專利名稱：用于內燃機的噴射設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于內燃機的噴射設備。 為了將燃料噴射到內燃機特別是柴油內燃機的燃燒室中，使用噴射設備，這種噴 射設備在近幾年總是被稱為所謂的"共軌"設備。就共軌設備而言，設置在燃燒室中的噴射 器從共同的燃料蓄存器共軌機構中供應以燃料。在這里，要噴射的燃料在燃料蓄存器中處 于至多2000bar的壓力下。 內燃機噴射設備通常具有不同的泵，使用這些泵來輸送燃料，以便將燃料裝入到 內燃機的燃燒室中。這種內燃機噴射設備對為了將燃料噴射到內燃機的燃燒室中所需要的 噴射壓力的精度提出了比較高的要求。 此點特別重要，因為已經通過了越來越嚴格的有關設置在汽車中的內燃機的允許
的有害物排放的法律規定。這些法律規定要求采取各種措施，來減少有害物排放。因此，例
如煙灰的生成與空氣/燃料混合物在內燃機的相應缸中的廣泛使用密切相關。 噴射設備可以利用合適的控制和調節機組來使得噴入到內燃機燃燒室中的燃料
的噴射壓力達到較高的精度。 由EP 1 296 060 Bl已知一種用于內燃機的噴射設備，其具有前置輸送泵，利用該 前置輸送泵能將燃料從燃料罐輸送至高壓泵的抽吸側。液壓地在前置輸送泵之后設置的高 壓泵然后將燃料輸入到燃料蓄存器中，隨后可以借助與燃料蓄存器液壓地耦聯的噴射器從 所述燃料蓄存器分配燃料。 本發明的目的在于，提出一種開頭部分所述類型的噴射設備，其能實現噴射設備 結構簡單，以及實現噴射設備成本低廉。 該目的通過獨立權利要求的特征得以實現。本發明的有利的改進在從屬權利要求 中說明。 本發明以一種用于內燃機的噴射設備見長，該噴射設備具有前置輸送泵，其用 于從燃料罐輸送燃料；在前置輸送泵下游設置的高壓泵，其用于將燃料輸入到至少兩個噴 射器中；在高壓泵下游設置的燃料分配器，其被構造用于將燃料分配到噴射器上；在高壓 泵下游設置的壓力控制或壓力限制閥，利用它可調節或限制有待在燃料分配器中產生的壓 力；壓力傳感器，其用于確定在高壓泵下游且在壓力控制或壓力限制閥上游的壓力，其中壓 力傳感器、壓力控制或壓力限制閥和燃料分配器構造在高壓模塊中，該高壓模塊是帶有高 壓泵的結構單元。該高壓模塊是具有壓力傳感器、壓力控制或壓力限制閥和燃料分配器的 結構單元。 此點是有利的，因為可以省去共軌機構。可以在高壓泵之外實現高壓引導，從而可 以實現噴射設備中的高壓。泵殼體因而可以構造成不耐高壓的泵殼體。因此，可以為泵殼 體使用成本低廉的重量較輕的材料(鋁或塑料)。另外，具有壓力傳感器、壓力控制或壓力 限制閥和燃料分配器的整個高壓模塊可以更換，而無需對高壓泵進行改變。將高壓模塊構 造成具有高壓泵的結構單元的優點在于，設置在高壓模塊中的壓力傳感器由于靠近高壓泵 而可以采用簡單的方式被用于診斷高壓泵的功能。此外，可以實現由高壓泵和高壓模塊構 成的機械穩定的機構單元。
根據一種有利的實施方式，在高壓模塊中構造有溫度傳感器，用于確定在高壓泵 下游且在壓力控制或壓力限制閥上游的燃料的溫度。其優點在于，可以實現使得高壓模塊 具有另一功能測量燃料的溫度。 根據本發明的另一種優選的實施方式，在燃料分配器下游，且在噴射器上游，在高 壓模塊中設置有第一液壓的阻力部件。由此可以實現以簡單的方式將液壓的阻力部件集成 到高壓模塊中，所述阻力部件能用于抑制液壓的壓力振動。 根據另一種優選的實施方式，在壓力控制或壓力限制閥的下游，設置有在高壓模 塊中構造的燃料匯集機構，該燃料匯集機構液壓地與噴射器的泄漏排放管路耦聯。其優點 在于，來自噴射器的燃料和流經壓力控制或壓力限制閥的燃料能夠匯集在設置在高壓模塊 中的燃料匯集機構內，并能進一步經由可引自高壓模塊的共同的管路回饋至燃料罐。
根據另一種優選的實施方式，液壓地在泄漏排放管路和燃料匯集機構之間，在高 壓模塊中設置有另一液壓的阻力部件。由此可以實現以簡單的方式將其它液壓的阻力部件 集成到高壓模塊中，所述其它液壓的阻力部件能用于調節各個噴射器的噴射器泄漏背壓。 此外，噴射器泄漏背壓可以通過其它液壓的阻力部件得到非常精確的調節。由此可以使得 噴射器的制造容差增大。 根據另一種優選的實施方式，高壓模塊被構造成具有前置輸送泵的結構單元。其 優點在于，高壓模塊可以用作限制件，或者用作前置輸送泵的頂蓋。由于高壓傳感器靠近前 置輸送泵，所以高壓傳感器的測量信號能以簡單的方式用于診斷前置輸送泵的功能。
下面對照附圖詳細說明本發明的實施例。
圖中示出
圖1為用于內燃機的噴射設備的方框圖；
圖2a為噴射設備的第一實施方式的方框圖；禾口
圖2b為噴射設備的第二實施方式的方框圖。 相同結構或功能的部件在這些附圖中統一標有相同的附圖標記。
在這些附圖中示出了一種用于內燃機的噴射設備，其具有燃料罐IO，使用前置輸 送泵12從該燃料罐中輸送燃料。前置輸送泵12可以被驅動軸13機械地驅動，其中驅動軸 13與內燃機的電機軸牢固地耦聯。替代地，前置輸送泵12也可以用電來驅動，由此可以獨 立于其它泵的輸送功率控制前置輸送泵12的輸送功率。 前置輸送泵12在出口側與前置壓力調節閥28液壓地耦聯，當在前置輸送泵12的 出口側超過預先給定的燃料壓力時，該前置壓力調節閥使得前置輸送泵12所輸送的一部 分燃料回饋到前置輸送泵12的出口側，進而使得燃料壓力在前置輸送泵12的出口側在很 大程度上保持恒定。 在前置輸送泵12的下游設有高壓泵14，該高壓泵帶有優選兩個泵缸15。高壓泵 14優選也可以具有一個單獨的泵缸15。高壓泵14優選可以是帶有多個泵缸15的徑向柱 塞泵或曲軸式柱塞泵，其例如已知在內燃機的噴射設備中使用。 高壓泵14經由連接管路42和噴射器輸入管路44將燃料輸入到在高壓泵14下游 設置的燃料分配器16中，且輸入到在高壓泵14和/或燃料分配器16下游設置的噴射器18 中。 每個噴射器18都配屬于內燃氣的燃燒室，每個噴射器18因此可以經過適當控制，
4使得燃料被噴入到燃燒室內。噴射器18的泄漏可以通過泄漏排放管路46回饋至燃料罐 10。 為了調節噴射壓力，噴射設備在高壓泵14的下游具有壓力控制或壓力限制閥22， 該壓力控制或壓力限制閥與壓力傳感器24電地或機械地耦聯。壓力傳感器24液壓地在高 壓泵14和壓力控制或壓力限制閥22之間優選靠近燃料分配器16設置。通過壓力傳感器 24測量在高壓泵14下游的燃料壓力。壓力控制或壓力限制閥22根據所測得的燃料壓力來 調節。當超過預先給定的燃料壓力時，壓力控制或壓力限制閥22打開，高壓泵14所輸送的 一部分燃料流可以經由燃料匯集機構40、在燃料匯集機構40下游設置的燃料回饋管路48， 回饋到燃料罐10中。 在前置輸送泵12和高壓泵14之間還設有體積流量控制閥20，該體積流量控制閥 可以實現在低壓側控制要輸送給高壓泵14的燃料流。體積流量控制閥20為此可以根據通 過壓力傳感器24測得的燃料壓力以及根據其它輸入參數來控制。 在燃料分配器16的下游，且在噴射器18的上游，分別設置有第一液壓的阻力部件 (Widerstandselement) 17a。這些第一液壓的阻力部件17a優選是節流件(Drossel)。
液壓地在泄漏排放管路46和燃料匯集機構40之間，在高壓模塊26中設有另一液 壓的阻力部件17b。對泄漏排放管路46上的泄漏背壓的控制可以通過所述另一液壓的阻力 部件17b非常精確地調節，由此可以使得噴射器18的制造容差增大。 在高壓泵14的下游，且在壓力控制或壓力限制閥22的上游，設有溫度傳感器25， 該溫度傳感器用于確定在燃料進入到噴射器18中之前燃料的溫度。這可以實現在燃料進 入到噴射器18中之前不久特別精確地確定燃料的溫度。 根據另一優選的實施方式，溫度傳感器也可以液壓地在噴射器18和所述另一液 壓的阻力部件17b之間，或者在所述另一液壓的阻力部件17b的下游，設置在高壓模塊26 中。 在此處所示的噴射設備實施方式中，燃料分配器16、液壓的阻力部件17a、17b、壓 力控制或壓力限制閥22、壓力傳感器24、溫度傳感器25和燃料匯集機構40形成高壓模塊 26。高壓模塊26形成一個結構單元，該結構單元具有至少一個燃料分配器16、壓力傳感器 24和壓力控制或壓力限制閥22。高壓模塊26優選由耐高壓的鋼制成的塊(Block)構成， 在該塊中開設有孔，這些孔用于燃料分配器16、液壓的阻力部件17a、17b、壓力控制或壓力 限制閥22、壓力傳感器24、溫度傳感器25和燃料匯集機構40。由此可以實現非常簡單地制 得高壓模塊26。 由于將燃料分配器16、壓力控制或壓力限制閥22和壓力傳感器24設置在高壓模
塊26中，進一步優化了對壓力的測量和控制或調節。壓力通過壓力傳感器24，直接在要通
過壓力控制或壓力限制閥22控制壓力的部位，由壓力傳感器24測得。 在噴射設備的其它實施方式中，液壓的阻力部件17a、17b、溫度傳感器25和燃料
匯集機構40可以分別單獨地或者任意相互組合地設置在高壓模塊26中。 在前置輸送泵12和前置壓力調節閥28之間，分支出沖洗管路30，該沖洗管路在出
口側通入到高壓泵14的殼體中。因而可以在高壓泵14運行期間對高壓泵14的殼體進行
沖洗(Spillen)，由此實現高壓泵14的冷卻和潤滑。 在沖洗管路30上設有沖洗管路閥32和與該沖洗管路閥液壓地串聯的沖洗管路節流件34。沖洗管路節流件34用于限制為了沖洗目的而分流到沖洗管路30中的燃料流。沖 洗管路閥32經過適當設計，使得在超過前置輸送泵12的出口側的預先給定的燃料壓力時， 該沖洗管路閥才將流經沖洗管路30的燃料流釋放。在這里，沖洗管路閥32上的打開壓力 必須大于高壓泵14的(未示出的)入口閥的打開壓力和位于它們之間的管路的打開壓力。 只有這樣才能確保，在達到高壓泵14的工作壓力時，才對高壓泵14進行沖洗。由此確保在 高壓泵14的抽吸側的壓力建立不會延遲。 為沖洗目的而使用的燃料可以經由沖洗回饋管路35離開高壓泵14，并經由燃料 匯集機構40和燃料回饋管路48回饋到燃料罐10中。 優選地，為了免于受到在燃料流中帶入的顆粒，或者為了分離出水，在前置輸送泵 12和體積流量控制閥20之前，設有一個或多個過濾器36、38。因此，為了保護前置輸送泵 12，液壓地在燃料罐10和前置輸送泵12之間，設有第一過濾器36。此外，為了保護體積流 量控制閥20和高壓泵14，在體積流量控制閥20之前設有第二過濾器38。
在壓力控制或壓力限制閥22下游的管路與沖洗回饋管路35和至少一個噴射器18 的泄漏排放管路46液壓地耦聯。沖洗回饋管路35、在壓力控制或壓力限制閥22下游的管 路和噴射器18的泄漏排放管路46在燃料匯集機構40中聚集，并液壓地經由燃料回饋管路 48優選引回至燃料罐10。 優選高壓模塊26直接與高壓泵14 一起在一個結構單元中設計。由此可以大大地 減少液壓的和電的接口的數量，進而還能大大地減少噴射設備的安裝成本。將燃料分配器 16、壓力控制或壓力限制閥22、壓力傳感器24和高壓泵14在一個結構單元中設計，還能附 加地實現材料節省。總之，由此能大大地節省成本。 特別優選的是，高壓模塊26直接與前置輸送泵12—起在一個結構單元中構造。在 這種情況下，高壓模塊26可以用作限制件，或者用作前置輸送泵12的頂蓋。由于壓力傳感 器24靠近前置輸送泵12，所以高壓傳感器24的測量信號可以用于診斷前置輸送泵12的功 能。 在圖2a中示出了內燃機的噴射系統的一部分，其具有四個噴射器18和四個噴射 器輸入管路44。這些噴射器18中的兩個分別通過所述噴射器輸入管路44之一液壓地與高 壓泵14的泵缸15之一耦聯。其它兩個噴射器18分別通過所述噴射器輸入管路44之一液 壓地與高壓模塊26中的燃料分配器16耦聯。燃料分配器16又液壓地通過兩個連接管路 42與高壓泵14的兩個泵缸15耦聯。高壓泵14、前置輸送泵12和高壓模塊26形成一個結 構單元。 在圖2b中示出噴射設備的第二實施方式。與根據圖2a的噴射設備的第一實施方 式不同，在這里，說明一種具有三個噴射器18的噴射設備。該實施方式與第一實施方式的 區別在于，在這里，在這些噴射器18中，只有一個噴射器經由噴射器輸入管路44之一液壓 地與高壓模塊26中的燃料分配器16液壓地耦聯。
下面簡短地說明噴射設備的工作方式。 前置輸送泵12從燃料罐10輸送燃料，其中中間連接的第一過濾器36能夠清除掉 燃料中的顆粒污物和游離的水分，以避免在噴射設備中出現磨損和腐蝕。通過前置壓力調 節閥28來限制輸送給高壓泵14的燃料的壓力。前置輸送泵12經由第二過濾器38將燃料 輸送給體積流量控制閥20。借助該體積流量控制閥可以調節用于高壓泵14的抽吸側的燃
6料體積流量。 高壓泵14經由噴射器管路44和燃料分配器16提供噴射器18所需要的燃料量。 在這里，燃料分配器16所需要的壓力可以借助由燃料分配器16、壓力控制或壓力限制閥22 和壓力傳感器24構成的高壓模塊26預先給定。在這里，壓力控制或壓力限制閥22總是打 開一定程度，使得預先給定的壓力能借助壓力傳感器24得以保持。通過壓力控制或壓力限 制閥22已釋放的且流入到燃料匯集機構40中的燃料流經燃料回饋管路48，并與從沖洗回 饋管路35流出的燃料和經由泄漏排放管路46從噴射器18流出的燃料一起，回流到燃料罐 10中。 在高壓模塊26中構造有被設置用于控制和調節的執行器和傳感器，就能實現燃 料在高壓泵14之外高壓地引導。高壓泵14的殼體由此構造成不耐高壓的形式，因為這樣 就可以僅將泵缸15構造成加有高壓的部件。因此，可以為高壓泵14的殼體使用一種軟的 成本低廉的材料(優選鋁或塑料)。另外，可以省去共軌機構，因為高壓模塊26的燃料分配 器16已經承擔了燃料分配的功能。由于高壓模塊26結構簡單，噴射設備能夠以很高的壓 力運行。此外，可以實現完全更換高壓模塊26，而無需對高壓泵14進行改變。
權利要求
一種用于內燃機的噴射設備，具有-前置輸送泵(12)，其用于從燃料罐(10)輸送燃料；-在前置輸送泵(12)的下游設置的高壓泵(14)，其用于將燃料輸入到至少兩個噴射器(18)中；-在高壓泵(14)的下游設置的燃料分配器(16)，其被構造用于將燃料分配到噴射器(18)上；-在高壓泵(14)的下游設置的壓力控制或壓力限制閥(22)，利用它可調節或限制有待在燃料分配器(16)中產生的壓力；-壓力傳感器(24)，其用于確定在高壓泵(14)的下游且在壓力控制或壓力限制閥(22)的上游的壓力，其中壓力傳感器(24)、壓力控制或壓力限制閥(22)和燃料分配器(16)構造在高壓模塊(26)中，該高壓模塊(26)是帶有高壓泵(14)的結構單元。
2. 如權利要求l所述的噴射設備，其中在高壓模塊(26)中構造有溫度傳感器(25)，該溫度傳感器用于確定在高壓泵(14)的下游且在壓力控制或壓力限制閥(22)的上游的燃料的溫度。。
3. 如權利要求1或2所述的噴射設備，其中在燃料分配器(16)的下游，且在噴射器(18)的上游，在高壓模塊(26)中設置有第一液壓的阻力部件(17a)。
4. 如前述權利要求中任一項所述的噴射設備，其中在壓力控制或壓力限制閥(22)的下游，設置有在高壓模塊(26)中構造的燃料匯集機構(40)，該燃料匯集機構液壓地與噴射器(18)的泄漏排放管路(46)耦聯。
5. 如權利要求4所述的噴射設備，其中液壓地在泄漏排放管路(46)和燃料匯集機構(40)之間，在高壓模塊(26)中設置有另一液壓的阻力部件(17b)。
6. 如前述權利要求中任一項所述的噴射設備，其中高壓模塊(26)被構造成具有前置輸送泵(12)的結構單元。
全文摘要
一種用于內燃機的噴射設備，具有前置輸送泵(12)，其用于從燃料罐(10)輸送燃料；在前置輸送泵(12)下游設置的高壓泵(14)，其用于將燃料輸入到至少兩個噴射器(18)中；在高壓泵(14)下游設置的燃料分配器(16)，其被構造用于將燃料分配到噴射器(18)上；在高壓泵(14)下游設置的壓力控制或壓力限制閥(22)，利用它可調節或限制有待在燃料分配器(16)中產生的壓力；壓力傳感器(24)，其用于確定在高壓泵(14)下游且在壓力控制或壓力限制閥(22)上游的壓力，其中壓力傳感器(24)、壓力控制或壓力限制閥(22)和燃料分配器(16)構造在高壓模塊(26)中，該高壓模塊(26)是帶有高壓泵(14)的結構單元。
文檔編號F02M55/00GK101784788SQ200880104061
公開日2010年7月21日 申請日期2008年8月1日 優先權日2007年8月23日
發明者C·克萊斯, U·林格納 申請人:歐陸汽車有限責任公司