[發明專利]壓電式高速大流量兩位三通閥

有效

• 申請號: 201711383365.7
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108119276B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 范玉;賀玉海;楊建國;余永華;丁鵬;謝良濤;王勤鵬;胡磊
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F02M63/00
• 分類號: F02M63/00
• 代理公司: 42104 武漢開元知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡鎮西

本發明公開了一種壓電式高速大流量兩位三通閥，該兩位三通閥包括具有開口端和封閉端的閥體，閥體的開口端設置有閥蓋，閥體的內腔為第一腔體和第二腔體構成的階梯腔；第一腔體內穿設有外閥芯，外閥芯的一端向閥體的封閉端延伸，外閥芯的另一端向閥體的開口端延伸且穿入第二腔體內；第二腔體內位于外閥芯與閥蓋之間設置有呈圓環狀且可通電變形帶動外閥芯軸向滑動的壓電環；外閥芯的內腔由朝向開口端的一端至另一端依次分為第一空腔、第二空腔、第三空腔、第四空腔；第一空腔內穿設有第一內閥芯，第四空腔內穿設有第二內閥芯。本發明利用壓電環的逆壓電效應，使得外閥芯得以快速響應和動作，控制精度高、流量大、響應速度快。

技術領域

本發明涉及兩位三通閥，具體地指一種壓電式高速大流量兩位三通閥。

背景技術

目前，船用柴油機電控燃油噴射系統對高速大流量電磁閥有非常高的要求：必須同時滿足大流量、高速響應、控制精度高和一致性好等要求；同時，還要能在高壓、高溫、高濕和振動等惡劣條件下，按系統的控制要求以很高的頻率穩定可靠地工作。然而，高速大流量閥的高壓大流量和快速響應往往是一對矛盾，大流量的要求需要通過提高閥的閥口流通面積來實現，這就增大了閥的閥芯質量，從而增大了閥芯的運動慣性，降低了電磁閥快速響應的特性；而且，電磁閥的閥腔內的高壓油液也會增加閥芯開啟或關閉的阻力，延長了電磁閥的響應時間。因此，開發高速大流量閥，使其響應速度和流通能力都能滿足電控噴油器燃油噴射控制要求，是船用柴油機電控燃油噴射系統實用化所必須解決的關鍵技術。

現有技術中，授權公告號為CN1131387C的中國實用新型專利公開了一種雙自由內錐閥芯二位三通式電磁閥，該電磁閥雖然具有高速動態響應性能和大流量特性，但實際使用時存在以下問題：由于該電磁閥的外閥芯依靠復位彈簧的彈力復位，而同型號的彈簧很難保證同一精準的彈力，所以這種電磁閥在生產時，很難保證同型號的電磁閥具備相同的響應速度，從而導致該電磁閥的控制精度不高。

授權公告號為CN103851226B的中國發明專利公開了一種高速大流量自復位電磁閥，該電磁閥雖然具有高速動態響應性能和大流量特性，但實際使用時存在以下問題：由于該電磁閥的外閥芯依靠液壓力復位，使得開啟電磁閥需要的電磁力很大，觸發電流很大，長時間工作發熱嚴重，而且液壓力在電磁閥開啟和關閉變化復雜，所以這種電磁閥很難具備相同的響應速度，從而導致該電磁閥的控制精度不高。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種控制精度高、流量大、響應速度快的壓電式高速大流量兩位三通閥。

為實現上述目的，本發明提供的壓電式高速大流量兩位三通閥，包括具有開口端和封閉端的閥體，所述閥體的開口端設置有閥蓋，其特殊之處在于：所述閥體的內腔為第一腔體和第二腔體構成的階梯腔；所述第一腔體內穿設有外閥芯，所述外閥芯的一端向閥體的封閉端延伸，所述外閥芯的另一端向閥體的開口端延伸且穿入第二腔體內；所述第二腔體內位于外閥芯與閥蓋之間設置有呈圓環狀且可通電變形帶動外閥芯軸向滑動的壓電環；所述外閥芯的內腔由朝向開口端的一端至另一端依次分為第一空腔、第二空腔、第三空腔、以及第四空腔；所述第一空腔內穿設有第一內閥芯，所述第四空腔內穿設有第二內閥芯。這樣，外閥芯與閥蓋之間設置有呈圓環狀且可通電變形的壓電環，使得外閥芯與壓電環連接為一體，利用壓電環的逆壓電效應，使得外閥芯得以快速響應和動作，消除電磁干擾對其影響的可能，同時也消除了電磁閥對其他電器的電磁干擾，控制精度高、流量大、響應速度快；同時，由于壓電環的驅動電流很小，有效的解決了電磁閥長時間工作發熱的問題，提高了使用壽命。

進一步地，所述閥體上設置有用于與外部共軌管連接的進油口、用于與外部噴油器連接的控制口、以及用于與外部油箱連接的回油口；所述第一空腔上設置有與進油口對應的進油孔，所述第三空腔上設置有與控制口對應的控制孔，所述第四空腔上設置有與回油口對應的回油孔。

進一步地，所述閥體上還設置有第一泄油通道和第二泄油通道，所述第一泄油通道的一端與第二腔體連通，所述第一泄油通道的另一端與第二泄油通道的一端連通，所述第二泄油通道的另一端與回油口連通。