CN110594029B - 一种大功率柴油机燃油控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于柴油机燃油控制、调节技术领域，涉及一种大功率柴油机燃油控制装置及其控制方法，包括开设有三个接口的接头体和燃油切断控制气缸，接头体的三个接口分别连接空气过滤器、燃油控制空气管和燃油切断空气管，燃油控制空气管和燃油切断空气管远离接头体的一端均连接有电磁阀，电磁阀上均连接有与燃油切断控制气缸进气口连通的进气管，该控制装置安装在柴油机上，能够调节喷油泵燃油量，控制进入燃烧室的燃油量，实现柴油机低速限油、紧急停车功能。

Description

一种大功率柴油机燃油控制装置及其控制方法

技术领域

本发明属于柴油机燃油控制、调节技术领域，涉及一种大功率柴油机燃油控制装置及其控制方法。

背景技术

柴油机工作过程中，当柴油机转速低时，柴油机进气量低，柴油机突加负载过大时，燃油不能完全燃烧而持续冒黑烟，同时，在柴油机发生紧急情况时，需要我们快速将柴油机从工作状态变为停车状态，因此解决柴油机低速冒黑烟问题、实现紧急停车都至关重要。

现有的柴油机低速限油装置如图1所示，序号Ⅰ为空气管，序号Ⅱ为气动活塞，序号Ⅲ为挡板组件，序号Ⅳ为安装板。安装板Ⅳ用于将该低速限油装置固定在柴油机上，该限油装置是通过空气管Ⅰ引一路中冷后的增压空气，靠气压来推动气动活塞Ⅱ，气动活塞Ⅱ再推动挡板组件Ⅲ，挡板组件Ⅲ的挡板将油门拉杆控制在小油量位置，从而实现低速限油。缺点是引入的增压空气压力有限动作较慢，且含有水分，容易造成气动活塞生锈卡滞。

现有的紧急停车装置如图2所示，序号Ⅴ为空气过滤器，序号Ⅵ为电磁阀，序号Ⅶ为空气管，序号Ⅷ为停车装置，序号Ⅸ为插销组件。外接控制空气通过空气过滤器Ⅴ到电磁阀Ⅵ等待，根据柴油机曲轴的位置、转速信号，电磁阀Ⅵ开启得电信号通气，增压空气通过空气管Ⅶ推动插销组件Ⅸ动作，从而驱动停车装置Ⅷ，停车装置Ⅷ的支架带动油门动作，实现控制油门行程到零位，从而实现紧急停车。缺点是该结构复杂、零部件多、成本高，停车后需要手动复位。

现有的低速限油装置、紧急停车装置虽然都可以实现相关功能，但无论是低速限油还是紧急停车外形结构都较复杂，制造成本较高，功能单一。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决上述现有柴油机低速限油装置、紧急停车装置存在的问题，提供一种大功率柴油机燃油控制装置及其控制方法，该控制装置安装在柴油机上，能够调节喷油泵燃油量，控制进入燃烧室的燃油量，实现柴油机低速限油、紧急停车功能。

为达到上述目的，本发明提供一种大功率柴油机燃油控制装置，用于对柴油机启停段进行燃油控制，其特征在于，包括开设有三个接口的接头体和燃油切断控制气缸，接头体的三个接口分别连接空气过滤器、燃油控制空气管和燃油切断空气管，燃油控制空气管和燃油切断空气管远离接头体的一端均连接有电磁阀，电磁阀上均连接有与燃油切断控制气缸进气口连通的进气管。

进一步，燃油切断控制气缸包括缸体、分别固定安装在缸体前后两端的前端盖和后端盖，前端盖中穿设有后端与缸体内壁相切的断油活塞，断油活塞外套设有推动断油活塞沿缸体长度方向移动的控制活塞，控制活塞前端的缸体上开设有与燃油控制空气管电磁阀上进气管相通的燃油控制进气口，断油活塞后端的缸体上开设有与燃油切断空气管电磁阀上进气管相通的燃油切断进气口，前端盖、缸体与控制活塞形成的密闭空间为控制气缸，缸体、控制活塞、断油活塞形成的密闭空间为切断气缸。

进一步，燃油控制空气管上连接的电磁阀为燃油控制电磁阀，燃油控制电磁阀与燃油控制进气口之间的连接管为第一连接管，燃油切断空气管上连接的电磁阀为燃油切断电磁阀，燃油切断空气管电磁阀与燃油切断进气口之间的连接管为第二连接管。

进一步，还包括便于将燃油控制装置固定在柴油机上的安装板，空气过滤器、燃油控制空气管和燃油切断空气管均固定在安装板一侧。

进一步，断油活塞远离前端盖的一端固定安装有连接螺母，连接螺母上铰接有与喷油泵油门连接的拉环。

进一步，燃油控制空气管和燃油切断空气管均为U型。

一种大功率柴油机燃油控制装置的控制方法，包括以下步骤：

A、正常启动柴油机，增压空气通过空气过滤器分两路分别进入燃油控制空气管和燃油切断空气管；

B、根据柴油机曲轴的位置、转速信号以及空气压力确定电磁阀燃油控制信号，当检测到柴油机转速低于柴油机最小转速，空气压力P＜设定值P₀时(根据不同需求，压力可调)，燃油控制空气管上的燃油控制电磁阀开启得电信号通气，进入燃油切断控制气缸，限制部分负荷喷油量，实现控制过量燃油喷射；当柴油机转速高于柴油机最大转速，空气压力P＞设定值P₀(根据不同需求，压力可调)，燃油切断电磁阀得电信号通气，进入燃油切断控制气缸，停止供油，实现停车功能；当柴油机转速介于柴油机最小转速和最大转速之间时，燃油切断，燃油控制电磁阀常闭。

进一步，步骤B中燃油控制空气管上的燃油控制电磁阀开启得电信号通气后，控制活塞推动断油活塞移动来减小喷油泵油门，实现限油功能。

进一步，步骤B中燃油切断电磁阀得电信号通气，增压空气推动断油活塞将喷油泵拉到停车位置，实现停油动作。

本发明的有益效果在于：

本燃油切断控制装置的控制方法采用可调增压空气根据柴油机工况自动调节喷油量，具备燃油控制功能和燃油切断功能，可实现柴油机低速限油、紧急停车作用。当柴油机低转速、负荷突加情况下，能快速响应执行卸油动作，限制喷入燃烧室的燃油量，从而减少冒黑烟的持续时间，降低油耗，减少排放。当柴油机在紧急状况需要停车时，能快速响应执行停油动作；同时外形简单美观，结构紧凑，加工难度低，制造成本低。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为现有柴油机低速限油装置结构示意图；

图2为现有柴油机紧急停车装置结构示意图；

图3为本发明大功率柴油机燃油控制装置的主视图；

图4为本发明大功率柴油机燃油控制装置的侧视图；

图5为本发明大功率柴油机燃油控制装置中燃油切断控制气缸的结构示意图；

图6为本发明大功率柴油机燃油控制流程图。

附图标记：空气过滤器1、接头体2、燃油控制空气管3、燃油控制电磁阀4、燃油切断电磁阀5、燃油切断空气管6、第一进气管7、第二进气管8、燃油切断控制气缸9、安装板10、断油活塞11、控制活塞12、后端盖13、前端盖14、缸体15、燃油控制进气口16、燃油切断进气口17。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本专利中的柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机。燃油切断控制装置是一种集燃油控制功能与燃油切断功能于一体的装置。喷油泵是燃烧供给的重要组成部分，按照柴油机的运行工况和气缸工作顺序，以一定的规律定时、定量、定压地向喷油器输送高压燃油。

如图3～5所示的一种大功率柴油机燃油控制装置，用于对柴油机启停段进行燃油控制，包括开设有三个接口的接头体2和燃油切断控制气缸9，接头体2的三个接口分别连接空气过滤器1、燃油控制空气管3和燃油切断空气管6，燃油控制空气管3和燃油切断空气管6呈进气口相对的U型。燃油控制空气管3和燃油切断空气管6远离接头体2的一端均连接有电磁阀，燃油控制空气管3上连接的电磁阀为燃油控制电磁阀4，燃油控制空气管3上连接的电磁阀为燃油控制电磁阀4，燃油控制电磁阀4与燃油控制进气口16之间的连接管为第一连接管，燃油切断空气管6上连接的电磁阀为燃油切断电磁阀5，燃油切断空气管6电磁阀与燃油切断进气口17之间的连接管为第二连接管。

燃油切断控制气缸9包括缸体15、分别固定安装在缸体15前后两端的前端盖14和后端盖13，前端盖14中穿设有后端与缸体15内壁相切的断油活塞11，断油活塞11外套设有推动断油活塞11沿缸体15长度方向移动的控制活塞12，控制活塞12前端的缸体15上开设有与燃油控制空气管3电磁阀上第一进气管7相通的燃油控制进气口16，断油活塞11后端的缸体15上开设有与燃油切断空气管6电磁阀上第二进气管8相通的燃油切断进气口17，前端盖14、缸体15与控制活塞12形成的密闭空间为控制气缸，缸体15、控制活塞12、断油活塞11形成的密闭空间为切断气缸。断油活塞11远离前端盖14的一端固定安装有连接螺母，连接螺母上铰接有与喷油泵油门连接的拉环。

还包括便于将燃油控制装置固定在柴油机上的安装板10，空气过滤器1、燃油控制空气管3和燃油切断空气管6均固定在安装板10一侧。

如图6所示一种大功率柴油机燃油控制装置的控制方法，包括以下步骤：

A、正常启动柴油机，增压空气通过空气过滤器1分两路分别进入燃油控制空气管3和燃油切断空气管6；

B、根据柴油机曲轴的位置、转速信号以及空气压力确定电磁阀燃油控制信号，当检测到柴油机转速低于柴油机最小转速，空气压力P＜设定值P₀时(根据不同需求，压力可调)时，燃油控制空气管3上的燃油控制电磁阀4开启得电信号通气，增压空气进入燃油切断控制气缸9，增压空气推动燃油切断控制气缸9内部控制活塞12，从而推动其内部断油活塞11，最终通过与断油活塞11连接的拉环带动喷油泵油门到小油量位置，限制部分喷油量，实现低速限油功能；当柴油机转速高于柴油机最大转速，空气压力P＞设定值P₀时(根据不同需求，压力可调)，燃油切断电磁阀5得电信号通气，进入燃油切断控制气缸9，增压空气推动燃油切断控制气缸9内部断油活塞11，断油活塞11带动拉环动作，最终通过拉环控制油门行程到零位，实现停车功能；当柴油机转速介于柴油机最小转速和最大转速之间时，燃油切断，燃油控制电磁阀4常闭。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种大功率柴油机燃油控制装置，用于对柴油机启停段进行燃油控制，其特征在于，包括开设有三个接口的接头体和燃油切断控制气缸，接头体的三个接口分别固定连接空气过滤器、燃油控制空气管和燃油切断空气管，燃油控制空气管和燃油切断空气管远离接头体的一端均连接有电磁阀，电磁阀上均连接有与燃油切断控制气缸进气口连通的进气管；所述燃油切断控制气缸包括缸体、分别固定安装在缸体前后两端的前端盖和后端盖，前端盖中穿设有后端与缸体内壁相切的断油活塞，断油活塞外套设有推动断油活塞沿缸体长度方向移动的控制活塞，控制活塞前端的缸体上开设有与燃油控制空气管电磁阀上进气管相通的燃油控制进气口，断油活塞后端的缸体上开设有与燃油切断空气管电磁阀上进气管相通的燃油切断进气口，所述前端盖、缸体与控制活塞形成的密闭空间为控制气缸，所述缸体、控制活塞、断油活塞形成的密闭空间为切断气缸。

2.如权利要求1所述的大功率柴油机燃油控制装置，其特征在于，燃油控制空气管上连接的电磁阀为燃油控制电磁阀，燃油切断空气管上连接的电磁阀为燃油切断电磁阀。

3.如权利要求2所述的大功率柴油机燃油控制装置，其特征在于，还包括便于将燃油控制装置固定在柴油机上的安装板，空气过滤器、燃油控制空气管和燃油切断空气管均固定在安装板一侧。

4.如权利要求3所述的大功率柴油机燃油控制装置，其特征在于，所述断油活塞远离前端盖的一端固定安装有连接螺母，连接螺母上铰接有与喷油泵油门连接的拉环。

5.如权利要求4所述的大功率柴油机燃油控制装置，其特征在于，所述燃油控制空气管和燃油切断空气管均为U型。

6.一种如权利要求1-5任一所述的大功率柴油机燃油控制装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、正常启动柴油机，增压空气通过空气过滤器分两路分别进入燃油控制空气管和燃油切断空气管；

B、根据柴油机曲轴的位置、转速信号以及空气压力确定电磁阀燃油控制信号，当检测到柴油机转速低于柴油机最小转速，空气压力P＜设定值P0时，燃油控制空气管上的燃油控制电磁阀开启得电信号通气，进入燃油切断控制气缸，限制部分负荷喷油量，实现控制过量燃油喷射；当柴油机转速高于柴油机最大转速，空气压力P＞设定值P0，燃油切断电磁阀得电信号通气，进入燃油切断控制气缸，停止供油，实现停车功能；当柴油机转速介于柴油机最小转速和最大转速之间时，燃油切断，燃油控制电磁阀常闭。

7.如权利要求6所述大功率柴油机燃油控制装置的控制方法，其特征在于，步骤B中燃油控制空气管上的燃油控制电磁阀开启得电信号通气后，控制活塞推动断油活塞移动来减小喷油泵油门，达到限制喷油量的目的。

8.如权利要求7所述大功率柴油机燃油控制装置的控制方法，其特征在于，步骤B中燃油切断电磁阀得电信号通气，增压空气推动断油活塞将喷油泵拉到停车位置，达到停止供油的目的。