專利名稱：電控化油器供油系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小排量汽油發(fā)動機供油系統(tǒng)，尤其涉及一種應(yīng)用電子控制技術(shù)設(shè)計的電控化油器供油系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
環(huán)境污染和能源短缺已成為當(dāng)今世界的兩大危機，嚴(yán)重地威脅著整個人類社會的生存，因此環(huán)保技術(shù)與節(jié)能技術(shù)已成為一個嚴(yán)峻的課題。隨著人類生活水平的提高，人們的環(huán)保意識不斷提高以及石油資源的日益減少，人們對汽油機的經(jīng)濟性、排放指標(biāo)和駕駛舒適性都提出了更高的要求。
小排量汽油發(fā)動機目前還廣泛使用化油器作為其供油系統(tǒng)，化油器對小排量汽油發(fā)動機的性能起著關(guān)鍵性的作用?；推靼丛矸譃橹?、節(jié)氣門式、真空柱塞式、真空柱塞節(jié)氣門式等，其中以柱塞式化油器和真空柱塞節(jié)氣門式化油器應(yīng)用最廣泛。其基本結(jié)構(gòu)操縱系統(tǒng)、進油系統(tǒng)、冷起動系統(tǒng)、低速供油系統(tǒng)(以下簡稱低速油系)、高速供油系統(tǒng)(以下簡稱高速油系)。
對于柱塞式化油器，發(fā)動機的油門把手與化油器的柱塞通過油門拉線連接，油門動作時，通過拉線調(diào)節(jié)化油器柱塞高度來改變發(fā)動機的進氣空氣量和進油量，從而改變發(fā)動機的運行工況。
進油系統(tǒng)由進油管、進油閥座、閥針、浮子、溢油管、放油螺釘、放油管、平衡管等組成。
低速油系低速油系由低速量孔、怠速空氣調(diào)節(jié)螺釘、柱塞或者節(jié)氣門調(diào)節(jié)螺釘、低速出油口等組成。在怠速工況(柱塞開度很小)由于柱塞或者節(jié)氣門的節(jié)流作用，低速出油口處形成比較高的真空度。浮子室內(nèi)的燃油經(jīng)低速油系燃油量孔進入低速油系燃油通道，與來自低速油系空氣通道的空氣，在低速量孔前端的泡沫管內(nèi)混合，再進入混合室，最后經(jīng)過低速油系噴口進入進氣管。根據(jù)發(fā)動機的狀況，可以通過怠速空氣調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)混合氣的濃度。一般順時針調(diào)進，低速系中空氣的補償量減少，供油量增加，混合氣變濃；相反，逆時針調(diào)出，混合氣變稀。怠速轉(zhuǎn)速的高低主要通過柱塞或者節(jié)氣門調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)柱塞或者節(jié)氣門的位置來改變怠速進氣空氣量，從而改變發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速。一般順時針調(diào)進，柱塞位置提高或者節(jié)氣門開度增加，發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高；逆時針調(diào)出，柱塞位置降低或者節(jié)氣門開度減小，發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降。
高速油系由主空氣量孔、主量孔、主泡沫管、主噴管、主油針等組成。
當(dāng)摩托車由怠速工況起步時，也就是說拉油門時，直接或者間接導(dǎo)致柱塞位置升高，隨著柱塞的提高，高速系出油口處的真空度逐步增加，高速系也參加供油，浮子室內(nèi)的燃油經(jīng)過主量孔，在主泡沫管內(nèi)與來自主空氣量孔的空氣混合，再經(jīng)過主油針和主噴管的環(huán)帶噴入混合室內(nèi)，也就是說隨著柱塞的提高，低速油系出油占總供油的比例逐步減小，高速油系供油比例逐步增加。
真空柱塞節(jié)氣門式化油器和柱塞式化油器一樣都包含操縱系統(tǒng)、進油系統(tǒng)、低速油系、高速油系等。低速油系與柱塞式化油器不同的是其出油口設(shè)置在節(jié)氣門處在接近關(guān)閉的位置。高速油系與柱塞式化油器相比，增加了橡膠膜片。柱塞式化油器的柱塞的上下運動由油門拉線直接拉動產(chǎn)生，而真空柱塞式化油器的柱塞的上下運動靠柱塞下可變喉管處的真空度的作用。當(dāng)摩托車起步時，節(jié)氣門開度逐步增大，真空柱塞下的真空度逐步提高。當(dāng)真空度增加到足以可服真空柱塞的自重和柱塞彈簧的彈力時，真空柱塞被吸起。由于柱塞彈簧壓縮后彈力變化非常小，所以可變喉管處的真空度在部分工況下近似恒定，因此這種結(jié)構(gòu)的化油器又被稱作等真空化油器。由于真空柱塞的作用，提高了摩托車的過渡性能?；推鞯幕旌鲜铱梢栽O(shè)計的比較大，有利于提高摩托車的高速性能。
發(fā)動機運行時從進氣管抽氣，向排氣管內(nèi)排氣。在進氣管內(nèi)形成一定的真空度?；推魍ㄟ^控制真空度的分配，經(jīng)過配劑元件的計量，浮子室內(nèi)的燃油被抽入發(fā)動機的燃燒室內(nèi)。摩托車發(fā)動機供油系統(tǒng)在實際的使用過程中，摩托車行駛工況非常復(fù)雜冷起動、怠速、加速、減速、下坡、上坡等。化油器控制每一工況所需的空氣量及空氣與燃油的混合比(空燃比)。這種傳統(tǒng)機械式結(jié)構(gòu)化油器，對于某一特定工況，空燃比是固定的。如果要改變其數(shù)值，必須調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)。但結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)整勢必影響其它工況的空燃比。因此，這種化油器結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定不能完全滿足每個工況點的需要，必須綜合考慮。生產(chǎn)廠為了使發(fā)動機尾氣排放達到越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)的要求，如國II、國III標(biāo)準(zhǔn)，必須根據(jù)發(fā)動機的工況精確控制發(fā)動機工作的空燃比。要達到這一要求，同時要保證發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性好，必然對化油器的設(shè)計和制造過程中主要計量元件的精度提出很高的要求。就小排量發(fā)動機化油器的結(jié)構(gòu)來看由于受到其成本的限制，不可能像汽車發(fā)動機一樣設(shè)計很復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，所以小排量發(fā)動機化油器的結(jié)構(gòu)一般比較簡單，如前述。就目前加工制造水平來看，生產(chǎn)出的零件達不到要求的精度，而且存在一定的散差。對于上述化油器，一般其高速油系比低速油系工作穩(wěn)定和易于實現(xiàn)比較高的控制精度，且對于以摩托車為主要應(yīng)用對象小排量發(fā)動機主要運行工況都處在中小負荷狀態(tài)，因此提高化油器低速油系工作的穩(wěn)定性和控制精度對于提高發(fā)動機性能是非常重要的。因此，將電子控制技術(shù)在化油器上進行應(yīng)用，是解決摩托車排放、動力性、經(jīng)濟性和駕駛舒適性的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種以提高發(fā)動機在中小負荷狀態(tài)運行的性能，能夠精確控制空燃比，使小排量發(fā)動機能滿足排放法規(guī)要求的電控化油器供油系統(tǒng)。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括化油器以及與化油器相連通的發(fā)動機，其特點是，在發(fā)動機上安裝有曲軸位置信號觸發(fā)裝置，且在發(fā)動機外側(cè)還安裝有與曲軸位置信號觸發(fā)裝置相對應(yīng)的曲軸位置傳感器，曲軸位置傳感器的輸出端與電子控制單元的輸入端相連接，且在發(fā)動機的排氣管內(nèi)還設(shè)置有與電子控制單元的輸入端相連接的排氣氧傳感器，在化油器的低速油系空氣通道處設(shè)置有一與電子控制單元相連接的電磁閥。
本發(fā)明的化油器的低速油系中還設(shè)置有一與電磁閥并聯(lián)的空氣量孔；化油器的油門拉線或柱塞處還設(shè)置有一與電子控制單元相連接的負荷傳感器，或者發(fā)動機的進氣管還與負荷傳感器相連通，所述負荷傳感器與電子控制單元相連接。
由于本發(fā)明的電子控制單元通過曲軸位置傳感器中產(chǎn)生曲軸位置信號及排氣氧傳感器檢測的氧含量進行以理論空燃比為目標(biāo)的反饋控制，通過氧傳感器檢測到這一偏差，并根據(jù)此偏差調(diào)節(jié)電磁閥的開度，來調(diào)節(jié)進入低速油系的空氣量，從而調(diào)節(jié)發(fā)動機在中小負荷工況時的空燃比，直至發(fā)動機工作的空燃比逼近理論空燃比。


圖1是柱塞式化油器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明并不局限于以下實施例。
實施例1，參見圖1，本發(fā)明包括化油器2，化油器2的入口與燃油管1相連通，化油器2通過進氣管14與發(fā)動機6相連，在發(fā)動機6上安裝有曲軸位置信號觸發(fā)裝置8，且在發(fā)動機外側(cè)還安裝有與曲軸位置信號觸發(fā)裝置8相對應(yīng)的曲軸位置傳感器9，曲軸位置傳感器9的輸出端與電子控制單元(ECU)10的輸入端相連接，且在發(fā)動機6的排氣管16內(nèi)還裝置有與電子控制單元10相連接的排氣氧傳感器11，在化油器2的低速油系入口處設(shè)置有一與電子控制單元10相連接的電磁閥5，化油器2的低速油系中還設(shè)置有一與電磁閥5并聯(lián)的空氣量孔3，這樣在電磁閥5即使全部關(guān)閉時，仍有少部分空氣通過該空氣量孔3滲入，從而改善低速油系所供燃油的霧化，和提高低速油系供油的穩(wěn)定性，本發(fā)明在發(fā)動機6的進氣管14上還連通有一與電子控制單元10相連接的負荷傳感器15。
其工作原理如下在原來化油器2的基礎(chǔ)上，在修改原來化油器2的低速油系的空氣量孔3的基礎(chǔ)上并聯(lián)了由電磁閥5控制的空氣通道4，當(dāng)電磁閥5開啟時，低速油系空氣的滲入量流經(jīng)空氣量孔3和空氣通道4而進入化油器2的低速油系，由低速油系燃油量孔7進入的燃油混合后經(jīng)化油器2的低速油系噴口13流出而進入發(fā)動機6的進氣管14，空氣通道4的有效流通面積或者說由電磁閥5的有效開度受電子控制單元10控制調(diào)整，當(dāng)電磁閥5的有效開度改變時，化油器2的低速油系的空氣滲入量發(fā)生變化，導(dǎo)致化油器2的低速油系供給的燃油量發(fā)生變化，因而進入發(fā)動機6的空氣燃料的混合物的混合比(空燃比)會發(fā)生變化。由于在發(fā)動機6的排氣管16上安裝了排氣氧傳感器11，來實測發(fā)動機6工作的空燃比，電子控制單元10根據(jù)該排氣氧傳感器11的實測值與目標(biāo)值的差異調(diào)整電磁閥5的開度，來改變發(fā)動機6工作的空燃比，直至實測空燃比逼近目標(biāo)空燃比。由于排氣氧傳感器11為在汽車上已廣泛應(yīng)用的、在理論空燃比處具有階躍輸出信號特性的類型，因而目標(biāo)空燃比一般選定為理論空燃比。
為了提高系統(tǒng)的控制性能，系統(tǒng)中還設(shè)置有一負荷傳感器15，該負荷傳感器15可以與油門拉線12相連或與發(fā)動機6的進氣管14相連通，例如該負荷傳感器15可以是節(jié)氣門位置傳感器或者進氣管絕對壓力傳感器，如果使用負荷傳感器，電控系統(tǒng)還可以利用發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷開環(huán)控制調(diào)節(jié)電磁閥的開度，結(jié)合在此基礎(chǔ)上進行的利用上述氧傳感器信號進行的反饋控制，可以更快速地、精確地將發(fā)動機中小負荷時工作的空燃比控制為理論空燃比，從而使發(fā)動機的工作性能得到優(yōu)化，在采用三元催化反應(yīng)器對尾氣進行后處理的情況下可使發(fā)動機達到未來嚴(yán)格的排放法規(guī)的要求，同時系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、簡單；此時電子控制單元10首先根據(jù)發(fā)動機6的負荷參數(shù)和轉(zhuǎn)速參數(shù)得到電磁閥5的開環(huán)控制基本控制量，在此基礎(chǔ)上，利用排氣氧傳感器11的信號進行以理論空燃比為目標(biāo)的反饋控制，得到反饋修正量，電子控制單元10控制電磁閥5的最終輸出量為基本控制量與反饋修正量之和。通過上述開環(huán)控制和閉環(huán)反饋控制相結(jié)合的方式，可以快速地將空燃比精確控制為目標(biāo)空燃比，提高發(fā)動機動態(tài)工況控制的響應(yīng)性。如果取消負荷傳感器15，電子控制系統(tǒng)，將主要根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和氧傳感器信號進行閉環(huán)反饋控制，降低系統(tǒng)的響應(yīng)性，從而降低系統(tǒng)的動態(tài)控制精度。
本發(fā)明同樣適用于真空柱塞節(jié)氣門式化油器等。
權(quán)利要求
1.電控化油器供油系統(tǒng)，包括化油器(2)以及與化油器(2)相連通的發(fā)動機(6)，其特征在于在發(fā)動機(6)上安裝有曲軸位置信號觸發(fā)裝置(8)，且在發(fā)動機(6)外側(cè)還安裝有與曲軸位置信號觸發(fā)裝置(8)相對應(yīng)的曲軸位置傳感器(9)，曲軸位置傳感器(9)的輸出端與電子控制單元(10)的輸入端相連接，且在發(fā)動機(6)的排氣管(16)上還設(shè)置有與電子控制單元(10)的輸入端相連接的排氣氧傳感器(11)，在化油器(2)的低速油系空氣通道處設(shè)置有一與電子控制單元(10)相連接的電磁閥(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控化油器供油系統(tǒng)，其特征在于所說的化油器(2)的低速油系中還設(shè)置有一與電磁閥(5)并聯(lián)的空氣量孔(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控化油器供油系統(tǒng)，其特征在于所說的化油器的油門拉線(12)或柱塞處還設(shè)置有一與電子控制單元(10)相連接的負荷傳感器(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控化油器供油系統(tǒng)，其特征在于所說的發(fā)動機(6)的進氣管(14)還與一負荷傳感器(15)相連通，該負荷傳感器(15)與電子控制單元(10)相連接。
全文摘要
電控化油器供油系統(tǒng)，包括化油器、發(fā)動機，在發(fā)動機上安裝有曲軸位置信號觸發(fā)裝置，且在發(fā)動機外側(cè)還安裝有與曲軸位置信號觸發(fā)裝置相對應(yīng)的曲軸位置傳感器，曲軸位置傳感器的輸出端與電子控制單元的輸入端相連接，且在發(fā)動機的排氣管上還設(shè)置有與電子控制單元的輸入端相連接的排氣氧傳感器，在化油器的低速油系空氣通道處設(shè)置有一與電子控制單元相連接的電磁閥。由于本發(fā)明的電子控制單元通過曲軸位置傳感器中產(chǎn)生曲軸位置信號及排氣氧傳感器檢測的氧含量進行以理論空燃比為目標(biāo)的反饋控制，通過氧傳感器檢測到這一偏差，并根據(jù)此偏差調(diào)節(jié)電磁閥的開度，從而調(diào)節(jié)發(fā)動機在中小負荷工況時的空燃比，直至發(fā)動機工作的空燃比逼近理論空燃比。
文檔編號F02M7/00GK101054933SQ20071001783
公開日2007年10月17日 申請日期2007年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月14日
發(fā)明者曾科, 劉兵, 呂世亮, 黃佐華 申請人:西安交通大學(xué)