CN109555604B - 发动机供油提前角电控调整装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机供油提前角电控调整装置，外置于机械式喷油泵并受控于ECU；包括：过渡轴、凸轮轴齿轮和控制轴套，所述控制轴套的外连接周面与所述凸轮轴齿轮的内连接周面通过第一键传动副连接，所述控制轴套的内连接周面与所述过渡轴的外连接周面通过第二键传动副连接，所述第一键传动副和/或所述第二键传动副是螺旋花键传动副；ECU采集发动机工况信息，并查询标定的各工况发动机的最佳供油提前角度对应的控制轴套的位置，ECU通过直线位移执行机构使控制轴套轴向移动到标定的位置。本发明在不改变原发动机供油系统的前提下，可以根据发动机的不同工况调整发动机的供油提前角，使发动机的工况处于最佳。

Description

发动机供油提前角电控调整装置
技术领域
本发明涉及柴油发动机燃料供给系统技术领域，尤其涉及一种与机械式喷油泵配套使用的发动机供油提前角电控调整装置。
背景技术
传统的柴油发动机供油系统，采用机械式喷油泵进行供油，其供油时刻由凸轮形状决定，如图1所示，曲轴齿轮E与凸轮轴齿轮D啮合传动，对于四冲程发动机来说，曲轴齿轮E与凸轮轴齿轮D的齿数比为：1：2，对于二冲程发动机来说，其齿数比为1：1，凸轮轴B与凸轮轴齿轮D联动，凸轮轴B上设置有凸轮C，使曲轴齿轮E与喷油泵中凸轮C保持严格的联动关系，保证喷油泵严格按照曲轴的转角位置开始喷油。
柴油发动机在不同工况下，都对应一个最佳供油提前角，为了使发动机的性能指标达到最佳，希望根据发动机的工况，对发动机的供应正时进行调整，但上述传统的柴油发动机供油系统，不能根据发动机的工况进行实时调整，使发动机的性能指标受到影响。
传统的供油提前角自动调整器，可根据发动机的转速变化，自动调整供油提前角，但供油角度仅随转速的变化进行部分调整，很难将供油角度调整为最佳时刻，且不能随负荷的变化改变供油角度，应用效果受到限制。
中国实用新型专利CN86201594U公开了一种可调供油提前角的高压喷油泵，其供油提前角虽然可以电控调整，但其需要对喷油泵进行改造。
中国实用新型专利CN202690286U公开了一种单缸柴油机喷油泵用供油提前角调节装置，其虽然可以通过电控供油时刻调整，但改变供油时刻的同时供油量也改变了，该装置设置在喷油泵内部，需要每个柱塞都要增加一套机构，结构复杂。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种发动机供油提前角电控调整装置，在不改变原发动机供油系统的前提下，可以根据发动机的不同工况调整发动机的供油提前角，使发动机的工况处于最佳。
为解决上述技术问题，本发明采用了一种发动机供油提前角电控调整装置，外置于机械式喷油泵并受控于ECU；包括：过渡轴，所述过渡轴与所述机械式喷油泵的凸轮轴固定连接或设为一体；凸轮轴齿轮，所述凸轮轴齿轮转动安装于所述过渡轴，且设置有限制所述凸轮轴齿轮相对于所述过渡轴轴向移动的凸轮轴齿轮限位结构；控制轴套，所述控制轴套的外连接周面与所述凸轮轴齿轮的内连接周面通过第一键传动副连接，所述控制轴套的内连接周面与所述过渡轴的外连接周面通过第二键传动副连接，所述第一键传动副和所述第二键传动副中一个是螺旋花键传动副另一个是普通花键传动副；所述控制轴套连接有直线位移执行机构，所述直线位移执行机构由所述ECU控制；位移传感器，用于检测所述控制轴套的轴向位置，所述位移传感器与所述ECU电连接，所述ECU采集发动机工况信息，并查询标定的各工况发动机的最佳供油提前角度对应的控制轴套的位置，ECU通过所述直线位移执行机构使所述控制轴套轴向移动到标定的位置。
其中，所述第一键传动副和所述第二键传动副均为螺旋花键传动，两者的旋向相反。
其中，所述直线位移执行机构包括由动力装置驱动的丝杠螺母机构，所述丝杠螺母机构包括丝杠和螺母，所述丝杠的一端与所述过渡轴转动连接且设置有限制两者轴向相对移动的丝杠限位结构，另一端与所述动力装置连接，所述螺母与所述控制轴套转动连接且设置有限制两者轴向相对移动的螺母限位结构，所述螺母的转动自由度被约束。
其中，所述动力装置是电机。
其中，所述螺母限位结构包括设置于所述控制轴套的端部的径向凸圈和开设于所述螺母的环形凹槽，所述径向凸圈限位于所述环形凹槽。
其中，所述螺母设置有轴向限位杆，所述限位杆与一固定物的导向孔滑动配合以约束所述螺母的转动自由度。
其中，所述丝杠限位结构包括设置于所述过渡轴端部的径向凸圈和开设于所述丝杆端部的环形凹槽，所述径向凸圈限位于所述环形凹槽。
其中，所述凸轮轴齿轮限位结构包括设置于所述过渡轴的轴肩和固定于所述过渡轴端部的挡盘，所述凸轮轴齿轮套设于所述过渡轴并顶靠于所述轴肩，所述挡盘限定所述凸轮轴齿轮与所述过渡轴之间的轴向位移。
采用上述技术方案后，本发明的技术效果是：
1)本发明中，ECU采集发动机工况信息，并查询标定的各工况发动机的最佳供油提前角度对应的控制轴的位置，然后通过直线位移执行机构使控制轴轴向移动到标定的位置，由于所述控制轴套的外连接周面与所述凸轮轴齿轮的内连接周面通过第一键传动副连接，所述控制轴套的内连接周面与所述过渡轴的外连接周面通过第二键传动副连接，所述第一键传动副和所述第二键传动副中一个是螺旋花键传动副另一个是普通花键传动副，所以当控制轴发生轴向相对位移时，过渡轴或凸轮轴齿轮相对旋转一定角度使喷油泵按最佳的供油时刻为发动机供油。
2)本发明中，当所述第一键传动副和所述第二键传动副均为螺旋花键传动副时，控制轴套轴向移动，使过渡轴和凸轮轴齿轮分别向相反的方向旋转，与一个是螺旋花键传动副另一个是普通花键传动副相比，在同样轴向位移的情况下，可以使过渡轴相对凸轮轴齿轮转过更大的角度。
3)本发明中，由于控制轴套移动产生的巨大的轴向力，分别作用在过渡轴、控制轴套及凸轮轴齿轮上，在系统内部互相抵消，相互平衡，不会对凸轮轴产生新的不平衡力，不会影响原结构的性能。
附图说明
图1是一种公知的柴油发动机燃料供给系统结构剖视图；
图2是本发明发动机供油提前角电控调整装置的结构剖视图；
图中，1-凸轮轴，2-过渡轴，3-凸轮轴齿轮，4-控制轴套，5-电机，6-丝杠，7-螺母，8-位移传感器，9-第一键传动副，10-第二键传动副，11-挡盘，12-限位杆，13-螺母限位结构，14-丝杠限位结构，A-机械式喷油泵，B-凸轮轴，C-凸轮，D-凸轮轴齿轮，E-曲轴齿轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图2所示，一种发动机供油提前角电控调整装置，其外置于机械式喷油泵并受控于ECU。
过渡轴2与所述机械式喷油泵的凸轮轴1固定连接或设为一体，凸轮轴齿轮3转动安装于过渡轴2，且设置有限制凸轮轴齿轮3相对于过渡轴2轴向移动的凸轮轴齿轮限位结构，凸轮轴齿轮限位结构的具体结构是：过渡轴2设置有轴肩，过渡轴2的端部固定有挡盘11，凸轮轴齿轮3套设于过渡轴2并顶靠于所述轴肩，挡盘11限定凸轮轴齿轮3与过渡轴2之间的轴向位移。
控制轴套4的外连接周面与凸轮轴齿轮3的内连接周面通过第一键传动副9连接，控制轴套4的内连接周面与过渡轴2的外连接周面通过第二键传动副10连接，第一键传动副9和第二键传动副10均为螺旋花键传动副，两者的旋向相反。当控制轴套4产生轴向相对位移时，过渡轴2和凸轮轴齿轮3分别向相反的方向旋转，发动机的供油角度即发生变化。当然，第一键传动副9和第二键传动副10中也可以一个采用螺旋花键另一个采用滑动连接的花键。两者相比，第一键传动副9和第二键传动副10均为螺旋花键传动副时，在同样轴向位移的情况下，可以使过渡轴2相对凸轮轴齿轮3转过更大的角度。
控制轴套4连接有直线位移执行机构，直线位移执行机构由ECU控制。
位移传感器8用于检测控制轴套4的轴向位置，位移传感器8与ECU电连接，ECU采集发动机工况信息，并查询标定的各工况发动机的最佳供油提前角度对应的控制轴套4的位置，ECU通过所述直线位移执行机构使控制轴套4轴向移动到标定的位置。
直线位移执行机构包括由动力装置驱动的丝杠螺母机构，所述丝杠螺母机构包括丝杠6和螺母7，丝杠6的一端与过渡轴2转动连接且设置有限制两者轴向相对移动的丝杠限位结构14，另一端与动力装置(优选为电机5)连接，螺母7与控制轴套4转动连接且设置有限制两者轴向相对移动的螺母限位结构13，螺母7设置有轴向限位杆12，限位杆12与一固定物的导向孔滑动配合以约束螺母7的转动自由度。
直线位移执行机构不局限于上述具体结构，也可以采用液压缸驱动电磁阀控制的方案，一切在ECU的控制下能够使控制轴套4移动到标定位置的机构，不论是机械和还是液压的都是可行的。
本实施例中，螺母限位结构13包括设置于控制轴套4的端部的径向凸圈和开设于螺母7的环形凹槽，所述径向凸圈限位于所述环形凹槽。图2示出的螺母限位结构13是原理性的，其可以通过分体结构实现径向凸圈与所述环形凹槽的装配，在此不做赘述。
本实施例中，丝杠限位结构14包括设置于过渡轴2端部的径向凸圈和开设于丝杠6端部的环形凹槽，所述径向凸圈限位于所述环形凹槽。与螺母限位结构13相似，其也可以通过分体结构实现径向凸圈与所述环形凹槽的装配。
本发明不局限于上述实施例，一切基于本发明的构思、原理、结构及方法所作出的种种改进，都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种发动机供油提前角电控调整装置，外置于机械式喷油泵并受控于ECU；其特征在于，包括：
过渡轴，所述过渡轴与所述机械式喷油泵的凸轮轴固定连接或设为一体；
凸轮轴齿轮，所述凸轮轴齿轮转动安装于所述过渡轴，且设置有限制所述凸轮轴齿轮相对于所述过渡轴轴向移动的凸轮轴齿轮限位结构；
控制轴套，所述控制轴套的外连接周面与所述凸轮轴齿轮的内连接周面通过第一键传动副连接，所述控制轴套的内连接周面与所述过渡轴的外连接周面通过第二键传动副连接；
所述控制轴套连接有直线位移执行机构，所述直线位移执行机构由所述ECU控制；
位移传感器，用于检测所述控制轴套的轴向位置，所述位移传感器与所述ECU电连接，所述ECU采集发动机工况信息，并查询标定的各工况发动机的最佳供油提前角度对应的控制轴套的位置，ECU通过所述直线位移执行机构使所述控制轴套轴向移动到标定的位置；
所述第一键传动副和所述第二键传动副均为螺旋花键传动副，两者的旋向相反；
所述直线位移执行机构包括由动力装置驱动的丝杠螺母机构，所述丝杠螺母机构包括丝杠和螺母，所述丝杠的一端与所述过渡轴转动连接且设置有限制两者轴向相对移动的丝杠限位结构，另一端与所述动力装置连接，所述螺母与所述控制轴套转动连接且设置有限制两者轴向相对移动的螺母限位结构，所述螺母的转动自由度被约束；
所述凸轮轴齿轮限位结构包括设置于所述过渡轴的轴肩和固定于所述过渡轴端部的挡盘，所述凸轮轴齿轮套设于所述过渡轴并顶靠于所述轴肩，所述挡盘限定所述凸轮轴齿轮与所述过渡轴之间的轴向位移。
2.如权利要求1所述的发动机供油提前角电控调整装置，其特征在于，所述动力装置是电机。
3.如权利要求2所述的发动机供油提前角电控调整装置，其特征在于，所述螺母限位结构包括设置于所述控制轴套的端部的径向凸圈和开设于所述螺母的环形凹槽，所述径向凸圈限位于所述环形凹槽。
4.如权利要求2所述的发动机供油提前角电控调整装置，其特征在于，所述螺母设置有轴向限位杆，所述限位杆与一固定物的导向孔滑动配合以约束所述螺母的转动自由度。
5.如权利要求2所述的发动机供油提前角电控调整装置，其特征在于，所述丝杠限位结构包括设置于所述过渡轴端部的径向凸圈和开设于所述丝杠端部的环形凹槽，所述径向凸圈限位于所述环形凹槽。
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