[发明专利]一种高压直喷喷油器的稳压供油系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于高压直喷发动机技术领域，具体涉及一种高压直喷喷油器的稳压供油系统及其控制方法。

背景技术

对于高压直喷发动机来说，燃油喷射压力最高达20MPa以上，且其燃油供给系统多采用发动机的凸轮轴驱动高压油泵向高压油轨泵油，通过高压油轨向发动机各个喷油器供油，其中，高压油泵和凸轮轴的结构复杂，不仅成本高，而且安装固定要求高，还需要一套电控驱动机构对高压油泵的供油量进行精确控制，如参考文献1：胡林峰、戈非、黄见.直列EP型共轨高压供油泵的结构特征和性能.现代车用动力[J]，2008，2(130)。同时，单个高压油轨连接多个喷油器，喷油器与油轨之间的密封，是依靠喷油器上的O形圈和油轨与发动机缸盖的固定实现的。

但是在进行高压直喷发动机喷油器实验时，要在不同喷油压力下，对喷油器进行实验，高压油泵凸轮轴驱动系统和油量控制电控驱动机构的设计与制作很复杂，制备困难；而且由于单次实验只需要对某型号单个喷油器进行测试，而正常的油轨是为多个喷油器供油，与多个喷油器同时连接在一起，因此喷油器与高压油轨之间要实现可靠的密封也很困难，如参考文献2：毛立伟，直喷汽油机多孔喷油器的喷雾特性研究.天津大学硕士学位论文，2008，该文记载了采用三相异步电机驱动直列两缸油泵，为高压油轨泵油，实验过程中对油轨压力的控制复杂，高压油泵的驱动系统结构复杂，安装制作要求高，且在实验中，高压油泵和输油泵等均需要持续工作为高压油轨供油，不仅能源浪费多，还对实验室有噪声污染。另外，由于采用高压油轨进行稳压供油，因此存在上述的油轨与喷油器密封的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种高压直喷喷油器的稳压供油系统及其控制方法，该稳压供油系统能够根据显示屏设置的压力参数，通过稳压供油系统的控制器自动调节稳压供油系统中的喷油器的喷油压力达到设定的喷油压力大小，并减小喷油器在喷油时的油压波动。

本发明提供的高压直喷喷油器的稳压供油系统，主要包括：高压氮气瓶、减压器、步进电机、压力传感器A、两位三通电磁阀A、蓄能器、两位三通电磁阀B、压力传感器B、喷油器、单向阀、燃油泵、油箱、控制器和显示屏。

所述的高压氮气瓶用于为蓄能器充气，通过管道顺次与减压器、两位三通电磁阀A、和蓄能器相连接，形成气体通路；所述的蓄能器的另一端顺次与两位三通电磁阀B和喷油器连接，形成液体通路；通过蓄能器为喷油器供油。所述的减压器和两位三通电磁阀A之间连接有压力传感器A，用于检测气体通路中的气体压力；所述的两位三通电磁阀B与喷油器之间连接有压力传感器B，用于检测液体通路中的燃油压力。

所述的两位三通电磁阀A的第三个通口为排气口，与大气连通；所述的减压器的调压手柄与步进电机相连接，步进电机通过调节减压器来调节高压氮气瓶的放气压力，进而调节气体通路中的气体压力，使蓄能器获得适当的充气压力；

所述的两位三通电磁阀B的第三个通口顺次与单向阀、燃油泵和油箱通过管道连接，形成充油油路；所述的燃油泵用于向蓄能器中充入燃油，单向阀用于防止燃油回流到油箱中，油箱用于储存燃油。

所述的步进电机、压力传感器A、两位三通电磁阀A、两位三通电磁阀B、压力传感器B、燃油泵和显示屏均通过线束与控制器连接，控制器控制步进电机、和燃油泵处于工作或停止状态，并通过控制两位三通电磁阀A的通断电来控制高压氮气瓶为蓄能器充气或向外排气；控制器通过控制两位三通电磁阀B的通断电来控制燃油泵向蓄能器中充入燃油或使蓄能器中的燃油流入喷油器中；控制器通过与压力传感器A和压力传感器B的连接来检测气体通路中的气体压力和液体通路中的燃油压力，并依据压力传感器B的测量值与喷油压力设定值的大小，执行供油压力调节程序，以使压力传感器B的测量值与喷油压力设定值相等，压力传感器A的测量值用于控制器对稳压供油系统进行压力监视，当压力超过25MPa时，控制器进行安全报警，并通过显示屏提示，以保证实验安全。所述的显示屏用于选择和显示稳压供油系统的工作模式，设置喷油器的喷油压力，并用来显示压力传感器A和压力传感器B检测的气体压力、喷油压力和报警信息。

所述的蓄能器为活塞式蓄能器，活塞一边为氮气，另一边为燃油，通过氮气给蓄能器中的燃油加压，从而使喷油器获得所设定的喷油压力。

优选地，单向阀、燃油泵和油箱为汽车用带湿式燃油泵的油箱总成。

本发明提供的一种高压直喷喷油器的稳压供油系统的控制方法，包括两种工作模式下的控制方法，一种是稳压供油工作模式下的控制方法，另一种是蓄能器充油工作模式下的控制方法。