专利名称：用霍尔传感器直测提前角的电控ve分配泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用机械调速器控制供油量的用霍尔传感器直接测量和控制 供油提前角的电控VE分配泵。
背景技术：
为了使我国高速小型柴油机满足欧3排放要求，采用电控VE分配泵是 较好的选择。因为我国已经成批生产VE分配泵十多年，技术较成熟，配件 供应和维修很方便，但至今尚无法实现VE分配泵的电控化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、价格低廉、维修方便的用电感式传感 器直测提前角的电控VE分配泵。
本发明技术方案如下它包括一个带机械调速器的VE分配泵、 一个用霍尔元 件直测提前角的传感器、油泵传动齿轮、高速电磁阀、分配泵安装板、上止点传 感器；其特征在于用霍尔元件直测提前角的传感器安装在带机械调速器VE分配 泵分配外壳的前端。
为了测出供油始点，本发明在VE分配泵分配外壳前部，直接安装一只
精密的圆柱阀，圆柱阀的一端与分配泵柱塞腔相通，另一端装有测量圆柱阀
运动的霍尔传感器。当VE分配泵柱塞向上运动,在柱塞腔中燃油产生压力 先使圆柱阀上升0. 2-0. 8毫米，顶到盖子再产生高压分配到各气缸中去，圆 柱阀的运动信号就由传感器输出到电控单元ECU中，经计算机算出，发动机 上止点信号和这些信号的差角，然后根据发动机转速，温度，气压等参数， 通过高速电磁阀控制分配泵中提前器活塞行程，从而控制滚轮座的转动范围，使柴油机达到最佳供油提前角，其工作原理见图i所示。图中z轴为凸
轮转动方向，K是上止点信号。相对油泵凸轮每转一周产生一个固定信号， Pl是圆柱阀运动信号，油泵凸轮轴每转一周，产生四次信号(四缸油泵)， 如提前角发生变化则信号从Pl变到P2，只要测出上止点信号上升沿与某缸 供油时圆柱阀运动上升沿之间夹角T,就可以计算和确定供油提前角。
本发明一方面增加VE分配泵凸轮升程，提高供油压力，另一方面用电控技术 精确的控制供油提前角，控制最佳的供油规律，采用现有的机械调速器控制供油 量，配合EGR阀使柴油机排放达到欧3标准。本发明的电控VE分配泵结构简单、 价格低廉、维修方便。可节省巨额开发成本和时间。
下面结合附图对本发明用霍尔传感器直测供油提前角的电控VE分配
泵作进一步的说明。
图1为本发明的VE分配泵提前角测量原理图。 图2为本发明的带机械调速器的电控VE分配泵结构图。 图3为发明的电控VE分配泵提前角控制的原理图。
图中A为带机械调速器的VE分配泵、B为提前角传感器、C为高速电磁阀、 D为上止点传感器、K是上止点信号、Pl是圆柱阀运动信号、T是供油提前 角、Z为凸轮转动方向；
l传动轴、2输油泵、3滚轮座、4销、5提前器活塞、6滚轮、7凸轮型面、 8凸轮、9柱塞弹簧、IO套筒出油孔、ll外壳出油孔、12控制套、13出油 糟、14分配套筒、15出油阀、16分配柱塞、17柱塞腔、18分配外壳、19 分配套筒端面、20进油孔、21回油孔、22高压腔、23提前器弹簧、24低 压腔、25喷油提前时滚轮座转动方向、26凸轮转动方向、27分配泵安装板、28传动齿轮、29磁钢、30圆柱阀座、31传感器外套、32圆柱阀、33圆 柱阀盖、34弹簧座、35弹簧、36铆接点、37压块、38保护套、39霍尔元 件、40密封套、41密封圈、42磁钢、43垫片、44线索、45盲孔、46盲孔 壁厚、47霍尔元件、48传感器外壳、49定位套、50螺钉、51线索。
具体实施方法
如图2所示，在机械调速VE分配泵A的分配外壳18前端，安装霍尔提前 角传感器B;油泵底部装有提前器活塞5和高速电磁阀C;在油泵安装板28 上安装有上止点传感器D。
机械调速器用来控制控制套位置，调节油泵供油量。供油提前角则由电 子控制单元ECU通过高速电磁阔C，并由霍尔提前角传感器B、上止点传感器 D提供闭环控制信号，直接控制提前角。
所述的上止点信号传感器D的结构和工作原理如下上止点信号传感器D 是装有霍尔元件的传感器。霍尔元件47安装在传感器外壳48中，并用定位套 49和螺钉50固定在分配泵安装板27上。传动齿轮28上的适当位置安装有一 个强力磁钢29。传动齿轮28转动时，磁钢29经过霍尔元件47时会通过线索 51向控制单元ECU输出脉冲信号，从而计算出发动机上止点位置。上止点信 号传感器D也可以按柴油机要求直接安装在柴油机缸体合适的位置上。
如图3所示，提前角传感器B用来测量供油开始时刻。它由传感器外壳 31将圆柱阀座30、圆柱阀32、盖33紧压在油泵分配套筒内的高精度端面 19上。圆柱阀和圆柱阀座是一对精密偶件，间隙0.001-0. 004毫米，圆柱阀 座30底面也是高精度平面，以保证柱塞腔17内的密封性。外壳31中设有 弹簧35，弹簧35将弹簧座34和圆柱阀32压在圆柱阀座30上，弹簧座34 另一端安装有强力磁钢42，离开霍尔元件39距离大约2-6mm。传感器外壳 31右端设有密封圈41，还有用非磁性材料如铝、黄铜、无磁不锈钢、塑料 等制成的密封套40。霍尔元件39固定在密封套40的盲孔45内，盲孔45是不通孔，孔壁厚0. 5-1毫米，以保证密封性。密封套40后面安装有压紧块 37，在传感器外壳31的端面36处铆接将密封套40压紧。
当传动齿轮28带动油泵传动轴1旋转时，传动轴1带动内置的输油泵 2转动，将燃油加压到0. 1 1Mpa左右。高压燃油通到提前器活塞5的高 压腔22内，作为控制提前器活塞5运动的动力源。传动轴1还同时带动 凸轮8和柱塞16转动。当凸轮8上的凸起型面7转动到与滚轮座3中的 滚轮6接触，柱塞16便随凸轮8上升，并在柱塞腔17中产生高压燃油。 高速电磁阀D设在提前器活塞5的油孔20和21之间，控制这二油孔的通 断。油孔20连接活塞5的高压腔22，油孔21连接活塞5另一端低压腔24， 低压腔24中安装有活塞5的回位弹簧23。
当转速上升时高速电磁阀D切断这二油孔，高压腔22中燃油压力会增 高，液压力克服作用在活塞5上弹簧23的作用力，使活塞5通过销4将 滚轮座3向箭头25所指的方向转动。凸轮按箭头26的方向传动，装在滚 轮座3中的滚轮6提前与凸轮8上的的凸起型面7接触，供油柱塞16提前上 升，在柱塞腔17中形成压力，迫使圆柱阀32克服弹簧35的作用力上升，直 至顶到圆柱阀盖33为止(行程约0.2 0.5mm)。柱塞腔17中压力继续上升， 并通过分配槽13和油孔10、 11打开出油阀15，通到柴油机气缸中去。
当圆柱阀32上升，装在弹簧座34上的强力磁钢42迅速接近霍尔元件39， 使霍尔元件39中的磁场发生变化产生电流信号，经放大后由线索44传输到 控制单元ECU中进行信号处理。若计算出提前角T太大，则ECU马上指令高 速电磁阀C开启油道，燃油从提前活塞5的高压腔22经油孔20、 21流到活 塞5的低压腔24中，高压腔22中燃油压力降低，回位弹簧23推着活塞5， 通过销4带动滚轮座3向箭头25的反方向转动。凸轮8上的的凸起型面7与 滚轮6的接触转角延迟，柱塞16和圆柱阀32就延迟上升，霍尔元件39发出的信号延迟传到ECU中，ECU测量计算出的上止点沿与圆柱阀运动上升沿的信 号间夹角T减小，供油延时。反之供油提前角T太小，则ECU马上指令高速 电磁阀C关闭油道，高压腔22中燃油压力上升，液压压力推着活塞5，克服 弹簧压力通过销4带动滚轮座3向箭头25的方向转动。凸轮8上的的凸起型 面7与滚轮6的接触转角提前，柱塞16和圆柱阀32就提前上升，霍尔传感 器发出的信号提前传到ECU中，ECU测量计算出的上止点沿与圆柱阀运动上升 沿的信号间夹角T加大，供油提前角增大。供油结束后柱塞腔17中压力下降， 圆柱阀32在弹簧35作用下落座，等待下一个供油周期。
由于控制单元ECU的控制，使油泵提前角根据柴油机运转条件一直控制在 最佳状态，从而可以改善柴油机动力性能和排放指标。
垫片31的厚度可以用来调整圆柱弹簧35的预紧力，控制圆柱阀32的上 升速度和时间，用来调整VE分配泵的初期供油速率，以减少柴油机滞燃期中 喷入的燃油量，从而降低柴油机噪声和NOx排放。圆柱阀32的升程H(供油 预行程)可根据要求调整。同时油泵每转一周，圆柱阀32上升4次(4缸柴 油机)，可输入控制单元ECU用来测量计算柴油机的转速，起到多种传感器的 作用。
权利要求
1、一种用霍尔传感器直测提前角的电控VE分配泵，它包括一个带机械调速器的VE分配泵、一个用霍尔元件直测提前角的传感器、油泵传动齿轮、高速电磁阀、分配泵安装板、上止点传感器；其特征在于用霍尔元件直测提前角的传感器安装在带机械调速器VE分配泵分配外壳的前端。
2、 根据权利要求1所述的用霍尔传感器直测提前角的电控VE分配泵，其特征在于所述的用霍尔元件直测提前角的传感器包括传感器外壳、传感器外壳内设有圆柱阀、圆柱阀座、圆柱阀盖、弹簧座、弹簧、压块、保护套、霍尔元件、密封套、磁钢，油泵供油时，圆柱阀上升带动磁钢接近霍尔元件向控制单元ECU 输出电信号，供油结束时，由弹簧弹力迫使磁钢和圆柱阀返回原位。
3、 根据权利要求2所述的用霍尔传感器直测提前角的电控VE分配泵，其特征 在于霍尔提前角传感器中圆柱阀和园柱阀座是一对精密偶件，间隙0.001-0. 004 毫米，圆柱阀在园柱阀座和圆柱阀盖中往复运动，园柱阀的行程0.2-0.5毫米， 霍尔元件装在用非磁性材料制成的薄壁盲孔密封套内，密封套外圆与传感器内壁 设有橡胶密封圈。
4、 根据权利要求1所述的用霍尔传感器直测提前角的电控VE分配泵，其特征 在于所述的上止点传感器为霍尔传感器，安装在分配泵安装板上，或安装在柴 油机缸体上。
5、 根据权利要求1所述的用霍尔传感器直测提前角的电控VE分配泵，其特征 在于在传动齿轮上、与上止点传感器霍尔元件相对应的位置上设有一个磁钢。
全文摘要
本发明涉及一种用霍尔传感器直测提前角的电控VE分配泵，它包括带机械调速器的VE分配泵、霍尔提前角传感器；霍尔提前角传感器按装在VE分配泵分配外壳前端，直接测量VE泵供油的开始时刻。本发明一方面增加VE分配泵凸轮升程，提高供油压力，另一方面用电控技术精确的控制供油提前角，采用现有的机械调速器控制供油量，配合EGR阀使柴油机排放达到欧3标准，这种电控VE分配泵结构简单，价格低廉维修方便。
文档编号F02M51/04GK101545430SQ20091011171
公开日2009年9月30日 申请日期2009年5月11日 优先权日2009年5月11日
发明者王九如 申请人:福建省莆田市中涵机动力有限公司