[发明专利]端面凸轮旋转伺服电机直驱的高压共轨喷油器控制阀

权利要求书

1.端面凸轮旋转伺服电机直驱的高压共轨喷油器控制阀，包括伺服电机(1)，其特征在于：伺服电机(1)固定在上阀体(2)上端，伺服电机(1)的输出轴深入到上阀体(2)内，伺服电机(1)的输出轴和端面凸轮(5)连接，端面凸轮(5)上部外圆安装有深沟球轴承(3)，深沟球轴承(3)的外圆紧贴上阀体(2)的内圆，端面凸轮(5)底面为呈周期性变化的曲面，曲面的轮廓为四个幅值频率相位均相等的余弦曲线，曲面上开有圆形的滚动体轨道，端面凸轮(5)下部和凸轮从动子(6)配合，凸轮从动子(6)为盘形，其上端每90°间隔有一个圆柱台，柱台顶部开有球槽，滚动体钢球(22)下部嵌入到球槽中，上部被凸轮从动子(6)的下部连接的球阀弹簧(10)的弹力压在端面凸轮(5)的圆形滚动体轨道内，凸轮从动子(6)的外圆两侧、上阀体(2)内孔与凸轮从动子(6)外圆对应的位置上均开有键槽，防转平键(23)安装在该键槽中，球阀(7)与凸轮从动子(6)下部刚性连接，针阀上阀芯套筒(9)安装在球阀(7)的正下方，针阀上阀芯套筒(9)中心有一个与球阀阀座(8)直径相等的圆柱形凹槽，球阀阀座(8)嵌入到凹槽中，针阀上阀芯套筒(9)外部套有密封圈(12)，密封圈(12)与上阀体(2)接触并构成密封，上阀体(2)插入到中阀体(11)中；

所述的中阀体(11)内部有圆柱形空腔，针阀上阀芯(13)安装在该空腔内，针阀上阀芯(13)插入到针阀上阀芯套筒(9)中，但未顶到针阀上阀芯套筒(9)顶端，与针阀上阀芯套筒(9)顶端之间 形成的空腔称为控制腔(20)，中阀体(11)两侧分别设有燃油入口(18)与燃油回油口(19)，中阀体(11)和下阀体(17)连接，燃油入口(18)通过中阀体(11)和下阀体(17)内部的导流孔直接连通至下阀体内腔(21)，针阀下阀芯(14)插入到下阀体(17)中，直接控制喷油器出油口的开启与闭合，针阀下阀芯(14)的上端插入到针阀下阀芯套筒(15)内部，针阀下阀芯套筒(15)上端被针阀弹簧(16)顶在中阀体(11)的下端，针阀上阀芯(13)与针阀下阀芯(14)在针阀下阀芯套筒(15)内部直接接触，针阀上阀芯(13)与针阀下阀芯(14)共同连接构成针阀阀芯。

2.根据权利要求1所述的端面凸轮旋转伺服电机直驱的高压共轨喷油器控制阀，其特征在于，控制方法为：当电子控制单元还未向喷油器发出控制信号时，喷油器处于初始位置状态，此时球阀(7)落座在球阀阀座(8)上，滚动体钢球(22)位于端面凸轮(5)曲面上的最高点，球阀弹簧(10)的压缩量达到最大，中阀体(11)与上阀体(2)之间的流道处于关闭状态，此时控制腔(20)内部压力与共轨管内压力相同，因控制腔(20)内的燃油作用面积大于下阀体内腔(21)内的作用面积，针阀阀芯受向下方向的液压力大于向上方向的液压力，针阀阀芯整体被向下压，喷油器出油口处于关闭状态；伺服电机(1)得到控制信号并拖动端面凸轮(5)旋转，当滚动体钢球(22)位于端面凸轮(5)曲面上的最低点时，球阀开口达到最大，控制腔(20)内部压力降低并小于下阀体内腔(21)内的压力，针阀阀芯被抬起，喷油器出油口打开，实现燃油喷射功能；端面凸轮(5) 继续转动，滚动体钢球(22)重新回到最高点，球阀(7)关闭，控制腔(20)内部压力回升，重新将针阀阀芯压到下阀体(17)下端，喷油口关闭，完成一次喷油过程，端面凸轮(5)每旋转90°喷油器完成一次喷油，旋转一周则喷油器完成四次喷油。