專利名稱：一種高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車零部件，涉及一種柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，特別涉及一種高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今汽車行業(yè)對(duì)排放性和經(jīng)濟(jì)性的要求越來越高，為了改善柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排放性，燃油噴射的高壓化和控制的柔性化是燃油供給系統(tǒng)的必然發(fā)展方向，其中高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)是現(xiàn)今燃油噴射系統(tǒng)重要的發(fā)展方向。
在現(xiàn)有的柴油機(jī)高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)中，有如下典型的構(gòu)型(如圖1)主要由低壓油路6、高壓共軌泵1、高壓油管2、高壓油軌3、電控噴油器4、ECU(電子控制單元)5六大部分組成。高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)的基本工作過程是低壓油路6將儲(chǔ)存在油箱里的燃油初步加壓并輸送到高壓共軌泵1，高壓共軌泵1將燃油進(jìn)一步加壓通過高壓油管2輸送到高壓油軌3，電控噴油器4的進(jìn)油口通過高壓油管2與高壓共軌3相連獲得高壓燃油，ECU 5通過控制高壓共軌泵1的供油量或通過專門的壓力控制閥(PCV)8使高壓油軌3中獲得穩(wěn)定燃油壓力，并控制電控噴油器4向氣缸內(nèi)定時(shí)定量的噴射燃油?，F(xiàn)有高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)在與柴油機(jī)的匹配過程中雖然對(duì)缸蓋的改動(dòng)較小，但是為適應(yīng)高壓共軌泵1的安裝，需要對(duì)機(jī)體作較大改動(dòng)，使非共軌柴油機(jī)改型為高壓共軌柴油機(jī)的過程需要較長(zhǎng)的開發(fā)周期和較高的成本。而且需完全替換非共軌柴油機(jī)原有燃油噴射系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)有的電控分配泵、電控單體泵、電控直列泵等電控燃油噴射系統(tǒng)的產(chǎn)品資源、生產(chǎn)資源和技術(shù)資源都是極大的浪費(fèi)，使得在高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)過程中和柴油機(jī)在向高壓共軌柴油機(jī)改型的過程中造成了大量社會(huì)資源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)，以期解決在高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)和現(xiàn)有柴油機(jī)向高壓共軌柴油機(jī)改型的過程中對(duì)現(xiàn)有電控燃油噴射系統(tǒng)資源的浪費(fèi)問題，尋求更加快速和經(jīng)濟(jì)的、能夠最大限度利用現(xiàn)有電控燃油噴射系統(tǒng)資源的、適合中國柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品國情的高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)，包括由低壓油路、高壓共軌泵、高壓油管、高壓油軌、電控噴油器和電子控制單元組成，其特征在于所述的高壓共軌泵和低壓油路采用現(xiàn)有非高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)中的電控高壓油泵和低壓油路；所述非高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)包括插入式電控單體泵系統(tǒng)、組合式電控單體泵系統(tǒng)、時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)、位置控制式電控分配泵系統(tǒng)、位置控制式電控直列泵系統(tǒng)和泵管閥管嘴系統(tǒng)；所述電控高壓油泵包括電控單體泵、時(shí)間控制式電控分配泵、位置控制式電控分配泵、位置控制式電控直列泵和泵管閥管嘴系統(tǒng)的泵管閥部分。
本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案所述電控高壓油泵的凸輪型線改為多項(xiàng)式凸輪型線或加速度變化緩慢的凸輪形線。所述的低壓油路的濾芯孔徑應(yīng)小于5um。
對(duì)于本發(fā)明的上述技術(shù)方案，其特征還在于對(duì)于不含出油閥結(jié)構(gòu)的電控高壓油泵，在電控高壓油泵與高壓油軌之間安裝出油閥。對(duì)于包含正時(shí)控制機(jī)構(gòu)的電控高壓油泵，正時(shí)控制機(jī)構(gòu)改裝為固定的正時(shí)機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的技術(shù)特征還在于當(dāng)所述的電控高壓油泵采用位置控制式電控分配泵時(shí)，用帶錐閥的螺堵代替電磁斷油閥安裝在電磁斷油閥的安裝孔內(nèi)，并封堵泄油閥口。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果本發(fā)明采用現(xiàn)有非高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)的產(chǎn)品資源、技術(shù)資源和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)進(jìn)行高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)的開發(fā)，顯著降低了開發(fā)成本，縮短了開發(fā)周期，同時(shí)降低了現(xiàn)有裝備非高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)向高壓共軌發(fā)動(dòng)機(jī)改型的開發(fā)周期和改造成本，有效降低了高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)化難度和市場(chǎng)化的阻力，地?cái)U(kuò)大了適應(yīng)范圍，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，它最大限度的利用了現(xiàn)有非高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)的技術(shù)、產(chǎn)品、生產(chǎn)設(shè)備等資源，對(duì)現(xiàn)有裝備非高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)的柴油機(jī)具有普遍的適用性，將燃油系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)過程中發(fā)生的對(duì)柴油機(jī)體結(jié)構(gòu)上的改變降到最低，具有開發(fā)周期短、成本低、風(fēng)險(xiǎn)小等優(yōu)勢(shì)。


圖1為現(xiàn)有高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
圖2為現(xiàn)有時(shí)間控制式電控分配泵簡(jiǎn)圖。
圖3為現(xiàn)有插入式電控單體泵系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
圖4為現(xiàn)有組合式電控單體泵系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
圖5為現(xiàn)有泵管閥管嘴系統(tǒng)(PPVI)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
圖6為現(xiàn)有位置控制式電控直列泵系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
圖7為現(xiàn)有位置控制式電控分配泵簡(jiǎn)圖。
圖8為本發(fā)明中基于時(shí)間控制式電控分配泵構(gòu)成的高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
圖9為本發(fā)明中基于電控單體泵構(gòu)成的高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
圖10為本發(fā)明中基于PPVI構(gòu)成的高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
圖11為本發(fā)明中基于位置控制式電控直列泵構(gòu)成的高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
圖12(a)、12(b)為本發(fā)明中基于位置控制式電控分配泵構(gòu)成的高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
圖13為本發(fā)明一種高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
圖中1.高壓共軌泵；2.高壓油管；3.高壓油軌；4.電控噴油器；5.電控單元(ECU)；6.低壓油路；7.共軌管；8.壓力控制閥(PCV)；9.共軌壓力傳感器；10.流量限制閥；11.限壓閥；12.噴油器；21.凸輪；22.正時(shí)控制機(jī)構(gòu)；23.分配轉(zhuǎn)子；24.出油閥；31.電控單體泵；41.組合式電控單體泵；51.簡(jiǎn)化直列泵；52.電磁控制閥；61.位置控制式電控直列泵；71.電磁斷油閥；81.時(shí)間控制式電控分配泵；121.位置控制式電控分配泵；131.電控高壓油泵。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步的說明。
圖13為本發(fā)明提供的高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。該高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)主要由低壓油路6、電控高壓油泵131、高壓油管2、高壓油軌3、電控噴油器4、ECU(電子控制單元)5六大部分組成。其中電控高壓油泵131和低壓油路6充分利用了現(xiàn)有非高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)(非高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)在本文中指除高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)以外的電控燃油噴射系統(tǒng))的電控高壓油泵131和低壓油路6。
所述非高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)包括插入式電控單體泵系統(tǒng)、組合式電控單體泵系統(tǒng)(也稱為電控組合泵)、時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)、位置控制式電控分配泵系統(tǒng)、位置控制式電控直列泵系統(tǒng)、泵管閥管嘴系統(tǒng)(PPVI)。
所述電控高壓油泵包括電控單體泵、時(shí)間控制式電控分配泵、位置控制式電控分配泵、位置控制式電控直列泵、泵管閥管嘴系統(tǒng)的泵管閥部分。
而且本發(fā)明為使電控高壓油泵131和低壓油路6適應(yīng)高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)工作特性的需要，又對(duì)電控高壓油泵131和低壓油路6作了適當(dāng)改造，比如對(duì)于所述低壓油路6，將原有濾芯更換為孔徑小于1um的濾芯。
對(duì)于不含有出油閥24結(jié)構(gòu)的電控高壓油泵131，在高壓油泵與高壓油軌3之間安裝出油閥24。
對(duì)于電控高壓油泵131中包含正時(shí)控制機(jī)構(gòu)22的電控高壓油泵131，將正時(shí)控制機(jī)構(gòu)改裝為固定的正時(shí)機(jī)構(gòu)。
對(duì)于電控高壓油泵131采用位置控制式電控分配泵時(shí)，可將電磁斷油閥71拆除，用帶錐閥的螺堵封堵原安裝電磁斷油閥71的螺孔和泄油閥口。
另外，本發(fā)明所述的電控高壓油泵131，可將原凸輪21的型線改為多項(xiàng)式凸輪型線或其他加速度變化緩慢的凸輪型線。
本發(fā)明所述的高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)的主要油路按如下方式連接非高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)的電控高壓油泵131與低壓油路6之間的連接關(guān)系保留，電控高壓油泵131通過高壓油管2與高壓油軌3相連，高壓油軌3通過高壓油管2與電控噴油器4相連。
本發(fā)明所述的高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)的基本工作過程是低壓油路6將儲(chǔ)存在油箱里的燃油初步加壓并輸送到電控高壓油泵131，電控高壓油泵131將燃油進(jìn)一步加壓通過高壓油管2輸送到高壓油軌3，電控噴油器4的進(jìn)油口通過高壓油管2與高壓油軌3相連獲得高壓燃油，ECU 5根據(jù)傳感器信號(hào)對(duì)電控高壓油泵131的供油量或壓力控制閥(PCV)8進(jìn)行控制，使高壓油軌3中獲得穩(wěn)定燃油壓力，控制電控噴油器4向氣缸內(nèi)定時(shí)定量的噴射燃油。
所述高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)在基于不同非高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)的電控高壓油泵131和低壓油路6的情況下，有如下不同構(gòu)建方式圖8為本發(fā)明中基于時(shí)間控制式電控分配泵構(gòu)成的高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。時(shí)間控制式電控分配泵81通過高壓油管2與高壓油軌3相連，高壓油軌3上可配備壓力控制閥8，但壓力控制閥8不是必需結(jié)構(gòu)。電控噴油器4通過高壓油管2與高壓油軌3相連，在電控噴油器4和高壓油軌3之間可設(shè)置流量限制閥10。電控單元(ECU)5通過傳感器信號(hào)獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的工況信息、正時(shí)基準(zhǔn)、共軌壓力等信息，通過控制時(shí)間控制式電控分配泵81實(shí)現(xiàn)供油量的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)對(duì)共軌壓力的控制，也可以在高壓油軌3上增加壓力控制閥8，通過壓力控制閥8實(shí)現(xiàn)共軌壓力的精確控制，從而降低對(duì)時(shí)間控制式電控分配泵的控制精度要求，最終噴射定時(shí)和噴油量的控制通過對(duì)電控噴油器4的控制來實(shí)現(xiàn)。時(shí)間控制式電控分配泵81的正時(shí)控制機(jī)構(gòu)22可改裝為固定的正時(shí)機(jī)構(gòu)。
圖9為本發(fā)明中基于電控單體泵構(gòu)成的高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。電控單體泵31通過高壓油管2與高壓油軌3相連，如果電控單體泵31本身沒有出油閥24，則需增設(shè)出油閥24阻止高壓燃油向電控單體泵31內(nèi)回流，此出油閥24可安裝在電控單體泵31與高壓油管2之間，也可安裝在高壓油管2與高壓油軌3之間。在高壓油軌3上可安裝壓力控制閥8。電控噴油器4通過高壓油管2與高壓油軌3相連，在電控噴油器4和高壓油軌3之間可增設(shè)流量限制閥10。ECU5通過傳感器信號(hào)獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的工況信息、正時(shí)基準(zhǔn)、共軌壓力等信息，通過控制單體泵31實(shí)現(xiàn)供油量的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)對(duì)共軌壓力的控制，也可以在高壓油軌3上增加壓力控制閥8，通過壓力控制閥8實(shí)現(xiàn)共軌壓力的精確控制，從而降低對(duì)電控單體泵31的控制精度要求，最終噴射定時(shí)和噴油量的控制通過對(duì)電控噴油器4的控制來實(shí)現(xiàn)。電控單體泵31的數(shù)目可以不等于氣缸數(shù)。
圖10為本發(fā)明中基于泵管閥管嘴系統(tǒng)(PPVI)構(gòu)成的高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。電磁控制閥52通過高壓油管2與高壓油軌3相連，在電磁控制閥52和高壓油軌3之間需增設(shè)出油閥24阻止高壓燃油向電磁控制閥52回流，此出油閥24可安裝在電磁控制閥52與高壓油管2之間，也可安裝在高壓油管2與高壓油軌3之間。此種構(gòu)型下，高壓油軌3上可配備壓力控制閥8，但壓力控制閥8不是必需結(jié)構(gòu)。電控噴油器4通過高壓油管2與高壓油軌3相連，在電控噴油器4和高壓油軌3之間可設(shè)置流量限制閥10。ECU 5通過傳感器信號(hào)獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的工況信息、正時(shí)基準(zhǔn)、共軌壓力等信息，通過控制PPVI的電磁控制閥52實(shí)現(xiàn)供油量的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)對(duì)共軌壓力的控制，也可以在高壓油軌3上增加壓力控制閥8，通過壓力控制閥8實(shí)現(xiàn)共軌壓力的精確控制，從而降低對(duì)泵管閥管嘴系統(tǒng)的控制精度要求，最終噴射定時(shí)和噴油量的控制通過對(duì)電控噴油器4的控制來實(shí)現(xiàn)。
圖11為本發(fā)明中基于位置控制式電控直列泵構(gòu)成的高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。位置控制式電控直列泵61通過高壓油管2與高壓油軌3相連，高壓油軌3上需配備壓力控制閥8，用于共軌壓力精確控制。電控噴油器4通過高壓油管2與高壓油軌3相連，在電控噴油器4和高壓油軌3之間可設(shè)置流量限制閥10。ECU 5通過傳感器信號(hào)獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的工況信息、正時(shí)基準(zhǔn)、共軌壓力等信息，通過控制位置控制式電控直列泵61實(shí)現(xiàn)供油量的緩慢調(diào)節(jié)，向高壓油軌3內(nèi)供入過量的高壓燃油，通過壓力控制閥8實(shí)現(xiàn)共軌壓力的精確控制，最終噴射定時(shí)和噴油量的控制是通過對(duì)電控噴油器4的控制實(shí)現(xiàn)的。位置控制式電控直列泵61的正時(shí)控制機(jī)構(gòu)22可改裝為固定的定時(shí)機(jī)構(gòu)。
圖12(a)和圖12(b)為本發(fā)明中基于位置控制式電控分配泵構(gòu)成的高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。位置控制式電控分配泵121通過高壓油管2與高壓油軌3相連，此種構(gòu)型下，高壓油軌3上需配備壓力控制閥8，用于共軌壓力精確控制。電控噴油器4通過高壓油管2與高壓油軌3相連，在電控噴油器4和高壓油軌3之間可設(shè)置流量限制閥10。ECU 5通過傳感器信號(hào)獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的工況信息、正時(shí)基準(zhǔn)、共軌壓力等信息，通過控制位置控制式電控分配泵121實(shí)現(xiàn)供油量的緩慢調(diào)節(jié)，向高壓油軌3內(nèi)供入過量的高壓燃油，通過壓力控制閥8實(shí)現(xiàn)共軌壓力的精確控制，最終噴射定時(shí)和噴油量的控制是通過對(duì)電控噴油器4的控制實(shí)現(xiàn)的。位置控制式電控分配泵121的正時(shí)控制機(jī)構(gòu)22可改裝為固定的正時(shí)機(jī)構(gòu)、電磁斷油閥71可以拆除，用帶錐閥的螺堵代替電磁斷油閥71，安裝在電磁斷油閥的安裝孔內(nèi)，并封堵泄油閥口。
權(quán)利要求
1.一種高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)，包括由低壓油路(6)、高壓共軌泵(1)、高壓油管(2)、高壓油軌(3)、電控噴油器(4)和電子控制單元(5)組成，其特征在于所述的高壓共軌泵(1)和低壓油路(6)采用現(xiàn)有非高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)中的電控高壓油泵(131)和低壓油路(6)；所述非高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)包括插入式電控單體泵系統(tǒng)、組合式電控單體泵系統(tǒng)、時(shí)間控制式電控分配泵系統(tǒng)、位置控制式電控分配泵系統(tǒng)、位置控制式電控直列泵系統(tǒng)和泵管閥管嘴系統(tǒng)；所述電控高壓油泵包括電控單體泵、時(shí)間控制式電控分配泵、位置控制式電控分配泵、位置控制式電控直列泵和泵管閥管嘴系統(tǒng)和泵閥管嘴系統(tǒng)的泵管閥部分。
2.按照權(quán)利要求1所述的高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)，其特征在于所述電控高壓油泵(131)的凸輪型線改為多項(xiàng)式凸輪型線或加速度變化緩慢的凸輪形線。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)，其特征在于所述的低壓油路(6)的濾芯孔徑小于5um。
4.按照權(quán)利要求1高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)，其特征在于對(duì)于不含出油閥(24)結(jié)構(gòu)的電控高壓油泵(131)，在電控高壓油泵與高壓油軌之間安裝出油閥(24)。
5.按照權(quán)利要求1高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)，其特征在于對(duì)于包含正時(shí)控制機(jī)構(gòu)(22)的電控高壓油泵(131)，正時(shí)控制機(jī)構(gòu)(22)改裝為固定的正時(shí)機(jī)構(gòu)。
6.按照權(quán)利要求1高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)，其特征在于所述的電控高壓油泵(131)采用位置控制式電控分配泵時(shí)，用帶錐閥的螺堵代替電磁斷油閥(71)安裝在電磁斷油閥(71)的安裝孔內(nèi)，并封堵泄油閥口。
全文摘要
一種高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)，涉及一種柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)。本發(fā)明是在現(xiàn)有高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其高壓共軌泵和低壓油路采用現(xiàn)有的非高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)中的電控高壓油泵和低壓油路，并根據(jù)高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)工作特性的需要，對(duì)現(xiàn)有的電控高壓油泵和低壓油路作適當(dāng)改造。本發(fā)明有效地解決了高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)和現(xiàn)有柴油機(jī)向高壓共軌柴油機(jī)改型過程中的資源浪費(fèi)問題，對(duì)現(xiàn)有裝備了非高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)的柴油機(jī)具有普遍的適用性，將燃油系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)過程中發(fā)生的對(duì)柴油機(jī)體結(jié)構(gòu)上的改變降到最低，具有開發(fā)周期短、成本低等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F02M59/00GK101050734SQ200710090598
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月19日
發(fā)明者周明, 李立國, 李慧 申請(qǐng)人:清華大學(xué)