專利名稱：增壓共軌噴油系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油機(jī)噴油系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的柴油機(jī)共軌噴油系統(tǒng)中，采用增壓閥(又稱為“壓力放大器”)進(jìn)一步提高系 統(tǒng)的噴射壓力，是一種有效的改進(jìn)方法。中國專利CN1158460C (W00129409)公開了一種將 壓力放大器與噴油器集成在一起的技術(shù)方案。該壓力放大器由執(zhí)行元件通過控制閥操縱， 可以將初級壓力30(Tl000bar放大到1600bar。所用的控制閥是一個(gè)二位二通閥和一個(gè)第 二閥。上述專利的缺點(diǎn)是，由于壓力放大器設(shè)置在噴油器內(nèi)，放大器中增壓柱塞的外徑和截 面積之比都受到噴油器直徑的限制，難于滿足將最大壓力提高到2000bar的要求。德國專 利DE10059124 (US2002/0092502A1)公開了一種增壓閥經(jīng)一個(gè)二位二通閥連接蓄壓器的技 術(shù)方案，其中增壓閥與噴油器不在一起，因此增壓活塞的外徑和增壓活塞與增壓柱塞的面 積比都不受噴油器直徑的限制。此外，在柴油機(jī)共軌噴油系統(tǒng)中采用電控單元控制電控噴油器實(shí)現(xiàn)多次噴射的方 法屬于現(xiàn)有技術(shù)。為了進(jìn)一步提高柴油機(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)，在采用多次噴射技術(shù)時(shí)希望能實(shí)現(xiàn) 在預(yù)噴和后噴時(shí)采用較低的噴射壓力，而在主噴射時(shí)采用高噴射壓力。另外，由于柴油機(jī) 在燃燒室開始燃燒之前的著火滯后期內(nèi)，尤其是在著火滯后期的開始階段噴油速率不能過 高，否則會加大柴油機(jī)的噪聲和NOx排放。但是上述兩項(xiàng)專利所述的噴油系統(tǒng)，都無法實(shí)現(xiàn) 在預(yù)噴和后噴時(shí)采用較低噴射壓力的要求，也難于控制著火滯后期的噴油速率。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種增壓閥和共軌管安裝在一起的增壓 共軌噴油系統(tǒng)。本發(fā)明包括高壓供油泵、共軌管、高壓油管、回油管、其特征在于還包括控制閥、 增壓閥、電控單元和多個(gè)電控噴油器，其中的增壓閥安裝在共軌管和每個(gè)控制閥后面，互相 間用高壓油管連接，
a.所述的控制閥是一個(gè)二位四通高速電磁換向閥，它由共軌管供給共軌壓力Pc的燃 油，并能快速地從向增壓閥的上腔供油轉(zhuǎn)換到向增壓閥的下腔供油，該控制閥的換向動作 和換向時(shí)間由上述電控單元控制；
b.上述增壓共軌噴油系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)多次噴射，在上述電控單元的控制下，其中的電控噴 油器在主噴射時(shí)由上述增壓閥供給增壓壓力P3的燃油，在預(yù)噴射和后噴射時(shí)，電控噴油器 由上述共軌管直接供給共軌壓力Pc的燃油。本發(fā)明所述的增壓閥中裝有連成一體的增壓活塞和增壓柱塞，增壓活塞和增壓柱 塞是能上下往復(fù)運(yùn)動的同軸圓柱體；在增壓閥中，增壓活塞上方的空間是上腔，增壓活塞下 方的空間是下腔，增壓柱塞下方的空間是增壓腔；增壓活塞和增壓柱塞的截面積之比是1 2. 5 1: 3. 0。
本發(fā)明在增壓閥下腔和控制閥的連接管路上裝有一個(gè)電控節(jié)流閥，它由電控單元 控制其節(jié)流阻尼。本發(fā)明所述的增壓閥和控制閥集成在一起，安裝在所述的共軌管上，或者安裝在 共軌管附近。本發(fā)明所述的增壓壓力P3是2000 2500bar,其中所述的共軌壓力Pc是 lOOObar。本發(fā)明所述的電控噴油器是一種由電控單元控制噴油正時(shí)和噴油量的噴油器，該 電控噴油器的執(zhí)行器是高速電磁閥或壓電執(zhí)行器。本發(fā)明所述的電控單元中儲存有控制電控噴油器實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射、主噴射和后噴射的 程序。本發(fā)明所述的電控單元中儲存有調(diào)節(jié)電控節(jié)流閥阻尼大小的程序。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是
a.在預(yù)噴和后噴時(shí)采用較低的噴射壓力，降低了排放和能量損耗，而且可以控制增壓 柱塞的行程，減少了不必要的回油損失。b.在增壓閥下腔和控制閥的連接管路上裝有一個(gè)電控節(jié)流閥，可以通過電控單元 控制增壓活塞和增壓柱塞的運(yùn)動速度，從而控制增壓壓力P3的變化，也就是通過調(diào)節(jié)電控 節(jié)流閥的阻尼改變主噴射時(shí)噴射壓力上升段的曲線斜度，進(jìn)而控制噴油速率和燃燒速度。 這樣就能改善發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和凈化水平，達(dá)到降低噪聲和NOx排放的目標(biāo)。c.本發(fā)明將增壓閥和控制閥集成在一起，安裝在共軌管上，或裝在共軌管附近。使 得結(jié)構(gòu)緊湊，因此不需要因加了增壓閥而加大噴油器的外形尺寸，有利于噴油器在氣缸蓋 上的設(shè)計(jì)布置。


圖1是本發(fā)明的增壓共軌噴油系統(tǒng)圖2是本發(fā)明預(yù)噴和后噴時(shí)燃油在噴油系統(tǒng)中的流動示意圖； 圖3是本發(fā)明的控制系統(tǒng)框圖； 圖4是本發(fā)明所實(shí)施的多次噴射示意圖。圖中1、燃油箱，2、輸油泵，3、高壓供油泵，5、共軌管，6、控制閥，7、增壓閥，8、增壓 活塞，9、增壓柱塞，10、上腔，11、下腔，12、增壓腔，14、高壓油管，15、回油管，16、電控噴油 器，17、電控節(jié)流閥，18、連接管路，19、單向閥，20、電控單元，21、回油進(jìn)口。P1上腔壓力，P2下腔壓力，P3增壓壓力，Pc共軌壓力。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明包括高壓供油泵3、共軌管5、高壓油管14、回油管15、其特征在于還包括 控制閥6、增壓閥7、電控單元20和多個(gè)電控噴油器16，其中的增壓閥7安裝在共軌管5和 每個(gè)控制閥6后面，互相間用高壓油管14連接，
a.所述的控制閥6是一個(gè)二位四通高速電磁換向閥，它由共軌管5供給共軌壓力Pc的 燃油，并能快速地從向增壓閥7的上腔10供油轉(zhuǎn)換到向增壓閥7的下腔11供油，該控制閥 6的換向動作和換向時(shí)間由上述電控單元20控制；b.上述增壓共軌噴油系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)多次噴射，在上述電控單元20的控制下，其中的電控 噴油器16在主噴射時(shí)由上述增壓閥7供給增壓壓力P3的燃油，在預(yù)噴射和后噴射時(shí)，電控 噴油器16由上述共軌管5直接供給共軌壓力Pc的燃油。本發(fā)明所述的增壓閥7中裝有連成一體的增壓活塞8和增壓柱塞9，增壓活塞8和 增壓柱塞9是能上下往復(fù)運(yùn)動的同軸圓柱體；在增壓閥7中，增壓活塞8上方的空間是上腔 10，增壓活塞8下方的空間是下腔11，增壓柱塞9下方的空間是增壓腔12 ；增壓活塞8和增 壓柱塞9的截面積之比是1 :2. 5 1: 3.0。本發(fā)明在增壓閥下腔11和控制閥6的連接管路18上裝有一個(gè)電控節(jié)流閥17，它 由電控單元20控制其節(jié)流阻尼。本發(fā)明所述的增壓閥7和控制閥6集成在一起，安裝在所述的共軌管5上，或者安 裝在共軌管5附近。本發(fā)明所述的增壓壓力P3是2000 2500bar,其中所述的共軌壓力Pc是 lOOObar。本發(fā)明所述的電控噴油器16是一種由電控單元20控制噴油正時(shí)和噴油量的噴油 器，該電控噴油器的執(zhí)行器是高速電磁閥或壓電執(zhí)行器。本發(fā)明所述的電控單元20中儲存有控制電控噴油器實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射、主噴射和后噴 射的程序。本發(fā)明所述的電控單元20中儲存有調(diào)節(jié)電控節(jié)流閥17阻尼大小的程序。以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明所述的柴油機(jī)增壓共軌噴油系統(tǒng)的具體實(shí)施方式
。圖1是本發(fā)明所述增壓共軌噴油系統(tǒng)一種優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)示意圖。為了簡化圖 形，圖1中只對通往一個(gè)電控噴油器16的高壓油路作了比較詳細(xì)的圖示。由共軌管5通往 多缸柴油機(jī)其余各缸的高壓油路都與此相似。圖中燃油從燃油箱1經(jīng)輸油泵2和高壓供油 泵3提高壓力后進(jìn)入共軌管5。燃油在共軌管5中保持穩(wěn)定的共軌壓力Pc。在主噴射階段， 燃油由共軌管5經(jīng)高壓油路進(jìn)入控制閥6?？刂崎y6是一個(gè)受電控單元20控制的二位四通 高速電磁換向閥，這時(shí)該閥處于向左的位置，燃油經(jīng)出口 L進(jìn)入增壓閥7的上腔10，燃油以 共軌壓力Pc推動增壓活塞8和增壓柱塞9向下運(yùn)動，使增壓腔12中的油壓提高到增壓壓 力P3。這時(shí)電控噴油器16將壓力為P3的主噴射燃油噴入柴油機(jī)燃燒室中。上述電控噴油 器16采用現(xiàn)有技術(shù)中柴油機(jī)共軌噴油系統(tǒng)所用的電控噴油器，是一種由電控單元20控制 噴油正時(shí)和噴油量的噴油器，該電控噴油器的執(zhí)行器是高速電磁閥或壓電執(zhí)行器。與此同 時(shí)，當(dāng)控制閥6處于向左位置時(shí)，回油進(jìn)口 21與連接回油管15的出口連通。增壓閥7的下 腔11經(jīng)連接管路18和電控節(jié)流閥17回油。由于本發(fā)明采用了由電控單元20控制的電控 節(jié)流閥17，因此增壓柱塞9向下運(yùn)動的行程和向下運(yùn)動的速度都是可以控制的。圖2是預(yù)噴和后噴時(shí)燃油在噴油系統(tǒng)中的流動示意圖。在主噴射結(jié)束后，控制閥 6在電控單元20的操縱下，從圖1所示向左的位置L移動到圖2所示向右的位置R。這時(shí) 打開了共軌管5中壓力油進(jìn)入增壓閥7的下腔11的通道，壓力為Pc的燃油推動增壓活塞 8和增壓柱塞9向上運(yùn)動。這時(shí)，由于增壓柱塞9向上運(yùn)動，增壓腔內(nèi)壓力下降使單向閥19 開啟。與此同時(shí)，增壓閥7的上腔10內(nèi)的燃油經(jīng)控制閥6流出，并經(jīng)回油管流回燃油箱1。 這時(shí)進(jìn)入噴油器的燃油壓力為共軌壓力Pc (lOOObar)。在這一階段，電控噴油器16按電控 單元20規(guī)定的噴油量和噴油時(shí)間進(jìn)行后噴射和預(yù)噴射。電控噴油器16中泄漏的低壓燃油經(jīng)回油管15流回燃油箱1。圖1和圖2中虛線方框內(nèi)包含的控制閥6、增壓閥7和電控節(jié) 流閥17這三個(gè)部件可以集成在一起，也可以將其中任意兩個(gè)部件集成在一起。集成后安裝 在共軌管5上，或裝在共軌管5附近。上述增壓共軌噴油系統(tǒng)實(shí)施例中的電控節(jié)流閥17也可以取消，從而簡化了噴油 系統(tǒng)。這時(shí)連接管路18的阻尼按設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)固定，不能調(diào)控。這種簡化后的噴油系統(tǒng)，只要 符合本發(fā)明的基本技術(shù)特征，仍然屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。圖3是本發(fā)明的控制系統(tǒng)框圖。其中所述的電控單元20中儲存有控制電控噴油 器實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射、主噴射和后噴射的程序。而且在所述的電控單元20中還儲存有調(diào)節(jié)電控節(jié) 流閥(17)阻尼大小的程序。圖3中控制單元(E⑶)20根據(jù)由溫度傳感器、壓力傳感器、發(fā) 動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和油門位置傳感器輸入的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后再由控制單元20按內(nèi) 存的程序分別向控制閥6、電控噴油器16、電控節(jié)流閥17輸出控制信號。其中控制閥6還 對增壓閥7和電控噴油器16進(jìn)行液壓控制。上述具體的控制方法和程序?qū)儆谝呀?jīng)公知的 現(xiàn)有技術(shù)。圖4是本發(fā)明所實(shí)施的發(fā)動機(jī)多次噴射示意圖。圖中以壓力P為縱坐標(biāo)，單位為 baK巴)。以時(shí)間為橫坐標(biāo)，單位為ms(毫秒)，或者以曲軸轉(zhuǎn)角0為橫坐標(biāo)，單位deg(度)。 圖中曲線a代表預(yù)噴射，曲線bcde代表主噴射，曲線f代表后噴射。預(yù)噴和后噴時(shí)的噴射 壓力是共軌壓力Pc，壓力較低。主噴射時(shí)的最高噴射壓力是增壓壓力，壓力較高。主噴射曲 線中的be段是噴射壓力的上升段，這一段曲線的斜度可以通過電控節(jié)流閥17調(diào)節(jié)，因此能 夠控制著火滯后期的噴油速率。(T和C"是調(diào)節(jié)不同節(jié)流閥開度獲得的不同噴油速率形狀 曲線，可以改善發(fā)動機(jī)不同工況下的排放性能。
權(quán)利要求
一種增壓共軌噴油系統(tǒng)，包括高壓供油泵(3)、共軌管(5)、高壓油管(14)、回油管(15)、其特征在于還包括控制閥(6)、增壓閥(7)、電控單元(20)和多個(gè)電控噴油器(16)，其中的增壓閥(7)安裝在共軌管(5)和每個(gè)控制閥(6)后面，互相間用高壓油管(14)連接，a.所述的控制閥(6)是一個(gè)二位四通高速電磁換向閥，它由共軌管(5)供給共軌壓力Pc的燃油，并能快速地從向增壓閥(7)的上腔(10)供油轉(zhuǎn)換到向增壓閥(7)的下腔(11)供油，該控制閥(6)的換向動作和換向時(shí)間由上述電控單元(20)控制；b.上述增壓共軌噴油系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)多次噴射，在上述電控單元(20)的控制下，其中的電控噴油器(16)在主噴射時(shí)由上述增壓閥(7)供給增壓壓力P3的燃油，在預(yù)噴射和后噴射時(shí)，電控噴油器(16)由上述共軌管(5)直接供給共軌壓力Pc的燃油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓共軌噴油系統(tǒng)，其特征是其中所述的增壓閥(7)中裝有 連成一體的增壓活塞(8)和增壓柱塞(9)，增壓活塞(8)和增壓柱塞(9)是能上下往復(fù)運(yùn)動 的同軸圓柱體；在增壓閥(7)中，增壓活塞(8)上方的空間是上腔(10)，增壓活塞(8)下方 的空間是下腔(11)，增壓柱塞(9)下方的空間是增壓腔(12)；增壓活塞(8)和增壓柱塞(9) 的截面積之比是1 :2. 5 1: 3.0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓共軌噴油系統(tǒng)，其特征是其中在增壓閥下腔(11)和控制 閥(6 )的連接管路(18 )上裝有一個(gè)電控節(jié)流閥(17 )，它由電控單元(20 )控制其節(jié)流阻尼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓共軌噴油系統(tǒng)，其特征是其中所述的增壓閥(7)和控制 閥(6 )集成在一起，安裝在所述的共軌管(5 )上，或者安裝在共軌管(5 )附近。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓共軌噴油系統(tǒng)，其特征是其中所述的增壓壓力P3是 2000" 2500bar,其中所述的共軌壓力Pc是lOOObar。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓共軌噴油系統(tǒng)，其特征是其中所述的電控噴油器(16) 是一種由電控單元(20)控制噴油正時(shí)和噴油量的噴油器，該電控噴油器的執(zhí)行器是高速 電磁閥或壓電執(zhí)行器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓共軌噴油系統(tǒng)，其特征是其中所述的電控單元(20)中 儲存有控制電控噴油器實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射、主噴射和后噴射的程序。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓共軌噴油系統(tǒng)，其特征是其中所述的電控單元(20)中 儲存有調(diào)節(jié)電控節(jié)流閥(17)阻尼大小的程序。
全文摘要
一種增壓共軌噴油系統(tǒng)，涉及柴油機(jī)噴油系統(tǒng)。本發(fā)明提供了一種增壓閥和共軌管安裝在一起的增壓共軌噴油系統(tǒng)。本發(fā)明包括高壓供油泵、共軌管、高壓油管、回油管、其特征在于還包括控制閥、增壓閥、電控單元和多個(gè)電控噴油器，其中的增壓閥安裝在共軌管和每個(gè)控制閥后面，互相間用高壓油管連接。本發(fā)明在預(yù)噴和后噴時(shí)采用較低的噴射壓力，降低了排放和能量損耗，而且可以控制增壓柱塞的行程，減少了不必要的回油損失。
文檔編號F02M63/00GK101984247SQ201010531759
公開日2011年3月9日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者戈非, 李駿, 胡林峰, 黃見 申請人:中國第一汽車集團(tuán)公司