[发明专利]用于在共轨燃料供给系统中的过压阀的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在共轨(common-rail)燃料供给系统中的过压阀的 控制方法。

背景技术

在目前的共轨直接喷射燃料系统中，低压泵将燃料从储箱供给到高压 泵中，所述高压泵转而将燃料供给到共轨中。一系列喷射器(每一个发动机 气缸有一个)与共轨连接，所述一系列喷射器被循环控制以将共轨中的增压 燃料的一部分喷射到相应气缸内部。为了正确的燃烧，重要的是共轨内部 的燃料的压力水平应当总是被保持在通常作为曲柄角的函数而变化的期 望值。

为了保持在共轨内部的燃料的压力值等于期望值，已经提出将高压泵 的大小设计成在所有操作条件下，将超过有效消耗量的燃料量供应给共 轨；电动机械调压器与共轨连接，该电动机械调压器通过将过量燃料排放 到回流管线，该回流管线再把这种过量的燃料喷射在低压泵的上游，从而 将共轨内部的燃料的压力水平保持等于期望值。这种类型的喷射系统具有 几个缺点，因为高压泵的大小必需被设计成将比最大可能的消耗量略微过 量的燃料供给共轨；然而，这种最大可能的消耗量的条件发生得相当少， 并且在所有其它剩余的运行条件下，通过高压泵供给到共轨中的燃料的量 远大于实际的消耗量，因此必需通过调压器将这种燃料的相当大一部分排 放到回流管线中。通过高压泵泵送随后由调压器排放的燃料所做的功是 “无用”功，因此，这种喷射系统具有很低的能量效率。而且，这种喷射系 统趋向于使燃料过热，原因是在通过调压器将过量燃料排放到回流管线中 时，这种燃料从很高的压力传递到基本上环境压力下，并且由于这种压力 泵的效应，该燃料加热。

为了解决上述问题，已经提出一种流量可变的高压泵，该高压泵能够 仅以保持共轨内部的燃料压力等于期望值所必需的燃料量供给共轨。

例如，专利申请EP0481964A1描述了一种配备有电磁致动器的高压 泵，所述电磁致动器能够通过改变在高压泵本身上的进给阀的闭合瞬间而 时刻(moment by moment)改变高压泵的流量。换句话说，通过改变高压泵 本身的进给阀的闭合瞬间而改变高压泵的流量；具体地，通过延迟进给阀 的闭合瞬间来降低流量，并且通过将进给阀的闭合瞬间提前来提高流量。

专利US6116870A1给出了流量可变的高压泵的另一个实例。 US6116870A1所描述的高压泵包括：配备有在气缸内部往复运动的活塞的 气缸；进口管线；与共轨连接的进料管线；能够允许燃料流入气缸内的进 给阀；与进料管线连接并且能够允许只有燃料流入流出气缸的单向排放 阀；以及调节装置，其连接进给阀，以在活塞的压缩阶段过程中保持进给 阀张开，因此容许燃料通过进口管线流入流出气缸。进给阀包括可以沿着 进口管线移动的阀体和阀座，该阀座适合与阀体啮合以形成流体密封，并 且位于与气缸连通端相对的进口管线端。调节装置包括控制元件，该控制 元件连接到阀体上，并且可在容许阀体以流体密封的方式啮合阀座的被动 位置和不容许阀体以流体密封的方式啮合阀座的主动位置之间移动；控制 元件与电磁致动器连接，该电磁致动器能够在被动位置和主动位置之间移 动控制元件。

在流量可变的高压泵产生(机械的、电或电子的)故障的情况下，相同 的流量可变的高压泵能够供给比共轨所需的量大得多的燃料，从而导致共 轨内部的燃料压力的快速增加；一旦检测到在高压泵上的这种故障的情 况，立即关闭低压泵以中断燃料到高压泵的流动，因此阻止共轨内部的燃 料压力的失控升高。然而，关闭低压泵具有稍微延迟的效应(等于高压泵中 的几个泵送循环)，因此在没有进一步的限制作用的情况下，在共轨内部的 燃料压力可能达到超过喷射系统组件能够物理支持的最大值的水平，结果 这些组件破裂，并且在高压下的燃料被排放到发动机室中。为了在高压泵 出故障的情况下限制共轨内部的燃料的最大压力，在已知的喷射系统中总 是存在通过控制单元控制的电动机械调压器，或者更频繁地由于降低组件 成本而总是存在机械降压。

触发电动机械调压器或机械降压的情况是非常少有的；在这样稀少的 使用之后，这些组件可能具有由老化所致的移动机械部件粘连引起的机械 故障，因此在需要的情况下(即，在高压泵中导致共轨内部的燃料压力的突 然升高的故障的情况下)，不能以充分有效率的方式运行。

发明内容