料可以在吸气冲程的剩余部分期间(在蓄积器活塞到达第一止挡件之后)从入口止回阀流入压缩室。
其次,在1114处,随后的压缩冲程可以发生,所述随后的压缩冲程包括泵活塞从BDC向上移动到TDC。在1116处,蓄积器活塞可以与泵活塞一致地向上移动。在1118处,蓄积器活塞沿向上方向朝向第二止挡件的移位驱使在蓄积器活塞之上的区域内的燃料通过SACV流出。因此,在1120处,SACV可以在压缩冲程期间打开。在1122处,当蓄积器活塞向上移动时,蓄积器的弹簧(诸如图3中的DI泵228的弹簧334)可以被压缩,并且DI泵的压缩室中的压力可以增加至缺省压力。缺省压力可以基于弹簧的力常数。在1124处,因为FRP低于缺省压力,所以一旦DI燃料泵内获得缺省压力,燃料就会从压缩室和蓄积器中流出。因此,到DI燃料轨内的燃料流可以将FRP增加至缺省压力。
应注意,蓄积器活塞运动匹配泵活塞的运动。为了详细说明,当DI燃料泵以SACV处于直通状态的缺省压力模式运转时,蓄积器活塞的运动方向可以基本上匹配泵活塞的运动方向。当泵活塞在吸气冲程中朝向BDC向下移动,蓄积器活塞可以向下移动,直至其在第一止挡件处达到静止。在压缩冲程期间,当泵活塞朝向TDC向上移动时,蓄积器活塞也朝向第二止挡件向上移动。
如果在1104处确定FRP不低于缺省压力,那么程序1100继续到1126以确定FRP大于或等于缺省压力。另外,在1128处,吸气冲程可以在DI燃料泵中开始。当DI燃料泵的泵活塞向下移动时,压缩室中的压力降低。另外,在之前的压缩冲程结束的时候在蓄积器活塞之下的区域337中存在的任何燃料都可以被吸到压缩室内。因此,燃料可以在前面的压缩冲程结束的时候被存储在蓄积器中。更进一步地,当区域337中的燃料向下流入压缩室的增加的容积内时,蓄积器活塞可以向下行进。
在程序1100的1130处,蓄积器活塞的移动使燃料能够流过螺线管激活的止回阀(诸如DI燃料泵228的SACV312)进入在蓄积器活塞之上的区域。其次,在1132处,蓄积器活塞向下行进,直至其向下的轴向运动被第一止挡件阻止。在1134处,即使一旦蓄积器活塞在第一止挡件处静止,燃料也不会经由入口止回阀流入压缩室。由于FRP高于(或等于)缺省压力,因此不会发生从压缩室朝向DI燃料轨的燃料流出。另外,燃料可以被存储在蓄积器中。相应地,不会存在来自入口止回阀的燃料吸入。然而在一个示例中,最小量的燃料可以经由入口止回阀泄露到压缩室内。
其次,在1136处,在1128处的吸气冲程之后的压缩冲程可以发生,所述压缩冲程包括泵活塞从BDC向上移动到TDC。在1138处,蓄积器活塞可以与泵活塞一致地向上移动。在1140处,蓄积器活塞沿向上方向朝向第二止挡件的移位驱使蓄积器活塞之上的区域内的燃料通过SACV流出。因此,在1142处,SACV可以在压缩冲程期间打开。在1144处,当蓄积器活塞向上移动时,蓄积器的弹簧可以被压缩,并且DI泵的压缩室中的压力可以增加至缺省压力。因为FRP高于(或基本上等于)缺省压力,所以燃料不会离开压缩室。在1146处,燃料可以保留在蓄积器和DI燃料泵的压缩室的余隙容积内。相应地,燃料可以在至少部分压缩冲程期间被存储在蓄积器内。
以此方式,一种燃料***可以包括直接喷射(DI)燃料泵,所述直接喷射燃料泵能够以机械或缺省压力模式运转而不增加燃料的温度。由于缺省压力通过蓄积器来维持,因此上游泄压阀可以被消除,并且由于通过泄压阀的重复流动而引起的燃料加热可以被减少。蓄积器可以被同轴地布置在DI燃料泵的孔内,使得蓄积器朝向DI燃料泵的压缩室的第一端定位。蓄积器可以包括被耦接至蓄积器活塞的弹簧。DI燃料泵的活塞或泵活塞可以朝向DI燃料泵的压缩室的第二端设置。因此,压缩室可以由孔(具体地,孔的壁)、蓄积器(具体地,蓄积器的活塞或柱塞)和泵活塞界定。因此,蓄积器活塞和泵活塞可以位于在压缩室的相对侧上。另外,蓄积器和泵活塞可以被设置在DI燃料泵的相同的共同的孔内。因此,蓄积器和泵活塞共用DI燃料泵的孔。还应认识到,蓄积器活塞可以在第一止挡件(朝向压缩室设置)与第二止挡件(朝向蓄积器的入口远离压缩室定位)之间在孔内轴向地移动。
DI燃料泵可以还包括螺线管致动的止回阀或螺线管溢流阀,所述螺线管致动的止回阀或螺线管溢流阀可以设置在蓄积器的上游。另外,螺线管致动的止回阀可以被流体地耦接至蓄积器。蓄积器活塞在第一止挡件与第二止挡件之间的轴向运动可以由被耦接在蓄积器的入口上游的螺线管致动的止回阀(SACV)充分调节。具体地,蓄积器活塞的轴向运动可以由通过SACV的燃料流来调节。泵活塞的运动也会影响蓄积器活塞的运动。在蓄积器活塞之上的(可变体积的)区域可以经由螺线管致动的止回阀接收燃料。DI燃料泵的压缩室可以主要经由入口止回阀接收燃料。
当DI燃料泵正以可变压力模式运转时,螺线管致动的止回阀可以被激活并且被通电以计量流过螺线管致动的止回阀的燃料量。另外,当DI燃料泵正以全泵冲程(例如100%占空比)运转时,SACV可以在压缩冲程开始的时候被通电到关闭位置,使得蓄积器活塞在压缩冲程期间保持基本上被固定在第一止挡件处。相反,如果DI燃料泵正以减小的泵冲程(例如小于100%占空比)运转,则基于SACV在压缩冲程期间何时被通电,可以致使蓄积器活塞在第一止挡件与第二止挡件之间的位置处静止。压缩室中的燃料可以被泵活塞抵靠着蓄积器活塞和孔而压缩,并且可以被输送到被流体地耦接至DI燃料泵的高压燃料轨。到高压燃料轨内的该添加的燃料能够使燃料轨压力增加。因此,可以通过在可变压力模式下调整螺线管致动的止回阀的占空比来调节高压燃料轨内的压力。
当DI燃料泵正以缺省压力模式运转时,诸如在较低发动机负荷下的发动机运转,螺线管致动的止回阀可以被停用并且被断电以在直通状态下运行。在本文中,蓄积器活塞位置可以在压缩冲程期间不被固定;蓄积器活塞可以能够在蓄积器中的第一止挡件与第二止挡件之间沿着孔轴向运动。
当压缩室中的燃料在泵活塞的压缩冲程中被压缩时,被排出的燃料可以被强迫进入到蓄积器内。具体地,在压缩冲程期间燃料可以被强迫进入到在蓄积器活塞之下(例如在第一止挡件与蓄积器活塞的底部(或底面)之间)的区域内。因此,燃料可以在压缩冲程的至少一部分期间被存储在蓄积器中。更进一步地,燃料可以在压缩冲程期间保持在蓄积器中,并且只要高压燃料轨中的燃料压力在缺省压力处或高于缺省压力,燃料就可以不被输送到高压燃料轨内。因此,高压燃料轨中的燃料轨压力可以不增加。应注意,缺省压力可以是蓄积器活塞的弹簧力作用的结果。
如果燃料喷射事件引起高压燃料轨中的燃料压力的下降,那么蓄积器可以在压缩冲程期间向高压燃料轨供应燃料,以维持高压燃料轨中的缺省压力。因此,高压燃料轨中的压力可以通过DI燃料泵内的蓄积器来维持。因此,在缺省模式运转期间,压缩室中的压力可以在DI燃料泵中的吸气冲程即将结束的时候减小到提升泵的出口处的压力。
以此方式,一种示例方法可以包含,当被设置在蓄积器上游的螺线管激活的止回阀被断电(例如,被停用)并且被命令为直通状态时,经由蓄积器的轴向运动来调节直接喷射燃料泵的压缩室和燃料轨中的每一个中的压力,所述蓄积器同轴地设置在直接喷射燃料泵的孔内。蓄积器可以与直接喷射燃料泵的压缩室流体地连通。另外,蓄积器可以在直接喷射燃料泵中的压缩冲程的一部分期间存储燃料。因此,直接喷射燃料泵的压缩室中的压力可以被调节,以在直接喷射燃料泵中的压缩冲程期间提供直接喷射燃料泵的活塞(例如,图3的泵活塞306)的顶部与底部之间的压力差。蓄积器可以包括被耦接至活塞的弹簧,所述活塞被设置在直接喷射燃料泵的孔内以在下止挡件(图3的第一止挡件339)与上止挡件(图3的第二止挡件335)之间轴向地移动。该方法可以进一包含,当螺线管激活的止回阀被通电时,经由螺线管激活的止回阀来调节直接喷射燃料泵的压缩室和燃料轨中的压力。以此方式,直接喷射燃料泵可以用缺省压力或机械模式运转而不增加燃料温度。另外,通过经由蓄积器维持DI燃料泵的压缩室中的缺省压力,DI燃料泵的润滑可以被继续,从而使DI燃料泵的劣化能够减少。通过在DI燃料泵的孔内包含蓄积器,燃料可以在缺省压力模式期间被存储在蓄积器内而不经历燃料温度的增加。因此,燃料加热可以被减少,并且蒸汽形成的可能性也可以被降低。总的来说,DI燃料泵运转可以被增强,同时延长DI燃料泵的工作寿命。
在另一表示方法中,一种用于直接喷射燃料泵的***可以包含被同轴地设置在直接喷射燃料泵的孔内的蓄积器,所述蓄积器被布置在螺线管激活的止回阀的下游。蓄积器可以包括弹簧和活塞,其中所述弹簧被耦接至所述活塞。蓄积器的活塞可以被设置在第一止挡件与第二止挡件之间,所述第一止挡件朝向直接喷射燃料泵的压缩室,而所述第二止挡件远离直接喷射燃料泵的压缩室。蓄积器的活塞可以与泵活塞共用直接喷射燃料泵的孔,所述泵活塞由凸轮来驱动。蓄积器的活塞和泵活塞可以彼此相对地布置。蓄积器的活塞可以被设置在压缩室的第一端处,而泵活塞可以被设置在压缩室的第二端处,所述第一端与所述第二端彼此相对。蓄积器可以被流体地耦接至压缩室。此外,当DI泵以缺省压力模式运转时,蓄积器可以在DI泵中的压缩冲程的至少一部分期间存储燃料。此外,当在可变压力模式下对直接喷射燃料泵命令全泵冲程时,蓄积器可以不存储燃料,所述全泵冲程包括在直接喷射燃料泵中的压缩冲程开始的时候使螺线管激活的止回阀通电。
注意,本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆***配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中,并且可以由控制***执行,所述控制***包含与各种传感器、致动器以及其他发动机硬件组合的控制器。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个,诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此,所描述的各种动作、操作或功能可以按所示顺序执行、并行地执行,或者在一些情况下被省略。同样,处理顺序不是实现在本文中所描述示例实施例的特征和优点所必须要求的,而是被提供以便于图示和说明。根据所使用的特定策略,所示出的动作、操作或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外,所描述的动作、操作或功能可以图形地表示成待编入发动机控制***中的计算机可读存储介质的非临时性存储器内的代码,其中所述动作通过执行包括与电子控制器组合的各种发动机硬件部件的***内的指令来完成。
应认识到,在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的,并且这些具体的实施例不被认为是限制性的,因为许多变体是可能的。例如,上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种***和构造以及其他的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
本申请的权利要求具体地指出被认为是新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的合并,既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改本权利要求书或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护。这些权利要求,无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同,都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (10)

1.一种***,其包含:
蓄积器,其被以同轴的方式设置在直接喷射燃料泵的孔内,所述蓄积器被设置在螺线管激活的止回阀的下游。
2.根据权利要求1所述的***,其中所述蓄积器被布置在所述直接喷射燃料泵中的压缩室之上,并且其中所述蓄积器与所述压缩室流体连通。
3.根据权利要求2所述的***,其中所述直接喷射燃料泵的所述压缩室经由被耦接至所述压缩室的入口的入口止回阀接收燃料。
4.根据权利要求3所述的***,其中所述蓄积器包括被耦接至活塞的弹簧,所述活塞能够在所述直接喷射燃料泵的所述孔中在第一止挡件与第二止挡件之间轴向地移动。
5.根据权利要求4所述的***,其中所述第一止挡件朝向所述直接喷射燃料泵中的所述压缩室定位,而所述第二止挡件远离所述直接喷射燃料泵中的所述压缩室定位。
6.根据权利要求5所述的***,其中所述蓄积器的所述活塞的运动由通过所述螺线管激活的止回阀的燃料流来调节。
7.根据权利要求6所述的***,其中当所述螺线管激活的止回阀被断电并且处于直通模式时,所述蓄积器的所述活塞的运动方向与所述直接喷射燃料泵中的泵活塞的运动方向基本上一致。
8.根据权利要求7所述的***,其中所述泵活塞被布置为跨过所述压缩室与所述蓄积器的所述活塞相对。
9.根据权利要求8所述的***,其中在所述直接喷射燃料泵的缺省压力运转模式期间,所述蓄积器在所述直接喷射燃料泵的压缩冲程的一部分期间以给定压力存储燃料,所述给定压力基于所述蓄积器的所述弹簧的力常数。
10.根据权利要求9所述的***,其中所述直接喷射燃料泵包括
被耦接至所述泵活塞的活塞柱,所述活塞柱具有的外径在尺寸上基本上等于所述泵活塞的外径。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108386334A (zh) * 2018-03-13 2018-08-10 佛山安豪科技服务有限公司 一种电动水泵
CN108547749A (zh) * 2018-04-24 2018-09-18 佛山安豪科技服务有限公司 一种电动水泵和水枪结构
CN108591002A (zh) * 2018-04-24 2018-09-28 佛山安豪科技服务有限公司 一种新型电动水泵和水枪结构
CN108591013A (zh) * 2018-04-24 2018-09-28 佛山安豪科技服务有限公司 一种带水流缓冲腔的电动水泵和水枪结构
CN108591003A (zh) * 2018-04-24 2018-09-28 佛山安豪科技服务有限公司 一种带排水旁路的电动水泵和水枪结构
CN108626089A (zh) * 2018-04-24 2018-10-09 佛山安豪科技服务有限公司 一种带行程改变机构的电动水泵和水枪结构
CN112780467A (zh) * 2019-11-01 2021-05-11 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于机动车辆的双喷射***的直接喷射总成

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015004868A1 (de) * 2015-04-13 2016-10-13 Bernd Niethammer Pumpe für ein SCR-System in Fahrzeugen
US10408201B2 (en) * 2015-09-01 2019-09-10 PSC Engineering, LLC Positive displacement pump
DE102015219415B4 (de) * 2015-10-07 2020-07-09 Vitesco Technologies GmbH Kraftstoffhochdruckpumpe sowie Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftwagens
DE102015219419B3 (de) 2015-10-07 2017-02-23 Continental Automotive Gmbh Pumpeinrichtung sowie Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine und Mischeinrichtung, insbesondere für einen Kraftwagen
DE102016215972A1 (de) * 2016-08-25 2018-03-01 Ford Global Technologies, Llc Kraftstoffversorgungssystem, Brennkraftmaschine und Verfahren zum Versorgen eines Verbrennungsmotors mit einem LPG-Kraftstoff
US10253718B2 (en) * 2016-11-23 2019-04-09 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for controlling fuel pressure
US10215144B1 (en) * 2017-10-11 2019-02-26 Robert Bosch Gmbh Fuel system with switchable pressure regulation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101382106A (zh) * 2007-09-07 2009-03-11 通用汽车环球科技运作公司 低噪声燃料喷射泵
US20130213504A1 (en) * 2011-08-24 2013-08-22 Toyota Jidosha Kubushiki Kaisha Fluid control apparatus and fuel supply system
CN103982304A (zh) * 2013-02-12 2014-08-13 福特环球技术公司 直喷式燃料泵

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU46217A1 (ru) * 1933-11-22 1936-02-29 Шерен Эрнст Устройство дл впрыскивани топлива в бескомпрессорных двигател х внутреннего горени
US4422424A (en) * 1981-06-23 1983-12-27 The Bendix Corporation Electronically controlled fuel injection pump
US4738595A (en) 1987-05-22 1988-04-19 Allied Corporation Hydraulic pump with integrated sump and accumulator
TW384358B (en) * 1997-09-25 2000-03-11 Mitsubishi Electric Corp High pressure fuel supply pump body for an in-cylinder fuel injection engine
DE19939420B4 (de) * 1999-08-20 2004-12-09 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzverfahren und -system für eine Brennkraftmaschine
GB9920210D0 (en) * 1999-08-27 1999-10-27 Lucas Industries Ltd Fuel pump
JP4623930B2 (ja) * 2000-08-14 2011-02-02 スタナディーン コーポレイション 自動車用のコモンレール式燃料噴射装置
JP4122987B2 (ja) * 2003-01-31 2008-07-23 日産自動車株式会社 直接噴射式火花点火機関の燃焼制御装置及び燃焼制御方法
JP4085900B2 (ja) * 2003-07-08 2008-05-14 日産自動車株式会社 筒内直接噴射式火花点火エンジンの燃料噴射制御装置
DE10349310B3 (de) 2003-10-23 2005-05-19 Siemens Ag Radialkolbenpumpe für Common Rail Einspritzsysteme
DE102004015266A1 (de) 2004-03-29 2005-10-20 Siemens Ag Hochdruckpumpe mit integriertem Hochdruckspeicher
JP4803269B2 (ja) * 2009-02-24 2011-10-26 株式会社デンソー 脈動低減装置
DE102010001252A1 (de) * 2010-01-27 2011-07-28 Robert Bosch GmbH, 70469 Kraftstoffeinspritzsystem mit integriertem Hochdruckspeicher an einem Zylinderkopf
DE102010002291A1 (de) 2010-02-24 2011-08-25 Robert Bosch GmbH, 70469 Hochdruckpumpe und Hochdruckspeicher
US9303607B2 (en) 2012-02-17 2016-04-05 Ford Global Technologies, Llc Fuel pump with quiet cam operated suction valve
US20130213361A1 (en) 2012-02-17 2013-08-22 Ford Global Technologies, Llc. Fuel pump with quiet volume control operated suction valve
US9989026B2 (en) 2012-02-17 2018-06-05 Ford Global Technologies, Llc Fuel pump with quiet rotating suction valve
US9016263B2 (en) 2012-06-27 2015-04-28 Ford Global Technologies, Llc High pressure fuel pump
US9169817B2 (en) 2012-12-05 2015-10-27 Ford Global Technologies, Llc Fuel pump with metering valve
US9429124B2 (en) * 2013-02-12 2016-08-30 Ford Global Technologies, Llc Direct injection fuel pump
US9422898B2 (en) 2013-02-12 2016-08-23 Ford Global Technologies, Llc Direct injection fuel pump
US9599082B2 (en) 2013-02-12 2017-03-21 Ford Global Technologies, Llc Direct injection fuel pump
US9284931B2 (en) 2013-07-24 2016-03-15 Ford Global Technologies, Llc Engine fuel pump and method for operation thereof
RU2554151C1 (ru) * 2014-05-20 2015-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" Топливная система дизельного двигателя

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101382106A (zh) * 2007-09-07 2009-03-11 通用汽车环球科技运作公司 低噪声燃料喷射泵
US20130213504A1 (en) * 2011-08-24 2013-08-22 Toyota Jidosha Kubushiki Kaisha Fluid control apparatus and fuel supply system
CN103982304A (zh) * 2013-02-12 2014-08-13 福特环球技术公司 直喷式燃料泵

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108386334A (zh) * 2018-03-13 2018-08-10 佛山安豪科技服务有限公司 一种电动水泵
CN108386334B (zh) * 2018-03-13 2019-12-03 佛山安豪科技服务有限公司 一种电动水泵
CN108547749A (zh) * 2018-04-24 2018-09-18 佛山安豪科技服务有限公司 一种电动水泵和水枪结构
CN108591002A (zh) * 2018-04-24 2018-09-28 佛山安豪科技服务有限公司 一种新型电动水泵和水枪结构
CN108591013A (zh) * 2018-04-24 2018-09-28 佛山安豪科技服务有限公司 一种带水流缓冲腔的电动水泵和水枪结构
CN108591003A (zh) * 2018-04-24 2018-09-28 佛山安豪科技服务有限公司 一种带排水旁路的电动水泵和水枪结构
CN108626089A (zh) * 2018-04-24 2018-10-09 佛山安豪科技服务有限公司 一种带行程改变机构的电动水泵和水枪结构
CN108591013B (zh) * 2018-04-24 2019-12-03 佛山安豪科技服务有限公司 一种带水流缓冲腔的电动水泵和水枪结构
CN108591002B (zh) * 2018-04-24 2019-12-03 佛山安豪科技服务有限公司 一种新型电动水泵和水枪结构
CN108591003B (zh) * 2018-04-24 2019-12-03 佛山安豪科技服务有限公司 一种带排水旁路的电动水泵和水枪结构
CN108626089B (zh) * 2018-04-24 2019-12-03 佛山安豪科技服务有限公司 一种带行程改变机构的电动水泵和水枪结构
CN112780467A (zh) * 2019-11-01 2021-05-11 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于机动车辆的双喷射***的直接喷射总成

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US9593653B2 (en) 2017-03-14
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