專利名稱：柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，尤其涉及一種可準(zhǔn)確控制燃油噴射壓力、噴射時(shí)刻和噴射量的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃油噴射系統(tǒng)是一種噴射燃油供柴油機(jī)燃燒的噴射系統(tǒng)，其主要作用是根據(jù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工況控制噴油量，并對(duì)燃油加壓，高壓噴射霧化燃油。


圖1示出現(xiàn)有的一種機(jī)械式的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，其主要由機(jī)械噴油泵10、噴油器11、高壓油管13、電子調(diào)速器14等部件構(gòu)成。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，機(jī)械噴油泵10的供油凸輪101開始旋轉(zhuǎn)泵油，把油箱16內(nèi)的低壓燃油經(jīng)供油泵10內(nèi)的供油泵柱塞加壓后，經(jīng)高壓供油管13送入噴油器11，實(shí)現(xiàn)燃油噴射。設(shè)于機(jī)械噴油泵10一側(cè)的電子調(diào)速器14檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，與設(shè)定轉(zhuǎn)速值比較，形成閉環(huán)控制來(lái)調(diào)整供油齒條102的位置，達(dá)到調(diào)節(jié)供油量，進(jìn)而穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的目的。
上述這種機(jī)械式燃油噴射系統(tǒng)，其噴油時(shí)刻是由凸輪101的型線決定的，當(dāng)凸輪101凸出部推動(dòng)柱塞，則供油泵10噴油，經(jīng)過加壓后的燃油直接由噴油器11噴射到缸內(nèi)，供油壓力是脈動(dòng)的，并且從圖2所示的該機(jī)械式燃油噴射系統(tǒng)油泵的供油壓力曲線圖，可以清楚的看出供油壓力P隨著凸輪轉(zhuǎn)速n的變化而變化。由于機(jī)械式系統(tǒng)固有的缺陷使得燃油的噴射壓力隨凸輪轉(zhuǎn)速變化較大，在轉(zhuǎn)速較低的工況下，噴射壓力也較低，因此工作性能較差，同時(shí)由于壓力是脈動(dòng)的，很難實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的噴射控制，以達(dá)到準(zhǔn)確控制噴油時(shí)刻、噴油壓力和噴油量的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種準(zhǔn)確控制燃油噴射壓力、噴射時(shí)刻和噴射量的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)。
本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是
一種柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，包括可從一油箱泵入低壓燃油、加壓后從其出油管輸出燃油的供油泵，通過拉動(dòng)該供油泵的供油齒條來(lái)調(diào)節(jié)該供油泵供油量的油量調(diào)節(jié)器，以及用于噴射燃油的噴油器，其特征在于，還包括蓄油裝置，與所述供油泵的出油管相連通，用于以一設(shè)定壓力狀態(tài)蓄積來(lái)自該供油泵的供油；電磁閥，包括一第一端和一第二端，該第一端與所述蓄油裝置相連通，該第二端與所述噴油器相連通，其接收一開啟信號(hào)或一關(guān)閉信號(hào)以控制第二端與第一端接通或者斷開；帶有缺齒的曲軸信號(hào)盤，與柴油機(jī)的曲軸傳動(dòng)連接；臨近該曲軸信號(hào)盤邊緣設(shè)置的至少一曲軸傳感器；電子控制單元，與所述曲軸傳感器、油量調(diào)節(jié)器和電磁閥連接，該電子控制單元從所述曲軸傳感器獲取一缺齒信號(hào)和柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，根據(jù)該缺齒信號(hào)輸出開啟信號(hào)至所述電磁閥，該電子控制單元還輸出一設(shè)定壓力值至所述油量調(diào)節(jié)器；所述油量調(diào)節(jié)器并與設(shè)于所述蓄油裝置上的壓力傳感器連接，通過該壓力傳感器獲取蓄油裝置的壓力，并將所述蓄油裝置內(nèi)的壓力與電子控制單元輸出的設(shè)定壓力值進(jìn)行比較，在所述高壓共軌管內(nèi)的壓力小于設(shè)定壓力值時(shí)提高所述供油泵的供油量，在所述蓄油裝置內(nèi)的壓力大于設(shè)定壓力值時(shí)降低所述供油泵的供油量。
所述的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，其中，所述蓄油裝置是一高壓共軌管。
所述的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，其中，所述蓄油裝置上設(shè)有一泄放閥。
所述的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，其中，所述電磁閥還包括一第三端，該第三端與一通向所述油箱的回油管連接，所述電子控制單元控制所述第二端和第一端斷開的同時(shí)，控制該第三端與所述第二端接通。
所述的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)包括兩個(gè)曲軸傳感器，該兩曲軸傳感器均與所述電子控制單元相連，以輸出兩路信號(hào)至該電子控制單元。
所述的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，其中，所述油量調(diào)節(jié)器由電子調(diào)速器構(gòu)成。
所述的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，其中，所述供油泵由機(jī)械式供油泵構(gòu)成。
所述的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，其中，所述電子控制單元由基于單片機(jī)的微控制器構(gòu)成。
由于蓄油裝置內(nèi)的壓力恒定，電磁閥的開啟和關(guān)閉就決定了噴油量的多少，而噴油時(shí)刻是通過缺齒信號(hào)計(jì)算得到的，這樣燃油噴射不再受到供油凸輪的限制，就可以實(shí)現(xiàn)噴油量與噴油時(shí)刻的靈活控制，同時(shí)由于燃油噴射壓力維持在高壓狀態(tài)，提高了燃油噴射的霧化質(zhì)量。
本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于1、實(shí)現(xiàn)電控燃油噴射。由于采用了共軌管進(jìn)行蓄壓處理以及使用高速電磁閥，噴油器的噴射不受供油凸輪的影響，可以實(shí)現(xiàn)噴射壓力、噴射時(shí)刻和噴油量控制；2、可改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能。由于噴射壓力的提高，使得燃油噴射的質(zhì)量提高，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排放性有較大提高。
3、繼承性強(qiáng)，改裝簡(jiǎn)單。繼續(xù)沿用現(xiàn)有的常規(guī)機(jī)械式供油泵(直列泵或單體泵)、電子調(diào)速器和噴油器，只需增加少量部件而無(wú)須改動(dòng)機(jī)體，特別適合現(xiàn)有機(jī)械燃油噴射系統(tǒng)的低成本改造。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例說(shuō)明本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)，其中
圖1是現(xiàn)有的一種機(jī)械式柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是
圖1所示的燃油噴射系統(tǒng)的供油壓力變化圖；圖3是本實(shí)用新型的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖3所示，本實(shí)用新型的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)主要包括供油泵21、油量調(diào)節(jié)器22、高壓共軌管23、三通電磁閥24、噴油器25、電子控制單元(ECU)26以及曲軸信號(hào)盤27和曲軸傳感器28。其中供油泵21通過油管201與油箱20相連，并通過高壓出油管202連接到高壓共軌管23。高壓共軌管通過高壓油管203與三通電磁閥24的第一端241相連，三通電磁閥24的第二端242與噴油器25相連，第三端243與通向油箱20的回流管204相連。
供油泵21采用常規(guī)的機(jī)械式供油泵，其既可以采用直列式泵，也可以采用單體泵。供油泵21下端設(shè)有由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的供油凸輪211，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，凸輪211開始泵油，把油箱20內(nèi)的低壓燃油經(jīng)供油泵內(nèi)的柱塞加壓后，進(jìn)入高壓共軌管23。
高壓共軌管23是作為本實(shí)用新型的蓄油裝置，用于將管內(nèi)的燃油保持在一設(shè)定的高壓狀態(tài)，高壓共軌管23應(yīng)當(dāng)具有足夠的體積，以在出油時(shí)仍能保持相對(duì)穩(wěn)定的壓力，同時(shí)共軌管應(yīng)當(dāng)具有承受高壓的強(qiáng)度。共軌管23上安裝有油壓安全泄放閥231，當(dāng)共軌管23內(nèi)的燃油壓力由于某種不確定因素超出共軌管的設(shè)計(jì)安全壓力時(shí)，泄放閥231自動(dòng)打開，把管內(nèi)的燃油經(jīng)回油管泄放到燃油箱30，當(dāng)壓力恢復(fù)到正常后自行關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)功能。
高壓共軌管23上設(shè)有一壓力傳感器221，該壓力傳感器221與油量調(diào)節(jié)器22相連。油量調(diào)節(jié)器22由原有的電子調(diào)速器改裝而成，其仍舊通過拉動(dòng)供油泵21的供油齒條213來(lái)調(diào)節(jié)供油泵21的供油量，不同的是，它不再對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行閉環(huán)控制，而是對(duì)共軌管23的燃油壓力進(jìn)行閉環(huán)控制。具體地說(shuō)，油量調(diào)節(jié)器22獲取共軌管23的壓力，并與設(shè)定值比較，如果高壓共軌管23內(nèi)的壓力小于設(shè)定壓力值，則向增大供油量的方向拉動(dòng)供油泵21的供油齒條213，如果所述高壓共軌管23內(nèi)的壓力大于設(shè)定壓力值時(shí)，則向減小供油量的方向拉動(dòng)該供油齒條213，因此油量調(diào)節(jié)器22使得共軌管23內(nèi)的燃油穩(wěn)定在設(shè)定的壓力值上。因此這種設(shè)計(jì)很容易使噴油壓力保持一恒定高壓，提高噴油霧化質(zhì)量。
該設(shè)定壓力值由電子控制單元26提供，在本實(shí)施例中，電子控制單元26是基于單片機(jī)的嵌入式控制器，其設(shè)定所述壓力值并將其傳輸至油量調(diào)節(jié)器22。除設(shè)定壓力值外，其任務(wù)還有控制三通電磁閥24的開啟時(shí)刻和關(guān)閉時(shí)刻。
電子控制單元26通過由曲軸信號(hào)盤27和曲軸傳感器28組成的轉(zhuǎn)速信號(hào)獲取裝置來(lái)獲得噴油啟始信號(hào)和柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)。其中曲軸信號(hào)盤27與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳動(dòng)連接，曲軸傳感器28臨近曲軸信號(hào)盤27邊緣設(shè)置，為提高可靠性可采用兩路曲軸傳感器，一路作為主信號(hào)量，一路作為輔信號(hào)量，電子控制單元26可定時(shí)對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)主信號(hào)量失效或者其他故障時(shí)使用輔信號(hào)量。曲軸信號(hào)盤27采用缺齒設(shè)計(jì)，即在具有多個(gè)齒的信號(hào)盤27外圓周設(shè)置缺齒270，因此曲軸傳感器28可檢測(cè)得缺齒信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)，電子控制單元26獲取這兩個(gè)信號(hào)，將缺齒信號(hào)作為噴油時(shí)刻的相對(duì)啟始信號(hào)，由此發(fā)出開啟信號(hào)控制三通電磁閥24開啟，使由高壓共軌管23至噴油器25的供油回路打開，實(shí)現(xiàn)燃油噴射。噴油結(jié)束時(shí)刻由電子控制單元26根據(jù)環(huán)境參數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)參數(shù)等因素調(diào)節(jié)，由于這并非本實(shí)用新型的重點(diǎn)，因此不再贅述。噴油結(jié)束后，三通電磁閥24的第二端242和第一端241之間斷開，而第三端243和第二端242之間接通，使噴油器25內(nèi)未噴完的燃油流回油箱20，噴油器內(nèi)燃油壓力低于其針閥的開啟壓力，該針閥關(guān)閉。
當(dāng)系統(tǒng)中有多號(hào)缸，需要采用多個(gè)噴油器及其對(duì)應(yīng)的三通電磁閥時(shí)。同樣可由電子控制單元26來(lái)控制多個(gè)噴油器的噴油。具體地說(shuō)，多個(gè)噴油器通過各自對(duì)應(yīng)的三通電磁閥連接到高壓共軌管23，電子控制單元26將缺齒信號(hào)作為第一缸的啟噴信號(hào)，并根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和第一缸啟噴信號(hào)計(jì)算出此后缸號(hào)相應(yīng)的三通電磁閥的開啟時(shí)刻和關(guān)閉時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)多號(hào)缸噴油的自動(dòng)控制。由于每個(gè)缸的噴油噴油過程相同，因此不再贅述。
由于高壓共軌管23內(nèi)的壓力恒定，電磁閥25的開啟和關(guān)閉就決定了噴油量的多少，而噴油時(shí)刻是通過缺齒信號(hào)計(jì)算得到的，這樣燃油噴射不再受到供油凸輪的限制，就可以實(shí)現(xiàn)噴油量與噴油時(shí)刻的靈活控制，同時(shí)由于燃油噴射壓力維持在高壓狀態(tài)，提高了燃油噴射的霧化質(zhì)量。
權(quán)利要求1.一種柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，包括可從一油箱泵入低壓燃油、加壓后從其出油管輸出燃油的供油泵，通過拉動(dòng)該供油泵的供油齒條來(lái)調(diào)節(jié)該供油泵供油量的油量調(diào)節(jié)器，以及用于噴射燃油的噴油器，其特征在于，還包括蓄油裝置，與所述供油泵的出油管相連通，用于以一設(shè)定壓力狀態(tài)蓄積來(lái)自該供油泵的供油；電磁閥，包括一第一端和一第二端，該第一端與所述蓄油裝置相連通，該第二端與所述噴油器相連通，其接收一開啟信號(hào)或一關(guān)閉信號(hào)以控制第二端與第一端接通或者斷開；帶有缺齒的曲軸信號(hào)盤，與柴油機(jī)的曲軸傳動(dòng)連接；臨近該曲軸信號(hào)盤邊緣設(shè)置的至少一曲軸傳感器；電子控制單元，與所述曲軸傳感器、油量調(diào)節(jié)器和電磁閥連接，該電子控制單元從所述曲軸傳感器獲取一缺齒信號(hào)和柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，根據(jù)該缺齒信號(hào)輸出開啟信號(hào)至所述電磁閥，該電子控制單元還輸出一設(shè)定壓力值至所述油量調(diào)節(jié)器；所述油量調(diào)節(jié)器并與設(shè)于所述蓄油裝置上的壓力傳感器連接，通過該壓力傳感器獲取蓄油裝置的壓力，并將所述蓄油裝置內(nèi)的壓力與電子控制單元輸出的設(shè)定壓力值進(jìn)行比較，在所述高壓共軌管內(nèi)的壓力小于設(shè)定壓力值時(shí)提高所述供油泵的供油量，在所述蓄油裝置內(nèi)的壓力大于設(shè)定壓力值時(shí)降低所述供油泵的供油量。
2.如權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄油裝置是一高壓共軌管。
3.如權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄油裝置上設(shè)有一泄放閥。
4.如權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁閥還包括一第三端，該第三端與一通向所述油箱的回油管連接，所述電子控制單元控制所述第二端和第一端斷開的同時(shí)，控制該第三端與所述第二端接通。
5.如權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，其特征在于，包括兩個(gè)曲軸傳感器，該兩曲軸傳感器均與所述電子控制單元相連，以輸出兩路信號(hào)至該電子控制單元。
6.如權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述油量調(diào)節(jié)器由電子調(diào)速器構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述供油泵由機(jī)械式供油泵構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述電子控制單元由基于單片機(jī)的微控制器構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，包括供油泵(21)、油量調(diào)節(jié)器(22)、噴油器(25)，其特點(diǎn)是利用一蓄油裝置(23)以恒定高壓狀態(tài)蓄積來(lái)自該供油泵的供油，該蓄油裝置通過高壓油管(203)連接噴油器，在該高壓油管上設(shè)置高速電磁閥(24)控制燃油的通斷；該油量調(diào)節(jié)器檢測(cè)蓄油裝置壓力并根據(jù)該壓力與設(shè)定壓力值大小關(guān)系調(diào)節(jié)供油泵的供油量。該燃油噴射系統(tǒng)采用一電子控制單元(26)來(lái)控制整個(gè)噴射過程，該電子控制單元通過曲軸信號(hào)盤(27)和傳感器(28)獲取柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)和一噴油啟始信號(hào)，控制電磁閥的開和閉。該電子控制單元還用來(lái)輸出設(shè)定壓力值至油量調(diào)節(jié)器。通過恒定高壓蓄油，達(dá)到準(zhǔn)確控制時(shí)刻、噴油量和噴油壓力以及提供燃油霧化質(zhì)量的效果。
文檔編號(hào)F02M47/00GK2895762SQ200620041288
公開日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2006年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者安小君, 平濤 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所