一种柴油发动机用可变喷油速率柴油喷射系统的制作方法

本实用新型属于柴油发动机用柴油喷射系统技术领域，具体的说是一种柴油发动机用可变喷油速率柴油喷射系统。

背景技术：

随着排放法规的日益严格，排气污染物的限值越来越低，尤其近几年柴油机排气污染物(主要是颗粒和氮氧化合物)的限值已达到国五或国六水平。为了实现同时降低上述两种排气污染物，使发动机排放达到排放法规的要求，电控高压共轨喷射技术成为满足排放法规的实施策略之一。

电控高压共轨喷射技术是指高压油泵、高压油轨、压力传感器和ECU组成的闭环系统，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种喷油方式；高压油泵把高压柴油输送到高压油轨中，对高压油轨内的柴油压力实现精确控制，达到喷油压力大小与发动机转速无关的目的，可以排除非共轨柴油机喷油压力对发动机转速的依赖。

电控高压共轨系统主要由电控单元、高压油泵、高压油轨、电控喷油器以及各种传感器等组成。电控喷油器是共轨式柴油喷射系统中最关键和最复杂的部件，它的作用是根据ECU发出的控制信号，通过控制电磁阀的开起和关闭，将高压油轨中的柴油以最佳的喷油时刻和喷油量喷入柴油机的燃烧室。

在单次喷油过程中，常规共轨喷油系统喷油压力恒定不变，使得电控喷油器主喷喷油速率形状仅为矩形，此特性对于发动机的燃烧、燃油经济性和燃烧噪音有直接的影响，不能满足发动机全工况的最佳需求。

技术实现要素：

本实用新型提供一种柴油发动机用可变喷油速率柴油喷射系统，在实现柴油喷射压力与发动机转速无关的同时，采用两个油轨，单缸两个电控喷油器，以实现单次喷油过程中喷油压力低和高变化，最终达到理想连续柔性可变喷油速率，喷油速率形状满足发动机全工况需求，解决了现有柴油喷射系统的上述不足。

本实用新型技术方案结合附图说明如下：

一种柴油发动机用可变喷油速率柴油喷射系统，该系统包括高压油泵1、低压油轨2、高压油轨3、电控喷油器II4、电控喷油器Ⅰ5、单向阀6和电子控制单元ECU7；所述的高压油泵1分别与低压油轨2和高压油轨3通过管路连接；所述的电控喷油器Ⅰ5设置在发动机燃烧室10上方；所述的电控喷油器II4设置在高压油轨3和电控喷油器Ⅰ5之间的管路中；所述的单向阀6设置在低压油轨2与电控喷油器Ⅰ5之间的管路中；所述的电子控制单元ECU7通过电线与高压油泵1、低压油轨2、高压油轨3、电控喷油器II4和电控喷油器Ⅰ5相连；所述的电控喷油器II4与电子控制单元ECU7之间的电流为电控喷油器II驱动电流8；所述的电控喷油器Ⅰ5与电子控制单元ECU7之间的电流为电控喷油器Ⅰ驱动电流9。

所述的低压油轨2的入口与高压油泵1中的低压油泵出油口相连；所述的低压油轨2的出口与单向阀6的入口相连；所述的高压油轨3的入口与高压油泵1中的高压油泵出油口相连；所述的高压油轨3的出口与电控喷油器II4的入口相连。

本实用新型的有益效果为：本实用新型为了实现油耗和排放的降低，发动机全工况下需要梯形、靴形、矩形多种喷油规律，常规共轨系统只能实现一种矩形喷油规律，对发动机降油耗和排放不利。本实用新型能够实现梯形、靴形、矩形多种柔性可变喷油规律，能满足发动机全工况对喷油规律的需求，实现油耗和排放的降低，相对常规共轨系统能降油耗3％左右。同时由于喷油规律的变化，相对常规系统可以降低最高喷射压力，进而降低高压油泵驱动峰值扭矩，降低高压油泵内部传动系统设计难度，提升高压油泵内部传动系统可靠性。

附图说明

图1为本实用新型中柴油发动机用可变喷油速率柴油喷射系统的结构示意图；

图2为本实用新型中电控喷油器II驱动电流示意图；

图3为本实用新型中电控喷油器Ⅰ驱动电流示意图。

图中，1、高压油泵；2、低压油轨；3、高压油轨；4、电控喷油器II；5、电控喷油器Ⅰ；6、单向阀；7、电子控制单元ECU；8、电控喷油器II驱动电流；9、电控喷油器Ⅰ驱动电流；10、发动机燃烧室。

具体实施方式

参阅图1、图2和图3，一种柴油发动机用可变喷油速率柴油喷射系统，该系统包括高压油泵1、低压油轨2、高压油轨3、电控喷油器II4、电控喷油器Ⅰ5、单向阀6和电子控制单元ECU7。

所述的高压油泵1分别与低压油轨2和高压油轨3通过管路连接；所述的电控喷油器Ⅰ5设置在发动机燃烧室10上方，向燃烧室内喷射柴油；所述的电控喷油器II4设置在高压油轨3和电控喷油器Ⅰ5之间的管路中，向电控喷油器Ⅰ5内喷射柴油；所述的单向阀6设置在低压油轨2与电控喷油器Ⅰ5之间的管路中，从油轨向电控喷油器Ⅰ侧导通，反向则关闭；所述的电子控制单元ECU7通过电线与高压油泵1、低压油轨2、高压油轨3、电控喷油器II4和电控喷油器Ⅰ5相连；所述的电控喷油器II4与电子控制单元ECU7之间的电流为电控喷油器II驱动电流8；所述的电控喷油器Ⅰ5与电子控制单元ECU7之间的电流为电控喷油器Ⅰ驱动电流9。

所述的低压油轨2的入口与高压油泵1中的低压油泵出油口相连；所述的低压油轨2的出口与单向阀6的入口相连；所述的高压油轨3的入口与高压油泵1中的高压油泵出油口相连；所述的高压油轨3的出口与电控喷油器II4的入口相连。

一种柴油发动机用可变喷油速率柴油喷射系统方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、所述的电子控制单元ECU7控制电控喷油器Ⅰ5和单向阀6开启即电控喷油器Ⅰ驱动电流9和单向阀6开启，电控喷油器Ⅰ5以低压油轨2内压力进行喷射；

步骤二、当喷油2000～3000us后，电子控制单元ECU7控制电控喷油器II4开启即电控喷油器II驱动电流8开启，在压力差作用下，单向阀6关闭，电控喷油器Ⅰ5以高压油轨3内压力进行喷射；

步骤三、1000～2000us后，电控喷油器Ⅰ5和电控喷油器II4同时关闭。

所述的低压油轨2在高压油泵1作用下建立500bar～1200bar的压力。

所述的高压油轨3在高压油泵1作用下建立1000bar～2200bar的压力。

所述的电控喷油器Ⅰ驱动电流9开启关闭时长为3000μs～5000μs，所述的电控喷油器II驱动电流8开启关闭时长为1000μs～2000μs，且电控喷油器Ⅰ驱动电流9关闭时刻与电控喷油器II驱动电流8关闭时刻相同。

电子控制单元ECU7按标定好的控制MAP控制高压油泵，通过油轨上的压力传感器实现柴油喷射压力的稳定闭环控制；高压油泵1分别控制低压油轨2和高压油轨3，实现两个油轨的一低、一高恒定压力。电子控制单元ECU7按标定好的控制MAP控制电控喷油器Ⅰ5开启和关闭，根据发动机工况需求实现喷油正时和喷油量的控制；电控单元按标定好的控制MAP控制电控喷油器II4开启和关闭，在电控喷油器II4开启前，低轨压腔一直与电控喷油器Ⅰ5相通，喷油压力等于低轨压压力，当电控喷油器II4开启后，单向阀6关闭，低轨压与电控喷油器Ⅰ5通道被切断，高轨压通过电控喷油器II4与电控喷油器Ⅰ5连通，此时喷油压力等于高轨压压力，实现理想连续柔性可变喷油速率。

实施例一：低压油轨2在高压油泵1作用下建立500bar压力，高压油轨3在高压油泵1作用下建立1000bar压力，电子控制单元ECU7控制电控喷油器Ⅰ5开启3000us,2000us后电子控制单元ECU7控制电控喷油器II4开启1000us，3000us时电子控制单元ECU7控制电控喷油器Ⅰ5和电控喷油器II4同时关闭。

实施例二：低压油轨2在高压油泵1作用下建立1200bar压力，高压油轨3在高压油泵1作用下建立2200bar压力，电子控制单元ECU7控制电控喷油器Ⅰ5开启5000us,3000us后电子控制单元ECU7控制电控喷油器II4开启2000us，5000us时电子控制单元ECU7控制电控喷油器Ⅰ5和电控喷油器II4同时关闭。

实施例三：低压油轨2在高压油泵1作用下建立850bar压力，高压油轨3在高压油泵1作用下建立1600bar压力，电子控制单元ECU7控制电控喷油器Ⅰ5开启4000us,2500us后电子控制单元ECU7控制电控喷油器II4开启1500us，4000us时电子控制单元ECU7控制电控喷油器Ⅰ5和电控喷油器II4同时关闭。