[发明专利]旋转伺服电机与端面凸轮一体化的高压共轨喷油器

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机燃油喷射系统技术领域，具体涉及旋转伺服电机与端面凸轮一体化的高压共轨喷油器。

背景技术

笨重、噪音大、喷黑烟，令许多人对柴油机的直观印象不佳，经过多年的研究和新技术应用，现代柴油机的现状已与往日不可同喻。现代柴油机一般采用电控喷射、共轨、涡轮增压中冷等技术，在重量、噪音、烟度方面已取得重大突破，达到了汽油机的水平。为了使负荷调节更加精确，产生了共轨技术。共轨技术是指高压油泵、压力传感器和电控单元组成的闭环系统，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式，高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过对公共供油管内的油压实现精确控制，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，因此也就减少了传统柴油机的缺陷。电控单元作用于喷油器电磁阀上的脉冲信号控制燃油的喷射过程。喷油量的大小取决于燃油轨中的油压和电磁阀开启时间的长短，及喷油嘴液体流动特性。共轨不但保持了燃油压力，还消除了压力波动，压力从200～2000bar弹性调节，最小喷射量可控制在0.5mm³，减小了烟度和NO_X的排放。

高压共轨式燃油喷射系统是目前柴油机广泛采用的燃油喷射系统，它通过高压油泵将燃油输送到高压共轨管内，并将喷油器连接到共轨管上，利用安装在发动机上的电子控制单元控制喷油器上的高速开关阀动作，进而实现燃油按照一定规律喷射的功能。利用伺服电机与端面凸轮的组合可以代替以电磁铁作为驱动元件的高速开关阀，实现高压共轨喷油器的燃油喷射功能。然而柴油机的工作环境恶劣，将伺服电机直接暴露于恶劣的工作环境下极易导致伺服电机出现故障，使喷油器无法正常工作；另外，球阀的密封性稍差，凸轮从动子下端安装球阀控制高速开关的动作易造成燃油的泄漏量大，进而增大了喷油器的功率损耗。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供旋转伺服电机与端面凸轮一体化的高压共轨喷油器，实现喷油器的高速开关喷油功能。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

旋转伺服电机与端面凸轮一体化的高压共轨喷油器，包括喷油器主体15，喷油器主体15的上端连接有锥阀阀座14，锥阀阀座14和凸轮从动子10下部锥阀配合，凸轮从动子10上部和端面凸轮8下部曲面配合，端面凸轮8和伺服电机4采用一体化结构设计，端面凸轮8和伺服电机4的内侧转子固定连接，端面凸轮8与伺服电机4的一体式结构安装在喷油器开关阀外壳1内，端面凸轮8中部的通孔作为燃油出口18，直接与喷油器外部的回油管连通；

所述的喷油器主体15内部设有圆柱形空腔，针阀阀芯上部19安装在该空腔内，针阀阀芯上部19插入到锥阀阀座14下部中，但未顶到锥阀阀座14下部的顶端，与锥阀阀座14下部顶端之间形成的空腔称为控制腔17，喷油器主体15的一侧设有燃油入口16，燃油入口16通过流道与控制腔17连通，多余的燃油通过燃油出口18流回油箱，喷油器主体15下部与喷油器喷嘴23连接，喷油器喷嘴23内部开有喷嘴内腔24，燃油入口16与喷嘴内腔24通过喷油器主体15内部的流道连通，针阀阀芯下部22插入到喷油器喷嘴23中，针阀阀芯下部22与针阀阀芯上部19通过针阀阀芯连接套筒21连接，针阀阀芯弹簧20一端顶在针阀阀芯连接套筒21上，另一端顶在喷油器主体15内部空腔的凸台上，针阀阀芯上部19和针阀阀芯下部22共同连接构成针阀阀芯。

所述的端面凸轮8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正弦曲线，曲面上开有圆形滚动体轨道，凸轮从动子10上端每90°间隔有一个圆柱台，柱台顶部开有球槽，从动子钢球11下部嵌入到球槽中，从动子钢球11上部在从动子弹簧12的弹力作用下被压在端面凸轮8底面的圆形滚动体轨道内，凸轮从动子10外圆两侧的喷油器开关阀外壳1与凸轮从动子10对应的位置上均开有键槽，防转平键9安装在该键槽中，凸轮从动子10下部锥阀为中空结构且在圆周方向按90°均布4个通孔，凸轮从动子10下部锥阀离开锥阀阀座14时，燃油通过4个通孔流向燃油出口18，并最终通过喷油器外部回油管流回油箱。

所述的伺服电机4的定子是外侧圆环，转子是内侧圆环，内侧圆环的内圆面上开有两道键槽，平键5安装在伺服电机4的键槽内部，伺服电机4套在端面凸轮8的外圆面上，端面凸轮8的外圆上开有两道键槽，伺服电机4与端面凸轮8通过键连接方式连接，伺服电机4的转子拖动端面凸轮8转动。

本发明的优点在于：