CN1091179A - 大型压燃式发动机用的电子燃料喷射系统 - Google Patents

Abstract

供以可变喷射定时给单缸排量至少5.5升压燃 式发动机的电子燃油喷射系统，包括有定量腔油泵的 燃料输送机构，对应汽缸的喷油器及用以产生定时和 汽缸分度信号可为接于凸轮轴的多轨道光编码器的 定时信号发生器。还可包括多个控制器的电子控制 装置，对各传感器输入的定时及汽缸分度信号反应以 电子方式控制各燃料输送机构。该机构按电子控制 装置的输出信号提供流量范围100至1600毫米³/ 冲程、压力在10至20K.p.s.i.之间的燃油给对应的油 嘴。

Description

本发明一般涉及压燃式发动机用的电子燃料控制系统，特别是具有大排量汽缸的诸如机车或船用类型的压燃式发动机用的燃油喷射控制系统。

目前，尚未知有用于机车柴油机的可变喷射定时系统。已知的机车用发动机则典型地采用由一个调速器及同时操作的一系列燃料输送装置的机械联接的固定式喷射定时。燃油量和/或燃油喷射定时对于任何一种给定的发动机的工作点，一般是预先确定的，而对于变化的工况一般都不能作出调整。燃油输送系统可包括泵-油管-油咀构型，或是喷射组件构型。

机车发动机工业方面不久将强制采用严格的排放标准，使排气废物至适当的水准。用于卡车柴油发动机的以降低燃料废物排放为目的的电子燃油控制系统虽已得到开发，可是这些类型的系统一般不适于大得多的柴油机的独特设计。

例如，一种大型16缸机车用柴油机的单缸工作容量可有11升的数量级，而典型的货车用柴油机的单缸排量则只有每缸2升。所以，一个大型机车发动机的单缸就可以是一种大型卡车用柴油机的5倍多。这一般转化成十分不同的设计约束条件，因为为使在这种大的机车发动机内实现完全的燃烧，相对高得多的容量的燃料流量范围（100-1600毫米³/冲程）情况，需有高的喷射压力[相当数量在10-20千磅/英寸²（k.p.s.i）]。

随同这类大型发动机带来的麻烦是在正常工作状况下，既要适应于例如怠速的低燃料需求状况（相当100毫米³/冲程）又要适应于高容量需求状况（相当于1600毫米³/冲程）。因此该燃料的输送系统须有能力在高的喷射压力状况下供给一个宽范围变化的燃料流容积。对于采用现有技术中已知的定量型系统的燃料输送机构的情况下要满足这种要求则越发困难，这些系统中一般不管喷射量的实际燃油需要，供应给一个压力腔以相同量的燃料。需要低容量燃料情况下，来自压力腔内的过量燃油必被泻出，或再流进油箱。所以该燃料输送机构必须供给高压和高的溢量（例如，所需要为100毫米³/冲程时为1500毫米³/冲程）。目前，尚不知有可提供有这么高溢量和这么高喷射压力的电子式可控燃料输送机构。

可用于较大压燃式发动机上的这类燃油喷射系统还碰到其他的一些困难。例如机车发动机一般要被设计得能维护调速器的稳定性，例如提供一个相对稳定的输出速度以作为用以驱动轮子的大型直流马达用的稳定电源。供电给大型直流马达会引起一般使有卡车上时遇不到的附加电磁干扰。

大型机车发动机还会碰到因接通诸如压缩机载荷，风扇及所谓“旅馆”动力载荷（用以产生60赫兹100伏的一种交流发电机）以供客车需要等大的附加负荷引起的基本负荷变化。驱动或关断这类负荷能引起数量相当500马力的瞬时载荷变化。

大型发动机一般还会产生大得多的振动。这已经是成为使用如感应磁性的传感器提供精确的发动机速度信息的一个麻烦，因为振动会引起该触发和在飞轮中的典型的步进，只供给程序和噪声信号给精确的电子控制的喷射定时系统一般会出现不足。因此常规的定时零件和其他电量装置一般会受不了这种恶劣的工作条件。

对于这种大型发动机从设计上一般要对特别考虑之处是低的引擎转速和降低了的燃烧室空气运动。较小型发动机一般以每分钟几千转的引擎转速下工作。但大型机车发动机一般运作在0-1050转/分钟（RPM）间。活塞运动于这个转速一般造成进气速度的脉冲和/或形成漩涡。较低转速一般带来的是较低的进气。较小容量汽缸中，充足的室气运动使在下冲程中一般产生燃油对空气的混合形成完全的雾化。可是较大汽缸内具有小得多的缸内气体运动;势必在缸内产生较多的停滞气体。一般需施加一个更大的燃油喷射压力，以克服该缸内压缩并扩散停滞气量使之处在一种可作充分雾化的状态，以使产生该气/燃油混合在一种均相状态及理想配比状态的燃烧。

因此，产生一种需求是在大型燃式发动机中采用一种可变化的定时燃油喷射系统，用以降低废物排放，改善燃油消耗及去除不必要的机械构件及连杆。这种系统当供给喷油器以高的燃料流量及高的燃油喷射压力以使引擎有效地工作。

本发明的目的是提供一种大型压燃式发动机用的电子控制的燃料喷射系统，它通过精确的可编程控制，以利于可变化的喷射定时，降低废物排放，同时燃料耗费的损失降至最小。

本发明的另外一个目的为提供一种电子燃料控制系统以利于一种定量式燃料输送机构能有一个复盖宽范围的燃料输送量的高喷射压力以实现正确的燃烧。

本发明进一步的目的是提供一种基于单个气缸的具有连序控制燃料喷射能力的电子燃料控制系统。

本发明的再一个目的是提供这样的一种电子燃料控制装置，它响应一系列所要求的速度信号中的一个，用以可变化地控制该喷射的定时以得到在该要求的速度信号基础上的最佳燃油消耗。

本发明包括各个燃料输送机构，例如对于相应的每个气缸有一个燃油泵和喷油器，用于产生一个对应发动机速度的定时信号、和用于指示至少当参照气缸的一个气缸分度信号的采用例如是连接于凸轮轴的光学编码器的一种定时信号发生器。本发明还包括了诸如有一系列响应于定时和气缸分度信号、实现电子式控制该各个燃油输送机构的单个控制器的一个电子控制器装置。该燃油输送机构对来自电子控制器装置的一个输出信号作出反应，并提供给一个相应的喷油器以范围是约100-1600毫米³/冲程（每喷射冲程）之间的一个燃料流量，并复盖一个约10-20k.p.s.i之间的一个燃油喷射压力范围。

燃料输送机构具有响应于输出信号、对例如是一个泵室的定量燃料腔流出的燃料实行溢流或分流控制的一个电子式控制的电磁阀，还具有在低燃料流需求状态下为来自定量燃油腔提供附加溢流的、响应于该电磁阀并与电磁阀以液体连通方式的一种例如是往复阀的阀门。

大型压燃式发动机用的按本发明的电子燃料控制系统还可以有连接到该电子控制器上的一个专用的负荷控制器，对应于一系列所选引擎转速水准中的一个输出信号。响应于由子控制器发出的一个过载指示信号，该载荷控制器启动和/或切断一个可控制的负荷。

本发明还公开了具有单个汽缸排量至少为5.5升的压燃式发动机用的一个规格化了的动力装置，它具有一个气缸及一个相对应的燃料输送机构，其中该燃料输送机构包括了一个可以是电磁阀的电子控制阀门，它对一个例如由电子控制器发出的控制信号作出反应。该燃料输送机构还包括一个可以是往复阀的阀门，以液体连通方式与该电子控制阀连通对来自定量燃油腔的燃油分流。该燃油输送机构提供有约在10-20k.p.s.i之间的一个燃油喷射压力，而该电子控制阀结合该阀的共同作用，有一个范围约在100-1600毫米³/冲程内的燃料流量。该电子控制阀与往复阀的共同作用可将燃油从定量燃油腔返回一个供油箱。

图1是带有按本发明的电子燃料喷射系统的V型机车用柴油机的主体图;

图2是作有局部剖开的按本发明的电子燃油喷射控制装置所控制的一个通用化了的动力装置视图;

图3为按本发明的一个电子燃油喷射系统的示意性的方框图;

图4为图3中的按本发明的电子燃油喷射系统用的一个定时信号图;和

图5为按本发明的一个燃料输送机构的示意图。

图1总体描绘出一种压燃式柴油机10，采用有按本发明的一个电子燃料控制系统。引擎10可以是任何一种大型柴油机，比如可以是宾西法尼亚州埃里的通用电器公司生产的FDL-12或FDL-16型的柴油机（General  Electric，Erie  Pennsylvania）。这样的一种引擎可以带有一个涡轮增压器12及一系列标准的动力装置14。例如，12缸发动机就有12个这样的动力装置，而16缸则有16个。引擎10还带有一个进气歧管16，用以对每个动力装置14供油的一根供油管线18，用作发动机冷却的进水歧管20，一个润滑油泵22及水泵24，均如现有技术中可知的那样。内冷装置26接到涡轮增压器12上，以利于进到该动力装置14内的各个燃烧室去之前的经涡轮增压过的气体的冷却。亦如现有技术中已知的，该引擎可以是一种V型形式。

图2表示的是一系列动力装置14中的一个，它总体以30标示，包括有一个汽缸28及对应的燃料输送机构，用于将燃料输送到汽缸28内燃烧室。每个通用的动力装置14可进一步包括有用以移动总体标示以34的多个用弹簧偏置的气阀的一个气阀摇臂轴32。该阀摇臂轴32通过阀摇臂38接到阀推杆36上。如现有技术中已知方式那样、气阀摇臂轴32接于阀推杆36并起作用。

每个通用的动力装置14还包括有一个可被插进发动机10气缸体内的一个镗孔（未示）内去的汽缸套筒40。这种统一形式的动力装置14包括缸体、铸成以罩住汽缸28，还有相关的构件。对于上述的发动机10，喷射压力范围最好是在15-20k.p.s.i之间。燃料输送流量范围最好是在100-1600毫米³/冲程之间。单个气缸排量至少为5.5升，最好为约11升。

燃料输送机构30包括由一个高压喷射油管44连于可以是一个燃油泵的一种燃油压力发生装置46上的一个燃油喷射机构42。这种构型被认为是一种泵-油管-喷油咀式的构型。该燃油压力发生装置46建立起压力是通过在下文中将描述的燃油推杆48起作用的。该燃料输送机构30包括有接受来自电子控制器的电子信号的一根电子信号线50。该电子信号线50将一个电子信号供给作为该燃料输送机构30一部分的一个电子控制阀52。这种通用的动力装置14之所以这样被命名是基于每个汽缸及其附件（或动力装置）为便于维修可从发动机上单个拆下的事实。所以为便于汽缸或它的任何相关构件的修理，无需拆开或重装整个的发动机。

图3简要描述了燃油喷射系统58，它有提供可变定时给发动机10的每个对应的燃料输送机构30的一个电子控制装置60。一个电佳实施例中的电子控制器60包括可以是卢卡斯24CU型的控制器（Lucas  Controller  Model  24CU）的一个右列控制器62，及可以也是一个卢卡斯24CU控制器的左列控制器64，它们是在英格兰塞兰卡斯特的卢卡斯ECG的产品（Lucas  ECG，Cirencester，England）。该控制器62和64按一系列传感器的输入以及外存的查寻表确定出燃油量及正确的喷射定时。电子控制器60还包括一个控制器66和一个作为系列控制器62、64与载荷控制器66之间的接口的一个信号调节程序片68，结果来自一种类型控制器的信号电平可被其他控制器所接受。该燃油喷射系统58还包括可以是与发动机凸轮轴71之一相偶合的一种光学的多轨道盘编码器（Optical  multi-track  disk  encoder）的一个定时信号发生器70。

可以是有许多连续口的一个系通信线65作为该系列控制器62和64间的通信媒体。该右系控制器控制着对右列气缸的燃油喷射，而左系控制器64则控制左列汽缸的喷油喷射。每个控制器都周期性地与由通信线65交接的来自另一个控制器的一个输入信号作比较，以确定是否有哪个控制器工作不正常。

控制器62和64接收许多安装在整个发动机10上各处的传感器发来的输入信息。这些传感器中包括冷却液温度，进气管气压，进气管气温，发自该光学多轨编码器70的发动机转速指示信号和分度信号等。按给定的这些输入信息，该控制器决定出哪个汽缸应当按每次多少量点火，还要确定一个适当的喷射定时以及燃油喷射的持续期，在此期间内该喷油器将燃油供给汽缸。该控制器连续地向对应每个汽缸的燃料输送机构30执行操作。就是这种可变定时的特点以及对燃料输送机构30的连续控制使燃料消耗更为有效，而比起在先的以固定方式执行成列气缸的燃料输送机构的机械系统来使排放废物减少。

为进一步改进引擎的工作效率，控制器62和64的程序可编成一种呈周期性间歇正常点火程序，以确定一系列汽缸或单个气缸的动能，确定某一个汽缸是否提供有额定的动力。例如，控制器62和64可以不使燃料供给一些选定的汽缸，并测量发动机转速，以确定这些没点火的汽缸是否有助于使发动机达到一个正确的动力。这些确定出哪个气缸未能达到它们所被期望的程度，控制器则可增减燃料供给和/或按这种间歇点火技术依据确定的效率对具体的汽缸提前定时。这种程序化的间歇点火可在任何适当的时间进行，比如在发动机起来之后立即使用，或按地形或在任何指定时间时该发动机的负荷需要在正常工作的发动机过程中周期性地采用。还可以想到的是该控制可被编程为一般用在怠速状态用于省油目的，使汽缸处于不作功的状态。按照该油压，水压传感器和过载要求信号80的输入电平，该左右系控制器还可给发动机提供保护功能。控制器62和64也可发出一个引擎检测信号以指示出控制器中的一个工作不正常。

该载荷控制器66可用GE型的型号为17FL264（typeGE  ModeNo，17FL264），用以控制各种附加载荷72，诸如风扇马达，车辆推动马达，压缩机马达，及旅馆动力交流发电机等，并进一步根据当时的进气管压力（MAP）、燃油量信号（PWM）及气压表压力（BP）的传感器输入确定出燃油对空气的比率。

如前所述，用于机车发动机时的柴油机10一般用作一种固定速度动力发动机。引擎的动力需求直接由一个发动机操作者通过一个，例如发动机操作者移动一个换档操纵杆至一系列档位之一（按发动机每分钟转数（RPM）和马力大小限定）方式提出的。这样的一个引擎动力需求要求由该载荷控制器转化为一个由数字信号表示的速度需求信号从该载荷控制器66经信号线av，bv，cv和dv送出。该av，bv，cv和dv信号线的逻辑状态代表了一个预定要求的发动机转速水平。比如，一个0000的数字模型可以是指示出一个发动机需求336RPM，而1111则可表示一个发动机需求888RPM。该速度需求信号（av，bv，cv和dv）作为速度控制信号输进该右左系列控制器62和64。

例如，一个操作者想要增大引擎动力时，该4位数输入就反映出在速度需求上增加的一个不同的信号指示，结果该左系控制器和右系控制器喷射出一个更大量的燃油进入汽缸，以满足所要求的动力。这种数字的速度需求输入信号被构型化了，结果一系列固定的数字所代表的单个的速度水准可被输入进这些控制器中。

参照图3和4，该定时信号发生器70发出一个定时信号S_T对应于该发动机转速，及每个气缸周期提供一个脉冲的一个分度信号S_Z，还有一个证明与该发动机相应气缸顺序的第一汽缸（＃1）一致的一个附加脉冲。这些信号具有可被该控制器62和64查觉的点交叉。该定时发生器70按该凸轮轴旋转的一个函数作旋转。该凸轮轴71以曲轴的一半转速作旋转。该定时信号发生器可以是由加利福尼亚州的BEI  Motion  Systems  Company制作的一种光学编码器，但其它适用的编码装置也是可以的。这种光学式的信号发生器对于存在于机车发动机上驱动直流马达的众多电磁性干扰不那么敏感，还能提供比普通相配于开口的飞轮的那种磁性阻断式传感器更为稳定和精确的信号。

该定时信号S_T（或转速信号）和分度信号S_I被输入两个控制器62和64，所以如果有一个控制器失效，则另一个还能发出一个足够的喷油器定时分布以保持该发动机运作直至这种误差被修复。因此，右系控制器和左系控制器的重复设置为失效情况下提供有更大的灵活性。

该信号调节程序片68作为系列控制器62、64和载荷控制器66之间的一个接口单元。例如，该单元68可以包含有电压计算电路及滤波电路，这样该载荷控制器和系列控制器间的电压水平即可兼容。可是在系统控制器62和64与载荷控制器66的输入和输出电平相容的情况下，这样的一个信号调节程序片就可以是不必要的了。

实现可变的喷射定时是分别通过左右系控制器62和64的软件控制的。各个控制器包括有一个存储装置，其中存储有按诸如按计算出的喷射燃料量，进气管压力（MAP）输入，进气管温度（MAT）输入，速度输入，及冷却液温度等各种类型输入为基础来确定最佳定时分布所用的一系列查寻表。当一个选定的速度通过信号线av，bv，cv和dv输进该控制器时，用作一个车上用中央处理装置的该控制器取数于一个选定的查寻表，按给定的要求速度，传感器输入及发动机载荷条件确定出该适当的定时。

该定时信号S_T作为一个反馈信号至控制器62和64。该控制器62和64用该定时信号S_T去确定该发动机的实际转速，并将该实际转速与一个所要求的转速比较后确定出被喷射燃料的那部分量。在此过程中一个控制器确定力，与该要求速度（速度需求信号）比较后该实际转速不能被维持，则有一个过载需求水平信号被输出给载荷控制器。该过载需求量信号80通知该载荷控制器66，应当卸掉一定量时、或某些载荷，使被要求的转速得以维持。该系列控制器62和64所编程序有利于一个可变的加速/减速速率的限制功能，结果是该控制器能限制从av，bv，cv和dv（有16种转速设制）所选定的任意一种数字速度换至另一个选定的速度设置过程中的改变速度。

该右系列控制器62输出一个脉冲宽度调制的燃料量信号82，它表示已由该控制器62和64要求的一个燃油输送量与完成的一个供料量相等。该右系列控制器62按该速度输入和现行燃料值需求计算出所要求的该估算值，以算出应由该燃料输送机构30配给的燃料大概的数量。如在现有技术已知的那样，每个控制器包括一个中央处理器，和用于有利于该燃料定时和燃料延续需要的控制、及其它输入的监测存储的一个程序的有关存储器。

该控制器62和64还有助于对发动机超速和过载控制发动机保护。当发动机转速超出一个预定转数多于一个预定的一段时间时，燃料需求即被置零，从而发生发动机超速情况下，该发动机被熄火以避免发动机失控或其他不希望有的超速情况发生。

如前所述，该控制器还提供一个何时该需求的燃料超过现行最大燃料极限的外部指示。当所要求的转数不能实现或维持时就会发生超载。经调制的脉冲宽度的超载需求量信号具有一个正比于该发动机上的过载需求的占空因数。举例来说，一个90%的占空因数代表了一个“不卸载”状态，而一个10%的占空因数则可代表一个完全“卸载”状态。

该载荷控制器66需要计算空气与燃油比的燃料量以确定一个适当的负荷率。该燃油量信号82是一个占空因数与由该控制器62和64所计算出的即时分配的燃料量成比例的脉冲宽度经过调制的输出信号。

图5简要地描绘出与一个油泵46协同操作的较佳的燃料输送机构30。该油泵46包括一个能使由液体与往复阀88或其他适当的流量放大装置相连通的电子控制的电磁阀52，和由一个与油箱（未示）连接的溢流通道90所组成的一个电子控制的溢流系统85。该油泵46还包括有柱塞92及定量泵室94。该定量腔94从一个进口单向阀96接纳燃油。如现有技术中已知的那样，一个卸压输送止回阀98液压式连接于腔94和油咀（未示）之间。这种输送止回阀一般包括一个正流部分100和一个逆流部分102。

往复阀88包括一个可以是弹簧的压紧装置104，被设置在顶部凸台106和一个罩边108之间对往复阀88实现弹性的压紧。延伸于阀的长度方向上的一条中心通道或孔110，以备电磁阀52和腔94间的流体连通。该中孔有一个控制小孔112，位于往复阀88靠近底部的一端处。在往复阀底部的阀座表面之间形成一个流体环状空间114。往复阀未入座时，燃料流经该环状空间，下文中还会有描叙。

泵室94可以有一个超过喷油冲程中发动机所需最大燃油量的容积。比如，该室可有一个数量相当8000毫米³/冲程的排量，而发动机可以只需相当于1600毫米³/冲程的一个输送量。所以该溢流量可以超过6000毫米³/冲程。这种较大的室容量提供了可以输送全部燃油量更多的一个定时范围。

该电子燃油喷射泵46有5个主要作用和动作原理。这5个燃油操作的模式阶段为下述：充油，泵压，溢流，输送和缩回。溢流和输送步骤是以电子控制的，可变引发及喷射持续为特点的。这些步骤在后还将详细讨论。

前两个模式作为发动机旋轴的一种功能是协调的和可重复发生的。凸轮轴每转一周，通过该推杆48（图2中可见）向下缩回（与上述的“缩回”步骤无关）在泵84内的每个柱塞92。这引起燃油的抽吸（在油箱内已加有压力）而通过进口单向阀96，遂使完成泵腔94（结合以柱塞、套筒及腔室顶部）的充油。随后，靠凸轮抬升作用，柱塞向上运动对现已困留的燃油量压缩。

依据柱塞面积、升起速度和燃油的容积模数，该受泵压/压缩燃油的被急速升高的压力（常压约18k.p.s.i.的水平）可以两类方法中的一种得以缓解，或消散。要么是从腔94内将燃油溢流、或再循环回供油箱，要么通过一个卸压输送止回阀98的正流部分100将该燃油送进导向油咀的高压管路44（图2中可见），最终完成喷射。最后，接下去的喷射，高压燃油得以扩散衰减至一个相当低的水平，这依靠该卸压（“缩回”）输送止回阀98的逆流部分102的共同作用。

在一个定时范围内（40度曲柄角的最佳起动时间变化）能够激发高压（20k.p.s.i.以上）同时大流量（1600毫米³/冲程）的喷射的这样一个基本概念，是由该溢流系统46的固有功能性质所决定的。往复阀88相对该通过线路50通电作用的电磁阀52的液流控制作出反应。

该溢流系统46基本起到一个开关阀门装置作用。一般地说，该电磁阀52动作即行溢动，或是燃油的泵腔94回流供油箱。其结果是燃油相对喷油器由另外准备的通道旁路了。

电磁阀52得电则使其截止，遂使往复阀88以上的压力升高并克服弹簧104的压力，因此使阀88坐向关闭以靠近泵腔94的阀底部。一个坐入阀座的往复阀处于关闭状态的往复阀引发并维持喷射，而一个被提升的开启状态的往复阀通过建立起的多路燃油溢流通道使通过往复阀和电磁阀的终结喷射。

与此相反，电磁阀52断电，遂起到开启阀门的作用，这是通过弹性压紧装置116实现的（其作用为对抗于一个喷射失常所作的备用溢流），从而液阻衰减，随后加之以泵腔94的喷射压力的协助使往复阀88打开。该往复阀88的再次打开遂通过该环形空间114形成一个没有阻碍的溢流通道直至供油箱，这本是一个喷射冲程的燃油完成流至终点的最小阻碍的线路。虽则电子和液体的滞后（系统滞后）几乎可以忽略不计，但全部的操作序列作出编排，对至电磁阀的该电子指令脉冲从起点到终点作为该最终的决定中作出补偿。

该电磁阀52本无法按要求的达到有如此之大范围的燃油流量（即100-1600毫米³/冲程）的一个电子燃油喷射系统的更高溢流速度的，但依靠起放大作用的往复阀机构，则该电磁阀的溢流却可以实现。简言之，设计这样的一种两级阀装置即可起到一个单一的性能良好的溢流系统，它组成以由一个比若按需求采用的标准单个电磁阀要小的电磁阀来起动的一个被动式流体放大器（往复阀）。

可以明了，该往复阀88的液体功能性方面对于该电磁阀52的电子作用有最佳的反应。最后，该往复阀的几何方面要求与电磁阀的溢流率，还与其液腔和连接通道相关。具体设计的特点和/或考虑包括：总抬升量，或往复阀的行程以及它的质量/惯量;弹簧104的弹性压力;以及压力降特性（即该凸台到各自的锥形座面的两个下部外侧，和下部节流小孔间的压力降量）。

该往复阀的优点还表现为反应速度快和两种状态的溢流装置方面。该往复阀为常开型（弹簧压力作用，加之来自下方泵腔出的燃油压力的周期性的抬开作用）。抬起时，该往复阀通过其中孔110泻出燃油，但主要是通过其下方的凸台到阀座间的环形空间114。只要当电磁阀螺线管通电后呈阀门截止状，经往复阀中心孔110的油流变小，横过中心阻尼孔112形成压力降和凸台至座间的环形空间114，遂形成一种液压不平衡，它迫使往复阀间下坐向底部位置。这种不平衡造成原因部分是因为对抗的该往复阀上部形成的高压区（由于下流动）和阀体下方存在的一个高压区，该下凸台与往复阀的控制小孔间只有小的下方面面积。这种不平衡还由这样的事实引起的，即还存在一个压力差是因为油流流过该凸台环形空间114，结果只有一部分的泵压压力以向上方式作用对着该阀的中腰处的锥部。控制小孔112上的压力差然后在受指令激发后，或喷射阶断终止后使阀体再抬起。在此情况下，由于又恢复了流动，控制孔112之上出现降低的压力，还有来身泵腔被泵压的燃油压力抬升作用的协助促进一种液力抬升条件。

包括有电子控制电磁阀52和流量放大器阀88的这种独特的燃料输送机构30使得比在先的其他设计允许有更高的燃油量。这种独特的性能使得用电子控制的这种燃料流以可变定时方式作用于一个标定的汽缸。

虽然本发明只是配合以一个V型机车柴油机作了的说明，不言而喻，本发明的系统也可适用于诸如船上或固定发电机方面使用目的所采用的任何直列式或类似尺寸的压燃式发动机。

在另一个实施例中，该右左系控制器62和64的作用可被联合起来而采用单个的处理装置。还有该接口信号调制程序片68在该载荷控制器66和处理装置具有相容的信号条件下也可省略，在再一个实例中，载荷控制器66，信号调制程序片68及左右系控制器62和64的功能可被合并进一个单独的控制装置之中，然后它可以与例如许多拖动控制指令组（traction  control  modules）等一系列的其他控制片相连接。

应当懂得，尽管这种单缸用燃料输送机构是参照泵-油管-油咀的构型加以说明的，而本发明的系统也可以是采用一种与油泵成一列，并装设于汽缸之上的喷射式构型装置。还应当知道可采用供有至少100-1600毫米³/冲程的一种适当燃流量的大型电子控制的电磁阀替代这种电磁阀与往复阀的联合形式。

业已描述了用于大型压燃式发动机的一种电子燃油喷射系统新型装置的具体实施例，其目的是以此说明本发明可使用的制造的方式，显然本发明在各方面也可作到其它的变化和修改，而这对于本技术领域内的普通技术人员说来是显而易见的，而且本发明并非只限于已说过的具体实例。所以这里的权利要求及公开的基本原理目的在于包括按本发明的所有修改变化或等同物的任何方案。

Claims (18)

1、一种单缸排量至少为5.5升的压燃式发动机用电子燃料喷射系统，其特征为该系统包括：

供每个对应汽缸用的单缸燃料输送装置，它具有一个定量燃料腔；

一个定时信号和一个汽缸分度信号发生装置；

响应于所述定时信号和气缸分度信号、以电子方式控制所述各个定量燃料输送装置的装置；和

所述定量燃料输送装置具有的装置，对发出所述电子控制装置的一个输出信号作出反应，以提供一个燃料输送量范围约在100-1600毫米³/冲程和一个燃料喷射压力范围至少在10-20k.p.s.i给一个对应的燃料喷射装置。

2、如权利要求1的系统，其特征为其中所述供有喷射压力范围内燃料输送量的输送装置包括有：

电子控制的阀门装置，响应所述输出信号，使来自该定量燃料泵腔的一部分燃料流溢流;和

往复阀门装置，以液压连接方式与该电子控制阀装置连接以提供来自该定量燃料腔的附加燃料流的溢。

3、按权利要求2的系统，其特征为其中所述阀门装置包括以液压方式接于一个溢液贮存量的液流通道，以使该定量燃料腔和电子控制阀装置的燃料易于汇合成来自该定量燃料腔的燃料流量。

4、按权利要求2的系统，其特征为其中所述电子控制阀装置和阀门装置在受控于该电子控制装置的一个预定时间内采用液式连接到所述定量燃烧腔上。

5、按权利要求1的系统，其特征为其中所述的电子控制装置包括响应于一系统预定的引擎转速指令电平，用以储存一系列查寻表的存储器。

6、按权利要求1的系统，其特征为其中所述的信号发生装置包括一个以可操作的方式连接到一根旋转的凸轮轴上去的多轨道光学轴编码装置。

7、按权利要求1的系统，其特征为其中所述的电子控制装置组成以对一个发动机转速需求信号作出反应的处理装置，以使该电子控制器调整该喷射定时以适应于所述的发动机转速需求信号。

8、按权利要求7中所述的电子控制装置，进一步包括有脉冲宽度调制（RWM）装置，用以产生指示着发动机的一种载荷需求的占空因数的脉冲宽度调制信号，和反应于该脉冲宽度调制信号以控制起动或停止负荷的一个载荷控制装置。

9、按权利要求7中所述的电子控制装置，进一步包括有脉冲宽度调制（RWM）装置，用以产生指示着分配给一个对应汽缸的燃料量的占空因数的一个脉冲宽度调制信号。

10、按权利要求1的系统，其特征为其中所述电子控制装置包括一个第一系列控制器，用于第一列汽缸的喷射定时控制，一个用于第二列汽缸喷射定时控制的第二系列控制器，和接到所述第一、第二系列控制器上去的载荷控制装置。

11、按权利要求1的系统，其特征为其中所述电子控制装置适于按顺序对每个对应的燃料喷射装置起作用。

12、按权利要求1的系统，其特征为其中该系统适于用作一种V型机车发动机的控制燃料喷射。

13、按权利要求1的系统，其特征为其中提供燃料流的所述装置包括有一种经通用化的动力装置，具有一个汽缸和对应的油泵-油管-油咀的燃料喷射构型，其中所述油泵包括反应于所述输出信号的电子控制的阀装置，和

往复阀装置，以液压方式与所述电子控制阀装置连通，用于提供所述范围的燃料流量。

14、一种单缸排量至少5.5升压燃式发动机用的电子燃料喷射系统，其特征为该系统包括：

供每个对应汽缸用的单独的燃料输送装置，它具有一个定量的燃料腔;

多轨道光学编码装置，以光学方式与一个凸轮轴联结用以发出一个定时信号和一个汽缸分度信号;

一种装置，反应于该定时信号和汽缸分度信号、以电子方式控制所述单独的燃料输送装置;

所述燃料输送装置带有的装置，响应于该电子控制装置发出的一个输出信号以提供一个范围约在100至1600毫米³/冲程内的燃料流量、复盖范围大约在10至20k.p.s.i.的燃料喷射压力给一个对应的燃料喷射装置，其中所述供有一个燃油量的该装置进一步包括反响应于所述输出信号的电子控制的阀装置和往复阀装置，以液压连接方式与所述电子控制的阀装置联结以备该定量燃料腔来的油流溢流;以及其中所述的电子控制装置适于顺序地对每个对应的燃料喷射装置起作用。

15、一种单缸排量至少5.5升压燃式发动机的电子燃料喷射系统，其特征为该系统包括：

供每个对应汽缸用的单独的燃料输送装置，它有一个定量燃料腔;

一个定时信号和一个汽缸分度信号的发生装置;

一种装置，反应于所述定时和汽缸分度信号以电子方式控制该单独的燃料输送装置并发出一个过载指示信号;

载荷控制装置，用于输出对应于一系列选定的发动机速度之一的一个信号，和响应于该过载指示信号作出起动和/或停止一个可控制负荷的反应;

所述的单独燃料输送装置进一步包括有电子的执行阀装置，响应于一个燃料控制输出信号而提供燃料给一对对应的燃料喷射装置;

这样的电子燃料控制装置，通过比较一个由该定时信号确定的实际转速与由该电子燃料控制装置确定的一个要求速度，产生出所述的过载指示信号。

16、一种单缸排量至少5.5升压燃式发动机用的通用化动力装置，其特征为包括有：

一个汽缸及对应的燃料输送装置，其中该燃料输送装置包括一个定量燃料腔，供来自该定量腔的部分燃料溢出、及对一个控制信号作出反应的电子控制的阀装置，和以液压形式联接于该电子控制阀装置、提供附加溢流给来自所述定量燃料流的往复阀装置。

17、按权利要求16的通用化动力装置，其特征为其中所述的燃料输送装置所设备的一个燃料喷射压力范围约在10至20k.p.s.i.之间，并且所述电子控制阀装置和往复阀装置一起提供给对应的燃料喷射装置以范围约100至1600毫米³/冲程的一个燃料流量。

18、按权利要求16的通用化动力装置，其特征为其中所述的燃料输送装置为一种泵-油管-喷油器的燃料喷射构型。

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