专利名称：电控化油器供油系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及小排量汽油发动机供油系统，尤其涉及一种应用电子控制技术设计的电控化油器供油系统。
背景技术：
环境污染和能源短缺已成为当今世界的两大危机，严重地威胁着整个人类社会的生存，因此环保技术与节能技术已成为一个严峻的课题。随着人类生活水平的提高，人们的环保意识不断提高以及石油资源的日益减少，人们对汽油机的经济性、排放指标和驾驶舒适性都提出了更高的要求。
小排量汽油发动机目前还广泛使用化油器作为其供油系统，化油器对小排量汽油发动机的性能起着关键性的作用。化油器按原理分为柱塞式、节气门式、真空柱塞式、真空柱塞节气门式等，其中以柱塞式化油器和真空柱塞节气门式化油器应用最广泛。其基本结构操纵系统、进油系统、冷起动系统、低速供油系统(以下简称低速油系)、高速供油系统(以下简称高速油系)。
对于柱塞式化油器，发动机的油门把手与化油器的柱塞通过油门拉线连接，油门动作时，通过拉线调节化油器柱塞高度来改变发动机的进气空气量和进油量，从而改变发动机的运行工况。
进油系统由进油管、进油阀座、阀针、浮子、溢油管、放油螺钉、放油管、平衡管等组成。
低速油系低速油系由低速量孔、怠速空气调节螺钉、柱塞或者节气门调节螺钉、低速出油口等组成。在怠速工况(柱塞开度很小)由于柱塞或者节气门的节流作用，低速出油口处形成比较高的真空度。浮子室内的燃油经低速油系燃油量孔进入低速油系燃油通道，与来自低速油系空气通道的空气，在低速量孔前端的泡沫管内混合，再进入混合室，最后经过低速油系喷口进入进气管。根据发动机的状况，可以通过怠速空气调节螺钉调节混合气的浓度。一般顺时针调进，低速系中空气的补偿量减少，供油量增加，混合气变浓；相反，逆时针调出，混合气变稀。怠速转速的高低主要通过柱塞或者节气门调节螺钉调节柱塞或者节气门的位置来改变怠速进气空气量，从而改变发动机怠速转速。一般顺时针调进，柱塞位置提高或者节气门开度增加，发动机转速升高；逆时针调出，柱塞位置降低或者节气门开度减小，发动机转速下降。
高速油系由主空气量孔、主量孔、主泡沫管、主喷管、主油针等组成。
当摩托车由怠速工况起步时，也就是说拉油门时，直接或者间接导致柱塞位置升高，随着柱塞的提高，高速系出油口处的真空度逐步增加，高速系也参加供油，浮子室内的燃油经过主量孔，在主泡沫管内与来自主空气量孔的空气混合，再经过主油针和主喷管的环带喷入混合室内，也就是说随着柱塞的提高，低速油系出油占总供油的比例逐步减小，高速油系供油比例逐步增加。
真空柱塞节气门式化油器和柱塞式化油器一样都包含操纵系统、进油系统、低速油系、高速油系等。低速油系与柱塞式化油器不同的是其出油口设置在节气门处在接近关闭的位置。高速油系与柱塞式化油器相比，增加了橡胶膜片。柱塞式化油器的柱塞的上下运动由油门拉线直接拉动产生，而真空柱塞式化油器的柱塞的上下运动靠柱塞下可变喉管处的真空度的作用。当摩托车起步时，节气门开度逐步增大，真空柱塞下的真空度逐步提高。当真空度增加到足以可服真空柱塞的自重和柱塞弹簧的弹力时，真空柱塞被吸起。由于柱塞弹簧压缩后弹力变化非常小，所以可变喉管处的真空度在部分工况下近似恒定，因此这种结构的化油器又被称作等真空化油器。由于真空柱塞的作用，提高了摩托车的过渡性能。化油器的混合室可以设计的比较大，有利于提高摩托车的高速性能。
发动机运行时从进气管抽气，向排气管内排气。在进气管内形成一定的真空度。化油器通过控制真空度的分配，经过配剂元件的计量，浮子室内的燃油被抽入发动机的燃烧室内。摩托车发动机供油系统在实际的使用过程中，摩托车行驶工况非常复杂冷起动、怠速、加速、减速、下坡、上坡等。化油器控制每一工况所需的空气量及空气与燃油的混合比(空燃比)。这种传统机械式结构化油器，对于某一特定工况，空燃比是固定的。如果要改变其数值，必须调整结构参数。但结构参数的调整势必影响其它工况的空燃比。因此，这种化油器结构参数的确定不能完全满足每个工况点的需要，必须综合考虑。生产厂为了使发动机尾气排放达到越来越严格的排放法规的要求，如国II、国III标准，必须根据发动机的工况精确控制发动机工作的空燃比。要达到这一要求，同时要保证发动机的动力性和经济性好，必然对化油器的设计和制造过程中主要计量元件的精度提出很高的要求。就小排量发动机化油器的结构来看由于受到其成本的限制，不可能像汽车发动机一样设计很复杂的结构，所以小排量发动机化油器的结构一般比较简单，如前述。就目前加工制造水平来看，生产出的零件达不到要求的精度，而且存在一定的散差。对于上述化油器，一般其高速油系比低速油系工作稳定和易于实现比较高的控制精度，且对于以摩托车为主要应用对象小排量发动机主要运行工况都处在中小负荷状态，因此提高化油器低速油系工作的稳定性和控制精度对于提高发动机性能是非常重要的。因此，将电子控制技术在化油器上进行应用，是解决摩托车排放、动力性、经济性和驾驶舒适性的有效途径。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种以提高发动机在中小负荷状态运行的性能，能够精确控制空燃比，使小排量发动机能满足排放法规要求的电控化油器供油系统。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是包括化油器以及与化油器相连通的发动机，其特点是，在发动机上安装有曲轴位置信号触发装置，且在发动机外侧还安装有与曲轴位置信号触发装置相对应的曲轴位置传感器，曲轴位置传感器的输出端与电子控制单元的输入端相连接，且在发动机的排气管内还设置有与电子控制单元的输入端相连接的排气氧传感器，在化油器的低速油系空气通道处设置有一与电子控制单元相连接的电磁阀。
本发明的化油器的低速油系中还设置有一与电磁阀并联的空气量孔；化油器的油门拉线或柱塞处还设置有一与电子控制单元相连接的负荷传感器，或者发动机的进气管还与负荷传感器相连通，所述负荷传感器与电子控制单元相连接。
由于本发明的电子控制单元通过曲轴位置传感器中产生曲轴位置信号及排气氧传感器检测的氧含量进行以理论空燃比为目标的反馈控制，通过氧传感器检测到这一偏差，并根据此偏差调节电磁阀的开度，来调节进入低速油系的空气量，从而调节发动机在中小负荷工况时的空燃比，直至发动机工作的空燃比逼近理论空燃比。
图1是柱塞式化油器的整体结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1，参见图1，本发明包括化油器2，化油器2的入口与燃油管1相连通，化油器2通过进气管14与发动机6相连，在发动机6上安装有曲轴位置信号触发装置8，且在发动机外侧还安装有与曲轴位置信号触发装置8相对应的曲轴位置传感器9，曲轴位置传感器9的输出端与电子控制单元(ECU)10的输入端相连接，且在发动机6的排气管16内还装置有与电子控制单元10相连接的排气氧传感器11，在化油器2的低速油系入口处设置有一与电子控制单元10相连接的电磁阀5，化油器2的低速油系中还设置有一与电磁阀5并联的空气量孔3，这样在电磁阀5即使全部关闭时，仍有少部分空气通过该空气量孔3渗入，从而改善低速油系所供燃油的雾化，和提高低速油系供油的稳定性，本发明在发动机6的进气管14上还连通有一与电子控制单元10相连接的负荷传感器15。
其工作原理如下在原来化油器2的基础上，在修改原来化油器2的低速油系的空气量孔3的基础上并联了由电磁阀5控制的空气通道4，当电磁阀5开启时，低速油系空气的渗入量流经空气量孔3和空气通道4而进入化油器2的低速油系，由低速油系燃油量孔7进入的燃油混合后经化油器2的低速油系喷口13流出而进入发动机6的进气管14，空气通道4的有效流通面积或者说由电磁阀5的有效开度受电子控制单元10控制调整，当电磁阀5的有效开度改变时，化油器2的低速油系的空气渗入量发生变化，导致化油器2的低速油系供给的燃油量发生变化，因而进入发动机6的空气燃料的混合物的混合比(空燃比)会发生变化。由于在发动机6的排气管16上安装了排气氧传感器11，来实测发动机6工作的空燃比，电子控制单元10根据该排气氧传感器11的实测值与目标值的差异调整电磁阀5的开度，来改变发动机6工作的空燃比，直至实测空燃比逼近目标空燃比。由于排气氧传感器11为在汽车上已广泛应用的、在理论空燃比处具有阶跃输出信号特性的类型，因而目标空燃比一般选定为理论空燃比。
为了提高系统的控制性能，系统中还设置有一负荷传感器15，该负荷传感器15可以与油门拉线12相连或与发动机6的进气管14相连通，例如该负荷传感器15可以是节气门位置传感器或者进气管绝对压力传感器，如果使用负荷传感器，电控系统还可以利用发动机转速和负荷开环控制调节电磁阀的开度，结合在此基础上进行的利用上述氧传感器信号进行的反馈控制，可以更快速地、精确地将发动机中小负荷时工作的空燃比控制为理论空燃比，从而使发动机的工作性能得到优化，在采用三元催化反应器对尾气进行后处理的情况下可使发动机达到未来严格的排放法规的要求，同时系统结构紧凑、简单；此时电子控制单元10首先根据发动机6的负荷参数和转速参数得到电磁阀5的开环控制基本控制量，在此基础上，利用排气氧传感器11的信号进行以理论空燃比为目标的反馈控制，得到反馈修正量，电子控制单元10控制电磁阀5的最终输出量为基本控制量与反馈修正量之和。通过上述开环控制和闭环反馈控制相结合的方式，可以快速地将空燃比精确控制为目标空燃比，提高发动机动态工况控制的响应性。如果取消负荷传感器15，电子控制系统，将主要根据发动机转速和氧传感器信号进行闭环反馈控制，降低系统的响应性，从而降低系统的动态控制精度。
本发明同样适用于真空柱塞节气门式化油器等。
权利要求
1.电控化油器供油系统，包括化油器(2)以及与化油器(2)相连通的发动机(6)，其特征在于在发动机(6)上安装有曲轴位置信号触发装置(8)，且在发动机(6)外侧还安装有与曲轴位置信号触发装置(8)相对应的曲轴位置传感器(9)，曲轴位置传感器(9)的输出端与电子控制单元(10)的输入端相连接，且在发动机(6)的排气管(16)上还设置有与电子控制单元(10)的输入端相连接的排气氧传感器(11)，在化油器(2)的低速油系空气通道处设置有一与电子控制单元(10)相连接的电磁阀(5)。
2.根据权利要求1所述的电控化油器供油系统，其特征在于所说的化油器(2)的低速油系中还设置有一与电磁阀(5)并联的空气量孔(3)。
3.根据权利要求1所述的电控化油器供油系统，其特征在于所说的化油器的油门拉线(12)或柱塞处还设置有一与电子控制单元(10)相连接的负荷传感器(15)。
4.根据权利要求1所述的电控化油器供油系统，其特征在于所说的发动机(6)的进气管(14)还与一负荷传感器(15)相连通，该负荷传感器(15)与电子控制单元(10)相连接。
全文摘要
电控化油器供油系统，包括化油器、发动机，在发动机上安装有曲轴位置信号触发装置，且在发动机外侧还安装有与曲轴位置信号触发装置相对应的曲轴位置传感器，曲轴位置传感器的输出端与电子控制单元的输入端相连接，且在发动机的排气管上还设置有与电子控制单元的输入端相连接的排气氧传感器，在化油器的低速油系空气通道处设置有一与电子控制单元相连接的电磁阀。由于本发明的电子控制单元通过曲轴位置传感器中产生曲轴位置信号及排气氧传感器检测的氧含量进行以理论空燃比为目标的反馈控制，通过氧传感器检测到这一偏差，并根据此偏差调节电磁阀的开度，从而调节发动机在中小负荷工况时的空燃比，直至发动机工作的空燃比逼近理论空燃比。
文档编号F02M7/00GK101054933SQ20071001783
公开日2007年10月17日 申请日期2007年5月14日 优先权日2007年5月14日
发明者曾科, 刘兵, 吕世亮, 黄佐华 申请人:西安交通大学