CN107725242B - 一种喷油器、电控喷油系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种喷油器，针阀3与针阀上止点接触面8接触时，第一导电材料A通过针阀3与第二导电材料B形成第一导电回路；针阀3与针阀下止点接触面9接触时，第一导电材料A通过针阀3与第三导电材料C形成第二导电回路。通过检测第一导电回路和第二导电回路的导通信号，可以精确获取针阀3的位置信息，进而可以精确控制喷射油量，实现了喷射油量的一致性与稳定性，进而减少CO2排放。

Description

一种喷油器、电控喷油系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及柴油系统技术领域，更具体地说，涉及一种喷油器、电控喷油器系统及其控制方法。

背景技术

经过多年的发展，电控燃油喷射系统在降低油耗、提高动力和可靠性等方面不断改善，作为柴油系统四大核心部件之一的喷油器成为近年来共轨技术发展的重点。电控喷油器是电控共轨系统中设计、工艺难度最大的部件，也是目前为止，电控共轨系统中品种最多的部件。

随着节能减排要求的不断提高，对燃油系统的喷油速率、喷射灵活性和精确性，以及实现多次喷射的能力提出了更高的要求。这是因为，其一，单次喷射的精确性直接影响发动机燃烧与排放后处理的结果；其次，多次喷射能力和理想的喷油规律是实现油耗和排放同时降低的重要手段。

现有技术中，通过压力变化反映喷油器中针阀位置变化，但是，由于油嘴处压力波动影响较大，导致检测的针阀位置不准确，进而影响喷射的精确性；通过加传感器方式检测喷油器中针阀位置，风险大，喷油器可靠性受影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种喷油器、电控喷油器系统及其控制方法，欲实现喷射油量的一致性与稳定性，进而减少CO2排放的目的。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种喷油器，包括：针阀体2、针阀3、针阀上止点接触面8、针阀下止点接触面9、第一导电材料A、第二导电材料B和第三导电材料C；

所述针阀体2为绝缘材料，所述针阀3为导电材料；

所述针阀3与所述针阀上止点接触面8接触时，所述第一导电材料A通过所述针阀3与所述第二导电材料B形成第一导电回路；

所述针阀3与所述针阀下止点接触面9接触时，所述第一导电材料A通过所述针阀3与所述第三导电材料C形成第二导电回路；

所述喷油器还包括：铜套1、绝缘体4、油嘴垫片5、针阀弹簧6和弹簧固定座7；

所述第一导电材料A依次穿过所述针阀体2和所述弹簧固定座7，与所述针阀3一直接触；

所述第二导电材料B依次穿过所述铜套1、所述针阀体2和针阀上止板，并在所述针阀上止点接触面8漏出，当所述针阀3与所述针阀上止点接触面8接触时，还与所述第二导电材料B接触；

所述第三导电材料C穿过所述针阀体2，并在所述针阀下止点接触面9漏出，当所述针阀3与所述针阀下止点接触面9接触时，还与所述第三导电材料C接触；

所述弹簧固定座7连接在所述针阀体2和所述针阀3之间；

所述针阀3的上端穿过所述弹簧固定座7；

所述针阀弹簧6套接在所述针阀3外表面，并限制在所述弹簧固定座7与所述针阀3的第一凸起之间；

在所述弹簧固定座7与所述针阀体2之间，所述针阀3的第二凸起与所述针阀体2之间，以及所述针阀3的第三凸起与所述针阀体2之间均设置所述绝缘体4；

所述铜套1套接在所述针阀体2的外表面；

所述铜套1的下端设置所述油嘴垫片5。

一种电控喷油系统，包括：电子控制单元和上述喷油器；

所述电子控制单元，用于监测所述喷油器中所述第一导电回路的导通信号、所述第二导电回路的导通信号，以控制燃油喷射。

一种电控喷油系统的控制方法，基于上述电控喷油系统，所述方法包括：

检测到所述第一导电回路的导通信号或检测到所述第二导电回路的导通信号后，判断第一差值是否在时间误差范围内，所述第一差值为检测到导通信号的时刻与目标时刻的差值；

若所述第一差值不在所述时间误差范围内，则调整所述喷油器的控制电磁阀的输入电流以减小所述第一差值；

若所述第一差值在所述时间误差范围内，则判断第二差值是否在油量误差范围内，所述第二差值为喷射的实际油量与目标油量的差值；

若所述第二差值不在所述油量误差范围内，则调整喷射的实际油量以减小所述第二差值。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

上述技术方案提供的喷油器，针阀3与针阀上止点接触面8接触时，第一导电材料A通过针阀3与第二导电材料B形成第一导电回路；针阀3与针阀下止点接触面9接触时，第一导电材料A通过针阀3与第三导电材料C形成第二导电回路。通过检测第一导电回路和第二导电回路的导通信号，可以精确获取针阀3的位置信息，进而可以精确控制喷射油量，实现了喷射油量的一致性与稳定性，进而减少CO2排放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种喷油器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的喷油器的导电回路的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电控喷油系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电控喷油系统的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供了一种喷油器，参见图1和图2，该喷油器包括：铜套1、针阀体2、针阀3、绝缘体4、油嘴垫片5、针阀弹簧6、弹簧固定座7、针阀上止点接触面8、针阀下止点接触面9、第一导电材料A、第二导电材料B和第三导电材料C。

针阀体2为绝缘材料，针阀3为导电材料；

针阀3与针阀上止点接触面8接触时，第一导电材料A通过针阀3与第二导电材料B形成第一导电回路。针阀3与针阀上止点接触面8接触时，表示针阀3到升程最高点。

针阀3与针阀下止点接触面9接触时，第一导电材料A通过针阀3与第三导电材料C形成第二导电回路。针阀3与针阀下止点接触面9接触时，表示针阀3到升程最低点，针阀3关闭。

第一导电材料A依次穿过针阀体2和弹簧固定座7，与针阀3一直接触；

第二导电材料B依次穿过铜套1、针阀体2和针阀上止板，并在针阀上止点接触面8漏出，当针阀3与针阀上止点接触面8接触时，还与第二导电材料B接所述第三导电材料C穿过针阀体2，并在针阀下止点接触面9漏出，当针阀3与针阀下止点接触面9接触时，还与第三导电材料C接触。

弹簧固定座7连接在针阀体2和针阀3之间；针阀3的上端穿过弹簧固定座7；针阀弹簧6套接在针阀3外表面，并限制在弹簧固定座7与针阀3的第一凸起之间；在弹簧固定座7与针阀体2之间，针阀3的第二凸起与针阀体2之间，以及针阀3的第三凸起与针阀体2之间均设置绝缘体4；参见图1和图2所示，针阀3外表面的凸起从上至下，依次为第一凸起、第二凸起和第三凸起。

铜套1套接在针阀体2的外表面；铜套1的下端设置油嘴垫片5。

通过监测针阀3到升程最高点和升程最低点的位置，以对喷油时刻和喷油量进行修正。通过检测第一导电回路和第二导电回路的导通信号，可以精确获取针阀4的位置信息，进而可以对喷油时刻进行精确补偿，以及精确控制喷射油量，实现了喷射油量的一致性与稳定性，进而减少CO2排放。

本实施例提供一种电控喷油系统，参见图3，该系统包括：电子控制单元11和上述的喷油器；

电子控制单元11，用于监测喷油器中第一导电回路的导通信号、所述第二导电回路的导通信号，以控制燃油喷射。喷射器的控制部分12采用控制电磁阀驱动和球阀封闭，打开球阀实现压差，针阀开启，燃油喷射。

本实施例提供一种电控喷油系统的控制方法，参见图4，基于图3所示的电控喷油系统，该方法包括：

步骤S11：检测到所述第一导电回路的导通信号或检测到所述第二导电回路的导通信号。

步骤S12：判断第一差值是否在时间误差范围内，所述第一差值为检测到导通信号的时刻与目标时刻的差值，若否，则执行步骤S13，若是，则执行步骤S14。

发动机工况确定后，理想情况下，单缸喷油器的针阀在多个工作循环中开启时刻、结束时刻是一致的。多缸喷油器的各个针阀在单个循环中也应该是一致的。这样可以保证单缸稳定性和多缸的一致性，对噪声和可靠性都是有好处的。但实际情况下，开启时刻、结束时刻是不一致的，执行步骤S13，即进行喷油器喷油正时漂移补偿正是要解决这一问题，将在使用过程中产生的正时漂移进行补偿，以达到单缸和多缸性能一致性。

步骤S13：调整所述喷油器的控制电磁阀的输入电流以减小所述第一差值；

步骤S14：判断第二差值是否在油量误差范围内，所述第二差值为喷射的实际油量与目标油量的差值，若否，则执行步骤S15，若是，则结束。

步骤S15：调整喷射的实际油量以减小所述第二差值。

喷油器的针阀在工作一段时间后，由于机械磨损会存在位置偏差(漂移)，在不影响性能的情况下，可以忽略，但是在长时间工作后，其偏差达到一定程度后，就会影响发动机性能，此时就需要进行补偿。

通过捕捉针阀到升程最高点与升程最低点的位置信号，调整控制电磁阀输入电流进行补偿，即调整针阀运动规律，以达到与目标时刻(即目标喷射时刻)和目标位置(即针阀到升程最高点与升程最低点的时刻)相一致，实现修正目的。

单次喷射的油量进行闭环修正，包含了两部分内容；一部分是针阀到升程最高点与升程最低点的时刻修正，另一部分是油量的修正。在计算出目标时刻与实际时刻的偏差后就可以给与正时补偿。正时补偿消除目标时刻与实际时刻的偏差，对油量偏差进行修正。这样提高了单支喷油器和整机的可靠性。单支喷油器实现了单次喷射的油量进行闭环修正，就实现了发动机单缸喷射稳定性，所有喷油器均实现了单次喷射的油量进行闭环修正，就实现了发动机多缸一致性，发动机的可靠性就会进一步提高。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对本发明所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种喷油器，其特征在于，包括：针阀体(2)、针阀(3)、针阀上止点接触面(8)、针阀下止点接触面(9)、第一导电材料(A)、第二导电材料(B)和第三导电材料(C)；

所述针阀体(2)为绝缘材料，所述针阀(3)为导电材料；

所述针阀(3)与所述针阀上止点接触面(8)接触时，所述第一导电材料(A)通过所述针阀(3)与所述第二导电材料(B)形成第一导电回路；

所述针阀(3)与所述针阀下止点接触面(9)接触时，所述第一导电材料(A)通过所述针阀(3)与所述第三导电材料(C)形成第二导电回路；

所述喷油器，还包括：铜套(1)、绝缘体(4)、油嘴垫片(5)、针阀弹簧(6)和弹簧固定座(7)；

所述第一导电材料(A)依次穿过所述针阀体(2)和所述弹簧固定座(7)，与所述针阀(3)一直接触；

所述第二导电材料(B)依次穿过所述铜套(1)、所述针阀体(2)和针阀上止板，并在所述针阀上止点接触面(8)漏出，当所述针阀(3)与所述针阀上止点接触面(8)接触时，还与所述第二导电材料(B)接触；

所述第三导电材料(C)穿过所述针阀体(2)，并在所述针阀下止点接触面(9)漏出，当所述针阀(3)与所述针阀下止点接触面(9)接触时，还与所述第三导电材料(C)接触；

所述弹簧固定座(7)连接在所述针阀体(2)和所述针阀(3)之间；

所述针阀(3)的上端穿过所述弹簧固定座(7)；

所述针阀弹簧(6)套接在所述针阀(3)外表面，并限制在所述弹簧固定座(7)与所述针阀(3)的第一凸起之间；

在所述弹簧固定座(7)与所述针阀体(2)之间，所述针阀(3)的第二凸起与所述针阀体(2)之间，以及所述针阀(3)的第三凸起与所述针阀体(2)之间均设置所述绝缘体(4)；

所述铜套(1)套接在所述针阀体(2)的外表面；

所述铜套(1)的下端设置所述油嘴垫片(5)。

2.一种电控喷油系统，其特征在于，包括：电子控制单元和权利要求1所述的喷油器；

所述电子控制单元，用于监测所述喷油器中所述第一导电回路的导通信号、所述第二导电回路的导通信号，以控制燃油喷射。

3.一种电控喷油系统的控制方法，其特征在于，基于权利要求2所述的电控喷油系统，所述方法包括：

检测到所述第一导电回路的导通信号或检测到所述第二导电回路的导通信号后，判断第一差值是否在时间误差范围内，所述第一差值为检测到导通信号的时刻与目标时刻的差值；

若所述第一差值不在所述时间误差范围内，则调整所述喷油器的控制电磁阀的输入电流以减小所述第一差值；

若所述第一差值在所述时间误差范围内，则判断第二差值是否在油量误差范围内，所述第二差值为喷射的实际油量与目标油量的差值；

若所述第二差值不在所述油量误差范围内，则调整喷射的实际油量以减小所述第二差值。

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