专利名称：柴油机燃油喷射系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种柴油机燃油喷射系统，尤其涉及一种可准确控制燃油喷射压力、喷射时刻和喷射量的柴油机燃油喷射系统。
背景技术：
燃油喷射系统是一种喷射燃油供柴油机燃烧的喷射系统，其主要作用是根据柴油发动机工况控制喷油量，并对燃油加压，高压喷射雾化燃油。
图1示出现有的一种机械式的柴油机燃油喷射系统，其主要由机械喷油泵10、喷油器11、高压油管13、电子调速器14等部件构成。发动机启动后，机械喷油泵10的供油凸轮101开始旋转泵油，把油箱16内的低压燃油经供油泵10内的供油泵柱塞加压后，经高压供油管13送入喷油器11，实现燃油喷射。设于机械喷油泵10一侧的电子调速器14检测发动机转速信号，与设定转速值比较，形成闭环控制来调整供油齿条102的位置，达到调节供油量，进而稳定转速的目的。
上述这种机械式燃油喷射系统，其喷油时刻是由凸轮101的型线决定的，当凸轮101凸出部推动柱塞，则供油泵10喷油，经过加压后的燃油直接由喷油器11喷射到缸内，供油压力是脉动的，并且从图2所示的该机械式燃油喷射系统油泵的供油压力曲线图，可以清楚的看出供油压力P随着凸轮转速n的变化而变化。由于机械式系统固有的缺陷使得燃油的喷射压力随凸轮转速变化较大，在转速较低的工况下，喷射压力也较低，因此工作性能较差，同时由于压力是脉动的，很难实现复杂的喷射控制，以达到准确控制喷油时刻、喷油压力和喷油量的要求。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种准确控制燃油喷射压力、喷射时刻和喷射量的柴油机燃油喷射系统。
本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是
一种柴油机燃油喷射系统，包括可从一油箱泵入低压燃油、加压后从其出油管输出燃油的供油泵，通过拉动该供油泵的供油齿条来调节该供油泵供油量的油量调节器，以及用于喷射燃油的喷油器，其特征在于，还包括蓄油装置，与所述供油泵的出油管相连通，用于以一设定压力状态蓄积来自该供油泵的供油；电磁阀，包括一第一端和一第二端，该第一端与所述蓄油装置相连通，该第二端与所述喷油器相连通，其接收一开启信号或一关闭信号以控制第二端与第一端接通或者断开；带有缺齿的曲轴信号盘，与柴油机的曲轴传动连接；临近该曲轴信号盘边缘设置的至少一曲轴传感器；电子控制单元，与所述曲轴传感器、油量调节器和电磁阀连接，该电子控制单元从所述曲轴传感器获取一缺齿信号和柴油机转速信号，根据该缺齿信号输出开启信号至所述电磁阀，该电子控制单元还输出一设定压力值至所述油量调节器；所述油量调节器并与设于所述蓄油装置上的压力传感器连接，通过该压力传感器获取蓄油装置的压力，并将所述蓄油装置内的压力与电子控制单元输出的设定压力值进行比较，在所述高压共轨管内的压力小于设定压力值时提高所述供油泵的供油量，在所述蓄油装置内的压力大于设定压力值时降低所述供油泵的供油量。
所述的柴油机燃油喷射系统，其中，所述蓄油装置是一高压共轨管。
所述的柴油机燃油喷射系统，其中，所述蓄油装置上设有一泄放阀。
所述的柴油机燃油喷射系统，其中，所述电磁阀还包括一第三端，该第三端与一通向所述油箱的回油管连接，所述电子控制单元控制所述第二端和第一端断开的同时，控制该第三端与所述第二端接通。
所述的柴油机燃油喷射系统包括两个曲轴传感器，该两曲轴传感器均与所述电子控制单元相连，以输出两路信号至该电子控制单元。
所述的柴油机燃油喷射系统，其中，所述油量调节器由电子调速器构成。
所述的柴油机燃油喷射系统，其中，所述供油泵由机械式供油泵构成。
所述的柴油机燃油喷射系统，其中，所述电子控制单元由基于单片机的微控制器构成。
由于蓄油装置内的压力恒定，电磁阀的开启和关闭就决定了喷油量的多少，而喷油时刻是通过缺齿信号计算得到的，这样燃油喷射不再受到供油凸轮的限制，就可以实现喷油量与喷油时刻的灵活控制，同时由于燃油喷射压力维持在高压状态，提高了燃油喷射的雾化质量。
本实用新型相比现有技术的优点在于1、实现电控燃油喷射。由于采用了共轨管进行蓄压处理以及使用高速电磁阀，喷油器的喷射不受供油凸轮的影响，可以实现喷射压力、喷射时刻和喷油量控制；2、可改善发动机性能。由于喷射压力的提高，使得燃油喷射的质量提高，柴油发动机的经济性和排放性有较大提高。
3、继承性强，改装简单。继续沿用现有的常规机械式供油泵(直列泵或单体泵)、电子调速器和喷油器，只需增加少量部件而无须改动机体，特别适合现有机械燃油喷射系统的低成本改造。
以下结合附图和具体实施例说明本实用新型的特征和优点，其中
图1是现有的一种机械式柴油机燃油喷射系统的结构示意图；图2是
图1所示的燃油喷射系统的供油压力变化图；图3是本实用新型的柴油机燃油喷射系统结构示意图。
具体实施方式
请参阅图3所示，本实用新型的柴油机燃油喷射系统主要包括供油泵21、油量调节器22、高压共轨管23、三通电磁阀24、喷油器25、电子控制单元(ECU)26以及曲轴信号盘27和曲轴传感器28。其中供油泵21通过油管201与油箱20相连，并通过高压出油管202连接到高压共轨管23。高压共轨管通过高压油管203与三通电磁阀24的第一端241相连，三通电磁阀24的第二端242与喷油器25相连，第三端243与通向油箱20的回流管204相连。
供油泵21采用常规的机械式供油泵，其既可以采用直列式泵，也可以采用单体泵。供油泵21下端设有由发动机带动的供油凸轮211，当发动机启动后，凸轮211开始泵油，把油箱20内的低压燃油经供油泵内的柱塞加压后，进入高压共轨管23。
高压共轨管23是作为本实用新型的蓄油装置，用于将管内的燃油保持在一设定的高压状态，高压共轨管23应当具有足够的体积，以在出油时仍能保持相对稳定的压力，同时共轨管应当具有承受高压的强度。共轨管23上安装有油压安全泄放阀231，当共轨管23内的燃油压力由于某种不确定因素超出共轨管的设计安全压力时，泄放阀231自动打开，把管内的燃油经回油管泄放到燃油箱30，当压力恢复到正常后自行关闭，实现安全保护功能。
高压共轨管23上设有一压力传感器221，该压力传感器221与油量调节器22相连。油量调节器22由原有的电子调速器改装而成，其仍旧通过拉动供油泵21的供油齿条213来调节供油泵21的供油量，不同的是，它不再对发动机的转速进行闭环控制，而是对共轨管23的燃油压力进行闭环控制。具体地说，油量调节器22获取共轨管23的压力，并与设定值比较，如果高压共轨管23内的压力小于设定压力值，则向增大供油量的方向拉动供油泵21的供油齿条213，如果所述高压共轨管23内的压力大于设定压力值时，则向减小供油量的方向拉动该供油齿条213，因此油量调节器22使得共轨管23内的燃油稳定在设定的压力值上。因此这种设计很容易使喷油压力保持一恒定高压，提高喷油雾化质量。
该设定压力值由电子控制单元26提供，在本实施例中，电子控制单元26是基于单片机的嵌入式控制器，其设定所述压力值并将其传输至油量调节器22。除设定压力值外，其任务还有控制三通电磁阀24的开启时刻和关闭时刻。
电子控制单元26通过由曲轴信号盘27和曲轴传感器28组成的转速信号获取装置来获得喷油启始信号和柴油机转速信号。其中曲轴信号盘27与发动机曲轴传动连接，曲轴传感器28临近曲轴信号盘27边缘设置，为提高可靠性可采用两路曲轴传感器，一路作为主信号量，一路作为辅信号量，电子控制单元26可定时对两路信号进行对比，当主信号量失效或者其他故障时使用辅信号量。曲轴信号盘27采用缺齿设计，即在具有多个齿的信号盘27外圆周设置缺齿270，因此曲轴传感器28可检测得缺齿信号和转速信号，电子控制单元26获取这两个信号，将缺齿信号作为喷油时刻的相对启始信号，由此发出开启信号控制三通电磁阀24开启，使由高压共轨管23至喷油器25的供油回路打开，实现燃油喷射。喷油结束时刻由电子控制单元26根据环境参数、发动机状态参数等因素调节，由于这并非本实用新型的重点，因此不再赘述。喷油结束后，三通电磁阀24的第二端242和第一端241之间断开，而第三端243和第二端242之间接通，使喷油器25内未喷完的燃油流回油箱20，喷油器内燃油压力低于其针阀的开启压力，该针阀关闭。
当系统中有多号缸，需要采用多个喷油器及其对应的三通电磁阀时。同样可由电子控制单元26来控制多个喷油器的喷油。具体地说，多个喷油器通过各自对应的三通电磁阀连接到高压共轨管23，电子控制单元26将缺齿信号作为第一缸的启喷信号，并根据柴油机转速信号和第一缸启喷信号计算出此后缸号相应的三通电磁阀的开启时刻和关闭时刻，实现多号缸喷油的自动控制。由于每个缸的喷油喷油过程相同，因此不再赘述。
由于高压共轨管23内的压力恒定，电磁阀25的开启和关闭就决定了喷油量的多少，而喷油时刻是通过缺齿信号计算得到的，这样燃油喷射不再受到供油凸轮的限制，就可以实现喷油量与喷油时刻的灵活控制，同时由于燃油喷射压力维持在高压状态，提高了燃油喷射的雾化质量。
权利要求1.一种柴油机燃油喷射系统，包括可从一油箱泵入低压燃油、加压后从其出油管输出燃油的供油泵，通过拉动该供油泵的供油齿条来调节该供油泵供油量的油量调节器，以及用于喷射燃油的喷油器，其特征在于，还包括蓄油装置，与所述供油泵的出油管相连通，用于以一设定压力状态蓄积来自该供油泵的供油；电磁阀，包括一第一端和一第二端，该第一端与所述蓄油装置相连通，该第二端与所述喷油器相连通，其接收一开启信号或一关闭信号以控制第二端与第一端接通或者断开；带有缺齿的曲轴信号盘，与柴油机的曲轴传动连接；临近该曲轴信号盘边缘设置的至少一曲轴传感器；电子控制单元，与所述曲轴传感器、油量调节器和电磁阀连接，该电子控制单元从所述曲轴传感器获取一缺齿信号和柴油机转速信号，根据该缺齿信号输出开启信号至所述电磁阀，该电子控制单元还输出一设定压力值至所述油量调节器；所述油量调节器并与设于所述蓄油装置上的压力传感器连接，通过该压力传感器获取蓄油装置的压力，并将所述蓄油装置内的压力与电子控制单元输出的设定压力值进行比较，在所述高压共轨管内的压力小于设定压力值时提高所述供油泵的供油量，在所述蓄油装置内的压力大于设定压力值时降低所述供油泵的供油量。
2.如权利要求1所述的柴油机燃油喷射系统，其特征在于，所述蓄油装置是一高压共轨管。
3.如权利要求1所述的柴油机燃油喷射系统，其特征在于，所述蓄油装置上设有一泄放阀。
4.如权利要求1所述的柴油机燃油喷射系统，其特征在于，所述电磁阀还包括一第三端，该第三端与一通向所述油箱的回油管连接，所述电子控制单元控制所述第二端和第一端断开的同时，控制该第三端与所述第二端接通。
5.如权利要求1所述的柴油机燃油喷射系统，其特征在于，包括两个曲轴传感器，该两曲轴传感器均与所述电子控制单元相连，以输出两路信号至该电子控制单元。
6.如权利要求1所述的柴油机燃油喷射系统，其特征在于，所述油量调节器由电子调速器构成。
7.如权利要求1所述的柴油机燃油喷射系统，其特征在于，所述供油泵由机械式供油泵构成。
8.如权利要求1所述的柴油机燃油喷射系统，其特征在于，所述电子控制单元由基于单片机的微控制器构成。
专利摘要本实用新型公开一种柴油机燃油喷射系统，包括供油泵(21)、油量调节器(22)、喷油器(25)，其特点是利用一蓄油装置(23)以恒定高压状态蓄积来自该供油泵的供油，该蓄油装置通过高压油管(203)连接喷油器，在该高压油管上设置高速电磁阀(24)控制燃油的通断；该油量调节器检测蓄油装置压力并根据该压力与设定压力值大小关系调节供油泵的供油量。该燃油喷射系统采用一电子控制单元(26)来控制整个喷射过程，该电子控制单元通过曲轴信号盘(27)和传感器(28)获取柴油机的转速信号和一喷油启始信号，控制电磁阀的开和闭。该电子控制单元还用来输出设定压力值至油量调节器。通过恒定高压蓄油，达到准确控制时刻、喷油量和喷油压力以及提供燃油雾化质量的效果。
文档编号F02M47/00GK2895762SQ200620041288
公开日2007年5月2日 申请日期2006年4月25日 优先权日2006年4月25日
发明者安小君, 平涛 申请人:中国船舶重工集团公司第七一一研究所