專利名稱：柴油發(fā)動機用落地式電子油門總成的制作方法
技術(shù)領域：
該發(fā)明屬于電控單體泵式噴油系統(tǒng)的柴油發(fā)動機油門控制裝置，具體 涉及柴油發(fā)動機用落地式電子油門總成。
背景技術(shù)：
目前，在國內(nèi)普通柴油發(fā)動機上利用的是傳統(tǒng)的機械式高壓油泵開度 控制方法即油門拉線控制方式，它通過調(diào)整油泵輸出端流量來控制混合 氣。由于普通柴油機是由發(fā)動機凸輪軸驅(qū)動，借助于高壓油泵將柴油輸送 到各缸燃油室，這種供油方式要隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化而變化，做不到各種 轉(zhuǎn)速下的最佳供油量，無法準確控制混合比，從而燃料不能完全燃燒，造 成廢氣排放超標，環(huán)境污染。而現(xiàn)在已經(jīng)愈來愈普遍采用的電控柴油機燃 油噴射式系統(tǒng)可以較好解決這個問題。
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，對環(huán)保的要求越來越高，柴油機電控系統(tǒng)在汽 車上的應用也愈來愈廣泛，譬如電控共軌系統(tǒng)和電控單體泵系統(tǒng)在多缸柴 油機上的應用已明顯增多。電控單體泵噴油系統(tǒng)是一種能夠自由靈活調(diào)整 噴油量和噴油正時、具有高噴射壓力的新型燃油噴射系統(tǒng)，其為柴油機的
燃油噴射過程提供了更為靈活的控制技術(shù)；并且大幅度提高了噴油壓力， 以精確的噴油過程有效地配合高效燃燒控制。單體泵是一種模塊化、時間 控制的單缸高壓泵系統(tǒng)， 一般作為整體部件裝在柴油機的氣缸體上，直接 由發(fā)動機凸輪軸上的噴射凸輪經(jīng)滾柱挺桿驅(qū)動，電磁閥關閉時刻與關閉的持續(xù)時間分別決定噴油始點與噴油量。
本發(fā)明所要解決的問題是如何為電噴發(fā)動機的ECU單元提供必要
的控制信號，通過ECU接收并分析來自油門位置傳感器數(shù)據(jù)，判斷發(fā)動
機工作狀況，再通過執(zhí)行器對發(fā)動機進行準確的控制，其中最重要控制指
令噴油量和噴油定時脈沖。
與常規(guī)機械式柴油機一樣，電控單體泵柴油機也是通過油門對發(fā)動機 進行控制，不同的只是電控系統(tǒng)采用的是電子油門踏板。電子油門通過控 制線束將駕駛員的駕駛意圖，即功率和車速需求轉(zhuǎn)化為油門開度反饋給
ECU,然后由油量控制模塊根據(jù)油門開度和當前柴油機轉(zhuǎn)速計算出需求的
油量，從而實現(xiàn)功率和車速的調(diào)節(jié),由此對發(fā)動機提供最佳的油氣混合比， 保證發(fā)動機提供最佳的燃燒效率，釋放出最佳的功率輸出，降低了燃料消 耗，提高了發(fā)動機的工作功率和扭矩，有效地滿足日益嚴格的國家環(huán)保法 規(guī)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了適應電控柴油發(fā)動機的發(fā)展，尤其針對電控柴油 發(fā)動機用單體泵式噴油系統(tǒng)，提出一種柴油發(fā)動機用落地式電子油門總成。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種柴油發(fā)動機用落地式電子油門總 成，在踏板側(cè)面安裝一位置傳感器總成，設置通過傳感器轉(zhuǎn)動軸與傳感器 內(nèi)旋轉(zhuǎn)體連接并使旋轉(zhuǎn)體隨其轉(zhuǎn)動的擺動臂，擺動臂的另一端鉸接在導輪 上并使導輪位于底板一端的斜面上，構(gòu)成踏板繞其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動、導輪沿底板 斜面滾動、擺動臂帶動傳感器內(nèi)旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)；傳感器內(nèi)設置的電刷與旋轉(zhuǎn)體連接并隨旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動，即踏板繞其轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動帶動電刷以傳感器
中心為圓心在PCB基板面上轉(zhuǎn)動，PCB基板是由帶有恒定電阻率的超耐 磨導電塑料制成，通過改變電刷的位置引起印刷在PCB基板上電阻層的阻 值變化，即不斷改變輸出端與電源負極連接段的電阻值，在電源正極與負 極間施加電壓后，由于電流恒定，電阻變化引起輸出電壓的變化，在輸出 端與電源負極端之間形成一個變化的電壓輸出信號，該輸出電壓與阻值的 大小成正比，傳感器輸出的信號最終傳遞給柴油機的ECU電控單元，由油 量控制模塊根據(jù)油門開度和當前柴油機轉(zhuǎn)速計算出需求的油量，從而實現(xiàn) 功率和車速的調(diào)節(jié)；在傳感器相應的底板位置上安裝有油門開度識別機 構(gòu)，油門開度識別機構(gòu)中的定位銷軸為在踏板作用下可上下移動、在復位 彈簧作用下自動復位的結(jié)構(gòu)；在油門開度達到100%時，踏板接觸油門開 度識別機構(gòu)中的定位銷軸，使駕駛員感知其油門開度已達到100%，當需 要急加速時，完全踩下踏板(此時油門開度識別機構(gòu)中的定位銷軸在踏板 作用下相對其本體向下移動，其下端接觸底板對踏板限位)，傳感器輸出 信號加大，使發(fā)動機的ECU單元接收到電子油門130%的開啟信號，發(fā)動 機將在15s內(nèi)調(diào)整噴射時間和噴射量,使發(fā)動機發(fā)出比標定功率大的動力， 保證短期超載的需要。
所述油門開度識別機構(gòu)的作用主要通過定位銷軸的動作完成；定位銷 軸位于油門開度識別機構(gòu)其本體的臺階孔內(nèi)，定位銷軸所具有的前后凸臺 與本體的臺階孔配合，構(gòu)成對定位銷軸限位和在彈簧作用下使定位銷軸復 位的結(jié)構(gòu)；并設置使定位銷軸徑向定位的定位鋼球，定位鋼球可在彈簧作 用下位于定位銷軸的定位槽內(nèi)。所述傳感器輸出的電壓信號參數(shù)包括l、初始位置輸出電壓2、怠速 開關狀態(tài)信號電壓跳變值3、智能動力開關觸點處的油門信號電壓4、全 量程輸出電壓。
具體分析踏板轉(zhuǎn)動中心軸、導輪與固定底板預留斜面接觸點、運動 臂與踏板的連接點這三個點近似形成一個三角形，在踏板被踩下的過程 中，由于踏板轉(zhuǎn)動中心軸、運動臂與踏板的連接點是固定的，而導輪與底 板預留斜板面之間的滑動使這個近似三角形夾角不斷變化，最終導致運動 臂與踏板間形成一個不小于60°的轉(zhuǎn)角。該轉(zhuǎn)角的變化，使傳感轉(zhuǎn)動軸將
運動傳遞給傳感器，帶動傳感器中旋轉(zhuǎn)體運動，即帶動電刷以傳感器中心 為圓心在PCB基板面上轉(zhuǎn)動，此基板是由帶有恒定電阻率的新型超耐磨 導電塑料制成。通過改變電刷的位置，引起印刷在PCB基板上電阻層的阻 值變化，即不斷改變輸出端與電源負極連接段的電阻值。在電源正極與負 極間施加電壓后，由于電流恒定，電阻變化引起輸出電壓的變化，這樣輸 出端與電源負極端之間就形成了一個變化的電壓輸出信號，該輸出電壓與 阻值的大小成正比。
本發(fā)明具有的優(yōu)點為
(1) 提高發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性。機油燃油消耗率低至0.45%。。
(2) 降低氮氧化物和煙度的排放。采用電子油門技術(shù)，可精確地將 噴油量控制在不超過冒煙界限的適當范圍內(nèi)，同時根據(jù)發(fā)動機工況調(diào)節(jié)噴 油時刻，從而有效地抑制排煙。
(3) 減小了噪聲。傳統(tǒng)發(fā)動機噪聲大，但采用電子油門技術(shù)，柴油
機的工作噪聲被有效的減小。(4) 改善低溫起動性。電子控制系統(tǒng)能夠以最佳的程序替代駕駛員 進行這種麻煩的起動操作，使柴油機低溫起動更容易。
(5) 提高發(fā)動機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。采用柴油機電子油門系統(tǒng)，無論負荷 怎樣增減，都能保證發(fā)動機怠速工況下以最低的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，同時為防 止齒條卡死"飛車"，在減油復位同時迅速切斷高壓泵油，關閉進氣通道。 該產(chǎn)品用在配裝有電子燃油噴射系統(tǒng)的柴油發(fā)動機上，可以應用在大型客 車、工程機械及商用車上，主要用于控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中傳感器總成的主體外形圖。
圖3是圖1中傳感器總成中PCB基板內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
圖4是圖1中油門開度識別機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.踏板，2.主復位扭簧，3.傳感器轉(zhuǎn)動軸，4.位置傳感器總成， 5.踏板轉(zhuǎn)軸，6.控制器底板，7.油門開度識別機構(gòu)，8.發(fā)動機連接接插 件，9.擺動臂，IO.導輪，ll.PCB基板，12.旋轉(zhuǎn)體，13、電刷，14、凸 臺，15、擋圈，16、定位彈簧，17、定位鋼球，18、油門開度識別機構(gòu)外 套，19、油門開度識別機構(gòu)本體，20、回位彈簧，21、定位銷軸。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1所示，并參照圖2、 3，踏板1 一端經(jīng)踏板轉(zhuǎn)軸5鉸接在底板6 上，傳感器轉(zhuǎn)動軸3穿過傳感器總成4，兩個擺動臂9與傳感器轉(zhuǎn)動軸3 固聯(lián)，在傳感器總成4內(nèi)具有與傳感器轉(zhuǎn)動軸3固聯(lián)的旋轉(zhuǎn)體12，并將電刷13與旋轉(zhuǎn)體12聯(lián)接，控制器器底板6上具有仰角為32士2的斜面，鉸 接在兩個擺動臂9之間的運動導輪10位于底板6的斜面上，在傳感轉(zhuǎn)動 軸3上設置有主復位扭簧2，通過它踏板在被踏下后可以自動復位。踏板 1踩下時，擺動臂9轉(zhuǎn)動使運動導輪10在底板6的斜面上產(chǎn)生滑動。在傳 感器相應的底板位置上安裝有油門開度識別機構(gòu)7，在油門開度達到100% 時，傳感器4的外殼碰到油門開度識別機構(gòu)7的定位銷軸，使駕駛員感知 其油門開度已達到100%，當需要急加速時，完全踩下踏板(此時油門開 度識別機構(gòu)中的定位銷軸在踏板作用下相對其本體向下移動，其下端接觸 底板對踏板限位)，傳感器輸出信號加大，使發(fā)動機的ECU單元接收到 電子油門130%的開啟信號，發(fā)動機將在15s內(nèi)調(diào)整噴射時間和噴射量，使 發(fā)動機發(fā)出比標定功率大的動力，保證短期超載的需要。而且在匹配自動 變速箱的車輛上可以配合超速擋共同工作。
本發(fā)明落地式電子油門裝置，初始安裝定位方便，踏板操作方式不變， 通用性及互換性好，由于采用高分子樹脂材料代替金屬材料制做踏板，提 高踏板韌性，減輕整體重量，制造成本較低。
圖2中A、 B、 C、 D、 E、 F分別代表不同輸出信號的接口定義。
插針(PIN)功能定義(FUNCTION)導線顏色
A油門信號輸出-OUT黑色-Black
B信號電源地線-GND白色-White
C信號電源正VCC (5V)紅色-Red
D怠速接通-IVSVN0綠色-Green
E怠速關閉-N/A (空)藍色-Blue
F怠速電源正-IVSCOM黃色-Yellow
9圖3中A、 B、 C、 D、 E、 F各點與圖2中插針各點一一對應，傳感旋 轉(zhuǎn)體12的旋轉(zhuǎn)動作帶動電刷13在PCB基板1上的轉(zhuǎn)動，其各點在不同位 置對應不同的電阻值，從而使A、 B、 C、 D、 E、 F輸出不同的電壓信號傳 遞到圖2的接口端，最終線束將信號通過發(fā)動機連接接插件8反饋給發(fā)動 機的ECU單元。傳感器PCB基板11采用超耐磨導電塑料代替碳膜電阻， 提高變阻基片的耐磨性能。
圖4中，定位銷軸21通過凸臺14固定于油門開度識別機構(gòu)本體19 的臺階孔內(nèi)，在固定定位銷軸21之前，先將回位彈簧20穿在其上，然后 固定，由于開關油門開度識別機構(gòu)本體19內(nèi)部有一臺階和銷軸上臺階， 這樣就限制住回位彈簧20的位置。油門開度識別機構(gòu)本體19與外套18 通過擋圈15固定。油門開度識別機構(gòu)外套18主要用來限制3個定位彈簧 16使其不能從主體上脫落。在定位銷軸21底部靠近擋圈處有一定位槽， 它可以對定位銷軸21進行定位。在回位彈簧20受到定位銷軸的壓縮，3 個3mm定位鋼球17通過定位彈簧16的壓縮力從定位槽內(nèi)滑出。當回位彈 簧20壓縮到極限位置時，此時電子油門開度達到130%。
權(quán)利要求
1、一種柴油發(fā)動機用落地式電子油門總成，其特征在于在踏板(1)側(cè)面安裝一位置傳感器總成(4)，設置通過傳感器轉(zhuǎn)動軸(3)與傳感器內(nèi)旋轉(zhuǎn)體(12)連接并使旋轉(zhuǎn)體(12)隨其轉(zhuǎn)動的擺動臂(9)，擺動臂(9)的另一端鉸接在導輪(10)上并使導輪(10)位于底板一端的斜面上，構(gòu)成隨踏板(1)繞其轉(zhuǎn)軸(5)轉(zhuǎn)動，導輪(10)沿底板斜面滾動、擺動臂(9)帶動傳感器內(nèi)旋轉(zhuǎn)體(12)轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)；傳感器內(nèi)設置的電刷(13)與旋轉(zhuǎn)體(12)連接并隨旋轉(zhuǎn)體(12)轉(zhuǎn)動，即踏板(1)繞其轉(zhuǎn)軸(5)的轉(zhuǎn)動帶動電刷(13)以傳感器中心為圓心在PCB基板面上轉(zhuǎn)動，PCB基板(11)是由帶有恒定電阻率的超耐磨導電塑料制成；通過改變電刷的位置，引起印刷在PCB基板上電阻層的阻值變化，即不斷改變輸出端與電源負極連接段的電阻值，在電源正極與負極間施加電壓后，由于電流恒定，電阻變化引起輸出電壓的變化，在輸出端與電源負極端之間形成一個變化的電壓輸出信號，該輸出電壓與阻值的大小成正比，傳感器輸出的信號最終傳遞給柴油機的ECU電控單元，由油量控制模塊根據(jù)油門開度和當前柴油機轉(zhuǎn)速計算出需求的油量，從而實現(xiàn)功率和車速的調(diào)節(jié)；在傳感器相應的底板位置上安裝有油門開度識別機構(gòu)，油門開度識別機構(gòu)中的定位銷軸(21)為在踏板作用下可上下移動、在復位彈簧作用下自動復位的結(jié)構(gòu)；在油門開度達到100％時，踏板接觸油門開度識別機構(gòu)中的定位銷軸(21)，使駕駛員感知其油門開度已達到100％，當需要急加速時，完全踩下踏板(此時油門開度識別機構(gòu)中的定位銷軸在踏板作用下相對其本體向下移動，其下端接觸底板對踏板限位)，傳感器輸出信號加大，使發(fā)動機的ECU單元接收到電子油門130％的開啟信號，發(fā)動機將在15s內(nèi)調(diào)整噴射時間和噴射量，使發(fā)動機發(fā)出比標定功率大的動力，保證短期超載的需要。
2、按照權(quán)利要求1所述的柴油發(fā)動機用落地式電子油門總成，其特 征在于所述油門開度識別機構(gòu)(7)的作用主要通過定位銷軸的動作完 成；定位銷軸(21)位于油門開度識別機構(gòu)其本體(19)的臺階孔內(nèi)，定 位銷軸(21)所具有的前后凸臺與本體的臺階孔配合，構(gòu)成對定位銷軸限 位和在回位彈簧作用下使定位銷軸復位的結(jié)構(gòu)；并設置使定位銷軸徑向定 位的定位鋼球(17)，定位鋼球(17)可在回位彈簧(20)作用下位于定 位銷軸的定位槽內(nèi)。
3、按照權(quán)利要求l所述的柴油發(fā)動機用落地式電子油門總成，其特 征在于所述傳感器輸出的電壓信號參數(shù)包括l)初始位置輸出電壓，2) 怠速開關狀態(tài)信號電壓跳變值，3)智能動力開關觸點處的油門信號電壓， 4)全量程輸出電壓。
全文摘要
本發(fā)明屬于電控單體泵式噴油系統(tǒng)的柴油發(fā)動機油門控制裝置，提出一種柴油發(fā)動機用落地式電子油門總成，設置位置傳感器總成4，設置通過傳感器轉(zhuǎn)動軸3與傳感器內(nèi)旋轉(zhuǎn)體12連接并使旋轉(zhuǎn)體12隨其轉(zhuǎn)動的運動臂9，運動臂9的另一端鉸接在導輪10上并使導輪位于底板一端的斜面上，傳感器內(nèi)設置的電刷13與旋轉(zhuǎn)體12連接并隨旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動，即電刷13以傳感器中心為圓心在PCB基板面上的轉(zhuǎn)動，引起印刷在PCB基板上電阻層的阻值變化，傳感器輸出變化的電壓輸出信號傳遞給柴油機的ECU電控單元，由油量控制模塊根據(jù)油門開度和當前柴油機轉(zhuǎn)速計算出需求的油量，從而實現(xiàn)功率和車速的調(diào)節(jié)，在傳感器相應的底板位置上安裝有油門開度識別機構(gòu)。
文檔編號B60K26/02GK101439675SQ20081023153
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者喜 周, 龐媛媛, 杜萬慶 申請人:洛陽市黃河軟軸控制器有限公司