[发明专利]利用水锤效应的直接喷射燃料系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种利用水锤效应的直接喷射燃料系统。

【背景技术】

许多内燃发动机使用汽油直接喷射(GDI)来增加功率效率和功率范围，通过其燃 料可被传递至汽缸。GDI的一个潜在问题是在较低的喷射压力下，燃料可能与汽缸内的 空气混合不充分。不充分的混合至少在一些情况下可降低发动机功率和效率，并增加排放。 例如，在发动机冷启动期间和在催化转化器被激活前，不充分混合可使冷启动排放剧增。

【发明内容】

本发明提供了一种在发动机启动期间(例如在高压泵能够提供足够的压力增加之前) 提供更快速的压力增加的方法，该方法可包括利用一种可产生高压波的方法，例如流体锤， 该高压波经由高压泵的下游传递进入燃料导轨。当液体在通道中的运动被迫突然停止或改 变方向则会出现流体锤。

因此，虽然采用了许多尝试来减轻此类的高压波，上述的方法却利用了该高压波在 发动机启动前增加燃料导轨内的压力。在位于燃料箱内的提升泵启动之前或启动期间，通 过利用流体锤产生的高压来增加燃料导轨内的压力，在高压泵完全驱动之前能够获得提高 的压力增加。这可导致提升泵尺寸减小，并可提高燃料系统的整体效率。

【附图说明】

图1展示了燃料输送系统的示意图。

图2展示一个流程图，其描述了当点火已经开始时运行燃料输送系统的方法。

【具体实施方式】

图1展示了利用汽油直接喷射GDI的内燃发动机的燃料输送系统的示意描述。泵12液 力耦合于止回阀14。在该实施例中泵12为电控变速提升泵。在替代实施例中泵12可仅在数 量有限的速度下运行。在该实施例中止回阀14包括球体和弹簧装置，其在特定的压力差下 关闭并密封。在替代实施例中可有一系列液力耦合的止回阀用于进一步阻止燃料漏回到阀 门的上游。止回阀14液力耦合于过滤器16。过滤器16将可能含在燃料中的可能损害关键发 动机部件的小杂质去除。过滤器16液力耦合至高压调节器18。在该实施例中，高压调节器 允许燃料在燃料管19内保持80磅每平方英寸(PSI)的压力。在替代实施例中，压力可根 据燃料的成分和系统的参数变化。

燃料箱10包括泵12、止回阀14、过滤器16、高压调节器18以及低压调节器20。这组 部件称为燃料输送机构。燃料输送机构提供更高压力的燃料给该装置下游的部件。燃料箱 可含有任何适合内燃发动机的燃料，例如汽油、甲醇混合物例如E85、或柴油。

低压调节器20允许当燃料再循环回到燃料箱内时燃料管中的压力保持在65PSI。旁 通回路包括燃料管23、旁通阀24、燃料管21以及低压调节器。止回阀22通过燃料管19液力 耦合于高压调节器的下游。在该实施例中止回阀22在受到回压时可关闭并密封。在替代实 施例中可改变该压力差以适应多种系统参数的修改。旁通阀24通过燃料管21液力耦合于低 压调节器。旁通阀24液力耦合于燃料管25，其在止回阀22的下游。旁通阀控制再循环进入 燃料箱的燃料量。在该实施例中旁通阀为机电驱动的电磁阀。在替代实施例中，也可使用 其它可快速开关以产生如这里所描述的水锤效应的阀结构。在一些实施例中，机电驱动的 电磁阀可具有两种位置。第一位置为开放位，其中阀门完全打开以允许尽可能多的液体通 过阀门。第二位置为闭合位，其中阀门完全闭合以允许尽可能少的燃料通过阀门。在其他 实施例中机电驱动的电磁阀可具有多种位置以精确地控制通过阀门的液体的流速。再循环 在燃料输送系统的所有运行模式中都可能发生。高压泵30通过燃料管25液力耦合于止回阀 22。高压泵包括泵26以及止回阀28。在该实施例中泵26为机械控制式。高压泵以特定的压 力和流速提供燃料给燃料喷射器32。止回阀28阻止燃料从燃料导轨漏回到供应管。燃料管 29和燃料导轨31液力连接高压泵30和燃料喷射器。在该实施例中燃料喷射器包括直接汽缸 喷射器。在替代实施例中燃料喷射器可为气道燃料喷射器，或气道喷射器和直接喷射器的 结合。燃料喷射器提供燃料给发动机内的汽缸34。在该实施例中发动机内有6个汽缸。在 替代实施例中可使用其它数量的汽缸。