CN104214028A - 一种单泵双轨燃油供给系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单泵双轨燃油供给系统，包括通过伺服电机驱动以用于提供高压燃油的高压油泵，高压油泵的出油端连接有至少两条供油支路，每条供油支路上均串设有电磁流量调节阀和用于存储高压燃油的蓄压器，每条供油支路的输出端分别与用于将高压燃油喷射至发动机燃烧室中的喷油器对应连接。本发明的单泵双轨燃油供给系统采用高压油泵及对应的伺服电机连接多个蓄压器和电磁流量调节阀对应为多个燃烧器提供工作所需燃油量，满足了燃油供给系统轻量化要求；采用流量传感器检测喷油器的实际喷油量，电控单元控制伺服电机的转速以及流量调节阀的开度，使多路油轨的燃油量达到设定值，系统结构简单，能耗低。

Description

一种单泵双轨燃油供给系统

技术领域

本发明属于燃油供给系统领域，具体涉及一种单泵双轨燃油供给系统。

背景技术

燃烧器是将空气和燃料通过预混装置按适当比例混兑以使其充分燃烧的设备，以斯特林发动机为例：斯特林发动机是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机，有别于依靠燃料在发动机内部燃烧获得动力的内燃机。斯特林发动机使用气体作为工质，燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给工质，工质不直接参与燃烧，也不更换，加热器使气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力推动活塞运动，膨胀气体在冷气室冷却，反复地进行这样的循环过程。

对于应用于车船或潜艇动力的斯特林发动机来说，燃油供给系统是其核心系统之一，其工作特性决定着斯特林发动机的整体性能。

在现有的斯特林发动机燃油供给系统中，旋流雾化喷嘴以开口连续喷射方式工作，为保证喷油量稳定精确，每个喷油器都需要一套独立的设备为其提供高压燃油。如中国专利申请号200910304161.9公开了一种稳压燃油喷射系统，主要包括高压油泵、蓄压器、喷油器、流量传感器、伺服电机、电机驱动模块和电控单元及压力变送器，该系统中就是采用一套燃油供给系统为一台发动机供油。如果要为两台斯特林发动机供油，则每台发动机都要对应配置一套燃油供给系统，这势必会增加燃油供给系统的体积和重量。

在单泵为两台斯特林发动机供油的系统中，有一种方案是：一台高压油泵为一个公共蓄压器提供高压燃油，在蓄压器上装设溢流阀，并且从蓄压器分出2条支路，每条支路装设调压阀。根据两条支路中最大燃油流量设定溢流阀开启压力值，压力传感器收集蓄压器内的燃油压力信号并把此信号反馈给电控单元，电控单元对此压力信号处理并且跟压力设定值对比，如果此压力值大于压力设定值，则电控单元发出控制指令使溢流阀打开，蓄压器内燃油通过泄压使燃油压力稳定在设定值。如果某条支路调压阀关小，由于节流作用，蓄压器内的压力会升高，压力超过设定值后溢流阀打开，部分高压燃油会通过溢流阀泄走。因此该种方案能耗较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种单泵双轨燃油供给系统，以实现一套供油系统为至少两个燃烧器供油，满足燃油供给系统轻量化要求。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种单泵双轨燃油供给系统，包括通过伺服电机驱动以用于提供高压燃油的高压油泵，所述高压油泵的出油端连接有至少两条供油支路，每条供油支路上均串设有一个电磁流量调节阀和一个用于存储高压燃油的蓄压器，每条供油支路的输出端分别与一个用于将高压燃油喷射至发动机燃烧室中的喷油器对应连接。

该系统还包括电控单元，所述电磁流量调节阀通过对应的调节阀开度驱动模块与该电控单元控制连接。

每条供油支路上均串接有用于测量燃油流量的流量传感器。

本发明的单泵双轨燃油供给系统中高压油泵通过伺服电机驱动，采用一个高压油泵及对应的伺服电机连接多个蓄压器和电磁流量调节阀对应为多个燃烧器提供工作所需燃油量，满足了燃油供给系统轻量化要求；采用流量传感器检测喷油器的实际喷油量，电控单元通过开环控制和闭环控制两种方式控制伺服电机的转速以及流量调节阀的开度，使多路油轨的燃油量达到设定值，系统结构简单，能耗低。

附图说明

图1为本发明的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

如图1所示为本发明单泵双轨燃油供给系统实施例的结构原理图，由图可知，该系统包括通过伺服电机18驱动以用于提供高压燃油的高压油泵1，该高压油泵串接在油路中用于将低压油路D的燃油加压以提供高压燃油；高压油泵1的出油端连接有两条供油支路，两供油支路上分别串设有用于存储高压燃油的蓄压器5、6，在蓄压器5、6的前端对应设有电磁流量调节阀3、4；供油支路的输出端分别与用于将高压燃油喷射至发动机燃烧室R中的喷油器11、12对应连接。供油支路上串接有用于测量喷油器燃油流量的流量传感器9、10，该流量传感器的信号连接在电控单元14上。

在高压油泵1上还安装有一个供油调节阀2，通过供油调节阀驱动模块16与电控单元连接。该供油调节阀2可以控制高压油泵1在启动时进入该油泵中的低压油量。

在电控单元14上还设置有上位机接口13，上位机通过向电控单元14发出流量指令，电控单元接收指令后可以控制伺服电机转速和电磁流量调节阀开度。

系统中并联两路蓄压器5、6，通过蓄压器的稳压作用，可以使油轨内的燃油波动较小。蓄压器5、6上安装有压力传感器7、8，该压力传感器7、8与电控单元14连接，如果流量传感器不能正常工作，根据压力与流量的代数关系可计算出油轨内的流量，压力传感器可以作为流量传感器的替代，使系统更加安全可靠。

电磁流量调节阀3、4是电控单元的执行机构，通过对应的调节阀开度驱动模块与该电控单元控制连接，电控单元发出的指令通过调节阀开度驱动模块作用于电磁流量调节阀，电磁流量调节阀通过改变流通截面来调节管路中燃油流量的大小。

本发明的工作原理如下：电控单元14的输入端连接流量传感器9、10以获得流量传感器的流量信号作为反馈信号，其输出端连接电机驱动模块15和调节阀开度驱动模块，通过电机驱动模块15控制伺服电机18的伺服驱动器17来调整伺服电机的转速，从而用以输出电机控制和流量调节阀控制指令；电控单元内预存有伺服电机转速——电磁流量调节阀开度——燃油流量MAP数据，根据上位机发出的流量指令，电控单元对伺服电机转速和电磁流量调节阀开度进行调节，最终使两路油轨的燃油量达到燃烧器工作所需燃油量。

若希望两个燃烧器燃油量相同，此时流量调节阀3、4全开，电控单元14根据嵌入的伺服电机转速——燃油流量MAP数据，通过调节电机转速，使两路油轨提供相同的所需油量。如果希望两个燃烧器燃油量不同，那么一个燃烧器的燃油流量较大，另外一台则较小，电控单元通过把燃油流量较小那个燃烧器的电磁流量调节阀开度减小，并同时调节伺服电机18转速，最终使两路油轨的供油流量达到设定值。系统首先通过MAP数据进行开环控制，然后再将流量传感器反馈回的流量信号与上位机中设定的流量进行比对，通过闭环控制策略微调电机转速和调节阀开度，以便使供油流量快速趋近于设定值。

以上实施例仅用于帮助理解本发明的核心思想，不能以此限制本发明，对于本领域的技术人员，凡是依据本发明的思想，对本发明进行修改或者等同替换，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种单泵双轨燃油供给系统，包括通过伺服电机驱动以用于提供高压燃油的高压油泵，其特征在于：所述高压油泵的出油端连接有至少两条供油支路，每条供油支路上均串设有一个电磁流量调节阀和一个用于存储高压燃油的蓄压器，每条供油支路的输出端分别与一个用于将高压燃油喷射至发动机燃烧室中的喷油器对应连接。

2.根据权利要求1所述的单泵双轨燃油供给系统，其特征在于：该系统还包括电控单元，所述电磁流量调节阀通过对应的调节阀开度驱动模块与该电控单元控制连接。

3.根据权利要求1所述的单泵双轨燃油供给系统，其特征在于：每条供油支路上均串接有用于测量燃油流量的流量传感器。