CN103174548A - 电控化油器及混合气浓度的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种电控化油器及其混合气浓度的控制方法。该电控化油器包括化油器本体、供给燃油的浮子室和调节混合气浓度的电动控制阀，其特征在于该化油器本体设置有气流通道，该气流通道设置有喉口；该电控化油器还包括检测喉口处空气压力的压力传感器。该电控化油器混合气浓度的控制方法，是根据电控化油器的气流通道的喉口处的进气压力和温度信号，控制调节混合气浓度的电动控制阀的开启时刻和开启周期。本发明的电控化油器，结构更加可靠、紧凑。

Description

电控化油器及混合气浓度的控制方法

技术领域

本发明涉及化油器，特别涉及采用电动控制阀调节混合气浓度的电控化油器及其控制方法。

背景技术

为了精确控制内燃机的混合气浓度，需要准确测量内燃机的进气量。因此被普遍采用的方式是在内燃机的进气管路上增加一个容积通常是其排量若干倍的稳压腔，将内燃机本身看出是一个节流装置，通过预先的标定工作建立稳压腔内的准静态压力和进气量的关系。这种做法的缺点在于稳压腔内的压力一直在波动，尤其在汽缸进气时压力下降比较明显，而稳态的压力测量无法获得这种进气带来的压力变化，以及这种变化导致的进气量的变化。因此，将其看成是稳态的压力即存在不可克服的系统误差。

同样地，为精确控制内燃机的混合气浓度，还需要准确控制进入汽缸的燃油量。普遍采用的方式之一是提高供油压力，以此降低外界压力波动（进气压力波动）导致的对燃油流量的影响，这种方式的主要缺点在于成本较高，需要安装有燃油泵和油压调节器；并且，由于油压调节器的压力调节有误差，因此系统误差仍然存在。

电控化油器常用于小排量的内燃机，安装空间、可靠性以及成本受到限制，因此难以采用前述的在稳压腔以及提高供油压力的方法具有相当的难度处测量压力的方式。如中国专利申请号200720051560.5所提到的方案，目前的系统基本采用了位置传感器测量节气门位置，以此作为测量内燃机进气量的主要依据。但是这种方案的缺点在于节气门位置传感器成本比较高；对于化油器裸露在外的使用场合如摩托车或园林机械等，其可靠性较差；并且，由于机械零件加工、安装和磨损造成的差异，使得在同样的节气门位置输出信号下，实际的节气门开启位置不同，在较小开启位置时测量所得的空气流量差异很大。在专利公开号为CN1751174A的中国专利申请以及公开号为特开2002-285865（P2002-285865A）的日本专利申请中提到情况是将进气信息检出传感器安装在节流阀下游更靠近内燃机的位置，这种缺点在于传感器很容易受到气门重叠角期间反喷的内燃机高温气体的损伤。

另外，目前的电控化油器上都只是集成了控制旁通空气或供油的电磁阀，都通过可调脉宽（PWM,也称占空比）的方式调节供油量，该方式下控制阀的开关频率是固定的，与发动机转速变化无关。由于控制阀导通时刻与进气冲程不同步，进气冲程中控制阀的开关状态是不固定的，由此产生的进气混合气浓度不稳定、难以控制；为了克服这种情况，通常需要采用较高频率的电动控制阀，由此造成控制阀成本增加。由于工作频率较低且频率固定的原因，无法应用适用于较高工作转速较高场合的准确供油计量。

发明内容

有鉴于上述现有技术所存在的缺陷，本发明的目的在于，提供一种电控化油器，使其结构更加可靠、紧凑。

本发明的另一目的在于，提供一种控制电控化油器进气通道中混合气浓度方法,使其混合气浓度的控制更加准确和稳定。

为了实现上述目的，依据本发明提出的一种内燃机用电控化油器，包括化油器本体、供给燃油的浮子室和调节混合气浓度的电动控制阀，其中该化油器本体设置有气流通道，该气流通道设置有喉口；该电控化油器还包括检测喉口处空气压力的压力传感器。

本发明还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的电控化油器，其还包括检测所述喉口处空气温度的温度传感器。

前述的电控化油器，其中所述的温度传感器的测温点突出在该喉口处的气流通道中。

前述的电控化油器，其中所述的压力传感器和温度传感器集成为一体安装在化油器本体。

前述的电控化油器，其中所述的化油器本体设置有供油主量孔和怠速油路，该浮子室经由供油主量孔与该化油器本体的气流通道连通；该电动控制阀控制供油主量孔和/或怠速油路的开闭。

前述的电控化油器，其中所述的化油器本体设置有供油主量孔，该浮子室经由供油主量孔与该化油器本体的气流通道连通；该电控化油器还设置有空气旁通管路，该电动控制阀控制该空气旁通管路的开闭。

前述的电控化油器，其还包括控制单元，接收曲轴转角位置信号、喉口处气流通道中的进气压力和温度信号，控制所述电动控制阀的开启时刻和开启周期。

为了实现上述目的，依据本发明另外提出的一种电控化油器，将进气压力传感器和温度传感器直接安装在化油器的喉口处，通过这样的集成安装方式提高化油器的紧凑性。

另外，依据本发明提出的一种控制电控化油器进气通道中混合气浓度方法，根据曲轴转角位置控制电动控制阀的开启；根据喉口处的压力、温度、曲轴转速等控制电动控制阀的开启时间长度（导通脉宽），一次控制燃油流量的大小，并且相应地实现对混合气浓度的控制。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本发明的电控化油器及混合气浓度方法，至少具有下列优点：

一、本发明的电控化油器，将进气压力传感器或/和温度传感器直接安装在化油器的喉口处，通过这样的集成安装方式提高化油器和内燃机的紧凑性。

二、本发明的电控化油器，在化油器上的喉口处安装有进气压力传感器，在内燃机处于停机状态时，进气压力传感器测量的是大气环境压力；在内燃机运行时，由于空气经过喉口处气流需要加速，其静压力下降，测量此处的压力容易得到更高分辨率的流量信息。

三、本发的电控化油器，在化油器的喉口处安装有进气温度传感器，通过该温度的测量，可以修正温度对空气质量流量的影响。

四、本发的电控化油器，进气温度传感器的测温点突出化油器喉口壁面，暴露在电控化油器的空气流道中，可以直接测量流动气体的温度，使得测量更准确，反应也更迅速。

五、本发的电控化油器，通过将压力传感器和温度传感器预先集成一体，可以进一步简化安装，降低对安装密封的要求；并且由于温度传感器靠近压力传感器，因此可以通过温度信号对压力传感器的温度漂移做适当补偿，进一步提高压力传感器的精度。

附图说明

图1是本发明电控化油器第一实施例的结构示意图。

图2 是化油器喉口气流通道处压力变化示意图。

图3 是本发明电控化油器主供油量孔流量变化示意图。

图4是本发明电控化油器第二实施例的结构示意图。

1、1’：化油器本体；         2a：进气压力传感器；

2b: 进气温度传感器；                     2c: 热熔物

2：压力-温度传感器组合；             3：节流阀；

4：浮子室安装螺钉；                      5：浮子室；

6：电动控制阀                                   6a：开关入口

7：供油主量孔；                               8：阻风阀；

9：气流入口                                      10：喉口

11：气流出口                                    12：空气旁通管路

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电控化油器及其控制方法其具体实施方式、步骤、结构、特征及其功效详细说明。

请参阅图1所示，是本发明电控化油器第一实施例的结构示意图。本发明第一实施例的电控化油器，主要包括：化油器本体1和浮子室5。

上述的化油器本体1左侧的气流入口9处安装有阻风阀8，气流出口11处设置有节流阀3，在喉口10处安装有压力传感器2a和温度传感器2b。本实施例中，压力传感器2a和温度传感器2b通过热熔物2c密封在压力-温度传感器组合2中，压力-温度传感器组合2通过螺纹安装于候口喉口处。该节流阀3位于喉口10的下游位置，在内燃机处于小负荷工作时，由于节流阀3处流通面积减小，气流出口11处的压力较低，在内燃机进气门打开时，内燃机气缸内的高压高温残余气体会回流到气流出口11处，由于压力-温度传感器组合2位于节流阀3的上游，可以保护压力-温度传感器组合2免受高温气体的直接冲刷。该化油器本体1的喉口10处设置有供油主量孔7。

上述的浮子室5经由供油主量孔7与上述化油器本体1的喉口10处连通，该浮子室5用于供给燃油。该浮子室5内设置有浮子（图中未标示）和电动控制阀6，该电动控制阀6的入口6a浸在浮子室5的油平面5a之下；该电动控制阀6控制供油主量孔7的开闭。本实施例中，该浮子室5是通过螺钉4安装于化油器本体1。

本实施例的电控化油器使用时，化油器本体1的气流出口11与内燃机（图未示出）的进气通道相连通，新鲜空气从电控化油器左侧进入后，在喉口10处因为节流的原因产生负压，压力传感器2a和温度传感器2b分别测量喉口10处空气的压力和温度，浮子室5经由主量孔7供给燃油，燃油与空气混合形成混合气，供给内燃机。节流阀3控制气流流量的大小，电动控制阀6控制燃油供应量。本实施例的电控化油器，喉口10处面积在制造时容易精确控制，根据喉口10处的压力和温度信号以及预先的标定，发动机控制单元可以精确地得到喉口10处的空气流量，同时控制电动控制阀6导通脉宽控制供油量，进而能精确控制混合气空燃比。为了进一步提升测量精度，可以在进气冲程多次采集喉口处的压力信号，以此为依据调节电动控制阀的导通脉宽。

较佳的，上述的温度传感器2b的测温点突出喉口10壁面，暴露在电控化油器的气流通道,可以直接测量流动气体的温度，使得测量更准确，反应也更迅速。

较佳的，上述的压力传感器2a和温度传感器2b集成为一体，安装在电控化油器的本体上，可以进一步简化安装，降低对安装密封的要求；并且由于温度传感器2b靠近压力传感器2a，因此可以通过温度信号对压力传感器2a的温度漂移做适当补偿，进一步提高压力传感器2a的精度。

其他实施例中，上述的压力传感器2a可以安装远离化油器本体1的位置，通过中空的连接管将喉口10处的压力引入到传感器2a。

其他实施例中，上述的浮子室5可以安装在远离化油器本体1的位置，通过软管将燃油从浮子室5连接到电动控制阀6的入口6a处。

请参阅图2所示，是本发明电控化油器在每个气缸有单独气流通道的内燃机上使用时，喉口处的空气压力变化示意图。电控化油器气流通道中的压力，主要由内燃机曲轴转角和节流阀开度所影响。在内燃机进气冲程中，由于活塞在汽缸中下行的抽吸，使得整个进气通道中的压力下降，在不同的曲轴位置，活塞下行速度不同，造成气流通道中压力有明显的变化；节流阀开度越大进气通道中的压力变化越大。ECU可以根据喉口处的空气压力判断内燃机的进气量，然后再根据所测量的喉口处温度信号修正温度对空气量流量的影响。

请参阅图3所示，是本发明电控化油器主供油量孔流量变化示意图。当转速和节流阀开度一定时，图3中实线A为供油开关完全打开时经过主供油孔的瞬时燃油流量的变化。根据本发明，ECU通过控制电动控制阀的开启和关闭时刻，即可精确控制供油开关（电动控制阀6）的“导通脉宽”，以此控制供油量，即图中所示阴影部分，以此实现对混合气的浓度的准确控制。

请参阅图4所示，是本发明电控化油器第二实施例的结构示意图。本发明第二实施例的电控化油器，主要包括：化油器本体1’和浮子室5。

上述的化油器本体1’左侧的空气入口9处安装有阻风阀8，气流出口11处设置有节流阀3，在喉口10处安装有压力传感器2a和温度传感器2b。该化油器本体1’的喉口10处设置有供油主量孔7。该化油器本体1’设置有空气旁通管路12，空气旁通管路12入口处于喉口10的上游，出口处于喉口10的下游且处于节流阀的上游，控制空气旁通管路11通断的电动控制阀6。

上述的浮子室5经由供油主量孔7与上述化油器本体1的喉口10连通，该浮子室5用于供给燃油。本实施例中，该浮子室5是通过螺钉4安装于化油器本体1。

本实施例的电控化油器使用时，化油器本体1’的气流出口11与内燃机（图未示出）的进气通道相连通，新鲜空气从电控化油器左侧进入后，在喉口10处因为节流的原因产生负压，压力传感器2a和温度传感器2b分别测量喉口10处空气的压力和温度，浮子室5经由主量孔7供给燃油，燃油与空气混合形成混合气，供给内燃机。本实施例的电控化油器，喉口10处面积在制造时容易精确控制，根据喉口10处的压力和温度信号以及预先的标定，ECU（发动机控制单元）可以精确地得到喉口10处的空气流量，同时控制电动控制阀6导通脉宽控制新鲜空气的流量，进而能精确控制混合气空燃比。

本发明不限定于上述实施例，在不脱离其主旨的范围内可以进行设计变更。例如本发明可以应用于柱塞式或真空式的化油器上，通过对电动控制阀的控制，提高原化油器的混合气浓度控制精度；在上述设计变更的基础上，利用氧传感器形成闭环控制，进一步提高混合气浓度的控制精度；

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然并非用以限定本发明实施的范围，依据本发明的权利要求书及说明内容所作的简单的等效变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种电控化油器，包括化油器本体、供给燃油的浮子室和调节混合气浓度的电动控制阀，其特征在于该化油器本体设置有气流通道，该气流通道设置有喉口；该电控化油器还包括检测喉口处空气压力的压力传感器。

2.如权利要求1所述的电控化油器，其特征在于其还包括检测所述喉口处空气温度的温度传感器。

3.如权利要求2所述的电控化油器，其特征在于其中所述的温度传感器的测温点突出在该喉口处的气流通道中。

4.如权利要求2或3所述的电控化油器，其特征在于其中所述的压力传感器和温度传感器集成为一体安装在化油器本体。

5.如权利要求1所述的电控化油器，其特征在于其中所述的化油器本体设置有供油主量孔和怠速油路，该浮子室经由供油主量孔与该化油器本体的气流通道连通；该电动控制阀控制供油主量孔和/或怠速油路的开闭。

6.如权利要求1所述的电控化油器，其特征在于其中所述的化油器本体设置有供油主量孔，该浮子室经由供油主量孔与该化油器本体的气流通道连通；该电控化油器还设置有空气旁通管路，该电动控制阀控制该空气旁通管路的开闭。

7.如权利要求1至6中任一权利要求所述的电控化油器，其特征在于其还包括控制单元，接收该喉口处气流通道中的进气压力和温度信号，控制所述电动控制阀的开启时刻和开启周期。

8.一种电控化油器混合气浓度的控制方法，其特征在于根据电控化油器的气流通道的喉口处的进气压力和温度信号以及内燃机的曲轴转角，在预先设定的曲轴转角位置控制调节混合气浓度的电动控制阀开启，并控制该电动控制阀开启周期的长短，以控制混合气浓度。

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