技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种非共轨型燃油喷射系统。
背景技术
[0002] 对于低端车辆市场，有两个方面的重要要求，即排放要求和低价格要求。
[0003] 现有的共轨系统的特点是可以完美地控制喷油压
力、喷油时间、喷油量和多点喷射，因此适合于越来越严格的排放标准。然而，典型的共轨系统包含电控
喷油器，因此共轨系统的价格也较高。
[0004] 另一方面，现有的NHA(喷油器)系统成本低，但存在一些缺点。例如，高压的产生取决于喷油量和
发动机速度。在低发动机速度和低负荷下，不可能实现高压喷油。此外，喷油控制的
精度和灵活性不高。这些因素都决定了现有的NHA系统不能满足越来越严格的排放标准。
[0005] 因此需要寻求一种解决方案，以便同时满足排放标准和低价格要求。实用新型内容
[0006] 本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种低成本的燃油喷射系统，其至少满足现行的排放标准。
[0007] 为此，根据本实用新型的一个方面，提供了一种燃油喷射系统，其包括：高压
泵；油轨，其连接着所述高压泵，以被高压泵供应高压燃油；燃油分配头，其具有一个进油口和适于依次与所述进油口连通的多个(即至少两个)排油口，所述进油口通过供油管线与所述油轨连通，所述供油管线中装有电磁
阀；多个喷油器，它们每个分别通过管线与相应排油口连通；中央控制单元，其与所述高压泵、油轨、
电磁阀和燃油分配头相连接以便对它们进行控制。
[0008] 根据本实用新型的一个优选实施方式，所述燃油分配头包括：套筒，其具有周壁和封闭端壁，所述进油口开设在所述周壁中，并且所述周壁中还在一个与进油口不同的轴向
位置上开设有多个沿圆周方向分布的排油口；以可旋转的方式布置在所述套筒中的
柱塞，所述柱塞设有内部通道，所述内部通道在所述柱塞的旋转过程中将所述进油口依次与所述多个排油口连通。在这种情况下，优选地，所述柱塞沿其外周表面在与所述进油口对应的轴向位置上开设有沿圆周方向延伸的环形
油槽，柱塞上设有与环形油槽连通的输入孔，所述内部通道通过所述输入孔与所述环形油槽连通。
[0009] 根据本实用新型的另一个替代性优选实施方式，所述燃油分配头包括：套筒，其具有周壁和封闭端壁，所述进油口开设在所述周壁中，并且所述周壁上设有多个沿着一条轴向直线分布的排油口；布置在所述套筒中的轴向移动柱塞，所述柱塞设有在所述柱塞的轴向移动过程中将所述进油口依次与所述多个排油口连通的内部通道。
[0010] 在这种情况下，优选地，所述柱塞沿其外周表面在与所述进油口对应的圆周方向位置上开设有轴向延伸的油槽，柱塞上设有与所述油槽连通的输入孔，所述内部通道通过所述输入孔与所述油槽连通。
[0011] 根据本实用新型的一个优选实施方式，所述多个排油口是沿圆周方向或沿轴向均布的。
[0012] 根据本实用新型的一个优选实施方式，所述内部通道通过一个形成在所述柱塞中的径向输出孔而与所述排油口连通。
[0013] 根据本实用新型的一个优选实施方式，所述径向输出孔在所示柱塞的外周表面上形成有加大的排出端口。
[0014] 根据本实用新型的一个优选实施方式，所述燃油分配头还包括壳体，所述套筒固定安装在所述壳体中，并且所述壳体中设有与所述进油口连通的进油通道以及分别与相应的所述排油口连通的多个排油通道。
[0015] 根据本实用新型的一个优选实施方式，所述电磁阀是在所述进油口与所述多个排油口之一连通的状态内被所述中央控制单元控制着开启的常闭型电磁阀。电磁阀的开启对应于燃油传输时段。燃油传输时段优选发生在发动机的每个汽缸的160度
曲轴角度左右。
[0016] 根据本实用新型的一个优选实施方式，所述高压泵包含至少两个高压组件，每个高压组件分别通过泵管线连接着所述油轨。
[0017] 根据本实用新型的一个优选实施方式，所述燃油分配头组合在所述高压泵上。
[0018] 根据本实用新型的一个优选实施方式，所述燃油喷射系统还包括油箱，所述高压泵从油箱
抽取燃油。所述燃油可以是柴油、
汽油或其它类型的燃油。
[0019] 本实用新型利用单一的燃油分配头为多个NHA供油，因此可以避免使用昂贵的共轨系统，从而降低燃油喷射系统的成本。
[0020] 本实用新型的燃油喷射系统配备有机械式NHA，以取代共轨喷油器，因此可极大地降低成本。并且，本实用新型利用分配头来将燃油顺序分配到每个NHA。
[0021] 此外，仅利用一个电磁阀来控制燃油从油轨供应到分配头。因此，同标准共轨系统相比，可以降低燃油喷射系统的成本，并且容易对系统进行控制和检测。
[0022] 此外，由于NHA的喷射是由ECU控制的，类似于共轨系统中的喷油器，因此可以精确地控制喷油压力、喷油时间、喷油量和多点喷射。这意味着本实用新型的系统能以低成本实现共轨系统的功能和排放结果。
[0023] 此外，由于燃油传输时间和传输量、油轨压力的控制与发动机的负荷和速度无关。因此，即使是在低发动机速度和低负荷下，也能实现高压喷油，并且可以提高喷油控制的精度和灵活性。
[0024] 本实用新型的系统适用于各种车辆，能够以低成本满足现有的排放标准，例如欧IV标准。因此，本实用新型至少是在低端车辆市场有很大的应用前景。
附图说明
[0025] 图1是根据本实用新型的一个优选实施方式的燃油喷射系统的示意图；
[0026] 图2是图1中的燃油喷射系统中所用的分配头的一个
实施例处在非接通状态时的纵向剖视图；
[0027] 图3是该分配头的沿图2中的B-B方向所作的横向剖视图；
[0028] 图4是该分配头的沿图2中的A-A方向所作的横向剖视图；
[0029] 图5是该分配头处在接通状态时的纵向剖视图；
[0030] 图6是图5中的分配头的沿B-B方向所作的横向剖视图。
具体实施方式
[0031] 下面参照附图描述本实用新型的优选实施方式。
[0032] 如图1所示，根据本实用新型的一个优选实施方式的燃油喷射系统主要包括：油箱1、高压泵2、油轨3、燃油分配头4、NHA(喷油器)5、ECU(中央控制单元)6、电磁阀7。下面对它们进行详细介绍。
[0033] 油箱1中存储着燃油。本实用新型的燃油喷射系统既可以用于柴油车辆中，也可以用于汽油车辆或其它燃油车辆中。因此，这里术语“燃油”是指汽油、柴油等各种燃油。
[0034] 高压泵2通过进油管线L1和回油管线L2连接着油箱1，以便从油箱1抽取燃油，以及将高压泵中的一部分燃油回流到油箱1。
[0035] 此外，高压泵2通过泵管线L3连接着油轨3，以便向油轨3供应高压燃油。为了使得油轨3中维持所需的压力级别，并且抑制压力
波动，高压泵2通常具有两个高压组件，每个高压组件的出口通过一根相应的泵管线L3连接着油轨3。然而，根据需要，高压泵2可以具有不同数量的高压组件，甚至只具有一个高压组件。因此，泵管线L3可以有一或多根。
[0036] 油轨3通过一根供油管线L4连接着燃油分配头4，以便受控地向燃油分配头4供应高压燃油。
[0037] 一个电磁阀7布置在供油管线L4中，用于控制燃油向燃油分配头4中的供应。电磁阀7可以以计量的方式控制向燃油分配头4中供应的燃油量，以及调节喷油时间。电磁阀7处在常闭状态。
[0038] 根据发动机中的缸数，设有相应数量的(例如4个，6个等等)NHA5。每个NHA 5通过相应的管线L5连接着燃油分配头4，以便依次由燃油分配头4供应高压燃油。
[0039] ECU 6电连接着泵2、油轨3、燃油分配头4、电磁阀7等，以便控制它们的操作和/或从它们获取所需的操作和状态参数。
[0040] 燃油分配头4可以与泵2集成在一起，如图1中所示，也可以分开设置。
[0041] 燃油分配头4用于向多个NHA 5供应高压燃油。下面将参照图2-6描述燃油分配头4的一个实施例的结构和操作。在本例中，描述的是用于向四缸发动机中的四个NHA 5供油的燃油分配头4的例子。本领域技术人员容易在此
基础上构想出用于向其它数量的NHA5供油的燃油分配头4。
[0042] 如图2所示，燃油分配头4包括壳体10，在壳体内固定安装着的套筒20，以及在套筒内可旋转地布置着的柱塞30。
[0043] 在图1所示燃油分配头4与泵2集成在一起的情况下，壳体10可以被组装在泵2的壳体上。
[0044] 柱塞30呈大致圆柱体形状，至少其主体部分插入套筒20中。柱塞30可由驱动装置(例如
马达)驱动着沿图3中的箭头所示方向旋转。柱塞30限定出轴向和径向。
[0045] 在图2所示的例子中，柱塞30的左端从套筒20露出，作为驱动端。可以理解，整个柱塞30可以位于套筒20中，同样可以实现其旋转驱动。
[0046] 套筒20是一端敞开、另一端封闭的筒体形状，具有筒状周壁21和一个封闭端壁22。套筒20中限定出圆柱形内腔，用于接纳柱塞30。
[0047] 在图3、4所示的例子中，套筒20的外周表面也是圆柱形的，然而，可以理解，套筒20的外周表面可以具有其它形状，例如棱柱形状等。
[0048] 套筒20中形成有一个穿通其周壁21的进油口23，该进油口23与形成在壳体10中的进油通道12对正且连通，该进油通道12连接着前述供油管线L4。来自油轨3的高压燃油通过供油管线L4进入进油通道12，然后进入进油口23中。
[0049] 在从进油口23向外(图2中向左，即向着周壁21的敞开端)轴向错开的一个轴向位置上，穿通周壁21开设有四个排油口24。
[0050] 各排油口24沿着周壁21均布，即沿圆周方向彼此偏移相等的角度(在四个排油口24的情况下，彼此偏移90°)。
[0051] 这些排油口24分别与形成在壳体10中的四个排油通道13一一对正且连通，每个排油通道13分别连接着一个排油连接器，该排油连接器上连接着相应的一
根管线L5，以便向相应的NHA 5供油。
[0052] 在柱塞30插入套筒20中后，柱塞30的内端(图2中的右端)可以与套筒20的端壁22相隔一段距离(如图2所示)或相互
接触。
[0053] 一个环形油槽32在与进油口23对应的轴向位置上开设在柱塞30的外周表面上。环形油槽32总是与进油口23保持连通。
[0054] 进油口23可以具有从周壁21的外表面到周壁21的内表面阶梯式缩小或渐变缩小的直径。进油口23的位于周壁21内表面上的内端的直径小于环形油槽32的轴向宽度。
[0055] 柱塞30内设有一个轴向延伸的内部通道34，其一方面通过一或多个径向输入孔33与环形油槽32连通，另一方面通过一个位于与各排油口24相同轴向位置上的径向输出孔36而通向柱塞30的外周表面，以便在柱塞30的特定转动位置与排油口24之一连通。
[0056] 图4中显示了四个输入孔33，可以使油槽32中的燃油更容易进入到内部通道34中。然而，其它数量的输入孔33也是可行的。
[0057] 输出孔36的径向外端可以被加大而形成排出端口38，这样，在排出端口38随着柱塞的旋转而依次与各排油口24相对时，可以增加输出孔36与排油口24之间的连通时间，从而提供充裕的时间来进行供油控制。
[0058] 除了油槽32、排出端口38处以外，柱塞30外周表面的其余部位与套筒20的周壁21的内表面之间是密封的。为了确保密封，可以在从排出端口38轴向向外偏移的位置上，在柱塞30的外周表面与套筒20的周壁21的内表面之间布置
密封件。
[0059] 下面描述根据本实用新型的燃油喷射系统的操作。
[0060] 如图1所示，首先，ECU 6启动泵2，以便从油箱1抽取燃油，并将燃油加压后供应到油轨3中，从而油轨3中总是具有高压燃油。此时，电磁阀7是关闭的。
[0061] 随后，ECU 6启动燃油分配头4，以使得其柱塞30沿着图3中的箭头所示方向旋转。
[0062] 如图2、3所示，燃油分配头4处在非接通状态，其中，输出孔36未与任何一个排油口24连通。如图4所示，环形油槽32总是与进油口23保持连通。
[0063] 接下来，随着柱塞30旋转，如图5、6所示，输出孔36通过排出端口38与一个(图中所示为最下方的)排油口24连通，燃油分配头4达到接通状态。此时，进油通道12、进油口23、环形油槽32、输入孔33、内部通道34、输出孔36、排出端口38、最下方排油口24、相应的排油通道13是连通的。
[0064] ECU 6判断或检测出燃油分配头4的接通状态。这可以通过各种已知的手段实现，例如借助于位置
传感器等。
[0065] 在ECU 6检测出燃油分配头4的接通状态后，在预定的时刻，ECU 6控制电磁阀7开启。这样，油轨3中的高压燃油经过供油管线L4进入燃油分配头4，并且经过处在接通状态的燃油分配头4以及相应的一根管线L5被供应到相应的一个NHA 5。
[0066] 在经历了预定的时段后，ECU 6控制电磁阀7关闭，这样，油轨3中的高压燃油不能再流经供油管线L4。
[0067] 接下来，随着柱塞30继续旋转，排出端口38离开最下方排油口24，输出孔36不再与该排油口24连通，燃油分配头4又达到非接通状态。
[0068] 之后，随着柱塞30继续旋转，输出孔36与下一个(图3、4中的右侧)排油口24连通，燃油分配头4又达到接通状态，从而通过下一根管线L5向相应的下一个NHA 5供油。
[0069] 最终，通过柱塞30旋转一周，油轨3中燃油通过电磁阀7和燃油分配头4的联合动作而依次向四个NHA 5传输燃油。
[0070] 可以看到，电磁阀7控制的燃油传输时段位于燃油分配头4的接通状态内。对于发动机而言，电磁阀7控制的燃油传输时段优选发生在每个汽缸运转过程中的160度曲轴角度左右。
[0071] 燃油传输时间和传输量、油轨压力都是由ECU 6控制的，而与发动机的负荷和速度无关。
[0072] 图2-6中示出燃油分配头4的一个具体例子，然而，本实用新型并不局限于此，其它形式的燃油分配头也是可行的。
[0073] 例如，柱塞可以在套筒中往复轴向移动而不能旋转。在这种情况下，可以在柱塞的外周表面上开设轴向延伸的油槽，该油槽在柱塞的轴向移动过程中总是与套筒中的进油口连通。套筒中的多个排油口沿一条轴向直线排布。随着柱塞轴向移动，柱塞中的输出孔依次与各排油孔连通。这种构造的燃油分配头的其它方面可与图2-6中描述的相似。
[0074] 其它结构的燃油分配头也容易构想出来。
[0075] 根据本实用新型，NHA 5为机械式喷油器，而非共轨系统中采用的电控喷油器。因此，可以降低设备的成本。
[0076] 此外，根据本实用新型，利用单一的电磁阀7以及燃油分配头4来控制全部NHA 5的燃油喷射，因此，同共轨喷射系统相比，可以极大地降低成本。
[0077] 此外，根据本实用新型，NHA 5的燃油喷射是由ECU 6控制的，因此可以精确地控制喷油压力、喷油时间、喷油量和多点喷射。这意味着本实用新型的系统能以低成本实现共轨系统的功能和排放结果。
[0078] 此外，根据本实用新型，燃油传输时间和传输量、油轨压力都是由ECU 6控制的，而与发动机的负荷和速度无关。因此，即使是在低发动机速度和低负荷下，也能实现高压喷油，并且喷油控制可以具有较高的精度和灵活性。
[0079] 虽然基于特定的实施例显示和描述了本实用新型，但本实用新型并不限制于所示出的细节。相反地，在
权利要求及其等同替换的范围内，本实用新型的各种细节可以被改造。
