一種電控噴射型立式單缸柴油的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種電控噴射型立式單缸柴油機，主要包括氣缸蓋總成、氣缸體總成、配氣機構、運動系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)與燃油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)，數(shù)字控制系統(tǒng)，還包括通過控制噴射量、噴射時間，從而控制總功率輸出的電控系統(tǒng)等。本實用新型的電控噴射型立式單缸柴油機設計合理，機構緊湊，整機運轉平穩(wěn)、震動小、噪聲低；同時，該機型采用電控系統(tǒng)對單缸柴油機的燃油噴射系統(tǒng)進一步升級，能降低燃油消耗和尾氣排放，有利于環(huán)保節(jié)能。
【專利說明】一種電控噴射型立式單缸柴油機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電控噴射型立式單缸柴油機。
【背景技術】
[0002]柴油機是一種常用的動力機械，而單缸柴油機則是適合于農(nóng)用的小型動力機，它占有了較大的市場份額，單缸柴油機在性能價格上極具優(yōu)點，適用面廣泛，可用于手扶、四輪拖拉機，小型運輸車輛等，同時，其價格低廉，保養(yǎng)維修方便。目前，國內外市場的電控噴射單缸柴油機產(chǎn)品還處于空白，一些發(fā)動機企業(yè)也是處于研發(fā)階段。雖然目前多缸柴油機已經(jīng)基本采用了電子控制燃油噴射系統(tǒng)，但是大量單缸柴油機則仍然使用機械控制燃油噴射系統(tǒng)，單缸柴油機的燃油噴射系統(tǒng)升級對進一步減少燃油消耗和污染物排放具有重要意義，因此，節(jié)能環(huán)保型的電控噴射單缸柴油機的開發(fā)，對柴油機行業(yè)的發(fā)展，對我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、變通運輸和國防建設以及人民生活都有十分重大的影響。目前，我國現(xiàn)有的機械式單缸柴油機大多數(shù)為第一代柴油機，由于其自身機械式的限制，其整體技術水平要落后國外先進國家十年左右，尤其是在產(chǎn)品可靠性、尾氣排放這兩個主要的性能指標方面與國外同類產(chǎn)品相比存在著很大的差距。目前，國內外市場的電控噴射單缸柴油機產(chǎn)品還處于空白，本項目研發(fā)既配合國家節(jié)能減排的宏觀政策導向，又是企業(yè)自身持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展采取分步走的戰(zhàn)略規(guī)劃，促進行業(yè)產(chǎn)品結構升級與轉型的需要。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于克服機械式單缸柴油機現(xiàn)有技術的不足，提供一種采用電控噴射的立式單缸柴油機，提高產(chǎn)品可靠性，降低排放，從而達到提高效率、清潔排放、經(jīng)濟節(jié)能的目的。
[0004]本實用新型的實用新型目的是這樣實現(xiàn)的:一種電控噴射型立式單缸柴油機，包括氣缸蓋總成、氣缸體總成、配氣機構、運動系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)與燃油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)，數(shù)字控制系統(tǒng)，
[0005]所述氣缸蓋總成包括氣缸蓋、缸蓋氣道，氣缸體總成包括氣缸體；
[0006]所述配氣機構包括凸輪軸、油泵凸輪、進氣凸輪、排氣凸輪、正時齒輪；
[0007]所述運動系統(tǒng)包括活塞連桿機構、曲軸、飛輪；
[0008]所述活塞連桿機構將活塞的往復運動轉化為曲軸的旋轉運動；
[0009]所述燃油供給系統(tǒng)是通過高壓油管與P型噴油器聯(lián)接，由噴油泵將燃油通過高壓油管輸送給噴油器，及燃油由低壓到高壓的輸送，以及回油接收；主要包括燃油箱、輸油泵、濾油器、噴油泵、P型噴油器；
[0010]所述回油閥是在電控單體泵的油壓過高的時候，通過回油閥將電控單體泵的部分油瀉出，回到油箱內。
[0011]還包括通過控制噴射量、噴射時間，從而控制總功率輸出的電控系統(tǒng)；所述電控噴射系統(tǒng)包括傳感器、ECU系統(tǒng)總成及電控單體栗總成；[0012]所述ECU系統(tǒng)總成連接傳感器、電控單體泵、噴油器；所述ECU系統(tǒng)總成還連接油門踏板。
[0013]所述噴油泵是電控單體泵，所述電控單體泵由進油管提供燃油，所述電控單體泵上的回油電磁閥由ECU系統(tǒng)總成控制，使得電控單體泵定時和定量地噴射燃油。
[0014]所述噴油器采用P型噴油器，所述P型噴油器通過高壓油管連接所述電控單體泵。
[0015]所述回油閥是在電控單體泵的油壓過高的時候，通過回油閥將電控單體泵的部分油瀉出，回到油箱內。
[0016]所述傳感器包括水溫傳感器、速度傳感器、進氣壓力傳感器及凸輪軸位置傳感器。
[0017]所述飛輪上圓周開有感應孔，所述速度傳感器與所述感應孔的間隙是0.5?1_。
[0018]所述冷卻系統(tǒng)包括水箱，在所述水箱的出水管處安裝有水溫傳感器，所述凸輪軸上安裝有凸輪軸位置傳感器。
[0019]活塞設有縮口，且其剖面形狀呈“ ω ”型。
[0020]所述缸蓋氣道采用螺旋氣道，使得噴油器安裝孔遠離缸蓋排氣道，靠近缸蓋進氣道。
[0021]還包括傳感器支架，所述速度傳感器固定在傳感器支架上。
[0022]本實用新型與現(xiàn)有技術的立式單缸柴油機相比，具有以下優(yōu)點:
[0023]1:使用燃油電控噴射系統(tǒng)后，與傳統(tǒng)的機械式柴油機相比，取消了原來機械的調速方式，因此，整機的穩(wěn)定性更好，速度的波動很小，約為±3 r/min,而傳動的機械調速方式，速度的波動約±15?±20r/min ；
[0024]2:電控單體泵的泵端壓力提高后；電控噴射型立式單缸柴油機供油凸輪型線保證了位移、速度和加速度基本達到理論設計要求；與此兩個系統(tǒng):ECU控制系統(tǒng)和電控單體泵相配套。整機性能指標達到第二代高效單缸柴油機標準要求，特別是環(huán)保指標非常突出。
[0025]3:電控噴射型立式單缸柴油機與同缸徑的立式單缸柴油機對比，以IlOmm缸徑柴油機為例，突出亮點有:
[0026]a)功率提高約5% ；
[0027]b)燃油消耗率降低約8% ；
[0028]c)排放在現(xiàn)有國II基礎上提升一代，接近或達到美國EPA第三階段要求；
[0029]d)比質量由 10.5Kg/Kw 減少到 9.5Kg/Kw。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本實用新型電控噴射型立式單缸柴油機的結構示意圖。
[0031]圖2為圖1所示的電控噴射型立式單缸柴油機側視圖。
[0032]圖3為電控噴射燃油系統(tǒng)簡圖。
[0033]圖4為缸蓋的氣道簡圖(橫向剖視圖)。
[0034]圖5為缸蓋的氣道簡圖(縱向剖視圖)。
[0035]圖6為活塞燃燒室與P型噴油器相對位置示意圖。
[0036]圖7為本實用新型單體泵與供油凸輪連接結構剖視圖。
[0037]圖8為本實用新型配氣機構結構剖視圖(縱向剖視圖)。
[0038]圖9為本實用新型配氣機構結構剖視圖(橫向剖視圖)。[0039]說明書附圖中，各標號表示如下:ECU系統(tǒng)總成I低壓輸油泵2 電控單體泵4回油閥5 進油管6噴油器安裝孔7缸蓋8缸蓋進氣道9 缸蓋排氣道10 高壓油管11 P型噴油器12 缸蓋三角區(qū)13 水箱14下水管15水溫傳感器16速度傳感器17 感應孔18飛輪19 E⑶開關20 油門踏板21 電池22 活塞24進氣壓力傳感器25空氣濾清器26泄油閥28過渡套29滾輪體30滾輪31油泵凸輪32凸輪軸36凸輪軸位置傳感器37正時齒輪38排氣凸輪39進氣凸輪40。
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的描述。
[0041]根據(jù)圖1一7所示，本實用新型的電控噴射型立式單缸柴油機，主要包括氣缸蓋總成、氣缸體總成、配氣機構、運動系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)與燃油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)，數(shù)字控制系統(tǒng)。
[0042]I)所述氣缸蓋總成及氣缸體總成主要零件包括氣缸蓋、缸蓋氣道、氣缸體；
[0043]2)所述配氣機構主要零件包括凸輪軸、油泵凸輪、進氣凸輪、排氣凸輪、正時齒輪；
[0044]3)所述運動系統(tǒng)包括活塞連桿機構、曲軸、飛輪；
[0045]4)所述活塞連桿機構是將活塞的往復運動轉化為曲軸的旋轉運動；
[0046]5)所述燃油供給系統(tǒng)是通過高壓油管與P型噴油器聯(lián)接，由噴油泵將燃油通過高壓油管輸送給噴油器，及燃油由低壓到高壓的輸送，以及回油接收；主要包括燃油箱、輸油泵、濾油器、噴油泵、P型噴油器；
[0047]6)所述回油閥是在電控單體泵的油壓過高的時候，通過回油閥將電控單體泵的部分油瀉出，回到油箱內。
[0048]7)還包括通過控制噴射量、噴射時間，從而控制總功率輸出的電控系統(tǒng)；所述電控嗔射系統(tǒng)包括傳感器、ECU系統(tǒng)總成及電控單體栗總成；
[0049]8)所述E⑶系統(tǒng)總成連接所述傳感器、電控單體泵、噴油器；所述E⑶系統(tǒng)總成還連接油門踏板。
[0050]其中噴油泵采用電控單體泵4。電控噴射系統(tǒng)通過控制燃油噴射量、噴射時刻，控制發(fā)動機的功率輸出。電控系統(tǒng)以ECU系統(tǒng)總成I作為電控噴射單缸柴油機的控制中心，連接著水溫傳感器16、速度傳感器17、進氣壓力傳感器25、凸輪軸位置傳感器37、油門踏板21及電控單體泵4 (具體見圖3)。新式的電控單體泵技術，以及與單體泵匹配的噴油器油嘴偶件的設計開發(fā)、與立式單缸柴油機匹配的ECU系統(tǒng)集成研發(fā)，使得在單缸柴油機上實現(xiàn)電控噴射技術，減少燃油消耗和尾氣排放。
[0051]參見圖1-3，E⑶系統(tǒng)總成I作為電控噴射單缸柴油機的控制中心，連接著水溫傳感器16、速度傳感器17、進氣壓力傳感器25、凸輪軸位置傳感器37、油門踏板21、電控單體泵4、E⑶開關20、電池22，E⑶系統(tǒng)總成I需要直流電源起動。駕駛員通過油門踏板21，將所需要的速度指令傳輸?shù)紼CU系統(tǒng)總成I內，然后根據(jù)內部的控制邏輯計算出發(fā)動機需要的噴油量和噴油時刻，并精確的控制電控單體泵實現(xiàn)燃油噴射。而ECU系統(tǒng)總成I能夠實時的根據(jù)發(fā)動機上水溫傳感器16、轉速傳感器17、進氣壓力傳感器25及凸輪軸位置傳感器37的輸入確定發(fā)動機的工作狀態(tài)。電控噴射單缸柴油機在飛輪19上圓周開有感應孔18，速度傳感器17固定在傳感器支架上，并與ECU系統(tǒng)總成I連接。傳感器與飛輪19上的感應孔有0.5~1_的間隙，速度傳感器17通過飛輪19的轉動接收到速度信號，然后將信號傳輸給E⑶系統(tǒng)總成I。水箱14的下水管15處安裝有水溫傳感器16,水溫傳感器16與E⑶系統(tǒng)總成I連接。E⑶系統(tǒng)總成I內設置有水溫、進氣壓力機凸輪軸位置轉角等與柴油機功率的關系參數(shù)。傳感器將信號傳輸給ECU系統(tǒng)總成I,ECU系統(tǒng)總成I根據(jù)傳感器信號對發(fā)動機進行實時監(jiān)控。電控單體泵4與ECU系統(tǒng)總成I及高壓油管11連接，并通過過渡套29固定在柴油機的機體上?？諝鉃V清器26上安裝有進氣壓力傳感器25。滾輪31與油泵凸輪32相鄰，滾輪31位于滾輪體30的一端，滾輪體30的另一端是過渡套29，在過渡套29上裝有泄油閥28。
[0052]參見圖4、圖5，缸蓋8的氣道采用螺旋氣道，使得噴油器安裝孔7位置形成獨特“缸蓋三角區(qū)13”，遠離高溫區(qū)一缸蓋排氣道10，靠近缸蓋進氣道9。從而降低噴油器的溫度。
[0053]參見圖6，燃燒系統(tǒng)與燃油系統(tǒng)優(yōu)化匹配設計技術:在缸蓋8內，特有徑深比的縮口 “ ω ”型直噴式燃燒室活塞24與合理的P型噴油器12安裝角度。保證了燃燒的充分。
[0054]參見圖7-9，凸輪軸35上安裝有正時齒輪38、供油凸輪32、排氣凸輪39及進氣凸輪40 ;供油凸輪16與電控單體泵4的滾輪31接觸，供油凸輪16的型線保證了位移、速度和加速度基本達到理論設計要求。高壓油管11與P型噴油器12連接。噴油器采用P型噴油器12，P系列噴油器的針閥慣量小，落座迅速，對改善顆粒排放有好處；并對降低直噴柴油機噪聲和NOx有一定的效果。
[0055]電控單體泵4由進油管6和回油閥5提供燃油，并通過回油電磁閥的開與閉實現(xiàn)噴油的定時和定量；從而可以精確控制供油量。根據(jù)發(fā)動機功率、轉速要求及油耗指標，計算噴油泵最大循環(huán)供油量(？《?3/循環(huán))。公式如下: [0056]
【權利要求】
1.一種電控噴射型立式單缸柴油機,包括氣缸蓋總成、氣缸體總成、配氣機構、運動系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)與燃油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)，數(shù)字控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述氣缸蓋總成包括氣缸蓋、缸蓋氣道，氣缸體總成包括氣缸體； 所述配氣機構包括凸輪軸、油泵凸輪、進氣凸輪、排氣凸輪、正時齒輪； 所述運動系統(tǒng)包括活塞連桿機構、曲軸、飛輪； 所述活塞連桿機構將活塞的往復運動轉化為曲軸的旋轉運動； 所述燃油供給系統(tǒng)是通過高壓油管與P型噴油器聯(lián)接，由噴油泵將燃油通過高壓油管輸送給噴油器，及燃油由低壓到高壓的輸送，以及回油接收；主要包括燃油箱、輸油泵、濾油器、噴油泵、P型噴油器； 所述回油閥是在電控單體泵的油壓過高的時候，通過回油閥將電控單體泵的部分油瀉出，回到油箱內。
2.根據(jù)權利要求1所述的電控噴射型立式單缸柴油機，其特征在于:還包括通過控制噴射量、噴射時間，從而控制總功率輸出的電控系統(tǒng)；所述電控噴射系統(tǒng)包括傳感器、ECU系統(tǒng)總成及電控單體泵總成； 所述ECU系統(tǒng)總成連接傳感器、電控單體泵、噴油器；所述ECU系統(tǒng)總成還連接油門踏板。
3.根據(jù)權利要求1所述的電控噴射型立式單缸柴油機，其特征在于:所述噴油泵是電控單體泵，所述電控單體泵由進油管提供燃油，所述電控單體泵上的回油電磁閥由ECU系統(tǒng)總成控制，使得電控單體泵定時和定量地噴射燃油。
4.根據(jù)權利要求2所述的電控噴射型立式單缸柴油機，其特征在于:所述噴油器采用P型噴油器，所述P型噴油器通過高壓油管連接所述電控單體泵。
5.根據(jù)權利要求3所述的電控噴射型立式單缸柴油機，其特征在于:所述回油閥是在電控單體泵的油壓過高的時候，通過回油閥將電控單體泵的部分油瀉出，回到油箱內。
6.根據(jù)權利要求4所述的電控噴射型立式單缸柴油機，其特征在于:所述傳感器包括水溫傳感器、速度傳感器、進氣壓力傳感器及凸輪軸位置傳感器。
7.根據(jù)權利要求5所述的電控噴射型立式單缸柴油機，其特征在于:所述飛輪上圓周開有感應孔，所述速度傳感器與所述感應孔的間隙是0.5?1mm。
8.根據(jù)權利要求6所述的電控噴射型立式單缸柴油機，其特征在于:所述冷卻系統(tǒng)包括水箱，在所述水箱的出水管處安裝有水溫傳感器，所述凸輪軸上安裝有凸輪軸位置傳感器。
9.根據(jù)權利要求7所述的電控噴射型立式單缸柴油機，其特征在于:活塞設有縮口，且其剖面形狀呈“ω”型。
10.根據(jù)權利要求8所述的電控噴射型立式單缸柴油機，其特征在于:所述缸蓋氣道采用螺旋氣道，使得噴油器安裝孔遠離缸蓋排氣道，靠近缸蓋進氣道。
11.根據(jù)權利要求9所述的電控噴射型立式單缸柴油機，其特征在于:還包括傳感器支架，所述速度傳感器固定在傳感器支架上。
【文檔編號】F02D41/40GK203394669SQ201320392992
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年7月3日 優(yōu)先權日:2013年7月3日
【發(fā)明者】張火青, 楊恒發(fā), 蒙振波, 梁聯(lián)照 申請人:廣東德力柴油機有限公司