專利名稱：相繼增壓式電控共軌噴油系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種發(fā)動機，具體地說是發(fā)動機的噴油系統(tǒng)。
背景技術：
隨著柴油機電控燃油噴射技術的迅速發(fā)展和船舶柴油機排放法規(guī)的日益嚴格，采用新型電控噴油系統(tǒng)已成為船舶柴油機發(fā)展的必然趨勢。電控共軌噴油系統(tǒng)能夠快速、精確、靈活地實現(xiàn)對柴油機噴油量和噴油規(guī)律控制，有效提高柴油機的經(jīng)濟性能和動力性能，同時大幅降低有害排放，是當前最為先進的電控燃油噴射系統(tǒng)之一，已經(jīng)在船舶柴油機上得到了廣泛的應用。應用于船舶大中型柴油機的電控共軌噴油系統(tǒng)，能夠有效改善系統(tǒng)的噴射性能，但是仍存在以下兩點點不足，有待進一步改進·I、船用大中型柴油機應用的電控共軌噴油系統(tǒng)共軌管容積大，建壓速率慢，無法實現(xiàn)軌壓快速靈活地變化，因此僅能在單一軌壓下對噴射過程進行控制，無法靈活控制噴油壓力，難以滿足柴油機在不同轉(zhuǎn)速和工況下對不同噴油壓力的要求。2、船用大中型柴油機的噴油量大，噴油持續(xù)期長，對噴階段的噴油率進行調(diào)節(jié)，能夠進一步有效改善系統(tǒng)的噴射性能。但當前所應用的電控共軌系統(tǒng)對噴油規(guī)律尤其是主噴階段噴油規(guī)律的調(diào)節(jié)能力不足，難以進一步改善系統(tǒng)的噴射性能，限制了對柴油機性能的進一步優(yōu)化。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供應用于船用大中型柴油機上能夠?qū)崿F(xiàn)對燃油噴射壓力和噴油率進行靈活控制的相繼增壓式電控共軌噴油系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明相繼增壓式電控共軌噴油系統(tǒng)，其特征是包括油箱、油泵、共軌管、相繼增壓控制部分、電控噴油器、限壓閥、壓力傳感器，油泵連接油箱和共軌管并將油箱里的燃油輸送到共軌管里，共軌管上安裝限壓閥和壓力傳感器，共軌管通過限壓閥連通油箱，電控噴油器、相繼增壓控制部分、共軌管依次相連。本發(fā)明還可以包括I、所述的相繼增壓控制部分包括回油管和兩個對稱布置的增壓單元，所述的增壓單元包括增壓活塞、進油單向閥、二位二通電磁控制閥，增壓活塞上方設置增壓活塞上方液壓腔，增壓活塞下方設置增壓活塞下方液壓腔，增壓活塞里設置增壓活塞液壓控制腔，增壓活塞上方液壓腔與共軌管相連通，增壓活塞下方液壓腔通過進油單向閥連通共軌管，增壓活塞液壓控制腔分別于共軌管和二位二通電磁控制閥相連，增壓活塞液壓控制腔與共軌管相連通的管路上設置進油節(jié)流孔，兩個增壓單元的增壓活塞下方液壓腔和進油單向閥均連通進油管，進油管與電控噴油器相連，兩個增壓單元的二位二通電磁閥均連接回油管，回油管連通油箱。[0011]2、所述的兩個增壓單元的增壓比分別為1:2和1:3。3、所述的增壓單元還包括增壓活塞復位彈簧，增壓活塞復位彈簧安裝在增壓活塞里。4、所述的電控噴油器包括二位二通高速電磁閥、控制活塞、針閥、盛油槽，控制活塞連接針閥，控制活塞上方設置壓力控制腔，壓力控制腔通過二位二通高速電磁閥連接油箱，壓力控制腔還連通相繼增壓控制部分的進油管，壓力控制腔與二位二通高速電磁閥之間設置出油進油節(jié)流孔，壓力控制腔與相繼增壓控制部分的進油管之間設置進油節(jié)流孔，盛油槽設置在針閥外并與相繼增壓控制部分的進油管相連通。5、所述的電控噴油器還包括針閥復位彈簧，針閥復位彈簧安裝在針閥上方。6、所述的相繼增壓控制部分和電控噴油器組成一個噴油單元，噴油單元的數(shù)量等于發(fā)動機汽缸的數(shù)量。本發(fā)明的優(yōu)勢在于本發(fā)明利用兩個增壓單元電磁閥和電控噴油器上的電磁閥的配合控制，能夠靈活快速地控制系統(tǒng)的噴油壓力，克服了船用大中型柴油機共軌管容積大，壓力改變速率慢的不足，能夠靈活改變系統(tǒng)的噴油率，實現(xiàn)矩形和階梯型噴射速率，可以滿足柴油機在不同轉(zhuǎn)速和工況下對噴油壓力和噴油規(guī)律的要求，從而有效提高柴油機的經(jīng)濟性和動力性能，降低有害排放。

圖I為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中相繼增壓控制部分和電控噴油器部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例中相繼增壓控制部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例中電控噴油器部分結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述結(jié)合圖I 4，圖I為相繼增壓式電控共軌噴油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，相繼增壓式電控共軌噴油系統(tǒng)主要包括油箱1，高壓油泵3，燃油濾清器2、6，高壓油管4、5，共軌管8，相繼增壓控制部分10和電控噴油器11。油箱I中的燃油經(jīng)過燃油濾清器2和6的過濾后被高壓油泵3通過高壓油管4、5送入共軌管8中。共軌管8上安裝有限壓閥7和壓力傳感器9。限壓閥7用于限定軌壓，當軌壓超過限值時，限壓閥7開啟，共軌管內(nèi)的燃油由回油管回流到油箱I中，從而降低軌壓。壓力傳感器9用于實時測量共軌管內(nèi)的燃油壓力，并將壓力信號反饋給電子控制單元用于軌壓的控制。共軌管8具有蓄積燃油壓力和平抑燃油壓力波動的作用，并負責將燃油分配到各增壓單元和電控噴油器中。圖2為相繼增壓式電控共軌燃油噴射系統(tǒng)相繼增壓控制部分和電控噴油器部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3、4分別為相繼增壓控制部分和電控噴油器部分的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖中所示，相繼增壓控制部分10中具有增壓單元12和13兩個增壓單元，增壓單元12與13并聯(lián)，并分別通過進油與共軌管和電控噴油器相連。增壓單元包括增壓活塞19、24，二位二通電磁控制閥21、22，增壓活塞復位彈簧18、25，進油單向閥14、29，增壓活塞下方液壓腔15、28，增壓活塞上方液壓腔20、23，增壓活塞液壓控制腔16、27以及與增壓活塞液壓控制腔16和27相連通的進油節(jié)流孔17和26。增壓活塞液壓控制腔16和27分別通過回油管30與油箱I相連，在電磁閥21、22的控制下向油箱I泄放增壓活塞液壓控制腔16和27內(nèi)的高壓燃油。增壓活塞上方液壓控制腔20、23與共軌管8相連，增壓活塞液壓控制腔16和27通過進油節(jié)流孔17和26與共軌管8相連，增壓活塞下方液壓腔15和28通過進油單向閥14和29與共軌管8相連。增壓單元12和13不工作時，電磁閥21和22斷電閉合，增壓活塞液壓控制腔16和27與回油管30和油箱I的回油通路密封，因此增壓活塞上下方的燃油壓力和液壓作用面積相等，增壓活塞液壓控制腔、增壓活塞下方液壓腔內(nèi)燃油的壓力和增壓活塞復位彈簧的彈簧力對增壓活塞的共同作用力大于增壓活塞上方液壓腔內(nèi)燃油壓力對增壓活塞的作用力，因此增壓活塞被壓至上止點的位置。當增壓單元工作時，增壓單元的電磁閥開啟，增壓活塞液壓控制腔內(nèi)的燃油 經(jīng)過回油通道向油箱泄油，液壓控制腔內(nèi)燃油壓力迅速下降，增壓活塞上方液壓腔內(nèi)燃油對增壓活塞的作用力大于增壓活塞下方液壓腔內(nèi)燃油壓力和增壓活塞復位彈簧力對增壓活塞的共同作用力，增壓活塞下行，對增壓活塞下方液壓腔內(nèi)的燃油進行增壓。進油節(jié)流孔用于限制燃油由共軌管向增壓活塞液壓控制腔流動的速率，從而使增壓活塞液壓控制腔內(nèi)的燃油在回油通道開啟時能夠快速泄流，迅速降壓。進油單向閥14和29用于阻止被增壓活塞增壓的燃油流回共軌管8，從而保證穩(wěn)定的軌壓和增壓壓力。相繼增壓控制部分10按照控制系統(tǒng)的控制指令可采用不同的增壓比例將增壓活塞下方液壓腔內(nèi)的燃油壓力增壓放大，從而可以靈活控制燃油的噴射壓力和噴射速率。電控噴油器11主要由進油節(jié)流孔32、出油進油節(jié)流孔34、二位二通高速電磁閥33、壓力控制腔35、控制活塞36、針閥復位彈簧37、針閥復位彈簧座38、針閥39、盛油槽40以及油箱I組成。電控噴油器通過進油單向閥14和29與共軌管8相連，并與增壓活塞下方的液壓腔18和28相通。壓力控制室35通過進油節(jié)流孔32與共軌管8和增壓活塞下方的液壓腔18、28相連，通過出油進油節(jié)流孔34與油箱I相連。由電磁閥33控制壓力控制腔35與油箱I之間回油通道的開啟與閉合。電磁閥33控制壓力控制腔35內(nèi)的燃油向油箱I的回油通道，電磁閥33斷電閉合時，回油通道被密封，壓力控制腔35內(nèi)燃油對控制活塞36向下的作用面積大于盛油槽40中燃油對針閥39向上的作用面積，因此在壓力控制腔35內(nèi)燃油壓力和針閥復位彈簧37的彈簧力的共同作用下，針閥39落座復位，密封噴孔，噴油器不噴油。當電磁閥33通電開啟時，壓力控制腔35向油箱I的回油通道開啟，壓力控制腔35內(nèi)的燃油迅速泄放到油箱I中，壓力控制腔35內(nèi)的燃油壓力迅速下降，盛油槽40中燃油壓力對針閥39向上的作用力大于針閥復位彈簧37的彈簧力，針閥39上升，開啟噴孔，開始噴油過程。電控噴油器11可以根據(jù)柴油機轉(zhuǎn)速和工況需求，按照控制指令調(diào)節(jié)噴油器的噴油時刻、噴射持續(xù)期及噴射次數(shù)。本發(fā)明的工作原理為噴油器進行噴油時，通過電磁閥21、22、33的配合控制，相繼增壓式電控共軌燃油噴射系統(tǒng)可以在不同的噴油壓力下進行燃油噴射，同時可以獲得不同的燃油噴射速率。[0035]I、在噴油過程中，電磁閥21、22均不通電，增壓單元12和13均不起作用，增壓活塞下方液壓腔內(nèi)的燃油不被增壓，系統(tǒng)的噴油過程由電控噴油器上的電磁閥33控制，噴油壓力為軌壓。2、在噴油過程中，電磁閥22不通電，增壓單元13不起作用，在電磁閥33開啟前先行開啟電磁閥21，增壓單元12對燃油實施增壓作用，系統(tǒng)的噴油壓力由增壓單元12確定，噴油壓力為2倍的軌壓。3、在噴油過程中，電磁閥21不通電，增壓單元12不起作用，在電磁閥33開啟前先行開啟電磁閥22，增壓單元13對燃油實施增壓作用，系統(tǒng)的噴油壓力由增壓單元13確定，噴油壓力為3倍的軌壓。4、在噴油過程中，電磁閥22不通電，增壓單元13不起作用，在電磁閥33開啟后再開啟電磁閥21，增壓單元12在電磁閥21開啟后對燃油實施增壓作用，系統(tǒng)先以軌壓進行噴射，燃油在電磁閥21開啟后噴油壓力升高到增壓單元12增壓后的壓力，為2倍的軌壓，從 而實現(xiàn)先低后高的兩級階梯式燃油噴射壓力，進而形成先緩后急的噴油速率。5、在噴油過程中，電磁閥21不通電，增壓單元12不起作用，在電磁閥33開啟后再開啟電磁閥22，增壓單元13在電磁閥22開啟后對燃油實施增壓作用，系統(tǒng)先以軌壓進行噴射，燃油在電磁閥22開啟后噴油壓力升高到增壓單元13增壓后的壓力，為3倍的軌壓，從而實現(xiàn)先低后高的兩級階梯式燃油噴射壓力，進而形成先緩后急的噴油速率。6、在噴油過程中，在電磁閥33開啟前先行開啟電磁閥21，增壓單元12起作用，電磁閥33開啟后系統(tǒng)以2倍的軌壓進行噴射，電磁閥33開啟后，再開啟電磁閥22，使增壓單元13對燃油實施增壓作用，系統(tǒng)的噴油壓力在兩增壓單元共同的增壓作用下進一步升高，噴油壓力接近3倍的軌壓，從而實現(xiàn)壓力逐漸升高的兩級階梯式的燃油噴射壓力，進而有效控制噴油過程中的噴油噴油速率。7、在噴油過程中，在電磁閥33開啟后，按照控制指令依次開啟電磁閥21和電磁閥22，增壓單元12和增壓單元13依次實現(xiàn)增壓作用，系統(tǒng)先以軌壓進行噴射，燃油在電磁閥21開啟后噴油壓力升高到增壓單元12增壓后的壓力，以2倍軌壓的噴油壓力進行噴射，在電磁閥22開啟后噴油壓力在兩增壓單元共同的增壓作用下進一步升高，噴油壓力接近3倍的軌壓，從而實現(xiàn)壓力逐漸升高的三級階梯式的燃油噴射壓力，進而有效控制噴油過程中的噴油噴油速率。噴油過程中，電控噴油器上電磁閥33的開啟和關閉時刻確定噴油的開始和結(jié)束時刻，電磁閥33的開啟延遲時間確定系統(tǒng)的噴油脈寬。相繼增壓式共軌燃油噴射系統(tǒng)中電控噴油器應用的高速電磁閥33具有快速響應能力，能夠?qū)崿F(xiàn)一次噴油過程中的多次噴射。電控噴油器的電磁閥33開啟時，噴油器液壓控制腔內(nèi)的燃油經(jīng)由回油管流回油箱，增壓單元的電磁閥開啟時，增壓活塞液壓控制腔內(nèi)的燃油經(jīng)由回油管流回油箱。噴油結(jié)束，電磁閥斷電33關閉后，在噴油過程中投入使用的增壓單元的電磁閥斷電關閉，增壓活塞液壓控制腔內(nèi)的燃油停止泄流，共軌管內(nèi)的高壓燃油繼續(xù)經(jīng)由進油節(jié)流孔進入增壓活塞液壓控制腔，增壓活塞液壓控制腔內(nèi)燃油迅速增大，增壓活塞在增壓活塞下方液壓腔、增壓活塞液壓控制腔和增壓活塞復位彈簧的共同作用下上行復位直至上止點，為下一次噴射過程做準備。通過電磁閥21、22、33的配合控制，相繼增壓式電控共軌噴油系統(tǒng)能夠工作在七種工作模式下，可以在單一共軌壓力條件下以多種不同的噴射壓力進行燃油噴射，同時可以獲得不同的燃油噴射速率，同時再利用電控噴油器能夠?qū)崿F(xiàn)的多次噴射控制功能，相繼增壓式電控共軌噴油系統(tǒng)能夠快速靈活地控制系統(tǒng)在噴油過程中的噴油壓力和噴油速率，滿足柴油機在不同轉(zhuǎn)速和工況下對不同目標噴油壓力和噴油速率的要求，有效地改善噴射性能，進一步提高柴油機的性能?！?br> 權(quán)利要求1.相繼增壓式電控共軌噴油系統(tǒng)，其特征是包括油箱、油泵、共軌管、相繼增壓控制部分、電控噴油器、限壓閥、壓力傳感器，油泵連接油箱和共軌管并將油箱里的燃油輸送到共軌管里，共軌管上安裝限壓閥和壓力傳感器，共軌管通過限壓閥連通油箱，電控噴油器、相繼增壓控制部分、共軌管依次相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的相繼增壓式電控共軌噴油系統(tǒng)，其特征是所述的相繼增壓控制部分包括回油管和兩個對稱布置的增壓單元，所述的增壓單元包括增壓活塞、進油單向閥、二位二通電磁控制閥，增壓活塞上方設置增壓活塞上方液壓腔，增壓活塞下方設置增壓活塞下方液壓腔，增壓活塞里設置增壓活塞液壓控制腔，增壓活塞上方液壓腔與共軌管相連通，增壓活塞下方液壓腔通過進油單向閥連通共軌管，增壓活塞液壓控制腔分別于共軌管和二位二通電磁控制閥相連，增壓活塞液壓控制腔與共軌管相連通的管路上設置進油節(jié)流孔，兩個增壓單元的增壓活塞下方液壓腔和進油單向閥均連通進油管，進油管與電控噴油器相連，兩個增壓單元的二位二通電磁閥均連接回油管，回油管連通油箱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相繼增壓式電控共軌噴油系統(tǒng)，其特征是所述的兩個增壓單元的增壓比分別為1:2和1:3。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的相繼增壓式電控共軌噴油系統(tǒng)，其特征是所述的增壓單元還包括增壓活塞復位彈簧，增壓活塞復位彈簧安裝在增壓活塞里。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的相繼增壓式電控共軌噴油系統(tǒng)，其特征是所述的電控噴油器包括二位二通高速電磁閥、控制活塞、針閥、盛油槽，控制活塞連接針閥，控制活塞上方設置壓力控制腔，壓力控制腔通過二位二通高速電磁閥連接油箱，壓力控制腔還連通相繼增壓控制部分的進油管，壓力控制腔與二位二通高速電磁閥之間設置出油進油節(jié)流孔，壓力控制腔與相繼增壓控制部分的進油管之間設置進油節(jié)流孔，盛油槽設置在針閥外并與相繼增壓控制部分的進油管相連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相繼增壓式電控共軌噴油系統(tǒng)，其特征是所述的電控噴油器還包括針閥復位彈簧，針閥復位彈簧安裝在針閥上方。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的相繼增壓式電控共軌噴油系統(tǒng)，其特征是所述的相繼增壓控制部分和電控噴油器組成一個噴油單元，噴油單元的數(shù)量等于發(fā)動機汽缸的數(shù)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相繼增壓式電控共軌噴油系統(tǒng)，其特征是所述的相繼增壓控制部分和電控噴油器組成一個噴油單元，噴油單元的數(shù)量等于發(fā)動機汽缸的數(shù)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的相繼增壓式電控共軌噴油系統(tǒng)，其特征是所述的相繼增壓控制部分和電控噴油器組成一個噴油單元，噴油單元的數(shù)量等于發(fā)動機汽缸的數(shù)量。
專利摘要本實用新型的目的在于提供相繼增壓式電控共軌噴油系統(tǒng)，包括油箱、油泵、共軌管、相繼增壓控制部分、電控噴油器、限壓閥、壓力傳感器，油泵連接油箱和共軌管并將油箱里的燃油輸送到共軌管里，共軌管上安裝限壓閥和壓力傳感器，共軌管通過限壓閥連通油箱，電控噴油器、相繼增壓控制部分、共軌管依次相連。本實用新型利用兩個增壓單元電磁閥和電控噴油器上的電磁閥的配合控制，靈活快速地控制系統(tǒng)的噴油壓力，克服了船用大中型柴油機共軌管容積大，壓力改變速率慢的不足，能夠靈活改變系統(tǒng)的噴油率，實現(xiàn)矩形和階梯型噴射速率，可以滿足柴油機在不同轉(zhuǎn)速和工況下對噴油壓力和噴油規(guī)律的要求，有效提高柴油機的經(jīng)濟性和動力性能，降低有害排放。
文檔編號F02M51/00GK202718790SQ20122022869
公開日2013年2月6日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者田丙奇, 范立云, 王昊, 馬修真, 宋恩哲, 李學民, 李文輝, 孫軍, 袁志國 申請人:哈爾濱工程大學