CN108223205A - 高压油泵和适于egr废气再循环的单缸柴油机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种单缸柴油机用高压油泵，包括柱塞，柱塞上的供油槽为形、或卜字形。进一步优选的方案是，加高凸轮轴升程2‑3mm；采用孔径1.5mm高压油管。用于上述高压油泵的单缸柴油机，包括：EGR组件和上述高压油泵；EGR组件包括：EGR阀和与该EGR阀相连的冷却器；EGR组件处于飞轮和排气管之间，并通过机体挂架固定在水箱下端的机体外侧、并于机体后盖面的后侧。单缸柴油机还包括ECU，该ECU用于自动控制EGR阀。EGR阀为电机阀；单缸柴油机的尾气排放管与所述冷却器的入气口相连，该换热器的回气口经所述电机阀与单缸柴油机的进气口相连。
Description
技术领域
本发明涉及高压油泵和适于EGR废气再循环的单缸柴油机。
背景技术
根据国家环保部2014年5月16日正式发布，非道路和移动用柴油机国三排放标准，单缸柴油机大部分用量在中国农村及不发达国家，单缸柴油机整机总价值仅有人民币1500元左右不等，电子电控泵和电子共轨泵成本价格就要1500-1800元以上，不适用单缸柴油机用户使用和维修，本发明主要解决单缸柴油国III排放标准难题。
100年来单缸机技术未有突破性改变，本发明改进高强压射机械高压油泵结构，本发明的ECU电子电控自动化控制程序，完全突破国内尚无的单缸机EGR技术推广与应用，采用ECU自动化精准补二氧化碳气的技术领域，有效轻松达到国三排放标准，可以力达国四排放标准。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适于提升功率、降低油耗，进而有效降低碳氢和颗粒物排放与生成的高压油泵和应用该油泵的适于EGR废气再循环的单缸柴油机。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种单缸柴油机用高压油泵，包括柱塞，柱塞上的供油槽为形、或卜字形。进一步优选的方案是，加高凸轮轴升程2-3mm；采用孔径1.5mm高压油管。
所述柱塞直径为10-11mm，高压油泵的出油阀直径为7.5mm。
一种单缸柴油机，包括：EGR组件和上述高压油泵；EGR组件包括：EGR阀和与该EGR阀相连的冷却器；EGR组件处于飞轮和排气管之间，并通过机体挂架固定在水箱下端的机体外侧、并于机体后盖面的后侧。
所述的单缸柴油机还包括ECU，该ECU用于自动控制EGR阀。EGR阀为电机阀；单缸柴油机的尾气排放管与所述冷却器的入气口相连，该换热器的回气口经所述电机阀与单缸柴油机的进气口（自然吸气的进气口）相连。或，作为EGR阀的另一种实施方式，EGR阀包括：真空增压泵、真空阀与所述ECU相连的电子压力调节器；真空增压泵经电子压力调节器与所述真空阀相连；单缸柴油机的尾气排放管与所述冷却器的入气口相连，该换热器的回气口经所述真空阀与单缸柴油机的进气口相连。
单缸柴油机还包括气缸盖，该气缸盖上的进气道为涡流螺旋形；该气缸盖上的喷油器孔的喷射角度在17-17.5°之间，喷油器孔的出口向进排气门方向向上偏移9mm，可降低油耗10%，有效降低CH碳氢和PM2.5颗粒物排放与生成。
单缸柴油机还包括：设于单缸柴油机机体上的水箱，水箱内设有与ECU相连的水温传感器；单缸柴油机还包括与ECU相连的：用于检测单缸柴油机的主轴转速的转速传感器、用于检测单缸柴油机油门开度的油门开度传感器、用于对ECU编程的PC接口、用于显示故障信息的故障显示器；所述冷却器经进、出水管与所述水箱相连，以实现热流自循环水冷。
另一种单缸柴油机，其包括：EGR组件；EGR组件包括：EGR阀和与该EGR阀相连的冷却器；EGR组件处于飞轮和排气管之间，并通过机体挂架固定在水箱下端的机体外侧。EGR阀为电机阀；单缸柴油机的尾气排放管与所述冷却器的入气口相连，该换热器的回气口经所述电机阀与单缸柴油机的进气口相连。
所述的单缸柴油机还包括ECU，该ECU用于自动控制EGR阀，EGR阀为电机阀；单缸柴油机的尾气排放管与所述冷却器的入气口相连，该换热器的回气口经所述电机阀与单缸柴油机的进气口相连。
作为另一种方案，所述的单缸柴油机还包括ECU，该ECU用于自动控制EGR阀，EGR阀包括：真空增压泵、真空阀与所述ECU相连的电子压力调节器；真空增压泵经电子压力调节器与所述真空阀相连；单缸柴油机的尾气排放管与所述冷却器的入气口相连，该换热器的回气口经所述真空阀与单缸柴油机的进气口相连。
本发明设计依据转速传感器控制二氧化碳补气量。
通过ECU取得各负荷工况转速，单缸柴油机在空载转速及低速1200r/min，发动机负荷工况在1200-2200转时考核发动机负荷工况，根据负荷工况速度比油耗的数据，确定EGR阀的开起和关闭时间，以合理有效补入适量二氧化碳，因仅依据负荷转速比油耗和空载转速比油耗，为依据不精确，故要增加油门开度传感器装置。
本发明设计油门开度传感器精准补二氧化碳气量。
单缸柴油机大都采用调速杠杆和调整滑盘，离心力矩控制油门，调整杠杆尾部间距和齿轮室盖间距设定为100mm。本发明依据油门距离开度，有效计算各负荷工况产生的油门开度不同距离，油量越大补二氧化碳气越多，反之补气量越少，通过ECU空载转速不补二氧化碳气体。ECU充分识别负荷、油门开度距离，结合转速传感器达到自动化精准补二氧化碳气功能。本发明已轻松达到国III排放标准，再度精准可达国四排放标准。
本发明的高压油泵，改进柱塞油槽，首先将EGR用于单缸柴油机，单缸柴油机的ECU自动控制EGR废气再循环，达到精准补入二氧化碳热力气体，达到降低氮氧化物生成与排放，达到国III标准，本发明制造成本仅是电子电控泵，电子共轨泵的一半，本发明适用广大农村农业机械配套，拖拉机、三轮车等移动用途，本申请的柴油机保留原有柴油机各部零部件，保留原有柴油机外观体积及界面尺寸不变。本发明最大优点是“无电还能跑”，不会因电路故障将柴油机丢置在农田里。
技术效果：因单缸柴油机体积较小，仅有飞轮和排气管之间，水箱下端与机体外侧、机体后盖面有空间距离，不影响原电启动装置，本申请充分利用该距离界面有效设计相应尺寸的零部件， EGR阀及冷却器的安装尺寸不超出原有柴油机体积界面，具体零件有：机体挂架，EGR及冷却器，ECU控制系统及线束，二氧化碳净化气后进气管，二氧化碳热气过滤器进气管，冷却器进水管，冷却水出水管。该系统安装位置特殊设计，便于废气和过滤冷却器热气进入进气管，不增加柴油机外观任何界面尺寸，其美观、大方、经济实用，不影响三轮车、拖拉机各类运输车辆的配套使用，提高发动机配套使用范围。
本申请采用的单缸柴油机的EGR废气再循环装置，优化国三源机，提高气缸盖进气道的流速比和降低进气涡流比，增加气缸内压缩点燃时压强，加高凸轮轴升程2.5-3mm，采用形或卜字形柱塞油槽，达到100Mpa高压油泵喷射压力，采用P型7*18孔喷油器，增强燃料雾化，提高燃烧性能，采用气门密封油封，单组配气缸套、活塞配合间隙，改为四道活塞环，有效降低机油窜入燃烧室，减少CH和MP颗粒物的生成排放。
本申请通过ECU驱动电机升程电机阀和真空阀，有效将部分尾气进入气缸燃烧，有效控制电机阀开度，通过进气管自然吸入尾气方式，精准补入各工况时所需要的冷却过滤后的尾气，综合燃烧有效降低氮氧化物NO1X的生成与排放。
附图说明
图1是单缸柴油机的外形结构图；
图2是所述高压油泵的外形结构图；
图3是图2的右视图；
图4是实施例中的单缸柴油机的电路框图；
图5是实施例中的单缸柴油机的EGR废气再循环示意图。
具体实施方式
实施例1
一种单缸柴油机用高压油泵，包括柱塞，柱塞上的供油槽为形或卜字形。进一步优选的方案是，加高凸轮轴升程2-3mm；采用孔径1.5mm高压油管。
所述柱塞直径为10-11mm，高压油泵的出油阀直径为7.5mm。
一种单缸柴油机，包括：EGR组件和上述高压油泵；EGR组件包括：EGR阀和与该EGR阀相连的冷却器；EGR组件处于飞轮和排气管之间，并通过机体挂架固定在水箱下端的机体外侧。
所述的单缸柴油机还包括ECU，该ECU用于自动控制EGR阀。
单缸柴油机还包括气缸盖，该气缸盖上的进气道为涡流螺旋形；该气缸盖上的喷油器孔的喷射角度在17-17.5°之间，喷油器孔的出口向排气门方向偏移9mm，可降低油耗10%，有效降低CH碳氢和PM2.5颗粒物排放与生成。
本发明设计依据转速传感器控制二氧化碳补气量。
EGR阀为电机阀；单缸柴油机的尾气排放管与所述冷却器的入气口相连，该换热器的回气口经所述电机阀与单缸柴油机的进气口相连。
工作时，ECU获取起动齿轮测速盘的主轴转速信号，和调速杠杆油门开度距离，将负荷油门开度距离设定为100毫米，根据负荷各工况速度油耗比数据为依据，通过ECU自动化编程技术，设定EGR阀的开度0-6mm，再通过多次台架试验，记录各工况EGR阀开度进行校对，让发动机的在各稳态工况状态下所需要的CO2量，达到NO1X平衡值在负荷工况时EGR阀开起的开度，达到自动化精准补入CO2量，有效降低NO1X的生成与排放（空载转速时CO2补入设定为零）。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例有如下变型：
EGR阀包括：真空增压泵、真空阀与所述ECU相连的电子压力调节器；真空增压泵经电子压力调节器与所述真空阀相连；单缸柴油机的尾气排放管与所述冷却器的入气口相连，该换热器的回气口经所述真空阀与单缸柴油机的进气口相连。
在柴油机下平衡轴端和凸轮轴端设计真空泵的输出动力，在齿轮室盖面设置真空压力泵，让EGR阀的真空度可达0.33-0.56MPa，通过电子压力调节器，ECU控制真空阀的开度，自动补入废气气量，使用转速传感器和油门开度传感器，在不同负荷工况时控制“速度油耗比”，相应的控制参数的数据通过结合台架试验实测真空阀和电机阀开度进行校对得出。
为达到适应各类农用机具移动和固定用途，本申请不增加原柴油机外形界面尺寸，设计两种EGR阀和冷却器安装挂架，其飞轮和排气管之间及机体后盖界面间（不影响原机电起动装置），设定两种不同的EGR阀和冷却器挂架，在原柴油机油箱和水箱之间设定小水箱，目的让冷却器CO2气温达到冷却水温60-80度，吸入进气管前的CO2气温为100度以下，两种挂架设计不增加原柴油机界面尺寸。更方便各类农业机械动力配套和移动用途车辆配套使用。
Claims (10)
1.一种单缸柴油机用高压油泵，包括柱塞，其特征在于：柱塞上的供油槽为 形、或卜字形。
2.根据权利要求1所述的单缸柴油机用高压油泵，其特征在于：柱塞直径为10-11mm，高压油泵的出油阀直径为7.5mm。
3.一种单缸柴油机，其特征在于包括：权利要求1所述的高压油泵、EGR组件；
EGR组件包括：EGR阀和与该EGR阀相连的冷却器；
EGR组件处于飞轮和排气管之间，并通过机体挂架固定在水箱下端的机体外侧。
4.根据权利要求3所述的单缸柴油机，其特征在于，还包括ECU，该ECU用于自动控制EGR阀，EGR阀为电机阀；单缸柴油机的尾气排放管与所述冷却器的入气口相连，该换热器的回气口经所述电机阀与单缸柴油机的进气口相连。
5.根据权利要求3所述的单缸柴油机，其特征在于，还包括气缸盖，该气缸盖上的进气道为涡流螺旋形；该气缸盖上的喷油器孔的喷射角度在17-17.5°之间，喷油器孔的出口向进排气门方向向上偏移9mm。
6.根据权利要求3所述的单缸柴油机，其特征在于，还包括ECU，该ECU用于自动控制EGR阀，EGR阀包括：真空增压泵、真空阀与所述ECU相连的电子压力调节器；真空增压泵经电子压力调节器与所述真空阀相连；
单缸柴油机的尾气排放管与所述冷却器的入气口相连，该换热器的回气口经所述真空阀与单缸柴油机的进气口相连。
7.根据权利要求4或6所述的单缸柴油机，其特征在于单缸柴油机还包括：设于单缸柴油机机体上的水箱，水箱内设有与ECU相连的水温传感器；
单缸柴油机还包括与ECU相连的：用于检测单缸柴油机的主轴转速的转速传感器、用于检测单缸柴油机油门开度的油门开度传感器、用于对ECU编程的PC接口、用于显示故障信息的故障显示器；
所述冷却器经进、出水管与所述水箱相连，以实现自循环水冷。
8.一种单缸柴油机，其特征在于包括：EGR组件；
EGR组件包括：EGR阀和与该EGR阀相连的冷却器；
EGR组件处于飞轮和排气管之间，并通过机体挂架固定在水箱下端的机体外侧；
EGR阀为电机阀；单缸柴油机的尾气排放管与所述冷却器的入气口相连，该换热器的回气口经所述电机阀与单缸柴油机的进气口相连。
9.根据权利要求8所述的单缸柴油机，其特征在于还包括ECU，该ECU用于自动控制EGR阀，EGR阀为电机阀；单缸柴油机的尾气排放管与所述冷却器的入气口相连，该换热器的回气口经所述电机阀与单缸柴油机的进气口相连。
10.根据权利要求8所述的单缸柴油机，其特征在于，还包括ECU，该ECU用于自动控制EGR阀，EGR阀包括：真空增压泵、真空阀与所述ECU相连的电子压力调节器；真空增压泵经电子压力调节器与所述真空阀相连；
单缸柴油机的尾气排放管与所述冷却器的入气口相连，该换热器的回气口经所述真空阀与单缸柴油机的进气口相连。
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