一种新型柴油机电控高压共轨系统的制作方法

1.本实用新型属于柴油机高压共轨系统技术领域，具体涉及紧凑型柴油机电控高压共轨系统领域。


背景技术：

2.长期以来，单缸柴油机因其价格低廉、轻便等原因，广泛应用于发电机、农业机械、抽水机械、工程机械、船舶等各行业。单缸柴油机的核心是燃油喷射系统，该系统主要包含机械喷油泵、高压油管和喷油器这三大部件。
3.现有燃油喷射系统的供油压力较低，而且无法调节喷油正时，导致目前使用该系统的单缸柴油机油耗高、排放差。近年来，由于能源问题和大气污染问题日益严峻，国家对于环保排放的要求也越来越严格，单缸柴油机的市场份额逐步被压缩。
4.随着2018年非道路国4排放标准的实施，单缸柴油机采用高压共轨系统，成为其技术升级的根本性解决方案。高压共轨系统可以实现对喷油压力、喷油正时、喷油量和喷油速率的精准控制，有效降低发动机油耗、减少污染物的排放。
5.现有单缸柴油机的燃油喷射系统是由机械喷油泵、高压油管和喷油器这三大部件组成，该系统的供油压力较低，且无法调节喷油正时，导致柴油机的油耗高、排放差。


技术实现要素：

6.发明目的：提高单缸柴油机供油压力，同时解决无法控制喷油正时、喷油量和喷油速率的问题。
7.技术方案：
8.一种新型柴油机电控高压共轨系统，包括油箱、粗滤器、电动输油泵、精滤器、共轨泵、喷油器、电子控制单元。
9.油箱、粗滤器、电动输油泵、精滤器、共轨泵和喷油器依次以串联方式连接在一起；
10.所述共轨泵设有限压阀、开关式电磁阀、蓄压腔、轨压传感器；
11.所述喷油器通过高压油管连接共轨泵的蓄压腔；
12.所述电子控制单元与传感器系统相连，包括油温传感器、速度传感器、温度传感器、燃料温度传感器、踏板位置传感器，同时分别与电动输油泵、共轨泵开关式电磁阀、轨压传感器、喷油器相连；所述油箱与喷油器限压阀、以及共轨泵蓄压腔的限压阀相连。
13.共轨泵头部蓄压腔可根据发动机缸数设计成单出口、两出口或三出口，对应发动机配气凸轮上产生共轨泵挺柱体运动的凸起数量，一般可设计为单凸起和两凸起，从而保证供油和喷油时序的一致，有效预防喷油前的压力波动，避免喷油不稳定。
14.有益效果：
15.1、新型高压共轨系统结构紧凑，共轨泵可实现对原有机械式单缸泵的无缝替换。
16.2、共轨泵采用开关式电磁阀精准控制供油，同时供油效率和响应性优于其它同类产品所采用的比例电磁阀。
17.3、共轨泵头部带蓄压腔，有两种结构和轨压控制方式以满足整机的性能要求，第一种机械式限压阀和轨压传感器设计，轨压传感器通过监控蓄压腔内压力来实时控制油泵开关阀，实现轨压稳定，当系统出现故障导致轨压超高后机械限压阀打开实现泄压；第二种无轨压传感器和限压阀，在该设计下，ecu通过传感器系统实时监控油门位置、进气温度和供油压力信号，以发动机转速信号为目标值，对喷油器电磁铁信号和油泵电磁阀信号进行反馈控制。
18.4、共轨泵为无回油设计，在共轨泵前布置有电动输油泵来提供燃油正压，电动输油泵由ecu控制，通过调节电流来实现进油量的变化，ecu通过油门位置传感器和转速判定发动机工作的工况，从而精准控制电动输油泵，使共轨泵的进油压力维持在最合适的范围。
19.5、本实用新型的高压共轨系统，主要液力部件是一种新型带蓄压腔的单缸共轨泵，其采用开关式电磁阀来控制进油方式，配合电动输油泵、精滤器、喷油器、ecu和传感器等部件组成供油系统。该高压共轨系统结构紧凑，可以无缝替换现有的喷油系统，同时可以实现对喷油压力、喷油正时、喷油量和喷油速率的最优控制，在保证柴油发动机产生合理驱动功率、扭矩的同时，有效降低了油耗和污染物排放。
附图说明
20.图1高压共轨系统示意图。
21.图2共轨泵截面图。
22.图中标号1.油箱，2.粗滤器，3.喷油器，4.电动输油泵，5.精滤器，6.共轨泵，7.电子控制单元(ecu)，8.电池，9.限压阀，10.蓄压腔，11.轨压传感器，12.开关式电磁阀，13.传感器系统，14.柱塞腔。
具体实施方式
23.本实用新型的高压共轨系统，最主要的液力部件是一种新型带蓄压腔的单缸共轨泵，其采用开关式电磁阀来控制进油方式；共轨泵前布置有电动输油泵；在油箱出油口与电动输油泵进油口之间布置有粗滤器，电动输油泵出油口与共轨泵进油口之间布置有精滤；共轨泵通过高压油管与共轨喷油器连接；系统中ecu与各种传感器连接，同时和共轨泵的开关式电磁阀、轨压传感器，以及喷油器上的电磁阀连接。
24.本实用新型高压共轨系统的工作方式：ecu通过调节电动输油泵的电流，实现对进油量的控制，电动输油泵将燃油从油箱中吸出，燃油经粗滤进入电动输油泵，再经精滤进入共轨泵，共轨泵采用开关式电磁阀精准控制供油量，燃油在柱塞腔加压后进入泵头头部的蓄压腔，ecu通过蓄压腔的轨压传感器实时监控供油压力，高压燃油经高压油管进入喷油器，ecu根据发动机上传感器系统的各个传感器实时数据，对喷油器的电磁阀进行精准调节，实现对喷油正时、喷油量和喷油速率的最优控制，最终高压燃油经喷油器喷入发动机燃烧室。


技术特征：
1.一种新型柴油机电控高压共轨系统，包括油箱、粗滤器、电动输油泵、精滤器、共轨泵、喷油器、电子控制单元，其特征在于，油箱、粗滤器、电动输油泵、精滤器、共轨泵和喷油器依次以串联方式连接在一起；所述共轨泵设有蓄压腔、限压阀、轨压传感器、开关式电磁阀；所述喷油器通过高压油管连接共轨泵的蓄压腔；所述电子控制单元与传感器系统相连，同时分别与电动输油泵、共轨泵开关式电磁阀、轨压传感器、喷油器相连；所述油箱与喷油器限压阀、以及共轨泵蓄压腔的限压阀相连。2.根据权利要求1所述的一种新型柴油机电控高压共轨系统，其特征在于，所述传感器系统包括油温传感器、速度传感器、温度传感器、燃料温度传感器、踏板位置传感器。3.根据权利要求1所述的一种新型柴油机电控高压共轨系统，其特征在于，所述共轨泵头部蓄压腔根据发动机缸数设为单出口或多个出口，与发动机配气凸轮上产生共轨泵挺柱体运动的凸起数量相对应。

技术总结
一种新型柴油机电控高压共轨系统，包括油箱、粗滤器、电动输油泵、精滤器、共轨泵、喷油器、电子控制单元，其中，油箱、粗滤器、电动输油泵、精滤器、共轨泵和喷油器依次以串联方式连接在一起；所述共轨泵设有限压阀、开关式电磁阀、蓄压腔，蓄压腔内设有轨压传感器；所述电子控制单元分别与电动输油泵、共轨泵开关式电磁阀、轨压传感器、喷油器相连。本实用新型的高压共轨系统结构紧凑，可以无缝替换现有的喷油系统，同时可以实现对喷油压力、喷油正时、喷油量和喷油速率的最优控制，在保证柴油发动机产生合理驱动功率、扭矩的同时，有效降低了油耗和污染物排放。污染物排放。污染物排放。


技术研发人员：郑文军 陈烨 华超 孙焦丽 王立平
受保护的技术使用者：思达耐精密机电（常熟）有限公司
技术研发日：2021.08.05
技术公布日：2021/9/14