CN105386914A - 一种双轨式高压共轨*** - Google Patents

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吴小军
顾娇娇
奚星
李亚芬
徐春龙
孙树平
赵中余
郭海洲
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China North Engine Research Institute Tianjin
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025—Common rails

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Abstract

本发明提供了一种双轨式高压共轨***，包括高压供油泵、电控单元、第一燃油轨、第一电磁阀、共轨喷油器、第二燃油轨、电控调压阀，所述第一电磁阀设置在第一燃油轨与第二燃油轨之间，所述高压供油泵与第一燃油轨连接，所述共轨喷油器与第二燃油轨连接；所述共轨喷油器的电磁阀、高压供油泵的流量计量阀、第一电磁阀、电控调压阀均与电控单元连接。本发明具有以下优势：通过设置两根燃油轨，实现燃油蓄压与供油波动的稳定，实现燃油喷射与喷油波动的稳定，降低了高压供油泵供油过程对喷油过程的影响；通过对第一电磁阀开启时刻与时长的控制，可以实现对第二燃油轨供油量、供油时刻及供油规律的主动控制。

Description

一种双轨式高压共轨***
技术领域
本发明属于高压共轨***技术领域，尤其是涉及一种双轨式高压共轨***。
背景技术
柴油机高压共轨***燃油喷射技术是集成了计算机控制技术、现代传感器检测技术以及先进的喷油结构于一身的新技术，该技术的主要特点是采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀，采用燃油轨蓄压方式供油，高速电磁开关阀频率响应高，控制灵活，并且***结构移植方便，适应范围广。柴油机共轨***燃油喷射技术也因此被公认为内燃机行业20世纪三大突破之一。
现有技术中，高压共轨***供油方式已由高压调压控制技术发展到了低压流量控制方式。采用低压流量控制技术后，可以有效降低调压阀的回油量，从而提高了共轨***的效率。如图1是现有的高压共轨***的布置示意图，其中1为高压供油泵，2为电控单元，4为第一压力传感器，6为共轨喷油器，7为第二燃油轨，8为电控调压阀。然而，低压流量控制技术仅能控制高压供油泵入口的流量，无法控制高压供油泵向燃油轨供油的时刻、流量及规律。燃油轨一方面受到连接的共轨喷油器脉动喷油波动的影响，另一方面又受到高压供油泵连续供油波动的影响，且共轨喷油器脉动的喷油流量大于高压供油泵的平均供油流量，使得燃油轨内的压力波动情况十分复杂。为保持燃油轨的压力稳定，采取方法有：将调压阀由高压供油泵转移到了燃油轨上，通过让高压燃油卸载，控制燃油轨的压力，这就降低了共轨***的效率；优化燃油轨的蓄压容积，需要在压力稳定性与动态响应之间进行取舍，增加了优化难度；优化电控***，增加了电控***的复杂程度，但不能克服均匀、小流量的供油与脉动、大流量的喷油间的矛盾。
因此，为提高燃油轨的压力稳定性及***的动态响应，需要对燃油轨的蓄压容积、调压阀及电控技术等方面进行深入研究，难度大、周期长且燃油轨综合性能很难均衡。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种双轨式高压共轨***，以能够克服供油过程对喷油过程的影响，在降低燃油轨蓄压容积的条件下，通过控制供油时刻、供油量及供油规律提高燃油轨的压力稳定性，从而达到提高高压共轨***效率、压力稳定性与动态响应速度综合性能的效果。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种双轨式高压共轨***，包括高压供油泵、电控单元、第一燃油轨、第一压力传感器、第一电磁阀、共轨喷油器、第二燃油轨、电控调压阀和第二压力传感器，所述第一电磁阀设置在第一燃油轨与第二燃油轨之间的高压油路上，所述高压供油泵与第一燃油轨通过高压油管连接，所述共轨喷油器与第二燃油轨通过高压油管连接；所述第一压力传感器安装在第一燃油轨上，所述第二压力传感器安装在第二燃油轨上，第一压力传感器和第二压力传感器均与电控单元由线束连接；所述共轨喷油器的电磁阀、高压供油泵的流量计量阀、第一电磁阀、电控调压阀均与电控单元由线束连接；
所述电控单元通过采集第一压力传感器和第二压力传感器的信号，输出四路控制信号，其一控制高压供油泵的供油量，其二控制共轨喷油器的喷油过程，其三控制电控调压阀的出油量，最后通过控制第一电磁阀，实现对制第二燃油轨供油量、供油时刻及供油规律的控制。
进一步的，所述电控单元依据得到的第一压力传感器测得的第一燃油轨的压力与电控单元内预存的目标压力的差值，输出第一路信号给高压供油泵的流量计量阀，实现高压供油泵对第一燃油轨的供油控制，使得第一燃油轨的压力达到大于目标值10MPa的蓄压压力。
进一步的，所述第一燃油轨的蓄压容积与蓄压压力均大于第二燃油轨。
进一步的，所述第一电磁阀可提前或同时与共轨喷油器的电磁阀开启，第一电磁阀的开启时长随共轨喷油器的喷油量调整，为喷油持续期的80％～120％。
进一步的，所述第一电磁阀的阀门采用平衡阀结构，流通面积与第一电磁阀两端连接的高压油路的流通面积相同。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
(1)通过设置两根燃油轨，利用第一燃油轨与高压供油泵连接，实现燃油蓄压与供油波动的稳定，利用第二燃油轨与共轨喷油器连接，实现燃油喷射与喷油波动的稳定，降低了高压供油泵供油过程对喷油过程的影响；
(2)通过对第一电磁阀开启时刻与时长的控制，可以实现对第二燃油轨供油量、供油时刻及供油规律的主动控制，则在提高动态响应前提下又保证了第二燃油轨压的稳定与电控调压阀的回油量，降低了燃油轨的压力波动与电控调压阀的回油量；
(3)通过减少与共轨喷油器相连的第二燃油轨的蓄压容积，提高了达到目标压力的响应时间，则提高发动机变工况下的响应速度。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是现有的高压共轨***的布置示意图；
图2为本发明实施例所述双轨式高压共轨***的布置示意图。
附图标记说明：
1-高压供油泵，2-电控单元，3-第一燃油轨，4-第一压力传感器，5-第一电磁阀，6-共轨喷油器，7-第二燃油轨，8-电控调压阀，9-第二压力传感器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种双轨式高压共轨***，如图2所示，包括高压供油泵1、电控单元2、第一燃油轨3、第一压力传感器4、第一电磁阀5、共轨喷油器6、第二燃油轨7、电控调压阀8和第二压力传感器9，所述第一电磁阀5设置在第一燃油轨3与第二燃油轨7之间并通过高压油路连接，所述高压供油泵1与第一燃油轨3通过高压油管连接，所述共轨喷油器6与第二燃油轨7通过高压油管连接；所述第一压力传感器4安装在第一燃油轨3上，所述第二压力传感器9安装在第二燃油轨7上，第一压力传感器4和第二压力传感器9均与电控单元2由线束连接；所述共轨喷油器6的电磁阀、高压供油泵1的流量计量阀、第一电磁阀5、电控调压阀8均与电控单元2由线束连接。
所述电控单元2通过分析第一压力传感器4测得的第一燃油轨3的压力信号与目标压力的差值，输出第一路信号给高压供油泵1的流量计量阀，实现高压供油泵1对第一燃油轨3的供油，使得第一燃油轨3的压力达到大于目标值10MPa的蓄压压力。
所述电控单元2根据发动机工况需求，输出第二路信号给共轨喷油器6的电磁阀，控制共轨喷油器6的喷油过程。
所述电控单元2根据发动机的工况需求，在计算出共轨喷油器6的喷油量后，结合第二压力传感器9传回的压力信号，控制第一电磁阀5提前或同时与共轨喷油器6的电磁阀开启，实现第一燃油轨3对第二燃油轨7的供油，通过调整第一电磁阀5的开启时刻与时长，此供油过程可以控制供油量、供油时刻及供油规律。
所述第一电磁阀5的开启时刻可以与共轨喷油器6的电磁阀的开启时刻相同或提前，第一电磁阀5的开启时长随共轨喷油器6的喷油量调整，一般为喷油持续期的80％～120％。
所述电控单元2根据第二压力传感器9的压力信号与目标压力的差值，控制电控调压阀8的开启与关闭，实现对第二燃油轨7的压力稳定性与超压保护控制。
本发明所述第一燃油轨3的蓄压容积与相同性能指标下常规燃油轨的蓄压容积相当，蓄压压力比常规燃油轨的蓄压压力高10MPa；
本发明所述第二燃油轨7的蓄压容积为相同性能指标下常规燃油轨的蓄压容积的30％～40％，蓄压压力与常规燃油轨的蓄压压力相当，即第一燃油轨3的蓄压容积与蓄压压力均大于第二燃油轨7。
本发明所述第一电磁阀5的阀门采用平衡阀结构，流通面积与第一电磁阀5两端连接的高压油路的流通面积相同。
本发明所述高压供油泵1的供油波动仅对第一燃油轨3产生影响，共轨喷油器6的喷油波动仅对第二燃油轨7产生影响，通过电控单元2对第一电磁阀5的控制，实现对第二燃油轨7多供油参数的主动控制，可以降低第二燃油轨7内的压力波动，同时减少了电控调压阀8的回油量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种双轨式高压共轨***，其特征在于：包括高压供油泵(1)、电控单元(2)、第一燃油轨(3)、第一压力传感器(4)、第一电磁阀(5)、共轨喷油器(6)、第二燃油轨(7)、电控调压阀(8)和第二压力传感器(9)，所述第一电磁阀(5)设置在第一燃油轨(3)与第二燃油轨(7)之间的高压油路上，所述高压供油泵(1)与第一燃油轨(3)通过高压油管连接，所述共轨喷油器(6)与第二燃油轨(7)通过高压油管连接；所述第一压力传感器(4)安装在第一燃油轨(3)上，所述第二压力传感器(9)安装在第二燃油轨(7)上，第一压力传感器(4)和第二压力传感器(9)均与电控单元(2)由线束连接；所述共轨喷油器(6)的电磁阀、高压供油泵(1)的流量计量阀、第一电磁阀(5)、电控调压阀(8)均与电控单元(2)由线束连接；
所述电控单元(2)通过采集第一压力传感器(4)和第二压力传感器(9)的信号，输出四路控制信号，其一控制高压供油泵(1)的供油量，其二控制共轨喷油器(6)的喷油过程，其三控制电控调压阀(8)的回油量，其四通过控制第一电磁阀(5)，实现对第二燃油轨(7)供油量、供油时刻及供油规律的控制。
2.根据权利要求1所述的双轨式高压共轨***，其特征在于：所述电控单元(2)依据得到的第一压力传感器(4)测得的第一燃油轨(3)的压力与电控单元(2)内预存的目标压力的差值，输出第一路信号给高压供油泵(1)的流量计量阀，实现高压供油泵(1)对第一燃油轨(3)的供油控制，使得第一燃油轨(3)的压力达到大于目标值10MPa的蓄压压力。
3.根据权利要求1所述的双轨式高压共轨***，其特征在于：所述第一燃油轨(3)的蓄压容积与蓄压压力均大于第二燃油轨(7)。
4.根据权利要求1所述的双轨式高压共轨***，其特征在于：所述第一电磁阀(5)可提前或同时与共轨喷油器(6)的电磁阀开启，第一电磁阀(5)的开启时长随共轨喷油器(6)的喷油量调整，为喷油持续期的80％～120％。
5.根据权利要求1所述的双轨式高压共轨***，其特征在于：所述第一电磁阀(5)的阀门采用平衡阀结构，流通面积与第一电磁阀(5)两端连接的高压油管的流通面积相同。
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