CN204677344U - 一种基于gmm的电控单体泵及其燃油供给系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于GMM的电控单体泵及燃油供给系统，该电控单体泵具有柱塞套和柱塞，该柱塞活动装设在柱塞套内形成的柱塞腔内；其特征在于：柱塞套内还设有用于带动该柱塞活动的GMM总成，该GMM总成包括GMM棒和驱动线圈；该驱动线圈设于线圈骨架上，且该驱动线圈与ECU控制器电气连接；GMM棒安装于线圈骨架内，并且该GMM棒的一端限位固定，另一端顶设在柱塞上。本新型弥补了现有电控单体泵系统结构复杂、供油压力较低且压力大小无法控制、喷油量难以精确控制的缺陷，满足现行及未来高标准的排放法规限制，同时有利于保持低油耗的技术要求。

Description

一种基于GMM的电控单体泵及其燃油供给系统

技术领域

本实用新型涉及一种燃油供给技术，具体是指一种基于GMM的电控单体泵及其燃油供给系统。

背景技术

不断严格的排放法规的限制，以及降低燃油消耗和减少噪声的要求对内燃机技术的发展起了决定性的作用，对其燃料供给系统的发展也产生了重要影响。燃料供给系统不仅要满足经济性的要求，还要满足废气排放和噪声的要求。

现有的电控单体泵系统是一种模块化的单缸高压泵系统，喷油始点与喷油量分别由电磁阀开启时刻与关闭的持续时间决定，最高至多可达到400-600bar的喷射压力。但是随着国家排放标准的提高、保持低油耗技术的发展，现有的电控单体泵势必将会无法满足技术发展的要求。另外，现有的电控单体泵通过滚轮由发动机凸轮轴上的凸轮驱动挺柱体，柱塞回位弹簧相对发动机凸轮轴压紧滚轮，挺柱体使泵体中的柱塞上下运动，这种方式主要有如下缺点：（1）无法精确地控制喷油量；（2）喷油压力较低且无法随发动机工况变化而进行调节；（3）现有单体泵供油系统的结构极其复杂，增加了发动机的功率消耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于GMM的电控单体泵及其燃油供给系统，克服现有电控单体泵系统存在结构复杂、供油压力较低且压力大小无法控制、喷油量难以精确控制等缺陷，满足现行及未来高标准的排放法规限制，同时有利于保持低油耗的技术要求。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种基于GMM的电控单体泵，具有柱塞套和柱塞，该柱塞活动装设在柱塞套内形成的柱塞腔内；柱塞套内还设有用于带动该柱塞活动的GMM总成，该GMM总成包括GMM棒和驱动线圈；驱动线圈设于线圈骨架上，GMM棒安装于线圈骨架内，并且该GMM棒的一端限位固定，另一端顶设在柱塞上。

所述驱动线圈包括有组合使用的励磁线圈和偏置线圈。

所述柱塞套内对应形成有与柱塞腔相连通的GMM腔， GMM总成适配安装于该GMM腔内。

所述GMM腔呈一端开口状，柱塞套上设有一用于密闭盖合该GMM腔的端盖。

一种基于GMM的燃油供给系统，包括有电控单体泵和ECU控制器；该电控单体泵具有柱塞套和柱塞，该柱塞活动装设在柱塞套内形成的柱塞腔内；柱塞套内还设有用于带动该柱塞活动的GMM总成，该GMM总成包括GMM棒和驱动线圈；该驱动线圈设于线圈骨架上，且该驱动线圈与ECU控制器电气连接；GMM棒安装于线圈骨架内，并且该GMM棒的一端限位固定，另一端顶设在柱塞上。

所述驱动线圈包括有组合使用的励磁线圈和偏置线圈。

所述柱塞套内形成有与柱塞腔相连通的GMM腔，GMM总成适配安装于该GMM腔内。

所述GMM腔呈一端开口状，柱塞套上设有一用于密闭盖合该GMM腔的端盖。

采用上述方案后，本实用新型一种GMM电控单体泵及其（柴油机）燃油供给系统，相对于现有技术的有益效果有以下几点：

一、创新地采用GMM控制技术，无需利用现有技术中由滚轮、凸轮轴、挺柱等构成的复杂驱动机构来推动柱塞上下运动，具有结构简单，容易精确控制，方便安装；

二、基于GMM的电控单体泵抗压强度和承载能力大，可在高压力环境下工作，对应的基于GMM的燃油供给系统可以实现1400-1600bar的喷油压力，且随发动机工况变化要求，可以改变系统喷油压力大小来进行调节；

三、通过控制单体泵中GMM棒的伸缩来控制喷油过程，磁致伸缩系数非常大，这样便可轻易实现对喷油时间和喷油量的精确化控制；

四、产生磁致伸缩效应的响应时间短，磁化和产生应力的效应几乎是同时发生的，响应频率高，满足高速发动机燃油供给需要；

五、GMM的温度在300℃以上，远比目前压电陶瓷要高，因此基于GMM的电控单体泵在较高温度下工作也可以保持性能稳定，更能满足工作环境要求。

附图说明

图1是本新型基于GMM的电控单体泵的结构示意图；

图2是本新型基于GMM的燃油供给系统的结构示意图。

标号说明

电控单体泵     100

柱塞套           1    燃油入口        11

燃油出口        12    回油通道        13

柱塞腔          14    GMM腔          15

端盖            16    柱塞             2

GMM总成         3     GMM棒          31

驱动线圈       32     线圈骨架        33

电磁阀          4     控制阀芯        41

燃油箱        200     手油泵         300

粗滤器        400     输油泵         500

细滤器        600     喷油器         700

ECU控制器    800     曲轴传感器      801

凸轮轴传感器  802     油门位置传感器 803

增压压力传感器804    大气压力传感器  805

进气温度传感器806    冷却液温度传感器807

限压阀        900。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本案作进一步详细的说明。

本案涉及一种基于GMM的电控单体泵，如图1所示，电控单体泵100具有柱塞套1、柱塞2及电磁阀4。柱塞套1上设有燃油入口11、燃油出口12、回流通道13及柱塞腔14。柱塞2装设在柱塞腔14内，并在柱塞腔14内可上下活动。电磁阀4安装在柱塞套1上，通过其控制阀芯41，起到控制回流通道13的导通或者截止作用。

本新型于柱塞套1内还设有用于带动该柱塞2活动的GMM总成3。该GMM总成3包括GMM棒31、驱动线圈32及线圈骨架33。驱动线圈32设于线圈骨架33上，该驱动线圈32包括组合使用的励磁线圈和偏置线圈。单体泵工作时，驱动线圈32与相关控制器（ECU控制器800）相电气连接。GMM棒331安装于线圈骨架33内，并且该GMM棒31的一端限位固定，另一端顶设在柱塞2的下端面上。

GMM棒31由超磁致伸缩材料（GMM）制作而成，超磁致伸缩材料（GMM）是一种具有极大的磁致系数、伸缩变形能够精确控制的磁致伸缩材料。该材料具有很高的耐热温度，磁致伸缩性能强，机械能和电能之间的转换率高、能量密度大、响应速度快、可靠性好、驱动方式简单等特点。

优选地，柱塞套1内形成有与柱塞腔14相连通的GMM腔15，GMM总成3适配安装于该GMM腔15内。进一步，GMM腔15呈一端开口状，以利于GMM总成及柱塞安装。柱塞套1上设有一端盖16，用于密闭盖合GMM腔15。

本新型基于GMM的电控单体泵，工作原理如下：

1）充油过程：电磁阀4不通电，ECU控制器通过控制驱动线圈32的电压使GMM棒31缩短，柱塞2下移，喷射系统内部压力将低于低压油路的喷油压力，此时低压系统燃油将通过柱塞套1上的燃油入口11进入高压喷射系统；

2）预备过程：ECU控制器控制驱动线圈32电压使GMM棒31伸长，柱塞2上升时，柱塞腔14里的燃油被压缩，此时倘若电磁阀4仍处于断电状态，那么高低压油路之间连通，高压腔内的燃油从低压腔回流，整个高压油路无法建立起高压；

3）喷射过程：ECU控制器控制驱动线圈32电压使GMM棒4伸长，柱塞2上升过程中，在某个特定时刻ECU控制器发出一个控制喷油脉冲信号，使电磁阀4通电，这时回油通道13被关闭，柱塞腔14形成了一封闭容积，随着柱塞2上升，封闭容积里的燃油被压缩，压力迅速上升，高压燃油从燃油出口12压出；

4）卸荷过程：当控制喷油脉冲信号终止时，电磁阀4断电，回油通道13重新打开，燃油由此溢流，柱塞腔14压力迅速下降，喷射过程结束。

本新型还提出一种基于GMM的燃油供给系统，如图2所示，包括有电控单体泵100、燃油箱200、手油泵300、粗滤器400、输油泵500、细滤器600、喷油器700和ECU控制器800。其中，燃油箱200、手油泵300、粗滤器400、输油泵500及细滤器600依此连接，细滤器600的输出端连接电控单体泵100的燃油入口11，电控单体泵100的燃油出口12连接喷油器700，电控单体泵100的回油通道13的出口回连至燃油箱200。细滤器600的输出端较佳地还通过限压阀900回连至燃油箱200。

ECU控制器800的信号输入端连接有用于检测各类参数的传感器，具体有曲轴传感器801、凸轮轴传感器802、油门位置传感器803、增压压力传感器804、大气压力传感器805、进气温度传感器806及冷却液温度传感器807。ECU控制器800的二控制输出端分别与各电控单体泵100的电磁阀4及驱动线圈32相电气连接。本燃油供给系统的电控单体泵100的结构采用上面所述的一种基于GMM的电控单体泵，此处不再进行累述。

本燃油供给系统工作原理如下：当柴油机工作时，输油泵500将柴油从燃油箱200中吸出，柴油经手油泵300、粗滤器400、细滤器600最终输入到基于GMM的电控单体泵100中，ECU控制器800根据油门位置传感器803、增压压力传感器804、大气压力传感器805、进气温度传感器806以及冷却液温度传感器807的信号算出最佳喷油量，由电控单体泵100供入喷油器700中喷出，多余燃油经油管流回到燃油箱200内。发动机工作时，ECU控制器800随时检测曲轴传感器801和凸轮轴传感器802的信号，并通过控制GMM棒32的伸缩来控制柱塞2上升和下降的时间，同时通过控制单体泵100上的电磁阀4的开启时刻和关闭时刻，来控制系统的供油量。

综上，本新型基于GMM开发一种新的燃油单体泵结构和燃油供给电控系统，并形成一种全新的柴油机燃油供给系统，其弥补了现有电控单体泵系统结构复杂、供油压力较低且压力大小无法控制、喷油量难以精确控制的缺陷，满足现行及未来高标准的排放法规限制，同时有利于保持低油耗的技术要求。

以上所述仅为本新型的优选实施例，凡跟本新型权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本新型权利要求的范围。

Claims (8)

1.一种基于GMM的电控单体泵，具有柱塞套和柱塞，该柱塞活动装设在柱塞套内形成的柱塞腔内；其特征在于：柱塞套内还设有用于带动该柱塞活动的GMM总成，该GMM总成包括GMM棒和驱动线圈；驱动线圈设于线圈骨架上，GMM棒安装于线圈骨架内，并且该GMM棒的一端限位固定，另一端顶设在柱塞上。

2.如权利要求1所述的一种基于GMM的电控单体泵，其特征在于：所述驱动线圈包括有组合使用的励磁线圈和偏置线圈。

3.如权利要求1所述的一种基于GMM的电控单体泵，其特征在于：所述柱塞套内对应形成有与柱塞腔相连通的GMM腔， GMM总成适配安装于该GMM腔内。

4.如权利要求1所述的一种基于GMM的电控单体泵，其特征在于：所述GMM腔呈一端开口状，柱塞套上设有一用于密闭盖合该GMM腔的端盖。

5.一种基于GMM的燃油供给系统，包括有电控单体泵和ECU控制器；该电控单体泵具有柱塞套和柱塞，该柱塞活动装设在柱塞套内形成的柱塞腔内；其特征在于：柱塞套内还设有用于带动该柱塞活动的GMM总成，该GMM总成包括GMM棒和驱动线圈；该驱动线圈设于线圈骨架上，且该驱动线圈与ECU控制器电气连接；GMM棒安装于线圈骨架内，并且该GMM棒的一端限位固定，另一端顶设在柱塞上。

6.如权利要求5所述的一种基于GMM的燃油供给系统，其特征在于：所述驱动线圈包括有组合使用的励磁线圈和偏置线圈。

7.如权利要求5所述的一种基于GMM的燃油供给系统，其特征在于：所述柱塞套内形成有与柱塞腔相连通的GMM腔，GMM总成适配安装于该GMM腔内。

8.如权利要求5所述的一种基于GMM的燃油供给系统，其特征在于：所述GMM腔呈一端开口状，柱塞套上设有一用于密闭盖合该GMM腔的端盖。