CN102808701B - 一种应用在汽油机上的智能电控供油系统及其供油方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用在汽油机上的智能电控供油系统及其供油方法。该供油系统及其供油方法依托一种电控传感和控制系统自动对提供给汽油机的油气混合气的混合比即空燃比进行优化和调整。该供油系统包括带有进气管的燃油腔、带有电控节气门开关的混合腔、用于采集尾气成分信息的氧传感器和电子控制单元。所述电子控制单元通过处理来自氧传感器的尾气成分信息，一方面控制所述进气管的进气量，从而控制进入混合腔内的汽油的雾化程度，另一方面控制电控节气门开关的开闭程度，从而调整并优化混合腔内的油气混合气的混合比，使得发动机能内的油气混合气进行充分的燃烧，进而实现发动机工作的安全、汽油耗能的降低以及废气排放的降低。
Description
技术领域：
本发明涉及一种应用在通用汽油机上的供油系统及供油方法，特别涉及一种依靠电控传感和控制系统自动对汽油机的油气供给进行优化和调整的智能电控供油系统及其供油方法。
背景技术：
众所周知，现有的燃油供给系统在发动机油气混合和供给上通常采用两种常规的手段。其一就是目前普遍应用于摩托车及低排量汽油机的机械设备(诸如助力车、汽油发电机、水泵、油锯等)上的化油器。其二就是现有汽车所采用的电子控制汽油喷射系统。
现有的化油器虽然技术成熟，但由于其本身为机械结构，对油气混合的比例(空燃比)无法做到完美，致使混合后的油气体进入发动机后无法实现完全燃烧。这样不仅在发动机的输出作功上大打折扣，而且还浪费了汽油。并且在废气排放上由于没有充分燃烧，也使得排放的废气中含带很多杂质和对环境污染的有害物质。在目前国家大力倡导的可持续发展、低碳和节能减排的趋势下，现有很多以普通化油器为油气混合部件的汽油机燃油供给装置无法满足国家所制定的废气排放标准。
当然，作为汽车燃油供给系统，目前所采用的电子控制汽油喷射系统，主要依靠电子控制单元(ECU)和喷油器来解决以往油气供给中汽油和空气混合比例(空燃比)不合理的问题，即通过ECU实时监控和控制喷油器的喷油量来提高汽油的完全燃烧的效率，这样在一定程度上的确解决了环境污染以及尾气排放标准的问题。
然而，这种汽车电喷系统在实际应用中也存在一些问题。首先，作为整个汽车电喷系统的重要组成部分，喷油器中的喷油嘴经常会因为所喷汽油的油质差，杂质多而被堵塞。由于目前客观地讲，国内汽油油质普遍不高，故导致喷油嘴故障率普遍很高。这样影响汽油发动机工作的安全系数。
另一方面，这种汽车电喷系统采用汽油和空气分路提供的方式，其混合点位于发动机缸体内，也就是说整个系统是在发动机缸体内同时进行供油和供气，虽然汽油和空气的比例由ECU控制并指挥各供油或供气装置工作，使得油气的混合比等于或者接近空燃比，但缸内混合存在油气混合不充分，以及汽油雾化效果不佳的效果，而与此同时，在这种未充分雾化和混合的情况下即被燃烧，其效果虽比常规的化油器有所改善，但仍旧没能达到混合气充分燃烧的目的。
发明内容：
鉴于上述现有技术所存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种应用在汽油机上的智能电控供油系统及其供油方法，可以依靠电控传感和控制系统自动对提供给汽油机的油气混合气的混合比(空燃比，即混合腔内油气和空气的混合比例)进行优化和调整，能够使汽油在供给给汽油发动机之前，通过ECU对整个系统的控制，对汽油进行充分混合这一动态过程，同时在混合过程中汽油也能被充分的雾化，最终混合后的油气混合气通过一管路提供给发动机的燃烧室，使得发动机能对该管路的油气混合气进行充分的燃烧，进而实现发动机工作的安全和汽油耗能的降低，以及废气排放的降低。
为了达到上述的目的，本发明采用如下技术方案：
一种应用在汽油机上的智能电控供油系统，该系统包括：
一通过混合气管路与汽油发动机连接的混合腔；所述混合腔还设有一电控节气门开关；
一通过供油管与混合腔连接的燃油腔，所述燃油腔还连接一输油管和一进气管，所述供油管上设有一供油管电磁阀，所述进气管上设有一进气管电磁阀，所述供油管和进气管之间连接一设有复数个气孔的泡沫管，所述泡沫管位于燃油腔内；
一安置在发动机排气管内用来采集尾气成分信息的氧传感器；
一分别与氧传感器、供油管电磁阀、进气管电磁阀以及节气门开关通过电路连接来实现动态调节油气混合比的电子控制单元；
所述电子控制单元通过电路连接氧传感器，获得发动机排放废气的数据信息；所述电子控制单元依靠分析该数据信息判断和控制所述进气管电磁阀的开闭程度，继而通过控制进气管的进气量来使燃油腔内的汽油在泡沫管内与进气管内空气混合并雾化成油气；所述电子控制单元依靠分析该数据信息判断和控制电控节气门开关的开闭程度，继而通过控制节气门开关的进气量调整并优化混合腔内的油气混合比。
优选地，所述燃油腔内还设有一液面感应器，所述输油管上设有一液面电磁阀，所述液面电子控制单元通过液面感应器发送的信号，控制输油管电磁阀的开闭程度，继而控制燃油腔内燃油的存量。
优选地，所述供油管上设有一与电子控制单元电路连接的供油管电磁阀，所述电子控制单元通过氧传感器提供的信息，控制供油管电磁阀的开闭程度，继而控制混合腔内油气和空气的混合比例。
本发明还公开了一种应用在汽油机上的智能电控供油方法，采用如上所述的应用在汽油机上智能电控供油系统，所述智能电控供油方法包括如下步骤：首先，汽油通过输油管进入燃油腔，并通过燃油腔内的泡沫管与进气管输入的空气进行油气雾化混合，混合后的油气经过供油管输入混合腔与经节气门开关输入的空气进行油气配比混合后送到发动机燃烧；然后，所述电子控制单元通过氧传感器获得发动机排放废气的数据信息；接着，所述电子控制单元依靠分析该数据信息判断和控制所述进气管电磁阀的开闭程度，继而通过控制进气管的进气量来使燃油腔内的汽油在泡沫管内与进气管内空气混合并雾化成油气；最后，所述电子控制单元依靠分析该数据信息判断和控制电控节气门开关的开闭程度，继而通过控制节气门开关的进气量调整并优化混合腔内的油气混合比。
优选地，所述燃油腔内还设有一液面感应器；所述输油管上设有一输油管电磁阀；所述电子控制单元通过液面感应器发送的信号，控制输油管电磁阀的开闭程度，继而控制燃油腔内燃油的存量。
优选地，所述供油管上设有一与电子控制单元电路连接的供油管电磁阀；所述电子控制单元通过氧传感器提供的信息，控制供油管电磁阀的开闭程度，继而控制混合腔内油气和空气的混合比例。
优选地，所述调整并优化混合腔内的油气混合比是指将所述混合腔内的经过雾化的油气和经节气门开关进入的空气进行充分混合后的燃油混合气的空燃比调整到1/14.7或接近1/14.7。
由上述技术方案可知，本发明所述的应用在汽油机上的智能电控供油系统及其供油方法，通过ECU对燃油腔和混合腔内汽油与空气的混合，能够自动对提供给汽油机的油气混合气的油气混合比(空燃比)进行优化和调整。其中的汽油在燃油腔内通过与进气管空气的混合充分雾化，继而在混合腔内与节气门输入的空气再次混合形成可被发动机充分燃烧的理想混合气，从而可以提高发动机工作的安全稳定性、降低汽油的耗能以及降低废气的排放。
附图说明：
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为根据本发明应用在汽油机上的智能电控供油系统其中一个实施例的系统结构框图。
图2为图1系统中的燃油腔的局部放大图。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本发明的主旨，经研究人员反复试验和比较，发现发动机排放的尾气的成分和提供给发动机的燃油混合气的油气混合比相关。当燃油混合气的油气混合比(即空燃比)达到1/14.7或接近1/14.7时，燃油混合气在发动机内会充分燃烧时，尾气中的有害气体和氧气达到一个最佳的平衡点；当燃油混合气的油气混合比(即空燃比)大于1/14.7时燃油混合气在发动机内不能充分燃烧时，尾气中的有害气体相应增多；当燃油混合气的油气混合比(即空燃比)小于1/14.7时燃油混合气在发动机内不能充分燃烧时，尾气中的氧含量相应增多。
如图1和图2所示，该智能电控供油系统与常规汽油发动机2连接，为其提供燃烧所需的油气混合气。
该智能电控供油系统包括燃油腔6、混合腔3、安置在发动机2排气管内用来采集尾气成分信息的氧传感器7和电子控制单元(ECU)8。该混合腔3通过混合气管路1与发动机2的输入口相连。该混合腔3设有一电控节气门开关4，同时还通过一供油管5连接一燃油腔6。该燃油腔6通过一设有输油管电磁阀610的输油管61与油箱(未示出)连接。
另外，燃油腔6对外还连接有一带进气管电磁阀620的进气管62，该进气管62连接燃油腔6内的一泡沫管63，该泡沫管63的壁上根据实际需要开有若干个小孔630，而泡沫管63与上述的供油管5相连。进气管62的进气管电磁阀620与ECU8连接，通过ECU8的控制来调整进气管62的空气进气量，进而控制供油管5内汽油的雾化程度。供油管5设有一与ECU8连接的供油管电磁阀50，所述ECU8通过氧传感器7提供的信息，控制供油管电磁阀50的开闭程度，继而控制混合腔3内油气和空气的混合比例。
上述供油系统在运行时，整个智能控制由ECU8来负责。其中，燃油腔6依靠发动机2提供的负压通过供油管5向混合腔3提供汽油，所述汽油在该负压的作用下，通过泡沫管63上的小孔630流入泡沫管63，并和与泡沫管63连接的进气管62所提供的空气相混合，形成泡沫化(即雾化)的油汽。
另外，安置在燃油腔6内的液面感应器60通过监测燃油腔6内的燃油量，及时向ECU8发送感应信号，使得ECU8通过控制和调节输油管61的输油管电磁阀610的开启大小来使燃油腔6内的汽油维系在一个正常的范围。否则，一旦燃油腔6内汽油过量，泡沫管63内流入的燃油必然增加，而在泡沫管63内与该汽油混合的空气必然减小，从而影响了汽油的泡沫化以及之后的充分燃烧。当然，ECU8还连接控制着进气管62的进气管电磁阀620和混合腔3的电控节气门开关4，ECU8通过从氧传感器7发送过来的数据信号判断和调节进气管电磁阀620的开闭程度以及电控节气门开关4的开闭程度。这样既确保了燃油腔内汽油的泡沫化，又使得混合腔内经过泡沫化的汽油和输入节气门的空气进行二次混合后其油气混合比达到一个最优化的水平，而这些混合的油气最终在发动机内能够实现充分的燃烧，从而实现发动机工作的安全，汽油耗能的降低，以及废气排放的提高。需要指出的是上述系统所进行的提供给发动机的油气混合后的油气混合气供给是一个由ECU8为主控的智能动态运行过程。
本实施例中，所述燃油腔6内设有一液面感应器60。当燃油腔6内的汽油液面低于一定程度时，液面感应器60会发送电子信号给ECU8，ECU8会控制输油管61的输油管电磁阀610开闭，继而调节燃油腔6内的汽油量，使其维系在一个合理的范围。
这种应用在汽油机上的智能电控供油方法，采用如上所述的应用在汽油机上智能电控供油系统，包括如下步骤：
首先，汽油通过输油管61进入燃油腔6，并通过燃油腔6内的泡沫管63与进气管62输入的空气进行油气雾化混合，混合后的油气经过供油管5输入混合腔3与经电控节气门开关4输入的空气进行油气配比混合后送到发动机2燃烧；
然后，所述电子控制单元8通过氧传感器7获得发动机2排放废气的数据信息；接着，所述电子控制单元8依靠分析该数据信息判断和控制所述进气管电磁阀的开闭程度，继而通过控制进气管62的进气量来使燃油腔6内的汽油在泡沫管63内与来自进气管62的空气混合并雾化成油气；
最后，所述电子控制单元8依靠分析该数据信息判断和控制电控节气门开关4的开闭程度，继而通过控制电控节气门开关4的进气量调整并优化混合腔3内的油气混合比。
其中，所述调整并优化混合腔3内的油气混合比是指将所述混合腔内的经过雾化的油气和经电控节气门开关4进入的空气进行充分混合后的燃油混合气的空燃比调整到1/14.7或接近1/14.7。
本发明通过ECU对燃油腔和混合腔内汽油与空气的混合，能够自动对提供给汽油机的油气混合气的油气混合比(空燃比)进行优化和调整。电子控制单元通过处理来自氧传感器的尾气成分信息，一方面控制所述进气管电磁阀的开闭程度，从而控制进入混合腔内的汽油的雾化程度，另一方面控制电控节气门开关的开闭程度，从而调整并优化混合腔内的油气混合比，使得发动机能对该油气混合气进行充分的燃烧，进而实现发动机工作的安全和汽油耗能的降低，以及废气排放的降低。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种应用在汽油机上的智能电控供油系统的智能电控供油方法，其特征在于，所述智能电控供油系统包括：
一通过混合气管路与汽油发动机连接的混合腔；所述混合腔还设有一电控节气门开关；
一通过供油管与混合腔连接的燃油腔，所述燃油腔还连接一输油管和一进气管，所述供油管上设有一供油管电磁阀，所述进气管上设有一进气管电磁阀，所述供油管和进气管之间连接一设有复数个气孔的泡沫管，所述泡沫管位于燃油腔内；
一安置在发动机排气管内用来采集尾气成分信息的氧传感器；
一分别与氧传感器、供油管电磁阀、进气管电磁阀以及节气门开关通过电路连接来实现动态调节油气混合比的电子控制单元；
所述智能电控供油方法包括如下步骤：首先，汽油通过输油管进入燃油腔，并通过燃油腔内的泡沫管与进气管输入的空气进行油气雾化混合，混合后的油气经过供油管输入混合腔与经电控节气门开关输入的空气进行油气配比混合后送到发动机燃烧；然后，所述电子控制单元通过氧传感器获得发动机排放废气的数据信息；接着，所述电子控制单元依靠分析该数据信息判断和控制所述进气管电磁阀的开闭程度，继而通过控制进气管的进气量来使燃油腔内的汽油在泡沫管内与进气管内空气混合并雾化成油气；最后，所述电子控制单元依靠分析该数据信息判断和控制电控节气门开关的开闭程度，继而通过控制节气门开关的进气量调整并优化混合腔内的油气混合比。
2.根据权利要求1所述的智能电控供油方法，其特征在于，所述燃油腔内还设有一液面感应器，所述输油管上设有一输油管电磁阀，所述电子控制单元通过液面感应器发送的信号，控制输油管电磁阀的开闭程度，继而控制燃油腔内燃油的存量。
3.根据权利要求1所述的智能电控供油方法，其特征在于，所述供油管上设有一与电子控制单元电路连接的供油管电磁阀，所述电子控制单元通过氧传感器提供的信息，控制供油管电磁阀的开闭程度，继而控制混合腔内油气和空气的混合比例。
4.根据权利要求1所述的智能电控供油方法，其特征在于，所述调整并优化混合腔内的油气混合比是指将所述混合腔内的经过雾化的油气和经节气门开关进入的空气进行充分混合后的燃油混合气的空燃比调整到1/14.7。
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Legal Events
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 200120 room Zhang Yang, No. 707, Pudong New Area Road, Shanghai, China, 1103 Patentee after: Shanghai Kunfu Group Co., Ltd. Patentee after: SHANGHAI PUWO POWER MACHINERY MANUFACTURING CO., LTD. Patentee after: Shanghai Kunfu Vehicle Fittings Co.,Ltd. Address before: 200120 room Zhang Yang, No. 707, Pudong New Area Road, Shanghai, China, 1103 Patentee before: Shanghai Kunfu Group Co., Ltd. Patentee before: Shanghai Puwo Power Machinery Manufacturing Co.,Ltd. Patentee before: Shanghai Kunfu Vehicle Fittings Co.,Ltd. |
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Denomination of invention: Intelligent electronic-control fuel supply system and intelligent electronic-control fuel supply method applied to gasoline engine Effective date of registration: 20160523 Granted publication date: 20150805 Pledgee: Pudong Shanghai technology financing Company limited by guarantee Pledgor: Shanghai Kun Fu vehicle parts Co., Ltd., Shanghai Pu Wo power machinery manufacturing Limited by Share Ltd|Shanghai Kun Fu enterprise (Group) Co., Ltd. Registration number: 2016310000020 |
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Date of cancellation: 20170327 Granted publication date: 20150805 Pledgee: Pudong Shanghai technology financing Company limited by guarantee Pledgor: Shanghai Kun Fu vehicle parts Co., Ltd.|Shanghai Pu Wo power machinery manufacturing Limited by Share Ltd|Shanghai Kun Fu enterprise (Group) Co., Ltd. Registration number: 2016310000020 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Intelligent electronic-control fuel supply system and intelligent electronic-control fuel supply method applied to gasoline engine Effective date of registration: 20170329 Granted publication date: 20150805 Pledgee: Pudong Shanghai technology financing Company limited by guarantee Pledgor: Shanghai Pu Pu power machinery manufacturing Limited by Share Ltd|Shanghai Kun Fu vehicle parts Co., Ltd.|Shanghai Kun Fu enterprise (Group) Co., Ltd. Registration number: 2017310000012 |
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Granted publication date: 20150805 Termination date: 20210603 |