技术领域
[0001] 本
发明总地涉及发动机技术领域，更具体地涉及发动机上用的燃油分配装置。
背景技术
[0002] 发动机在不同工况下，其所需要的燃油量也不同。因此，在发动机小功率运行时，一般只需少量的燃油，如果此时提供的燃油过多反而导致燃烧不充分，从而污染环境且浪费燃油；而在发动机大功率运行时，需要有更多的燃油供应，来满足发动机的运行需要。
[0003] 为了控制燃油的分配，
现有技术中出现了很多对燃油进行分配的装置和方式，比如分级式分配装置和机械式燃油分配装置。
[0004] 图1A和图1B是现有分级式分配装置的工作原理图。在所示图中，
电子控制器(EEC’)控制液压机械单元(HMU’)来操纵燃油分节活
门(BSV’，图未示)的
开关状态，BSV’电门
位置反馈给EEC’。在低油气比时，如图1A所示，EEC’给HMU’中的BSV’中的电磁
阀1’通电，HMU’送伺服燃油去关闭BSV’，计量燃油仅仅送到未分级的燃油
喷嘴2’，在这种情况下，未分级的燃油喷嘴2’提供更多的燃油，以保证燃油更好地雾化，在雨、
雪和结
冰条件下可以更好地防止熄火；而在高油气比时，如图1B所示，EEC’给HMU’中的BSV’中的
电磁阀1’断电，HMU’向BSV’提供伺服
燃油压力，从而使BSV’打开，计量燃油到达分级的燃油喷嘴
3’，如此，计量燃油通过所有燃油喷嘴2’和3’进入到
燃烧室。上述分级式分配方案是将燃油喷嘴分为两组，在发动机处于点火或慢车等小功率运行状态时只有一组喷嘴工作，而在发动机处于
起飞、巡航等大功率运行状态时两组喷嘴同时工作，但这种分配方案却不能实时根据发动机的工作状态连续控制。
[0005] 图2是现有的机械式燃油分配器的结构示意图。如图2所示，计量后的燃油作用在燃油分配器100’的下端，上端受
弹簧力的作用。供油量较小时，燃油压力较低，分配活门101’在弹簧102’的弹簧力的作用下关闭主油路103’，燃油由副油路104’流入副油路喷嘴(图未示)。副油路喷嘴的路通面积较小，所以尽管此时供油量较小，喷嘴仍有较高的油压，保证良好的雾化。当供油量增大时，燃油压力升高，燃油克服弹簧102’的弹簧力使分配活门101’上移，打开主油路103’，使主油路喷嘴(图未示)也开始喷油。因为主油路喷嘴的面积较大，所以喷嘴前压力不会过高。这一分配方案将燃油按压力分为两路，考虑了一定的工作变化要求，但却不能实现对燃油分配的控制，更不能响应发动机的工作状况，达不到较好的效率。
发明内容
[0006] 因此，提供一种能够根据发动机的不同工作状态选择适当分配油路并进行适当流量分配的燃油分配器是有利的。
[0007] 为此，根据本发明的一个方面，提供一种用于发动机的燃油分配器，该燃油分配器适用于将燃油输送到多环喷嘴内，多环喷嘴具有预燃级环腔、中间级环腔和主燃级环腔，其中，燃油分配器包括一端与同一燃油入口连通的预燃级油路、中间级油路和主燃级油路，预燃级油路的另一端与预燃级环腔连通，中间级油路的另一端与中间级环腔连通，主燃级油路的另一端与主燃级环腔连通，预燃级油路中设有预燃级分油活门，中间级油路中设有中间级分油活门，主燃级油路中设有开关阀，预燃级分油活门和中间级分油活门控制其对应的油路的导通以及调
整经由其对应的油路进入多环喷嘴的油量，开关阀控制主燃级油路的导通。
[0008] 在这一方面，由于不同燃烧级油路和相应喷嘴环腔的设置，使得可以根据不同燃烧级(即发动机的不同工作状态)选择相适应的分配油路来向喷嘴提供燃油，同时，由于预燃级分油活门和中间级分油活门的设置，使得可以调整经由活门所对应油路而进入多环喷嘴的油量。
[0009] 优选地，预燃级油路在预燃级分油活门之后分叉形成第一预燃级油路和第二预燃级油路，第一预燃级油路与第二预燃级油路分别与预燃级环腔连通，在第二预燃级油路中设有用于控制其导通的电磁阀。通过将预燃级油路分叉形成两条油路，又可以将预燃级的油路和油量控制进一步细化，即对发动机的预燃级工作状况进一步细分，并根据细分的工作状况来进一步控制油路分配并调整油量。
[0010] 更优选地，预燃级分油活门和中间级分油活门上均设有位移
传感器，位移传感器用于感测分油活门的位置。通过位移传感器的设置，分油活门的位置可以实时被感测到，从而可以更精确地调整油路的油量。
[0011] 进一步优选地，开关阀为
单向阀。单向阀的设置可以使主燃级油路在一定油压条件下单向导通。
[0012] 更进一步优选地，单向阀具有反馈其开闭的功能，从而使得可以更精确地控制主燃级油路的导通。
[0013] 又进一步优选地，预燃级分油活门和中间级分油活门的开启和移动是借助于发动机的电子控制器控制液压机械单元来为活门提供伺服燃油而实现；电磁阀的开闭由电子控制器控制；单向阀的开闭决定于主燃级油路中的油压。
[0014] 根据本发明的另一个方面，提供一种用于发动机的燃油分配系统，该燃油分配系统适用于将燃油输送到多环喷嘴内，多环喷嘴具有预燃级环腔、中间级环腔和主燃级环腔，其中，燃油分配系统包括燃油分配器、电子控制器和液压机械单元，上述燃油分配器包括一端与同一燃油入口连通的预燃级油路、中间级油路和主燃级油路，预燃级油路的另一端与预燃级环腔连通，中间级油路的另一端与中间级环腔连通，主燃级油路的另一端与主燃烧级环腔连通；上述电子控制器检测发动机的运行状态并据此产生发动机控制
信号；上述液压机械单元电连接于电子控制器并接受其产生的发动机
控制信号；其中，预燃级油路中设有预燃级分油活门，中间级油路中设有中间级分油活门，主燃级油路中设有开关阀，液压机械单元根据发动机控制信号分别控制预燃级分油活门和中间级分油活门的开启和移动从而控制预燃级油路和中间级油路的导通并调整经由油路进入多环喷嘴的油量，电子控制器通过控制预燃级分油活门和中间级分油活门的开度来调节主燃级油路的油压，从而借助于油压来控制开关阀的开启进而控制主燃级油路的导通。
[0015] 根据本发明的再一个方面，提供一种发动机的燃油分配方法，该方法包括如下步骤：检测发动机的运行状态；电子控制器根据发动机的运行状态产生发动机控制信号来控制燃油分配器的第一预燃级油路、第二预燃级油路、中间级油路以及主燃级油路的导通；其中，当发动机处于第一状态时，电子控制器控制第二预燃级油路中的电磁阀关闭，并通过液压机械单元控制中间级分油活门关闭、预燃级分油活门打开，电子控制器调节预燃级分油活门的开度使得主燃级油路的油压低于一预定油压值而使得主燃级油路上的开关阀关闭，从而燃油通过第一预燃级油路分配到多环喷嘴的预燃级环腔；当发动机处于第二状态时，电子控制器控制第二预燃级油路上的电磁阀打开，并通过液压机械单元控制中间级分油活门关闭、预燃级分油活门打开，电子控制器调节预燃级分油活门的开度使得主燃级油路的油压低于预定油压值而使得主燃级油路上的开关阀关闭，从而燃油通过第一和第二预燃级油路分配到多环喷嘴的预燃级环腔；当发动机处于第三状态时，电子控制器控制第二预燃级油路上的电磁阀打开，并通过液压机械单元控制中间级分油活门和预燃级分油活门打开，电子控制器调节预燃级分油活门和中间级分油活门的开度使得主燃级油路的油压低于预定油压值而使得主燃级油路上的开关阀关闭，从而燃油分别通过第一和第二预燃级油路和中间级油路分配到多环喷嘴的预燃级环腔和中间级环腔；当发动机处于第四状态时，电子控制器控制第二预燃级油路上的电磁阀打开，并通过液压机械单元控制中间级分油活门和预燃级分油活门打开，电子控制器调节预燃级分油活门和中间级分油活门的开度使得主燃级油路的油压达到或超过预定油压值而使得主燃级油路上的开关阀开启，从而燃油分别通过第一和第二预燃级油路、中间级油路以及主燃级油路分配到多环喷嘴的预燃级环腔、中间级环腔以及主燃级环腔。
[0016] 优选地，发动机的第一状态为发动机点火状态；第二状态为发动机慢车状态；第三状态为发动机进场状态；第四状态为发动机的巡航、爬升、起飞状态之一。
[0017] 通过参考下面所描述的实施方式，本发明的这些方面和其他方面将会得到清晰地阐述。
附图说明
[0018] 本发明的结构和操作方式以及进一步的目的和优点将通过下面结合附图的描述得到更好地理解，其中，相同的参考标记标识相同的元件：
[0019] 图1A、图1B是现有的分级式分配装置的工作原理图；
[0020] 图2是现有的机械式燃油分配器的结构示意图；
[0021] 图3是根据本发明优选实施方式的燃油分配器的结构示意图；
[0022] 图4是图3所示的燃油分配器的控制
框图；
[0023] 图5是多环喷嘴的结构示意图。
具体实施方式
[0024] 根据要求，这里将披露本发明的具体实施方式。然而，应当理解的是，这里所披露的实施方式仅仅是本发明的典型例子而已，其可体现为各种形式。因此，这里披露的具体细节不被认为是限制性的，而仅仅是作为
权利要求的
基础以及作为用于教导本领域技术人员以实际中任何恰当的方式不同地应用本发明的代表性的基础，包括采用这里所披露的各种特征并结合这里可能没有明确披露的特征。
[0025] 如图3所示并结合图5，根据本发明优选实施方式的燃油分配器100适用于将燃油例如计量后燃油输送到一多环喷嘴200内，该多环喷嘴200通常位于发动机的燃烧室内，并具有预燃级环腔201、中间级环腔202和主燃级环腔203。在该实施方式中，燃油分配器100包括一端与同一燃油入口300连通的预燃级油路101、中间级油路102和主燃级油路103，预燃级油路101的另一端与预燃级环腔201连通，中间级油路102的另一端与中间级环腔202连通，主燃级油路103的另一端与主燃级环腔203连通，从而燃油可经由预燃级、中间级和主燃级油路中的一路或多路送至多环喷嘴200内，然后经多环喷嘴200喷送至燃烧室。
[0026] 再如图3所示，为了控制油路的导通和流量，本实施方式在预燃级油路101中设有预燃级分油活门111，中间级油路102中设有中间级分油活门112，主燃级油路103中设有开关阀113，预燃级分油活门111和中间级分油活门112可用来控制其对应的油路101、102的导通并用来调整经由活门111、112所对应的油路101、102进入到多环喷嘴200的油量，开关阀113控制主燃级油路103的导通。
[0027] 应当理解的是，预燃级油路101和中间级油路102的导通与否是通过打开和关闭预燃级分油活门111和中间级分油活门112来实现的，而经由预燃级油路101和中间级油路102进入到多环喷嘴200的油量则是通过预燃级分油活门111和中间级分油活门112的开度即活门位置来实现。为了能够实时掌控分油活门的位置，可在预燃级分油活门111和中间级分油活门112上分别设置位移传感器400用来实时感测上述分油活门的位置。
[0028] 在本实施方式中，主燃级油路103上的开关阀113可以是单向阀，该单向阀可以具有反馈其开闭的功能，使得可以更有效地控制主燃级油路103的导通。
[0029] 再如图3所示，为了使预燃级的油路分配和油量控制更加细化，在本实施方式中，预燃级油路101可在上述预燃级分油活门111之后分叉形成第一预燃级油路121和第二预燃级油路131，第一预燃级油路121与第二预燃级油路131分别与预燃级环腔201连通，并且在第二预燃级油路131中设有用于控制其导通的电磁阀141。
[0030] 图4是图3所示的燃油分配器的控制框图。如图4所示并参考图3，发动机的电子控制器EEC根据发动机的工作状态发送控制信号给液压机械单元HMU，HMU一方面提供计量后燃油给燃油分配器100，另一方面根据需要为燃油分配器100提供伺服燃油，以便控制预燃级分油活门和中间级分油活门的开启和移动。EEC也根据发动机的工作状态适时发送控制信号给燃油分配器100中的电磁阀141，从而通过控制电磁阀141的开闭来控制第二预燃级油路131的导通。计量后的燃油通过燃油分配器100分配后，再经由多环喷嘴200的相应环腔喷向燃烧室。由于燃油是根据发动机的工作状况通过适当的油路分配到燃烧室，从而提高了燃烧效率，降低了耗油率。
[0031] 再如图4所示，并参考图3，为了更有效地实现对燃油分配器100的控制，通过燃油分配器100的预燃级分油活门111和中间级分油活门112上设置的位移传感器400可实时向EEC进行位置反馈，也就是说，位移传感器400将其感测到的活门位置反馈到EEC，以便EEC根据需要发送调整活门位置的控制信号，形成闭环控制。另外，需要理解的是，HMU也可以向EEC提供反馈信号以形成闭环控制。
[0032] 根据本发明另一方面的具有上述燃油分配器100的燃油分配系统适用于将燃油输送到多环喷嘴200内，其中，燃油分配系统除包括上述燃油分配器100外还包括电子控制器EEC和液压机械单元HMU，电子控制器EEC(例如通过一传感器)检测发动机的运行状态并据此产生发动机控制信号；上述液压机械单元HMU电连接于电子控制器EEC并接受其产生的发动机控制信号；液压机械单元HMU根据发动机控制信号分别控制燃油分配器100的预燃级分油活门111和中间级分油活门112的开启和移动从而控制预燃级油路101和中间级油路102的导通，并调整经由油路101、102进入多环喷嘴200的油量，电子控制器EEC通过控制预燃级分油活门111和中间级分油活门112的开度来调节主燃级油路103上的油压，从而借助于油压来控制开关阀例如单向阀113的开启进而控制主燃级油路103的导通。应当理解的是，单向阀113的开闭决定于所述主燃级油路103中的油压，当主燃级油路103中的油压达到或超过预定油压值时，单向阀113会自动单向打开，而当主燃级油路103中的油压低于预定油压值，单向阀113保持关闭。进一步应当理解的是，燃油分配系统工作时，可通过控制中间级和预燃级的活门位置来达到按一定的分配比例对中间级、主燃级和预燃级的燃油实现分配。
[0033] 简单地说，上述实施方式采用低污染燃油分配器100经由多环喷嘴200满足喷嘴的三级(燃烧级、中间级和主燃级)供油，同时将预燃级油路又细分为两路，从而将预燃级细分为两级供油。燃油分配策略见表1。
[0034] 表1
[0035]
[0036] 表中：“√”表示工作；“-”表示不工作
[0037] 从上述表1可见，燃油的具体分配如下：发动机点火状态时，预燃级靠近燃烧室点火电嘴的预燃级油路工作，保证燃油更好地雾化，便于点火；发动机慢车状态时，预燃级全部油路同时供油；发动机进场状态时，预燃级和中间级油路同时供油；其它状态例如巡航、爬升或起飞时，所有油路同时供油，且EEC根据燃烧室多环喷嘴的各环腔的需油量控制提供给每条油路的油量。这种分配方案能利用低污染燃烧燃油分配器在不同的发动机工作状态连续控制燃油分配油路和燃油分配量，达到更好的雾化和燃烧效果。
[0038] 下面介绍一下上述实施方式的燃油分配系统的具体工作过程，即对通过上述燃油分配器进行发动机燃油分配的方法作出介绍。
[0039] 首先检测发动机的运行状态，例如通过发动机内设置的传感器来进行该检测步骤；接着电子控制器EEC根据发动机的运行状态生成发动机控制信号，以便控制燃油分配器100的第一预燃级油路121、第二预燃级油路131、中间级油路102以及主燃级油路103的导通；其中，当发动机处于第一状态例如发动机点火状态时，电子控制器EEC控制第二预燃级油路131中的电磁阀141关闭，并通过液压机械单元HMU控制中间级分油活门112关闭、预燃级分油活门111打开，电子控制器EEC调节预燃级分油活门111的开度使得主燃级油路103的油压低于一预定油压值而使得主燃级油路103上的开关阀例如单向阀113保持关闭，从而燃油通过第一预燃级油路121分配到多环喷嘴200的靠近点火电嘴的预燃级环腔201，此时燃油流量较小，较少环腔供油能增大喷嘴前后压差，达到更好的雾化效果，便于发动机成功点火；当发动机处于第二状态例如发动机慢车状态时，电子控制器EEC控制第二预燃级油路131上的电磁阀141打开，并通过液压机械单元HMU控制中间级分油活门112关闭、预燃级分油活门111打开，电子控制器EEC调节预燃级分油活门111的开度使得主燃级油路103的油压低于上述预定油压值而使得主燃级油路103上的开关阀113关闭，从而燃油通过预燃级油路101分配到多环喷嘴200的预燃级环腔201；当发动机处于第三状态例如发动机进场状态时，电子控制器EEC控制第二预燃级油路131上的电磁阀141打开，并通过液压机械单元HMU控制中间级分油活门112和预燃级分油活门111打开，电子控制器EEC调节预燃级分油活门111和中间级分油活门112的开度使得主燃级油路103的油压低于上述预定油压值而使得主燃级油路103上的开关阀113关闭，从而燃油分别通过预燃级油路101和中间级油路102分配到多环喷嘴200的预燃级环腔201和中间级环腔202；当发动机处于第四状态例如发动机的巡航、爬升或起飞状态时，电子控制器EEC控制第二预燃级油路131上的电磁阀141打开，并通过液压机械单元HMU控制中间级分油活门112和预燃级分油活门111打开，电子控制器EEC调节预燃级分油活门111和中间级分油活门112的开度使得主燃级油路的油压达到或超过上述预定油压值，从而使得主燃级油路103上的开关阀113打开，从而燃油分别通过预燃级油路101、中间级油路102以及主燃级油路103分配到多环喷嘴200的预燃级环腔201、中间级环腔202以及主燃级环腔203。
[0040] 尽管在本实施方式中，发动机的工作状态按照点火、慢车、进场以及巡航或爬升或起飞四类来分，应当理解的是，根据需要，发动机的工作状态也可以按照其他适当的方式来划分。
[0041] 本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构和材料作各种变化和改进，包括这里单独披露或要求保护的技术特征的组合，明显地包括这些特征的其它组合。这些
变形和/或组合均落入本发明所涉及的技术领域内，并落入本发明权利要求的保护范围。需要注意的是，按照惯例，权利要求中使用单个元件意在包括一个或多个这样的元件。此外，不应该将权利要求书中的任何参考标记构造为限制本发明的范围。
