CN101725443A - 用于燃油定量装置注满的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于燃油定量装置注满的方法和装置，用于带有至少一布置在一燃烧室(3)中的活塞(5)的内燃机(1)，该活塞通过一连杆(6)驱动一曲轴(7)。该曲轴可旋转地被支承在一曲轴箱(4)中。设有一燃油泵(17)，该燃油泵从一油箱(25)中吸入燃油，并且输送到一定量阀(20)。该定量阀通到一具有变化的运行压力的定量腔(15)中。为了与内燃机(1)的负载情况相对应的燃料量的定量配料通过一控制装置(21)定量阀(20)的控制时间被计算并且相应地被控制。为了燃油定量装置易于注满，在内燃机(1)的起动阶段中规定，定量阀(20)不取决于计算的控制时间在注满时间段(F1、F2、F3、F4)上保持打开，只要在定量阀(20)的阀口(28)上确定的定量腔(15)的运行压力(31)是负的、并且在到定量阀(20)的燃油供给管路中的燃油系统压力位于目标压力之下。

Description

用于燃油定量装置注满的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于两冲程发动机的燃油定量装置注满的方法以及一种燃油定量装置。
背景技术
在喷油装置形式下的燃油定量装置已是众所周知的。为了无故障的工作必须保证系统是无空气的。尤其是在低压喷油系统中或者在低压供油系统中空气进入导致明显的故障，尤其是当使用燃油泵时，该燃油泵由自身的动力不可能排出进气。
在便携式工具如机动链锯、便携式割草机、切割机或者这一类的工具中使用两冲程发动机驱动，它的燃油定量装置包括一燃油泵，该燃油泵构成薄膜泵，并且被内燃机变化的曲轴箱压力驱动。当在薄膜泵的泵腔中形成气泡时，输送量受到极大的限制，因此尤其是在内燃机开始运转时可能导致明显的起动困难。因此提出一种所谓的净化器，该净化器根据手动泵的种类运行，并且必需由使用者操纵，以便将燃油系统注满。这样的手动泵-净化器-必须另外安装，并且被接入燃油系统中。只有当在薄膜泵的泵腔中存在足够的燃油时，它的输送作用才起动，其中达到直到大约1巴的低的压力水平。
发明内容
本发明以该任务为依据这样构成一燃油定量装置，以使在起动阶段实现一有效的燃油定量装置的注满。
为此，本发明提出一种用于内燃机的燃油定量装置注满的方法，该内燃机带有至少一布置在一燃烧室中的活塞，该活塞通过一连杆驱动一曲轴，该曲轴可旋转地被支承在一曲轴箱中；带有一燃油泵，该燃油泵将燃油从一油箱中吸出，并且输送到一定量阀，该定量阀通到一具有变化的运行压力的定量腔中，并且为了与内燃机的负载情况相对应的燃料量的定量配料带有一用于定量阀的控制时间的计算和控制的控制装置，其特征在于，在内燃机的起动阶段，定量阀不取决于计算的控制时间在注满时间段上保持打开，当在定量阀的阀口上存在的定量腔的运行压力是负的、并且在燃油定量装置中的系统压力位于目标压力之下时。
因为在内燃机的起动阶段定量阀不依赖于计算的控制时间在一注满时间段上被保持打开，在定量阀的阀口上确定的定量腔的负的运行压力可施加一吸入效应，其中在该时刻在到定量阀的燃油供给管路中的系统压力大约处在环境压力上。
注满时间段被这样安排，以使为了燃油系统的注满总是负压起作用，因此在起动阶段定量阀那么最迟被关闭，当定量腔变化的运行压力达到一最小值时。在这种情况下利用一最大的负压。
此外定量阀对于注满时间段只在这时被打开，当定量腔的变化的运行压力处在燃油定量系统中的系统压力之下时，在阀门对另一注满时间段重新打开时负压不会降低。
在有利的方式下注满时间段从负压变化开始直到一变化的运行压力的压力变化的最小值被确定。此外变化的运行压力可以是在曲轴箱中变化的曲轴箱压力或者也可以是在吸入管道中或者在溢流通道中的变化的吸入负压。
为了在不用另外附加的传感器在起动阶段能够控制定量阀，规定：用于燃油定量装置注满的定量阀的注满时间段的时间取决于曲轴位置。
有利的是燃油定量装置的起动阶段在一预先确定的曲轴转数之后被结束。该准则用已有的方法不用附加的花费简单易行。因为曲轴转数可以容易地被检测，并且例如在大约25个曲轴转数之后起动阶段被结束。
有利的是曲轴转数大约在10和50之间。
在简单的方式下燃油定量装置起动阶段的结束在燃烧开始之后是可行的。
起动阶段是否是完全必需的，可以通过部件温度、例如气缸温度的检测实现。在极限温度之上燃油定量装置的起动阶段被关闭，因为可以此为出发点，由于落后不久的运行时间燃油定量装置仍然被注满。
此外，本发明提出一种用于实施本发明的方法的燃油定量装置。除了在内燃机运行期间用于定量元件的控制时间的计算和控制的控制装置之外，对于内燃机的起动阶段设有一起动控制装置，该起动控制装置使定量阀不取决于被控制装置计算的控制时间在注满时间段上保持打开。在注满时间段中在定量阀的阀口上确定的定量腔的变化的运行压力是负的，其中在到定量阀的燃油供给管路中的系统压力位于标准压力之下。
在燃油定量装置中的燃油泵合适的是一被变化的曲轴箱内部压力驱动的薄膜泵。
起动控制装置可以这样布置，以使它只对于预先确定的曲轴转数过调制定量阀的控制装置。
附图说明
本发明的其它特征由说明和附图获得，在附图中表示了一下面详细描述的本发明的实施例。其中：
图1在示意图中表示了一在带有燃料定量装置的单缸两冲程发动机的例子下的内燃机，
图2表示了燃油系统压力的压力变化和一变化的运行压力关于曲轴角度的变化，
图3表示了一根据图2所示在注满的第二阶段中的压力变化，
图4表示了一根据图2所示带有由燃油泵建立的系统压力在注满的燃油定量装置之后的压力变化，
图5表示了一燃油定量装置注满的示意图。
具体实施方式
在图1中表示的内燃机1一般代表单缸或者多缸内燃机，该内燃机可以在两冲程或者四冲程方法下被运行。在实施例中表示了一两冲程发动机，尤其是一单缸的两冲程发动机，该两冲程发动机具有一活塞5，该活塞形成燃烧室3的边界。燃烧室3在气缸2中构成，并且具有溢流通道8和9，该溢流通道将曲轴箱4与燃烧室3相连接。混合燃料从曲轴箱4通过溢流通道8和9到燃烧室3中的溢流被活塞5节气门控制。
活塞5通过连杆6驱动一曲轴7，该曲轴可旋转地被支撑在曲轴箱4中。
在气缸2的底部-同样被活塞5节气门控制-设有一吸入管道10，该吸入管道通过一空气定量装置11(节气阀)供给用于内燃机运行必需的燃烧空气。燃烧空气在进入吸入管道10之前被一空气滤清器12净化。
大约在吸入管道10的对面在气缸2的底部设有一废气排出口13，该废气排出口同样被活塞5节气门控制。
为了内燃机1的运行，一燃油空气混合物被供给燃烧室3。在根据图1所示的实施例中，即一单缸的两冲程发动机，燃烧空气通过吸入管道10被吸入曲轴箱4，并且必需的燃油量通过一定量阀20被供给曲轴箱4。如在图1中所示，定量阀也可以通到一溢流通道9或者也可以将燃油在吸入管道10处直接喷入流入的燃烧空气中。
在内燃机运行中燃油量被一控制装置21计算，该燃油量根据内燃机1的确定的负载情况供给。燃油量通过定量阀20的控制时间被定量配料，其中燃油引入定量腔15中在该时间段中实现，在该时间段中在定量腔15中的变化的运行压力在燃油定量系统中的系统压力S之下。此外控制装置21根据曲轴7的旋转角位置控制火花塞14的点火。为此一角度传感器16或者增量传感器与控制装置21相连接，以使控制装置21分别了解曲轴7的瞬间旋转位置。
定量阀20由一燃油泵17供油，该燃油泵作为唯一的燃油泵被设在燃油定量装置中，并且在实施例中构成薄膜泵。一工作薄膜18将由曲轴箱压力加载的工作腔19与一泵腔22隔开，其中泵腔22通过一进口阀23与一燃油箱25相连接，并且通过一出口阀24与定量阀20相连接。合适的是一未表示的蓄能器与系统相连接，有利的是该蓄能器不取决于使用的泵的种类布置在它的压力侧。
在曲轴箱4中变化的曲轴箱压力通过一连接管路26被接到薄膜泵17的工作腔19上，因此工作薄膜18沿着双箭头方向被上下移动。因此在泵腔22中实现燃油从油箱25到定量阀20的输送，只要泵腔22充分地被用燃油注满，以便建立最大大约1巴的输送压力。
在较长的停车时间或者运行间歇之后可能出现，空气侵入燃油定量装置27、即供给管路或者泵腔22中，该空气妨碍燃油定量装置27的按规定的工作。为了无故障的运行要保证燃油定量系统27的完全的注满，设有一起动控制装置30，该起动控制装置在内燃机1的起动阶段不取决于控制装置21计算的控制时间保持定量阀20打开。起动控制装置30接通注满时间段F1、F2、F3、F4，如它在附图2和附图3中被描述的。参照附图2表示的关于曲轴角度的压力变化。压力变化31描述了在定量腔15中变化的运行压力，定量阀20通到该定量腔中。在图示的实施例中定量腔15与曲轴箱4的内腔相一致。
当定量阀20通到一溢流通道时，那么溢流通道的容积构成定量腔；当定量阀被布置在吸入管道上时，那么定量腔是吸入管道的内腔。在定量腔中存在一直到大约-300毫巴的负压。
压力变化31被理想化地描述，并且围绕着一标准压力N变化，例如环境压力或者大气压力。为了无故障地工作，燃油定量装置27需要一在燃油系统中在0.1巴至1巴的范围中的运行压力SB。
在内燃机的起动阶段中起动控制装置将定量阀20对注满时间段F1、F2、F3、F4保持打开，以使在定量腔15中在定量阀20的阀口上确定的负的例如-300毫巴的运行压力将燃油通过燃油定量装置27吸入，并且因此注满燃油定量装置27。
如在图5中所示，在时刻T1燃油泵17的燃油管路29和/或者泵腔22被空运转，燃油基本上位于油箱25中。定量阀20被切断，不仅在燃油定量装置27中的系统压力而且在定量阀20的阀口28上的运行压力与标准压力、即大约0巴相一致，并且因此位于一要求的目标压力之下，该目标压力可以与运行压力相一致。随着曲轴7的旋转-这可以手动地通过牵引钢绳起动器或者通过一电子起动器实现-上下运行的活塞5在曲轴箱4的内腔中、即在定量腔15中产生一根据在图2中所示的压力变化31变化的曲轴箱压力。其中在时刻T1在燃油泵17的燃油管路29中或者泵腔22中的压力同在定量阀20的阀口28上的压力一样为0。
当在定量阀20的阀口28上存在的运行压力31变为负时，对于注满时间F1定量阀20被起动控制装置30打开。在该时刻在供油管路29中到定量阀20的系统压力大约处在环境压力上。
然后当定量腔的运行压力31达到例如-300毫巴的最小值33时，注满时间F1被结束。在运行压力31的最小值的时间中定量阀被关闭、即在时刻T2时。在附图5中时刻T2表示了在定量阀20关闭的瞬间；在燃油管路29中同在定量阀20的阀口29处一样是一例如-0.3巴的负压。
此外，当在定量腔中变化的运行压力31运行到正的区域中时，由于关闭的定量阀20-0.3巴的负压在燃油管路29中起作用，该负压由于燃油沿着箭头方向34的流动(如图5所示)缓慢地降低。这在图2中被描述在段35中。
如图5在时刻T3所示，因此在正的压力阶段期间在变化的运行压力31中由前面已经说过的注满时间段事先获得的负压继续起作用。用于燃油定量装置27注满的吸入效应由于引入的负压因此在压力变化期间在变化的运行压力31的正的区域中同样继续。
当在图1中所示的薄膜泵17的输送开始时，一例如-300毫巴的负压将作用到定量阀20的一侧，并且一上升的例如500毫巴的系统压力作用到燃油泵17的一侧上。燃油定量装置27或者它的燃油管路因此比用单独作用在定量阀20上的负压更快地注满。
有利的是起动控制装置只在这时重新打开定量阀20，当在定量腔15中变化的运行压力31位于系统压力32之下时。这在系统压力特性曲线32的段35的端部36处产生。因为在定量阀20打开的时刻运行压力31已经下降到在端部36处的负的系统压力，注满时间段F2小于前面说过的注满时间段F1。当注满时间段F1从负压变化开始一直持续到负压变化的最小值33时，注满时间段F2更短。
燃油定量装置27被注满时间越长，负压在定量阀20关闭之后重又降低的越快。燃油在燃油管路29中沿着箭头方向34被加速，因此负压直到下一个负的半波的出现可以完全被消除。这导致，注满时间F3和F4，如它们在图3中被表示的，重又从负压变化的开始一直持续到压力变化32的一最小值33，即产生一最大的注满时间。密封在燃油管路中的负压的迅速的降低在燃油泵17开始输送时还要被加速。在燃油定量装置中的燃油柱保持移动，因此保证了迅速的注满。
系统从一曲轴转数到另一曲轴转数越来越迅速地被注满，直到燃油泵17开始它的工作，该燃油泵合适地构成薄膜泵，并且在燃油定量装置27中建立系统运行压力SB，在该系统运行压力时燃油定量装置27的规定的功能被保证。
在注满的系统中，起动控制装置被切断，这例如可以在一预先确定的曲轴转数之后进行或者在压力建立通过一压力传感器40确定之后再进行，该压力传感器被布置在薄膜泵的压力侧。当控制装置21确定一足够的运行压力时，起动控制装置30被切断，并且根据计算的控制时间定量阀为了适合内燃机负载情况的燃油量的定量配料被投入使用。通过在燃油定量装置27中的系统运行压力一在一宽的运行范围上的喷油是可行的；如图4所示，当在定量腔中的运行压力31小于燃油系统运行压力时，那么，喷油总是可行的。
燃油定量装置的起动阶段在达到要求的目标压力、有利的是在0.1巴到1巴范围内的燃油系统压力时可以被结束。不依赖于燃油系统压力的检测或者目标压力的监视，起动阶段也可以在预先确定的曲轴转数之后被结束。该准则用已有的方法不用附加的传感器简单易行。那么曲轴转数可容易地被检测，并且例如在大约10至50个曲轴转数之后、有利的是在大约25个曲轴转数之后起动阶段被结束，在简单的方式下燃料定量装置的起动阶段的结束在燃烧开始之后也是可行的。
起动阶段是否是完全必要的，可以通过内燃机的部件温度、例如气缸温度的检测被检查。在极限温度之上燃油定量装置的起动阶段被关闭，因为能够以此为出发点，即由于过去不久的运行时间燃油定量装置仍然被注满。

Claims (14)

1.用于一内燃机(1)的燃油定量装置(27)注满的方法，该内燃机(1)带有至少一布置在一燃烧室(3)中的活塞(5)，该活塞通过一连杆(6)驱动一曲轴(7)，该曲轴可旋转地被支承在一曲轴箱(4)中，带有一燃油泵(17)，该燃油泵将燃油从一油箱(25)中吸出，并且输送到一定量阀(20)，该定量阀通到一具有变化的运行压力的定量腔(15)中，并且为了与内燃机(1)的负载情况相对应的燃料量的定量配料带有一用于定量阀(20)的控制时间的计算和控制的控制装置(21)，其特征在于，在内燃机(1)的起动阶段，定量阀(20)不取决于计算的控制时间在注满时间段(F1、F2、F3、F4)上保持打开，当在定量阀(20)的阀口上存在的定量腔(15)的运行压力是负的、并且在燃油定量装置中的系统压力位于目标压力之下时。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，定量阀(20)只在这时被打开，当定量腔(15)的变化的运行压力处在燃油系统压力(32)之下时。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当定量腔(15)的变化运行压力(31)达到一最小值(33)时，那么在起动阶段定量阀(20)被关闭。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，注满时间段(F1、F2、F3、F4)从一负压变化开始直到一压力变化(31)的最小值(33)被确定。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，定量腔(15)的变化的运行压力是在吸入管道(10)中的吸入负压。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，定量腔(15)的变化的运行压力是变化的曲轴箱内部压力。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了燃油定量装置(27)的注满，注满时间段(F1、F2、F3、F4)或者它的打开时间和关闭时间根据曲轴(7)的曲轴位置来确定。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，燃油定量装置(27)的起动阶段在一预先确定的曲轴转数之后被结束。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，曲轴转数大约在10和50之间、优选的是大约为25。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，燃油定量装置(27)的起动阶段在燃烧开始之后被结束。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，燃油定量装置的起动阶段在内燃机或者一它的部件的极限温度之上被关闭。
12.用于一内燃机的燃油定量装置，该内燃机带有至少一布置在一燃烧室(3)中的活塞(5)，该活塞通过一连杆(6)驱动一曲轴(7)，该曲轴可旋转地被支承在一曲轴箱(4)中，带有一燃油泵(17)，该燃油泵从一油箱(25)中吸入燃油，并且输送到一定量阀(20)，该定量阀通到一具有变化的运行压力(31)的定量腔(15)中，并且为了与内燃机(1)的负载情况相对应的燃料量的定量配料带有一用于定量元件(20)的控制时间的计算和控制的控制装置(21)，其特征在于，设有一起动控制装置(30)，该起动控制装置在内燃机(1)的起动阶段中使定量阀(20)不取决于被控制装置(21)计算的控制时间在注满时间段(F1、F2、F3、F4)上保持打开，当在定量阀(20)的阀口(28)上存在的定量腔(15)的变化的运行压力(31)是负的、并且在到定量阀(20)的燃油供给管路(29)中的燃油系统压力位于目标压力之下时。
13.根据权利要求12所述的燃油定量装置，其特征在于，燃油泵(17)是一被变化的曲轴箱压力驱动的薄膜泵。
14.根据权利要求12所述的燃油定量装置，其特征在于，起动控制装置(30)对预先确定的曲轴转数过调制控制装置(21)。
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