CN202578989U - 一种组合式电控高压共轨柴油喷射装置 - Google Patents

Abstract

一种组合式电控高压共轨柴油喷射装置，包括油箱、低压油管、燃油滤清器、低压输油泵、进油计量阀、柴油机曲轴凸轮连动机构、高压柱塞泵、单向止回阀、高压油管、高压油轨、两位三通高速电磁阀、机械式燃油分配头、非电控常规喷油器、回油油管、ECU控制单元、控制信号线。低压输油泵将油箱内的柴油通过进油计量阀输送到高压柱塞泵的进口端，高压柱塞泵压缩燃油至高压油轨存储并稳压，两位三通高速电磁阀通电，则控制来自高压油轨的燃油通过机械式燃油分配头的分配进入非电控常规喷油器喷入汽缸。本实用新型不需要采用国内难以加工的电控喷油器，较低成本地实现了与BOSCH高压共轨柴油喷射装置接近的柴油喷射及其控制功能。

Description

一种组合式电控高压共轨柴油喷射装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种柴油喷射装置，特别是一种组合式电控高压共轨柴油喷射装置。属于动力工程技术和控制技术领域。

背景技术

随着常规能源的日趋枯竭和排放法规的日益严格，迫使柴油机朝着低污染、低油耗和高比功率的方向发展；而微处理器和电子控制技术的发展，使得采用电控系统的柴油机能够对工况进行实时监测，根据每个工况变化计算出实际需要的油量、压力和正时来改善燃烧，使柴油机具有良好的动力性、经济性和排放性能。作为二十世纪末内燃机行业三大突破进展之一的电控高压共轨柴油喷射装置，它能够实现理想的喷油规律，被认为是解决环保和节能双重压力的最有效、最经济的手段之一。电控高压共轨柴油喷射装置相比直列泵、电控单体泵、电控VE泵以及电控泵喷嘴等喷射装置具有：喷射压力更高，排放性能更好；体积小，重量轻，适合安装布置；噪声及振动更小；能做到五次甚至更多次喷射，全功率全转速范围内都可以组织更良好的燃烧，对降低油耗，提高排放性能有着关键作用等主要优点。然而，由于电控共轨柴油喷射装置的电控喷油器对加工工艺及制造材料的要求都很高，目前国内还没有掌握该技术。受核心技术被国外控制和价格高的原因所限，我国还不能生产具有完全自主知识产权的电控高压共轨柴油喷射装置，我国柴油机行业也未能普及应用电控高压共轨柴油装置。但国IV以及更高排放标准又迫切要求柴油机喷油装置从电控单体泵、电控VE泵等升级到电控高压共轨。

经检索发现，中国实用新型专利号为：ZL200720143904.5，公开号为：201057117，1.该实用新型专利“提供一种高压共轨电控燃油喷射装置，包括由低压油路(6)、高压共轨泵(1)、高压油管(2)、高压油轨(3)、电控喷油器(4)和电子控制单元(5)组成，其特征在于：所述的高压共轨泵(1)和低压油路(6)采用现有非高压共轨电控燃油喷射系统中的电控高压油泵(131)和低压油路(6)；所述非高压共轨电控燃油喷射系统包括：插入式电控单体泵系统、组合式电控单体泵系统、时间控制式电控分配泵系统、位置控制式电控分配泵系统、位置控制式电控直列泵系统和泵管阀管嘴系统：所述电控高压油泵包括：电控单体泵、时间控制式电控分配泵、位置控制式电控分配泵、位置控制式电控直列泵和泵管阀管嘴系统的泵管阀部分。”但是该专利技术需要采用国内难以加工的电控喷油器，还是存在上述的问题，成本相对较高。

实用新型内容

为了克服已有技术的不足和缺陷，满足国IV的柴油机排放法规，本实用新型提出一种组合式电控高压共轨柴油喷射装置，不需要采用国内难以加工的电控喷油器，并能较低成本地实现了与BOSCH高压共轨柴油喷射装置接近的柴油喷射及其控制功能。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型包括：油箱、低压油管、燃油滤清器、低压输油泵、进油计量阀、柴油机曲轴凸轮连动机构、高压柱塞泵、单向止回阀、高压油管、高压油轨、两位三通高速电磁阀、机械式燃油分配头、非电控常规喷油器、回油油管、ECU控制单元、控制信号线。

油箱通过低压油管连接到燃油滤清器的进口端，燃油滤清器的出口端通过低压油管与低压输油泵的进口端连接，低压燃油泵的出口端通过低压油管与进油计量阀的进口端连接，进油计量阀的出口端通过高压油管分别与两个单向止回阀的阀座端连接；柴油机曲轴凸轮连动机构通过凸轮分别顶住两个高压柱塞泵的柱塞以及机械式燃油分配头的柱塞，两个高压柱塞泵的出口端通过高压油管分别与两个单向止回阀的阀座端连接，这两个单向止回阀的阀芯端分别通过高压油管与高压油轨的进口端连接，高压油轨的输出端通过高压油管与两位三通高速电磁阀的进油口连接，两位三通高速电磁阀的出油口通过高压油管与机械式燃油分配头的进油口连接，机械式燃油分配头的出油口通过高压油管与非电控常规喷油器的进油口连接；两位三通高速电磁阀的回油口通过回油油管连接到油箱内；ECU控制单元通过控制信号线分别与进油计量阀和两位三通高速电磁阀的电磁控制端连接。

所述的两位三通高速电磁阀是一个二位三通的开关阀。

所述的机械式燃油分配头，设有柱塞以及柱塞套，其中柱塞上有一个孔，柱塞套上设有四个通向四个缸的喷油器的孔，所述柱塞上的孔可以与柱塞套上的某一孔连通。

所述的非电控常规喷油器中设有通过压力控制喷油动作开始或停止的弹簧。

所述的低压输油泵上设有溢流阀弹簧。

所述的高压柱塞泵是指两个直列的高压柱塞泵。

本实用新型通过将VE油泵(轴向压缩式分配泵)的机械式燃油分配头与正常的高压共轨的高压柱塞泵相结合，来获得高压的燃油；并使用非电控常规喷油器，再利用一个两位三通高速电磁阀实现机械式燃油分配头的燃油分配功能，代替了原各缸电控喷油器电磁阀控制喷油的作用，从而实现了与BOSCH电控高压共轨柴油喷射装置接近的功能，此装置能够获得160MPa的喷油压力。

本实用新型上述装置可以实现以下工作：

(1)通过进油计量阀的PWM的控制，完成燃油量的控制；

(2)通过控制两位三通高速电磁阀的启闭，完成喷油提前角度的控制，因为两位三通高速电磁阀未打开，即使机械式燃油分配头柱塞上孔与柱塞套上的孔连通，也没有高压油轨内的燃油进入到机械式燃油分配头的柱塞内，所以就没有燃油通过非电控常规喷油器喷入汽缸内，那么喷油始点也就能控制了，即喷油提前角可以控制了。所以两位三通高速电磁阀的开启迟早，也就控制了喷油的迟早；

(3)预喷射功能的实现：主喷射之前，机械式燃油分配头柱塞上的孔与柱塞套上的孔相连通范围内，通过控制两位三通高速电磁阀的关闭和打开，从而实现预喷射；

(4)后喷射功能的实现：主喷射之后，机械式燃油分配头柱塞上的孔与柱塞套上的孔相连通范围内，通过控制两位三通高速电磁阀的关闭和打开，从而实现后喷射；

(5)主喷射功能的实现：在预喷射之后，后喷射之前，机械式燃油分配头柱塞上的孔与柱塞套上的孔相连通范围内，通过控制两位三通高速电磁阀的关闭和打开，从而实现主喷射。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的组合式电控高压共轨柴油喷射装置，不需要采用国内难以加工的电控喷油器，较低成本地实现了与BOSCH高压共轨柴油喷射装置接近的柴油喷射及其控制功能。此外，该装置采用回油油管内的低压油冷却两位三通高速电磁阀，此油较冷，冷却效果比BOSCH电控高压共轨柴油喷射装置的要好；BOSCH电控高压共轨柴油喷射装置，只要喷油就有高压油回油；而本装置不存在这样的情况，所以本装置能量消耗也降低了。

附图说明

图1为本实用新型一实施例结构示意图。

图中，1-油箱；2-低压油管；3-燃油滤清器；4-低压输油泵；5-进油计量阀；6-柴油机曲轴凸轮连动机构；7-高压柱塞泵；8-单向止回阀；9-高压油管；10-高压油轨；11-两位三通高速电磁阀；12-机械式燃油分配头；13-非电控常规喷油器；14-回油油管；15-ECU控制单元；16-控制信号线。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例以本实用新型技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例提供一种组合式电控高压共轨柴油喷射装置，包括：油箱1、低压油管2、燃油滤清器3、低压输油泵4、进油计量阀5、柴油机曲轴凸轮连动机构6、高压柱塞泵7、单向止回阀8、高压油管9、高压油轨10、两位三通高速电磁阀11、机械式燃油分配头12、非电控常规喷油器13、回油油管14、ECU控制单元15、控制信号线16。

油箱1内的柴油通过低压油管2输送到燃油滤清器3的进口端，燃油滤清器3的出口端通过低压油管2与低压输油泵4的进口端连接，低压燃油泵4的出口端通过低压油管2与进油计量阀5的进口端连接，进油计量阀5的出口端通过高压油管9分别与两个单向止回阀8的阀座端连接；柴油机曲轴凸轮连动机构6通过凸轮分别顶住两个高压柱塞泵7的柱塞以及机械式燃油分配头12的柱塞，两个高压柱塞泵7的出口端通过高压油管9分别与两个单向止回阀8的阀座端连接，这两个单向止回阀8的阀芯端分别通过高压油管9与高压油轨10的进口端连接，高压油轨10的输出端通过高压油管9与两位三通高速电磁阀11的进油口连接，两位三通高速电磁阀11的出油口通过高压油管9与机械式燃油分配头12的进油口连接，机械式燃油分配头12的出油口通过高压油管9与非电控常规喷油器13的进油口连接；两位三通高速电磁阀11的回油口通过回油油管14将回油输送到油箱1内；ECU控制单元15通过控制信号线16分别与进油计量阀5和两位三通高速电磁阀11的电磁控制端连接。

本实施例中，所述的低压输油泵4上设有溢流阀弹簧。

本实施例中，所述的高压柱塞泵7是指两个直列的高压柱塞泵。

本实施例中，所述的两位三通高速电磁阀11是一个二位三通的开关阀。

本实施例中，所述的机械式燃油分配头12，设有柱塞以及柱塞套，其中柱塞上有一个孔，柱塞套上设有四个通向四个缸的喷油器的孔，柱塞上的孔以及柱塞套上的某一孔连通。

本实施例中，所述的非电控常规喷油器13中设有通过压力控制喷油动作开始或停止的弹簧。

本实施例中，所述油箱1用于储油和接受回油油管14的回油；燃油滤清器3用于过滤柴油；低压输油泵4用于将柴油通过进油计量阀5输送到高压柱塞泵7的进口端，其压力可以通过低压输油泵4上的溢流阀弹簧来设定；进油计量阀5用于通过调节其PWM占空比信号来控制并计量低压输油泵4输出的柴油进入到高压柱塞泵7泵腔内的柴油量；两个直列的高压柱塞泵7压缩来自于低压输油泵4的燃油至高压油轨10，以满足轨压的需要；高压油轨10起到将高压柱塞泵7输出的高压油存储和稳压的作用；两位三通高速电磁阀11是一个二位三通的开关阀，电磁阀未通电，则机械式燃油分配头12以及非电控常规喷油器13内的高压燃油通过回油油管14流回油箱1，通电则来自高压油轨10的燃油进入非电控常规喷油器13；机械式燃油分配头12靠机械作用分配柴油，只是起到燃油分配的作用，不对燃油进行压缩，其柱塞上有一个孔与柱塞套上的四个孔(通向四个缸的喷油器)相连，只要柱塞上的孔与柱塞套上的某一个孔对齐，高压油就进入非电控常规喷油器13内；当进入非电控常规喷油器13的油压超过非电控常规喷油器13的弹簧设定压力，非电控常规喷油器13就开始动作喷油，反之停止喷油；ECU控制单元15用于控制进油计量阀5的开度并计量燃油输送量，并控制两位三通高速电磁阀11的通断，以控制喷油量和喷油定时；柴油机曲轴凸轮连动机构6通过曲轴带动凸轮运转，以驱动高压柱塞泵7和机械式燃油分配头12的柱塞的运动。

本实施例中，通过进油计量阀5的PWM的控制，完成燃油量的控制。

本实施例中，通过控制两位三通高速电磁阀11的启闭，完成喷油提前角度的控制。因为两位三通高速电磁阀11未打开，即使机械式燃油分配头12柱塞上孔与柱塞套上的孔连通，也没有高压油轨10内的燃油进入到机械式燃油分配头12的柱塞内，所以就没有燃油通过非电控常规喷油器13喷入汽缸内，那么喷油始点也就能控制了，即喷油提前角可以控制了。所以两位三通高速电磁阀11的开启迟早，也就控制了喷油的迟早。

本实施例中，预喷射功能的实现：主喷射之前，机械式燃油分配头12柱塞上的孔与柱塞套上的孔相连通范围内，通过控制两位三通高速电磁阀11的关闭和打开，从而实现预喷射。

本实施例中，后喷射功能的实现：主喷射之后，机械式燃油分配头12柱塞上的孔与柱塞套上的孔相连通范围内，通过控制两位三通高速电磁阀11的关闭和打开，从而实现后喷射。

本实施例中，主喷射功能的实现：在预喷射之后，后喷射之前，机械式燃油分配头12柱塞上的孔与柱塞套上的孔相连通范围内，通过控制两位三通高速电磁阀11的关闭和打开，从而实现主喷射。

本实施例中，油箱1为市售普通车用油箱，低压油管2为市售普通车用低压油管，燃油滤清器3为市售普通车用柴油滤清器，低压输油泵4为市售普通车用低压齿轮燃油泵，进油计量阀5为市售普通PWM控制的常开比例电磁计量阀，柴油机曲轴凸轮连动机构6为普通车用柴油机曲柄凸轮连动机构，高压柱塞泵7为普通车用高压柱塞泵，单向止回阀8为市售普通液压单向止回阀，高压油管9为市售普通车用高压油管，高压油轨10为市售BOSCH高压油轨，两位三通高速电磁阀11为市售普通液压通道两位三通开关高速电磁阀，机械式燃油分配头12为市售普通车用VE泵的机械式燃油分配头，非电控常规喷油器13为市售普通非电控常规喷油器，回油油管14为市售普通车用低压油管，控制信号线16为市售普通车用CAN通讯信号线。

本实施例中，通过将VE油泵(轴向压缩式分配泵)的机械式燃油分配头与正常的高压共轨的高压柱塞泵相结合，来获得高压的燃油；并使用非电控常规喷油器，再利用一个两位三通高速电磁阀实现机械式燃油分配头的燃油分配功能，代替了原各缸电控喷油器电磁阀控制喷油的作用，从而实现了与BOSCH电控高压共轨柴油喷射装置接近的功能，此装置能够获得160MPa的喷油压力。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种组合式电控高压共轨柴油喷射装置，包括油箱(1)、低压油管(2)、燃油滤清器(3)、低压输油泵(4)、进油计量阀(5)、柴油机曲轴凸轮连动机构(6)、高压柱塞泵(7)、单向止回阀(8)、高压油管(9)、高压油轨(10)、两位三通高速电磁阀(11)、机械式燃油分配头(12)、非电控常规喷油器(13)、回油油管(14)、ECU控制单元(15)、控制信号线(16)，其特征在于：油箱(1)通过低压油管(2)连接到燃油滤清器(3)的进口端，燃油滤清器(3)的出口端通过低压油管(2)与低压输油泵(4)的进口端连接，低压燃油泵(4)的出口端通过低压油管(2)与进油计量阀(5)的进口端连接，进油计量阀(5)的出口端通过高压油管(9)分别与两个单向止回阀(8)的阀座端连接；柴油机曲轴凸轮连动机构(6)通过凸轮分别顶住两个高压柱塞泵(7)的柱塞以及机械式燃油分配头(12)的柱塞，两个高压柱塞泵(7)的出口端通过高压油管(9)分别与两个单向止回阀(8)的阀座端连接，这两个单向止回阀(8)的阀芯端分别通过高压油管(9)与高压油轨(10)的进口端连接，高压油轨(10)的输出端通过高压油管(9)与两位三通高速电磁阀(11)的进油口连接，两位三通高速电磁阀(11)的出油口通过高压油管(9)与机械式燃油分配头(12)的进油口连接，机械式燃油分配头(12)的出油口通过高压油管(9)与非电控常规喷油器(13)的进油口连接；两位三通高速电磁阀(11)的回油口通过回油油管(14)连接到油箱(1)内；ECU控制单元(15)通过控制信号线(16)分别与进油计量阀(5)和两位三通高速电磁阀(11)的电磁控制端连接。

2.根据权利要求1所述的组合式电控高压共轨柴油喷射装置，其特征是所述的低压输油泵(4)上设有溢流阀弹簧。

3.根据权利要求1所述的组合式电控高压共轨柴油喷射装置，其特征是所述的高压柱塞泵(7)是指两个直列的高压柱塞泵。

4.根据权利要求1所述的组合式电控高压共轨柴油喷射装置，其特征是所述的两位三通高速电磁阀(11)是一个二位三通的开关阀。

5.根据权利要求1所述的组合式电控高压共轨柴油喷射装置，其特征是所述的机械式燃油分配头(12)设有柱塞以及柱塞套，其中柱塞上有一个孔，柱塞套上有四个通向四个缸的喷油器的孔。

6.根据权利要求5所述的组合式电控高压共轨柴油喷射装置，其特征是所述的柱塞上的孔与柱塞套上的某一孔连通。

7.根据权利要求1所述的组合式电控高压共轨柴油喷射装置，其特征是所述的非电控常规喷油器(13)中设有通过压力控制喷油动作开始或停止的弹簧。

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