燃料泵设备、系统和方法技术方案

本公开涉及燃料泵设备、系统和方法。本文公开了与高压燃料泵有关的设备、系统和方法。一种用于发动机的单柱塞燃料泵可以包括泵体和柱塞。泵体可以具有孔和延伸穿过孔的纵向轴线LA。柱塞可以沿着纵向轴线LA可移动地布置在孔内，使得柱塞在孔内往复运动。单柱塞燃料泵可以被配置成在单柱塞燃料泵与发动机之间具有传动比，使得对于发动机中的每个动力冲程事件有一个泵送事件。件有一个泵送事件。件有一个泵送事件。

【技术实现步骤摘要】
燃料泵设备、系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年11月20日提交的临时申请No.63/116,500的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本公开总体上涉及用于发动机的燃料泵，并且更具体地，涉及用于内燃机的高压燃料泵。

技术介绍

[0004]用于内燃机的高压燃料泵通常包括柱塞，并且以使得高压泵能够输送足够的燃料流率以满足发动机的燃料率要求的传动比来操作。虽然存在为发动机中的每个动力冲程事件生成一个泵送事件的高压燃料泵，但是这些高压燃料泵通常与多个柱塞一起操作。高压燃料泵的成本通常随着柱塞数量的增加而增加。对于高压燃料泵的凸轮轴的每一次旋转，这些燃料泵通常还具有多于一个泵送事件，这会导致低效操作。

技术实现思路

[0005]本公开有利地提供了用于发动机的成本有效的燃料泵。与典型的高压燃料泵相比，所公开的高压燃料泵是成本有效的，同时具有各种发动机应用所需的足够的效率和耐用性。本文公开的高压燃料泵可以具有相对简单的构造并且以发动机中的每个动力冲程事件与每个泵送事件之间的一致周期性定相关系操作。典型的高压燃料泵在发动机系统中操作时有许多缺点，其包括：加油量精度降低、可听噪声增加、发动机排放提高、燃料经济性更差、高压燃料泵输送量的可控性降低、以及诊断能力降低。相比之下，所公开的高压燃料泵的优势包括：加油量精度提高、可听噪声减少、发动机排放减少、燃料经济性提高、高压燃料泵输送量的可控性提高、诊断能力提高、成本显著降低、耐用性提高、效率提高、压力能力增加、压力能力增加、柱塞侧加载力大小减小、柱塞弯曲载荷大小减小以及封装尺寸减小。
[0006]根据本公开的第一示例，一种用于发动机的单柱塞燃料泵可以包括泵体和柱塞。泵体可以具有孔和延伸穿过孔的纵向轴线。柱塞可以沿纵向轴线可移动地布置在孔内，使得柱塞在孔内往复运动。单柱塞燃料泵可以被配置成在单柱塞燃料泵与发动机之间具有传动比，使得对于发动机中的每个动力冲程事件有一个泵送事件。在一些这样的示例中，每个泵送事件相对于每个动力冲程事件可以具有一致周期性关系。
[0007]继续第一示例，单柱塞燃料泵可以包括凸轮轴。在一些这样的示例中，凸轮轴的每次旋转可以有一个泵送事件。在一些这样的示例中，凸轮环可以定位在柱塞的柱塞脚与凸轮轴的驱动部分的交界处。凸轮环可以被配置成促进滚动动作，从而减少交界处的滑动幅度。在一些这样的示例中，凸轮轴可以包括单个凸轮凸角。在一些这样的示例中，凸轮环具有偏心的外轮廓。
[0008]在本公开的第二示例中，一种用于发动机的燃料输送系统可以包括燃料供应装置
和燃料泵。燃料泵可以被配置成向发动机供应燃料。燃料泵可以包括泵体、单个柱塞和单个凸轮轴。泵体可以包括孔和延伸穿过孔的纵向轴线。单个柱塞可以沿纵向轴线可移动地布置在孔内，使得柱塞在孔内往复运动。单个凸轮轴可以可移动地容纳在泵体内并且被配置成经由单个凸轮轴凸角使柱塞在孔内往复运动。燃料泵可以被配置成在燃料泵与发动机之间具有传动比，使得对于发动机中的每个动力冲程事件有一个泵送事件。
[0009]继续第二示例，燃料泵可以具有与单个柱塞和挺杆组件中的至少一者相关联的低移动质量。挺杆组件可以定位在单个柱塞与单个凸轮轴之间，并且可以被配置成随着凸轮轴的移动对应地移动单个柱塞。
[0010]在本公开的第三示例中，公开了一种操作发动机的方法。该方法可以包括经由单柱塞燃料泵向所述发动机的燃料轨供应加压燃料。该方法可以包括经由至少一个燃料喷射器将所述加压燃料从所述燃料轨喷射到所述发动机中。该方法可以包括使所述单柱塞燃料泵的操作与所述发动机同步，使得由每发动机循环的动力冲程事件数量与单柱塞燃料泵的泵送事件的数量定义的传动比等于一。在该方法的一些这样的示例中，来自单柱塞燃料泵的最大瞬时流速小于或等于至少一个燃料喷射器中的每个燃料喷射器的最大流量。在该方法的一些这样的示例中，每个泵送事件可以与每个动力冲程事件具有一致周期性关系，使得每个发动机的循环传动比都等于1。
[0011]考虑如目前所理解的那样例证本公开的示例性实施方式的以下详细描述，本公开的附加特征和优势对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
[0012]通过参考结合附图对示例性实施方式的以下描述，本公开的上述和其它特征和优势以及获得它们的方式将变得更加显而易见并且将被更好地理解，其中：
[0013]图1A是根据本公开的原理的柱塞处于下死点的燃料泵的横截面；
[0014]图1B是根据本公开的原理的柱塞从下死点行进到上死点的燃料泵的横截面；
[0015]图1C是根据本公开的原理的柱塞处于上死点的燃料泵的横截面；
[0016]图1D是根据本公开的原理的柱塞从上死点行进到下死点的燃料泵的横截面；以及
[0017]图2是根据本公开的原理的操作发动机的方法的流程图。
[0018]贯穿若干视图，对应的附图标记表示对应的零件。尽管附图表示根据本公开的各种特征和组件的实施方式，但附图不一定按比例绘制并且某些特征可能被夸大以更好地说明和解释本公开。本文阐述的例证说明了本专利技术的实施方式，并且不应将这种例证解释为以任何方式限制本专利技术的范围。
具体实施方式
[0019]为了促进对本公开的原理的理解的目的，现在参考附图中示出的实施方式，这些实施方式描述如下。在此公开的示例性实施方式并非旨在穷举或将本公开限制为在以下详细描述中公开的精确形式。相反，选择和描述这些示例性实施方式使得本领域技术人员可以利用他们的教导。将给定实施方式中的数个(例如，所有)特征用于所有实施方式中不超出本公开的范围。
[0020]典型的燃料泵由于采用多个柱塞、挺杆、辊、弹簧件等而具有高效平移质量。这些
附加平移组件(诸如，挺杆和辊)起到限制典型燃料泵设计的速度能力的作用。因此，根据本公开的原理，这些组件不利于这些燃料泵以高转速操作，其需要具有例如使发动机(未示出)中的每个动力冲程事件都有一个泵送事件的单柱塞燃料泵。采用本公开的原理的燃料泵设计针对高泵速进行了优化，例如，使单个低质量柱塞作为唯一平移构件。这种燃料泵及其操作的更多细节在下文中进一步讨论。
[0021]图1A至图1D示出了根据本公开的原理的燃料泵100的各种横截面视图。如这些图中所示，出于说明的目的，燃料泵100是具有泵体102以及延伸穿过泵体102的孔104和泵送室106两者的单柱塞燃料泵100，并且由凸轮轴120驱动具有柱塞脚112的柱塞110，从而在孔104内往复运动。图1A是柱塞110处于下死点的燃料泵100的横截面。图1B是柱塞110从下死点朝向上死点(例如，在半个全冲程处)行进的燃料泵100的横截面，并由此起到减小泵送室106的容积的作用。图1C是柱塞110处于上死点的燃料泵100的横截面。并且，图1D是柱塞110从上死点朝向下死点(例如，在半个全冲程处)行进的燃料泵100的横截面，并由此起到增加泵送室106的容积的作用。在这方面，例如，往复运动的柱塞110的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于发动机的单柱塞燃料泵，所述单柱塞燃料泵包括：泵体，所述泵体具有孔和延伸穿过所述孔的纵向轴线LA；以及柱塞，所述柱塞沿所述纵向轴线LA能够移动地布置在所述孔内，使得所述柱塞在所述孔内往复运动；其中，所述单柱塞燃料泵被配置成在所述单柱塞燃料泵与所述发动机之间具有传动比，使得对于所述发动机中的每个动力冲程事件有一个泵送事件。2.根据权利要求1所述的单柱塞燃料泵，其中，所述单柱塞燃料泵是燃料或油润滑的。3.根据权利要求1所述的单柱塞燃料泵，其中，所述单柱塞燃料泵还包括凸轮轴，所述凸轮轴能够移动地容纳在所述泵体内并且被配置成使所述柱塞在所述孔内往复运动。4.根据权利要求3所述的单柱塞燃料泵，其中，对于所述凸轮轴的每次旋转有一个泵送事件。5.根据权利要求3所述的单柱塞燃料泵，所述单柱塞燃料泵还包括凸轮环，所述凸轮环被定位在所述柱塞的柱塞脚与所述凸轮轴的驱动部分的交界处，所述凸轮环被配置成促进滚动动作，从而减小所述交界处的滑动幅度。6.根据权利要求5所述的单柱塞燃料泵，其中，所述凸轮环具有偏心的外轮廓。7.根据权利要求3所述的单柱塞燃料泵，其中，所述凸轮轴还包括单个凸轮凸角。8.一种用于发动机的燃料输送系统，所述燃料输送系统包括：燃料供应装置；以及燃料泵，所述燃料泵被配置成向所述发动机供应燃料，所述燃料泵包括：泵体，所述泵体具有孔和延伸穿过所述孔的纵向轴线LA；单个柱塞，所述单个柱塞沿着所述纵向轴线LA能够移动地布置在所述孔内，使得所述柱塞在所述孔内往复运动；以及单个凸轮轴，所述单个凸轮轴能够移动地容纳在所述泵体内并且被配置成经由单个凸轮轴凸角使所述柱塞在所述孔内往复运动；其中，所述燃料泵被配置成在所述燃料泵与所述发动机之间具有传动比，使得对于所述发动机中的每个动力冲程事件有一个泵送事件。9.根据权利要求8所述的燃料输送系统，其中，所述燃料泵是燃料润滑的。10.根据权利要求8所述的燃料输送系统，其中，所述燃料泵具有与所述单个柱塞和挺杆组件中的至少一者相关联的低...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：康明斯公司，
类型：发明
国别省市：