专利名称：新型电控分配泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用在汽车上的新型高压燃油泵，尤其是一种对油门位置实现电 传，对供油正时实现电控，加装了低温冷启动火焰预热供油装置的新型电控VE分配泵。系 统包括控制器及软件。该产品可对高压燃油泵的油门位置、供油正时精确探测并对供油正 时实现适时精确控制，提高了柴油机的性能和排放，适应了国家相关汽车尾气排放的法律 法规的要求。
背景技术：
轻型汽车排放法规要求越来越严格，现在已经开始执行国家汽车排放III号标 准。目前大批应用的机械控制的分配泵已经满足不了国家汽车排放III号标准的要求。柴油机各工况点油门位置数据采集的精确程度和可靠程度对柴油机的EGR系统 及供油正时精确控制至关重要。在满足欧II排放标准的柴油机燃油系的高压油泵上采用 的均为碳膜式油门位置传感器，其缺点在于；由于有触点，抗震性差，线性差采集数据精确 程度低，易磨损可靠程度相对也低。碳膜式油门位置传感器不可编程适应能力差。实践证明只要采用可编程霍尔元件闭环控制的油门位置传感器就能克服上述缺 点，就可以使众多柴油机满足国家汽车排放III号标准的要求。其关键技术是无触点式的(无磨损)、可编程霍尔元件、闭环控制。本发明可根据 霍尔器件探知油门变化的准确位置，报告控制器，从而实现对柴油机正时及EGR系统精确 控制。柴油机各工况点的供油正时对柴油机动力性、经济性及尾气排放物的影响至关重要。实践证明只要采用电子技术对机械控制分配泵的供油正时进行精确控制，就可以 使众多柴油机满足国家汽车排放III号标准的要求。其关键技术是采用合适的正时传感器，输出实测的正时行程反馈到控制器，对供 油正时进行闭环控制，以达到精确控制供油正时的目的。目前国外主要公司主要采取以下几种传感器；1德国BOSCH公司VP37分配泵采用喷油器针阀升程传感器来反馈喷油提前角的测量值。2日本BOSCH公司(以前称ZEXEL公司)采用电感式正时传感器直接测出分配泵中提前器活塞的行程，从而转化为分配泵供油提前角。3日本DENSO公司采用测量转角时间差的方式，直接测量出分配泵供油提前角。德国BOSCH公司VP44、VP30等分配泵也采用类似的原理。(徐家龙柴油机电控喷 油技术[M]人民交通出版社2004)上述几种结构均存在一些缺点，例如结构比较复杂，加工精度要求很高等等。柴油机的低温冷启动对柴油机的可靠性及尾气排放物的影响至关重要。满足欧II 排放标准的柴油机配套的VE分配泵上，由于排放指标相对低均未采用低温冷启动火焰预热装置。实践证明只要合理采用低温冷启动火焰预热装置，就能有效的解决柴油机低温冷启动的可靠性，改善柴油机低温冷启动尾气排放物。满足国家汽车排放III号标准的要求。其关键技术是一种专门设计的回油管及其单向阀，包括其控制系统。本发明的主要内容在于针对以上现有技术存在的主要问题，提出了一种无触点式的采用可编程霍尔元件 闭环控制的油门位置传感器(参见图3序号1)。该传感器无触点故无磨损、抗震性好，线性 好采集数据精确程度高，能够更加准确探测各工况点油门位置实时报告控制器，从而实现 对柴油机的供油正时、EGR系统的精确控制。其特点在于；和碳膜式相比据数据更准确，可靠性更好。针对以上现有技术存在的主要问题，提出一种能够对供油正时实现柔性控制的电 控供油正时机构，主要由液压正时器、正时传感器、执行器、控制器及软件组成。是一种能够 准确探测各工况点供油正时活塞位置实时报告到油泵电子控制器中与设计值比较、控制器 指令执行器及时调控正时状态的供油正时控制机构(参见图4、图5)。其特点在于；本发明对VE分配泵供油正时机构进行了重新设计，采用了电控技 术，在高压腔或低压腔安装了新型正时传感器。对液压正时器的正时活塞(4-10)进行了重 新设计。设计有安装在高压腔正时传感器(4-2)，安装在低压腔正时传感器(4-1)。正时传 感器均采用可编程霍尔元件，闭环控制。供油正时机构的控制系统的设计。其工作过程描述为；在分配泵体底部装有提前器活塞(4-10)、摆轴(4-11)、提前 器弹簧(4-12)、销子(4-13)，所边销子的上端插装在位于上方装有滚轮(4-15)的滚轮座 (4-14)中，下端透过提前器活塞(4-10)垂直插装在摆轴(4-11)中；所述摆轴垂直插装 在提前器活塞(4-10)中部；所述提前器活塞水平安置，与分配泵体构成移动副，且两端分 别与泵体内形成与泵体内高压腔相通的第一空间(Si)和与泵体低压腔相通的第二空间 (S2)；所述第二空间内装有位于提前器活塞与泵体之间的提前器弹簧(4-12)；所述提前器 活塞的一端固定有磁钢(4-16)(传感器安装在高压腔)，所述泵体邻近磁钢的位置装有信 号输出端，接控制电路的霍尔器件(4-2)，其输出信号为占空比值。在与高压腔相通的第 一空间(Si)和与低压腔相通的的第二空间(S2)之间安装受控于控制电路的正时电磁阀 (参见图3序号8、图5序号3)，电控供油正时机构可根据霍尔器件探知提前器活塞的准确 位置，通过控制正时电磁阀的开启，调节高压腔和低压腔之间的压力差，并由此调控滚轮座 (4-14)的位置，相应改变了滚轮(4-15)与供油端面凸轮的相对位置，达到使提前器活塞处 于理想位置的柔性控制目的，最终达到满足国家相关汽车尾气排放的法律法规的要求。针对以上现有技术存在的主要问题提出一种正时执行器部件即正时电磁阀(参 见图3序号8)。其特点在于；是一种高频响电磁阀。针对以上现有技术存在的主要问题提出一种专用的控制器及其软件等。针对以上现有技术存在的主要问题提出一种低温冷启动火焰预热供油装置及控 制系统。其特点在于；是一种专门设计的回油管部件及其单向阀，该供油装置结合控制系 统为一体能够向火焰预热主体提供定压、定量的燃油，既保证了柴油机低温冷启动的可靠性，又使得冷启动后柴油预热阶段的排放得到改善。由图3可见；回油电磁阀(9)穿过回油管接头(10)中孔后与泵盖连接，将专门设计的低温冷启动火焰预热供油装置(参见图6)安装固定在泵盖上，回油电磁阀的进油口与 泵盖内腔相通，正常工作情况下燃油通过回油电磁阀(9)上的径向节流小孔、再通过预热 供油装置流向油箱。参见图6 ；当柴油机处于低温冷启动工况时，系统首先给火焰予热主体通电，对各 汽缸加热，加热终了预热指示灯闪烁进入启动阶段，此刻火焰预热供油装置单向阀(4)处 于闭合状态，回油口(5)回油量为零，压力瞬间建立，燃油流向出口(2)，出口(2)与火焰预 热主体进油口连接，随着控制电磁阀开启，油泵通过火焰预热供油装置向主体提供定压、定 量的燃油，完成柴油机低温冷启动，启动后电磁阀暂不关闭，油泵继续通过火焰预热供油装 置向主体提供定压、定量的燃油进入火焰预热阶段，直到预热程序结束，电磁阀关闭，火焰 预热主体断油。随着柴油机转速的提高回油压力增大单向阀(4)处于开启状态，燃油经回 油口(5)流向油箱，进入正常工作回油状态。图中(1)为进油管接头，(3)为来自喷油器总 成回油的入口。
下面结合附图作进一步的说明。图1为现有分配泵的结构示意图。图2为图1中正时器部分的放大结构示意图。图3为新型电控VE分配泵的结构示意图。图4为新型电控VE分配泵正时机构示意图。图5为新型电控VE分配泵正时机构油路工作示意图。图6为低温冷启动火焰预热装置。
具体实施例方式实施例一由图3可见；新型电控VE分配泵油门位置传感器(1)垂直安装在调速手柄轴(5) 的上方，从其中心伸出的中心轴铣有扁位与连接块(3)上部矩形槽连结，连接块(3)下部矩 形槽与调速手柄轴上部的扁位连结，油门位置传感器安装在固定支架(2)上，固定支架安 装在油泵泵盖(6)上。油门变化既调速手柄轴(4)的转动，转动的同时带动调速手柄轴(5) 的转动，调速手柄轴(5)的转动带动连接块(3)的转动，连接块(3)的转动带动油门位置传 感器(1)中心轴的转动，霍尔器件可根据中心轴的转动实测油门变化的准确位置信号反馈 到电子控制其中与设计值进行比较和控制，从而实现对柴油机EGR系统、柴油机供油正时 实时精确控制。其特征在于专门设计的采用了一种无触点式的(无磨损)、采用可编程霍尔元件 闭环控制的传感器。本发明可根据霍尔器件探知油门变化的准确位置，报告控制器，从而实 现对柴油机供油正时及EGR系统精确控制。新型电控VE分配泵电控供油正时机构由液压正时器、传感器、控制器、执行器组 成。由图4可见；正时器中滚轮座销(4-13)销的上端插装在位于上方装有滚轮(4-15)的滚轮座(4-14)中，下端透过提前器活塞(4-10)垂直插装在摆轴(4-11)中；摆轴垂直插装 在提前器活塞(4-10)中部；提前器活塞水平安置，与分配泵体构成移动副，且两端分别与 泵体内形成与泵体高压腔相通的第一空间(Si)和与泵体低压腔相通的第二空间(S2)；第 二空间内装有位于提前器活塞与泵体之间的提前器弹簧(4-12)。该提前器弹簧(4-12)中 插装一根内端与提前器活塞(4-10)相接触的芯轴(4-18)，该芯轴的外端构成提前器活塞 (4-10)的一端，固定有磁钢(4-17)(传感器安装在低压腔)。泵体邻近磁钢的位置装有信 号输出端接控制电路的霍尔器件(4-1)。其输出信号为占空比值。 工作中，当驱动轴转速增加时，输油泵能力增大，泵腔压力随之升高，空间(Si)压 力增大，提前器活塞(4-10)克服提前器弹簧(4-12)移动，并通过中部的摆轴(4-11)和插 入摆轴(4-11)中的销子(4-13)使滚轮座(4-14)绕轴线转动一定角度，而滚轮座(4_14) 绕轴线转动时，安装在滚轮座(4-14)上的滚轮组件(4-15)同时转动，从而改变了滚轮与端 面凸轮的相对位置，实现了供油正时的适调。此过程中，正时器活塞(4-10)的位置可以通过霍尔器件传输给控制电路。由图5 可见；高压腔和低压腔具有连通油路(2)和(4)，(2)为高压腔油路，(4)为低压腔油路，油 路中有控制其流量的高频响正时电磁阀(3)将高低压腔油路连通或断开，通过控制正时电 磁阀的开启，调节高压腔和低压腔之间的压力差，提前器活塞(4-10)的相对位置达到使提 前器活塞处于理想位置的柔性控制目的，满足国家有关汽车尾气排放的法律法规时要求。 在此过程中，当与泵体高压腔相通的第一空间(Si)的压力与泵体低压腔相通的第二空间 (S2)的压力和正时弹簧力(6)相平衡时，正时活塞不动，从而保持正时的稳定。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变 换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
权利要求
一种新型电控VE分配泵，主要由油泵的传动机构、油泵的供油、分配机构，油泵的供油控制机构及油门位置传感器、油泵的供油正时控制机构及正时传感器、低温冷启动火焰预热供油装置、转速传感器、控制器及软件等组成。其特征在于所述新型电控VE分配泵油门位置传感器1(参见图3序号1)是一种专用新型传感器。所述新型电控VE分配泵供油正时机构是一种重新设计的电控供油正时机构(参见图5)，在高压腔和低压腔之间具有连通油路，序号(2)所示为高压腔油路，序号(4)所示为低压腔油路，所述油路中装有可控制高低压腔压力差的执行器即正时电磁阀(3)，所述供油正时机构在正时活塞高压腔或低压腔相应的端面装有正时传感器(参见图4)，(4-1)为安装在低压腔的正时传感器，(4-2)为安装在高压腔的正时传感器。所述新型电控VE分配泵装有电控低温冷启动火焰预热供油装置。所述新型电控VE分配泵的控制器(ECU)及软件是一种专用控制器及软件。
2.根据权利要求1所述的油门位置传感器是一种专用传感器，传感器(1)垂直安装在 调速手柄轴(5)的上方，从传感器中心向下伸出的中心轴的末端铣有扁位与连接块(3)上 部矩形槽连结，连接块(3)下部矩形槽与调速手柄轴(5)上部的扁位连结，油门位置传感器 安装在固定支架(2)上，固定支架(2)安装在油泵泵盖(6)上。油门手柄(4)变化既调速 手柄轴(5)的转动，转动的同时带动油门位置传感器中心轴的转动。霍尔器件可根据中心 轴的转动实测油门变化的准确位置信号反馈到电子控制器中与设计值进行比较和控制，从 而实现对柴油机EGR系统、柴油机供油正时适时精确控制。其特征在于一种专门设计的、采用了无触点式的(无磨损的)、采用可编程霍尔元件 闭环控制的传感器。本发明可根据霍尔器件探知油门变化的准确位置，报告控制器，从而实 现对柴油机供油正时及EGR系统精确控制。
3.根据权利要求1所述的电控供油正时机构主要由液压正时器、传感器、执行器、控制 器及软件组成。其特征在于根据转速、油门位置对供油正时预设置，并对供油正时实现柔性控制。
4.根据权利要求3所述的正时器(参见图4)主要由安装在分配泵体底部的提前器 活塞(4-10)、摆轴(4-11)、提前器弹簧(4-12)、滚轮座销(4-13)组成；所述滚轮座销的上 端插装在位于上方装有滚轮(4-15)的滚轮座(4-14)中，下端透过提前器活塞垂直插装在 摆轴(4-11)中；所述摆轴垂直插装在提前器活塞(4-10)中部；所述提前器活塞水平安置， 与分配泵的泵体构成移动副，且两端分别与泵体内形成与泵体高压腔相通的第一空间(Si) 和与泵体低压腔相通的第二空间(S2)；所述第二空间内装有位于提前器活塞与泵体之间 的提前器弹簧(4-12)。其特征在于所述提前器活塞的第一空间(Si)或第二空间(S2)均可安装专门设计的 正时传感器。
5.根据权利要求4所述的正时传感器水平安装在油泵正时器活塞相对应位置，根据柴 油机安装需求设计有两种形式。一种形式为与泵体高压腔相通的第一空间(Si)的提前器活塞(4-10)的一端固定磁钢。另一种形式为与泵体低压腔相通的第二空间(S2)的提前器弹簧(4-12)中插装一根内 端与提前器活塞相接触的芯轴(4-18)，该芯轴的外端固定有磁钢(4-17)。两种形式均在泵体邻近磁钢的位置装有信号输出端，接控制电路的霍尔元器件。 其特征在于；一种形式的提前器活塞(4-10)的一端固定磁钢。另一种形式的提前器弹 簧(4-12)中插装一根内端与提前器活塞相接触的中心轴(4-18)，该中心轴的外端固定有 磁钢(4-17)。所述泵体邻近磁钢的位置装有信号输出端，接控制电路的可编程霍尔元件，闭 环控制。本发明可根据霍尔元器件探知提前器活塞的准确位置，报告控制器，从而控制正时电 磁阀的开启，调节高压腔和低压腔之间的压力差，在此过程中，当与泵体高压腔相通的第一 空间(Si)的液压压力与泵体低压腔相通的第二空间(S2)的液压压力和正时弹簧力(6)相 平衡时，正时活塞不动，从而保持正时的稳定。达到使提前器活塞处于理想位置的柔性控制 目的，满足国家有关汽车尾气排放的法律法规时要求。
6.根据权利要求1所述的低温冷启动火焰预热供油装置是一种专门设计的回油管总 成及其单向阀(参见图6)，包括其专用控制系统。当柴油机处于低温冷启动工况时，系统首 先给火焰预热主体通电，对各汽缸加热，加热终了预热指示灯闪烁即进入低温冷启动阶段， 此刻火焰预热供油装置单向阀(4)处于闭合状态，回油口(5)回油量为零，压力瞬间建立， 燃油流向出口(2)，出口(2)与火焰预热主体进油口连接，随着控制电磁阀开启，油泵通过 火焰预热供油装置向主体提供定压、定量的燃油，完成柴油机低温冷启动，启动后电磁阀暂 不关闭，油泵继续通过火焰预热供油装置向主体提供定压、定量的燃油进入火焰预热阶段， 直到预热程序结束，电磁阀关闭，火焰预热主体断油。随着柴油机转速的提高泵腔压力增大 单向阀(4)处于开启状态，燃油经回油口(5)流向油箱，进入正常工作回油状态。图中1为 进油管接头，(3)为来自喷油器总成回油的入口。其特征在于；该低温冷启动火焰预热供油装置结合控制系统为一体能够向火焰预热主 体提供定压、定量的燃油，完成柴油机低温冷启动，启动后进入火焰预热阶段直到预热程序 结束，随着柴油机转速的提高进入正常工作回油状态。冷启动预热供油装置的使用既保证 了柴油机低温冷启动的可靠性，又使得柴油机冷车状态排放得到改善，并且不影响正常工 作回油状态。
全文摘要
本发明涉及一种新型电控分配泵，尤其是一种轻型车用柴油机燃油系统中使用的新型电控VE分配泵。属于车辆配套件技术领域。该电控高压燃油喷射泵，可对油门位置、供油正时精确探测并对供油正时实现精确控制，加装了低温冷启动火焰预热供油装置。系统包括执行器、控制器及软件。产品与主机配套后适应了国家相关汽车尾气排放的法律法规的要求。其特点在于；a、油门位置传感器采用可编程霍尔元件，闭环控制。b、电控供油正时机构。c、正时传感器采用可编程霍尔元件，闭环控制。d、正时传感器根据柴油机安装需求设计了安装在高压端和低压端两种形式。e、加装了低温冷启动火焰预热供油装置。f、专用的控制器及软件。
文档编号F02D43/00GK101806264SQ20091013122
公开日2010年8月18日 申请日期2009年4月10日 优先权日2009年2月12日
发明者何彬, 孙晓峰, 张振廷, 肖勇, 黄肃, 龚松青 申请人:南京威孚金宁有限公司