CN216554174U - 一种环保型电喷柴油机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种环保型电喷柴油机，包括V型缸体总成、供油***、供气***、排气***和控制***，控制***包括ECU和传感器组，V型缸体总成包括V型缸体、曲轴箱和汽缸盖，V型缸体的两侧设有对称分布的多组汽缸，汽缸盖设有与汽缸相适配的进气门和排气门，汽缸内设有活塞，活塞通过连杆与曲轴箱内的曲轴活动连接，V型缸体中两侧活塞的中心轴线夹角为60°到135°之间。作为电控单元的ECU能够收集与其相连的各传感器的实时工况信息，经数据分析及逻辑判断来确定适合柴油机当前工况的最佳控制参数，并将这些参数转变为电信号输出给相应的执行器，能够进一步提高柴油机的输出功率，降低柴油机的油耗以及减少污染物的排放。

Description

一种环保型电喷柴油机

技术领域

本实用新型属于柴油机技术领域，特别涉及一种环保型电喷柴油机。

背景技术

电喷柴油机采用高压共轨(Common Rail)电喷技术，是指在高压油泵、高压共轨管(高压油轨)和电子控制单元(ECU)组成的闭环***中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。相比于传统柴油机，电喷柴油机具有燃油效率高、污染排放低、控制精度好、保护功能全等优点。

现有的电喷柴油机一般将一根较长的高压共轨管从柴油机的前端贯穿到柴油机的后端，对于汽缸数较多的柴油机来说，过长的高压共轨管不仅受到加工精度限制，制造难度较高，而且难以承受足够高的油压，在使用中还易产生压力波动，进而对柴油机的工作性能造成不良影响。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种环保型电喷柴油机，采用V型缸体以减少柴油机的高度和长度，采用两套独立的高压共轨管以保证V型缸体左右两侧汽缸的喷油一致性。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种环保型电喷柴油机，包括V型缸体总成、供油***、供气***、排气***和控制***，所述控制***包括ECU和传感器组，所述V型缸体总成包括V型缸体、曲轴箱和汽缸盖，所述汽缸盖固定安装在V型缸体的正上方，所述曲轴箱固定安装在V型缸体的正下方，所述V型缸体和汽缸盖均设置有水套，所述水套的内部设有多组连接ECU的水温传感器，所述V型缸体的两侧设有对称分布的多组汽缸，所述汽缸盖设有与汽缸相适配的进气门和排气门，所述进气门与供气***相连，所述排气门与排气***相连，所述供油***供给的燃油作用于汽缸内，所述汽缸内设有活塞，所述活塞通过连杆与曲轴箱内的曲轴活动连接，所述V型缸体中两侧活塞的中心轴线夹角为60°到135°之间。

作为一种优选的技术方案，所述供油***包括泵机、油箱、第一高压油轨和第二高压油轨，所述第一高压油轨和第二高压油轨被对称设置在汽缸盖的左右两侧，所述泵机包括高压喷油泵和与高压喷油泵一体设置的燃油泵，所述燃油泵和高压喷油泵均与ECU相连，所述燃油泵设有的燃油泵低压进油阀通过输油管路与油箱相连，所述燃油泵设有的燃油泵低压出油阀通过供给管路与高压喷油泵的低压进油阀相连，所述高压喷油泵上设置有不低于四组的高压出油阀，所述高压出油阀通过高压油管与第一高压油轨或第二高压油轨相连，所述第一高压油轨或第二高压油轨上所连接的高压油管不低于两组。

作为一种优选的技术方案，所述第一高压油轨或第二高压油轨通过输送油管连接有电控喷油器，所述汽缸盖设有多组正对汽缸的安装孔，所述电控喷油器设置在安装孔内，所述输送油管与电控喷油器的进油管相连，所述第一高压油轨或第二高压油轨上所连接的输送油管和电控喷油器的数量均不低于两组，所述电控喷油器的主控端与ECU相连，所述第一高压油轨和第二高压油轨的一端均设有安全溢流阀，所述安全溢流阀、电控喷油器的溢油管和高压喷油泵上设置的低压出油阀均通过溢油管路与设置在油箱底部的回油阀相连，所述第一高压油轨和第二高压油轨的另一端均设有连接ECU的油压传感器。

作为一种优选的技术方案，所述输油管路穿过柴油滤清器与油箱相连，所述油箱的内部设有连接输油管路的油水分离器和连接ECU的液位传感器。

作为一种优选的技术方案，所述供气***包括空气加热器、涡轮增压器、空气滤清器和进气总管，所述涡轮增压器设有叶轮进气端和涡轮排气端，所述进气总管的一端通过进气歧管与V型缸体中的进气门相连，所述进气歧管在依次串联空气流量测量计、增压传感器和调压阀后接入进气门，所述进气总管的另一端依次把空气加热器、叶轮进气端和空气滤清器串联相接，所述进气总管于空气加热器的进气口前方设有进气温度传感器，所述空气加热器、涡轮增压器、进气温度传感器、空气流量测量计、增压传感器和调压阀均与ECU连接。

作为一种优选的技术方案，所述排气***包括尾气催化处理器、***和出气总管，所述出气总管的一端通过出气歧管与V型缸体中的排气门相连，所述出气总管的另一端依次把涡轮排气端、尾气催化处理器和***串联相接，所述排气门设有连接ECU的氧传感器。

作为一种优选的技术方案，所述传感器组还包括设在曲轴箱内用于确定曲轴位置及转角的曲轴转速传感器和设在汽缸盖内用于确定凸轮轴位置的凸轮轴转速传感器，所述凸轮轴用来驱动控制进气门或排气门的气门。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

本实用新型所述的柴油机采用V型缸体，V型缸体上所有的汽缸对称分成两组，把相邻汽缸以一定夹角布置一起，使两组汽缸形成有一个夹角的平面，由于汽缸之间已相互错开布置，因此在汽缸之间有较大的空间，便于通过扩大汽缸直径来提高排量和功率。V型缸体的两侧各设有一组相对独立的高压油轨，既节省了装配空间，为柴油机更为合理的结构布置提供结构支持，又降低了高压油轨的制造难度。作为电控单元的ECU能够收集与其相连的各传感器反馈的实时工况信息，经数据分析及逻辑判断来确定适合柴油机当前工况的最佳控制参数，并将这些参数转变为电信号输出给相应的执行器，能够进一步提高柴油机的输出功率，降低柴油机的油耗以及减少污染物的排放。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构原理简图。

图2为供油***的结构原理简图。

图3为供气***和排气***的结构原理简图。

图4为V型缸体的结构原理简图。

图中：1、燃油泵，2、高压喷油泵，3、柴油滤清器，4、油箱，5、第一高压油轨，6、第二高压油轨，7、电控喷油器，8、ECU，9、V型缸体总成，10、空气加热器，11、涡轮增压器，12、空气滤清器，13、尾气催化处理器，14、***，15、高压出油阀，16、低压出油阀，17、低压进油阀，18、燃油泵低压出油阀，19、燃油泵低压进油阀，20、高压油管，21、油压传感器，22、安全溢流阀，23、溢油管路，24、输油管路，25、液位传感器，26、油水分离器，27、回油阀，28、进气总管，29、进气温度传感器，30、进气歧管，31、空气流量测量计，32、增压传感器，33、调压阀，34、出气歧管，35、出气总管，36、V型缸体，37、进气门，38、排气门，39、曲轴，40、活塞，41、水套，42、温度传感器，43、氧传感器，44、曲轴转速传感器，45、凸轮轴传感器。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本实用新型，并不被配置为限定本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型更好的理解。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1至图4，本实用新型的实施例示出了一种环保型电喷柴油机，该电喷柴油机主要由V型缸体总成9、供油***、供气***、排气***和控制***五大部分组成。其中，控制***主要由ECU(电子控制单元)8和各类传感器组成，这些传感器包括油压传感器21、液位传感器25、进气温度传感器29、增压传感器32、水温传感器42、氧传感器43、曲轴转速传感器44、凸轮轴转速传感器45等，这些传感器将各执行件的实时工况信息以电信号的形式反馈至ECU8，ECU8根据这些反馈信号对各执行件作出相应调整。

请参阅图4，V型缸体总成9包括V型缸体36、曲轴箱和汽缸盖。汽缸盖固定安装在V型缸体36的正上方，曲轴箱固定安装在V型缸体36的正下方，V型缸体36和汽缸盖均设置有用于进行热交换的水套41，水温传感器42被设置在水套41的内部，为了保证数值的准确率，水温传感器42设有若干组，最终水温结果取其测得的均值。V型缸体36上设有若干组汽缸，这些汽缸对称分成两组，相邻汽缸以一定夹角布置一起，使两组汽缸形成有一个夹角的平面，由于汽缸之间已相互错开布置，因此在汽缸之间有较大的空间，便于通过扩大汽缸直径来提高排量和功率。汽缸内设有活塞40，活塞40通过连杆与曲轴箱内的曲轴39活动连接，V型缸体36中两侧活塞40的中心轴线夹角为60°到135°之间，即两组汽缸形成的夹角平面为60°到135°之间。曲轴转速传感器44被设置在曲轴箱内的内部，用于确定曲轴39的位置，进而测得曲轴39的转角和柴油机转速，曲轴转速传感器44一般与凸轮轴转速传感器45配合使用，用来确定柴油机的基本点火时刻。汽缸盖设有与汽缸相适配的进气门37和排气门38，进气门37与供气***相连，排气门38与排气***相连，供油***供给的燃油作用于汽缸内。汽缸盖内设有凸轮轴，凸轮轴用来驱动控制进气门37或排气门38的气门，凸轮轴转速传感器45被设置在凸轮轴的一侧。

请参阅图1和图2，供油***包括泵机、油箱4、第一高压油轨5和第二高压油轨6。泵机包括高压喷油泵2和与高压喷油泵2一体设置的燃油泵1，燃油泵1和高压喷油泵2均与ECU8相连，燃油泵1设有的燃油泵低压进油阀19通过输油管路24与油箱4相连。为了减少柴油机的磨损，避免堵塞，提高柴油机的寿命，输油管路24的管路上设有柴油滤清器3，油箱4的内部设有连接输油管路24的油水分离器26，液位传感器25被设置在油箱4的内部顶端，用来实时监测油箱4的剩余油量。燃油泵1设有的燃油泵低压出油阀18通过供给管路与高压喷油泵2的低压进油阀17相连，高压喷油泵2上设置有不低于四组的高压出油阀15，各高压出油阀15相互独立供油，高压出油阀15通过高压油管20与第一高压油轨5或第二高压油轨6相连，第一高压油轨5或第二高压油轨6上所连接的高压油管20不低于两组。高压喷油泵2将高压柴油泵入到第一高压油轨5或第二高压油轨6，为了保证第一高压油轨5或第二高压油轨6具有足够的油压并提高泵油速度，高压出油阀15的数量不低于四组，第一高压油轨5或第二高压油轨上高压油管20的数量不低于两组，即高压出油阀15的数量应是第一高压油轨5或第二高压油轨上高压油管20数量的两倍。

请参阅图2和图4，第一高压油轨5和第二高压油轨6被对称设置在汽缸盖的左右两侧，节省了装配空间，为柴油机更为合理的结构布置提供结构支持。第一高压油轨5或第二高压油轨6通过输送油管连接有电控喷油器7，第一高压油轨5或第二高压油轨6上所连接的输送油管和电控喷油器7的数量均不低于两组。汽缸盖设有多组正对汽缸的安装孔，电控喷油器7设置在安装孔内，输送油管与电控喷油器7的进油管相连，电控喷油器7的主控端与ECU8相连，ECU8通过控制电控喷油器7内电磁阀的开启和关闭，将第一高压油轨5或第二高压油轨6中的高压柴油油以最佳的喷油定时、喷油量和喷油率喷入汽缸中。第一高压油轨5和第二高压油轨6的一端均设有安全溢流阀22，安全溢流阀22、电控喷油器7的溢油管和高压喷油泵2上设置的低压出油阀16均通过溢油管路23与设置在油箱4底部的回油阀27相连，与连接ECU8相连的油压传感器21被设置在第一高压油轨5或第二高压油轨6的另一端。安全溢流阀22是一个多级机械阀，用于调节高压喷油泵2出油压力，对于保证高压喷油泵2的润滑和回油正常至关重要。当第一高压油轨5或第二高压油轨6中油压过高时，安全溢流阀22将打开回油口，使柴油重新回到高压喷油泵2或者油箱4。

请参阅图1和图3，供气***包括空气加热器10、涡轮增压器11、空气滤清器12和进气总管28，排气***包括尾气催化处理器(如三元催化器)13、***14和出气总管35，涡轮增压器11设有叶轮进气端和涡轮排气端。进气总管28的一端通过进气歧管30与V型缸体36中的进气门37相连，进气歧管30在依次串联空气流量测量计31、增压传感器32和调压阀33后接入进气门37。进气总管28的另一端依次把空气加热器10、叶轮进气端和空气滤清器12串联相接，进气温度传感器29被设置在空气加热器10进气口的前方，空气加热器10、涡轮增压器11、空气流量测量计31和调压阀33均与ECU8连接。冬天气温降到零下后，在进气温度传感器29的作用下，ECU8启动空气加热器10，对进入进气总管28的空气进行加热，以帮助柴油机在环境温度很低的情况顺利工作，降低了润滑阻力和增加了汽缸内的温度，对整个柴油机的启动***有一个很好的辅助性能。空气加热器10的内部设有若干个导流板，以引导气体流向，延长气体在空气加热器10内腔的滞留时间，从而使气体充分均匀加热，提高热交换效率。出气总管35的一端通过出气歧管34与V型缸体36中的排气门38相连，出气总管35的另一端依次把涡轮排气端、尾气催化处理器13和***14串联相接，连接ECU8的氧传感器43被设置在排气门38。由于汽缸内混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降，在排气门38安装的氧传感器43，可以检测排气中氧的浓度，并向ECU8发出反馈信号，再由ECU8控制电控喷油器7喷油量的增减，从而将混合气的空燃比控制在理论值附近，便于尾气催化处理器13充分发挥尾气处理的作用。

作为电控单元的ECU8在整个柴油机的工作过程中能够收集与其相连的各传感器反馈的实时工况信息，经数据分析及逻辑判断来确定适合柴油机当前工况的最佳控制参数，并将这些参数转变为电信号输出给相应的执行器，能够进一步提高柴油机的输出功率，降低柴油机的油耗以及减少污染物的排放。

依照本实用新型如上文的实施例，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种环保型电喷柴油机，其特征在于：包括V型缸体总成(9)、供油***、供气***、排气***和控制***，所述控制***包括ECU(8)和传感器组，所述V型缸体总成(9)包括V型缸体(36)、曲轴箱和汽缸盖，所述汽缸盖固定安装在V型缸体(36)的正上方，所述曲轴箱固定安装在V型缸体(36)的正下方，所述V型缸体(36)和汽缸盖均设置有水套(41)，所述水套(41)的内部设有多组连接ECU(8)的水温传感器(42)，所述V型缸体(36)的两侧设有对称分布的多组汽缸，所述汽缸盖设有与汽缸相适配的进气门(37)和排气门(38)，所述进气门(37)与供气***相连，所述排气门(38)与排气***相连，所述供油***供给的燃油作用于汽缸内，所述汽缸内设有活塞(40)，所述活塞(40)通过连杆与曲轴箱内的曲轴(39)活动连接，所述V型缸体(36)中两侧活塞(40)的中心轴线夹角为60°到135°之间。

2.根据权利要求1所述的一种环保型电喷柴油机，其特征在于：所述供油***包括泵机、油箱(4)、第一高压油轨(5)和第二高压油轨(6)，所述第一高压油轨(5)和第二高压油轨(6)被对称设置在汽缸盖的左右两侧，所述泵机包括高压喷油泵(2)和与高压喷油泵(2)一体设置的燃油泵(1)，所述燃油泵(1)和高压喷油泵(2)均与ECU(8)相连，所述燃油泵(1)设有的燃油泵低压进油阀(19)通过输油管路(24)与油箱(4)相连，所述燃油泵(1)设有的燃油泵低压出油阀(18)通过供给管路与高压喷油泵(2)的低压进油阀(17)相连，所述高压喷油泵(2)上设置有不低于四组的高压出油阀(15)，所述高压出油阀(15)通过高压油管(20)与第一高压油轨(5)或第二高压油轨(6)相连，所述第一高压油轨(5)或第二高压油轨(6)上所连接的高压油管(20)不低于两组。

3.根据权利要求2所述的一种环保型电喷柴油机，其特征在于：所述第一高压油轨(5)或第二高压油轨(6)通过输送油管连接有电控喷油器(7)，所述汽缸盖设有多组正对汽缸的安装孔，所述电控喷油器(7)设置在安装孔内，所述输送油管与电控喷油器(7)的进油管相连，所述第一高压油轨(5)或第二高压油轨(6)上所连接的输送油管和电控喷油器(7)的数量均不低于两组，所述电控喷油器(7)的主控端与ECU(8)相连，所述第一高压油轨(5)和第二高压油轨(6)的一端均设有安全溢流阀(22)，所述安全溢流阀(22)、电控喷油器(7)的溢油管和高压喷油泵(2)上设置的低压出油阀(16)均通过溢油管路(23)与设置在油箱(4)底部的回油阀(27)相连，所述第一高压油轨(5)和第二高压油轨(6)的另一端均设有连接ECU(8)的油压传感器(21)。

4.根据权利要求2所述的一种环保型电喷柴油机，其特征在于：所述输油管路(24)穿过柴油滤清器(3)与油箱(4)相连，所述油箱(4)的内部设有连接输油管路(24)的油水分离器(26)和连接ECU(8)的液位传感器(25)。

5.根据权利要求1所述的一种环保型电喷柴油机，其特征在于：所述供气***包括空气加热器(10)、涡轮增压器(11)、空气滤清器(12)和进气总管(28)，所述涡轮增压器(11)设有叶轮进气端和涡轮排气端，所述进气总管(28)的一端通过进气歧管(30)与V型缸体(36)中的进气门(37)相连，所述进气歧管(30)在依次串联空气流量测量计(31)、增压传感器(32)和调压阀(33)后接入进气门(37)，所述进气总管(28)的另一端依次把空气加热器(10)、叶轮进气端和空气滤清器(12)串联相接，所述进气总管(28)于空气加热器(10)的进气口前方设有进气温度传感器(29)，所述空气加热器(10)、涡轮增压器(11)、进气温度传感器(29)、空气流量测量计(31)、增压传感器(32)和调压阀(33)均与ECU(8)连接。

6.根据权利要求5所述的一种环保型电喷柴油机，其特征在于：所述排气***包括尾气催化处理器(13)、***(14)和出气总管(35)，所述出气总管(35)的一端通过出气歧管(34)与V型缸体(36)中的排气门(38)相连，所述出气总管(35)的另一端依次把涡轮排气端、尾气催化处理器(13)和***(14)串联相接，所述排气门(38)设有连接ECU(8)的氧传感器(43)。

7.根据权利要求1所述的一种环保型电喷柴油机，其特征在于：所述传感器组还包括设在曲轴箱内用于确定曲轴(39)位置及转角的曲轴转速传感器(44)和设在汽缸盖内用于确定凸轮轴位置的凸轮轴转速传感器(45)，所述凸轮轴用来驱动控制进气门(37)或排气门(38)的气门。

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