CN102112727A - 用于小轮摩托车和摩托自行车的cdi-压电系统 - Google Patents

Abstract

描述了具有压电喷射器的带有CDI技术的供应系统，类似于那些用于传统机动车的发动机中的，设计用于具有100到400cc的立方容积的小轮摩托车和摩托自行车，单汽缸和双汽缸都适用，其中集成所述系统的元件和机械结构由含有增强铝合金化合物的材料制成，具有：带预腔的活塞，每个汽缸四个阀，双进气歧管和更高的压缩比，提供超出传统发动机的优点，例如改进的性能、显著的燃料高压差，具有可变的喷射动量和压力，特别精细的燃料喷雾，非常适度的燃料消耗，低的环境污染指数和其他类似优点。

Description

用于小轮摩托车和摩托自行车的CDI-压电系统

技术领域

本发明涉及用于小轮摩托车和摩托自行车的CDI-压电系统，对比于现有技术中用于相同目的的已知方法，其提供了显著优点和明显的新颖性特征。

更特别地，本发明提供一组有关某些元件的改进，这些元件组成具有压电喷射器的已知的CDI系统(共轨柴油机涡流喷射)，其以这样的方式用于机动车的柴油机发动机中，使得方便适用的所述元件确定在小轮摩托车和摩托自行车中的正确安装和应用，这将在它们的发动机中获得这样的特性，即对比于当前采用的技术，显著地改进它们的性能。这里提出的改进设计的本发明的创造性特定地用于上述车辆的单缸和双缸发动机中，给予它们与备有CDI系统的机动车相同和额外的优点，主要是节省燃料消耗、环境保护和其他优点。

本发明的应用领域落入关于发动机制造的工业分部，尤其是用于小轮摩托车和摩托自行车。

背景技术

当前，小轮摩托车高度实用的性能广为已知，尤其是因为它们在城市中容易驾驶和它们的机动性，它们在城市中日益用作出行方式。当前，这些摩托车通过汽油发动机提供动力，缺少进气歧管或过量进料辅助，所述过量进料通过具有7∶1到12.5∶1的压缩比的、二或四冲程形式的直接汽油喷射发生，曲轴具有未增强的滚针轴承，该曲轴具有简单的连杆，为汽油发动机中通用的类型，传统的活塞不具有腔并由铝制成，以及汽缸盖由相同材料制成。所述发动机每个汽缸具有二个或四个阀，并具有50到500cc的立方容积。

发明内容

将前面部分中出现的阀考虑在内，通过柴油机提供动力的发动机给予小轮摩托车的显著的优点可以以类似的方式评估，类似于通过改变燃料(从汽油变为柴油)而给予机动车的显著优点(主要是关于消耗和价格)，这种优点将显著地提升，如果基于已知为具有压电喷射器的CDI的系统的技术应用于所述发动机改变的话。该系统在机动车发动机中的使用被广泛接受，其中不仅因为其较低的消耗和价格，还在于其大体上有助于优化它们的性能。为此，本发明考虑了小轮摩托车和摩托自行车都可以受益于通过柴油机发动机提供的一般优点的可能性，对于采用所述CDI-压电系统的某些元件以正确地应用于小轮摩托车和摩托自行车具有独创性，主要是在那些具有100到400cc的立方容积的小轮摩托车和摩托自行车中。

利用所提出的设计，小轮摩托车将获得更大的自主性，由于减少一些组件(例如喷射器)而获得更轻的重量，排放更少的环境污染，包括废气和噪音，并由于更小的喷射器惯性而更可能达到高的发动机转速(5000至6000rpm)，还能减小振动，获得更高的燃料压力，这有利于点燃，在故障情形下对于机械结构具有更高的操作便利性，并减少了备用部件的成本，这些备用部件当前在出售机动车备用部件的商业机构中可以得到。

本发明提供的用于结合在小轮摩托车中的CDI-压电系统特征在于：其具有方便地安装的不同的不可缺少的组件，从而所述系统可以提供本发明申请人所估计的优点，方式类似于通过相同的系统为机动车所提供的那样。

所述系统具有这样的技术，对于每个汽缸盖提供四个阀，具有双进气歧管，由基本上用于柴油机的增强铝合金构成的材料制成，缸前盖由相同材料制成并具有足够的空间用于压电喷射器，其安装通过其自身腔中的螺钉而对中。所述汽缸盖包括进气曲轴和排气曲轴，其通过液压推杆促动阀。依次地，用于所提出的系统中的喷射器没有电磁体，流入压电晶体中的200伏特电流引起它们缩小或膨胀，以允许或阻塞燃料通过，这不同于当前配备有电磁体的压电喷射器。因此，点燃压力喷射更高，进气通道具有不同的形状以保证更好的优化，而放置喷射器的孔隙比当前喷射器的具有更小的直径(17mm)。

根据所述摩托车的结构类型，发动机缸体可以由灰口铸铁构成并建立为两个变体。一个变体可以如发动机缸体那样的方式建立，通过支撑传动系统的两个部件限定出，其中依次地，传动和变速器装置用作后摇壁和悬挂，另一个变体可以是独立设置的发动机，通过螺钉连接到底盘上并通过齿带或类似物传送力或运动。

系统的高压泵具有三个紧凑的径向活塞，达到1800到2000bar的最大压力，具有大约5000rpm的旋转状态。所述泵容纳有热燃料探针、流量调节阀和过压限制阀。燃料的流入这样通过在泵盖上的独立阀而进行，使得所述燃料促动设置在流入阀上的锥形制销，使得部分开口自由。当泵活塞压缩燃料时，阀施加压力到基底上以阻隔它。这样，由于弹簧的阻力和通过来自分配管的高压施加的压力，燃料流出阀保持闭合。

本发明提供的系统的压电喷射器满足了其用在小轮摩托车和摩托自行车中的满足，小轮摩托车和摩托自行车通常具有100-400cc的立体容积。所述喷射器直接在燃烧腔中通过具有七个孔隙的喷嘴实现其功能(喷射)，通过电磁阀间接地促动，该电磁阀激活通过喷射针从控制腔排放和施加压力。因此，当喷射器针升起(开始喷射)时，阀打开，从而在控制腔中的燃料返回，且当所述喷射针闭合(结束喷射)时，阀关闭，给控制腔提供充足的压力。该系统配备有文丘里喷嘴，其在与吸入泵相同的原理下起作用，其中，当在喷射器的回收连接中产生沉积时，允许燃料回流以增加回收燃料的容积。对比于建立的压力，该过程具有更高精度的流动。

安装在高压泵中的调节阀在电磁原理下起作用，并由三个主要部件构成，依次地，第一部件是电气线圈，其根据发动机控制单元的运行需要从发动机控制单元提供电流，改变其磁场强度；另一部件由阀活塞构成，其在再次激发电磁场强度的改变的同时起作用，改变阀的位置并允许燃料通过；第三部件如此构造，容纳阀活塞的阀箱包含流入和流出孔隙，它们连接到高压泵内。因此，基于磁场力，该阀在共轨压力场和复位之间打开或关闭旁通通道。

共轨压力传感器设置在其一端上，在那里可以检测压力，并通过在传感器电子设备中转换机械脉冲，产生对应于当前共轨压力的信号电压，该信号电压自动地传送到发动机控制单元。共轨的与安装了压力传感器的端部相反的端部上装备了流量调节阀，所述端部与调节阀通过螺纹连接而相互关联，该流量调节阀与前面的调节阀类似的方式起作用，例如在电磁原理下。

系统的热燃料探针集成在高压泵中，形成低压回路的一部分。所述探针根据负温度系数(也即，电阻随着温度的升高而下降)建立，并将该信息传送到控制单元。

爆震传感器容纳在发动机缸体中，在压电原理下起作用，能够通过声学信号识别内部发动机燃烧。该爆震传感器具有三个专门的功能，包括：识别机械发动机的老化并将其传送到发动机单元，从而使其能够相应地作用；改变最小喷射调节；方便在差的条件下或滞留时对喷射器针的识别，以能够进行充分的自我诊断。

曲轴位置传感器在感应原理下起作用，生成正弦信号电压，横跨光电障碍(增量轮)，将信号发送到发动机控制单元。当缺少顶上的两个增量齿时，信号改变，所述单元能够识别曲轴缺齿的位置并改变各自的信号。

发动机控制单元能够通过浮动螺钉而连接在小轮摩托车或摩托自行车的任意点处，使得能够吸收振动，假定所述位置是冷却区域或者具有空气流。所述单元具有多功能性，一些功能可以提到，例如识别发动机负载，调节发动机最小工作压力下的怠速(该压力包括在280和300bar之间)，调节共轨速度和压力稳定性，电低压燃料泵的启动，高压泵的控制，转动数的限制，和保持状态下喷射的切断等。

低压回路负责为喷射系统供应足够数量的经过过滤的燃料，该燃料具有必要的压力以合适地起作用。该电泵负责从油箱传送燃料通过内部压力限制阀，当阻塞时，该限制阀将压力限定到最大为8.5bar。该燃料通过高压泵推进，通过安装在高压泵中的过压阀在大约3-3.5bar的压力下进行调节。高压过程中没有消耗的燃料量通过回流管回到油箱中。

共轨通过螺钉固定到发动机盖上。其确定高阻金属管，该金属管具有旨在用于喷射器或注射器(如果需要)的操作的预定机构和连接部以及连接到高压阀的连接部。所述管在两端上具有内螺纹，用于固定压力传感器和压力调节阀，还具有用作出口的连接部，使燃料流到相应的回流路。所述共轨存储通过高压阀压缩的燃料并根据喷射器的需要而将其发送。其总容量必须预先计算以补偿进行喷射时的压降。

高压回路负责产生和积累喷射所需的高压，其中高压泵压缩根据共轨调节的燃料，将所述燃料通过高压管发送到喷射器。CDI控制单元在所有时间中经由其输入的信号检测发动机状态和驾驶员的需要。当燃料(柴油)温度小于10℃时，共轨压力通过压力调节阀进行调节，并尽可能地升高其温度。在高压下压缩燃料时，高压泵加热，过量的流体经由压力调节阀通过回流路排放。这样，累积在油箱中的冷燃料与经由回流管进来的热燃料混合。当燃料温度高于10℃时，共轨压力通过高压泵流量调节阀进行调节。因此，压力调节阀在该过程中保持闭合，而高压泵只接收共轨压力所必需的流量。这样，过多的散热得以减少以保持最佳的柴油机油温。

根据发动机特性、汽缸容量和需要，预定系统过量进料以在进气歧管中产生大约0.8和1.5bar的压力。通过排气烟气形成的气流用于转动透平涡轮机。所述涡轮机的调节可以电子地改变，改变叶片在其内部的位置，进而改变排气烟气的杠杆流动，根据发动机需要增加或减少涡轮机相应的旋转。排气烟气旋转量确定压缩空气流，也即过度供料压力。过度供料变送器恒定地控制压力并将其传送到CDI单元。为了控制过度供料压力，发动机控制单元考虑了来自冷却和过度供料温度的信息、大气压力、发动机旋转数和喷射流。本发明寻求另一个过度供料的替代方式，其包括小尺寸的容积式压缩机，其通过齿带机械地接收来自发动机的恒定的运动，并通过前面在CDI发动机单元设计的传感器逐渐地作用于蝶阀，根据发动机负载需要产生过多的进气压力或将其释放。

空气分配管可以由高阻塑料材料形成，以形状和长度上预定的结构差异设计，目的在于促进不同转速下空气的进入，并且对于每个汽缸还可以具有两个填充通道，一个是笔直的，另一个是螺旋形的。根据发动机需要和工作方式，通过CDI发动机电子单元的控制，每个填充通道可以通过电子蝶阀切断，从而改变发动机的进气容量。为了作用于进气歧管，发动机控制单元考虑了某些值，例如空气团的规格、热过度供应空气传感器和过度供料、进料和曲轴变送器等。

还必须指出的是，CDI-压电系统的预热的主要目的在于履行EURO-4和OBD-IV排放标准，基于该事实，由于系统已经设计用于在高压下工作，其达到了用于起动所必要的最佳温度，鉴于此，所述预热可以非常简单，还达到了更加稳定的发动机怠速和可调节的炽热温度。

本发明提供的共轨系统，其用于小轮摩托车和摩托自行车，提供许多优点，这些优点通常总是与用于机动车的这类技术相关，例如：可变的喷射动量和压力，燃料特别精细的喷雾，更富于燃烧的高燃烧压力，更少的污染介质排放，更低的燃料消耗和更大的旋转力矩。喷射流的剂量更加准确地进行，具有几个燃烧阶段：在前的，主要的和在后的，从中获得额外的优点，包括：更长的恒压过程维持(主喷射)，更高程度的热性能，更平滑的燃烧过程(在前的喷射)，和随后处理排气烟气的选择(随后的喷射)。曲轴由更加增强的材料形成，具有套筒和滚珠轴承，且连杆也以利用不同设计的预腔(拉平瓶的形式)增强。

附图说明

这里通过本发明宣称的主要特征将在下面详细的说明中得到更好的解释，间接提到在小轮摩托车发动机或摩托自行车的例子中相应机械结构的不同变形的和/或替代的部件，这已经根据本发明的指示而建立，为了更好地解释清楚，参考了附图，所述附图对应于优选实施方式，其只提供用于示例和非限制的目的，其中：

图1为仅有的附图，表示这里提供的用于小轮摩托车或摩托自行车的发动机的供应系统的大致示意图。

具体实施方式

如前所述，下面将结合附图提供本发明提出的用于小轮摩托车发动机的具有压电喷射器的CDI系统的详细说明，其中数字参考用于指示其组成部件。

因此，根据图1的示意图，压电喷射器1可以观察、设想为在系统中使用，该使用基于其在直接柴油喷射中的高性能，其提供进气处充分的燃料剂量(关于节省燃料而考虑的重要的值)的精确控制，使得所述喷射器具有两个互相方便地相邻设置的端口2，2’，其中一个端口2用于燃料从高压的共轨处流入，而另一个端口2’用于使回流燃料经由回流管流出，在附图中通过指示燃料方向的箭头标识。共轨(CDI)3的集成确保燃烧过程中更少的噪音排放，提供更大的喷射精度，为大致圆柱体形状，并在一端上具有压力调节阀4，在另一端上具有压力传感器5，而燃料流入端口和流出端口设置在中间区域，第一端口6用于高压的燃料朝着喷射器流出，另一个类似的端口6’分开几毫米的距离，用于来自泵7的高压的燃料流动，而第三端口6”在直径上对着前面的端口6，6’，其用作用于回流管的出口。

高压泵7已经呈现在图中，其负责发送高压燃料到共轨3，经由端口8流出。泵7具有另外两个端口，一个端口8’用于燃料经由回流管从共轨3流进，而另一个端口8”设想用于从油箱12供应燃料到泵。此外，其包括流量调节阀9和热探针10。

图中呈现的回路具有圆柱状的过滤器单元11，在其一个基部上具有两个端口13，13’，一个端口13用于来自油箱12的燃料流，另一个端口13’用于流向泵7的燃料。部分回流燃料经由回流管达到油箱12，一旦在那里，管进行分支14，15，使得这两个管中的一个14将回流燃料排放到油箱中，而另一个15驱使回流燃料直接流向安装在油箱中的泵16，后者负责驱使柴油从油箱流出，经由过滤器流向泵。

在图1所示的图中还呈现了四个连接部，清楚起见用圆圈17画出，其能够使燃料在整个供应系统中得到更好的分配和使用。为了更加清楚，管的不同功能也通过参考数字这样表示，使得标以数字参考18的管表示高压流体，那些标以数字参考19的管表示低压流体，最后，标以数字参考20的管表示回流流体。

本说明的的内容的更多延伸对于本领域技术人员理解其范围和从本发明获得的优点以及发展和实现其目的来说不是必要的。

不管怎样，需要理解的是，本发明已经根据其优选实施方式进行了描述，由于其易于变形，尤其是其大致形状、部件的尺寸和/或所述部件制造所用的材料，因此假定这些满足了通过使用而提出的预定的要求。

Claims (4)

1.用于小轮摩托车和摩托自行车的CDI-压电系统，尤其是用于包括在立方容积范围在100cc和400cc之间内的发动机，具有较低的燃料消耗，较小的环境污染指数，明显较高的燃料压力和其他类似优点，其特征在于该系统包括下述结构性的和功能性的特性：特别适于该专门应用的供应系统，包括压电喷射器(1)、共轨型喷射技术(3)和高压泵(7)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：共轨(4)元件包括压力传感器(5)、压力调节阀(4)、用于高压燃料流出流向喷射器的端口(6)、用于燃料从高压泵流入的另一端口(6’)和用于溢出回流燃料的第三端口(6”)。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述高压泵(7)具有流量阀(9)、热探针(10)、用于高压燃料流出的端口(8)和两个流入端口(8’，8”)。

4.根据权利要求1-3中的一项或多项所述的系统，其特征在于：该系统具有用于燃料流动的不同歧管或管，其中一些歧管或管(18)用于高压流体，另一些歧管或管(19)用于低压流体，而剩下的歧管或管(20)用于回流燃料，该系统还具有四个连接部(17)，它们确定燃料的最佳使用。

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