專利名稱：一種使用泵的減振系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種減振系統(tǒng)，更具體的，是涉及到一種使用泵的減振系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
共軌燃料系統(tǒng)釆用連接到提供高壓油料的共軌的多個噴油器。為了有 效地供給在不同時間和噴射量的噴射的組合，系統(tǒng)通常包括與共軌液態(tài)連 接的多樣的排泄泵。此類多樣的排泄泵的一種是凸輪驅(qū)動，以進(jìn)口或出口 計量的泵。
凸輪驅(qū)動、以進(jìn)口或出口計量的泵通常包括多個活塞，每個活塞位于 一個單獨的活塞腔?；钊c葉形凸輪通過從動的方式連接，因此當(dāng)發(fā)動機(jī) 的曲軸旋轉(zhuǎn)時，凸輪也進(jìn)行相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)，并且連接的凸角往復(fù)地驅(qū)動活塞 將燃料從活塞腔到共軌排出(比如泵出)。從共軌被活塞泵出的燃料量取 決于在活塞往復(fù)運動之前進(jìn)入活塞腔的燃料量，或者在活塞一次移動中溢 出到低壓容器的燃料量。
多樣的排泄泵可以用于抵消或減少振動和噪音。也就是，通過變換燃 料的排出，作為結(jié)果的扭矩可以被傳遞到凸輪的反方向，因此減少和/或抵 消了振動和噪音。
美國專利US5111748專利(以下簡稱"748專利")描述了一種降寸氐 發(fā)動機(jī)振動的方案，該專利在1992年5月12日被授權(quán)給Kuriyama等。 748專利披露了 一種在交流發(fā)動機(jī)中引起振動的裝置以減少由發(fā)動機(jī)不規(guī) 則的燃燒產(chǎn)生的車輛發(fā)動機(jī)和車體的振動。更具體的，748專利變化了交 流發(fā)電機(jī)的相對于發(fā)動機(jī)固定的扭矩栽荷，以產(chǎn)生交流發(fā)電機(jī)機(jī)體上的角
4力矩。這個角力矩被傳遞到發(fā)動機(jī)并降低了發(fā)動機(jī)的振動。特別是，高于
力矩載荷。因此，當(dāng)交流發(fā)電機(jī)的振動和發(fā)動機(jī)的振動呈相反關(guān)系時，交 流發(fā)電機(jī)的振動可以抵消發(fā)動機(jī)的振動。
盡管748專利所披露的裝置可以幫助減少發(fā)動機(jī)的振動，但是其減少 是在一個有限的范圍。也就是說，交流發(fā)電機(jī)可能在寬振幅的一個有限區(qū) 間振動，并且產(chǎn)生振動的時間有限。因此，交流發(fā)電機(jī)的振動可能十分有 限地影響發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的寬振幅。
本發(fā)明的目的是提出一種減振系統(tǒng)和方法，能解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明提出一種用于發(fā)動機(jī)的減振系統(tǒng)。至少一個泵送單元， 在發(fā)動機(jī)循環(huán)過程中隨多個泵沖程移動。減振系統(tǒng)還可以包括控制器，所 述控制器用于確定發(fā)動機(jī)振動系數(shù)，以M于振動系數(shù)、在所述的多個泵 沖程的至少一個過程中調(diào)整所述至少一個泵送單元的燃料排量。
另一方面，本發(fā)明提出一種控制發(fā)動機(jī)燃料供應(yīng)的方法。該方法包括 通過至少一個泵送單元排出燃料；噴射燃料到所述發(fā)動機(jī)；確定所述發(fā)動 機(jī)的振動系數(shù)。方法還可以進(jìn)一步包括基于所述振動系數(shù)變動所述至少一 個泵送單元的所述燃料排量。


圖l是一個示例性燃料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。 圖2是可以使用圖l所示燃料系統(tǒng)的示例性的泵的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
下面根據(jù)附圖對本發(fā)明做具體說明。圖l示出了一個動力系統(tǒng)10,包 括發(fā)動機(jī)12和示例性的燃料系統(tǒng)28。為描述方便，動力系統(tǒng)10以四沖程柴油發(fā)動機(jī)為例進(jìn)行說明。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠意識到，發(fā)動機(jī)12 也可以是其他類型的內(nèi)燃機(jī)，如汽油或氣體燃料的發(fā)動機(jī)。
如圖1所示，發(fā)動機(jī)12可以包括用于說明多個汽缸16的發(fā)動機(jī)組14。 活塞18可滑動得位于每個汽缸16中，發(fā)動機(jī)12可以包括與每個汽缸16 相關(guān)聯(lián)的汽缸蓋20。汽缸16,活塞18以及汽缸蓋20可以共同形成燃燒室 22。在一個示例性的實施例中，發(fā)動機(jī)12包括六個燃燒室22。本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員能夠意識到，發(fā)動機(jī)12可以包括多于或少于六個燃燒室22, 并且燃燒室22可以呈直線排列，V型排列或者其他的形式排列。
發(fā)動機(jī)12包括曲軸24，在發(fā)電機(jī)組14中旋轉(zhuǎn)布置。連桿26連接每 個活塞18到曲軸24,使得活塞18在每個相應(yīng)的汽缸16中的滑動帶動曲 軸24的旋轉(zhuǎn)。類似地，曲軸24的旋轉(zhuǎn)也帶動活塞18的滑動。發(fā)動機(jī)12 也可以包括連接到曲軸24的齒輪傳動鏈48。
燃料系統(tǒng)28可以包括由曲軸24驅(qū)動的部件以傳遞增壓后的燃料到每 個燃燒室22的噴射。特別地，燃料系統(tǒng)28可以包括用于裝燃料的油缸30， 燃料泵送單元32，用于增壓燃料和將增壓的燃料通過歧管或共軌36送到 多個燃料噴射器34，以及控制系統(tǒng)38。
燃料泵送單元32包括一個或多個實現(xiàn)燃料增壓和輸送一個或多個增 壓燃料流到歧管36的泵裝置。在一個實施例中，燃料泵送單元32包括低 壓源40，與高壓源42串聯(lián)。低壓源40可以是一個傳動泵，通過通道43 提供低壓補(bǔ)給到高壓源42。高壓源42接收低壓補(bǔ)給并且進(jìn)一步增加燃料 的壓力。高壓源42可以通過燃料管44與歧管36連接。根據(jù)需要，可以將 一個或多個過濾裝置(圖中未示出)串^^文置在燃料管44或/和通道43里， 比如主過濾器和第二過濾器，用以濾除通過燃料泵送單元32增壓的燃料中 的雜質(zhì)和/或水。
低壓源40和高壓源42之一或者兩者都可以操控性連接到發(fā)動機(jī)12 并由曲軸24驅(qū)動。低壓源40和/或高壓源42可以連接到曲軸24,連接方 式可以是任何的以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的曲軸24旋轉(zhuǎn)所引起的泵 軸相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)。比如，圖1中所示的高壓源42的泵驅(qū)動軸46通過齒輪傳動鏈48連接到曲軸24。
如圖2所示，高壓源42可以包括一個含有笫一活塞筒52和第二活塞 筒54的機(jī)架50。高壓源42還可以包括位于第一活塞筒52中可滑動的第 一活塞56,因此，第一活塞筒52與第一活塞56共同構(gòu)成第一泵燃燒室58。 高壓源42還可以包括位于第二活塞筒54中可滑動的第二活塞60，因此， 第二活塞筒54與第二活塞60共同構(gòu)成第二泵燃燒室62。可以預(yù)見的是， 如果需要可以在高壓源42中增加更多的泵燃燒室。
第一驅(qū)動器66和第二驅(qū)動器68可以分別操控性地連接曲軸24的旋轉(zhuǎn) 到第一和第二活塞56、 60。第一和第二驅(qū)動器66、 68可以包括驅(qū)動第一、 第二活塞56、 60的機(jī)構(gòu)，比如凸輪、旋轉(zhuǎn)斜盤、擺板、電磁閥激勵裝置、 壓力傳動裝置、液壓傳動裝置、或者其他公知的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。在圖2所示的 實施例中，笫一、笫二驅(qū)動器66、 68是凸輪裝置，每個凸輪分別包括兩個 凸輪凸角67、 69。因此，第一驅(qū)動器66的一個完整的旋轉(zhuǎn)行程可以引起 第一活塞56在其空間的兩個端點之間的兩次相應(yīng)的往復(fù)運動。第二驅(qū)動器 68的一個完整旋轉(zhuǎn)行程也可引起第二活塞60類似的往復(fù)運動。
齒輪傳動鏈48設(shè)置為這樣，因此在一個完整的發(fā)動機(jī)循環(huán)過程中(如， 活塞18沿進(jìn)氣腔、壓縮腔、動力提升行程到排氣腔的行程或者曲軸24的 兩個完整的旋轉(zhuǎn)過程)，泵驅(qū)動軸46可以驅(qū)動第一、第二驅(qū)動器66、 68 兩次。因此，在一個指定的發(fā)動機(jī)循環(huán)過程中，第一、第二活塞56、 60 可以在其活塞筒內(nèi)往復(fù)運動產(chǎn)生八次連續(xù)的泵沖程l-8。奇數(shù)標(biāo)號的沖程是 與第一活塞56的運動關(guān)聯(lián)，偶數(shù)標(biāo)號的沖程是與第二活塞60的運動關(guān)聯(lián)。
第一、二驅(qū)動器66、 68可以相對于對方設(shè)置，由此第一、第二活塞 56、 60可以被驅(qū)動為互不同步的往復(fù)運動，因此配置八個泵沖程實質(zhì)等同 為相對于曲軸24的旋轉(zhuǎn)角?？梢岳斫獾氖?，以葉形凸輪為例，第一、二驅(qū) 動器66、 68也可以包括任何數(shù)量的凸輪凸角以產(chǎn)生相應(yīng)的泵沖程數(shù)量。也 可以理解的是，如果需要，可以使用單驅(qū)動器使第一、第二活塞56、 60 在其各自的底部位置移動。
高壓源42包括與其液態(tài)連接到管道43的進(jìn)氣口 70。高壓源42還可以包括與進(jìn)氣口 70液態(tài)連接低壓槽72，以及選擇性連接到第一、第二泵 燃燒室58、 62。第一進(jìn)氣口止回閥74可以置于低壓槽72與第一泵燃燒室 58之間，使得低壓燃料單向流到第一泵燃燒室58。笫二進(jìn)氣口止回閥76 可以置于低壓槽72與第二泵燃燒室62之間，使得低壓燃料單向流到第二 泵燃燒室62。
高壓源42還可以包括與其液態(tài)連接到燃料管44的排氣口 78。高壓源 42包括高壓槽80，選擇性地液態(tài)連接第一、第二泵燃燒室58、 62與排氣 口 78。第一排氣口止回閥82可以置于第一泵燃燒室58與高壓槽80之間， 使得液體從第一泵燃燒室58排出到高壓槽80。第二排氣口止回閥84可以 置于第二泵燃燒室62與高壓槽80之間，使得液體從第二泵燃燒室62排出 到高壓槽80。
高壓源42也可以包括第一溢流通路86，選擇性液態(tài)連接第一泵燃燒 室58到共同溢流通路90。高壓源42也可以包^"第二溢流通路88，液態(tài)連 接第二泵燃燒室62到共同溢流通路90。溢流控制閥92可以置于共同溢流 通路90內(nèi)，在第一、第二溢流通路86、 88和低壓槽72之間，選擇性地使 第一、第二泵燃燒室58、 62的部分液體經(jīng)過第一、第二溢流通路86、 88 和低壓槽72排出。從第一、第二泵燃燒室58、 62排出(比如溢流出的) 到低壓槽72的液體量，與進(jìn)入到高壓槽80的液體量成反比。
第一、第二泵燃燒室58、 62與低壓槽72的液態(tài)連接可以通過設(shè)立選 擇岡94的形式實現(xiàn)，使得在某個時間只有第一、第二泵燃燒室58、 62中 的一個可以連接到低壓槽72。因為第一、第二活塞56、 60可以相對于對 方不同步地移動， 一個泵燃燒室在低壓狀態(tài)(進(jìn)氣沖程)時，另一個處于 高壓狀態(tài)(泵沖程)，反之亦然。這個過程也被用于來回移動選擇閥94 的元件液態(tài)連接第一溢流通路86到溢流控制閥92,或者連接第二溢流通 路88到溢流控制閥92。由此，第一、第二泵燃燒室58、 62可以共享通用 的溢流控制閥92。然而，可以預(yù)見的是，在一個可替換的實施例中，如果 需要，可以使用單獨的溢流控制閥，用于控制從每個泵燃燒室流出的有效 液體量。進(jìn)一步地，除了計算從第一、第二泵燃燒室58、 62溢流出的燃料量(也稱為排氣口測量)，也可以通過燃料流進(jìn)第一、第二泵燃燒室58、 62而產(chǎn)生的位移進(jìn)行測量(也稱為進(jìn)氣口測量)。
溢流控制閥92通常可以偏向一個第一位置，在該位置燃料可以通過偏 動簧片96流向低壓槽72。溢流控制閥92也可以通過電磁閥力或者先導(dǎo)閥 力的方式移動到第二位置，在該位置流體被阻止流入低壓槽72。相對于第 一、第二活塞56、 60位移的為止，溢流控制閥92在導(dǎo)流和阻流兩個位置 之間的移動和時間，可以確定從對應(yīng)的泵燃燒室流出的液體的哪些部分排 出到了低壓槽72,或者哪些被泵到了高壓槽80。
回到圖l，燃料噴射器34可以置于汽缸蓋內(nèi)，并通過分布管102連接 到岐管36，以噴射從第一、第二泵燃燒室58、 62排出的燃料。燃料噴射 器34可以是電子驅(qū)動和控制的噴射器，機(jī)電控制的噴射器，數(shù)字控制的燃 料閥，或者其他已知類型的燃料噴射器。每個燃料噴射器34可以在預(yù)定的 時間、給定的燃油壓力和流速下，控制增壓燃料進(jìn)入到對應(yīng)燃燒室的噴射 量。
燃料噴射進(jìn)入到燃燒室22的時間可以與活塞18的移動同步，因此也 與曲軸24的旋轉(zhuǎn)同步。比如，在考慮到噴射燃料的點火壓縮燃燒的壓縮沖 程中，當(dāng)活塞18靠近上死點位置時噴射燃料?？商鎿Q地，燃料的噴射也可 以在活塞18開始壓縮沖程向著均質(zhì)混合氣壓壓燃操作的上死點位置時進(jìn) 行。在以延遲的補(bǔ)充噴射而減少空氣的膨脹沖程中，也可以在活塞從上死 點位置向下死點位置移動時噴射燃料。燃料噴射引起的燃燒可以在活塞18 上產(chǎn)生力從連桿26傳遞到曲軸24，以旋轉(zhuǎn)齒輪傳動鏈48而加壓其他的燃 料。
根據(jù)圖1和圖2,控制系統(tǒng)38可以控制從第一、二泵燃燒室58、 62 溢流到低壓槽"的液體量，以及通過高壓槽80泵到岐管36進(jìn)行后續(xù)的噴 射和燃燒的剩余的燃料量。特別地，控制系統(tǒng)38可以包括與溢流控制閥 92通訊的電子控制模塊(ECM ) 98。由ECM98產(chǎn)生的控制信號通過通訊 線路100傳到溢流控制閥92可以確定溢流控制閥92的開合和關(guān)閉時間， 由此產(chǎn)生希望得到的到岐管36的燃料流速和/或在岐管36中的燃料壓力。
9ECM98可以是包括控制燃料系統(tǒng)運行的單個微處理器或者多個微處 理器。眾多的商用微處理器可以執(zhí)行ECM98的功能。能夠理解地，如果 有需要，ECM98可以實現(xiàn)通用發(fā)動機(jī)或動力系統(tǒng)微處理器的控制和監(jiān)控各 種多樣功能。比如，ECM98可以監(jiān)控發(fā)動機(jī)12的負(fù)載，速度和/或壓縮比 率，以及噴射器34的噴射時間。ECM98包括存儲器，第二存儲設(shè)備，處 理器，軟件，及其他運行應(yīng)用的元件。其他多樣的電路可以與ECM98連 接在一起，比如供電電路，單向調(diào)節(jié)電路，電磁驅(qū)動電路和其他類型的電 路。
ECM98可以選擇性地打開和閉合溢流控制閥92以響應(yīng)需求溢流或泵 燃料。也就是，基于發(fā)動機(jī)12的轉(zhuǎn)速和負(fù)載，為了維持發(fā)動機(jī)的速率和希 望得到的扭矩輸出，預(yù)定量的燃料將被噴射和燃燒。為了噴射器34噴射該 預(yù)定量的燃料，必須在噴射的時候在岐管36中保持燃料的一定的量和壓 力。ECM98包括一個或多個存儲在存儲器中的燃料映射關(guān)系，這些映射關(guān) 系是關(guān)于多種的發(fā)動機(jī)條件和需要的燃料量，以及多種發(fā)動機(jī)特性與希望 得到的泵沖程時間。這些映射的每一個可以是表格，圖表和/或等式的形式， 并且包括來自發(fā)動機(jī)12在實驗室和/現(xiàn)場運行采集的數(shù)據(jù)的整理。
比如，如果一個完整的發(fā)動機(jī)循環(huán)的燃料量需求是7200mm3，單沖程 的排量是卯O mii^的話，每個沖程被要求以100%的沖程能力(比如，全 排量)生產(chǎn)以滿足總?cè)剂系男枨蟆Ｔ谶@種情況下，八個泵沖程的每個沖程 實際貢獻(xiàn)總和等于總被泵燃料量。在任何情況下，泵沖程都不可能產(chǎn)生大 于100%能力的沖程排量。但是，某些沖程有時可以排出大于等值于泵 100%部分的量。也就是說，八個泵沖程的每個沖程貢獻(xiàn)不同量。
此外，ECM98可以包含振動映射，反映發(fā)動機(jī)12的負(fù)載和速度與齒 輪傳動鏈48的振動信號的關(guān)系。也就是，當(dāng)發(fā)動機(jī)12的負(fù)載和/速度因為 空氣壓縮機(jī)(圖中未示出)的開始運行和/或取消運行而發(fā)生變化時，齒輪 傳動鏈48的單個部件可能會加速或減速。變化的速率可以產(chǎn)生振動信號， 該信號可以被分解為具體的振動頻率和幅度。
振動映射可以包括，根據(jù)實驗室和/或?qū)嶋H測試，單個泵沖程的具體的時間和燃料的排量關(guān)聯(lián)到這些振動頻率和幅度。也就是，當(dāng)高壓源42在進(jìn) 行增加燃料壓力時，活塞56、 60的往復(fù)運動可以產(chǎn)生通過驅(qū)動器66、 68 到齒輪傳動鏈48的反向扭矩。這個反向扭矩具有頻率和振幅的特性，改變 了依靠在每個泵沖程中的燃料的排量和時間(比如溢流系數(shù))?；钊?6、 60中燃料的時間和排量可以組成輸入扭矩分布圖。
振動映射可以關(guān)聯(lián)發(fā)動機(jī)12的特點的振動頻率和振幅與由燃料泵送 單元32產(chǎn)生的不同扭矩分布圖。ECM98可以參照振動映射，并根據(jù)關(guān)聯(lián) 性選擇性地控制活塞56、 60以減弱或者甚至取消前面描述的振動信號。也 就是，ECM98可以發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)12的負(fù)載或速度的變化，比如當(dāng)壓縮機(jī)開 始工作時，在齒輪傳動鏈48相關(guān)的振動特性也改變了。 ECM98可以參照 振動映射，在提供當(dāng)前燃料需求的同時確定減弱振動所需要的輸入扭矩分 布圖，并基于輸入扭矩分布圖選擇性地控制活塞56、 60時。
可替換地或者另外的， 一個或多個傳感器103可以與ECM98通信， 直接監(jiān)控齒輪傳動鏈48的振動和/或噪音變化。ECM98可以接收來自傳感 器103的輸入，參照振動和燃料的映射以決定在提供噴射器34所需要的燃 料時減弱振動和/或噪音所需要的活塞56、 60的輸入扭矩分布圖。進(jìn)一步 的，如果需要，傳感器103可以直接監(jiān)控與發(fā)動機(jī)12相關(guān)的其他經(jīng)受振動 的部件的振動系數(shù)，比如發(fā)動機(jī)的支架。
下面討論本發(fā)明的工業(yè)實用性。
本發(fā)明所披露的系統(tǒng)可以使用在任何發(fā)動機(jī)中，只要這些發(fā)動機(jī)需要 抵消和/或減少振動和噪音。該披露的系統(tǒng)可以通過選擇性地控制與發(fā)動機(jī) 關(guān)聯(lián)的泵的燃料排量和時間，幫助減少和/或取消發(fā)動機(jī)內(nèi)的振動和噪音。 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明所述的泵可以被用于任何流體系 統(tǒng)。比如，所述泵可用于燃料或非燃料的液體媒介，如發(fā)動機(jī)潤滑油。下 面將介紹動力系統(tǒng)10的運行操作。
如圖1所示，當(dāng)動力系統(tǒng)10在運行時，由泵驅(qū)動軸46引起第一、第 二活塞56、 60在相應(yīng)的第一、第二活塞筒52、 54中往復(fù)運動，從而使得 第一、第二驅(qū)動器66、 68旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)谝换钊?6在進(jìn)氣沖程移動時，第二活塞60可以在泵沖程移動。在第一活塞56的進(jìn)氣沖程中，液體可以經(jīng)第 一進(jìn)氣口止回閥74進(jìn)入第一泵燃燒室58。當(dāng)?shù)谝换钊?6開始泵沖程時， 在第一泵燃燒室58中增加的液體壓力引起選擇閥94移動，并使得從第一 泵燃燒室58排出的液體經(jīng)過溢流控制閥92流(比如溢出)到低壓槽72。 當(dāng)需要高壓源42的液體輸出高壓時，溢流控制閥92可以移動以阻止第一 泵燃燒室58到低壓槽72的液體流動。
關(guān)閉溢流控制閥72可以引起第一泵燃燒室58的壓力驟然增加。當(dāng)?shù)?一泵燃燒室58的壓力持續(xù)增加時，第一排氣口止回閥82之間的壓力差可 以產(chǎn)生一個開啟力，超過第一排氣口止回閥82的彈簧閉合力。當(dāng)?shù)谝慌艢?口止回閥82的彈簧閉合力被克服了，第一排氣口止回閥82將被打開，并 且在第一泵燃燒室58中的高壓液體可以經(jīng)過第一排氣口止回閥82流進(jìn)高 壓槽80,然后進(jìn)入燃料管44方式的歧管36。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將可以意識到，溢流控制閥92開啟和閉合的時 間可以確定被第一活塞排出的流體量中，哪些部分被泵進(jìn)了高壓槽80,哪 些部分被泵回了低壓槽72。這樣的操作可以作為一個機(jī)制，通過該機(jī)制保 持和控制歧管36的壓力。如前面的部分說述，對溢流控制閥92的控制可 以通過經(jīng)通信線路100接收到的來自ECM98的信號。
在泵沖程的結(jié)束階段，當(dāng)凸輪凸角67的角度引起第一活塞56的移動 減少，第一活塞56的往復(fù)運動速度比例減小。當(dāng)?shù)谝换钊?6的往復(fù)運動 速度比例減小時，第一排氣口止回閥82之間的壓力差所導(dǎo)致的開啟力將差 不多降到第一排氣口止回閥82的彈簧力之下。當(dāng)?shù)谝慌艢饪谥够亻y82之 間的壓力差所導(dǎo)致的開啟力降到第一排氣口止回閱82的彈簧力之下時，第 一排氣口止回閥82可以移動以阻流。
第二活塞60可以轉(zhuǎn)換模式，從吸入到泵出(第二活塞56可以從泵出 到吸入進(jìn)行轉(zhuǎn)換)，選擇閥94可以移動以阻止從第一泵燃燒室58的液體， 并開啟第二泵燃燒室62與溢流控制閥92之間的通路。這樣，允許溢流控 制閥92控制第二泵燃燒室62的流出。第二活塞60就完成了如上與第一活 塞56類似的泵沖程。
12在第一和第二活塞56、 60的任何一個泵沖程中，每個泵沖程對于由高 壓源42輸送的總?cè)剂系呢暙I(xiàn)量，可以各自不同地減少經(jīng)驅(qū)動器66、 68和 齒輪傳動鏈48傳遞到曲軸24的振動和/或噪音?？梢酝ㄟ^延長溢流控制閥 92的閉合時間提高每個沖程的有效排量。ECM98可以響應(yīng)希望獲得的、 已知的或測量的振動、噪音或燃料少于高壓源42的最大輸出的需要，變換 該貢獻(xiàn)量和有效排量。
特別地，當(dāng)活塞56、 60排出燃料時，增壓的力可以為反方向于經(jīng)泵驅(qū) 動軸46和齒輪傳動鏈48到曲軸24。這個力的頻率和振幅可以產(chǎn)生前面所 描述的扭矩分布圖。這個扭矩分布圖可以減小和/或抵消發(fā)動機(jī)12產(chǎn)生的 不希望得到的振動和/或噪音。
根據(jù)已知的發(fā)動機(jī)運行條件，活塞56、60的泵沖程時間可以由ECM98 調(diào)節(jié)。具體地，ECM98可以調(diào)節(jié)在每個泵沖程中的燃料排出和時間，響應(yīng) 于齒輪傳動鏈48的已知參數(shù)和發(fā)動機(jī)12的負(fù)載和/或速度的變化。比如， 當(dāng)關(guān)聯(lián)的空氣壓縮機(jī)，液壓泵，空調(diào)設(shè)備或其他的附加的設(shè)備在運轉(zhuǎn)時， 發(fā)動機(jī)12的負(fù)載是變化的。當(dāng)發(fā)動機(jī)12的負(fù)載和/或速度變化時，齒輪傳 動鏈48的振動參數(shù)也會發(fā)生變化。這些變化的振動參數(shù)，如果沒有被說明， 將增加齒輪傳動鏈48、曲軸24和/或發(fā)動機(jī)12中的額外的和導(dǎo)致不希望的 噪音。響應(yīng)于這些，ECM98可以選擇性地變換泵沖程中的時間和/或燃料 的排量，以在泵驅(qū)動軸46上產(chǎn)生特定的扭矩分布，主動地減小甚至抵消發(fā) 動機(jī)12的振動和噪音。
比如，如果一個完整的發(fā)動機(jī)循環(huán)的燃料量需求小于7200mm3，八個 泵沖程的一些或全部比其900mi^的最大沖量降低。也就是說，如果總?cè)?料需求是5400mm3,可以僅控制六個沖程使其貢獻(xiàn)最大沖程量而剩余的兩 個沖程可以完全不需要。或者，可以使所有的八個沖程貢獻(xiàn)它們最大排量 的75%即可。也可以控制每個沖程排出不同的量，總的排量等于需求的量 即可。泵沖程的每種組合可以響應(yīng)特定的扭矩分布，可以減少和/或消除發(fā) 動機(jī)12 —定的振動特性和噪音。
ECM98可以根據(jù)每個泵沖程的正確組合和時間控制燃料排量，以根據(jù)振動映射減少振動和噪音。比如，ECM98可以因為空氣壓縮機(jī)的運轉(zhuǎn)而增 加發(fā)動機(jī)12的負(fù)載?？梢愿鶕?jù)該負(fù)載和發(fā)動機(jī)12的當(dāng)前速度，比如在 1000rpm與1700rpm之間，ECM98導(dǎo)出一個振動信號。使用這些條件作 為參數(shù)，ECM98可以參照振動映射來確定扭矩分布，該扭矩分布可以最有 效地減少所產(chǎn)生的振動和噪音。扭矩分布可以包括，比如，當(dāng)取消泵沖程 3， 5,和8時，運行泵沖程l， 2， 4， 6和7。在這個例子中，齒輪傳動鏈 48的疲勞極限可以增加20%,負(fù)載逆轉(zhuǎn)也會顯著降低，發(fā)動機(jī)12的噪音 會減小。
本發(fā)明所披露的減振系統(tǒng)的有益效果是，通過選擇性地變換時間和燃 料泵送單元32的單個泵沖程的有效排量，減少甚至消除振動和/或噪音。 通過減少甚至消除振動參數(shù)和/或噪音，相關(guān)部件的磨損將會減小，并且還 可以符合嚴(yán)格的噪音排放標(biāo)準(zhǔn)。
應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明不限于上面詳細(xì)說明的示例性實施例，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可在不偏離本發(fā)明的范圍或精神的情況下做出多種改變和變型。以上 所描述的實施例僅是示例性的，本發(fā)明的范圍應(yīng)以權(quán)利要求及其相關(guān)的等 同變換確定。
權(quán)利要求
1、一種用于發(fā)動機(jī)的減振系統(tǒng)，包括至少一個泵送單元，在發(fā)動機(jī)循環(huán)過程中隨多個泵沖程移動；和控制器，所述控制器用于確定發(fā)動機(jī)振動系數(shù)，以及基于振動系數(shù)、在所述的多個泵沖程的至少一個沖程中調(diào)整所述至少一個泵送單元的燃料排量。
2、 如權(quán)利要求1所述的減振系統(tǒng)，其特征在于所述的振動系數(shù)與 發(fā)動機(jī)的負(fù)載和速度中的至少一項關(guān)聯(lián)，所述的控制器包括至少一個反映 所述振動系數(shù)和燃料排量調(diào)整的映射。
3、 如權(quán)利要求2所述的減振系統(tǒng)，其特征在于所述的控制器用于 通過改變至少一個所述多個泵沖程的有效排量來調(diào)整燃料排量。
4、 如權(quán)利要求1所述的減振系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括與所述 控制器通訊的至少一個傳感器，該至少一個傳感器用于產(chǎn)生指示所述振動 系數(shù)的信號，所述的控制器基于該信號調(diào)整燃料排量。
5、 如權(quán)利要求1所述的減振系統(tǒng)，其特征在于所述的控制器包括 反映每個所述至少一個泵送單元的排量到在發(fā)動機(jī)的循環(huán)過程中所需燃料 量的映射，所述的控制器^^據(jù)該映射在每一個所述多個泵沖程中控制燃料 排量。
6、 如權(quán)利要求1所述的減振系統(tǒng)，其特征在于所述的振動系數(shù)與 發(fā)動機(jī)驅(qū)動元件的操作啟動和操作取消的至少 一個相關(guān)。
7、 如權(quán)利要求1所述的減振系統(tǒng)，其特征在于所述的至少一個泵 送單元是兩個相對不同步操作的泵送單元，所述的控制器為所述的兩個泵 送單元的每一個調(diào)整多個泵沖程以減小振動系數(shù)。
8、 一種控制燃料輸送至發(fā)動機(jī)的方法，包括 通過至少一個泵送單元排出燃料； 噴射燃料到所述發(fā)動機(jī)； 確定所述發(fā)動機(jī)的振動系數(shù)；以及基于所述振動系數(shù)變動所述至少一個泵送單元的所述燃料排量。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括 將所述振動系數(shù)的振幅和頻率關(guān)聯(lián)到燃料排出的數(shù)量和時間；以及 確定所述發(fā)動機(jī)的負(fù)載和速度中的至少 一項的變化，所述的確定振動系數(shù)基于此變化。
10、 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述的變動至少一個泵 送單元的燃料排量步驟包括變動由于燃料的排出傳遞到所述發(fā)動機(jī)的扭 矩。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種使用泵的減振系統(tǒng)。本發(fā)明的用于發(fā)動機(jī)的減振系統(tǒng)包括至少一個泵送單元，在發(fā)動機(jī)循環(huán)過程中隨多個泵沖程移動，和控制器，所述控制器用于確定發(fā)動機(jī)振動系數(shù)，以及基于振動系數(shù)、在所述的多個泵沖程的至少一個過程中調(diào)整所述至少一個泵送單元的燃料排量。
文檔編號F02M63/00GK101550899SQ200910130690
公開日2009年10月7日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者I·E·?？怂? M·E·萊嫩 申請人:卡特彼勒公司