[發(fā)明專利]啟噴壓力可調(diào)的低速二沖程柴油機(jī)用電控噴油系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711473341.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN107989728A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊麗;文李明;方良杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中船動(dòng)力研究院有限公司
• 主分類號(hào): F02M45/12
• 分類號(hào): F02M45/12;F02D41/38
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)31317
• 代理人: 張寧展

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船用大功率低速二沖程柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)，具體涉及一種電、氣綜合驅(qū)動(dòng)且啟噴壓力可調(diào)的低速二沖程柴油機(jī)用電控燃油噴射系統(tǒng)，屬于柴油機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

燃油噴射及其供給系統(tǒng)是柴油機(jī)的心臟部分，其對(duì)柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、機(jī)械負(fù)荷、熱負(fù)荷以及工作可靠性、耐久性都具有重大影響。對(duì)于船用大功率低速二沖程柴油機(jī)而言，為了達(dá)到越來越苛刻的排放法規(guī)的要求，不僅需要提高燃油噴射壓力，還要求在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的各個(gè)負(fù)荷區(qū)域內(nèi)具有柔性可調(diào)的噴油特性曲線，以達(dá)到降低排放、提高燃油經(jīng)濟(jì)性的目的。因此，具有更好的電控靈活性和壓力-時(shí)間調(diào)節(jié)特性的性能是船用低速二沖程柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)未來發(fā)展的一大趨勢。

電控燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了位置控制式電控燃油噴射系統(tǒng)、時(shí)間控制式電控燃油噴射系統(tǒng)和壓力－時(shí)間控制式電控燃油噴射系統(tǒng)三個(gè)階段，目前正處于第三階段。所述壓力－時(shí)間控制式電控燃油噴射系統(tǒng)建立在機(jī)械、液壓和電控技術(shù)的基礎(chǔ)之上，采用壓力－時(shí)間式燃油計(jì)量原理，通過對(duì)共軌壓力的閉環(huán)控制來實(shí)現(xiàn)噴油量、噴油壓力、噴油定時(shí)以及噴油規(guī)律的靈活控制，該電控噴油系統(tǒng)不受柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的限制，噴油壓力和噴油持續(xù)期可以依據(jù)柴油機(jī)的負(fù)荷、轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，能夠顯著改善柴油機(jī)低速時(shí)的性能和排放，但由于噴油器本身機(jī)械結(jié)構(gòu)，如彈簧等的限制，電控噴油系統(tǒng)的啟噴壓力無法調(diào)節(jié)，這就導(dǎo)致該類系統(tǒng)對(duì)噴油過程中噴油速率的調(diào)節(jié)有限，并且同一燃油噴射系統(tǒng)在不同負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)還會(huì)存在開啟和關(guān)閉速度不一的情況，從而影響噴射開始和后期的燃油霧化效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種啟噴壓力可調(diào)的低速二沖程柴油機(jī)用電控噴油系統(tǒng)，通過結(jié)構(gòu)上增加氣體調(diào)節(jié)控制單元來實(shí)現(xiàn)啟噴壓力的靈活、柔性控制，從而顯著改善噴油初始和關(guān)閉時(shí)刻的霧化效果，進(jìn)一步改善柴油機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性并減少PM排放。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種啟噴壓力可調(diào)的低速二沖程柴油機(jī)用電控噴油系統(tǒng)，包括高壓燃油供油模塊、燃油噴射閥和噴油器，其特征在于：所述電控噴油系統(tǒng)還包括有氣體調(diào)節(jié)控制單元；所述高壓燃油供油模塊用以提供壓力穩(wěn)定且可靠的高壓燃油；所述燃油噴射閥與所述高壓燃油供油模塊連接，用以控制燃油噴射的啟閉；所述氣體調(diào)節(jié)控制單元提供驅(qū)動(dòng)氣體，該驅(qū)動(dòng)氣體的壓力根據(jù)所述柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速或負(fù)荷的需要進(jìn)行預(yù)先調(diào)節(jié)并設(shè)定啟噴壓力，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述啟噴壓力的控制；所述噴油器的上部與所述氣體調(diào)節(jié)控制單元連接，下部與所述燃油噴射閥連接；當(dāng)通過所述燃油噴射閥進(jìn)入所述噴油器下部的高壓燃油的壓力超過所述氣體調(diào)節(jié)控制單元中驅(qū)動(dòng)氣體的壓力時(shí)，所述噴油器以預(yù)定的啟噴壓力啟動(dòng)燃油噴射。

進(jìn)一步地，所述的氣體調(diào)節(jié)控制單元包括相互連接的氣動(dòng)比例調(diào)壓閥和氣體控制模塊；所述氣體控制模塊連接于所述噴油器的上部，包括活塞和殼體，該殼體內(nèi)設(shè)置有控制腔，所述活塞設(shè)置于所述控制腔內(nèi)；所述氣動(dòng)比例調(diào)壓閥連接該控制腔，用以調(diào)節(jié)設(shè)定啟噴壓力；所述驅(qū)動(dòng)空氣經(jīng)所述氣動(dòng)比例調(diào)壓閥調(diào)節(jié)壓力后進(jìn)入所述控制腔內(nèi)且作用于所述活塞上。

進(jìn)一步地，所述的噴油器包括針閥體、容納于該針閥體內(nèi)腔中的針閥、連接于該針閥下端的噴嘴和通過所述針閥體連通所述針閥下部的噴油控制室，所述噴油控制室與所述燃油噴射閥連接，所述針閥的上端與所述氣體控制模塊的活塞連接，下端壓制于所述噴嘴的上開口上；當(dāng)所述燃油噴射閥通電，來自所述高壓燃油供油模塊的高壓燃油經(jīng)過所述燃油噴射閥進(jìn)入所述噴油控制室并作用于所述針閥的下部，該高壓燃油的壓力克服所述控制腔中驅(qū)動(dòng)氣體通過所述活塞施加于所述針閥上的壓力時(shí)，所述針閥開啟所述噴嘴的上開口，所述噴油器以預(yù)定的啟噴壓力啟動(dòng)燃油噴射；噴油結(jié)束后所述燃油噴射閥失電，所述高壓燃油被切斷，所述噴油控制室內(nèi)的燃油壓力迅速下降，所述針閥在來自所述氣體控制模塊的活塞的壓力的作用下關(guān)閉所述噴嘴，所述噴油器停止燃油噴射。

進(jìn)一步地，所述的高壓燃油供油模塊為高壓燃油共軌或燃油增壓單元。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、結(jié)構(gòu)上取消了傳統(tǒng)噴油器的彈簧，通過增加一套氣體調(diào)節(jié)控制單元實(shí)現(xiàn)了燃油啟噴壓力的靈活可調(diào)，進(jìn)一步完善了壓力－時(shí)間控制式電控燃油噴射系統(tǒng)，增加了燃油噴射系統(tǒng)的噴射柔性，從而進(jìn)一步提高了柴油機(jī)的燃燒率和降低了廢氣排放。

2、通過對(duì)驅(qū)動(dòng)氣體壓力的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)噴油器針閥開啟和關(guān)閉速度的控制，大大降低了對(duì)噴油控制室的性能要求。