[发明专利]线圈感应泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种线圈感应泵。

背景技术

目前，在船舶柴油机市场中应用的高压油泵主要采用传统的凸轮轴结构即机械式，其由发动机曲轴转动通过齿轮带动凸轮轴上的凸轮旋转，凸轮对滚轮体的滚轮作一顶一放周期运动，使柱塞在柱塞套内作往复运动，在油泵的进油阀和出油阀的配合下完成吸油和压油；随着国际海事组织对海船排放物的要求愈加严格，以及燃油成本费用的不断增加，迫使生产厂家必须提供更加环保和高效的船舶主机，而船舶柴油机能耗及环保性的改进，关键在于燃油的良好雾化和把握正确的喷油定时，以使得燃油能够最高效率的燃烧，且可以使柴油机的工作更加柔和，但传统的通过凸轮驱动柱塞作往复运动的机械方式严重受制于柴油机的运转工况，尤其是在柴油机低速运转时更为明显，而柴油机低速运转又成为柴油机未来的发展趋势，这样，以传统的高压油泵为核心的燃油喷射系统的弊端越来越突出。为此，瓦锡兰公司新近研发出一套配备高压共轨燃油喷射系统的RT-Flex系列以及MAN B&W研发的以液压油作为驱动力的ME系列，这两大系列电喷柴油机在部分船舶上已经开始装配，但对于大多数船主来说还只是当作概念机看待。综上所述，目前的船舶柴油机市场仍以传统的通过凸轮驱动柱塞作往复运动的机械油泵为主，电喷时代已悄然来临，作为电喷的代表产品：瓦锡兰的RT-Flex系列和MAN B&W的ME系列正在争分这份蛋糕，而瓦锡兰的RT-Flex系列略占优势。为此，我们研发了这款将会代表电喷时代，继瓦锡兰的RT-Flex系列和MAN B&W的ME系列之后的第三款用于燃油喷射系统的线圈感应泵。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制一种通过电磁弹射力来驱动柱塞加压燃油，利于降低能耗、节约成本、环保实用的线圈感应泵。

本发明的技术手段如下：

一种线圈感应泵，包括结构部分和电控部分；

所述结构部分包括泵体、设置在泵体上的柱塞套、与柱塞套动密封配合的柱塞、开设在柱塞套的套壁上的进回油孔、设置在柱塞套上端的出油阀和缠绕在柱塞套上的电磁线圈；所述柱塞的上端伸入至柱塞套的油腔内，且可以在该油腔内上下移动；所述出油阀一端通过出油管道与柱塞套上端连接，另一端与出油口连接；

所述电控部分包括用于驱动电磁线圈的Marx发生器，该Marx发生器包括电感和N个级联的子电路，其中N为整数；每一子电路均包括储能电容、二极管Ⅰ、二极管Ⅱ和IGBT；所述储能电容一端与二极管Ⅰ阴极和IGBT集电极相连接，该储能电容另一端与二极管Ⅱ阳极相连接；所述二极管Ⅱ阴极与IGBT发射极相连接；第一级子电路所包括的二极管Ⅰ阳极与电感相连接，其余N-1个子电路所包括的二极管Ⅰ阳极均与上一级子电路所包括的IGBT集电极相连接；第N级子电路所包括的二极管Ⅱ阴极与电磁线圈一端相连接，电磁线圈另一端与第一级子电路所包括的二极管Ⅱ阳极相连接，其余N-1个子电路所包括的二极管Ⅱ阳极均与上一级子电路所包括的IGBT发射极相连接；

所述电控部分还包括：

IGBT驱动单元；

通过IGBT驱动单元与每一子电路所包括的IGBT的门极和发射极相连接，用于控制N个IGBT同时导通或关断的电子控制单元；

进一步地，所述柱塞包括柱塞杆和柱塞头；所述柱塞由具有型线的磁性材料制成。所述柱塞套由磁性材料制成；

进一步地，所述电控部分还包括初级与船舶电站相连接的变压器、输入端与变压器次级相连接的整流桥、以及与整流桥输出端并联连接的滤波电路；所述整流桥输出正端通过电感与第一级子电路所包括的二极管Ⅰ阳极相连接；所述整流桥输出负端与第N级子电路所包括的二极管Ⅱ阴极共地；船舶电站输出的交流电经过变压器、整流桥和滤波电路后提供直流电给Marx发生器，对Marx发生器所包括的N个储能电容并联充电；

进一步地，所述电子控制单元与柴油发动机相连接；当电子控制单元根据所采集的柴油发动机工作状态信号判断需要喷射燃油时通过IGBT驱动单元控制Marx发生器所包括的N个IGBT导通，N个储能电容串联放电输出高压脉冲电流，电磁线圈在高压脉冲电流的作用下产生电磁力吸引柱塞在柱塞套内向上运动，在柱塞的挤压下，油腔内存在的燃油通过出油管道和打开的出油阀从出油口喷出，同时电子控制单元通过IGBT驱动单元控制Marx发生器所包括的N个IGBT关断，电磁线圈断电，作用在柱塞上的电磁力消失，柱塞开始向下运动，油腔内的燃油经过进回油孔回油，出油阀关闭，完成一次燃油喷射过程；