CN105484918B - 一种单体泵燃油系统的回油控制方法 - Google Patents

一种单体泵燃油系统的回油控制方法 Download PDF

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Abstract

一种单体泵燃油系统的回油控制方法属于柴油机领域，适用于电控单体泵燃油喷射系统的控制阀出口设计。本发明通过调节电控单体泵控制阀出口的低压油路压力，使控制阀出口压力在(0.25～1)P泄油压力范围内，并使得电控单体泵保持最大泄油量，同时阀的空化程度最小。合理泄油压力范围是出口空化临界压力附件。本发明根据燃油系统的阀芯入口压力及阀芯位移信号来确定对应的出口临界空化压力，通过调整阀出口后的节流孔流通截面积来调整控制阀出口的低压油路压力。

Description

一种单体泵燃油系统的回油控制方法
技术领域
本发明涉及的是一种降低柴油机电控单体泵燃油系统断油控制过程中，控制阀区域的空化强度但保持燃油最大泄油能力的方法，属于内燃机技术领域。
背景技术
科技的进步催动着人类社会不断的向前发展，汽车的出现极大的改变着人类的出行方式。汽车在给人类带来便利的同时也产生了极大的能源消耗、环境污染等问题。随着机动车排放法规不断的更新出台，这使得汽车发动机不得不向节能减排方向发展。电控单体泵不仅能进一步提高燃油喷射压力，改善混合气的质量，而且使得喷油量的精确控制、喷油起始点的控制、喷油规律的控制方面更加柔性。
然而，单体泵在控制阀开启泄油过程中，由于阀口上下游区域的压差大，加之阀口流通面积小，阀口区域极易产生空化现象。空化现象的产生会造成如下几点问题：第一，燃油流通能力受限，使得燃油泄油过程不能及时完成；第二，由于空泡的内向爆破，产生噪声和振动，使得系统稳定性降低；第三，空化的出现加速了阀表面的侵蚀，使得单体泵系统的耐久性降低；第四，空化的产生使得系统控制精度降低。
发明内容
本发明目的在于提供一种单体泵燃油系统断油控制过程中，改善控制阀区域的流动，实现流量最大但降低空化程度的方法。电控单元根据燃油系统喷射压力及控制阀开度确定临界出口压力，同时电控单元调整出口回路中可调节流孔流通截面积，使得出口压力达到接近临界空化压力，使得电控单体泵达到最大泄油量与降低空化强度的作用。
一种单体泵燃油系统的回油控制方法，其特征在于：
安装电控节流孔在单体泵箱体内，在单体泵A壁面外的低压油路上，距离单体泵A壁面200mm内；锥阀出口燃油流通截面积受电控节流孔调节；空化临界压力值的调整是通过改变锥阀出口燃油流通截面面积实现，并使锥阀的出口压力不超过空化临界压力值；空化临界压力值由燃油系统锥阀的入口压力信号及阀芯的位移信号通过查找电控单元中对应的MAP图确定。
某一固定开度下(如阀芯开度0.02mm时，对应的空化临界压力值P0.02为固定值，P0.02由仿真得到，见图5)，P有唯一定值。
MAP图是临界空化压力(P)关于阀芯位移、阀芯入口压力(P1)信号的函数，即P＝f(S,P1),通过对锥阀阀芯开启的动态仿真确定，如图6所示。
电控单体泵的泵箱一端用过渡法兰和单体泵驱动端安装孔相连接，一端通过螺栓固定在发动机机体上。
电磁阀断电时，电磁阀弹簧推动阀芯向左运动，将旁通油路打开(同时将高压油路关闭)，柱塞顶部空间与油泵体内回油道相通，泄油开始；反之若电磁阀通电，其针阀将旁通油路关闭，使柱塞高压腔与出油口相通，则柱塞顶部空间的油压迅速升高，并通过高压油路流向喷油器，产生喷油。
上述方法中，电控单元根据燃油系统压力及阀开度确定最佳的出口压力。
上述方法中，电控单元需要的燃油系统压力及阀开度可以根据传感器获得的真实信号，也可以根据油泵转速和控制持续期查表来确定。
上述方法中，电控单元调整出口节流孔流通截面积来保持控制阀出口压力达到临界空化压力。该电控节流口安装在单体泵箱体内，靠近低压油路出口处。
本发明可解决的问题如下：第一，保持控制阀断油过程的最大泄油量，保证快速断油控制；第二，降低泄油过程中空化作用，降低泄油过程中产生的噪声及振动问题；第三，降低强空化作用对锥阀表面的侵蚀作用，增加电控单体泵系统的耐久性。
附图说明
图1是一种单体泵燃油系统的回油控制方法的系统原理对比图。
图2是原有电控单体泵泄油过程原理图。
图3是改进电控单体泵泄油过程原理图。
主要附图标记说明：
1-盖板，2-行程限止块，3-针阀阀芯，4-电控节流孔，5-低压油路，6-高压油路，7-衔铁板，8-高压电磁阀，9-弹簧座，10-电磁阀弹簧。
图4是图3中B区域的局部放大图。
图5是空化强度曲线与流量曲线确定临界空化出口压力示意图。
图6是锥阀入口压力与阀芯开度对应的出口临界压力值关系图。
具体实施方式
为使本发明实现的方法、特征、达成的目的与功效更加清晰明了，下面结合附图进一步阐述本发明。
参见图1一种单体泵燃油系统的回油控制方法的系统原理对比图。原有泄油过程中，燃油直接经低压油路流回油箱，而改进泄油过程中燃油流动受电控节流孔的调控，通过改变电控节流孔的燃油流通截面积改变锥阀出口处油压。
参见图2原有电控单体泵泄油过程原理图与改进电控单体泵泄油过程原理图(图3)。改进后的泄油原理图中，该电控节流口安装在单体泵箱体内，在单体泵A(见附图3)壁面外的低压油路上，距离单体泵A壁面200mm内。安装不影响电控单体泵的整体性能，具有可行性。当高压电磁阀8断电时，衔铁板7磁力消失，此时，固定在弹簧座9上的电磁阀弹簧10推动针阀阀芯3向左运动，开始泄油。泄油过程中，电控单元将采集到的锥阀入口压力信号及阀芯升程信号(如图6所示)确定低压油路中临界压力出口值；同时，电控单元通过确定的临界压力出口值调节图3中的电控节流孔4的燃油流通截面积，使得低压油路的压力值达到与图5对应的临界泄油压力相应的幅值区域，该临界泄油压力幅值区域为(0.25～1)P。直至针阀阀芯3运动到行程限止块2，即最大针阀阀芯3的开度，之后燃油流回油箱。
参见图4，图4是图3 B区域局部放大图，图中示意了泄油过程中，燃油的流动过程及针阀的开启方向，随着针阀阀芯3开度的增大，阀芯升程S3>S2>S1。
综上述，该内燃机燃油系统泄油空化控制方法在泄油过程中，电控单元通过实时采集到的锥阀入口压力及阀芯位移信号找到泄油临界背压点，同时电控单元调整电控单体泵泄油回路中节流孔燃油流通截面积，以便低压油路的压力达到临界背压值理想范围，使得电控单体泵达到最大泄油量与降低空化强度现象的目的。
上述对本发明的具体示例性实施方案的叙述是为了说明和例证的目的，并非本发明限定的精确形式，在本发明的阐明下，本发明可进行多样的变化。

Claims (1)

1.一种单体泵燃油系统的回油控制方法，其特征在于：
电控节流孔安装在单体泵箱体内，在单体泵(A)壁面外的低压油路上，距离单体泵(A)壁面200mm内；锥阀出口燃油流通截面积受电控节流孔调节；空化临界压力值的调整是通过改变锥阀出口燃油流通截面面积实现，并使锥阀的出口压力不超过空化临界压力值；空化临界压力值由燃油系统锥阀的入口压力信号及阀芯的位移信号通过查找电控单元中对应的MAP图确定；
MAP图是临界空化压力P关于阀芯位移S、阀芯入口压力P1信号的函数，即P＝f(S,P1),通过对锥阀阀芯开启的动态仿真确定。
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