專利名稱：電控化油器及混合氣濃度的控制方法
技術領域：
本發明涉及化油器，特別涉及采用電動控制閥調節混合氣濃度的電控化油器及其控制方法。
背景技術：
為了精確控制內燃機的混合氣濃度，需要準確測量內燃機的進氣量。因此被普遍采用的方式是在內燃機的進氣管路上增加一個容積通常是其排量若干倍的穩壓腔，將內燃機本身看出是一個節流裝置，通過預先的標定工作建立穩壓腔內的準靜態壓力和進氣量的關系。這種做法的缺點在于穩壓腔內的壓力一直在波動，尤其在汽缸進氣時壓力下降比較明顯，而穩態的壓力測量無法獲得這種進氣帶來的壓力變化，以及這種變化導致的進氣量的變化。因此，將其看成是穩態的壓力即存在不可克服的系統誤差。同樣地，為精確控制內燃機的混合氣濃度，還需要準確控制進入汽缸的燃油量。普遍采用的方式之一是提高供油壓力，以此降低外界壓力波動(進氣壓力波動)導致的對燃油流量的影響，這種方式的主要缺點在于成本較高，需要安裝有燃油泵和油壓調節器；并且，由于油壓調節器的壓力調節有誤差，因此系統誤差仍然存在。電控化油器常用于小排量的內燃機，安裝空間、可靠性以及成本受到限制，因此難以采用前述的在穩壓腔以及提高供油壓力的方法具有相當的難度處測量壓力的方式。如中國專利申請號200720051560.5所提到的方案，目前的系統基本采用了位置傳感器測量節氣門位置，以此作為測量內燃機進氣量的主要依據。但是這種方案的缺點在于節氣門位置傳感器成本比較高；對于化油器裸露在外的使用場合如摩托車或園林機械等，其可靠性較差；并且，由于機械零件加工、安裝和磨損造成的差異，使得在同樣的節氣門位置輸出信號下，實際的節氣門開啟位置不同，在較小開啟位置時測量所得的空氣流量差異很大。在專利公開號為CN1751174A的中國專利申請以及公開號為特開2002-285865 (P2002-285865A)的日本專利申請中提到情況是將進氣信息檢出傳感器安裝在節流閥下游更靠近內燃機的位置，這種缺點在于傳感器很容易受到氣門重疊角期間反噴的內燃機高溫氣體的損傷。另外，目前的電控化油器上都只是集成了控制旁通空氣或供油的電磁閥，都通過可調脈寬(PWM，也稱占空比)的方式調節供油量，該方式下控制閥的開關頻率是固定的，與發動機轉速變化無關。由于控制閥導通時刻與進氣沖程不同步，進氣沖程中控制閥的開關狀態是不固定的，由此產生的進氣混合氣濃度不穩定、難以控制；為了克服這種情況，通常需要采用較高頻率的電動控制閥，由此造成控制閥成本增加。由于工作頻率較低且頻率固定的原因，無法應用適用于較高工作轉速較高場合的準確供油計量。
發明內容
有鑒于上述現有技術所存在的缺陷，本發明的目的在于，提供一種電控化油器，使其結構更加可靠、緊湊。本發明的另一目的在于，提供一種控制電控化油器進氣通道中混合氣濃度方法，使其混合氣濃度的控制更加準確和穩定。為了實現上述目的，依據本發明提出的一種內燃機用電控化油器，包括化油器本體、供給燃油的浮子室和調節混合氣濃度的電動控制閥，其中該化油器本體設置有氣流通道，該氣流通道設置有喉口 ；該電控化油器還包括檢測喉口處空氣壓力的壓力傳感器。本發明還可采用以下技術措施進一步實現。前述的電控化油器，其還包括檢測所述喉口處空氣溫度的溫度傳感器。前述的電控化油器，其中所述的溫度傳感器的測溫點突出在該喉口處的氣流通道中。前述的電控化油器，其中所述的壓力傳感器和溫度傳感器集成為一體安裝在化油器本體。前述的電控化油器，其中所述的化油器本體設置有供油主量孔和怠速油路，該浮子室經由供油主量孔與該化油器本體的氣流通道連通；該電動控制閥控制供油主量孔和/或怠速油路的開閉。前述的電控化油器，其中所述的化油器本體設置有供油主量孔，該浮子室經由供油主量孔與該化油器本體的氣流通道連通；該電控化油器還設置有空氣旁通管路，該電動控制閥控制該空氣旁通管路的開閉。前述的電控化油器，其還包括控制單元，接收曲軸轉角位置信號、喉口處氣流通道中的進氣壓力和溫度信號，控制所述電動控制閥的開啟時刻和開啟周期。為了實現上述目的，依據本發明另外提出的一種電控化油器，將進氣壓力傳感器和溫度傳感器直接安裝在化油器的喉口處，通過這樣的集成安裝方式提高化油器的緊湊性。另外，依據本發明提出的一種控制電控化油器進氣通道中混合氣濃度方法，根據曲軸轉角位置控制電動控制閥的開啟；根據喉口處的壓力、溫度、曲軸轉速等控制電動控制閥的開啟時間長度(導通脈寬)，一次控制燃油流量的大小，并且相應地實現對混合氣濃度的控制。本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。借由上述技術方案，本發明的電控化油器及混合氣濃度方法，至少具有下列優點:
一、本發明的電控化油器，將進氣壓力傳感器或/和溫度傳感器直接安裝在化油器的喉口處，通過這樣的集成安裝方式提高化油器和內燃機的緊湊性。二、本發明的電控化油器，在化油器上的喉口處安裝有進氣壓力傳感器，在內燃機處于停機狀態時，進氣壓力傳感器測量的是大氣環境壓力；在內燃機運行時，由于空氣經過喉口處氣流需要加速，其靜壓力下降，測量此處的壓力容易得到更高分辨率的流量信息。三、本發的電控化油器，在化油器的喉口處安裝有進氣溫度傳感器，通過該溫度的測量，可以修正溫度對空氣質量流量的影響。四、本發的電控化油器，進氣溫度傳感器的測溫點突出化油器喉口壁面，暴露在電控化油器的空氣流道中，可以直接測量流動氣體的溫度，使得測量更準確，反應也更迅速。五、本發的電控化油器，通過將壓力傳感器和溫度傳感器預先集成一體，可以進一步簡化安裝，降低對安裝密封的要求；并且由于溫度傳感器靠近壓力傳感器，因此可以通過溫度信號對壓力傳感器的溫度漂移做適當補償，進一步提高壓力傳感器的精度。
圖1是本發明電控化油器第一實施例的結構示意圖。圖2是化油器喉口氣流通道處壓力變化示意圖。圖3是本發明電控化油器主供油量孔流量變化示意圖。圖4是本發明電控化油器第二實施例的結構示意圖。1、I’:化油器本體；2a:進氣壓力傳感器；
2b:進氣溫度傳感器；2c:熱熔物
2:壓力-溫度傳感器組合；3:節流閥；
4:浮子室安裝螺釘；5:浮子室；
6:電動控制閥6a:開關入口
7:供油主量孔；8:阻風閥；
9:氣流入口10:喉口
11:氣流出口12:空氣旁通管路
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達`成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的電控化油器及其控制方法其具體實施方式
、步驟、結構、特征及其功效詳細說明。請參閱圖1所示，是本發明電控化油器第一實施例的結構示意圖。本發明第一實施例的電控化油器，主要包括:化油器本體I和浮子室5。上述的化油器本體I左側的氣流入口 9處安裝有阻風閥8，氣流出口 11處設置有節流閥3，在喉口 10處安裝有壓力傳感器2a和溫度傳感器2b。本實施例中，壓力傳感器2a和溫度傳感器2b通過熱熔物2c密封在壓力-溫度傳感器組合2中，壓力-溫度傳感器組合2通過螺紋安裝于候口喉口處。該節流閥3位于喉口 10的下游位置，在內燃機處于小負荷工作時，由于節流閥3處流通面積減小，氣流出口 11處的壓力較低，在內燃機進氣門打開時，內燃機氣缸內的高壓高溫殘余氣體會回流到氣流出口 11處，由于壓力-溫度傳感器組合2位于節流閥3的上游，可以保護壓力-溫度傳感器組合2免受高溫氣體的直接沖刷。該化油器本體I的喉口 10處設置有供油主量孔7。上述的浮子室5經由供油主量孔7與上述化油器本體I的喉口 10處連通，該浮子室5用于供給燃油。該浮子室5內設置有浮子(圖中未標示)和電動控制閥6，該電動控制閥6的入口 6a浸在浮子室5的油平面5a之下；該電動控制閥6控制供油主量孔7的開閉。本實施例中，該浮子室5是通過螺釘4安裝于化油器本體I。本實施例的電控化油器使用時，化油器本體I的氣流出口 11與內燃機(圖未示出)的進氣通道相連通，新鮮空氣從電控化油器左側進入后，在喉口 10處因為節流的原因產生負壓，壓力傳感器2a和溫度傳感器2b分別測量喉口 10處空氣的壓力和溫度，浮子室5經由主量孔7供給燃油，燃油與空氣混合形成混合氣，供給內燃機。節流閥3控制氣流流量的大小，電動控制閥6控制燃油供應量。本實施例的電控化油器，喉口 10處面積在制造時容易精確控制，根據喉口 10處的壓力和溫度信號以及預先的標定，發動機控制單元可以精確地得到喉口 10處的空氣流量，同時控制電動控制閥6導通脈寬控制供油量，進而能精確控制混合氣空燃比。為了進一步提升測量精度，可以在進氣沖程多次采集喉口處的壓力信號，以此為依據調節電動控制閥的導通脈寬。較佳的，上述的溫度傳感器2b的測溫點突出喉口 10壁面，暴露在電控化油器的氣流通道，可以直接測量流動氣體的溫度，使得測量更準確，反應也更迅速。較佳的，上述的壓力傳感器2a和溫度傳感器2b集成為一體，安裝在電控化油器的本體上，可以進一步簡化安裝，降低對安裝密封的要求；并且由于溫度傳感器2b靠近壓力傳感器2a，因此可以通過溫度信號對壓力傳感器2a的溫度漂移做適當補償，進一步提高壓力傳感器2a的精度。其他實施例中，上述的壓力傳感器2a可以安裝遠離化油器本體I的位置，通過中空的連接管將喉口 10處的壓力引入到傳感器2a。其他實施例中，上述的浮子室5可以安裝在遠離化油器本體I的位置，通過軟管將燃油從浮子室5連接到電動控制閥6的入口 6a處。請參閱圖2所示，是本發明電控化油器在每個氣缸有單獨氣流通道的內燃機上使用時，喉口處的空氣壓力變化示意圖。電控化油器氣流通道中的壓力，主要由內燃機曲軸轉角和節流閥開度所影響。在內燃機進氣沖程中，由于活塞在汽缸中下行的抽吸，使得整個進氣通道中的壓力下降，在不同的曲軸位置，活塞下行速度不同，造成氣流通道中壓力有明顯的變化；節流閥開度越大進氣通道中的壓力變化越大。ECU可以根據喉口處的空氣壓力判斷內燃機的進氣量，然后再根據所測量的喉口處溫度信號修正溫度對空氣量流量的影響。請參閱圖3所示，是本發明電控化油器主供油量孔流量變化示意圖。當轉速和節流閥開度一定時，圖3中實線A為供油開關完全打開時經過主供油孔的瞬時燃油流量的變化。根據本發明，ECU通過控制電動控制閥的開啟和關閉時刻，即可精確控制供油開關(電動控制閥6)的“導通脈寬”，以此控制供油量，即圖中所示陰影部分，以此實現對混合氣的濃度的準確控制。請參閱圖4所示，是本發明電控化油器第二實施例的結構示意圖。本發明第二實施例的電控化油器，主要包括:化油器本體I’和浮子室5。上述的化油器本體I’左側的空氣入口 9處安裝有阻風閥8，氣流出口 11處設置有節流閥3，在喉口 10處安裝有壓力傳感器2a和溫度傳感器2b。該化油器本體I’的喉口10處設置有供油主量孔7。該化油器本體I’設置有空氣旁通管路12，空氣旁通管路12入口處于喉口 10的上游，出口處于喉口 10的下游且處于節流閥的上游，控制空氣旁通管路11通斷的電動控制閥6。上述的浮子室5經由供油主量孔7與上述化油器本體I的喉口 10連通，該浮子室5用于供給燃油。本實施例中，該浮子室5是通過螺釘4安裝于化油器本體I。本實施例的電控化油器使用時，化油器本體I’的氣流出口 11與內燃機(圖未示出)的進氣通道相連通，新鮮空氣從電控化油器左側進入后，在喉口 10處因為節流的原因產生負壓，壓力傳感器2a和溫度傳感器2b分別測量喉口 10處空氣的壓力和溫度，浮子室5經由主量孔7供給燃油，燃油與空氣混合形成混合氣，供給內燃機。本實施例的電控化油器，喉口 10處面積在制造時容易精確控制，根據喉口 10處的壓力和溫度信號以及預先的標定，ECU (發動機控制單元)可以精確地得到喉口 10處的空氣流量，同時控制電動控制閥6導通脈寬控制新鮮空氣的流量，進而能精確控制混合氣空燃比。本發明不限定于上述實施例，在不脫離其主旨的范圍內可以進行設計變更。例如本發明可以應用于柱塞式或真空式的化油器上，通過對電動控制閥的控制，提高原化油器的混合氣濃度控制精度；在上述設計變更的基礎上，利用氧傳感器形成閉環控制，進一步提高混合氣濃度的控制精度；
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然并非用以限定本發明實施的范圍，依據本發明的權利要求書及說明內容所作的簡單的等效變化與修飾，仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種電控化油器，包括化油器本體、供給燃油的浮子室和調節混合氣濃度的電動控制閥，其特征在于該化油器本體設置有氣流通道，該氣流通道設置有喉口 ；該電控化油器還包括檢測喉口處空氣壓力的壓力傳感器。
2.如權利要求1所述的電控化油器，其特征在于其還包括檢測所述喉口處空氣溫度的溫度傳感器。
3.如權利要求2所述的電控化油器，其特征在于其中所述的溫度傳感器的測溫點突出在該喉口處的氣流通道中。
4.如權利要求2或3所述的電控化油器，其特征在于其中所述的壓力傳感器和溫度傳感器集成為一體安裝在化油器本體。
5.如權利要求1所述的電控化油器，其特征在于其中所述的化油器本體設置有供油主量孔和怠速油路，該浮子室經由供油主量孔與該化油器本體的氣流通道連通；該電動控制閥控制供油主量孔和/或怠速油路的開閉。
6.如權利要求1所述的電控化油器，其特征在于其中所述的化油器本體設置有供油主量孔，該浮子室經由供油主量孔與該化油器本體的氣流通道連通；該電控化油器還設置有空氣旁通管路，該電動控制閥控制該空氣旁通管路的開閉。
7.如權利要求1至6中任一權利要求所述的電控化油器，其特征在于其還包括控制單元，接收該喉口處氣流通道中的進氣壓力和溫度信號，控制所述電動控制閥的開啟時刻和開啟周期。
8.一種電控化油器混合氣濃度的控制方法，其特征在于根據電控化油器的氣流通道的喉口處的進氣壓力和溫度信號以及內燃機的曲軸轉角，在預先設定的曲軸轉角位置控制調節混合氣濃度的電動控制閥開啟，并控制該電動控制閥開啟周期的長短，以控制混合氣濃度。
全文摘要
本發明是關于一種電控化油器及其混合氣濃度的控制方法。該電控化油器包括化油器本體、供給燃油的浮子室和調節混合氣濃度的電動控制閥，其特征在于該化油器本體設置有氣流通道，該氣流通道設置有喉口；該電控化油器還包括檢測喉口處空氣壓力的壓力傳感器。該電控化油器混合氣濃度的控制方法，是根據電控化油器的氣流通道的喉口處的進氣壓力和溫度信號，控制調節混合氣濃度的電動控制閥的開啟時刻和開啟周期。本發明的電控化油器，結構更加可靠、緊湊。
文檔編號F02M19/06GK103174548SQ20121055939
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月20日 優先權日2011年12月21日
發明者胡建華, 魏先玉, 蔣奕 申請人:鎮江中研電控有限公司