[实用新型]一种基于磁致伸缩效应的高压共轨式喷油器

说明书

本实用新型公开了一种基于磁致伸缩效应的高压共轨式喷油器，属于燃油喷射技术领域。包括塑料罩、预紧螺钉、驱动外壳、线圈绕组、线圈骨架、导磁块、超磁致伸缩棒、碟形弹簧、推杆、球阀顶、顶杆、球阀口、弹簧、橡胶密封圈、壳体、连接螺母、阀杆、阀针、喷嘴和联接筒，线圈绕组绕制成双线圈结构，分别提供偏置磁场和激励磁场，推杆为阶梯轴结构，粗轴端面均匀设置六个圆柱，并与顶杆相接，球阀口为阶梯轴结构，粗轴端面设有凹坑，凹坑中心设有通孔，通孔与球阀顶上的球凸相对接，将超磁致伸缩棒形变量转化成球阀口开度的大小。调节激励线圈电流的大小和通电时间，控制球阀口开度的大小，控制阀针的升程量，能够实现喷油量的精准控制。

技术领域

本实用新型属于柴油发动机燃油精准供给技术领域，具体涉及一种基于磁致伸缩效应的高压共轨式喷油器。

背景技术

高压共轨喷射系统是柴油机实现节能和减排的关键技术之一，但该技术长期被发达国家封锁，基本上垄断了我国柴油机高压共轨喷射系统的生产和供应。高压共轨式喷油器是高压共轨喷射系统中的核心部件，其功能是使燃油以特定的喷射压力、喷射率、贯穿度、喷射锥角和油雾粒度场进入燃烧室，对柴油机的燃烧过程、性能和废气排放都有着至关重要的影响。目前，市场上成熟的喷油器主要采用电磁式和压电式两种驱动方式。电磁式主要通过控制电磁线圈的电流和通断电时间，调整电磁力的大小，进而控制衔铁的吸合或断开，由于衔铁的吸合或断开需要一定的响应时间(通常在100ms以上)，因此，电磁式喷油器用于高压共轨喷射系统时，其响应速度较慢，难以满足使用要求，且受限于电磁式的物理作用机制，其响应速度难以进一步提升；而压电式虽具有较高的响应速度(10ms左右)，但必须通过高电压驱动(200V 左右)，存在安全隐患，且目前车载电压普遍只有24V，使其难以推广，此外压电式还具有行程短、居里温度低、输出力小等缺点。由此可知，现有的两种驱动方式的喷油器在性能提升或推广应用方面存在瓶颈，为更好地满足高压共轨喷射系统的高喷射压力、高响应速度和高控制精度的发展需求，需要开发一种新型驱动方式的喷油器。

超磁致伸缩材料是一种新型的功能材料，因其具有磁致伸缩效应、磁致伸缩逆效应、扭转效应和跳跃效应等多种物理效应，得到广泛应用。与压电材料和传统的磁致伸缩材料相比，超磁致伸缩材料具有更高的能量密度和磁- 机耦合系数，在常温下具有更大的磁致伸缩应变或输出力，且超磁致伸缩材料的居里温度和抗压强度较高，工作性能也更加稳定。因此，超磁致伸缩材料在磁场检测、超精密驱动和加工、减振降噪以及流体传动器件驱动等方面具有广泛的应用前景。

采用超磁致伸缩材料制作的棒材作为核心元件，实用新型一种基于磁致伸缩效应的高压共轨式喷油器及其控制方法，使其能够继承超磁致伸缩材料的优良特性，对于实现喷油器喷油量的精准控制、提高燃油效率、减少废气排放、保护自然环境等具有重要的意义。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于磁致伸缩效应的高压共轨式喷油器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于磁致伸缩效应的高压共轨式喷油器，包括塑料罩、预紧螺钉、驱动外壳、线圈绕组、线圈骨架、导磁块、超磁致伸缩棒、碟形弹簧、推杆、球阀顶、顶杆、球阀口、弹簧、橡胶密封圈、壳体、连接螺母、阀杆、阀针、喷嘴和联接筒。

所述塑料罩外围布置两个对称的螺钉通孔A，通过螺钉固定到驱动外壳上，中心设置有螺纹孔A，通过与预紧螺钉配合，实现超磁致伸缩棒预压力的加载，侧面设置有导线插头，其内部与线圈绕组相连，工作时，其外部与控制电源相连。

所述驱动外壳外侧设有两个对称的螺纹孔，安装时，通过螺钉将塑料罩上的螺钉通孔A和驱动外壳上的螺纹孔进行连接，驱动外壳内部有两个腔室，分别为大腔室和小腔室。

所述线圈绕组绕制在线圈骨架的凹槽内，绕制成双线圈结构，分别为线圈一和线圈二，线圈一为超磁致伸缩棒提供偏置磁场，线圈二为超磁致伸缩棒提供激励磁场。