[发明专利]分层式燃油分配器

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机用的电控高压燃油系统，尤其是涉及一种分层式燃油分配器。

背景技术

节能与减排是当今内燃机技术发展的两大推动力。世界上发达国家从上世纪九十年代初开始对内燃机实施严格的排放法规，而且随着时间的推移法规越来越苛刻。这其中燃油系统是汽车达到更高排放标准的核心技术所在，燃油系统的主流发展趋势是向着高压喷射、多次喷射、电控喷射方向发展，因此世界各大发动机燃油喷射供应商都投入大量的科研人员对高压燃油系统进行研究。目前发动机燃油系统从机械泵普遍升级到电子控制的电控泵，电控燃油喷射系统到目前大体经历三代发展历程：第一代位置控制式，通过对高压供油泵总成油量拉杆的控制实现喷油量的控制，如电调泵；第二代时间控制式，通过电磁阀控制喷油时间实现对油量的精确控制，如电控VE泵，电控单体泵；第三代压力—时间控制式，通过对喷射压力时间的控制实现更高排放，如电控高压共轨燃油系统。

在市场上被大批量的使用多年的各类机械泵，由于其供油量与转速有关，在低速时喷射压力无法提高，控制响应方面等均受驱动的凸轮型线影响且无法无限制的提高，因此机械泵无法满足越来越严格的排放法规要求，目前在欧Ⅲ和国4排放标准实施后已经基本被市场所淘汰。

现有的电控高压共轨燃油系统，将泵油过程和喷油过程分离开，喷射压力不受转速、负荷影响，可以自由控制，采用电磁阀或压电晶体执行器的喷油器进行喷油时间与喷油量柔性控制，并可以在一个工作循环内实现多次喷油。从这个角度来说，电控高压共轨燃油系统是满足高排放标准的优先选择。但是，电控高压共轨燃油系统结构复杂，尤其是电控喷油器，另外加工难度大，特别是制造工艺要求非常高，其使用条件市场维护都极其困难。

这其中电控VE泵以其仅需要一个燃油分配器即可向多缸机供油，并以其成本低，体积小，供油均匀这些显著特点在当今得到广泛的使用。

从DE--C-2449332中公知这样一种高压供油泵总成，它具有一个燃油分配器，分配活塞在壳体中作往复运动的同时进行旋转运动。其中分配活塞出口用做分配孔，通过这个分配孔，高压燃油按发动机着火顺序间歇性的向高压管组件供应高压燃油。通过对机械式VE分配泵的升级改造，形成了多代的电控VE分配泵 ，其中VP37和VP44两种时间控制式电控分配泵以其可以实现140MPa压力喷射达欧Ⅲ排放标准成为典型代表。

申请公布号 CN 101936244 A 名称为“新型内燃机高压燃油系统”中，提出了一个采用进油计量阀进油的高压供油泵向蓄压器供油，蓄压器中的高压油经过一个电磁阀控制装置向分配器供油，实现配机目的。由于在此发明中仅采用一个电磁阀控制装置无法对回油进行卸压，将影响其配机排放性能指标，此发明中未能公布详细的用于油路控制的执行器结构。

美国专利US5431142具有燃油分配器和蓄压器，达到对喷油压力和时间的控制，可以满足柴油机较高排放标准要求。其构造是：经高压泵加压的燃油进入蓄压器，然后经过第一电磁阀控制将高压燃油送往分本器，并经分配器分配到达相应缸的喷油器进行喷油，再经过第二电磁阀的控制使得喷油停止，与此相似更加复杂功能设计的专利还有CN1055745C。

与此相似功能的申请公布号 CN 102619665 A 名称为“电控蓄压分配式共轨装置”中，提出了通过高压直列泵向蓄压器供应高压油，蓄压器高压油通过一个电磁控制阀向分配器供油，再使用另一个电磁阀用于回油卸压切断供油，最终实现为多缸机供油的目的。此发明中分配器出油孔均布在一个圆周截面上，出于供油持续期与密封的平衡，其无法匹配更多缸的发动机，此发明中也未能公布详细的用于油路控制的两个执行器结构，也未公布两个电磁阀装置与分配器的相互配合构造和相位关系。

上述的这些电控分配泵系统其核心都是具有一个燃油分配器，分配器出油孔均布在单一的圆周截面上，因为受有限的圆周周长与喷油需要具有一定的持续时间，这就造成了在圆周上难以布置出多个出油孔，因此这种分配泵非常难以匹配应用在6缸以上的发动机上。

针对配机应用范围，在公开号CN 1786457A 名称为“预置高压分配式燃油喷射泵”发明中，其利用在分配转子轴上加工预喷孔和多次喷孔，通过调整斜槽与喷孔开启截面面积来粗调油量，其无法实现在变工况下的油量精确控制，特别是压力无法柔性控制，未采用蓄压器结构和电子控制技术无法实现高排放要求。