理论教育 时间控制式轴向柱塞分配泵优化设计

时间控制式轴向柱塞分配泵优化设计

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:至于供油量(喷油量)的改变则采用时间控制方式,由高压电磁阀根据ECU指令进行,这个电磁阀负责接通和关闭通向低压腔的油路,当电磁阀关闭,柱塞顶部空间3因与低压腔隔绝,得以建立高压,喷油泵即通过出油阀4向喷油器供油;当电磁阀开启,高压油腔卸压,供油过程即行终止。

时间控制式轴向柱塞分配泵优化设计

如图8-27所示为日本电装(Nippon-Denso)公司开发的ECD-V3型分配泵的电控系统,它是在Bosch VE电控分配泵的基础上改进而成的,主要用于轿车柴油机。

由图可见,多种传感器将与柴油机运行工况有关的各项参数传送给ECU,后者依据内存的脉谱图和程序运算求值后发出控制供油量和供油正时的指令,其中改变供油正时的工作原理仍与位置式控制分配泵(图8-26)相同,即利用脉冲电磁阀5来控制供油提前器油路的油压,以改变供油提前器滚轮座圈和分配泵端面凸轮之间的夹角(图5-46),从而达到改变供油正时的目的。至于供油量(喷油量)的改变则采用时间控制方式,由高压电磁阀(图中的1和7)根据ECU指令进行,这个电磁阀负责接通和关闭通向低压腔的油路,当电磁阀关闭,柱塞顶部空间3因与低压腔隔绝,得以建立高压,油泵即通过出油阀4向喷油器供油;当电磁阀开启,高压油腔卸压,供油过程即行终止。由此可见,油泵供油量决定于高压电磁阀的开启时间,通过ECU指令控制这个时间的长短(这时主要是控制供油终点,还要与控制供油始点的脉冲电磁阀的动作相协调),即能达到改变油泵供油量(喷油量)的目的。

由于分配泵的转速很高(轿车柴油机转速达4000~5000r/min),喷油压力又不断增加(达140MPa),因此对于作为关键执行器的电磁阀,在控制精度、反应速度、动作的重复性与工作可靠性方面均提出了很高的要求,为此要做到铁芯质量小、线圈耗能低、阀门流通面积大,抗振、耐压和抗电磁干扰能力强,从而保证能对供油量实现精确与实时(时间分辨率1μs)的控制。为了满足上述要求,在ECD-V3电控分配泵(图8-27)中,采用了两级阀结构的电磁溢流阀,它由一个小电磁阀(导向阀)1和一个液压自动阀(主阀)7组成,主阀不直接与ECU联系,而导向阀则由ECU控制,其工作原理如图8-28所示:小电磁阀(导向阀)平时在弹簧作用下处于常开状态,当有电流通过时,则在电磁力的作用下,克服弹簧的预紧力迅速关闭,从而就阻断了柱塞顶部空间通向分配泵低压腔的油路(图8-27中的8),这时若柱塞上行并在顶部空间形成高压腔,燃油将通过主阀上的小孔同时作用在主阀的正面与背面,但由于主阀密封带以内的面积(正面)小于按主阀直径所计算的面积(背面),遂使主阀在双向总压差和弹簧力的作用下压向阀座并保持关闭状态,燃油遂在高压下通过出油阀送往喷油器实现燃油喷射。但当电流断开,导向阀打开低压油路以后,主阀由于背面压力骤降,也迅速打开旁通油路使柱塞顶部空间卸压,供油中止。这种结构方案的优点是导向阀的质量小,响应快,主阀及旁通油道流通面积大,泄流畅通,两种阀配合工作,可以提高控制精度与喷油质量。

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图8-28 电磁溢流阀的工作原理

此外,为实现喷油正时闭环控制所需的反馈信号,可以来自针阀升程传感器,亦可以采用一种设置在燃烧室内的光电传感器,后者通过测定燃烧闪光产生的电信号来对喷油正时进行补偿调节,其优点是可以消除柴油品质(十六烷值)和外界环境因素(大气压力和温度)对柴油机性能的影响。

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