專利名稱：電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，特別是不用電池或電池?fù)p壞時(shí)仍然需要能夠正常啟動運(yùn)轉(zhuǎn)的電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)采用電控燃油噴射供油方式，可以精確控制燃油噴射量，從而提高內(nèi)燃機(jī)，尤其是火花點(diǎn)火的汽油發(fā)動機(jī)的性能。然而，電控燃油噴射系統(tǒng)必須在有電力供應(yīng)的條件下工作，特別是傳統(tǒng)的汽車用電控燃油噴射火花點(diǎn)火的汽油發(fā)動機(jī)，在發(fā)動機(jī)啟動以前，需要給燃油噴射系統(tǒng)的共軌油腔的燃油預(yù)加壓，因此，傳統(tǒng)的電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)需要一個(gè)隨時(shí)都能夠提供電力的電池系統(tǒng)。這對于某些以內(nèi)燃機(jī)為動力的裝置，例如摩托車、摩托艇、小型發(fā)電機(jī)組等，可能帶來很大的不便，因?yàn)閭鹘y(tǒng)上這些裝置可以不依賴于電池的電力而通過自帶的發(fā)電點(diǎn)火裝置(例如交流CDI點(diǎn)火裝置，從很低的啟動轉(zhuǎn)速開始就可以穩(wěn)定點(diǎn)火)工作，也可以通過諸如反沖啟動踏桿或拉繩等外力的作用而正常啟動。一個(gè)現(xiàn)有的電控燃油噴射火花點(diǎn)火汽油發(fā)動機(jī)的供電裝置如附圖3所示，其中交流發(fā)電機(jī)(101)發(fā)出的交流電經(jīng)整流穩(wěn)壓器(102)給耗電裝置供電的同時(shí)也給蓄電池(206)充電，其中耗電裝置包括發(fā)動機(jī)電控單元(ECU)(301)、燃油噴射裝置(302)、點(diǎn)火裝置(303)以及燈火器(204)等。因?yàn)樾铍姵厥冀K可以給耗電裝置提供電力，所以啟動過程以及啟動預(yù)備過程中可以不依賴于交流發(fā)電機(jī)的電力，交流發(fā)電機(jī)在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到足夠高以前也沒有能力提供這些電力，因此，這個(gè)系統(tǒng)中，蓄電池是必需的，并且不能損壞。中國專利申請98809412公開了一種不需要蓄電池，對燃料噴射式發(fā)動機(jī)具有啟動繩啟動能力的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可直接由交流發(fā)電機(jī)提供電力，從而進(jìn)行電子燃料噴射和點(diǎn)火。然而其特制的發(fā)電機(jī)繞組和復(fù)雜的第一、第二和第三電路等難以應(yīng)用到成本非常受限制的內(nèi)燃機(jī)上。歐洲專利申請03008051.9公開了一種不需要蓄電池來啟動電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，該裝置利用單相交流發(fā)電機(jī)的第一個(gè)半波電壓(正半波電壓)和一個(gè)電容器來驅(qū)動柱塞式燃油噴射系統(tǒng)和點(diǎn)火系統(tǒng)，而利用單相交流發(fā)電機(jī)的剩余的另一個(gè)半波電壓(負(fù)半波電壓)來驅(qū)動燈火系統(tǒng)。但是這個(gè)系統(tǒng)難以和蓄電池共用，而且完全分開的兩個(gè)電源不能夠相互補(bǔ)償其耗電量的盈虧，兩個(gè)分開的半波整流器的輸出電壓也不易調(diào)節(jié)控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之目的在于提供一種電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，該裝置可以不用蓄電池就能夠使電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)正常啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，也可以和蓄電池共用，在蓄電池?fù)p壞時(shí)仍然能夠使電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)正常啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，并且完全兼容傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)所用的低成本的發(fā)電充電系統(tǒng)。
本發(fā)明之目的通過下列技術(shù)方案達(dá)到，即一種電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，其包括一個(gè)電控燃油噴射系統(tǒng)，一個(gè)給電控燃油噴射系統(tǒng)提供電力的供電系統(tǒng)，其特征在于所述電控燃油噴射系統(tǒng)包括電動往復(fù)式燃油噴射裝置，所述供電系統(tǒng)包括一個(gè)由所述內(nèi)燃機(jī)或啟動外力驅(qū)動的交流發(fā)電機(jī)(磁電機(jī))，一個(gè)帶有輸出電壓調(diào)節(jié)裝置的整流穩(wěn)壓器，至少一個(gè)用于儲存整流穩(wěn)壓器輸出電能的儲能電容器，一個(gè)隔離二極管，所述整流穩(wěn)壓器給所述儲能電容器充電，所述電控燃油噴射系統(tǒng)由所述儲能電容器上存儲的電能驅(qū)動運(yùn)行。
本發(fā)明之電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，所述交流發(fā)電機(jī)(磁電機(jī))一般為永磁式發(fā)電機(jī)，與內(nèi)燃機(jī)的曲軸同步旋轉(zhuǎn)，啟動外力包括反沖啟動踏桿或拉繩、啟動電機(jī)等對內(nèi)燃機(jī)曲軸作用的拖動扭矩，內(nèi)燃機(jī)啟動時(shí)外力帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，啟動后由內(nèi)燃機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，從而使發(fā)電機(jī)開始發(fā)電輸出交變電壓的電能，所述整流穩(wěn)壓器將這些交流電整流后通過所述隔離二極管輸出到所述儲能電容器給其充電，并將電壓調(diào)節(jié)穩(wěn)定在一定的值。因?yàn)殡妱油鶑?fù)式燃油噴射裝置不需要給燃油預(yù)加壓，且每次噴油所需要的電能非常小，因此，在發(fā)動機(jī)開始轉(zhuǎn)動的1到2圈內(nèi)由發(fā)電機(jī)所發(fā)出并儲存到所述儲能電容器的電能，就足以驅(qū)動所述電控燃油噴射系統(tǒng)，將燃油噴入內(nèi)燃機(jī)，使內(nèi)燃機(jī)啟動運(yùn)行。這樣，不用任何電池的電能就能夠使電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)正常啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)簡單，成本低廉。
下列技術(shù)方案可對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)或限制。
所述電控燃油噴射系統(tǒng)還包括采用ECU控制的交流或直流CDI數(shù)字點(diǎn)火裝置，或電感點(diǎn)火裝置。點(diǎn)火能量可由所述儲能電容器供給(直流CDI點(diǎn)火或電感點(diǎn)火)，也可利用傳統(tǒng)的化油器發(fā)動機(jī)所用的交流CDI點(diǎn)火系統(tǒng)，此時(shí)點(diǎn)火能量由位于磁電機(jī)中的獨(dú)立的CDI線圈提供，但點(diǎn)火控制電路由所述儲能電容器供給的電力驅(qū)動，并且可以集成在發(fā)動機(jī)電控單元(ECU)的內(nèi)部。
本發(fā)明之電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，為保證在有限的啟動外力作用下容易啟動，所述交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力必須足夠大，并且整流穩(wěn)壓器的效率也要盡可能的高，所以最好磁電機(jī)使用在低于啟動轉(zhuǎn)速下也有發(fā)電能力的4極以上的磁電機(jī)，整流穩(wěn)壓器采用晶體管開關(guān)控制或可控硅短路控制的全波整流穩(wěn)壓器。
本發(fā)明之電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，如果發(fā)電機(jī)還要給諸如摩托車燈光等其它電器供電，為了減小甚至消除這些電器用電量變化時(shí)對所述電控燃油噴射系統(tǒng)的不良影響，可以將所述整流穩(wěn)壓器的電壓反饋端子連接到所述隔離二極管之下游，這樣，可以利用反饋調(diào)節(jié)電壓的響應(yīng)滯后特性，使所述隔離二極管之上游的平均電壓較低時(shí)，其波動峰值一般也會大于電控燃油噴射系統(tǒng)所需最低電壓，每個(gè)波動峰都會給所述儲能電容器充電；但如果所述儲能電容器的電壓高于反饋設(shè)定電壓，則所述整流穩(wěn)壓器仍會調(diào)節(jié)供電裝置的電壓，而不至于使系統(tǒng)的電壓失控。
對于照明系統(tǒng)等輔件電器供電性能要求較高，或需要電啟動的內(nèi)燃機(jī)及其裝置，一般設(shè)置一個(gè)由內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)進(jìn)行充電的蓄電池。針對這種要求，本發(fā)明之電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，可以在所述隔離二極管之前的整流穩(wěn)壓器輸出端連接一個(gè)蓄電池，內(nèi)燃機(jī)啟動鑰匙開關(guān)(點(diǎn)火開關(guān))也設(shè)在所述隔離二極管之前，這樣閉合鑰匙開關(guān)就會由蓄電池給所述儲能電容器充電，所述整流穩(wěn)壓器的輸出電壓也同樣會給所述儲能電容器充電，而斷開鑰匙可使包括電控燃油噴射系統(tǒng)在內(nèi)的所有電器負(fù)載與蓄電池?cái)嚅_，避免放置期間內(nèi)蓄電池漏電。在蓄電池出現(xiàn)內(nèi)部短路等嚴(yán)重故障時(shí)，蓄電池的存在不僅不會輸出電能反而要大量消耗電能，為了防止這種情況影響所述發(fā)電機(jī)對所述儲能電容器的充電，可以從供電系統(tǒng)斷開蓄電池連線，也可在電路中設(shè)置一個(gè)開關(guān)，在所述蓄電池因?yàn)閮?nèi)部故障而不能正常工作時(shí)可以方便地將所述蓄電池與系統(tǒng)電路斷開。
為了保證在蓄電池?fù)p壞或斷開時(shí)整流穩(wěn)壓器的正常工作，防止因?yàn)闆]有蓄電池作為有效負(fù)載而導(dǎo)致的穩(wěn)壓器反饋電壓波動過大、進(jìn)而損壞電器的現(xiàn)象發(fā)生，可以在所述隔離二極管之前的整流穩(wěn)壓器輸出端連接一個(gè)穩(wěn)壓電容器，或者將所述穩(wěn)壓電容器設(shè)于整流穩(wěn)壓器內(nèi)部。
綜上所述，本發(fā)明的益處在于，可以不用電池就能夠使電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)正常啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，使電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)簡化，成本降低，適用范圍擴(kuò)大。本發(fā)明之電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于可以和蓄電池共用，在蓄電池?fù)p壞時(shí)仍然能夠使電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)正常啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)有效控制供電裝置的電壓波動，保護(hù)所有用電電器，并且完全兼容傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)所用的低成本的發(fā)電充電系統(tǒng)。


圖1為按本發(fā)明所設(shè)計(jì)的電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)示意圖。圖中，101為發(fā)電機(jī)，102為整流穩(wěn)壓器，GND為其輸出端負(fù)極，P為其輸出端正極，A為其反饋電壓輸入端，103為儲能電容器，104為電控燃油噴射系統(tǒng)，201為蓄電池開關(guān)，202為內(nèi)燃機(jī)啟動鑰匙開關(guān)(點(diǎn)火開關(guān))，203為隔離二極管，204為照明燈等其它電器，205為穩(wěn)壓電容器，206為蓄電池，301為發(fā)動機(jī)電控單元(ECU)，302為電動往復(fù)式燃油噴射裝置，303為電控?cái)?shù)字點(diǎn)火裝置圖2為按本發(fā)明所設(shè)計(jì)的電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置的另一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)示意圖，其中的編號與圖1相同。
圖3為一個(gè)現(xiàn)有的電控燃油噴射火花點(diǎn)火汽油發(fā)動機(jī)的供電裝置系統(tǒng)示意圖。
下面借助這些附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式
在圖1所示的第一個(gè)實(shí)施例中，交流發(fā)電機(jī)(101)為永磁式單相多級發(fā)電機(jī)(磁電機(jī))，其轉(zhuǎn)子固定在內(nèi)燃機(jī)的曲軸上，其兩根輸出線與整流穩(wěn)壓器(102)相連接，整流穩(wěn)壓器(102)的直流輸出正極P與蓄電池(206)通過蓄電池開關(guān)(201)相連接，同時(shí)經(jīng)過鑰匙開關(guān)(202)與隔離二極管(203)和照明燈等其它電器負(fù)載(204)相連接，隔離二極管(203)的輸出端與儲能電容器(103)和電控燃油噴射系統(tǒng)(104)相連接。整流穩(wěn)壓器(102)的電壓調(diào)節(jié)控制反饋端子A連接在鑰匙開關(guān)(202)之后，但在隔離二極管(203)之前。與蓄電池(206)并聯(lián)的還有一個(gè)穩(wěn)壓電容器(205)，當(dāng)然穩(wěn)壓電容器(205)也可以設(shè)置在整流穩(wěn)壓器(102)的內(nèi)部，并聯(lián)在其直流輸出的正極和負(fù)極之間。電控燃油噴射系統(tǒng)(104)主要包括發(fā)動機(jī)電控單元(ECU)(301)，電動往復(fù)式燃油噴射裝置(302)以及電控?cái)?shù)字點(diǎn)火裝置(303)。
該實(shí)施例的工作過程可分為三種，第一，蓄電池有電但用反沖啟動踏桿或拉繩啟動，第二，蓄電池有電并且用電機(jī)啟動，第三，蓄電池沒電而用反沖啟動踏桿或拉繩啟動。
第一種過程中，合閉鑰匙開關(guān)(202)后，蓄電池(206)立即開始給包括儲能電容器(103)和電控燃油噴射系統(tǒng)(104)的所有用電系統(tǒng)供電，啟動過程中，發(fā)電機(jī)(101)可以不用發(fā)揮作用，但啟動起來后，發(fā)電機(jī)(101)所發(fā)的電力將用于給蓄電池(206)充電，同時(shí)也給所有用電系統(tǒng)供電。如果蓄電池(206)的電壓達(dá)到或高于整流穩(wěn)壓器(102)設(shè)定的控制目標(biāo)，整流穩(wěn)壓器(102)將調(diào)節(jié)其輸出電壓。
第二種過程中，合閉鑰匙開關(guān)(202)后，蓄電池(206)也立即開始給包括儲能電容器(103)和電控燃油噴射系統(tǒng)(104)的所有用電系統(tǒng)供電，啟動過程中，啟動電機(jī)消耗很大的電流，可能會使電池電壓下降很多，但儲能電容器(103)上已經(jīng)充滿了較高電壓，可以保證電控燃油噴射系統(tǒng)(104)可靠工作，發(fā)動機(jī)迅速啟動。發(fā)動機(jī)啟動起來后，發(fā)電機(jī)(101)所發(fā)的電力將用于給蓄電池(206)充電，同時(shí)也給所有用電系統(tǒng)供電。同樣，如果蓄電池(206)的電壓達(dá)到或高于整流穩(wěn)壓器(102)設(shè)定的控制目標(biāo)，整流穩(wěn)壓器(102)將調(diào)節(jié)其輸出電壓。
第三種過程中，應(yīng)該先斷開蓄電池開關(guān)(201)，并不要使用照明燈等其它電器(204)，合閉鑰匙開關(guān)(202)后，儲能電容器(103)開始并沒有電荷，但啟動外力轉(zhuǎn)動曲軸后，發(fā)電機(jī)(101)將開始發(fā)電，1到2圈就可以給儲能電容器(103)充上足夠的電荷，保證電控燃油噴射系統(tǒng)(104)可靠工作，發(fā)動機(jī)迅速啟動。發(fā)動機(jī)啟動起來后，發(fā)電機(jī)(101)所發(fā)的電力在保證電控燃油噴射系統(tǒng)(104)穩(wěn)定工作的同時(shí)，也可給其它用電系統(tǒng)供電。穩(wěn)壓電容器(205)可以保證在斷開蓄電池(206)的狀態(tài)下，整流穩(wěn)壓器(102)反饋電壓的正確。在發(fā)動機(jī)啟動起來后，如果閉合蓄電池開關(guān)(201)，還可以給蓄電池(206)充電(當(dāng)然前提是蓄電池沒有內(nèi)部短路)，同樣如果蓄電池(206)的電壓達(dá)到或高于整流穩(wěn)壓器(102)設(shè)定的控制目標(biāo)，整流穩(wěn)壓器(102)將調(diào)節(jié)其輸出電壓。
第三種過程也相當(dāng)于沒有蓄電池(206)或?qū)⑿铍姵?206)的正極從電器系統(tǒng)斷開的情況。
在圖2所示的第二個(gè)實(shí)施例中，所述整流穩(wěn)壓器(102)的電壓反饋端子A連接到了隔離二極管(203)之下游，這樣可使電控燃油噴射系統(tǒng)的供電電壓更為穩(wěn)定，但其它電器的電壓波動可能會變大。
本發(fā)明之電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，適用于內(nèi)燃機(jī)，尤其適用于不用蓄電池或蓄電池?fù)p壞時(shí)仍然需要能夠正常啟動運(yùn)轉(zhuǎn)的電控燃油噴射火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，特別是電控燃油噴射系統(tǒng)采用脈沖工作的電動往復(fù)式燃油噴射裝置的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)。
上述實(shí)施例的目的是為了說明本發(fā)明，但并不限定本發(fā)明。凡利用本發(fā)明之構(gòu)思和精神實(shí)質(zhì)進(jìn)行的、對于本領(lǐng)域普通專業(yè)技術(shù)人員而言顯而易見的改變設(shè)計(jì)，仍然屬于本發(fā)明之權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，包括一個(gè)電控燃油噴射系統(tǒng)，一個(gè)給電控燃油噴射系統(tǒng)提供電力的供電系統(tǒng)，其特征在于所述供電系統(tǒng)包括一個(gè)由所述內(nèi)燃機(jī)或啟動外力驅(qū)動的交流發(fā)電機(jī)，一個(gè)帶有輸出電壓調(diào)節(jié)裝置的整流穩(wěn)壓器，一個(gè)用于儲存整流穩(wěn)壓器輸出電能的儲能電容器，所述整流穩(wěn)壓器給所述儲能電容器充電，所述電控燃油噴射系統(tǒng)由所述儲能電容器上存儲的電能驅(qū)動運(yùn)行。
2.如權(quán)利要求1所述電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，其特征在于所述電控燃油噴射系統(tǒng)包括電控單元(ECU)，電動往復(fù)式燃油噴射裝置，電控?cái)?shù)字點(diǎn)火裝置；所述儲能電容器充電電路中設(shè)有隔離二極管，所述電控燃油噴射系統(tǒng)以外的用電裝置從所述隔離二極管的上游取電。
3.如權(quán)利要求2所述電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，其特征在于在所述隔離二極管之前的整流穩(wěn)壓器輸出端連接有穩(wěn)壓電容器。
4.如權(quán)利要求3所述電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，其特征在于所述穩(wěn)壓電容器設(shè)于整流穩(wěn)壓器內(nèi)部的直流輸出正負(fù)極之間。
5.如權(quán)利要求3或4所述電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，其特征在于所述整流穩(wěn)壓器的電壓反饋端子連接到所述隔離二極管之上游。
6.如權(quán)利要求3或4所述電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，其特征在于所述整流穩(wěn)壓器的電壓反饋端子連接到所述隔離二極管之下游。
7.如權(quán)利要求1至4之任一所述電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，其特征在于在所述隔離二極管之前的整流穩(wěn)壓器輸出端連接有一個(gè)蓄電池。
8.如權(quán)利要求7所述電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，其特征在于電路中設(shè)有一個(gè)開關(guān)，在所述蓄電池因?yàn)閮?nèi)部故障而不能正常工作時(shí)可以將所述蓄電池?cái)嚅_。
9.如權(quán)利要求1至8之任一所述電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，其特征在于內(nèi)燃機(jī)啟動鑰匙開關(guān)設(shè)在所述隔離二極管之上游。
全文摘要
一種電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的供電裝置，包括一個(gè)電控燃油噴射系統(tǒng)，一個(gè)給電控燃油噴射系統(tǒng)提供電力的供電系統(tǒng)，其特征在于所述供電系統(tǒng)包括一個(gè)由所述內(nèi)燃機(jī)或啟動外力驅(qū)動的交流發(fā)電機(jī)，一個(gè)帶有輸出電壓調(diào)節(jié)裝置的整流穩(wěn)壓器，一個(gè)用于儲存整流穩(wěn)壓器輸出電能的儲能電容器，所述整流穩(wěn)壓器給所述儲能電容器充電，所述電控燃油噴射系統(tǒng)由所述儲能電容器上存儲的電能驅(qū)動運(yùn)行。其優(yōu)點(diǎn)在于可以不用電池就能夠使電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)正常啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，并且可以和蓄電池共用。
文檔編號F02M51/00GK101029614SQ20061006720
公開日2007年9月5日 申請日期2006年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月4日
發(fā)明者劉昌文, 楊延相, 郗大光 申請人:浙江飛亞電子有限公司