CN105464863A - 电控单体泵系统及喷油控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电控单体泵系统及喷油控制方法，所述系统包括高压油泵、油箱、喷油器、电磁控制阀和电控单元。所述油箱通过第一低压循环管路与高压油泵连接。所述高压油泵的出口连接电磁控制阀。所述油箱通过第二低压回油管与电磁控制阀连接。所述电磁控制阀与喷油器连接，用于控制喷油器进行喷油。所述电控单元与电磁控制阀连接，用于控制喷油的喷油正时和喷油脉宽。本发明一方面通过设置电磁控制阀对喷油进行控制，并通过设置电控单元对喷油的喷油正时和喷油脉宽进行控制，改善了小油量喷射的稳定性和各缸喷射的一致性；另一方面通过单独设置电磁控制阀，无需对现有设备进行大幅度长周期的改造，具有易通过现有设备改造实现、改造成本低的优点。

Description

电控单体泵系统及喷油控制方法

技术领域

本发明涉及燃油喷射技术领域，具体涉及一种电控单体泵系统及喷油控制方法。

背景技术

现有技术中，船用柴油机所配备的燃油系统技术通常可分为以下几个种类：

1、机械式燃油喷射系统

机械式燃油喷射系统为目前使用的主流，具有技术成熟度高、可靠性好、成本低廉等优势，但是其同时具有低工况小油量运行自身稳定性差、各缸一致性差等缺陷。

图1为现有技术中一种典型的机械式燃油喷射系统的结构示意图。如图1所示，现有的机械式燃油喷射系统通常包括高压油泵10、油箱30和喷油嘴50。油箱30和高压油泵10之间设有循环流道，高压油泵10的出口连接喷油嘴50。高压油泵10直接对喷油嘴50供油，在低工况的条件下小油量喷射稳定性差，且各气缸的油量一致性差。

2、电控单体泵系统

电控单体泵系统是一种介于机械式燃油系统和高压共轨喷射系统之间的技术形态，可实现喷射时刻的灵活可调。常规电控单体泵系统是将高压油泵重新设计，将电磁控制阀集成至油泵中。因此，常规电控单体泵系统具有需要对发动机做较多改动，对现有机型的改造周期长、成本高等缺陷。

图2为现有技术中一种典型的电控单体泵系统的结构示意图。如图2所示，现有的电控单体泵系统通常包括电控单体泵11、油箱30、喷油嘴50和电控单元90，其中电控单体泵11包括一体集成的控制阀111。油箱30和高压油泵10之间设有循环流道，控制阀111分别连接喷油嘴50和电控单元90，在电控单元90的控制下对喷油嘴50进行供油。现有的电控单体泵系统需要对原有的机械式高压油泵作较多的改造设计，并在发动机中作许多对应的改造，因此对现有机型的改造周期较长、成本较高。

3、高压共轨喷射系统

高压共轨喷射系统能够实现喷射时刻和喷射压力的独立灵活可调，但由于技术不够成熟，成本较高等原因，目前尚未在船用柴油机市场得到广泛应用。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种小油量喷射稳定性强、各缸喷射一致性较好，同时容易通过旧机改造得到、改造成本低的电控单体泵系统及喷油控制方法。

第一方面，本发明提供一种电控单体泵系统，包括高压油泵、油箱、喷油器、电磁控制阀和电控单元，所述油箱通过第一低压循环管路与所述高压油泵连接。

所述高压油泵的出口连接所述电磁控制阀。

所述油箱通过第二低压回油管与所述电磁控制阀连接。

所述电磁控制阀与所述喷油器连接，用于控制所述喷油器进行喷油。

所述电控单元与所述电磁控制阀连接，用于控制所述喷油的喷油正时和喷油脉宽。

第二方面，本发明提供一种用于所述电控单体泵系统的喷油控制方法，所述方法包括：

S10：高压油泵的柱塞处于非加压状态，电磁控制阀断电，第一低压循环管路和第二低压回油管均连通，形成循环油路；

S30：所述柱塞加压，断开所述第一低压循环管路，所述高压油泵内的高压油通过所述低压回油口和所述第二低压回油管流回油箱；

S50：所述电磁控制阀在所述电控单元的控制下在通电或断电状态间切换，通过断开或连通所述第二低压回油管控制所述喷油器进行喷油或停止喷油。

本发明诸多实施例提供的电控单体泵系统及喷油控制方法一方面通过设置电磁控制阀对喷油进行控制，并通过设置电控单元对喷油的喷油正时和喷油脉宽进行控制，改善了小油量喷射的稳定性和各缸喷射的一致性；另一方面通过单独设置可与高压油泵配合的电磁控制阀，而非将高压油泵改造成集成控制阀的油泵，无需对现有设备进行大幅度长周期的改造，具有易通过现有设备改造实现、且改造成本低的优点；

本发明一些实施例提供的电控单体泵系统及喷油控制方法通过在油箱和电磁控制阀之间设置由电磁控制阀控制通断的第二低压回油管，实现了无需对高压油泵进行大幅改造，即可实现由电磁控制阀控制向油箱回油或向喷油器供油的工作状态切换；

本发明一些实施例提供的电控单体泵系统通过在油箱和电磁控制阀之间设置第二低压进油管，在电磁控制阀中设置连通第二低压进油管和线圈的辅助油道，通过循环油路对线圈进行冷却。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为现有技术中机械式燃油喷射系统的结构示意图。

图2为现有技术中电控单体泵系统的结构示意图。

图3为本发明一实施例提供的电控单体泵系统的结构示意图。

图4为图3所示电控单体泵系统中电磁控制阀的结构示意图。

图5为本发明一实施例提供的喷油控制方法的流程图。

图6为图5所示喷油控制方法中步骤S50的流程图。

附图标记说明：

10高压油泵

11电控单体泵

30油箱

50喷油嘴

70电磁控制阀

90电控单元

111控制阀

701油泵接口

703低压回油口

705喷油器接口

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图3为本发明一实施例提供的电控单体泵系统的结构示意图。

如图3所示，在本实施例中，本发明提供的电控单体泵系统包括高压油泵10、油箱30和喷油器50，油箱30通过第一低压循环管路与高压油泵10连接，所述系统还包括电磁控制阀70和电控单元90。

高压油泵10的出口连接电磁控制阀70。

油箱30通过第二低压回油管与电磁控制阀70连接。

电磁控制阀70与喷油器50连接，用于控制喷油器50进行喷油。

电控单元90与电磁控制阀70连接，用于控制所述喷油的喷油正时和喷油脉宽。

上述实施例提供的电控单体泵系统一方面通过设置电磁控制阀对喷油进行控制，并通过设置电控单元对喷油的喷油正时和喷油脉宽进行控制，改善了小油量喷射的稳定性和各缸喷射的一致性；另一方面通过单独设置可与高压油泵配合的电磁控制阀，而非将高压油泵改造成集成控制阀的油泵，无需对现有设备进行大幅度长周期的改造，具有易通过现有设备改造实现、且改造成本低的优点。

图4为图3所示电控单体泵系统中电磁控制阀的结构示意图。

如图4所示，在一优选实施例中，电磁控制阀70上设有油泵接口701、低压回油口703和喷油器接口705，油泵接口701与高压油泵10的出口连接，喷油器接口705与喷油器50的高压油管连接，低压回油口703与所述第二低压回油管连接。

在一优选实施例中，高压油泵10通过柱塞是否加压控制所述第一低压循环管路的开断：

所述柱塞处于加压状态时，闭合高压油泵10与所述第一低压循环管路的连接口，所述第一低压循环管路断开；

所述柱塞处于非加压状态时，所述第一低压循环管路连通。

电磁控制阀70通过通电/断电控制所述第二低压回油管的开断：

电磁控制阀70通电时，闭合低压回油口703，所述第二低压回油管断开；

电磁控制阀70断电时，打开低压回油口703，所述第二低压回油管连通。

具体地，在本实施例中，所述电控单体泵系统的工作状态依次为：

1、高压油泵10的柱塞处于非加压状态，电磁控制阀70断电，所述第一低压循环管路和所述第二低压回油管均连通，形成循环油路；

2、高压油泵10的柱塞处于加压状态，所述第一低压循环管路断开；电磁控制阀70断电，所述第二低压回油管连通；高压油泵10内的高压油通过低压回油口703和所述第二低压回油管流回油箱；

3、高压油泵10的柱塞处于加压状态，所述第一低压循环管路断开；电磁控制阀70在电控单元90的控制下通电，所述第二低压回油管断开；高压油泵10内的高压油通过喷油器接口705输送至喷油器50进行喷油；

4、高压油泵10的柱塞处于加压状态，所述第一低压循环管路断开；电磁控制阀70在电控单元90的控制下断电，所述第二低压回油管连通；高压油泵10内的高压油通过低压回油口703和所述第二低压回油管流回油箱，喷油器50停止喷油。

上述实施例提供的电控单体泵系统通过在油箱和电磁控制阀之间设置由电磁控制阀控制通断的第二低压回油管，实现了无需对高压油泵进行大幅改造，即可实现由电磁控制阀控制向油箱回油或向喷油器供油的工作状态切换。

在一优选实施例中，所述第一低压循环管路包括第一低压进油管和第一低压回油管。

具体地，所述第一低压进油管和所述第一低压回油管分别连接高压油泵10的进油连接口和回油连接口。所述进油连接口和所述回油连接口的开合均由高压油泵10内的柱塞同时控制。

在一优选实施例中，电磁控制阀70与油箱10之间还设有第二低压进油管。

电磁控制阀70内还设有连通所述第二低压进油管和电磁控制阀70内线圈的辅助油道，用于冷却所述线圈。

上述实施例提供的电控单体泵系统通过在油箱和电磁控制阀之间设置第二低压进油管，在电磁控制阀中设置连通第二低压进油管和线圈的辅助油道，通过循环油路对线圈进行冷却。

在一优选实施例中，高压油泵10为机械式高压油泵，喷油器50为机械式喷油器。

具体地，将现有的机械式高压油泵改造成本发明提供的高压油泵10只需要通过以下步骤改造：

在机械式高压油泵的油泵出口加装电磁控制阀70，替代机械式高压油泵的出油阀组件，接口处无需改造，将接口处的齿条锁定至最大供油位即可。

在一优选实施例中，电控单元90包括：

电磁控制阀驱动模块，与电磁控制阀70连接，用于驱动电磁控制阀70对喷油进行控制；

喷油控制模块，与所述电磁控制阀驱动模块连接，用于根据预设参数，通过所述电磁控制阀驱动模块控制所述喷油的喷油正时和喷油脉宽。

在一优选实施例中，所述喷油控制模块根据预先标定的全工况喷油正时参数，通过所述电磁控制阀驱动模块对电磁控制阀70所控制喷油的喷油正时进行闭环控制。

所述喷油控制模块根据预先标定的喷油量参数，通过所述电磁控制阀驱动模块对电磁控制阀70所控制喷油的喷油脉宽进行闭环控制。其中，所述喷油量参数与所述电磁控制阀对应。

具体地，在本实施例中，所述全工况喷油正时参数为全工况时的喷油正时MAP，所述喷油量参数为喷油量MAP。

图5为本发明一实施例提供的喷油控制方法的流程图。

如图5所示，在一实施例中，本发明提供的用于上述电控单体泵系统的喷油控制方法包括：

S10：高压油泵的柱塞处于非加压状态，电磁控制阀断电，第一低压循环管路和第二低压回油管均连通，形成循环油路；

S30：所述柱塞加压，断开所述第一低压循环管路，所述高压油泵内的高压油通过所述低压回油口和所述第二低压回油管流回油箱；

S50：所述电磁控制阀在所述电控单元的控制下在通电或断电状态间切换，通过断开或连通所述第二低压回油管控制所述喷油器进行喷油或停止喷油。

图6为图5所示喷油控制方法中步骤S50的流程图。

如图6所示，在一优选实施例中，步骤S50包括：

S501：所述电磁控制阀在所述电控单元的控制下通电，断开所述第二低压回油管，所述高压油泵内的高压油通过所述喷油器接口输送至所述喷油器进行喷油；

S503：所述电磁控制阀在所述电控单元的控制下断电，连通所述第二低压回油管，所述高压油泵内的高压油通过所述低压回油口和所述第二低压回油管流回油箱，所述喷油器停止喷油；

S505：若所述柱塞加压未结束，跳转至步骤S501；若所述柱塞加压结束，连通所述第一低压循环管路。

以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种电控单体泵系统，包括高压油泵、油箱和喷油器，所述油箱通过第一低压循环管路与所述高压油泵连接，其特征在于，所述系统还包括电磁控制阀和电控单元；

所述高压油泵的出口连接所述电磁控制阀；

所述油箱通过第二低压回油管与所述电磁控制阀连接；

所述电磁控制阀与所述喷油器连接，用于控制所述喷油器进行喷油；

所述电控单元与所述电磁控制阀连接，用于控制所述喷油的喷油正时和喷油脉宽。

2.根据权利要求1所述的电控单体泵系统，其特征在于，所述电磁控制阀上设有油泵接口、低压回油口和喷油器接口，所述油泵接口与所述高压油泵的出口连接，所述喷油器接口与所述喷油器的高压油管连接，所述低压回油口与所述第二低压回油管连接。

3.根据权利要求2所述的电控单体泵系统，其特征在于，所述高压油泵通过柱塞是否加压控制所述第一低压循环管路的开断：

所述柱塞处于加压状态时，闭合所述高压油泵与所述第一低压循环管路的连接口，所述第一低压循环管路断开；

所述柱塞处于非加压状态时，所述第一低压循环管路连通；

所述电磁控制阀通过通电/断电控制所述第二低压回油管的开断：

所述电磁控制阀通电时，闭合所述低压回油口，所述第二低压回油管断开；

所述电磁控制阀断电时，打开所述低压回油口，所述第二低压回油管连通。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电控单体泵系统，其特征在于，所述第一低压循环管路包括第一低压进油管和第一低压回油管。

5.根据权利要求1-3任一项所述的电控单体泵系统，其特征在于，所述电磁控制阀与所述油箱之间还设有第二低压进油管；

所述电磁控制阀内还设有连通所述第二低压进油管和所述电磁控制阀内线圈的辅助油道，用于冷却所述线圈。

6.根据权利要求1-3任一项所述的电控单体泵系统，其特征在于，所述高压油泵为机械式高压油泵，所述喷油器为机械式喷油器。

7.根据权利要求1-3任一项所述的电控单体泵系统，其特征在于，所述电控单元包括：

电磁控制阀驱动模块，与所述电磁控制阀连接，用于驱动所述电磁控制阀对喷油进行控制；

喷油控制模块，与所述电磁控制阀驱动模块连接，用于根据预设参数，通过所述电磁控制阀驱动模块控制所述喷油的喷油正时和喷油脉宽。

8.根据权利要求7所述的电控单体泵系统，其特征在于，所述喷油控制模块根据预先标定的全工况喷油正时参数，通过所述电磁控制阀驱动模块对所述电磁控制阀所控制喷油的喷油正时进行闭环控制；

所述喷油控制模块根据预先标定的喷油量参数，通过所述电磁控制阀驱动模块对所述电磁控制阀所控制喷油的喷油脉宽进行闭环控制；其中，所述喷油量参数与所述电磁控制阀对应。

9.一种用于权利要求3-8任一项所述电控单体泵系统的喷油控制方法，其特征在于，所述方法包括：

S10：高压油泵的柱塞处于非加压状态，电磁控制阀断电，第一低压循环管路和第二低压回油管均连通，形成循环油路；

S30：所述柱塞加压，断开所述第一低压循环管路，所述高压油泵内的高压油通过所述低压回油口和所述第二低压回油管流回油箱；

S50：所述电磁控制阀在所述电控单元的控制下在通电或断电状态间切换，通过断开或连通所述第二低压回油管控制所述喷油器进行喷油或停止喷油。

10.根据权利要求9所述的喷油控制方法，其特征在于，步骤S50包括：

S501：所述电磁控制阀在所述电控单元的控制下通电，断开所述第二低压回油管，所述高压油泵内的高压油通过所述喷油器接口输送至所述喷油器进行喷油；

S503：所述电磁控制阀在所述电控单元的控制下断电，连通所述第二低压回油管，所述高压油泵内的高压油通过所述低压回油口和所述第二低压回油管流回油箱，所述喷油器停止喷油；

S505：若所述柱塞加压未结束，跳转至步骤S501；若所述柱塞加压结束，连通所述第一低压循环管路。