CN102619657A - 电控单体泵燃油系统三次喷射凸轮型线 - Google Patents
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Abstract
电控单体泵燃油系统三次喷射凸轮型线,由升程段、远休止段、回程段、近休止段依次构成。升程段由加速度均匀增加的加速段—加速度均匀减少的加速段—预喷匀速段—加速度均匀增加的加速段—匀加速段—加速度均匀减少的加速段—主喷匀速段—加速度值均匀增加的减速段—匀减速段—加速度值均匀减小的减速段—后喷匀速段—加速度值逐渐增加的减速段—匀减速段所构成。远休止段速度为0。回程段由加速度值均匀增加的加速度段—加速度值均匀减小的加速段—匀速段—加速度均匀增加的加速段—加速度均匀减少的加速段所构成。近休止段速度为0。该型线可实现预喷、主喷及后喷三次喷射,升程曲线连续光滑,无柔性冲击、振动小、噪声低、颗粒及氮氧排放量低。
Description
技术领域
本发明属于内燃机领域,涉及一种电控单体泵燃油系统三次喷射凸轮型线。
背景技术
随着世界工业化和经济一体化的不断加快,可持续发展的呼声越来越高,。节约能源、保护生态环境、减少污染已成为世界各国的共识。因此,各国对发动机有害废气排放制定了越来越严格的法规。针对道路车辆,欧洲2008年实施欧Ⅴ排放法规,我国将于2012年实施国Ⅴ排放法规;非道路车辆的排放法规也将逐步实施。2008年起,出口到欧洲的非道路车辆必须达到欧ⅢA排放标准,2012年实施欧ⅢB排放法规。目前国内满足欧Ⅲ排放法规的电控单体泵燃油系统大都只能实现一次喷射,在现有单体泵技术基础上进行革新,使其灵活实现控制多次喷射,满足颗粒过滤器的主动再生要求,以满足柴油机产品的不断升级换代和国家环保标准提高,为国内柴油机市场提供燃油系统升级产品。
发明内容
本发明的目的是针对现有电控单体泵燃油系统只能实现一次喷射的不足之处,提供一种新颖的电控单体泵燃油系统三次喷射凸轮型线。
本发明采用以下技术方案达到上述目的,电控单体泵燃油系统三次喷射凸轮型线,其型线共分为四段,即升程段、远休止段、回程段、近休止段; 凸轮型线由升程段、远休止段、回程段、近休止段依次所构成。
所述的升程段依次由加速度均匀增加的加速段 — 加速度均匀减少的加速段 —预喷匀速段 — 加速度均匀增加的加速段 — 匀加速段 — 加速度均匀减少的加速段 — 主喷匀速段 — 加速度值均匀增加的减速段 — 匀减速段 — 加速度值均匀减小的减速段—后喷匀速段 — 加速度值逐渐增加的减速段 — 匀减速段所构成。
所述的远休止段速度为,位移恒定。
所述的回程段依次由加速度值均匀增加的加速度段 — 加速度值均匀减小的加速段 — 匀速段 — 加速度均匀增加的加速段 — 加速度均匀减少的加速段所构成。
所述的近休止段速度为0,位移恒定。
凸轮型线的设计方法如下:
a.凸轮型线基本参数为: 基圆直径为36mm,升程为16.4mm,滚轮直径为32mm。
b.凸轮型线分段进行凸轮转角α分配,各区间点符号分别为: α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8、α9、α10、α11、α12、α13、α14、α15、α16、α17、α18、α19 、α20,其值依次是21°、21.5°、28.5°、29°、33°33.5°、50.5°、51°、56.5°、57°、67°、67.5°、74.5°、81°、102°、123°、243°、264°、285°、360°。
c.从动件的初始加速度为0.0106 mm/deg2 ,三次喷射时的工作速度分别为0.26 mm/deg、0.34 mm/deg、 0.20 mm/deg。
d. 凸轮型线相应的数学模型及边界条件为:
e.根据上面的数学模型即可求得相应区间段的加速度曲线方程,将曲线积分一次,得出速度曲线方程,再积分一次,得出升程曲线方程,从而便可求出相应的凸轮型线。
本发明可达到如下积极效果:
该发明凸轮型线由多段函数方程组成,采用多段函数凸轮型线不仅能够获得连续光滑的升程曲线,还可以使柱塞从动件的速度和加速度曲线高阶连续可导,避免供油泵工作过程中凸轮和滚轮产生刚性和柔性冲击,起到降低喷油泵的振动、噪声和凸轮与滚轮副间的接触应力的作用,从而提高整个供油系统工作的可靠性。按本发明凸轮型线制作的凸轮,可以灵活实现控制预喷、主喷及后喷三次喷射,预喷有利于减少发动机的噪声、降低氮氧化物排放量,后喷有利于颗粒过滤器排气后处理装置的主动再生、降低颗粒物排放量。
附图说明:
图1为本发明电控单体泵燃油系统柱塞从动件的运动规律曲线图。
图2为本发明电控单体泵燃油系统三次喷射凸轮型线轮廓结构图。
图3为本发明电控单体泵燃油系统的工作过程示意图。
具体实施方式:
附图1描述了本发明电控单体泵燃油系统柱塞从动件的运动规律曲线,包括柱塞升程曲线C1(mm)、柱塞速度曲线C2(mm/deg * 40)、柱塞加速度曲线(C3 mm/deg2 * 400)。附图2描述了电控单体泵燃油系统凸轮轮廓,包括凸轮基圆直径d,凸轮最大升程h,滚轮直径d',凸轮型线由升程段A、远休止段B、回程段C、近休止段D依次所构成。
所述的升程段A依次由加速度均匀增加的加速段 — 加速度均匀减少的加速段 —预喷匀速段 — 加速度均匀增加的加速段 — 匀加速段 — 加速度均匀减少的加速段 — 主喷匀速段 — 加速度值均匀增加的减速段 — 匀减速段 — 加速度值均匀减小的减速段—后喷匀速段 — 加速度值逐渐增加的减速段 — 匀减速段所构成。
所述的远休止段B速度为0,位移恒定。
所述的回程段C依次由加速度值均匀增加的加速度段 — 加速度值均匀减小的加速段 — 匀速段 — 加速度均匀增加的加速段 — 加速度均匀减少的加速段所构成。
所述的近休止段D速度为0,位移恒定。
根据上述数学模型,用Matlab数学分析软件编程计算可得结果,见表1、表2。
表1 升程段凸轮升程值
凸轮转角α/° | 升程h/mm | 凸轮转角α/° | 升程h/mm | 凸轮转角α/° | 升程h/mm |
0 | 0.0000 | 28.5 | 4.5243 | 56 | 13.4936 |
1 | 0.0053 | 29 | 4.6551 | 57 | 13.7004 |
2 | 0.0214 | 30 | 4.9360 | 58 | 13.9004 |
3 | 0.0484 | 31 | 5.2537 | 59 | 14.1004 |
4 | 0.0864 | 32 | 5.6071 | 60 | 14.3004 |
5 | 0.1357 | 33 | 5.9960 | 61 | 14.5004 |
6 | 0.1963 | 33.5 | 6.1654 | 62 | 14.7004 |
7 | 0.2685 | 34.5 | 6.5054 | 63 | 14.9004 |
8 | 0.3523 | 35.5 | 6.8454 | 64 | 15.1004 |
9 | 0.4480 | 36.5 | 7.1854 | 65 | 15.3004 |
10 | 0.5557 | 37.5 | 7.5254 | 66 | 15.5004 |
11 | 0.6754 | 38.5 | 7.8654 | 67 | 15.7004 |
12 | 0.8075 | 39.5 | 8.2054 | 67.5 | 15.7992 |
13 | 0.9521 | 40.5 | 8.5454 | 68.5 | 15.9785 |
14 | 1.1092 | 41.5 | 8.8854 | 69.5 | 16.1303 |
15 | 1.2791 | 42.5 | 9.2254 | 70.5 | 16.2544 |
16 | 1.4619 | 43.5 | 9.5654 | 71.5 | 16.3510 |
17 | 1.6577 | 44.5 | 9.9054 | 72.5 | 16.4199 |
18 | 1.8668 | 45.5 | 10.2454 | 73.5 | 16.4613 |
19 | 2.0893 | 46.5 | 10.5854 | 74.5 | 16.4751 |
20 | 2.3252 | 47.5 | 10.9254 | 75.5 | 16.4751 |
21 | 2.5749 | 48.5 | 11.2654 | 76.5 | 16.4751 |
21.5 | 2.7043 | 49.5 | 11.6054 | 77.5 | 16.4751 |
22.5 | 2.9643 | 50.5 | 11.9454 | 78.5 | 16.4751 |
23.5 | 3.2243 | 51 | 12.1144 | 79.5 | 16.4751 |
24.5 | 3.4843 | 52 | 12.4369 | 80.5 | 16.4751 |
25.5 | 3.7443 | 53 | 12.7361 | 81 | 16.4751 |
26.5 | 4.0043 | 54 | 13.0119 | ||
27.5 | 4.2643 | 55 | 13.2644 |
表2 回程段凸轮升程值
凸轮转角α/° | 升程h/mm | 凸轮转角α/° | 升程h/mm | 凸轮转角α/° | 升程h/mm |
83 | 16.4748 | 151 | 11.4919 | 219 | 4.5764 |
84 | 16.4741 | 152 | 11.3902 | 220 | 4.4747 |
85 | 16.4726 | 153 | 11.2885 | 221 | 4.3730 |
86 | 16.4703 | 154 | 11.1868 | 222 | 4.2713 |
87 | 16.4668 | 155 | 11.0851 | 223 | 4.1696 |
88 | 16.4619 | 156 | 10.9834 | 224 | 4.0679 |
89 | 16.4554 | 157 | 10.8817 | 225 | 3.9662 |
90 | 16.4471 | 158 | 10.7800 | 226 | 3.8645 |
91 | 16.4367 | 159 | 10.6783 | 227 | 3.7628 |
92 | 16.4239 | 160 | 10.5766 | 228 | 3.6611 |
93 | 16.4087 | 161 | 10.4749 | 229 | 3.5594 |
94 | 16.3907 | 162 | 10.3732 | 230 | 3.4577 |
95 | 16.3696 | 163 | 10.2715 | 231 | 3.3560 |
96 | 16.3454 | 164 | 10.1698 | 232 | 3.2543 |
97 | 16.3177 | 165 | 10.0681 | 233 | 3.1526 |
98 | 16.2863 | 166 | 9.9664 | 234 | 3.0509 |
99 | 16.2509 | 167 | 9.8647 | 235 | 2.9492 |
100 | 16.2115 | 168 | 9.7630 | 236 | 2.8475 |
101 | 16.1676 | 169 | 9.6613 | 237 | 2.7458 |
102 | 16.1192 | 170 | 9.5596 | 238 | 2.6442 |
103 | 16.0659 | 171 | 9.4579 | 239 | 2.5425 |
104 | 16.0081 | 172 | 9.3562 | 240 | 2.4408 |
105 | 15.9459 | 173 | 9.2545 | 241 | 2.3391 |
106 | 15.8795 | 174 | 9.1528 | 242 | 2.2374 |
107 | 15.8092 | 175 | 9.0511 | 243 | 2.1357 |
108 | 15.7352 | 176 | 8.9494 | 244 | 2.0340 |
109 | 15.6577 | 177 | 8.8477 | 245 | 1.9326 |
110 | 15.5771 | 178 | 8.7460 | 246 | 1.8316 |
111 | 15.4934 | 179 | 8.6443 | 247 | 1.7313 |
112 | 15.4070 | 180 | 8.5426 | 248 | 1.6320 |
113 | 15.3180 | 181 | 8.4409 | 249 | 1.5338 |
114 | 15.2267 | 182 | 8.3392 | 250 | 1.4370 |
115 | 15.1333 | 183 | 8.2375 | 251 | 1.3418 |
116 | 15.0381 | 184 | 8.1359 | 252 | 1.2484 |
117 | 14.9413 | 185 | 8.0342 | 253 | 1.1571 |
118 | 14.8431 | 186 | 7.9325 | 254 | 1.0681 |
119 | 14.7438 | 187 | 7.8308 | 255 | 0.9817 |
120 | 14.6435 | 188 | 7.7291 | 256 | 0.8980 |
121 | 14.5425 | 189 | 7.6274 | 257 | 0.8174 |
122 | 14.4411 | 190 | 7.5257 | 258 | 0.7399 |
123 | 14.3394 | 191 | 7.4240 | 259 | 0.6659 |
124 | 14.2377 | 192 | 7.3223 | 260 | 0.5956 |
125 | 14.1360 | 193 | 7.2206 | 261 | 0.5292 |
126 | 14.0343 | 194 | 7.1189 | 262 | 0.4670 |
127 | 13.9326 | 195 | 7.0172 | 263 | 0.4092 |
128 | 13.8309 | 196 | 6.9155 | 264 | 0.3559 |
129 | 13.7292 | 197 | 6.8138 | 265 | 0.3075 |
130 | 13.6276 | 198 | 6.7121 | 266 | 0.2636 |
131 | 13.5259 | 199 | 6.6104 | 267 | 0.2242 |
132 | 13.4242 | 200 | 6.5087 | 268 | 0.1888 |
133 | 13.3225 | 201 | 6.4070 | 269 | 0.1574 |
134 | 13.2208 | 202 | 6.3053 | 270 | 0.1297 |
135 | 13.1191 | 203 | 6.2036 | 271 | 0.1055 |
136 | 13.0174 | 204 | 6.1019 | 272 | 0.0844 |
137 | 12.9157 | 205 | 6.0002 | 273 | 0.0664 |
138 | 12.8140 | 206 | 5.8985 | 274 | 0.0512 |
139 | 12.7123 | 207 | 5.7968 | 275 | 0.0384 |
140 | 12.6106 | 208 | 5.6951 | 276 | 0.0280 |
141 | 12.5089 | 209 | 5.5934 | 277 | 0.0197 |
142 | 12.4072 | 210 | 5.4917 | 278 | 0.0132 |
143 | 12.3055 | 211 | 5.3900 | 279 | 0.0083 |
144 | 12.2038 | 212 | 5.2883 | 280 | 0.0048 |
145 | 12.1021 | 213 | 5.1866 | 281 | 0.0025 |
146 | 12.0004 | 214 | 5.0849 | 282 | 0.0010 |
147 | 11.8987 | 215 | 4.9832 | 283 | 0.0003 |
148 | 11.7970 | 216 | 4.8815 | 284 | 0.0000 |
149 | 11.6953 | 217 | 4.7798 | 285 | 0.0000 |
150 | 11.5936 | 218 | 4.6781 |
本发明所述的对应凸轮升程段A中的柱塞从动件三段等速段是电控单体泵的工作供油段。将单体泵的工作供油段设计在等速段,是因为在相同的供油速度下,通过电控单元14控制电磁阀13的开闭时间,从而达到精确控制三次喷射的喷油量和喷油定时的目的。
如附图3所示,单体泵4的滚轮10与凸轮12为对心式的线接触。凸轮轴11随发动机转动带动滚轮10及滚轮体9运动,进而带动柱塞7克服柱塞弹簧8作直线往复运动,使高压油路中产生高压燃油;电磁阀13通过电控单元14精确控制高压燃油的喷油量和喷油定时。高压燃油经过高压油管5进入喷油器6,在气缸中产生预喷、主喷和后喷三次喷射。
Claims (6)
1. 电控单体泵燃油系统三次喷射凸轮型线,其型线共分为四段,即升程段(A)、远休止段(B)、回程段(C)、近休止段(D);其特征在于: 凸轮型线由升程段(A)、远休止段(B)、回程段(C)、近休止段(D)依次所构成。
2.根据权利要求1所述的电控单体泵燃油系统三次喷射凸轮型线,其特征在于:升程段(A)依次由加速度均匀增加的加速段 — 加速度均匀减少的加速段 —预喷匀速段 — 加速度均匀增加的加速段 — 匀加速段 — 加速度均匀减少的加速段 — 主喷匀速段 — 加速度值均匀增加的减速段 — 匀减速段 — 加速度值均匀减小的减速段—后喷匀速段 — 加速度值逐渐增加的减速段 — 匀减速段所构成。
3. 根据权利要求1所述的电控单体泵燃油系统三次喷射凸轮型线,其特征在于:所述的远休止段(B)速度为0,位移恒定。
4.根据权利要求1所述的电控单体泵燃油系统三次喷射凸轮型线,其特征在于:所述的回程段(C)依次由加速度值均匀增加的加速度段 — 加速度值均匀减小的加速段 — 匀速段 — 加速度均匀增加的加速段 — 加速度均匀减少的加速段所构成。
5.根据权利要求1所述的电控单体泵燃油系统三次喷射凸轮型线,其特征在于:所述的近休止段(D)速度为0,位移恒定。
6.根据权利要求1所述的电控单体泵燃油系统三次喷射凸轮型线,其特征在于:凸轮型线的设计方法如下:
a.凸轮型线基本参数为: 基圆直径(d)为36mm,升程(h)为16.4mm,滚轮直径(d')为32mm;
b.凸轮型线分段进行凸轮转角(α)分配,各区间点符号分别为: (α1)、(α2)、(α3)、(α4)、(α5)、(α6)、(α7)、(α8)、(α9)、(α10)、(α11)、(α12)、(α13)、(α14)、(α15)、(α16)、(α17)、(α18)、(α19 )、(α20),其值依次是21°、21.5°、28.5°、29°、33°33.5°、50.5°、51°、56.5°、57°、67°、67.5°、74.5°、81°、102°、123°、243°、264°、285°、360°;
c.从动件的初始加速度为0.0106 mm/deg2 ,三次喷射时的工作速度分别为0.26 mm/deg、0.34 mm/deg、 0.20 mm/deg;
d. 凸轮型线相应的数学模型及边界条件为:
e.根据上面的数学模型即可求得相应区间段的加速度曲线方程,将曲线积分一次,得出速度曲线方程,再积分一次,得出升程曲线方程,从而便可求出相应的凸轮型线。
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2012
- 2012-04-25 CN CN2012101234267A patent/CN102619657A/zh active Pending
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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