[发明专利]一种用于共轨系统的轨压调节阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种轨压调节阀，尤其涉及一种用于共轨系统的轨压调节阀，属于内燃机燃油喷射系统领域。

背景技术

“节能减排，提高功率密度”是内燃机领域一直追求的目标。电控高压共轨燃油喷射系统(简称共轨系统)是内燃机行业实现这一目标最具潜力的技术，其最大特点就是喷油压力、喷油量、喷油时刻等都可以精确调节和控制。喷油压力的控制与调节实质就是轨压的控制。轨压既需要根据发动机的运行工况而改变，也需要在给定的运行工况下保持相对稳定(在目标轨压附近的压力波动≤5％)，因此轨压的控制是共轨系统的一个关键技术。

早期的共轨系统主要采用在高压油泵出口或共轨管上安装电液比例高压溢流阀的方式来对多余的高压燃油进行溢流，从而控制轨压，如专利CN 105408619A。采用高压溢流阀来进行轨压调节的优点是响应迅速，而缺点是能量损失大、燃油发热严重。

目前的共轨系统普遍采用在高压油泵入口处安装燃油计量阀的方式来控制进入高压油泵的低压流量，使输送到轨中的燃油量与系统的需求量一致，从而保持轨压的稳定，如专利CN 102725508B和CN 103291515B。采用计量阀来进行轨压调节的优点是能量损失小，而缺点是控制的瞬态响应能力很差。轨压的调节需要经过以下几个阶段：转速传感器和轨压传感器分别采集发动机转速和轨中压力并将信号传输到ECU；ECU通过复杂的控制算法来改变计量阀的驱动电流；计量阀的阀芯在改变了的电磁力、弹簧力的作用下移动到下一个平衡位置并继而导致阀口开度的改变；进入到处于吸油状态的柱塞腔中的低压流量开始发生变化；吸油行程结束后，柱塞腔中的低压燃油开始被柱塞压缩，燃油压力升高；柱塞腔中燃油压力升高到轨压时高压油泵的出油阀才打开并向共轨管中输送高压燃油，从而导致轨压的改变。由此可见，采用计量阀进行轨压调节需要经过复杂的步骤，使得轨压变化的延迟时间很长(即瞬态响应差)，而发动机转速越低，延迟时间越长，可高达几十毫秒。此外，计量阀相应的控制算法非常复杂，一方面需要精确计算共轨的输出油量，也称前馈控制量(发动机气缸的每循环喷油量、控制喷油器实现喷油而必须的控制泄漏量、柱塞副的泄漏量等之和)，另一方面需要计算能够补偿实际轨压与目标轨压偏差的油量，两者之和才是高压油泵的实际应输出油量，然后将此所需输油量转换成计量阀的驱动电流，并对计量阀的励磁线圈电阻和电感进行补偿，从而控制轨压稳定。计算与实际的偏差，计量阀阀口流量特性随阀口前后压力差的变化，以及阀口开度改变时刻与吸油开始时刻的偏差量所导致的实际吸油量的变化等都会影响控制效果。

近期，专利CN 102124203B公开了一种将高压溢流阀与计量阀组合在一起的轨压调节装置，它结合了高压溢流阀响应迅速、计量阀能量损失小的优点，也不可避免的继承了高压溢流阀能量损失大、燃油发热严重的缺点。

因而有必要设计一种瞬态响应好、能量损失小、控制算法简单而高效的轨压调节阀。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的瞬态响应差、能量损失大以及控制算法复杂的问题，提供一种用于共轨系统的轨压调节阀，该装置能够提高共轨系统轨压调节的瞬态响应速度、减少能量损失、简化轨压控制算法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种用于共轨系统的轨压调节阀，包括：计量阀和反馈阀。

计量阀由阀体、弹簧、阀芯、计量阀壳体、励磁线圈和盘型衔铁组成；阀体为底端封口的中空圆柱体，底端中心处开设出油孔，侧壁上开设进油孔；弹簧置于阀体和阀芯之间；阀芯置于阀体的内部，可轴向滑动；阀芯上开设节流孔，所述节流孔与进油孔相匹配；计量阀壳体的下部与阀体的上部为过盈配合；计量阀壳体为中空圆柱体，沿计量阀壳体的上部向下开设环形槽，用于放置励磁线圈；盘型衔铁处于励磁线圈的磁场中；励磁线圈通过电缆被施加电流，电流的改变将导致盘型衔铁所受电磁力的改变。

反馈阀由反馈阀壳体和阀杆组成；反馈阀壳体为三凸台结构的圆柱形壳体；反馈阀壳体顶端向内开设两阶梯式深孔；反馈阀壳体底端向内开设凹槽；反馈阀壳体的第二凸台的下部开设有带环形槽的回油通道；阀杆上下两端向内分别开有深孔以减小其质量，所述深孔不连通；阀杆穿过盘型衔铁然后置于反馈阀壳体的内部；阀杆通过螺纹联接或过盈配合与盘型衔铁刚性连接；盘型衔铁初始的被预压缩的弹簧通过阀杆压靠在反馈阀壳体凹槽的上表面。

所述阀杆的顶端与反馈阀壳体的两阶梯孔交界面存在间隙。

所述阀杆在计量阀壳体与反馈阀壳体中轴向滑动。

所述阀杆的下端与阀芯的上端为刚性连接；计量阀壳体与反馈阀壳体通过螺纹进行联接。