[发明专利]电控直列泵--管--阀--嘴柴油喷射系统

说明书

本发明涉及一种柴油机燃油喷射装置，特别涉及一种电控直列泵-管-嘴型柴油喷射系统。

现有技术中，传统的直列泵-管-嘴型柴油喷射系统主要包括直列式油泵、高压油管和喷油器三大部分，如BOSCH直列泵型柴油喷射系统就是最典型的一种。在这种喷射系统中，油量的控制是通过转动柱塞改变柱塞螺旋槽与回油孔的相对位置来实现的，而柱塞的转动则由调速器经齿杆传动机构完成；供油的开始时刻则由惯性机构通过改变柴油机曲轴与油泵凸轮轴之间的相对位置得到调节；高压出油和卸压过程则由油泵上方的出油阀加以调节。可见这一传统的喷射系统不仅油泵结构复杂，且这种机械惯性式控制方式无法按照发动机的运行工况选择最佳的喷油量和喷射定时；同时喷油压力的大幅度提高也将受到油泵结构及强度的限制；且当喷油压力提高后，高压燃油脉冲不稳定流动过程更难控制，容易出现异常喷射。

为了进一步提高燃油喷射压力，实现理想的喷油速率。喷油量和喷射定时的最优控制，利用微电子技术对传统的喷射系统进行改进已成为新的发展趋势，如目前使用的带电控定时滑套的直列泵就是利用现代微电子技术与机液电磁机构相结合对传统喷射系统进行的改进。它是采用电子传感器检测柴油机转速和负载信号，用微处理机软硬件构成控制器，用电磁机构驱动直列泵油量调节齿杆，从而实现了油量控制；而喷射定时则通过一种滑套式提前角控制机构来实现。但目前这种电控直列泵-管-嘴喷射系统仍存在诸多的不足和缺陷：一方面由于电控直列泵中的柱塞同时承担着供油加压和调节两种功能，即供油与调节功能的结构耦合，导致了油泵结构仍很复杂，刚度下降，泄漏增加，从而使油泵高压能力下降，可靠性差；另一方面定时与油量控制分别采用两套控制装置，从而导致控制机构复杂，零件数量多，成本高。其次，现有的电控泵-管-嘴喷射系统并没有真正实现电子控制与燃油喷射过程的直接接口，而是经过了齿杆、齿圈、螺旋槽、滑套等中间连接机构。由于中间连接机构的惯性、时延以及多缸统一控制方式等，使得电控系统只能对燃油进行间接的低频控制，而不能进行快速高频的油量调节和定时改变，也不能对多缸分别进行控制。还有，现有的电控直列泵-管-嘴喷射系统中，油量和定时分别由齿杆和滑套位置确定，这种位置伺服控制的精度和响应特性往往受到各种因素的影响，并在运用过程中发生变化。同时此种喷射系统难以实现理想的喷油规律，如低初始喷油速率，高主喷射速率，快速高压切断且无后期异常喷射等。

综上所述，现有技术中使用的电控直列泵-管-嘴喷射系统无论从系统结构、控制调节方式以及喷射特性等方面都有待于进一步改进和完善。

为克服现有技术的不足和缺陷，本发明的目的和任务是实现供油与调节功能的解耦，即将控制与调节机构作为一个独立的部件移出泵外，从而既可实现快速、高频的油量调节和定时控制，提高控制精度，又可大大优化系统结构，特别是油泵结构，减少零部件，降低成本，同时使其实现理想的喷油规律(即低初始喷油率，高主喷射率和快速高压切断)以及稳定的卸载过程等。

上述目的和任务是通过以下技术方案实现的：本发明所述喷射系统主要包括微电脑控制单元(ECU)，直列式油泵、高压油管、喷油器及低压燃油系统；所述微电脑控制单元是由微处理机软硬件及装在发动机凸轮轴上的转速和位置传感器以及可检测发动机状态的各种传感器组成；直列式油泵主要包括泵体、凸轮轴、滚轮、柱塞偶件、柱塞弹簧等部件；低压燃油系统主要包括油箱、低压输油泵、共轨油道和低压油管，其特征是在该直列式油泵与喷油器之间的高压油管管路中装有一承担调节功能的电磁控制旁通阀，该电磁控制旁通阀的电磁线圈与微电脑控制单元的输出端相联接，其旁通阀通过低压油管与低压燃油系统相连通；所述直列式油泵采用只承担供油加压功能的解耦式直列油泵，该油泵的柱塞偶件主要由整体式柱塞套和解耦型柱塞组成。

上述技术方案可使油泵的供油与调节功能解耦，使调节功能全部由电磁控制旁通阀来完成，并把它作为一个独立的部件移出泵外，实现了燃油喷射过程与电脑控制两部分的直接接口。除电脑控制单元外，此喷射系统主要包括解耦式直列油泵、高压油管、电磁控制旁通阀和喷油器四个主要功能模块，从而形成了一种新的喷射系统构形，即电控直列泵-管-阀-嘴型喷射系统。这一新的喷射系统不仅有效地克服了现有技术中由于机械调节和间接电控带来的油泵结构复杂，零部件多，可靠性差等缺陷，使油泵结构大大简化，而且实现了直接、快速的高频油量调节和定时控制；同时打破了现有的泵-管-嘴喷射系统中固定的压力波传播模式，实现了一个较理想的喷油规律，从而达到了上述目的。

附图1为本发明的总体结构示意图。

附图2为本发明的喷射系统工作示意图。

附图3为机械离心式超速保护装置的结构示意图。