閥芯旋轉(zhuǎn)式壓電直驅(qū)噴油器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于內(nèi)燃機燃油噴射系統(tǒng)噴油器領(lǐng)域，具體涉及一種利用陶瓷壓電堆電致位移直接驅(qū)動噴油嘴閥芯旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)噴油開閉的壓電直驅(qū)式噴油器。本發(fā)明利用壓電陶瓷材料通電產(chǎn)生位移的特性經(jīng)過機械式位移放大器將位移放大，并改直線運動為旋轉(zhuǎn)運動帶動閥芯控制噴孔開閉，其主要包括噴油器體、壓電執(zhí)行器、頂桿、閥芯、閥座、回位彈簧、微調(diào)螺母、密封螺母等。本發(fā)明通過旋轉(zhuǎn)式閥芯實現(xiàn)壓電執(zhí)行器直接驅(qū)動閥芯，結(jié)構(gòu)簡單、反應靈敏、沖擊振動小，在節(jié)能減排方面有很好的效果。
【專利說明】閥芯旋轉(zhuǎn)式壓電直驅(qū)噴油器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于內(nèi)燃機燃油噴射系統(tǒng)噴油器領(lǐng)域，特別是一種利用陶瓷壓電堆電致位移直接驅(qū)動噴油嘴閥芯旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)噴油開閉的壓電直驅(qū)式噴油器。
【背景技術(shù)】
[0002]作為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、交通運輸?shù)刃袠I(yè)主要動力之一的內(nèi)燃機需求量在迅猛增長并在相當長的時期里發(fā)揮重要作用，但內(nèi)燃機排放對人類的危害已經(jīng)得到科學及事實證明，是關(guān)系到國民體質(zhì)、子孫后代、拯救地球的大事，所以越來越嚴格的節(jié)能和排放政策勢在必行并正在逐步實施。
[0003]噴油器是一種根據(jù)不同內(nèi)燃機要求，將高壓油泵來的燃油以一定的噴油壓力、噴霧粒度、噴油規(guī)律、射程和錐角噴入燃燒室特定位置的裝置，是直接影響內(nèi)燃機性能的核心部件。傳統(tǒng)電磁執(zhí)行器已不能直接滿足國IV(歐IV)排放標準，需要增加尾氣處理裝置，更難滿足國V的要求，陶瓷壓電執(zhí)行器替代電磁執(zhí)行器的已成為趨勢。
[0004]壓電執(zhí)行器響應速度快、沒有磁滯現(xiàn)象、可重復性好，能充分滿足內(nèi)燃機一個沖程中越來越多燃油噴射次數(shù)的需求；但如采用傳統(tǒng)的先導式驅(qū)動，會使該優(yōu)勢大打折扣，故本發(fā)明采用壓電直驅(qū)式，可以充分發(fā)揮陶瓷壓電執(zhí)行器的優(yōu)勢，有效降低燃油消耗、減少排放污染，具有巨大的經(jīng)濟價值和社會價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于上述情況，發(fā)明了一種利用陶瓷壓電堆電致位移直接驅(qū)動噴油嘴閥芯旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)噴油開閉的壓電直驅(qū)式噴油器。
[0006]本噴油器基本結(jié)構(gòu)為閥座通過密封螺母與噴油器體相連，在其內(nèi)部從下往上裝有閥芯、頂桿、回位彈簧、壓電執(zhí)行器，并用微調(diào)螺母封口。微調(diào)螺母可以方便調(diào)整壓電執(zhí)行器和頂桿的初始位置。
[0007]頂桿與閥芯上有位移放大和轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)為頂桿上有兩個帶有30°斜面的楔塊，楔塊插在閥芯上的帶有30°斜面的槽中，兩斜面接觸；當頂桿向下運動時由于斜面作用使閥芯做旋轉(zhuǎn)運動，且由于斜面的傾角為30度，可使行程放大到原行程的1.732倍。
[0008]閥芯回位結(jié)構(gòu)為頂桿推動閥芯做旋轉(zhuǎn)運動后壓縮回位彈簧，回位彈簧一端頂在閥芯側(cè)邊的槽中，另一端頂在閥座內(nèi)壁上；當頂桿退回時，回位彈簧迫使閥芯反向旋轉(zhuǎn)復位。
[0009]閥芯下部油槽和閥座噴孔的結(jié)構(gòu)為:閥芯下部椎體側(cè)面均布η個(η根據(jù)設(shè)計定)縱向槽，閥座上均布η個噴孔，噴孔的直徑小于等于槽的寬度；由于噴孔分布直徑比上面“位移和轉(zhuǎn)向機構(gòu)”直徑大，所以相當于進一步擴大壓電執(zhí)行器位移。
[0010]本發(fā)明的有益效果為:
[0011]1.噴油器采用壓電直驅(qū)式結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揚了壓電執(zhí)行器響應速度快、可重復性好的優(yōu)勢，對于節(jié)能減排及其有利；
[0012]2.噴油器采用旋轉(zhuǎn)閥芯式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、元器件少，閥芯運動沖擊振動小，有利于降低成本、提聞壽命；
[0013]3.噴油器中有兩級位移放大機構(gòu)，可達到壓電執(zhí)行器位移的2.5~3.5倍，有效解決了壓電執(zhí)行器自身位移難以滿足行程要求的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1:旋轉(zhuǎn)閥芯式壓電直驅(qū)噴油器。
[0015]圖中標號:1_微調(diào)螺母；2_壓電執(zhí)行器；3_噴油器體；4-頂桿；5_回位彈簧；6-閥芯-J-閥座；8-密封螺母
[0016]圖2:位移放大與轉(zhuǎn)向機構(gòu)。
[0017]圖中標號:4_頂桿；6-閥芯；41_楔塊;42-30。斜面;61_槽;62_30。斜面;63_回
位彈簧槽。
[0018]圖3:閥芯下部油槽及閥座噴孔結(jié)構(gòu)。
[0019]圖中標號:6_閥芯-J-閥座-M-油槽；71-噴孔。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明提供了一種利用陶瓷壓電堆電致位移直接驅(qū)動噴油嘴閥芯旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)噴油開閉的壓電直驅(qū)式噴油器，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。
[0021]1.在圖1所示實施例中，將閥芯(4)至于閥座(7)中，安裝回位彈簧(5)確定其初始軸向位置，同時將頂桿(4)裝入閥體(3)中；將閥座(7)頂面與噴油器體(3)底面相貼、軸心對齊并確定頂桿(4)的楔塊(41)與閥芯(6)的槽(61)有相對正確位置后，用密封螺母(8)緊定密封；在閥體(3)中裝入壓電執(zhí)行器(2)，并用微調(diào)螺母(I)封口，調(diào)節(jié)微調(diào)螺母(I)的位置以確保壓電執(zhí)行器正確位置。
[0022]2.在圖2所示位移放大與轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)實施例中，頂桿(4)底部兩側(cè)有兩個帶有30°斜面(42)的楔塊(41)，在閥芯(6)與之相應的位置上亦有帶有兩個帶有30°斜面(62)的槽(61);楔塊(41)插在槽(61)中，兩斜面(42與62)接觸；當頂桿⑷向下運動時由于斜面作用使閥芯(6)做旋轉(zhuǎn)運動，且由于斜面(62)的傾角為30度，可使閥芯旋轉(zhuǎn)圓周行程放大到原直線行程的1.732倍。
[0023]3.頂桿(4)推動閥芯(6)旋轉(zhuǎn)噴油后，需復位停止噴油，其實現(xiàn)方法是利用回位彈簧(5)，其一端頂在閥芯(6)偵彳邊槽(63)中，另一端頂在閥座內(nèi)壁上；閥芯(6)做旋轉(zhuǎn)運動時會壓縮回位彈簧(5)，而當頂桿(4)退回時，回位彈簧(5)迫使閥芯(6)反向旋轉(zhuǎn)復位。
[0024]4.在圖3所示閥芯下部油槽和閥座噴孔的結(jié)構(gòu)實施例中，閥芯(6)下部椎體側(cè)面均布η個(η根據(jù)設(shè)計定)縱向槽(64)，閥座(7)上均布η個噴孔(71)，噴孔(71)的直徑小于等于槽(64)的寬度；當頂桿⑷推動閥芯(6)旋轉(zhuǎn)，噴孔(71)與槽(64)對齊噴油；回位彈簧(5)帶動閥芯(6)復位使噴孔(71)與槽(64)錯位，停止噴油。
[0025]5.工作過程實施。本發(fā)明旋轉(zhuǎn)閥芯式壓電直驅(qū)噴油器，在正常不噴油狀態(tài)，閥芯
(6)上的槽(64)與閥座(7)上的噴孔(71)錯位，閥芯(6)底部錐面密封噴孔(71);需噴油時，壓電執(zhí)行器(2)通電，電壓根據(jù)所需推動力和行程確定，其電致位移推動頂桿(4)做向下直線運動，經(jīng)過頂桿(4)上楔塊(41)上30°斜面(42)帶動閥芯(6)上槽(61)中的30°斜面(62)將位移放大，并改變運動方向使閥芯(6)做旋轉(zhuǎn)運動；當閥芯(6)上的油槽(63)與閥座(7)上的噴孔(71)逐漸對齊時開始噴油；結(jié)束噴油時，壓電執(zhí)行器⑵停止通電，閥芯⑷推動力消失，回位彈簧(5)推動閥芯(6)反向旋轉(zhuǎn)使噴孔(71)與槽(64)錯位，停止噴油。
【權(quán)利要求】
1.一種閥芯旋轉(zhuǎn)式壓電直驅(qū)噴油器，其中的核心零部件有噴油器體(3)、壓電執(zhí)行器(2)、頂桿(4)、回位彈簧(5)、閥芯(6)、閥座(7)、密封螺母(8)、微調(diào)螺母(I)等。其特征在于:閥座(7)通過密封螺母(8)與噴油器體(3)相連，在其內(nèi)部從下往上裝有閥芯(6)、頂桿(4)、回位彈簧(5)、壓電執(zhí)行器(2)，并用微調(diào)螺母(I)封口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1閥芯旋轉(zhuǎn)式壓電直驅(qū)噴油器，其特征是:壓電執(zhí)行器(2)電致位移推動頂桿(4)做直線運動，經(jīng)過頂桿(4)與閥芯(6)上的位移放大和轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，使閥芯(6)做旋轉(zhuǎn)運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2閥芯旋轉(zhuǎn)式壓電直驅(qū)噴油器，其特征是:位移放大與轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)為頂桿⑷上有兩個帶有30°斜面(42)的楔塊(41)，楔塊(41)插在閥芯(6)上的帶有30°斜面(62)的槽(61)中，兩斜面(42與62)接觸；當頂桿(4)向下運動時由于斜面作用使閥芯(6)做旋轉(zhuǎn)運動，且由于斜面(62)的傾角為30度，可使行程放大到原行程的1.732倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2閥芯旋轉(zhuǎn)式壓電直驅(qū)噴油器，其特征是:頂桿(4)推動閥芯(6)做旋轉(zhuǎn)運動后壓縮回位彈簧(5)，回位彈簧(5) —端頂在閥芯(6)側(cè)邊槽(63)中，另一端頂在閥座內(nèi)壁上；當頂桿⑷退回時，回位彈簧(5)迫使閥芯(6)反向旋轉(zhuǎn)復位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1閥 芯旋轉(zhuǎn)式壓電直驅(qū)噴油器，其特征是:閥芯(6)下部椎體側(cè)面均布η個(η根據(jù)設(shè)計定)縱向槽(64)，閥座(7)上均布η個噴孔(71)，噴孔(71)的直徑小于等于槽(64)的寬度；當頂桿⑷推動閥芯(6)旋轉(zhuǎn)，噴孔(71)與槽(64)對齊噴油；回位彈簧(5)帶動閥芯(6)復位使噴孔(71)與槽(64)錯位，停止噴油。
【文檔編號】F02M61/12GK103470419SQ201310363412
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】高青風, 俞宏 申請人:浙江展途動力科技有限公司