泵-喷嘴燃油喷射供给系统的制作方法

泵
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喷嘴燃油喷射供给系统
技术领域
1.本发明涉及柴油发动机技术领域，尤其是涉及一种泵
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喷嘴燃油喷射供给系统。


背景技术：

2.面对排放法规要求的日益严苛和柴油机功率密度指标的不断强化，柴油机燃油喷射系统经历了由蓄压式到机械式再到电控式的发展历程，高压共轨系统等新型电控高压燃油喷射系统得到了广泛的应用。
3.由于电控高压共轨燃油喷射技术的结构特点和良好的应用前景，国内柴油机生产厂家多采用高压共轨喷射系统作为其技术发展路线，但对于船、艇推进用高速柴油机，要求柴油机具备强化程度高、功率密度高、结构紧凑、维修方便等特点。
4.现有的高压共轨喷射系统主要是将油箱中的柴油过滤后，经高压泵把高压燃油输送到共轨管，共轨管用较大容积的共轨腔将油泵输出的高压燃油蓄积起来，并消除燃油中的压力波动，然后再输送给每个喷油器，通过控制喷油器上的电磁阀实现喷射的开始和终止，将高压燃油供给至对应油缸中。
5.高压共轨喷射系统是将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。
6.本技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：
7.高压共轨喷射系统虽然具备很多优点，但仍存在许多不足之处，主要体现在：
8.1、电控高压共轨系统的高压油泵、共轨管和高压油管外置在柴油机侧面，占据较大的结构空间，增加了柴油机的体积并降低了燃油系统液力刚度，难以满足推进用高速柴油机紧凑性要求；且同时，燃油管路内的高压力要求其应具备很高的液力刚度，增加了柴油机的重量和体积。
9.2、共轨泵产生的高压燃油需经过进油管、共轨管、高压油管进入喷油器，连接部位多，结构整体性差，高压的管路在高功率工况易产生燃油泄漏，导致柴油机轨压不稳，喷射压力降低甚至停机。
10.3、高压共轨喷射系统复杂，零部件种类较多，增加了柴油机的振动和噪声源数量，其机械机构限制了柴油机的功率强化指标的提升。


技术实现要素：

11.本发明的目的在于提供一种泵
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喷嘴燃油喷射供给系统，以解决现有技术中存在的以下技术问题：高压共轨喷射系统由于共轨管和高压管路的设置占用空间大，无法满足船、艇推进用高速柴油机结构紧凑的要求；本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
12.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
13.本发明提供的泵
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喷嘴燃油喷射供给系统，包括供给泵、燃油滤清器、泵式喷油器和手动预供泵，其中：
14.所述供给泵的吸入侧通过进油通道与油箱连通，所述供给泵的出油侧通过输油通道与所述泵式喷油器连通，以使所述输油通道中形成的低压燃油输入至所述泵式喷油器，所述泵式喷油器用于将燃油加压后喷射；
15.所述手动预供泵设置于进油通道上，所述输油通道流过所述泵式喷油器的下游端通过溢流管路与所述供给泵的吸入侧连通，所述溢流管路上设置有放气阀。
16.优选的，所述泵式喷油器的数量包括有一个或两个以上，且所有所述泵式喷油器均与所述输油通道相连通；
17.所述溢流管路上存在有溢流阀。
18.优选的，所述燃油滤清器的另一出油口上设置有通风阀，且该出油口通过回流管路与所述油箱连通。
19.优选的，所述供给泵内存在有加压管路和排气管路，其中：
20.所述加压管路连通所述供给泵的吸入侧和出油侧，用于对燃油加压；
21.所述排气管路直接连通所述供给泵的吸入侧和出油侧，且所述排气管路上设置有第一止回阀，所述第一止回阀在所述手动预供泵加压时仅允许空气和/或燃油由所述供给泵的吸入侧流向其出油侧。
22.优选的，所述供给泵内还存在有安全管路，所述安全管路连通所述供给泵的吸入侧和所述燃油滤清器的进油口，所述安全管路上存在有安全阀，所述安全阀仅允许所述燃油滤清器进油口的燃油流向所述供给泵的吸入侧。
23.优选的，所述燃油滤清器上设置有压力传感器，用于检测所述燃油滤清器出油口的燃油压力。
24.优选的，所述泵
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喷嘴燃油喷射供给系统还包括有电子控制单元，所述电子控制单元上设置有散热腔道，其中：
25.所述散热腔道在所述电子控制单元上呈直线状或弯曲状或弯折状盘绕，所述进油通道穿过所述散热腔道，所述进油通道内流通的低温燃油用于对所述电子控制单元散热。
26.优选的，所述进油通道上还设置有粗滤器，所述粗滤器位于所述手动预供泵和所述油箱之间。
27.优选的，所述手动预供泵内存在有第二止回阀，所述第二止回阀仅允许所述手动预供泵内的燃油流向所述供给泵。
28.优选的，所述燃油滤清器与输油通道连接的出油口上设置有第三止回阀，所述第三止回阀仅允许所述燃油滤清器内的燃油流向所述泵式喷油器。
29.本发明提供的一种泵
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喷嘴燃油喷射供给系统，与现有技术相比，具有如下有益效果：
30.手动泵用于燃油系统清空后抽吸燃油，放气阀能够将管路中的空气排出，保证供给泵顺利启动。该系统原理不同于高压共轨喷射系统，该系统是通过供给泵在输油通道使得燃油具有较低的压力，燃油输送至泵式喷油器时经泵式喷油器加压后喷射入油缸，高燃油喷射压力是由泵式喷油器提供的，相较于高压共轨喷射系统，喷入油缸内的燃油压力是相同的，但该系统中管路内流通的是低压燃油，可采用软、硬管相结合的结构形式进行设计，提高了系统管路设计余度以及可装配。增加了整个系统燃油管路的液力刚度，降低了燃油管路发生泄漏的频率和风险。由于管路内燃油压力低，且省去了共轨管和高压油管结构，
该系统相对占用体积较小，既满足高速柴油机结构的紧凑性，能够有效提高柴油机的空间利用率，又能实现高压力燃油喷射。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是泵
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喷嘴燃油喷射供给系统的示意图。
33.图中1、油箱；2、粗滤器；3、手动预供泵；4、第二止回阀，5、散热腔道；6、供给泵；61、加压管路；62、排气管路；63、安全管路；7；第一止回阀，8、安全阀；9、燃油滤清器；10、燃油滤清器壳体；11、通风阀；12、第三止回阀；13、压力传感器；14、输油通道；15、泵式喷油器；16、放气阀；17、溢流阀；18、回流管路；19、进油通道；20、溢流管路。
具体实施方式
34.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
36.现有技术中的高压共轨喷射系统主要是将油箱中的柴油过滤后，经高压泵把高压燃油输送到共轨管，共轨管用较大容积的共轨腔将油泵输出的高压燃油蓄积起来，并消除燃油中的压力波动，然后再输送给每个喷油器，通过控制喷油器上的电磁阀实现喷射的开始和终止，将高压燃油供给至对应油缸中。
37.但是高压共轨喷射系统管路内为高压燃油，且包含有共轨管，高压管路及共轨管需要占用较大的空间，不适于应用至船、艇推进用高速柴油机中。且管路中的燃油压力高，一旦管路堵塞等存在严重的安全隐患，高功率工况易产生燃油泄漏，导致柴油机轨压不稳，喷射压力降低甚至停机。因此，如何解决上述问题，且不降低燃油进入油缸中的压力是一难题。
38.针对上述问题，本发明实施例提供了一种泵
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喷嘴燃油喷射供给系统，既能够满足高速柴油机结构的紧凑性，能够有效提高柴油机的空间利用率，又能实现高压力燃油喷射。
39.下面结合图1对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
40.如图1所示，本实施例提供了一种泵
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喷嘴燃油喷射供给系统，包括供给泵6、燃油滤清器9、泵式喷油器15和手动预供泵3，其中：供给泵6的吸入侧通过进油通道19与油箱1连
通，供给泵6的出油侧通过输油通道14与泵式喷油器15连通，以使输油通道14中形成的低压燃油输入至泵式喷油器15，泵式喷油器15用于将燃油加压后喷射；手动预供泵3设置于进油通道19上，输油通道14流过泵式喷油器15的下游端通过溢流管路20与供给泵6的吸入侧连通，溢流管路20上设置有放气阀16。
41.其中，上述燃油滤清器9用于对燃油进行精滤和油水分离，使清洁燃油进入至泵式喷油器15。燃油滤清器9为本领域内的成熟技术，在此对其结构不做赘述。供给泵6同样为本领域内的成熟技术，如可使用齿轮式油泵并由柴油机驱动，燃油供给泵6为燃油管路提供3～6bar的加压燃油。泵式喷油器15可本领域内的成熟技术，内部含有泵体，能够将输油通道14内流入泵式喷油器15内的低压燃油加压为高压燃油，然后将高压燃油喷射至油缸中。
42.当用于驱动供给泵6的柴油机长时间未起动时，供给泵6常常由于管路内气阻过大，供油泵难以将油箱1内的燃油进行抽吸。上述系统中通过设置手动预供泵3和放气阀16，上述手动预供泵3用于燃油系统清空后抽吸燃油，放气阀16能够将管路中的空气排出，保证供给泵6顺利启动。
43.当柴油机长时间未起动或燃油系统排空时，打开放气阀16并持续按动手动预供泵3，使得燃油从油箱1被抽吸到输油管路，燃油管路中的空气在加压燃油的作用下从放气阀16排出燃油系统，待放气阀16出油后手动关闭放气阀16。上述结构能够利于供给泵6迅速、安全启动。
44.该泵
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喷嘴燃油喷射供给系统的原理不同于高压共轨喷射系统，该系统是通过供给泵6在输油通道14使得燃油具有较低的压力，燃油输送至泵式喷油器15时经泵式喷油器15加压后喷射入油缸，高燃油喷射压力是由泵式喷油器15提供的，相较于高压共轨喷射系统，喷入油缸内的燃油压力是相同的，但该系统中管路内流通的是低压燃油。
45.该泵
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喷嘴燃油喷射供给系统具有以下有益效果：
46.1、省去了共轨管和高压油管结构，零部件数量少体积小，既满足高速柴油机紧凑性，能够有效提高柴油机的空间利用率，又能实现高压力燃油喷射和电控喷射，满足高强化高功率密度柴油机的紧凑性的要求。
47.2、本发明的高燃油喷射压力(1500～2000bar)由单体泵式喷油器15提供，燃油系统管路布置简单有效，管路内的最高燃油压力6bar，增加了整个系统燃油管路的液力刚度，降低了燃油管路发生泄漏的频率和风险。
48.3、本发明燃油管路中较低的燃油压力使得燃油管路可采用软、硬管相结合的结构形式进行设计，提高了系统管路设计余度以及可装配性。燃油管路中较低的燃油压力需求使得燃油供给泵6的体积重量大幅降低，降低柴油机的紧凑化和轻量化设计难度。
49.作为可选地实施方式，上述泵式喷油器15的数量包括有一个或两个以上，如图1所示，本实施例中包括有两个以上的单体泵式喷油器15，且所有泵式喷油器15均与输油通道14相连通；泵式喷油器15根据油缸数量数据设置，在此不做限定。
50.溢流管路20上存在有溢流阀17。燃油经燃油滤清器9后通过输油管路流入缸盖中的纵向燃油通道，纵向燃油通道由各喷油器周围的缸盖中的环形通道连接组成，燃油经纵向燃油通道流入单体泵式喷油器15实现柴油机高压喷射燃油的供给，多余的燃油通过溢流阀17经溢流管路20回流至燃油供给泵6的吸入侧，形成燃油流通回路；放气阀16用于燃油系统排气。
51.作为可选地实施方式，参见图1所示，燃油滤清器9的另一出油口上设置有通风阀11，且该出油口通过回流管路18与油箱1连通。
52.燃油滤清器9对燃油进行精滤和油水分离，在起动柴油机时，燃油滤清器9中的空气和少量燃油通过通风阀11和回流管路18流回到油箱1中，实现燃油的循环流通。
53.参见图1，本实施例中供给泵6内存在有加压管路61，加压管路61连通供给泵6的吸入侧和出油侧，用于对燃油加压，使低压燃油在输油通道14中流通。上述供给泵6为本领域内的成熟技术，在此对其结构不做赘述。
54.参见图1所示，本实施例的供给泵6内还存在有排气管路62，排气管路62直接连通供给泵6的吸入侧和出油侧，且排气管路62上设置有第一止回阀7，第一止回阀7在手动预供泵3加压时仅允许空气和/或燃油由供给泵6的吸入侧流向其出油侧。
55.当柴油机长时间未起动时，先不启动供给泵6，先打开放气阀16，使用手动预供泵3，管路中的空气在加压燃油的作用下进入至供给泵6内的排气通道，由于供给泵6不启动工作，因此燃油不会进入至供给泵6内的加压管路61，空气在加压燃油的作用下经第一止回阀7进入至输油通道14，并经放气阀16排出；待放气阀16中有油流出时，说明管路中的空气排出，此时关闭手动预供泵3，打开供给泵6正常启动工作。
56.其中，应当理解的是，当柴油机启动时，管路内燃油的压力较低，燃油物的压力无法打开第一止回阀7进入至排气通道中，即在柴油机启动时，燃油仅能进入至加压管路61中进行加压后流出供给泵6。而当未启动柴油机时，此时使用手动预供泵3使得管路内的空气在加压燃油的作用下经放气阀16排出，此时手动预供泵3使加压燃油的压力能够打开排气管路62，而此时由于供给泵6不启动，燃油不会同时经供给泵6内的加压管路61增压。
57.由于燃油滤清器9对燃油进行精滤和油水分离，当燃油滤清器9堵塞时可能会造成管路内压力升高，供给泵6出油口与燃油滤清器9进油口之间的管路被堵塞，导致燃油输送困难。
58.针对上述问题，参见图1所示，本实施例的供给泵6内还存在有安全管路63，安全管路63连通供给泵6的吸入侧和燃油滤清器9的进油口，安全管路63上存在有安全阀8，安全阀8仅允许燃油滤清器9进油口的燃油流向供给泵6的吸入侧。
59.当燃油滤清器9被堵塞时，供给泵6出油口一侧压力升高，此时燃油在压差的作用下能够经安全阀8进入至安全管路63中，并由安全管路63回流至供给泵6的吸入侧，防止燃油滤清器9堵塞造成管路压力升高，引发安全隐患。
60.作为可选地实施方式，本实施例的燃油滤清器9上设置有压力传感器13，用于检测燃油滤清器9出油口的燃油压力。压力传感器13可固定在燃油滤清器壳体10上，实时检测燃油滤清器9出油口的燃油压力，便于控制输油通道14内的压力。
61.作为可选地实施方式，泵
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喷嘴燃油喷射供给系统还包括有电子控制单元(ecu)，电子控制单元(ecu)可与压力传感器13和供给泵6电连接，电子控制单元用于在接收到压力传感器13传递的实际压力大小与设定压力比较，以控制供给泵6的运行状态。
62.电子控制元件上存在有相应电路，工作时易产生热量，为了对本系统中的电子控制单元进行散热，参见图1所示，电子控制单元上设置有散热腔道5，其中：散热腔道5在电子控制单元上呈直线状或弯曲状或弯折状盘绕，进油通道19穿过散热腔道5，进油通道19内流通的低温燃油用于对电子控制单元散热。
63.上述结构利用进油通道19穿过散热腔道5，进油通道19中的低温燃油将冷量传递至电子控制元件，在离开散热腔道5时带走电子控制单元的热量，能够有效对电子控制单元散热，无需多余的冷媒管路，结构简单、紧凑。
64.作为可选地实施方式，参见图1所示，进油通道19上还设置有粗滤器2，粗滤器2位于手动预供泵3和油箱1之间。供给泵6将燃油从油箱1抽吸到进油管路中，进油管路中燃油首先流至粗滤器2，粗滤器2对燃油进行粗滤和油水分离。
65.作为可选地实施方式，参见图1所示，手动预供泵3内存在有第二止回阀4，第二止回阀4仅允许手动预供泵3内的燃油流向供给泵6，防止燃油回流至油箱1中，保证燃油顺利流向电子控制单元和供给泵6。
66.作为可选地实施方式，参见图1所示，燃油滤清器9与输油通道14连接的出油口上设置有第三止回阀12，第三止回阀12仅允许燃油滤清器9内的燃油流向泵式喷油器15。第三止回阀12用于防止燃油在更换燃油滤清器9滤芯时发生泄漏，且用于作为高位燃油箱1的溢流阀17。
67.参见图1，本实施例的泵
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喷嘴燃油喷射供给系统的工作过程如下：
68.步骤一：柴油机长时间未起动或燃油系统排空时，打开放气阀16并持续按动手动预供泵3，使得燃油从油箱1被抽吸到进油管路，进油管路中的空气在加压燃油的作用下从通气阀和放气阀16排出燃油系统，待放气阀16出油后手动关闭放气阀16和手动预供泵3。
69.步骤二：起动柴油机，供给泵6在柴油机驱动下开始工作，燃油在供给泵6的抽吸作用下进入进油管路中，燃油经过粗滤器2的粗滤和油水分离后流经手动预供泵3的止回阀，并流至电子控制单元，从溢流阀17回流的燃油与来自油箱1的燃油混合在一起，流入供给泵6，燃油在供给泵6的作用下径加压管路61加压至3～6bar后从供给泵6出油口流入燃油滤清器9。
70.当燃油滤清器9等阻塞导致供给泵6后管路压力变高时，燃油通过安全阀8经拿权管路回流至供给泵6的吸入侧。燃油滤清器9对燃油进行精滤和油水分离，在起动柴油机时，燃油管路中的空气和少量燃油通过通风阀11和回流管路18流回到油箱1中。经燃油滤清器9过滤后的燃油通过输油通道14进入缸盖中的纵向燃油通道，并流入单体泵式喷油器15，经过泵式喷油器15的加压，实现柴油机高压喷射燃油的供给，多余的燃油通过溢流阀17回流至燃油供给泵6的吸入侧。
71.在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
72.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
73.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵
盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。