專(zhuān)利名稱(chēng)：高壓燃油泵及其凸輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將燃油從油箱泵壓到內(nèi)燃機(jī)高壓燃油噴射系統(tǒng)的高壓燃油泵，該泵并能用溢流閥調(diào)節(jié)泵壓的燃油量(輸出的燃油量)，本發(fā)明還涉及高壓燃油泵的凸輪。
相關(guān)的高壓燃油泵例如在日本專(zhuān)利申請(qǐng)公報(bào)10-176618和10-176619等中都有說(shuō)明。
如同這些公開(kāi)的專(zhuān)利申請(qǐng)所說(shuō)明的那樣，在一典型的這種型式的高壓燃油泵中，有一設(shè)置在泵筒內(nèi)的柱塞被一凸輪驅(qū)使作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而凸輪是被內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的。在吸油行程中，由泵筒和柱塞界定的增壓室的容積膨脹，因此燃油從油箱被抽吸到增壓室內(nèi)。在輸油行程中，被抽吸到增壓室內(nèi)的燃油量被排出到燃油輸出通道內(nèi)，其時(shí)增壓室的容積被壓縮。在輸油行程中，溢流閥(電磁溢流閥)的閉閥周期受到控制。在輸油行程中，按照受控溢流閥的閉閥周期確定輸油行程中輸出燃料的基本量。即當(dāng)溢流閥開(kāi)啟時(shí)即使在輸油行程中也允許在增壓室內(nèi)被增壓的燃油溢流到低壓通道內(nèi)。在燃油增壓的過(guò)程中直到一個(gè)合適的時(shí)刻(定時(shí))，溢流閥被關(guān)閉，才開(kāi)始將燃油輸出到輸出通道內(nèi)。然后在溢流閥重新被開(kāi)啟的定時(shí)，燃油開(kāi)始溢流到低壓通道內(nèi)，致使燃油輸出中斷。用這種方式使用溢流閥，高壓燃油泵可高度精確地調(diào)節(jié)燃油的輸出量。
在高壓燃油泵操作的輸油行程中，隨著柱塞沿減少增壓室容積的方向移動(dòng)，壓力施加在增壓室內(nèi)的燃油上，并沿著閥門(mén)關(guān)閉的方向作用在溢流閥上。因此在燃油輸油行程中，當(dāng)溢流閥在某一定時(shí)被關(guān)閉時(shí)，燃油壓力會(huì)使溢流閥的關(guān)閉速率加快，從而使閥門(mén)關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生的沖擊噪聲增大。特別是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處在低載荷的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)如空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的操作噪聲比處在其他運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)都低，因此由高壓燃油泵產(chǎn)生的操作噪聲(沖擊噪聲)相對(duì)地說(shuō)已升高到一個(gè)不容忽視的水平。
發(fā)明的概述因此，本發(fā)明的目的是要提供一種高壓燃油泵，甚至當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處在低載荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)如空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，它能合適地降低與關(guān)閉溢流閥有關(guān)的操作噪聲。
按照本發(fā)明的第一方面所提供的高壓燃油泵有一柱塞，被設(shè)置在泵筒內(nèi)并可被一凸輪驅(qū)使作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而凸輪是被內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的。在增壓室容積增大的吸油行程中，燃油被自油箱被吸入到由泵筒和柱塞界定的增壓室內(nèi)。在增壓室的容積減少的輸油行程中，根據(jù)對(duì)溢流閥閉閥周期的控制而調(diào)節(jié)的燃油量從該增壓室被輸入到一輸出通道內(nèi)。該高壓燃油泵包括一個(gè)速率改變裝置，用來(lái)使在輸油行程中增壓室容積改變的速度比在吸油行程中小。
如上所述，當(dāng)柱塞沿容積縮減的方向移動(dòng)時(shí)在增壓室內(nèi)的燃油便被加壓，這個(gè)壓力沿著閥門(mén)關(guān)閉的方向作用在溢流閥上。這個(gè)壓力的大小取決于輸油行程中柱塞在容積減少的方向移動(dòng)的速率，即增壓室容積的改變(減少)速率或比率。因此，如果使增壓室的容積改變速率在輸油行程中比在吸油行程中小，那么沿著閥門(mén)關(guān)閉方向作用在溢流閥上的壓力就能被減少，從而在溢流閥關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生的沖擊噪聲也能被減少。這樣，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處在包括空運(yùn)轉(zhuǎn)在內(nèi)的低載荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，其高壓燃油泵的操作噪聲便可有效地被減少。
在上述高壓燃油泵中，速率改變裝置可以是凸輪。凸輪可這樣構(gòu)造，使凸輪對(duì)輸油行程和吸油行程具有不對(duì)稱(chēng)的廓線形狀，從而使輸油行程比吸油行程具有較大的凸輪角。
由于凸輪廓線的設(shè)置，使凸輪在輸油行程中比在吸油行程中具有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)角。這樣，與吸油行程和輸油行程配有對(duì)稱(chēng)的輪廓的凸輪相比，具有不對(duì)稱(chēng)廓線的凸輪能在輸油行程中使增壓室得到較小的容積改變速率，因此就能容易而可靠地得到操作噪聲減小的效益。
凸輪的廓線形狀還可這樣被設(shè)置，使在至少一部分輸油行程內(nèi)，增壓室相對(duì)于凸輪角度的容積改變速率基本恒定。
設(shè)置這樣一個(gè)使增壓室容積改變速率恒定的凸輪廓線部分在輸油行程中會(huì)給燃油輸出量帶來(lái)線性的改變。因此，例如當(dāng)從增壓室輸出的燃油量是用控制溢流閥的閉閥時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)時(shí)，便可能采用以簡(jiǎn)化的計(jì)算過(guò)程為依據(jù)的簡(jiǎn)化方式來(lái)完成溢流閥的閉閥周期控制。
按照本發(fā)明的第二方面，是要提供一個(gè)驅(qū)動(dòng)高壓燃油泵用的凸輪。該泵有一柱塞設(shè)置在泵筒內(nèi)，并被凸輪驅(qū)使作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而該凸輪被內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。在吸油行程中，燃油從油箱被抽吸到由氣缸和柱塞界定的增壓室內(nèi)，其時(shí)增壓室的容積漸增。在輸油過(guò)程中，根據(jù)對(duì)溢流閥的閉閥周期控制而調(diào)節(jié)的燃油量從增壓室被排出到輸出通道內(nèi)，其時(shí)增壓室的容積漸減。凸輪具有一個(gè)對(duì)輸油行程和吸油行程不對(duì)稱(chēng)的凸輪廓線形狀，其中輸油行程的凸輪角大于吸油行程的凸輪角。
采用上述凸輪可在輸油行程中減小增壓室容積的改變(減少)速率，因此可減少溢流閥關(guān)閉時(shí)的沖擊噪聲而造成的高壓燃油泵的操作噪聲。
在上述凸輪中，凸輪廓線形狀可被這樣設(shè)置，使在至少一部分輸油行程內(nèi)，增壓室容積相對(duì)于凸輪角的改變速率基本恒定。
這種凸輪輪廓可依據(jù)簡(jiǎn)化的計(jì)算過(guò)程使溢流閥的閉閥周期控制簡(jiǎn)化。
按照本發(fā)明的第三方面，包括利用上述結(jié)構(gòu)在高壓下泵壓燃油的方法。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明從下面結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)先實(shí)施例所作說(shuō)明，可以清楚地知道本發(fā)明的上述這些和其他一些目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。在各圖中，相同的標(biāo)號(hào)代表相同的元件。其中

圖1為本發(fā)明的高壓燃油泵的一個(gè)優(yōu)先實(shí)施例的構(gòu)造的方塊略圖；圖2為在圖1的實(shí)施例中采用的泵驅(qū)動(dòng)凸輪外形的說(shuō)明圖；圖3A為一曲線圖，示出升程相對(duì)于圖2中所示凸輪的凸輪角的變化；圖3B為一曲線圖，示出柱塞速率相對(duì)于凸輪角的變化；及圖4為本發(fā)明的高壓燃油泵的另一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)造的方塊圖。
優(yōu)先實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的高壓燃油泵的優(yōu)先實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。
圖1為用來(lái)將高壓燃油直接噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))15的每一氣缸內(nèi)的高壓燃油噴射裝置的略圖，其中有一臺(tái)本發(fā)明的高壓燃油泵11、一個(gè)油箱13、一臺(tái)低壓供給泵14、一根蓄壓管(如輸出管、公用給油管等)55、和噴射器56等。
高壓燃油泵11將燃油增壓到高壓，并將增壓后的燃油泵壓到蓄壓管55。高壓燃油泵11有一個(gè)泵筒20、一個(gè)可在泵筒20內(nèi)往復(fù)移動(dòng)的柱塞21、一個(gè)由泵筒20的內(nèi)周表面和柱塞21的上端表面界定的增壓室22、一個(gè)低壓室42、和一個(gè)設(shè)在增壓室22和低壓室42之間的溢流閥(電磁溢流閥)41。
在如上構(gòu)造的高壓燃油泵11中，有一連接在柱塞21下端(圖1)的隨動(dòng)件23，被一來(lái)自彈簧(未示出)的力抵壓在凸輪25上。凸輪25設(shè)在驅(qū)動(dòng)軸24上，而驅(qū)動(dòng)軸24被連接到發(fā)動(dòng)機(jī)15的曲軸或凸輪軸上。當(dāng)凸輪25隨著驅(qū)動(dòng)軸24轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柱塞21在泵筒20內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不斷改變?cè)鰤菏?2的容積。在本實(shí)施例中，凸輪25對(duì)吸油行程和輸油行程具有不對(duì)稱(chēng)的凸輪廓線形狀。不對(duì)稱(chēng)的凸輪25將在下面結(jié)合圖2詳細(xì)說(shuō)明。
增壓室22通過(guò)溢流閥41和吸入通道30被連接到油箱13上。吸入通道30設(shè)有低壓供給泵14和燃油濾清器32。低壓供給泵14在控制發(fā)動(dòng)機(jī)15運(yùn)轉(zhuǎn)的電子控制單元(今后被稱(chēng)為ECU)60的控制下被電力驅(qū)動(dòng)。低壓供給泵14從油箱13抽吸燃油并將燃油輸送給高壓燃油泵11。在輸送燃油的過(guò)程中用燃油濾清器32將污染物去除。
在通過(guò)吸入通道30將燃油輸送給高壓燃油泵11后，燃油通過(guò)溢流閥41被引入到增壓室22內(nèi)。溢流閥41為一電磁閥，它可在ECU60的控制下按照是否對(duì)螺線管45充電將它控制在關(guān)閉狀態(tài)或開(kāi)啟狀態(tài)。更具體點(diǎn)說(shuō)，溢流閥41是一個(gè)在正常情況下開(kāi)啟式的電磁閥，當(dāng)螺線管45未被充電，從而定子(未示出)未被磁化時(shí)，它被保持在開(kāi)啟狀態(tài)。在開(kāi)閥狀態(tài)下，溢流閥41的閥體47被來(lái)自彈簧49的力保持在離開(kāi)增壓室22孔部22a的地方。當(dāng)定子被螺線管45磁化時(shí)，銜鐵48克服來(lái)自彈簧49的力被移向定子，致使閥體47關(guān)閉孔部22a，這樣便進(jìn)入閉閥狀態(tài)。
在低壓供給泵14和燃油濾清器32之間延伸的一部分吸油通道30通過(guò)一條減壓通道33被連接到油箱13上。在減壓通道33上設(shè)有一個(gè)減壓閥34。當(dāng)在低壓供給泵14和燃油濾清器32之間延伸的那部分吸油通道30內(nèi)的燃油壓力等于或大于一個(gè)預(yù)定值時(shí)，減壓閥34便開(kāi)啟，這時(shí)燃油便從吸油通道30通過(guò)減壓通道33回流到油箱13內(nèi)。結(jié)果，從低壓供給泵14輸送給燃油濾清器32的燃油的壓力可基本保持恒定。
在溢流閥41(低壓室42)和油箱13之間延伸的溢流通道39上設(shè)有一個(gè)壓力調(diào)節(jié)器50。當(dāng)溢流閥41開(kāi)啟時(shí)，壓力比壓力調(diào)節(jié)器50的開(kāi)閥壓力高的燃油便通過(guò)溢出通道39流回到油箱13內(nèi)。
蓄壓管55通過(guò)一條輸油通道35和一個(gè)止回閥36被連接到增壓室22上。蓄壓管55保持燃油的高壓力，并將具有高壓力的燃油分配到發(fā)動(dòng)機(jī)15各個(gè)氣缸所設(shè)的噴射器56內(nèi)。每個(gè)噴射器56都根據(jù)ECU60的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)開(kāi)、關(guān)，使它們按時(shí)分別將預(yù)定的燃油量直接噴射到相應(yīng)的氣缸內(nèi)。設(shè)在輸出通道35內(nèi)的止回閥36使燃油只能在從增壓室22到蓄壓管55的方向上流動(dòng)，并能阻止燃油從蓄壓管55向增壓室22回流。
蓄壓管55通過(guò)一條設(shè)有減壓閥37的減壓通道38與油箱13連接。當(dāng)蓄壓管55內(nèi)的燃油壓力增加到或超過(guò)一個(gè)預(yù)定值時(shí)，減壓閥37開(kāi)啟，燃油便通過(guò)減壓通道38從蓄壓管55流回到油箱13內(nèi)。因此可防止在蓄壓管55內(nèi)的油壓過(guò)分升高。蓄壓管55內(nèi)設(shè)有油壓傳感器61。在蓄壓管55內(nèi)的油壓由油壓傳感器61檢測(cè)，并由ECU60監(jiān)控。ECU60包括一個(gè)微型計(jì)算機(jī)(未示出)，其上有CPU(中央處理單元)、RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、I／O(輸入／輸出)接口等。
在本實(shí)施例的高壓燃油泵11中，用來(lái)使柱塞21往復(fù)運(yùn)動(dòng)的凸輪25，其廓線形狀對(duì)吸油行程和輸油行程是不對(duì)稱(chēng)的，其放大后的圖像在圖2中示出。
如圖2所示，凸輪25具有為每一個(gè)吸油行程和輸油行程用的兩個(gè)部分。在凸輪25的這些部分中，與輸油行程θ1相應(yīng)的部分大于與吸油行程θ2相應(yīng)的部分。更具體點(diǎn)說(shuō)，相應(yīng)于輸油行程θ1的凸輪角大于相應(yīng)于吸油行程θ2的凸輪角。因此，即使是在凸輪25的驅(qū)動(dòng)軸24的轉(zhuǎn)速恒定的情況下，在吸油行程中，增壓室22容積的改變(膨脹)速率或比率，總是大于在輸油行程中增壓室22容積的改變(壓縮)速率或比率。
下面結(jié)合圖3A和3B說(shuō)明本實(shí)施例的高壓燃油泵的操作。
在圖3A中，實(shí)線200和虛線100示出柱塞21的高度與凸輪25的角度的關(guān)系。與虛線100相關(guān)的虛線120和130分別示出在現(xiàn)有技術(shù)的高壓燃油泵中溢流閥47的關(guān)閉和開(kāi)啟的時(shí)刻。而與實(shí)線200相關(guān)的虛線220和230分別示出在本發(fā)明中溢流閥47的關(guān)閉和開(kāi)啟的時(shí)刻。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)15開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪25隨著驅(qū)動(dòng)軸24轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使柱塞21在泵筒20內(nèi)作沿垂直方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在高壓燃油泵11的吸油行程中，當(dāng)柱塞21開(kāi)始從上止點(diǎn)(TDC)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由低壓供給泵14從油箱13供給的在吸油通道30內(nèi)的燃油通過(guò)被設(shè)在開(kāi)啟狀態(tài)的溢流閥41被引入到增壓室22內(nèi)。
在高壓燃油泵11的輸油行程中，當(dāng)柱塞21開(kāi)始從下止點(diǎn)(BDC)向上移動(dòng)時(shí)，在增壓室22內(nèi)的一部分燃油量通過(guò)溢流閥41流動(dòng)到溢流通道39內(nèi)，并在溢流閥41的開(kāi)閥時(shí)間內(nèi)通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器50返回到油箱13內(nèi)。那就是說(shuō)，即使高壓燃油泵11是在輸油行程中，只要溢流閥(41)保持開(kāi)啟，燃油是不會(huì)從增壓室22泵壓到蓄壓管55內(nèi)的。
當(dāng)溢流閥由于螺線管45的充電而被關(guān)閉的，在增壓室22內(nèi)的燃油被增壓，增壓的燃油通過(guò)輸油通道35和止回閥36被泵壓到蓄壓管55內(nèi)。
在這操作中，ECU60控制泵壓到蓄壓管55內(nèi)的燃油量，使由燃油壓力傳感器檢測(cè)到的在蓄壓管55內(nèi)的燃油壓力等于一個(gè)預(yù)定的壓力，辦法是調(diào)節(jié)溢流閥41的閉閥時(shí)間，即調(diào)節(jié)螺線管開(kāi)始充電和終止充電的定時(shí)。
通常，當(dāng)溢流閥41關(guān)閉如虛線120所示時(shí)，會(huì)發(fā)生巨大的沖擊噪聲，因?yàn)槌松厦嫣岬降挠捎诼菥€管45的充電會(huì)有電磁力施加在溢流閥上以外，在增壓室22內(nèi)被增壓的燃料還會(huì)有巨大的力沿著閥門(mén)關(guān)閉方向作用在溢流閥41上。特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)以低載荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)如空轉(zhuǎn)時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)15本身的操作噪聲在這種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下變小，沖擊噪聲會(huì)相對(duì)地變大。
但在本實(shí)例中，如上所述，由于凸輪25對(duì)高壓燃油泵的吸油行程和輸油行程具有不同的凸輪角，因此柱塞21的高度按照另一個(gè)模式隨著凸輪25的角度位置的變化而變化，如圖3A中的實(shí)線200所示。與圖3A中虛線100所示的對(duì)吸油行程和輸油行程配有對(duì)稱(chēng)廓線的傳統(tǒng)凸輪的升程變化特性相比可以看到，由凸輪25所提供的輸油行程周期要比由傳統(tǒng)凸輪提供的輸油行程周期長(zhǎng)。因此在本實(shí)施例的輸油行程中，每單位凸輪角的升程的變化率，即柱塞的移動(dòng)速率(或增壓室22的容積的變化率)就被降低。本實(shí)施例的凸輪25和傳統(tǒng)凸輪所造成的柱塞速率分別在圖3B中示出。
在圖3B中柱塞的速率對(duì)凸輪角的關(guān)系用實(shí)線210和虛線110示出。與虛線110相關(guān)的虛線120和130分別示出在現(xiàn)有技術(shù)的高壓燃油泵中關(guān)閉和開(kāi)啟溢流閥47的時(shí)刻。在虛線120和130之間畫(huà)有剖面線的面積300指出在發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)蓄壓管55所需要的并按照溢流閥41的閉閥周期來(lái)調(diào)節(jié)的輸油量。與實(shí)線210相關(guān)的虛線220和230分別示出在本發(fā)明中關(guān)閉和開(kāi)啟溢流閥47的時(shí)刻。在虛線220和230之間畫(huà)有剖面線的面積310指出在發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)蓄壓管55所需要的并按照溢流閥41的閉閥周期來(lái)調(diào)節(jié)的輸油量。傳統(tǒng)凸輪(110)和本實(shí)施例的凸輪25(210)的畫(huà)有剖面線的面積300、310是相等的。但在關(guān)閉溢流閥的定時(shí)上，由本實(shí)施例的具有不對(duì)稱(chēng)廓線的凸輪25和具有對(duì)稱(chēng)廓線的傳統(tǒng)凸輪所提供的柱塞速率卻是不同的。如圖3B所示，在關(guān)閉溢流閥41的定時(shí)上(虛線220)由凸輪25提供的柱塞速率(實(shí)線210)小于在關(guān)閉溢流閥的定時(shí)上(虛線120)由傳統(tǒng)凸輪提供的柱塞速率。這個(gè)在關(guān)閉時(shí)刻柱塞速率的差異在圖上用間隙320示出。因此，本實(shí)施例可降低在溢流閥41在關(guān)閉時(shí)所產(chǎn)生的沖擊噪聲。
從上面的說(shuō)明中可以知道本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)。
由于凸輪相對(duì)于輸油行程比相對(duì)于吸油行程具有較大的凸輪角，因此在輸油行程中在溢流閥41即將關(guān)閉之前的柱塞速度可被降低，從而在溢流閥41關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生能沖擊噪聲可被降低。
特別是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以低載荷運(yùn)轉(zhuǎn)如空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)15的操作噪聲降低，溢流閥41關(guān)閉時(shí)的沖擊噪聲會(huì)相對(duì)地變大。因此這個(gè)沖擊噪聲的降低是值得高度評(píng)價(jià)的，可取得相當(dāng)大的不擾人的效果。
本發(fā)明的高壓燃油泵并不限于上述的實(shí)施形式，還可如下以各種其他形式實(shí)施。
在前面的實(shí)施例中，凸輪25的廓線形狀使升程的變化成為正弦曲線或近似正弦曲線的模式。但也可用另一種凸輪廓線來(lái)更換，使在大部分輸油行程中升高率的變化可用線性函數(shù)來(lái)表達(dá)，即該凸輪具有的廓線形狀能在部分或整個(gè)輸油行程中得到增壓室的容積相對(duì)于凸輪角的恒定的變化率。采用這種凸輪能依據(jù)簡(jiǎn)化的計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)化對(duì)溢流閥41閉閥周期的控制。
在上面的實(shí)施例中，雖然凸輪25具有兩個(gè)凸輪凸角，但也可能采用只有一個(gè)凸角或多于兩個(gè)凸角的凸輪。
圖4示出本發(fā)明的第二示范實(shí)施例。該裝置有一個(gè)高壓燃油泵11、一個(gè)油箱13、一個(gè)低壓供給泵14、一個(gè)蓄壓管(如輸出管、公用給油管等)55和噴射器56等。
高壓燃油泵11將燃油增壓到高壓，并將增壓的燃油泵壓到蓄壓管55。高壓燃油泵11有一個(gè)泵筒20、一個(gè)可在泵筒內(nèi)往復(fù)移動(dòng)的柱塞21，一個(gè)由泵筒20的內(nèi)周表面和柱塞的上端表面界定的增壓室22、一個(gè)高壓室60、一個(gè)低壓室42和一個(gè)設(shè)在增壓室22和低壓室42之間的溢流閥(電磁溢流閥)47。高壓室60通過(guò)壓力管35連接到增壓室22上。
在如上構(gòu)造的高壓燃油泵11中，有一連接在柱塞21下端(圖4)的隨動(dòng)件23被一來(lái)自彈簧(未示出)的力抵壓在凸輪25上。凸輪25設(shè)在驅(qū)動(dòng)軸24上，而驅(qū)動(dòng)軸24被連接到發(fā)動(dòng)機(jī)15的曲軸或凸輪軸上。當(dāng)凸輪25隨著驅(qū)動(dòng)軸24轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柱塞21在泵筒20內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不斷改變?cè)鰤菏?2的容積。在本實(shí)施例中，凸輪25對(duì)吸油行程和輸油行程具有不對(duì)稱(chēng)的廓線形狀。不對(duì)稱(chēng)的凸輪25曾在上面結(jié)合圖2詳細(xì)說(shuō)明。
增壓室22通過(guò)止回閥31和吸油通道30被連接到油箱13上。吸油通道30設(shè)有低壓供給泵14和燃油濾清器32．低壓供給泵14在控制發(fā)動(dòng)機(jī)15運(yùn)轉(zhuǎn)的電子控制單元(今后將被稱(chēng)為ECU)60的控制下被電力驅(qū)動(dòng)。低壓供給泵14從油箱13抽吸燃油并將燃油輸送給高壓燃油泵11。在輸送燃油的過(guò)程中用燃油濾清器32去除燃油中的污染物。
在通過(guò)吸油通道30將燃油輸送給高壓燃油泵11后，燃油通過(guò)止回閥31被引入到增壓室22內(nèi)。設(shè)在吸入通道30內(nèi)的止回閥31使燃油只能沿從油箱13到增壓室22的方向流動(dòng)，并能阻止燃油從增壓室22向油箱13回流。
在低壓供給泵14和燃油濾清器32之間延伸的一部分吸油通道30通過(guò)一條減壓通道33被連接到油箱13上。在減壓通道33上設(shè)有一個(gè)減壓閥34。當(dāng)在低壓供給泵14和燃油濾清器32之間延伸的那部分吸油通道30內(nèi)的燃油壓力等于或大于一個(gè)預(yù)定值時(shí)，減壓閥34便開(kāi)啟，這時(shí)燃油便從吸油通道30通過(guò)減壓通道33回流到油箱13內(nèi)。結(jié)果，從低壓供給泵14輸送到燃油濾清器32的燃油的壓力可基本保持恒定。
設(shè)有一條在壓力調(diào)節(jié)器50和油箱13之間延伸的溢流通道39。當(dāng)燃油的壓力高于閥門(mén)調(diào)節(jié)器50的閥門(mén)開(kāi)啟壓力時(shí)燃油就通過(guò)這條通道回流到油箱13內(nèi)。
還設(shè)有一條第二溢流通道39從溢流閥41通過(guò)減壓閥40延伸到油箱13。當(dāng)減壓閥40開(kāi)啟時(shí)，燃油就從溢流閥41通過(guò)這條通道流回油箱13。
蓄壓管55通過(guò)一條輸油通道35和一個(gè)止回閥36被連接到增壓室22上。蓄壓管55保持燃油的高壓力，并將具有高壓力的燃油分配到發(fā)動(dòng)機(jī)15各個(gè)氣缸所設(shè)的噴射器56內(nèi)。每個(gè)噴射器56都根據(jù)ECU60的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)開(kāi)、關(guān)，使它們按時(shí)分別將預(yù)定的燃油量直接噴射到相應(yīng)的氣缸內(nèi)。設(shè)在輸油通道35內(nèi)的止回閥36使燃油只能沿從增壓室22到壓力積聚管55的方向流動(dòng)，并能阻止燃油從蓄壓管55向增壓室22回流。
蓄壓管55通過(guò)一條設(shè)有減壓閥37的減壓通道38與油箱13連接。當(dāng)蓄壓管55內(nèi)的壓力增加或超過(guò)一個(gè)預(yù)定值時(shí)，減壓閥37開(kāi)啟，燃油便通過(guò)減壓通道38從蓄壓管55流回到油箱13內(nèi)。因此可防止在蓄壓管55內(nèi)的油壓過(guò)分升高。蓄壓管55內(nèi)設(shè)有油壓傳感器61。在蓄壓管55內(nèi)的油壓由油壓傳感器61檢測(cè)，并由ECU60監(jiān)控。ECU60包括一個(gè)微型計(jì)算機(jī)(未示出)，其上有CPU(中央處理單元)、RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、I／O(輸入／輸出)接口等。
在本實(shí)施例的高壓燃油泵11中，用來(lái)使柱塞21往復(fù)運(yùn)動(dòng)的凸輪25，其輪廓形狀對(duì)吸油行程和輸油行程是不對(duì)稱(chēng)的，其放大后的圖像在圖2中示出。
在上述實(shí)施例中，柱塞在輸油行程中移動(dòng)速率的減少是由于相對(duì)于輸油行程比相對(duì)于吸油行程設(shè)置較大凸輪角的原故，但這個(gè)速率的減少也可用其他手段來(lái)達(dá)到。按照本發(fā)明，只要高壓燃油泵設(shè)有合適的速率改變措施，能在輸油行程比在吸油行程達(dá)到較小的增壓室容積改變率(較小的柱塞速率)即可。這種速率改變?cè)O(shè)施并不限于涉及凸輪外形的設(shè)施，也可以是任何其他設(shè)施。
雖然本發(fā)明已就優(yōu)先實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，但應(yīng)知道，本發(fā)明并不限于已公開(kāi)的實(shí)施倒或構(gòu)造。相反地，本發(fā)明要覆蓋各種修改和等同結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明已公開(kāi)的各種元件的各種組合和形狀設(shè)計(jì)，只是示范性的，其他組合和形狀設(shè)計(jì)，包括較多、較少或只是單個(gè)實(shí)施例，也都應(yīng)包括在本發(fā)明的創(chuàng)意和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種高壓燃油泵(11)用來(lái)將燃油自一燃油箱(13)泵壓到內(nèi)燃機(jī)(15)內(nèi)，該燃油泵(11)有一個(gè)設(shè)在泵筒(20)內(nèi)的柱塞(21)，該界定一增壓室(22)的泵筒(20)，其容積在柱塞(21)的吸油行程中增大，而在柱塞(21)的輸油行程中縮小，還有一個(gè)溢流閥(41)可調(diào)節(jié)在輸油行程中從增壓室(22)輸出的燃油量，其特征為柱塞驅(qū)動(dòng)器(25)，以某個(gè)加速度驅(qū)動(dòng)該柱塞通過(guò)吸油和輸油行程，輸油行程的加速度小于吸油行程的加速。
2．按照權(quán)利要求1的高壓燃油泵，其特征為，柱塞驅(qū)動(dòng)器為一凸輪(25)，它相對(duì)輸油行程和吸油行程具有不對(duì)稱(chēng)的凸輪廓線，輸油行程的凸輪角大于對(duì)吸油行程的凸輪角。
3．按照權(quán)利要求2的高壓燃油泵，其特征為，相應(yīng)于輸油行程的凸輪廓線使柱塞(21)的加速在一部分輸油行程內(nèi)恒定不變。
4．按照權(quán)利要求1的高壓燃油泵，其特征為，凸輪(25)的廓線可這樣設(shè)定，使在輸油行程中增壓室(22)容積的改變速率小于在吸油行程中增壓室(22)容積的改變速率。
5．按照權(quán)利要求4所述的高壓燃油泵，其特征在于將凸輪廓線這樣設(shè)定，在噴油行程的至少一部分時(shí)間內(nèi)使壓力室容積相對(duì)于凸輪角的變化速率基本上保持恒定。
6．一種用來(lái)驅(qū)動(dòng)高壓燃油泵(11)的凸輪(25)，該燃油泵(11)可將燃油從油箱(13)泵壓到內(nèi)燃機(jī)(15)內(nèi)，并在柱塞(21)在增壓室(22)內(nèi)的輸油行程期間通過(guò)對(duì)溢流閥(41)的控制調(diào)節(jié)供給內(nèi)燃機(jī)(15)的燃油量，該增壓室由柱塞(21)和泵筒(20)界定，其內(nèi)配置有柱塞(21)，其特征為凸輪(25)的廓線相應(yīng)于輸油行程和吸油行程是不對(duì)稱(chēng)的，對(duì)輸油行程的凸輪角大于對(duì)吸油行程的凸輪角。
7．按照權(quán)利要求6的凸輪，其特征為，相應(yīng)于輸油行程的凸輪廓線使柱塞(21)的加速度在一部分輸油行程內(nèi)的恒定不變。
8．按照權(quán)利要求6的凸輪，其特征為，該凸輪廓線被這樣設(shè)定，在至少一部分輸油行程內(nèi)使增壓室(22)的容積相對(duì)于凸輪角的變速率基本恒定。
9．按照權(quán)利要求6的凸輪，其特征為，該凸輪(25)為一柱塞驅(qū)動(dòng)凸輪，用于驅(qū)動(dòng)柱塞(21)使它通過(guò)吸油行程和輸油行程。
10．一種操作高壓燃油泵(11)的方法，該燃油泵(11)用來(lái)將燃油從油箱(13)泵壓到內(nèi)燃機(jī)(15)內(nèi)，該燃油泵(11)有一個(gè)由泵筒(20)和柱塞(21)界定的增壓室(22)，柱塞(21)在泵筒(20)內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，增壓室(22)的容積在柱塞(21)的吸油行程中增大，而在柱塞(21)的輸油行程中減小，燃油泵(11)還包括一個(gè)溢流閥(41)，在輸油行程中它調(diào)節(jié)從增壓室(22)輸出的燃油量，該方法的特征為包括下列步驟以某一個(gè)加速度驅(qū)動(dòng)該柱塞(21)通過(guò)吸油和輸油行程，輸油行程的加速度小于吸油行程的加速度。
全文摘要
一種用來(lái)驅(qū)動(dòng)高壓燃油泵的凸輪(25),其凸輪廓線對(duì)吸油行程和輸油行程是不對(duì)稱(chēng)的。凸輪廓線被這樣設(shè)定,使輸油行程的凸輪角(θ
文檔編號(hào)F04B9/04GK1282839SQ00122249
公開(kāi)日2001年2月7日 申請(qǐng)日期2000年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月28日
發(fā)明者山崎大地, 杉山雅則, 倉(cāng)田尚季 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社