[发明专利]用于内燃发动机的流体蓄积器设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高压流体的蓄积器设备。更具体地，尽管不是排他地，本发明涉及一种用于在压缩点火内燃发动机的燃料喷射系统中存储高压燃料的蓄积器设备。

背景技术

压缩点火内燃发动机或所属领域中更常见地称谓的“柴油”发动机是用于许多公路和越野应用中的推进系统，所述应用例如有：小型或大型家用汽车、货运车辆、电力生产和船舶推进系统。

如图1所示，典型的柴油发动机系统2包括发动机组4和燃料输送系统6，所述燃料输送系统6用于输送燃料至所述发动机组4的若干气缸(未示出)。燃料输送系统6包括多个电子操作的燃料喷射器8，一个燃料喷射器8与发动机组4的每个对应气缸关联。应当理解的是，图1所示的柴油发动机系统2已为当前目的而简化。

来自更常见地被称为“共轨”的高压燃料蓄积器容积10的高压燃料被供应至所述燃料喷射器8。共轨10是金属体的形式，所述共轨10限定用于接收和容纳加压燃料的内部容积。燃料泵12从燃料容器14吸取低压燃料，并且供应高压燃料至共轨10。

由喷射器8输送至发动机的燃料的体积是通过发动机控制系统16来控制的。发动机控制系统16通过传感器输入数据传输器18接收与许多车辆参数相关的实时数据-例如发动机速度、发动机温度和节气门踏板位置，并且响应于这种传感器输入来计算输送至发动机的气缸的燃料的适当体积从而实现期望的运转状况。

由喷射器8输送的燃料的体积通常是燃料压力以及喷射器“打开”的时间期间的函数。因此，精确地控制存储于共轨10中的燃料的压力以便将燃烧过程维持在最佳水平是重要的。

存在一些考虑因素，这些考虑因素约束了用于任何给定应用的共轨的设计。例如，在某些发动机应用中发动机上的负载突变。为了在这种负载变化的情况下维持最佳燃烧，期望当发动机负载增加时共轨内的燃料压力被显著且迅速地增加。在这种情形中，更期望共轨的内部容积保持为相对较小。另一方面，期望共轨中的燃料压力对喷射器填注事件无反应，而较大的容积更适于这种目的。然而，在实践中，这些设计限制中的每个都伴随有缺点，所以所述共轨设计是在下述选项之间折中的结果-即提供具有足够容积的共轨以便在非期望的压力变化下共轨足够结实以及提供具有足够小的容积的共轨以便高压燃料泵可足够快速地改变共轨中的燃料压力以维持最佳燃烧。

本发明的一个目的是提供一种改进的共轨，所述共轨避免或至少减轻与现有的高压共轨装置关联的前述问题中的至少某些问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种适于与压缩点火内燃发动机一起使用的流体蓄积器设备，所述流体蓄积器设备包括第一存储容积、第二存储容积以及流体连接所述第一存储容积与所述第二存储容积的阀装置，其中阀装置是三通控制阀，并且其中在第一位置中所述第一存储容积与所述第二存储容积连通，在第二位置中所述第一存储容积与所述第二存储容积隔离，并且在第三位置中所述第一或第二存储容积中的一个与低压排空装置连通。

本发明在柴油发动机的背景中具有具体效用，在柴油发动机的背景中蓄积器容积(下文中称为“共轨”)流体地连接至多个燃料喷射器，所述多个燃料喷射器设置成输送高压燃料至发动机的相应气缸。因此，下文描述的本发明延伸至燃料喷射系统，所述燃料喷射系统包括所述共轨、设置成供应加压燃料至所述共轨以及多个喷射器的燃料泵，所述多个喷射器设置成由所述共轨供应燃料。

本发明的优点是共轨被划分成两个可分离的存储容积，所述两个容积由电操作的阀连接，其效果是提供可变容积的共轨。因此，用于存储加压燃料的共轨的总容积可通过连接第一和第二存储容积来最大化，从而确保所述共轨中的流体压力相对不受燃料喷射事件的影响。替代性地，可隔离所述第一和第二存储容积以便共轨中的燃料压力可响应于发动机负载的改变而快速地增加或减少，而所述发动机负载的改变需要燃料轨压力的变化。

本发明的又一个优点是在不影响所述第一存储容积中的压力的情况下第二存储容积中的加压燃料可泄压至低压，这种情况对某些燃烧需求是期望的和／或可以降低系统应力。

在本发明进一步的实施方式中，可提供另外的一个或多个存储容积，通过相应的阀装置将所述另外的一个或多个存储容积连接至所述第一存储容积。该实施方式提供如下优点：可以步进方式改变蓄积器设备的总容积以获得更大的容积控制。

在本发明的一个实施方式中，第一存储容积是主容积，并且就此而论，其设置有至燃料喷射系统中的多个喷射器中的每个的连接并且还设置有至高压燃料泵的连接。