[發(fā)明專利]旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)與端面凸輪一體化的高壓共軌噴油器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510431508.1
• 申請(qǐng)日: 2015-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN105065163B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙升噸;楠丁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): F02M51/06
• 分類號(hào): F02M51/06;F02M61/06;F02M61/16
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所61215
• 代理人: 賀建斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)燃油噴射系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)與端面凸輪一體化的高壓共軌噴油器。

背景技術(shù)

笨重、噪音大、噴黑煙，令許多人對(duì)柴油機(jī)的直觀印象不佳，經(jīng)過多年的研究和新技術(shù)應(yīng)用，現(xiàn)代柴油機(jī)的現(xiàn)狀已與往日不可同喻。現(xiàn)代柴油機(jī)一般采用電控噴射、共軌、渦輪增壓中冷等技術(shù)，在重量、噪音、煙度方面已取得重大突破，達(dá)到了汽油機(jī)的水平。為了使負(fù)荷調(diào)節(jié)更加精確，產(chǎn)生了共軌技術(shù)。共軌技術(shù)是指高壓油泵、壓力傳感器和電控單元組成的閉環(huán)系統(tǒng)，將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式，高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管，通過對(duì)公共供油管內(nèi)的油壓實(shí)現(xiàn)精確控制，可以大幅度減小柴油機(jī)供油壓力隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，因此也就減少了傳統(tǒng)柴油機(jī)的缺陷。電控單元作用于噴油器電磁閥上的脈沖信號(hào)控制燃油的噴射過程。噴油量的大小取決于燃油軌中的油壓和電磁閥開啟時(shí)間的長(zhǎng)短，及噴油嘴液體流動(dòng)特性。共軌不但保持了燃油壓力，還消除了壓力波動(dòng)，壓力從200～2000bar彈性調(diào)節(jié)，最小噴射量可控制在0.5mm³，減小了煙度和NO_X的排放。

高壓共軌式燃油噴射系統(tǒng)是目前柴油機(jī)廣泛采用的燃油噴射系統(tǒng)，它通過高壓油泵將燃油輸送到高壓共軌管內(nèi)，并將噴油器連接到共軌管上，利用安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的電子控制單元控制噴油器上的高速開關(guān)閥動(dòng)作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)燃油按照一定規(guī)律噴射的功能。利用伺服電機(jī)與端面凸輪的組合可以代替以電磁鐵作為驅(qū)動(dòng)元件的高速開關(guān)閥，實(shí)現(xiàn)高壓共軌噴油器的燃油噴射功能。然而柴油機(jī)的工作環(huán)境惡劣，將伺服電機(jī)直接暴露于惡劣的工作環(huán)境下極易導(dǎo)致伺服電機(jī)出現(xiàn)故障，使噴油器無法正常工作；另外，球閥的密封性稍差，凸輪從動(dòng)子下端安裝球閥控制高速開關(guān)的動(dòng)作易造成燃油的泄漏量大，進(jìn)而增大了噴油器的功率損耗。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)與端面凸輪一體化的高壓共軌噴油器，實(shí)現(xiàn)噴油器的高速開關(guān)噴油功能。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)與端面凸輪一體化的高壓共軌噴油器，包括噴油器主體15，噴油器主體15的上端連接有錐閥閥座14，錐閥閥座14和凸輪從動(dòng)子10下部錐閥配合，凸輪從動(dòng)子10上部和端面凸輪8下部曲面配合，端面凸輪8和伺服電機(jī)4采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，端面凸輪8和伺服電機(jī)4的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子固定連接，端面凸輪8與伺服電機(jī)4的一體式結(jié)構(gòu)安裝在噴油器開關(guān)閥外殼1內(nèi)，端面凸輪8中部的通孔作為燃油出口18，直接與噴油器外部的回油管連通；

所述的噴油器主體15內(nèi)部設(shè)有圓柱形空腔，針閥閥芯上部19安裝在該空腔內(nèi)，針閥閥芯上部19插入到錐閥閥座14下部中，但未頂?shù)藉F閥閥座14下部的頂端，與錐閥閥座14下部頂端之間形成的空腔稱為控制腔17，噴油器主體15的一側(cè)設(shè)有燃油入口16，燃油入口16通過流道與控制腔17連通，多余的燃油通過燃油出口18流回油箱，噴油器主體15下部與噴油器噴嘴23連接，噴油器噴嘴23內(nèi)部開有噴嘴內(nèi)腔24，燃油入口16與噴嘴內(nèi)腔24通過噴油器主體15內(nèi)部的流道連通，針閥閥芯下部22插入到噴油器噴嘴23中，針閥閥芯下部22與針閥閥芯上部19通過針閥閥芯連接套筒21連接，針閥閥芯彈簧20一端頂在針閥閥芯連接套筒21上，另一端頂在噴油器主體15內(nèi)部空腔的凸臺(tái)上，針閥閥芯上部19和針閥閥芯下部22共同連接構(gòu)成針閥閥芯。

所述的端面凸輪8底面為呈周期性變化的曲面，曲面的輪廓為四個(gè)幅值頻率相位均相等的正弦曲線，曲面上開有圓形滾動(dòng)體軌道，凸輪從動(dòng)子10上端每90°間隔有一個(gè)圓柱臺(tái)，柱臺(tái)頂部開有球槽，從動(dòng)子鋼球11下部嵌入到球槽中，從動(dòng)子鋼球11上部在從動(dòng)子彈簧12的彈力作用下被壓在端面凸輪8底面的圓形滾動(dòng)體軌道內(nèi)，凸輪從動(dòng)子10外圓兩側(cè)的噴油器開關(guān)閥外殼1與凸輪從動(dòng)子10對(duì)應(yīng)的位置上均開有鍵槽，防轉(zhuǎn)平鍵9安裝在該鍵槽中，凸輪從動(dòng)子10下部錐閥為中空結(jié)構(gòu)且在圓周方向按90°均布4個(gè)通孔，凸輪從動(dòng)子10下部錐閥離開錐閥閥座14時(shí)，燃油通過4個(gè)通孔流向燃油出口18，并最終通過噴油器外部回油管流回油箱。

所述的伺服電機(jī)4的定子是外側(cè)圓環(huán)，轉(zhuǎn)子是內(nèi)側(cè)圓環(huán)，內(nèi)側(cè)圓環(huán)的內(nèi)圓面上開有兩道鍵槽，平鍵5安裝在伺服電機(jī)4的鍵槽內(nèi)部，伺服電機(jī)4套在端面凸輪8的外圓面上，端面凸輪8的外圓上開有兩道鍵槽，伺服電機(jī)4與端面凸輪8通過鍵連接方式連接，伺服電機(jī)4的轉(zhuǎn)子拖動(dòng)端面凸輪8轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：