CN110863916B - 用于监测机械燃料喷射器的状态的方法 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种用于监测机械燃料喷射器200的状态的方法。机械燃料喷射器200包括至少一个主体202，主体202容纳弹簧204和附接至弹簧204的应变仪206。喷嘴保持器208附接至主体202并容纳针210，所述针210机械地接合至弹簧204。该方法包括以下步骤。由应变仪206感测（102）弹簧204的刚度。由控制单元将所感测的刚度转换（104）成信号。然后，由控制单元将所述信号与机械燃料喷射器200的至少一个特性的校准阈值进行比较（106）。基于该比较，在显示装置上指示（108）机械喷射器的状态，以用于机械喷射器的校正措施。

Description

用于监测机械燃料喷射器的状态的方法
技术领域
本发明涉及机械燃料喷射器领域。
背景技术
燃料喷射器用于将燃料喷射到发动机中以进行燃烧。燃料喷射器有两种类型。用于低成本应用的机械燃料喷射器和用于喷射精确量燃料的电子控制燃料喷射器。前一种类型的燃料喷射器将是本专利申请中感兴趣的主题。在机械燃料喷射器中，喷射在针对弹簧偏置的针的帮助下发生。机械燃料喷射器根据弹簧的刚度进行校准。例如，如果弹簧的刚度约为3N/mm2，则燃料喷射器可以以300巴的压力输送燃料。在机械燃料喷射器的工作期间，观察到弹簧的刚度可能松弛。这导致弹簧的压缩和膨胀的松弛性。这又导致不适当的喷射（燃料的过度喷射和/或燃料的欠喷射或根本没有喷射）。在机械喷射器中没有传感器的情况下，变得难以监测弹簧的性能并在必要时采取校正措施。
附图说明
在说明书中详细公开了本发明的不同模式，并在附图中示出：
图1示出了监测机械燃料喷射器的状态的方法；及
图2示出了机械燃料喷射器；及
图3示出了用于监测机械燃料喷射器的状态的电子控制单元；
图4的曲线图1示出了压力相对于机械燃料喷射器的电压的变化；
图5的曲线图2示出了电压相对于机械燃料喷射器中的弹簧的刚度的变化。
具体实施方式
图1示出了监测机械燃料喷射器200的状态的方法。机械燃料喷射器200包括至少一个主体202，主体202容纳弹簧204和附接至弹簧204的应变仪206。喷嘴保持器208附接至主体202并容纳针210，该针机械地接合至弹簧204。该方法包括以下步骤。由应变仪206感测（102）弹簧204的刚度。由控制单元将所感测的刚度转换（104）成信号。然后，由控制单元将该信号与机械燃料喷射器200的至少一个特性的校准阈值进行比较（106）。该特性可以是燃料喷射器200压力和电压中的任何一种。信号可以是电压或电流的形式。基于该比较，在显示装置上指示（108）机械喷射器的状态。
图2示出了机械燃料喷射器200。机械燃料喷射器200包括容纳弹簧204的至少一个主体202，以及附接至主体202并容纳针210的喷嘴保持器208，该针210机械地接合至弹簧204。应变仪206附接至弹簧204，并且适于感测弹簧204的刚度。应变仪206电连接至电子控制单元300。
参考图1，将更详细地解释用于监测机械燃料喷射器200的状态的方法。本文所公开的状态可指弹簧204的刚度以及转而机械燃料喷射器200工作时的压力。然而，应该注意的是，状态不仅限于刚度，且它还可以包括达成喷射器运行的压力所需的任何其他参数。例如，针210在壳体内的横越速度。为了进行该解释，弹簧204的刚度被认为是用于达成机械燃料喷射器200的状态的输入。
为了更好地理解，注意力集中在下面提到的表（表1）。从表中，让我们认为机械喷射器设计成以300巴的压力运行。在这种情况下，300巴的值可指校准的压力阈值。为了达到这个压力，刚度为5N/mm2，以3V供应电流。从相应的表1中，压力随电压的变化可以以数据图的形式存储在电子控制单元300（ECU）中。这以曲线图的形式说明（曲线图1）
压力（巴） 弹簧刚度（N/mm2） 电压（V）
校准的 300 5 3
实际的 X Y 2
实际的 X1 Y1 4
（表1）。
现在，在实际工作条件下，作为弹性构件的弹簧204受到应力，在这种情况下是由于压缩引起的应力。该应力可引起弹簧204的至少一个特性的变化，并且刚度是决定燃料喷射到发动机中的压力的因素，刚度的任何变化都可引起压力的变化并因此可影响发动机性能。
考虑（从表1）在喷射器工作期间，弹簧204的刚度从5 N/mm2变化到Y N/mm2。对于YN/mm2的刚度，喷射器运行的压力可以是X 巴。现在，本文公开的方法将监测所述X巴的压力是否对应于喷射器的正常工作（在这种情况下为300巴）并且在非对应的情况下提供呈显示形式的警报。
该方法包括以下步骤。由应变仪206感测102弹簧204的刚度（Y N/mm2）。由控制单元将所感测的刚度（Y N/mm2）转换104成信号。然后，由控制单元将该信号与机械燃料喷射器200的至少一个特性的校准阈值进行比较106。从曲线图1中，弹簧204的刚度转换成电压（2V），并将其与如曲线图1所示的阈值进行比较。信号可以是电压或电流的形式。再次参考表1和曲线图1，如果从控制单元以电压形式获得的弹簧204的刚度大小为2V，则基于曲线图1对其进行比较，对于2V的大小，喷射器运行的压力为200巴。200巴的压力小于喷射器设计的压力（在这种情况下为300巴）。基于该比较，机械喷射器的状态被指示108在显示装置上。显示装置可以是手持移动装置、车辆仪表板中的任何一种。
在另一个示例中，考虑在将刚度（Y1 N/mm2）转换成信号之后获得的电压为4V。在这种情况下，从曲线图1中，对于4V的阈值，机械喷射器应该以400巴运行，其大致可对应于X1巴压力。这意味着对于4V信号，机械喷射器以高于其设计运行的压力（在这种情况下为300巴）的压力运行。因此，在这种情况下，偏差也显示在显示装置上。
在另一个示例中，参考表2，考虑弹簧204在Y N/mm2的刚度下运行。假设喷射器被校准为在3V的电压下工作并且弹簧204的刚度被设定为1.5 N/mm2。设定刚度以改变弹簧204中的张力。
弹簧刚度（N/mm2） 电压（V）
校准的 1.5 3
实际的 Y 2
（表2）。
参考表2和曲线图2，对于刚度从1.5 N/mm2变化到Y N/mm2的弹簧204，附接至弹簧204的应变仪206感测Y N/mm2的刚度并且该刚度由控制单元转换成信号。在实施例中，信号可以是电压值，并且刚度Y N/mm2的对应电压是2V。现在，将其与曲线图2中的机械燃料喷射器200的校准阈值进行比较。对于2V的电压，弹簧204的刚度为1 N/mm2，这可大致对应于YN/mm2。这可能表明弹簧204的刚度损失，并且此信息现在将可在显示装置上获得。上述方法公开了一种达到机械燃料喷射器200实时工作压力的方法，然后将其与机械燃料喷射器200的设计压力进行比较。然后显示偏差（如果有）以进行适当的校正措施。
以上示例仅用于说明的目的，并且不应解释为机械燃料喷射器200被设计成仅在上述压力值或弹簧204的刚度下工作。弹簧204可设计成在不同的刚度范围下运行，以便校准机械燃料喷射器200喷射燃料的压力。
将参考图2更详细地解释机械燃料喷射器200。机械燃料喷射器包括容纳弹簧204的至少一个主体202、和附接至主体202并且容纳针210的喷嘴保持器208，该针210机械地接合至弹簧204。应变仪206附接至弹簧204，并且适于感测弹簧204的刚度。应变仪206电连接至电子控制单元300。
将更详细地解释机械燃料喷射器200的构造。机械燃料喷射器200用于根据发动机的要求以一定压力将燃料喷射到发动机汽缸中，发动机的要求又取决于发动机运行的速度和负载。机械燃料喷射器200被校准为以一定压力运行，且然后设定弹簧204的刚度，使得针210打开以在校准压力下喷射燃料。使用垫片212设定机械燃料喷射器200中的弹簧204的刚度。
图3示出了用于监测机械燃料喷射器200的状态的电子控制单元（300）。机械燃料喷射器200包括主体202，主体202容纳弹簧204和附接至弹簧204的应变仪206；机械燃料喷射器200还包括附接至主体202并且容纳针210的喷嘴保持器208。针210机械地接合至弹簧204，电子控制单元300适于从应变仪206接收（302）弹簧204的呈信号形式的刚度。然后将所接收的信号与机械燃料喷射器200的至少一个特性的校准阈值进行比较（304）。该特性可以是燃料喷射器200压力和电压中的任何一种。基于该比较，机械燃料喷射器200的状态被指示（306）到显示装置上。
上述电子控制单元300从应变仪206接收弹簧204的呈信号形式的刚度。电子控制单元300可以存储机械燃料喷射器200的至少一个特性的校准阈值的数据图。然后将从应变仪206接收的信号与存储在数据图中的值进行比较，以确定弹簧204的刚度是否符合机械燃料喷射器200的校准要求。比较的结果可以显示在显示装置上，用于机械燃料喷射器200的进一步校正措施（如果有的话）。
在本公开的上下文中，“适于”或“布置成”是指根据待执行或实行的一个或多个特定措施的要求来执行或实行特定措施的技术能力或关于使用术语“适于”或“布置成”的部件的技术能力。此外，这里使用的术语“适于”或“布置成”是关于由部件的设计或结构或组成而赋予的正常技术能力或部件的技术能力，而不是关于超出正常技术能力或技术能力的范围的任何特殊的或无关的能力。因此，需要提出这个问题。
应当理解，在以上说明中解释的实施例仅是说明性的，且并不就所使用的机械燃料喷射器的类型限制本发明的范围。设想了许多这样的实施例和在说明书中解释的实施例中的其他修改及改变。本发明的范围仅受权利要求的范围限制。

Claims (3)

1.一种用于监测机械燃料喷射器(200)的状态的方法，所述机械燃料喷射器至少包括：
主体(202)，所述主体(202)容纳弹簧(204)和附接至所述弹簧(204)的应变仪(206)；和
喷嘴保持器(208)，其附接至所述主体(202)并且容纳针(210)，所述针(210)机械地接合至所述弹簧(204)；所述方法包括：
由所述应变仪(206)感测所述弹簧(204)的刚度；
由电子控制单元从所述应变仪(206)接收所述弹簧(204)的呈电压信号形式的刚度；
基于所述电压信号和存储在所述电子控制单元中的随电压变化的压力的数据图，确定所述机械燃料喷射器(200)的压力的实际值；
由所述电子控制单元将所述实际值与所述机械燃料喷射器(200)的压力的校准阈值进行比较；和
基于所述比较，向显示装置指示所述机械燃料喷射器(200)的所述状态。
2.一种机械燃料喷射器(200)，至少包括：
主体(202)，所述主体容纳弹簧(204)；和
喷嘴保持器(208)，其附接至所述主体(202)并且容纳针(210)，所述针(210)机械地接合至所述弹簧(204)；其特征在于
应变仪(206)附接至所述弹簧(204)，并适于感测所述弹簧(204)的刚度；且
所述应变仪(206)电连接至电子控制单元(300)，所述电子控制单元(300)适于：
从所述应变仪(206)接收所述弹簧(204)的呈电压信号形式的刚度；
基于所述电压信号和存储在所述电子控制单元中的随电压变化的压力的数据图，确定所述机械燃料喷射器(200)的压力的实际值；
将所述实际值与所述机械燃料喷射器(200)的压力的校准阈值进行比较；和
基于所述比较，向显示装置指示所述机械燃料喷射器(200)的状态。
3.一种用于监测机械燃料喷射器(200)的状态的电子控制单元(300)，所述机械燃料喷射器包括主体(202)，所述主体(202)容纳弹簧(204)和附接至弹簧(204)的应变仪；和附接至所述主体(202)并且容纳针(210)的喷嘴保持器(208)，所述针(210)机械地接合至所述弹簧(204)，所述电子控制单元(300)适于：
从所述应变仪(206)接收所述弹簧(204)的呈电压信号形式的刚度；
基于所述电压信号和存储在所述电子控制单元中的随电压变化的压力的数据图，确定所述机械燃料喷射器(200)的压力的实际值；
将所述实际值与所述机械燃料喷射器(200)的压力的校准阈值进行比较；和
基于所述比较，向显示装置指示所述机械燃料喷射器(200)的所述状态。
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