[发明专利]低速船用柴油机高压共轨燃油喷射控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及柴油机燃油喷射控制技术领域，尤其是一种低速船用柴油机高压共轨燃油喷射控制系统。

背景技术

随着我国造船工业向着超大型、高附加值船舶方向发展，对其配套柴油机的自主制造、智能性、大型化提出了更高的要求。从现代船用燃油喷射系统的发展来看，低速船用高压共轨燃油喷射系统必须具备响应快速、启闭性好、系统稳定、雾化良好等特性。如图7所示，目前主流的是SULZER RT-Flex船用电喷柴油机系列所采用的高压共轨燃油喷射控制系统。主要包括主阀体和阀芯，主阀体内具有供油油路，阀芯设置在主阀体，阀芯的两端具有驱动部件，驱动阀芯在主阀体内移动，实现油路的切换，还具有高压流量计，高压流量计的活动端设置在主阀体内对应的阀腔内，在高压燃油的作用下，在主阀体内的阀腔中向右运动，根据活动端的移动的速度可计算出高压燃油的流量，进一步计算出一次喷射完成的喷油量。

其优点是可控参数多、易于实现喷油速率的多次喷射。其缺点是：高速电磁阀易损坏，且该控制系统为开环系统，难以实现喷射燃油量的实时控制；高压流量计磨损严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术中流量控制为开环系统，难以实现燃油喷射量的实时控制，提供一种低速船用柴油机高压共轨燃油喷射控制系统，高压流量计和低压伺服系统构成闭环反馈控制系统，通过双螺杆转子流量计精确计算出一次喷射所需的喷油量，通过低压伺服系统控制阀杆的位置，从而控制高压进油油路和高压出油油路的连通开度，从而实现实时控制喷油量的目的，易于实现柔性控制。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低速船用柴油机高压共轨燃油喷射控制系统，包括高压阀体和阀芯，高压阀体内具有高压进油油路和高压出油油路，所述的阀芯包括阀杆和分别位于阀杆两端的阀头和活塞体，所述的高压阀体内具有容纳阀杆的通孔，所述的阀杆上设有通过阀杆在高压阀体内的移动使高压进油油路和高压出油油路连通或关闭的高压环槽，高压阀体上位于通孔的两端分别设有安装阀头的先导端盖和安装活塞体的主阀端盖，所述的先导端盖内设有向阀头提供预紧力的弹性元件，所述的主阀端盖的无杆腔上连接有向其提供液压驱动力的低压伺服系统，所述的低压伺服系统包括可调节开度的三位四通换向阀和与三位四通换向阀对应通过工作管路连通的增压缸，所述的三位四通换向阀上具有进油端和回油端，所述的增压缸包括缸筒和设置于缸筒内的活塞、活塞杆和套设在活塞杆上的增压套，所述的增压套内填充有液压油，所述的增压套与主阀端盖的无杆腔通过油路连通，所述的高压阀体内位于高压进油油路上设有计量空腔，所述的计量空腔内安装有高压流量计。

进一步的，所述的三位四通换向阀的进油端与主阀端盖的无杆腔之间通过油路连通，所述的油路上设有进油端向无杆腔单向导通的单向阀。若出现进入主阀端盖的无杆腔的油液不足时，则单向阀打开，低压伺服油直接通过单向阀流入主阀端盖的无杆腔内，推动阀芯向上移动。

作为优选，所述的高压流量计为双螺杆转子流量计，双螺杆转子流量计具有一对相互啮合的螺杆转子。

所述的双螺杆转子流量计上具有将转动信号转换成脉冲信号并发送至柴油机电子控制单元(ECU)的脉冲发生器。脉冲发生器将高压流量计的一对相互啮合螺杆的转子转动信号转换成脉冲信号发送至ECU，由于一对相互啮合螺杆转子每转一周流过的燃油量一定，因此ECU根据脉冲信号可计算出已喷射燃油量。同时，ECU将已喷射燃油量与目标燃油喷射量进行比较，并将计算结果以电信号的形式输出。三位四通换向阀接收到ECU输出的控制电信号后，其阀口开度随之变化，进而导致阀芯的阀口开度改变，从而实现对燃油喷射量的实时控制。

进一步的，为提高阀芯闭合方向的压力，所述的高压阀体内具有连通先导端盖的低压油路，还具有连通低压油路的二位三通换向阀，所述的二位三通换向阀上具有进油端和回油端。通过低压油路内油液的作用，大大增加了阀芯闭合方向的压力，避免了阀芯关闭延迟的现象和阀芯的二次开启，进一步提高了整个单元的频响。由低压先导部分控制高压燃油的通断，进一步简化高压燃油流道的设计，同时低压油路与燃油流道分别独立的布置结构，极大地减少了高压燃油的渗透。

进一步的，为使结构紧凑，所述的二位三通换向阀上的进油端通过供油管路与三位四通换向阀的进油端连通。二位三通换向阀和三位四通换向阀连通同一个供油管路。

作为优选，提高控制反应速度，和便于实现开度调节，所述的三位四通换向阀为三位四通电液伺服阀或三位四通电液比例阀，所述的二位三通换向阀为二位三通电磁换向阀。