CN101208512A - 用于控制燃料喷射器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在内燃机中控制组合式喷射器型的燃料喷射器(10)的方法，该燃料喷射器(10)包括活塞(13)。该活塞由旋转凸轮轴(15)驱动，并且在工作冲程中在燃料内形成液压升高，其关于通过溢出阀(20)的压力增长和关于通过针形控制阀(25)的喷射次序而被调节。溢出阀(20)和针形控制阀(25)以这样的方式被调节，即：除了由活塞返回弹簧(16)产生的正常延迟力和喷射器中的流动阻力之外，还在部分工作冲程中产生了附加的活塞延迟力。

Description

用于控制燃料喷射器的方法
技术领域
本发明涉及一种在内燃机中控制组合式喷射器型的燃料喷射器的方法，燃料喷射器包括活塞，该活塞由旋转凸轮轴驱动并在工作冲程中在燃油内形成液压升高，其关于通过溢出阀的压力增长和关于通过针形控制阀的喷射次序而被调节。
背景技术
在内燃机中，例如具有组合式喷射器的柴油发动机，喷射器活塞需要强力的返回弹簧，以使活塞在其一部分的工作冲程中延迟。如果返回弹簧的力不足够大，则在力传递链中的活塞和驱动凸轮凸起之间的接触将存在断开的危险，导致损坏的出现，例如，当由凸轮凸起驱动的部分制动且惯性力趋于减小凸轮凸起和凸轮从动件之间的接触力时，在对应于活塞最大升程位置的喷射器凸轮凸起的中间区域上会出现损坏。因此，期望增加接触力。
为了能够喷射出足够量的燃油并且获得最大的可能自由度以改变喷射正时(例如作为发动机速度和负荷的函数)，重要的是能够在足够宽的曲轴转角间隔上将燃料喷射到发动机中。通常，能够或期望喷射燃料的曲轴转角间隔由允许的凸轮延迟部分地限制。允许的凸轮延迟在实际中由通过喷射器活塞的返回弹簧施加的力来决定；凸轮延迟的大小不能等于或大于此延迟，这是因为凸轮随动件和凸轮凸起之间的接触随后会断开。
解决上述问题的一个可接受方案是使用更强力的活塞返回弹簧。更强力的返回弹簧的缺点是这样的，即：弹簧占用更多的空间。在现代的柴油发动机中，由于大量的阀门机构，喷射器周围的空间受到严格限制。因此，有利的是，如果能限制返回弹簧的尺寸，使得其不会干涉喷射器周围的空间中的其它功能。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种不需要在部分活塞返回弹簧上的高弹簧力的情况下而允许喷射器活塞的快速延迟的方法。这个目的通过权利要求1的前序部分和特征部分中所述类型的方法来实现。
本发明的优选实施方式在从属权利要求中给出。
附图说明
以下参照附图中示出的示例性实施例，对本发明进行更具体的说明，其中，
图1示出处于第一操作位置的燃料喷射器的示意图，该燃料喷射器可用于执行根据本发明的方法；
图2示出相应的处于第二操作位置的喷射器；
图3示出比较已知方法和根据本发明的方法的关于力/凸轮转角的曲线图；
图4相应地示出了比较已知方法和根据本发明的方法之间的关于活塞速度/凸轮转角相关性的曲线图。
具体实施方式
图1和2示出了现有技术中已知类型的组合式喷射器(unitinjector)10的示意图，其通过泵11供给燃料，泵11从燃料箱12中抽吸燃料。已知形式的喷射器包括活塞13，通过利用凸轮轴15抵抗压缩弹簧16的作用和活塞下方的任何燃料压力，活塞13被驱动以在活塞缸14中进行往复移动。通过凸轮从动辊或以其它方式，例如通过摇臂，在实际中能直接实现凸轮轴凸起和活塞之间的接触。
活塞缸14的入口端18连接到泵供给线路17。活塞缸19的出口端19经由电控溢出阀20而连接到入口端18，该溢出阀20在其打开位置上允许经由回路21的流动，也就是说，活塞的工作不在喷射器中形成任何大的压力增长(pressure build-up)。
当溢出阀20处于关闭位置时(见图2)，这种压力增长出现并传递到喷射器针22，部分地经由针形控制阀25到达喷射器针的后端，部分地经由分支线路26，该喷射器针22被支撑，从而能够抵抗压缩弹簧24的作用而在喷射器喷嘴23中移动，并且该分支线路26在喷射器针的顶点端和针形控制阀25的上游点之间延伸。当针形控制阀25和溢出阀20处于图2所示的位置时，在喷射器针22两端处的液压相等，然后喷射器喷嘴通过压缩弹簧24的作用而被保持关闭，而不管喷射器中的压力高还是低。
如果通过发动机电控单元27进行电控的针形控制阀25现在处于其另一位置(图中未示出)，则喷射器针的后端上的压力将经由返回线路28而返回到活塞13的入口端18。在这种方式下，在喷射器针的顶点处的燃料液压克服弹簧24的力，如图2中所示，喷射器针向上移动，且喷射器能经由分支线路26而以高压将燃料喷射到发动机气缸中的一个内。
当不需要喷射到发动机气缸内时，针形控制阀25液压地连接喷射器针的后端与活塞的出口。当喷射器将以高压喷射燃料时，喷射次序以溢出阀20的关闭开始，从而开始活塞下游处的压力增长，活塞的向下移动压缩燃料并增大压力。在达到需要的液压时(例如取决于负荷和发动机速度)，针形控制阀被移动到其另一压力释放位置。然后，燃料开始喷射到发动机气缸中，且活塞的连续向下移动造成：燃料通过喷射器喷嘴、经由分支线路26而被“排出”。其中，在该移动过程中活塞上的压力受到凸轮凸起的设计形状和喷射器的固有特性的影响。
当足够量的燃料已被喷出时，溢出阀20再次打开且针形控制阀25被移回到图中所示的第一位置。这点标志着返回到原始位置，在该原始位置，溢出阀打开且喷射器喷嘴关闭。
根据本发明，溢出阀20和针形控制阀25能以这样的方式来由发动机控制单元调节，即：喷射器10中的燃料使得活塞的向下移动过程的抵抗力大于活塞13的一部分工作冲程上的正常水平。这是通过：调节针形控制阀从而使喷射器喷嘴保持关闭，以及利用溢出阀的打开和关闭来调节活塞和喷射器喷嘴之间的液压而得以实现。作用在活塞端部上的液压从而能被利用，以延迟活塞在部分工作冲程上的向下移动，这意味着压缩弹簧16的力不需要太大，且意味着活塞凸轮从动件仍能跟随凸轮凸起，而没有凸轮凸起和凸轮从动件之间的接触被中断的危险。
如果发动机在发动机制动模式下使用，也就是没有喷射出现，则可以使用比在一般的发动机操作中凸轮凸起的更大部分来增大延迟力，其中凸轮凸起主要用于喷射工作。
由于活塞延迟能在较短的转角间隔上更迅速起作用，因此由液压升高的接触力也能用来增加用于喷射的转角间隔。图3和4示出了如何使用活塞延迟的缩短的转角间隔来延长喷射转角间隔的图表，粗实线29表示根据现有技术的曲线，细实线30表示由根据本发明的方法获得的曲线。
本发明可以在不改变所使用的硬件的情况下获得上述的某些优点。其它优点可通过对硬件的简单改变来实现。本发明还可以在发动机速度和负荷条件下(当需要时)，单独地应用增加的延迟力。这显然不能通过采用更强力的返回弹簧16来实现。例如，可以选择使用由受压燃料产生的增加来减少在所有发动机速度下的凸轮从动件或凸轮凸起的损坏的危险，或只作为在很高的发动机速度下的安全措施。
最后，本发明可以单独地在活塞的部分工作冲程上应用增加的液压力，这个特性是期望的，这是因为这使得滚子-摇臂或摇臂-摇臂轴承接触表面上的油膜由于在活塞的整个工作冲程上的高负荷(如在使用更强力的活塞返回弹簧16的情况下)而变得太薄的危险降到最小。
本发明不应看作限于上述的实施例，而是在不脱离所附的权利要求的范围下的多种进一步的变化和改变是可行的。例如，溢出阀20能根据一个预定方法来调节，其作为发动机速度或负荷的函数或通过利用活塞下的压力传感器而反馈到发动机控制单元而变化。机械式返回弹簧16还可由喷射器中的液压系统压力来代替。

Claims (8)

1.一种在内燃机中控制组合式喷射器型的燃料喷射器(10)的方法，燃料喷射器包括活塞(13)，该活塞由旋转凸轮轴(15)驱动并在工作冲程中在燃料内产生液压升高，且其利用溢出阀(20)关于压力增长进行调节，利用针形控制阀(25)关于喷射次序进行调节，其特征在于，溢出阀(20)和针形控制阀(25)以这样的方式被调节，即：除了由活塞返回弹簧(16)产生的正常延迟力和喷射器中的流动阻力之外，还在部分工作冲程中产生了附加的活塞延迟力。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述附加延迟力通过调节溢出阀(20)而产生，从而调整活塞(13)和喷射器喷嘴(23)之间的压力增长。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，关于发动机速度来调节溢出阀(20)和针形控制阀(25)。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，另外溢出阀(20)和针形控制阀(25)关于发动机负荷进行调节。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用活塞(13)下游处的压力传感器，通过到发动机控制单元(27)的反馈来调节溢出阀(20)和针形控制阀(25)。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，当在发动机制动模式下驱动时，以这样的方式调节溢出阀(20)和针形控制阀(25)，即：在部分工作冲程中，在比正常的发动机运转更早的曲轴转角处产生附加的活塞延迟力。
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法结合凸轮轴(15)的应用，其中，能用于以要求的活塞速度喷射的曲轴角间隔已扩展超出没有附加活塞延迟力的正常喷射器中所使用的曲轴角间隔。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法与活塞返回弹簧(16)一起的应用，该活塞返回弹簧(16)的弹簧力低于没有附加活塞延迟力的正常喷射器中所使用的弹簧力。
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