[发明专利]储压器燃油系统的电控系统

说明书

本发明涉及一种用于控制供入内燃机燃烧室的燃油的系统和方法，在本发明的实施例中，本发明涉及的是一种用于多缸压燃式发动机的系统和方法，所述的发动机中包括一个高压燃油泵和燃油储压器。    

75年来内燃机一直作为人类的主要的运输能源。无论怎样描述内燃机的重要性和工程技术人员为其的完善所做的不懈努力都是不过分的。目前人们已经充分地认识到内燃机设计的技巧就是：大多数“新”的发动机设计是在对现有的多种已知方案的选择中进行的。例如，牺牲发动机的燃油经济性可以很容易地改善其动力输出曲线，增加成本则可以消除污染和提高可靠性。通常如果同时牺牲燃油经济性和成本的话，那么还可以实现其它目的，如增加功率、缩小尺寸和/或减轻重量。

对于内燃机的性能和成本来说，发动机的燃油系统通常最具重要性。所以到目前为止在对内燃机所作的改进的所有工程技术努力中，用于内燃机的燃油系统的研究是其中最主要的部分。因此，今天的发动机设计人员对已知的燃油系统进行多种选择和可能的排列，设计人员的设计工作主要包括在如下的各种因素之间进行极其复杂和细致的平衡，即：成本、尺寸、可靠性、性能、制造容易以及与现有的发动机设计的通用性。

由于目前公众的要求和政府的管理都有提高燃油效率和保持环境的要求，设计人员的设计面临了越来越多的困难。从燃油系统设计已成熟的角度来看，在未来的燃油系统的改进中，同时兼顾提高发动机性能和降低污染是非常困难的，然而由于对环境问题的广泛关注和因此而产生的各种标准，又迫切需要进行这方面的改进。满足上述的各项标准(特别是关于压燃式发动机的标准)需要对燃油系统进行较大的改进，以避免因燃油系统的成本和/或发动机再设计成本的增加而加重消费者的负担。

CUMMINS公司(本发明的受让人)研制出了一种全新的供油系统，该系统具有一个新的泵油和分配结构，以满足对各种相互矛盾的设计因素的改进的需求。

简而言之，在一个实施例中，上述新的供油系统包括一个由泵驱动的直列式往复凸轮，所述的泵带有一个或多个高压泵缸，泵缸将燃油供入一个高压储压器中，随后燃油通过一个机械分配阀将燃油导入多个发动机的气缸。双联泵控制阀可以在可变的时刻打开和关闭，以改变有效的泵的位移并保持储压器的燃油压力，使之独立于发动机速度。在储压器和分配器之间设有一个或多个喷射控制阀，这样上述的一个或多个阀顺序控制供入各所缸中的供油时刻和供油量。

在这种改进的供油系统的发展过程中需要一种改进的电控系统，这一控制系统特别适用于控制这种新的系统。实际上，本发明人已经发现该燃油系统的主要优点(低成本、高燃油效率和少污染)只有通过设置一个先进的电控系统对才能得以实现，该电控系统具有集中的控制并能对构成该燃油系统的不同的燃料流量控制机构进行监控。采用这种电子控制可以实现不同喷射过程期间供油速率的改变、控制和操作性能的改善。此外在本发明的一个特殊的电子控制系统中，由于采用了新的控制算法和信号图形，所以本发明可以使用许多通用的燃油系统中先进的设计。

同样，在现有技术中也没有提供或建议这样一种燃油喷射系统，该喷射系统能将一个直列往复泵、一个储压器、一个单一的喷射控制阀和一个燃油分配器很好地结合在一起，以前的控制系统也没能提供一种集中的电子控制系统，该系统可以控制一个直列往复泵，以便通过所有气缸的燃烧将高压储压器内的油压保持在需要的值上，并且同时控制一个单一的喷射控制阀，从而依次精确控制各气缸的喷射定时和油量。

当然在现有技术中也有各种的电控系统，这些系统的控制算法和信号输出适用于其它类型的燃油喷射系统。在Komatsu的日本专利申请文件57-68532中便公开了一种采用电子控制对燃油喷射进行控制的方法。该对比文件中公开了一种电控高压泵和一个用以接收上述泵的输出的储压器，高压泵的输出通过一分配器型的阀和相应的供油管将燃油供给多个喷射嘴。储压器中的压力由第一电控单元根据感应的储压器压力和发动机位置进行控制，以便有效地控制高压泵的有效位移。但是在该系统中，喷射定时和喷射量是由另一个电子单元通过对分配器内转动阀件的控制而加以改变的。因此，在该系统中没有对喷射定时、喷射速率和燃油压力进行集中控制，以精确控制发动机内的燃油。