燃油温度控制的装置和方法_2

文档序号:8540665阅读:来源:国知局
油的粘度,使燃油流动性更好,改善燃油雾化条件,改善发动机性能,优化排放和燃油经济性。改善发动机低温环境的燃烧状态,使燃烧更充分,提高发动机动力性。提高发动机的冷启动性能,使发动机在低温环境下的适应能力更好。使燃油加热更稳定,燃油加热更快。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的系统结构组成示意图。
[0021]图2a为本发明的油箱结构示意图。
[0022]图2b为图2a的A-A向示意图。
[0023]图3为本发明的调节单元示意图。
[0024]图4为本发明的温度控制模式调节单元示意图。
[0025]图5为本发明的状态转换单元确定发动机的状态示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0027]众所周知,随着共轨系统的发展,电子限压阀将逐渐取代目前的机械限压阀。电子限压阀(简称PCV阀)是安装在共轨管(即高压轨管)上,起到限制轨内压力的作用,不同的电流对应不同的压力,起到维持轨内压力恒定的作用。当轨内压力小于限制压力时,电子限压阀是关闭的,没有出油,而当轨内压力大于限制压力时,电子限压阀打开,卸掉一部份油回到回油管,维持轨内压力等于限制压力。高压燃油变成低压油会释放热能,使燃油温度升尚O
[0028]本发明的方案利用高压燃油通过PCV阀进入到回油管释放的热能加热燃油,当发动机燃油温度低时,通过加大燃油供应量,使得大量的多余的高压燃油进入回油管,高温燃油通过回油管回到油箱后使燃油温度迅速上升。当检测到燃油温度过高时,通过调节进油量,关闭电子限压阀,不再有多余的高压燃油进入回油管,达到控制燃油温度的目的。
[0029]该方案在启动过程也可以对燃油进行加热,改善启动性能。
[0030]该方案还提供了一种主副油箱的设计,油路只与副油箱(小)直接相连,使得需要加热的燃油量大大减小,加快了燃油温度的上升,主油箱内的燃油不实时加热,降低能耗。
[0031]本方案通过控制流经电子限压阀的燃油来控制燃油温度。在发动机启动和/或正常工作时,控制单元13通过安装在油箱上的油温传感器来监控油箱中燃油温度,当检测到油箱中燃油温度超过设定的油温上限值时,控制单元13控制按照发动机运行所需提供燃油,没有多余的燃油通过PCV阀流回油箱;当检测到油箱中燃油温度低于设定的油温下限值时,控制单元13控制加大进油量,电子限压阀11控制轨压(轨压过高则会泄油),使得多余的燃油通过回流管8回流至油箱,多余的燃油使油箱燃油温度升高,最终达到控制燃油温度的目的。
[0032]本方案为了加快燃油温度上升设计了一种油箱,该油箱由主副两个油箱构成,副油箱2相对于主油箱I体积要小很多(一般在2升左右),燃油回路直接与副油箱相连。这样燃油回流至副油箱2中,以容量小于主油箱I的副油箱2来加快燃油温度的上升。
[0033]本实施例所提出的发动机燃油系统如图1所示,其是一个柴油发动机的燃油系统,包括主油箱1、与主油箱I连接的副油箱2,副油箱2的底部通过出油官3连接输油栗5,出油管3上可设置一个过滤器4 ;输油泵5连接高压泵7,高压泵7上安装有进油计量阀6 ;高压泵7通过高压油管连接高压轨管10 ;在高压轨管10上两端分别设有压力传感器9和电子限压阀11 ;喷油器12通过高压油管和高压轨管10连接。高压轨管10通过回油管8连接副油箱2。
[0034]输油泵5从副油箱2中输送燃油给高压泵7,进油计量阀6控制进入高压泵7的燃油流量,燃油经高压泵7加压后储存到高压轨管10中,喷油器12通过高压油管和高压轨管10连接。电子限压阀11通过释放高压燃油到回油管8中,降低高压轨管10中的压力,回油管8中的回油最终回到副油箱2中。
[0035]此外,该系统还包括一个控制单元13,即整个系统的MCU微处理器。控制单元13电连接进油计量阀6、压力传感器9、电子限压阀11、喷油器12、以及安装在副油箱2上的油温传感器14。它能够控制进油计量阀6、电子限压阀11和喷油器12,并且监测高压轨管10中的燃油压力和副油箱2中的燃油温度。
[0036]图2a和图2b给出的是油箱结构图,主副油箱结构不受限与此。该油箱包括主油箱I和副油箱2,副油箱2远小于主油箱1,它们上部通过直通管15相连通,它们的下部通过带有温度阀16的油管以及带有单向阀17的油管相连。当回油较多较快时,副油箱2中满溢的燃油可以通过直通管15溢流到主油箱I中去。当副油箱2内燃油温度大于一个定值(温度阀导通温度)时,温度阀16打开,主副油箱连通;单向阀17可采用弹簧阀,当副油箱2的液面低于主油箱I液面一定值时,单向阀17导通,导通方向为主油箱往副油箱方向;单向阀17的作用在于:当副油箱内燃油温度还较低时,发动机启动时也需要消耗燃油,此时温度阀16还未打开,则副油箱内的燃油可能会被消耗殆尽,加入了单向阀17,当副油箱2内液面低于主油箱I液面一定值时,单向阀17由于两侧的压差而导通,主油箱I中燃油可以补充一部分进入副油箱。
[0037]为了控制燃油温度,给出了图3的调节单元18,该调节单元18用于判断发动机的工作状态,并根据发动机工作状态执行相应的温度控制模式:要么选择执行第一温度控制模式:控制安装在高压泵7上的进油计量阀6处于全供油状态,高压轨管10上的电子限压阀11处于闭环控制轨压状态,这种模式下进油计量阀控制在全供油状态,大量高温燃油进入副油箱2,油温升高。要么选择执行第二温度控制模式:控制进油计量阀6处于闭环控制轨压状态,电子限压阀11处于关闭状态,燃油加热停止。
[0038]所述调节单元18包括温度控制模式调节单元19、与温度控制模式调节单元19的输出连接的电子限压阀控制单元20和进油计量阀控制单元21 ;温度控制模式调节单元19用于确定电子限压阀11和进油计量阀6应该被控制的状态,给出电子限压阀控制状态信号ST_PCV_CTL和进油计量阀控制状态信号ST_MV_CTL ;电子限压阀控制单元20用于产生实际的电子限压阀控制信号PCV_CTL,进油计量阀控制单元21用于产生实际的进油计量阀控制信号IMV_CTL。实际的PCV_CTL信号是具有一定占空比的数字信号,驱动电子限压阀,占空比受到ST_MV_CTL信号的调节,ST_IMV_CTL信号为I或O时,占空比不同。实际的
CTL信号同样如此。
[0039]图4给出了温度控制模式调节单元19的内部结构。温度控制模式调节单元19包括一个禁止喷射时间计算单元22,用于计算发动机开始启动时的禁止喷射时间Dislnj_ti ;为了防止此时燃油温度过低,造成燃烧不好排放差。喷射时间计算单元22可利用燃油温度Fuel_t、发动机水温Eng_t、进气温度Air_t通过查表方式查询计算禁止喷射时间Dislnj_ti。还包括一个状态转换单元23,通过状态转换单元23确定发动机的状态;然后在阀的控制模式判断单元24中判断电子限压阀11和进油计量阀6应处于的工作状态(下文叙述的第一温度控制模式和第二温度控制模式中对应了该两个阀的工作状态),给出对应的电子限压阀控制状态信号ST_PCV_CTL和进油计量阀控制状态信号STJMV_CTL。
[0040]图5给出了状态转换单元23的工作过程;控制单元13上电后,发动机进入初始化状态25,此时各阀处于禁止工作状态。当状态转换单元23检测到发动机转速时,也就是发动机转速参数Eng_n>0时,转换到开始启动状态26,此状态控制单元控制喷油器12禁止喷油,是为了防止燃油温度过低,造成燃烧不好排放差,禁止喷射时间由禁止喷射时间计算22单元得到。当启动时间Strt_ti超过禁止喷射时间Dislnj_ti后,进入启动中状态27,控制单元控制喷油器12开始喷油。当转速达到启动完成转速后(即图5中的Eng_n>Eng_nStrtEnd),进入启动完
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