CN1693695A - 电控组合泵柴油喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电控组合泵柴油喷射装置。包括电控组合泵体和凸轮机构。所述的电控组合泵在柱塞油腔上方制有圆锥密封面，还制有与阀杆头部凹面段环形油路相通的高压油路；阀杆端头制有开关高压油路的圆锥密封面；阀杆移动产生的间隙使高压油路与低压供油系统相通；该阀杆受控于ECU电子控制单元工作，并与圆形电磁阀组件相连。本发明受控于电子控制单元ECU程序指令工作，以其程序中的控制逻辑结构代替机械传递控制结构，不仅解决了传统电控机械喷射装置复杂的机械结构。而且有效地解决了传统电控机械喷射装置只能兼顾几个主要工况点，不能全方位兼顾和实现喷油压力对喷油规律的优化的问题。实现了对发动机全工况的最优控制和选择最佳的喷油量和喷油定时。

Description

电控组合泵柴油喷射装置

技术领域：

本发明涉及一种用于柴油机喷射系统的电控组合泵柴油喷射装置，尤其是时间控制式脉冲柱塞柴油喷射装置。

背景技术：

公知技术中的柴油机泵一管一嘴型燃油喷射装置，包括德国Bosch(博世)公司生产的P型直列泵柴油喷射装置，主要是由凸轮机构和连接弹簧的柱塞机构，以及通过调速器拉动齿条带动柱塞转动的机构组成。该装置的油量控制是通过调速器拉动齿条同时带动柱塞转动来改变柱塞螺旋槽与回油孔的相对位置实现的。它对喷油开始时刻的控制是通过机械惯性机构改变柴油机曲轴与油泵凸轮轴之间的相对位置关系来实现；其高压出油和卸压过程则是由油泵出口的出油阀来调节。这种由机械惯性控制方式来匹配发动机工况的装置，只能兼顾几个主要工况点，不能全方位的兼顾和实现喷油压力对喷油规律的优化。机械结构也比较复杂。而且它开在柱塞上的回油槽，不仅使泵油部分刚度降低，而且容易产生泄漏，导致供油压力不足，系统可靠性不高，使系统控制响应慢，精度较低，喷油压力很难提高，从而不能兼顾发动机全工况的最优控制和选择最佳的喷油量和喷油定时，很难达到欧III排放标准要求。目前我国国产柴油机普遍使用的这种机械式喷射装置达到欧III排放标准法规要求的几乎没有。

发明内容：

本发明的的目的是针对上述现有技术中存在的不足之处，提供一种能够全工况兼顾和实现最优控制选择喷油量、喷油定时，能够满足欧III排放标准要求的电控组合泵柴油喷射装置。

为了达到上述目的，本发明提供的一种电控组合泵柴油喷射装置，主要包括电控组合泵体和驱动泵体下方滚轮克服弹簧阻力推动泵体内柱塞向上运动的凸轮机构，其特征在于所述的电控组合泵在柱塞油腔上方制有圆锥密封面，还制有与阀杆头部凹面段环形油路相通的高压油路；所述阀杆的端头制有开关高压油路的圆锥密封面，它与泵体上的圆锥密封面配合形成密封面；所述阀杆移动产生的间隙使高压油路与低压供油系统相通；该阀杆受控于ECU电子控制单元工作，并与圆形电磁铁、弹簧和圆环形衔铁组成的电磁阀组件相连。电磁阀控制的衔铁6通过阀杆与旁通阀相连，旁通阀通过低油路与低压供油系统相连，给泵供油的低压油腔15由密封圈14和16密封形成，低压油腔中的燃油由两个油孔分别供至电磁铁和堵头端的油腔中，电磁铁和堵头端的油腔由一个连通孔连通，柱塞向下运动时，燃油由堵头端的锥面进入柱塞腔。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

机械结构大为简化。本发明通过电子控制单元ECU程序对电磁阀的控制来控制喷油过程，取代了由调整器和提前器拉动齿条带动柱塞转动改变柱塞螺旋槽与回油孔相对位置的复杂机械结构和喷射装置中的出油阀。柱塞上省去了螺旋斜槽，不仅提高了泵油部分刚性强度，而且避免了泄漏，提高了系统可靠性。

硬件成本大为降低。受控于电子控制单元ECU程序指令工作并由电磁铁、弹簧和衔铁组成的电磁阀组件以程序中的控制逻辑结构代替机械传递控制结构，不仅从根本上解决了传统电控机械喷射装置极为复杂的机械结构。而且有效地解决了传统电控机械喷射装置只能兼顾几个主要工况点，不能全方位兼顾和实现喷油压力对喷油规律的优化的问题。实现了对发动机全工况的最优控制和选择最佳的喷油量和喷油定时。整个喷油过程由电子控制单元ECU程序和电磁阀组件根据发动机的工作状况及外部条件实时修正喷油控制，对喷油过程的所有参数如喷油定时、喷油持续时间等进行直接的发出合适的信号给电磁铁，电磁铁根据电子控制单元ECU程序的指令进行工作，进而提高了控制的自由度，减少了控制的中间环节，使控制更为直接、迅速和可靠，，降低了硬件成本，提高了控制效果。

相比于传统的机械式喷射装置所能提供的不超过100MPa喷射压力，本发明可达130～140MPa的喷射压力，不仅能提供足够高的喷射压力，而且可控性好，成本较低，使柴油机达到欧II、欧III排放标准的要求。本装置采用直插方式装入泵室；所用的柱塞无斜槽，柱塞只起加压的作用；整个喷油过程是受高速响应的电磁阀控制，因此能提供较为理想的喷油规律，即较低的初始喷油率，高主喷射率，泄压迅速；且生产继承性好，移植方便。

附图说明

下面结合附图和实施例进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

图1为本发明的构造关系剖面示意图。

具体实施例

图1描述了本发明主要由驱动泵体下方的滚轮10克服柱塞复位弹簧9阻力推动泵体内柱塞8向上运动的凸轮机构，和受控于电子控制单元(图中未示出)ECU指令工作的电磁阀组件装置组成的电控组合泵柴油喷射装置。由电磁铁1、弹簧7和衔铁2组成的电磁阀组件装置中由电磁阀控制的衔铁6通过阀杆4与旁通阀相连，旁通阀通过低油路与低压供油系统相连。泵体3的柱塞腔13的上方高压油路12连通带有密封锥面闭合孔的阀杆4环形油路。所述的阀杆4受控于电子控制单元ECU指令工作的电磁阀组件相连，并由阀杆端头的密封锥面控制高压油路的关闭和开启时刻。系统曲轴的运动通过轮系传递到凸轮轴上，凸轮11转动使柱塞8向上运动，当柱塞8运动到合适位置，受电子控制单元ECU控制的电磁铁1通电工作，吸引导磁的衔铁6带动阀杆4向电磁铁1端运动，使阀杆4端头的密封锥面闭合，此时，柱塞腔内的柴油压力迅速升高向喷油器提供高压柴油，当压力超过喷油器的开启压力时，喷油器开始向燃烧室喷射高压燃油。当凸轮11转到合适的位置时，电磁铁1断电停止工作，阀杆4在阀杆复位弹簧7及高压柴油的作用下向远离电磁铁方向运动，松开密封锥面，此时柴油的压力迅速下降，当压力小于喷油器的开启压力时，喷油器停止喷油。

电磁铁、泵体、阀杆、塞柱、阀杆复位弹簧、柱塞复位弹簧及其它一些起辅助作用的联接支撑零件构成。整个喷射装置直接插入泵室中，并用螺栓进行联接。本装置中的柱塞8顶部没有斜槽或螺旋槽，柱塞只起对柱塞腔中的柴油加压的作用。泵体上方的高压油孔上设有高速响应的电磁阀装置，该装置能在电子控制单元ECU的指令下进行工作，目的是在合适的时刻关闭和打开电磁阀，以实现喷油定时和对喷油持续时间的控制。整个装置能在电磁铁的控制下协调稳定地工作。

本发明的工作原理是：发动机工作时，通过一组轮系将曲轴运动传递到凸轮轴上，凸轮轴上的凸轮带动柱塞下面的滚轮向上运动，克服柱塞复位弹簧9的阻力推动柱塞向上运动，电子控制单元ECU根据凸轮及曲轴的转动位置信号，在柱塞向上运动的某一合适位置发出指令让电磁铁通电，使电磁铁关闭，隔断低压油路与柱塞腔，此后柱塞继续向上运动，从而使柱塞腔中的柴油压力迅速升高，当达到喷油器的开启压力时，喷油器开始向燃烧室喷射高压柴油。当曲轴和凸轮轴继续转动到某一位置时，在电子控制单元ECU的控制下，电磁铁断电，阀杆在阀杆复位弹簧及高压柴油的推力下向远离电磁铁的方向运动，电磁阀被打开，高压腔中的柴油压力迅速下降，当压力低于喷油器的开启压力时，喷油器停止喷油，整个喷油过程结束。柱塞在柱塞复位弹簧的作用下复位，整个喷射装置准备下一周期的喷油工作。

Claims (3)

1.一种电控组合泵柴油喷射装置，包括电控组合泵体和驱动泵体下方滚轮克服弹簧阻力推动泵体内柱塞向上运动的凸轮机构，其特征在于所述的电控组合泵在柱塞油腔上方制有圆锥密封面，还制有与阀杆头部凹面段环形油路相通的高压油路；所述阀杆的端头制有开关高压油路的圆锥密封面，它与泵体上的圆锥密封面配合形成密封面；所述阀杆移动产生的间隙使高压油路与低压供油系统相通；该阀杆受控于ECU电子控制单元工作，并与圆形电磁铁、弹簧和圆环形衔铁组成的电磁阀组件相连。

2.根据权利要求1所述的电控组合泵柴油喷射装置，其特征在于所述的柱塞上部段是光杆结构。

3.根据权利要求1所述的电控组合泵柴油喷射装置，其特征在于所述的电磁铁为圆形，其铁芯是一个整体型圆环状铁芯。