CN101539076A - 化油器电控化集成系统 - Google Patents
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Abstract
本发明特点是将机动车辆化油器电控系统中的核心执行部件－占空比电磁阀与化油器集成在一起，并在结构上对化油器进行了相应改动，组成一个新型的化油器电控化集成系统。该系统包括电子控制器(ECU)，占空比电磁阀，脱附电磁阀、磁电机触发信号线，氧传感器，进气温度传感器，缸头温度传感器，改造后的新型化油器，辅助气嘴，带触媒(催化转化器)消声器，空气滤清器，相关的连接线束和管线等部分组成。该系统对化油器发动机的空燃比可实施更高精度和更高效率的调节和控制，提高了系统工作的可靠性、稳定性，显著达到降低和控制摩托车的废气排放的效果，可达到欧三排放标准以上。另外系统中占空比电磁阀的工作噪音也大大降低了。
Description
技术领域
化油器电控化集成系统是将电子控制单元与化油器集成在一起，利用了机电一体化技术，组成一个新型的化油器电控化集成系统。
背景技术
通常，化油器摩托车的供油曲线由化油器配置确定的，从化油器的供油曲线分析，化油器的理想供油量和空燃比仅占发动机设计转速范围的40％左右，而发动机工作过程的60％以上的转速范围油量和空燃比均处于过浓或过稀的非理想状态，导致出现油耗和废气排放量过大等问题。
为改进上述问题，曾经采用过电子控制补气系统装置(见附图6)。该电子控制补气系统装置包括：电子控制器(ECU)，气流控制电磁阀(也称补气电磁阀)，化油器，空气滤清器、转速传感器(磁电机触发信号线)，相关的连接线束和管线等部分组成。在机动车辆中(包括摩托车和汽车)的电子控制补气系统装置中的控制器ECU接收到磁电机触发信号线发出的关于转速的脉冲信号后，向补气电磁阀输出控制信号，控制电磁阀开启、关闭时间的占空比，由此通过补气电磁阀实现对进入发动机的化油器空气流量的补充和调控，使发动机实现良好的燃烧。采用该套系统装置，摩托车的油耗和废气排放问题得到一定的改善。但是仍存在该套系统装置工作效率有待提高，补气电磁阀的工作噪音需要进一步降低的问题。而且该套系统装置不能解决摩托车达到欧三以上排放标准问题。
发明内容
本集成电控系统是专门解决上述问题，并带控制燃油蒸发控制系统的脱附电磁阀工作功能。其特点是根据发动机的工况特点，应用电子控制技术自动调节控制化油器的空燃比，并能使燃油雾化得更理想，促进发动机工作过程燃油气得到更充分的燃烧，将空燃比的λ值控制在λ＝1附近，处于理想的状态下工作，达到机内净化效果并同时提高触媒转化效率，满足欧III标准排放达控制要求。而燃油蒸发控制系统的脱附，是通过电控系统中脱附电磁阀将燃油蒸发控制系统碳罐的脱附管连接与进气道连接在一起，由电子控制系统(或简称电控系统)的ECU适时控制脱附电磁阀开启进行脱附。
本发明之一是将化油器电控系统中的核心执行部件-占空比电磁阀(也即一种气流控制电磁阀)与化油器集成在一起，通过电控集成化系统对化油器实施空燃比调节和控制，达到降低和控制摩托车的废气排放的效果，实施机内净化和动力性能的优化。在降低废气排放量的同时，提高机外净化处理系统触媒的转化率。该系统的ECU可同时实施燃油蒸发控制系统的脱附工作，满足欧III排放标准的控制同时亦适用燃油蒸发控制标准的对应(见附图1集成电控系统示意图)。脱附电磁阀的进气道和燃油蒸发控制系统碳罐的脱附管连接，脱附电磁阀的出气道通过管线和所述化油器的脱附孔连接。电子控制器(ECU)通过信号输出线和脱附电磁阀连接。
本发明之二是结构上对化油器进行了相应改动，在化油器气道旁边增加一条辅助气道，在辅助气道中间设置一个阀门座，在阀门座上安装电控系统的占空比电磁阀，用于调节化油器空燃比。同时，在辅助气道出口处增加了辅助气咀，气咀的内孔可在直径1～4mm之间选用(具体直径的选择可根据实际情况定)，用于改善燃油油雾状态，使之更紊流和形成涡流，有助燃油气得到更充分燃烧，降低油耗和废气排放值(见附图2新型化油器与占空比电磁阀集成示意图)。电子控制器(ECU)通过信号输出线和占空比电磁阀连接(见附图1集成电控系统示意图)。
1.系统组成(见附图1本发明化油器电控化集成系统示意图)
化油器电控化集成系统，应当包括电控子系统(该子系统由电子控制器-ECU，占空比电磁阀，脱附电磁阀、各种传感器、相关的连接线束所组成)，改造后的新型化油器，辅助气嘴，带触媒(催化转化器)消声器，空气滤清器。
因此，化油器电控化集成系统完整的表述如下：
一种机动车辆通用的化油器电控化集成系统，包括电子控制器(ECU)，占空比电磁阀，脱附电磁阀、磁电机触发信号线-转速传感器，氧传感器(闭环系统用)，进气温度传感器，缸头温度传感器，改造后的新型化油器，辅助气嘴，带触媒(催化转化器)消声器，空气滤清器，相关的连接线束和管线等部分组成。
本发明电控系统有开环系统和闭环系统两种控制方式，两种控制系统各有特点，开环控制系统针对对油耗和动力性能可实施个性化调节设计的，其工作过程主要是根据相关的传感器收集到发动机工作过程的转速、工作温度、环境温度等信息上，通过控制系统的ECU自动调节化油器的空燃比。而闭环控制系统增加了氧传感器，对排放控制精度更高，实施全工况空燃比自动修正。整个工作过程除利用开环系统中的传感器收集信息外，还增加氧传感器收集发动机工作过程排出废气的氧气含量信息，反馈到ECU进行计算分析，实施闭环控制管理，更精确修正化油器的空燃比，可在一定范围内修正发动机和化油器所产生的误差，控制废气排放值在全工况过程处于理想状态下排出。选用哪种控制方式，可根据发动机的实际状态和排放标准要求来确定。总之，只要合理选用该控制系统，并结合消声器触媒技术，便轻松地将摩托车排放指标控制在欧III排放标准限值之内。
2.系统元件功能：
电子控制器(ECU)是控制单元，相当于控制指挥中心，ECU将收集的信息进行A/D转换、处理、分析，计算后分别向执行元件(占空比电磁阀和脱附电磁阀)发出工作指令，见附图1。
电磁阀是执行元件，共有两个电磁阀，一个是占空比电磁阀，安装在化油器新增的辅助气道中阀门座上，通过信号输入线和电子控制器(ECU)连接。另一个是脱附电磁阀，脱附电磁阀的进气口通过管线与燃油蒸发系统中碳罐的脱附口连接，出气口通过管线与化油器进气道(进入燃烧室侧)连接，通过信号输入线和电子控制器(ECU)连接，见附图1。
占空比电磁阀的特点是：无阀座部分，主要部件包括驱动线圈及其骨架，动铁芯及其密封胶圈，定铁芯，外壳，信号输入线，复位弹簧等，其阀座部分的功能(进气出气通道以及气嘴)已经集成到化油器的辅助气道和其中的阀门座中去了，见附图3。占空比电磁阀在化油器上的安装：将半弧形安装金属板嵌入占空比电磁阀有动铁芯密封胶圈伸出头的端口的圆形槽中，对准化油器阀门座两边的螺丝孔，上紧螺丝即可，见附图4。
脱附电磁阀的主要部件包括阀座，驱动线圈及其骨架，动铁芯及其密封胶圈，定铁芯，外壳，信号输入线，复位弹簧等，见附图5。
传感器(磁电机触发信号线-转速传感器、进气温度传感器、缸头温度传感器、和氧传感器)是信息采集元件，分别实时采集到相关发动机工作过程的发动机转速、空气温度、发动机的缸头温度、和排出废气的含氧量等参数信息反馈到ECU中进行处理。
如果采用闭环控制，电子控制器ECU通过信号线与安装在发动机排气口的氧传感器连接，见附图1。
进气温度传感器的探头安装在空气滤清器的进气口，电子控制器ECU通过信号输入线与进气温度传感器连接，见附图1。
缸头温度传感器的探头安装在发动机的缸头部位，电子控制器ECU通过信号输入线与缸头温度传感器连接，见附图1。
电子控制器(ECU)通过磁电机触发信号线(转速传感器)和机动车点火系统的磁电机连接，见附图1。
3.系统工作原理
化油器电控化集成系统通过ECU发出的指令，两个电磁阀分别适时适量开启来调节燃油混合气的空燃比和开展燃油蒸发控制系统的脱附工作。而ECU的指令是根据发动机的实时工况状态计算后发出，其工作原理是通过氧传感器采集的参数反馈和各其它传感器采集到的发动机实时工作信息后进行分析计算修正，然后向两个电磁阀发出有一定工作频率的序列脉冲信号的准确的工作指令，一方面即时调节化油器混合气的空燃比，另一方面适时启动燃油蒸发系统的电磁阀脱附，实施实时控制，既实施机内净化又使排出的废气的λ值控制在0.97～1.03之间，保证触媒始终处于高转化率状态工作，达到将废气排放值控制在欧III或以上标准范围内效果，见附图1。
4.本发明的优越性
本集成电控系统是专门为化油器电控化设计的，适用于柱塞式和等真空膜片式的化油器应用。本集成电控系统中的核心执行部件-占空比电磁阀与化油器集成为一体，提高了系统的控制精度和响应速度，进一步提高了系统工作的可靠性稳定性。由于与化油器集成为一体，外形美观统一，改造后的新型电控化油器在摩托车上的安装尺寸和方式不改变，在原普通化油器位置上安装即可，不需作任何改动，工艺性好实施方便。另外一突出特点是，安装固定在新型化油器上的占空比电磁阀，在工作时，由于其工作噪音能量大部分被化油器和摩托车体所吸收，因而工作噪音很小，基本上听不到，只有用手触摸占空比电磁阀才能感觉到阀内动铁芯跳动工作的节奏。
附图说明
图1本发明化油器电控化集成系统示意图；
图2本发明新型化油器与占空比电磁阀集成示意图；
图3本发明占空比电磁阀的结构示意图；
图4本发明占空比电磁阀在新型化油器上安装方法示意图；
图5本发明脱附电磁阀的结构示意图；
图6原电控补气系统装置的工作原理框图。
具体实施方式
请参阅图1-本发明化油器电控化集成系统示意图所示，1电子控制器(ECU)通过信号线分别和占空比电磁阀3，脱附电磁阀4，进气温度传感器5，缸头温度传感器6，氧传感器7连接；通过磁电机触发信号线81和磁电机8连接。占空比电磁阀3安装固定在化油器2的阀门座23上。进气温度传感器5的探头安装在空气滤清器11的进气口。缸头温度传感器6的探头安装在发动机9的缸头部位。氧传感器7的探头安装在发动机9的排气口上。
请参阅图2本发明新型化油器与占空比电磁阀集成示意图所示，占空比电磁阀3，安装固定在化油器2新增的辅助气道22中阀门座23上，辅助气道22中的出气道端口设有辅助气嘴24。
请参阅图3本发明占空比电磁阀的结构示意图所示，占空比电磁阀3由外壳33、外壳33内置中空的线包骨架34外缠绕的驱动线包341、线包骨架34中空内腔轴心的一端插套的定铁芯35呈反园台状，轴心另一端插套的动铁芯37呈子弹形状、两相邻面的动铁芯37内设的弹簧槽371内与定铁芯35内凹的反园台空腔351底部垫圈352之间装有的复位弹簧353、外壳33及对应的动铁芯37延伸出线包骨架34的端口其端部装有的密封圈372。38是驱动线包341与电子控制器(ECU)1连接的信号输入线。
请参阅图4本发明占空比电磁阀在新型化油器上安装方法示意图所示，将半弧形安装金属板24嵌入占空比电磁阀3有动铁芯密封胶圈372伸出头的端口的342圆形槽中，对准化油器阀门座23两边的螺丝孔231，上紧螺丝241即可。
请参阅图5本发明脱附电磁阀的结构示意图所示，脱附电磁阀4由外壳43、外壳43内置中空的线包骨架44外缠绕的驱动线包441、线包骨架44中空内腔轴心的一端插套的定铁芯45呈反园台状，轴心另一端插套的动铁芯47呈子弹形状、两相邻面的动铁芯47内设的弹簧槽471内与定铁芯45内凹的反园台空腔451底部垫圈452之间装有的复位弹簧453、外壳43及对应的动铁芯47延伸出线包骨架44的端口其端部装有的密封圈472。38是驱动线包441与电子控制器(ECU)1连接的信号输入线。阀座41设有出气管412以及与密封圈472轴线垂直的进气管411。
请参阅图6所示，是原电控补气系统装置的工作原理框图。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (11)
1.一种机动车辆通用的化油器电控化集成系统，包括电控子系统中的电子控制器(ECU)、占空比电磁阀、脱附电磁阀、氧传感器(闭环系统用)、磁电机触发信号线-转速传感器、进气温度传感器、缸头温度传感器，和改造后的新型化油器，辅助气嘴，带触媒(催化转化器)消声器，空气滤清器，相关的连接线束和管线等部分组成。
其特征在于：在结构上将所述电控子系统与化油器集成化，即将所述电控子系统中的所述占空比电磁阀集成在所述新型化油器上，所述电子控制器(ECU)通过信号输出线和所述占空比电磁阀连接。
2.根据权利要求1所述的机动车辆通用的化油器电控化集成系统，其特征在于：对所述新型化油器进行了相应改造，在所述的新型化油器气道旁边新增加一条辅助气道，在辅助气道中间设置一个阀门座，在阀门座上直接安装固定所述电控子系统中的所述占空比电磁阀。
3.根据权利要求1所述的机动车辆通用的化油器电控化集成系统，其特征在于：所述脱附电磁阀的进气道和燃油蒸发控制系统碳罐的脱附管连接，脱附电磁阀的出气道通过管线和所述新型化油器的脱附孔连接。所述电子控制器(ECU)通过信号输出线和所述脱附电磁阀连接。
4.根据权利要求1所述的机动车辆通用的化油器电控化集成系统，特征在于：无论所述占空比电磁阀还是所述脱附电磁阀，驱动它们工作的信号源都是由所述电子控制器(ECU)发出的有一定工作频率的序列脉冲信号。
5.根据权利要求1所述的机动车辆通用的化油器电控化集成系统，其特征在于：如果采用闭环控制，所述电子控制器ECU通过信号线与安装在发动机排气口的氧传感器连接。
6.根据权利要求1所述的机动车辆通用的化油器电控化集成系统，其特征在于：所述占空比电磁阀无阀座部分，主要部件包括驱动线圈及其骨架，动铁芯及其密封胶圈，定铁芯，外壳，信号输入线，复位弹簧等，其阀座部分的功能(进气出气通道以及气嘴)已经集成到所述新型化油器的辅助气道和其中的阀门座中去了。
7.根据权利要求1所述的机动车辆通用的化油器电控化集成系统，其特征在于：所述占空比电磁阀在化油器上的安装，将半弧形安装金属板嵌入占空比电磁阀有动铁芯密封胶圈伸出头的端口的圆形槽中，对准所述新型化油器阀门座两边的螺丝孔，上紧螺丝即可。
8.根据权利要求1所述的机动车辆通用的化油器电控化集成系统，其特征在于：所述脱附电磁阀的主要部件包括阀座，驱动线圈及其骨架，动铁芯及其密封胶圈，定铁芯，外壳，信号输入线，复位弹簧等。
9.根据权利要求1所述的机动车辆通用的化油器电控化集成系统，其特征在于：所述进气温度传感器的探头安装在空气滤清器的进气口，所述电子控制器ECU通过信号输入线与所述进气温度传感器连接。
10.根据权利要求1所述的机动车辆通用的化油器电控化集成系统，其特征在于：所述缸头温度传感器的探头安装在发动机的缸头部位，所述电子控制器ECU通过信号输入线与所述缸头温度传感器连接。
11.根据权利要求1所述的机动车辆通用的化油器电控化集成系统，其特征在于：所述电子控制器(ECU)通过磁电机触发信号线和机动车点火系统的磁电机连接。
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2009
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