專利名稱：用霍爾傳感器直測(cè)提前角的電控ve分配泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用機(jī)械調(diào)速器控制供油量的用霍爾傳感器直接測(cè)量和 控制供油提前角的電控VE分配泵。
背景技術(shù)：
為了使我國(guó)高速小型柴油機(jī)滿足歐3排放要求，采用電控VE分配泵是 較好的選擇。因?yàn)槲覈?guó)已經(jīng)成批生產(chǎn)VE分配泵十多年，技術(shù)較成熟，配件 供應(yīng)和維修很方便，但至今尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)VE分配泵的電控化。 實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維修方便的用電感式 傳感器直測(cè)提前角的電控VE分配泵。
本實(shí)用新型技術(shù)方案如下它包括一個(gè)帶機(jī)械調(diào)速器的VE分配泵、 一個(gè)用霍 爾元件直測(cè)提前角的傳感器、油泵傳動(dòng)齒輪、高速電磁閥、分配泵安裝板、上止 點(diǎn)傳感器；其特征在于用霍爾元件直測(cè)提前角的傳感器安裝在帶機(jī)械調(diào)速器VE 分配泵分配外殼的前端。
為了測(cè)出供油始點(diǎn)，本實(shí)用新型在VE分配泵分配外殼前部，直接安裝 一只精密的圓柱閥，圓柱閥的一端與分配泵柱塞腔相通，另一端裝有測(cè)量圓 柱閥運(yùn)動(dòng)的霍爾傳感器。當(dāng)VE分配泵柱塞向上運(yùn)動(dòng)，在柱塞腔中燃油產(chǎn)生 壓力先使圓柱閥上升O. 2-0. 8毫米，頂?shù)缴w子再產(chǎn)生高壓分配到各氣缸中去， 圓柱閥的運(yùn)動(dòng)信號(hào)就由傳感器輸出到電控單元ECU中，經(jīng)計(jì)算機(jī)算出，發(fā)動(dòng) 機(jī)上止點(diǎn)信號(hào)和這些信號(hào)的差角，然后根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，溫度，氣壓等參數(shù)， 通過(guò)高速電磁閥控制分配泵中提前器活塞行程，從而控制滾輪座的轉(zhuǎn)動(dòng)范 圍，使柴油機(jī)達(dá)到最佳供油提前角，其工作原理見(jiàn)圖l所示。圖中Z軸為凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向，K是上止點(diǎn)信號(hào)。相對(duì)油泵凸輪每轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生一個(gè)固定信號(hào)， Pl是圓柱閥運(yùn)動(dòng)信號(hào)，油泵凸輪軸每轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生四次信號(hào)(四缸油泵)， 如提前角發(fā)生變化則信號(hào)從Pl變到P2，只要測(cè)出上止點(diǎn)信號(hào)上升沿與某缸 供油時(shí)圓柱閥運(yùn)動(dòng)上升沿之間夾角T，就可以計(jì)算和確定供油提前角。
本實(shí)用新型一方面增加VE分配泵凸輪升程，提高供油壓力，另一方面用電控 技術(shù)精確的控制供油提前角，控制最佳的供油規(guī)律，釆用現(xiàn)有的機(jī)械調(diào)速器控制 供油量，配合EGR閥使柴油機(jī)排放達(dá)到歐3標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)用新型的電控VE分配泵 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維修方便?？晒?jié)省巨額開(kāi)發(fā)成本和時(shí)間。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型用霍爾傳感器直測(cè)供油提前角的電控VE分配
泵作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型的VE分配泵提前角測(cè)量原理圖。
圖2為本實(shí)用新型的帶機(jī)械調(diào)速器的電控VE分配泵結(jié)構(gòu)圖。 圖3為實(shí)用新型的電控VE分配泵提前角控制的原理圖。 圖中A為帶機(jī)械調(diào)速器的VE分配泵、B為提前角傳感器、C為高速電磁閥、
D為上止點(diǎn)傳感器、K是上止點(diǎn)信號(hào)、Pl是圓柱閥運(yùn)動(dòng)信號(hào)、T是供油提前
角、Z為凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向；
l傳動(dòng)軸、2輸油泵、3滾輪座、4銷、5提前器活塞、6滾輪、7凸輪型面、 8凸輪、9柱塞彈簧、IO套筒出油孔、ll外殼出油孔、12控制套、13出油 糟、14分配套筒、15出油閥、16分配柱塞、17柱塞腔、18分配外殼、19 分配套筒端面、20進(jìn)油孔、21回油孔、22高壓腔、23提前器彈簧、24低 壓腔、25噴油提前時(shí)滾輪座轉(zhuǎn)動(dòng)方向、26凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向、27分配泵安裝板、
28傳動(dòng)齒輪、29磁鋼、30圓柱閥座、31傳感器外套、32圓柱閥、33圓 柱閥蓋、34彈簧座、35彈簧、36鉚接點(diǎn)、37壓塊、38保護(hù)套、39霍爾元
4件、40密封套、41密封圈、42磁鋼、43墊片、44線索、45盲孔、46盲孔 壁厚、47霍爾元件、48傳感器外殼、49定位套、50螺釘、51線索。 具體實(shí)施方法
如圖2所示，在機(jī)械調(diào)速VE分配泵A的分配外殼18前端，安裝霍爾提前 角傳感器B;油泵底部裝有提前器活塞5和高速電磁閥C;在油泵安裝板28 上安裝有上止點(diǎn)傳感器D。
機(jī)械調(diào)速器用來(lái)控制控制套位置，調(diào)節(jié)油泵供油量。供油提前角則由電 子控制單元ECU通過(guò)高速電磁閥C，并由霍爾提前角傳感器B、上止點(diǎn)傳感器 D提供閉環(huán)控制信號(hào)，直接控制提前角。
所述的上止點(diǎn)信號(hào)傳感器D的結(jié)構(gòu)和工作原理如下上止點(diǎn)信號(hào)傳感器D 是裝有霍爾元件的傳感器。霍爾元件47安裝在傳感器外殼48中，并用定位套 49和螺釘50固定在分配泵安裝板27上。傳動(dòng)齒輪28上的適當(dāng)位置安裝有一 個(gè)強(qiáng)力磁鋼29。傳動(dòng)齒輪28轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁鋼29經(jīng)過(guò)霍爾元件47時(shí)會(huì)通過(guò)線索 51向控制單元ECU輸出脈沖信號(hào)，從而計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)上止點(diǎn)位置。上止點(diǎn)信 號(hào)傳感器D也可以按柴油機(jī)要求直接安裝在柴油機(jī)缸體合適的位置上。
如圖3所示，提前角傳感器B用來(lái)測(cè)量供油開(kāi)始時(shí)刻。它由傳感器外殼 31將圓柱閥座30、圓柱閥32、蓋33緊壓在油泵分配套筒內(nèi)的高精度端面 19上。圓柱閥和圓柱閥座是一對(duì)精密偶件，間隙0.001-0. 004毫米，圓柱閥 座30底面也是高精度平面，以保證柱塞腔17內(nèi)的密封性。外殼31中設(shè)有 彈簧35，彈簧35將彈簧座34和圓柱閥32壓在圓柱閥座30上，彈簧座34 另一端安裝有強(qiáng)力磁鋼42，離開(kāi)霍爾元件39距離大約2-6mm。傳感器外殼 31右端設(shè)有密封圈41，還有用非磁性材料如鋁、黃銅、無(wú)磁不銹鋼、塑料 等制成的密封套40?；魻栐?9固定在密封套40的盲孔45內(nèi)，盲孔45 是不通孔，孔壁厚0.5-l毫米，以保證密封性。密封套40后面安裝有壓緊 塊37，在傳感器外殼31的端面36處鉚接將密封套40壓緊。
5當(dāng)傳動(dòng)齒輪28帶動(dòng)油泵傳動(dòng)軸1旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳動(dòng)軸1帶動(dòng)內(nèi)置的輸油泵 2轉(zhuǎn)動(dòng)，將燃油加壓到0. 1 1Mpa左右。高壓燃油通到提前器活塞5的高 壓腔22內(nèi)，作為控制提前器活塞5運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源。傳動(dòng)軸l還同時(shí)帶動(dòng) 凸輪8和柱塞16轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)凸輪8上的凸起型面7轉(zhuǎn)動(dòng)到與滾輪座3中的 滾輪6接觸，柱塞16便隨凸輪8上升，并在柱塞腔17中產(chǎn)生高壓燃油。 高速電磁閥D設(shè)在提前器活塞5的油孔20和21之間，控制這二油孔的通 斷。油孔20連接活塞5的高壓腔22，油孔21連接活塞5另一端低壓腔24， 低壓腔24中安裝有活塞5的回位彈簧23。
當(dāng)轉(zhuǎn)速上升時(shí)高速電磁閥D切斷這二油孔，高壓腔22中燃油壓力會(huì)增 高，液壓力克服作用在活塞5上彈簧23的作用力，使活塞5通過(guò)銷4將 滾輪座3向箭頭25所指的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。凸輪按箭頭26的方向傳動(dòng)，裝在滾 輪座3中的滾輪6提前與凸輪8上的的凸起型面7接觸，供油柱塞16提前上 升，在柱塞腔17中形成壓力，迫使圓柱閥32克服彈簧35的作用力上升，直 至頂?shù)綀A柱閥蓋33為止(行程約0.2 0.5mm)。柱塞腔17中壓力繼續(xù)上升， 并通過(guò)分配槽13和油孔10、 11打開(kāi)出油閥15，通到柴油機(jī)氣缸中去。
當(dāng)圓柱閥32上升，裝在彈簧座34上的強(qiáng)力磁鋼42迅速接近霍爾元件39， 使霍爾元件39中的磁場(chǎng)發(fā)生變化產(chǎn)生電流信號(hào)，經(jīng)放大后由線索44傳輸?shù)?控制單元ECU中進(jìn)行信號(hào)處理。若計(jì)算出提前角T太大，則ECU馬上指令高 速電磁閥C開(kāi)啟油道，燃油從提前活塞5的高壓腔22經(jīng)油孔20、 21流到活 塞5的低壓腔24中，高壓腔22中燃油壓力降低，回位彈簧23推著活塞5， 通過(guò)銷4帶動(dòng)滾輪座3向箭頭25的反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。凸輪8上的的凸起型面7與 滾輪6的接觸轉(zhuǎn)角延遲，柱塞16和圓柱閥32就延遲上升，霍爾元件39發(fā)出 的信號(hào)延遲傳到ECU中，ECU測(cè)量計(jì)算出的上止點(diǎn)沿與圓柱閥運(yùn)動(dòng)上升沿的信 號(hào)間夾角T減小，供油延時(shí)。反之供油提前角T太小，則ECU馬上指令高速電磁閥C關(guān)閉油道，高壓腔22中燃油壓力上升，液壓壓力推著活塞5，克服 彈簧壓力通過(guò)銷4帶動(dòng)滾輪座3向箭頭25的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。凸輪8上的的凸起型 面7與滾輪6的接觸轉(zhuǎn)角提前，柱塞16和圓柱閥32就提前上升，霍爾傳感 器發(fā)出的信號(hào)提前傳到ECU中，ECU測(cè)量計(jì)算出的上止點(diǎn)沿與圓柱閥運(yùn)動(dòng)上升 沿的信號(hào)間夾角T加大，供油提前角增大。供油結(jié)束后柱塞腔17中壓力下降， 圓柱閥32在彈簧35作用下落座，等待下一個(gè)供油周期。
由于控制單元ECU的控制，使油泵提前角根據(jù)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件一直控制在 最佳狀態(tài)，從而可以改善柴油機(jī)動(dòng)力性能和排放指標(biāo)。
墊片31的厚度可以用來(lái)調(diào)整圓柱彈簧35的預(yù)緊力，控制圓柱閥32的上 升速度和時(shí)間，用來(lái)調(diào)整VE分配泵的初期供油速率，以減少柴油機(jī)滯燃期中 噴入的燃油量，從而降低柴油機(jī)噪聲和NOx排放。圓柱閥32的升程H(供油 預(yù)行程)可根據(jù)要求調(diào)整。同時(shí)油泵每轉(zhuǎn)一周，圓柱閥32上升4次(4缸柴 油機(jī))，可輸入控制單元ECU用來(lái)測(cè)量計(jì)算柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速，起到多種傳感器的 作用。
權(quán)利要求1、一種用霍爾傳感器直測(cè)提前角的電控VE分配泵，它包括一個(gè)帶機(jī)械調(diào)速器的VE分配泵、一個(gè)用霍爾元件直測(cè)提前角的傳感器、油泵傳動(dòng)齒輪、高速電磁閥、分配泵安裝板、上止點(diǎn)傳感器；其特征在于用霍爾元件直測(cè)提前角的傳感器安裝在帶機(jī)械調(diào)速器VE分配泵分配外殼的前端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用霍爾傳感器直測(cè)提前角的電控VE分配泵，其特征 在于所述的用霍爾元件直測(cè)提前角的傳感器包括傳感器外殼、傳感器外殼內(nèi) 設(shè)有圓柱閥、圓柱閥座、圓柱閥蓋、彈簧座、彈簧、壓塊、保護(hù)套、霍爾元件、 密封套、磁鋼，油泵供油時(shí)，圓柱閥上升帶動(dòng)磁鋼接近霍爾元件向控制單元ECU輸出電信號(hào)，供油結(jié)束時(shí)，由彈簧彈力迫使磁鋼和圓柱閥返回原位。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用霍爾傳感器直測(cè)提前角的電控VE分配泵，其特征 在于霍爾提前角傳感器中圓柱閥和園柱閥座是一對(duì)精密偶件，間隙0.001-0. 004 毫米，圓柱閥在園柱閥座和圓柱閥蓋中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，園柱閥的行程0.2-0.5毫米， 霍爾元件裝在用非磁性材料制成的薄壁盲孔密封套內(nèi)，密封套外圓與傳感器內(nèi)壁 設(shè)有橡膠密封圈。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用霍爾傳感器直測(cè)提前角的電控VE分配泵，其特征 在于所述的上止點(diǎn)傳感器為霍爾傳感器，安裝在分配泵安裝板上，或安裝在柴 油機(jī)缸體上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用霍爾傳感器直測(cè)提前角的電控VE分配泵，其特征 在于在傳動(dòng)齒輪上、與上止點(diǎn)傳感器霍爾元件相對(duì)應(yīng)的位置上設(shè)有一個(gè)磁鋼。 專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用霍爾傳感器直測(cè)提前角的電控VE分配泵，它包括帶機(jī)械調(diào)速器的VE分配泵、霍爾提前角傳感器；霍爾提前角傳感器按裝在VE分配泵分配外殼前端，直接測(cè)量VE泵供油的開(kāi)始時(shí)刻。本實(shí)用新型一方面增加VE分配泵凸輪升程，提高供油壓力，另一方面用電控技術(shù)精確的控制供油提前角，采用現(xiàn)有的機(jī)械調(diào)速器控制供油量，配合EGR閥使柴油機(jī)排放達(dá)到歐3標(biāo)準(zhǔn)，這種電控VE分配泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉維修方便。
文檔編號(hào)F02M51/04GK201396229SQ20092013815
公開(kāi)日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者王九如 申請(qǐng)人:福建省莆田市中涵機(jī)動(dòng)力有限公司