專利名稱：一種基于液壓原理的電控氣體噴射系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及氣體噴射技術領域，具體的說是一種基于液壓原理的電控氣體噴射系統(tǒng)。
背景技術：
氣體定量噴射閥具有重大應用價值。但是由于氣體的密度較低，噴射流量較大時需要的閥門的關聯(lián)尺寸、質(zhì)量慣性也較大；同時定量噴射閥的響應時間特性也是關鍵的性能指標之一。然而運動慣性和時間響應是互相制約的固有特征，特別是較大的氣體工作壓力會對計量閥開閉運動產(chǎn)生阻礙作用，由此形成了技術難點。例如重型內(nèi)燃機采用氣體燃料時，需要噴射閥具有較大的燃料供給量(可達到每循環(huán)200毫克以上)，同時需要噴射閥具有極快的開啟和關閉響應時間(適應每分鐘2000轉(zhuǎn)以上的工況)。一般采用電磁驅(qū)動的高速電磁氣體噴射閥僅能適應較小的流量要求和較低的氣體壓力條件，無法滿足較大流量和較高壓力要求下的高速定量噴射。

實用新型內(nèi)容本實用新型提出基于液壓原理的電控脈沖泵一氣閥形式的高速噴射、大計量范圍的電控氣體噴射系統(tǒng)，目的是解決上述技術難點。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案為:一種基于液壓原理的電控氣體噴射系統(tǒng)，由電控脈沖液壓泵部分和氣體噴射計量閥組成，其特征在于，所述氣體噴射計量閥在電控脈沖液壓泵部分的驅(qū)動下進行噴射動作；電控脈沖液壓泵部分由動力凸輪、殼體、液壓柱塞偶件、電磁閥、電控指令單元組成，所述殼體中具有三通油路，且在兩個支油路中分別安裝液壓柱塞偶件和電磁閥，另外一支油路作為液壓驅(qū)動力源連接到氣體噴射計量閥并利用液壓作用驅(qū)動氣體噴射計量閥閥芯的啟閉動作，所述液壓柱塞偶件在動力凸輪的驅(qū)動下按照時間一定量規(guī)律向三通油路中輸出液壓動力；電控指令單元的輸出端子與電磁閥電連接并通過電磁閥調(diào)節(jié)前述液壓規(guī)律控制氣體噴射計量閥的啟閉，以便控制氣體噴射計量閥的啟閉時間和開啟程度，激勵所述電磁閥對應氣體噴射計量閥關閉，二者同步動作。氣體噴射計量閥由閥體、液壓驅(qū)動部件、計量閥芯、復位裝置、氣體入口流道和氣體噴射口流道組成，所述計量閥芯、閥體與氣體入口流道和氣體噴射口流道配合構(gòu)成氣體噴射節(jié)制環(huán)節(jié)，且在計量閥芯和閥體之間設有復位裝置；所述液壓驅(qū)動部件與計量閥芯直接相連且受控于電控液壓脈沖泵部分的液壓驅(qū)動。所述的氣體噴射計量閥和電控脈沖液壓泵部分為一體式。所述的氣體噴射計量閥和電控脈沖液壓泵部分通過液壓管相連。所述動力凸輪具有與定時、 定量液壓要求相匹配的凸輪型線，在過程中將原始輸入動力和定時定量參數(shù)轉(zhuǎn)化為液壓作用。[0011]所述的復位裝置為彈簧。所述的計量閥芯是滑閥或者錐閥。所述液壓驅(qū)動部件所在閥體處設有溢流方式的位移限制機構(gòu)以約束計量閥芯的開啟最大極限。本實用新型的有益效果是:借助電控脈沖液壓泵的高功率密度和液壓驅(qū)動氣閥的快速響應性，利用電控調(diào)節(jié)技術使得氣體計量噴射從閥芯開啟至關閉的過程受控，靈活而精確地調(diào)節(jié)噴射定時參數(shù)和定量參數(shù)。即通過電控與液控技術的精確配合，實現(xiàn)大流量、高速率氣體噴射系統(tǒng)。

圖1-1為實施例一的噴射系統(tǒng)的裝置圖(噴射狀態(tài));圖1-2為實施例一的噴射系統(tǒng)的裝置圖(停噴瞬間)；圖2為實施例二的噴射系統(tǒng)的裝置圖；圖3為噴射系統(tǒng)原理框圖；圖4為電控液壓氣體噴射系統(tǒng)控制特性。圖中:10電控指令單元，11殼體，12液壓柱塞偶件，13電磁閥，14三通油路，15動力凸輪，21閥體，22液壓驅(qū)動部件，23計量閥芯，24復位裝置，25氣體入口流道，26氣體噴射口流道，3液壓管。
具體實施方式
結(jié)合實現(xiàn)技術路線進一步說明該實用新型的原理。如附圖1-1、圖1-2、圖3所不,一種基于液壓原理的電控氣體噴射系統(tǒng)，由電控液壓脈沖泵部分和氣體噴射計量閥組成，氣體噴射計量閥在電控液壓脈沖泵部分的驅(qū)動下進行噴射動作，原理如下:電控脈沖泵部分也可以是電控柱塞泵、電控分配泵等形式，產(chǎn)生符合預期要求的液壓作用，借助電控調(diào)節(jié)技術，使得單次氣體計量噴射從計量閥芯開始開啟至完全關閉的過程受控，實現(xiàn)靈活而精確地噴射定時參數(shù)和定量參數(shù)調(diào)節(jié)。電控脈沖液壓泵部分由殼體11、液壓柱塞偶件12、電磁閥13、電控指令單元10、動力凸輪15組成，殼體中具有三通油路14，且在兩個支油路中分別安裝液壓柱塞偶件12和電磁閥13，另外一支油路作為液壓驅(qū)動力源連接到氣體噴射計量閥。動力凸輪15具有與噴射定時定量要求相匹配的凸輪型線，具體輪廓可以根據(jù)需要進行設計。凸輪機構(gòu)15在規(guī)定的角度相位和時間區(qū)間內(nèi)作用于液壓柱塞偶件12，其往復運動中從油箱取得一定數(shù)量的液壓油并壓縮輸出至三通油路14。電控指令單元10的輸出端子與電磁閥13電氣連接并通過電磁閥13調(diào)節(jié)氣體噴射計量閥的啟閉時間，通過電磁閥13的啟閉來在時間軸上截取三通油路14內(nèi)部產(chǎn)生液壓作用的時間段，并作用于氣體噴射計量閥。如圖1-1所示，氣體噴射計量閥和電控脈沖液壓泵部分集成為一個部件，由閥體21、液壓驅(qū)動部件22、計量閥芯23、復位裝置24、氣體入口流道25和氣體噴射口流道26組成，計量閥芯23是滑閥或者錐閥。計量閥芯、閥體與氣體入口流道和氣體噴射口流道配合構(gòu)成氣體噴射節(jié)制環(huán)節(jié)，且在計量閥芯和閥體之間設有復位裝置24，復位裝置為壓縮彈簧。液壓驅(qū)動部件22與計量閥芯23為一體結(jié)構(gòu)且受控于電控脈沖液壓泵部分的液壓驅(qū)動力，也就是說電控脈沖液壓泵部分三通油路產(chǎn)生的液壓力通過液壓驅(qū)動部件22作用于計量閥芯23，迫使計量閥芯開啟和關閉。常態(tài)下電磁閥處于開啟狀態(tài)，動力凸輪處于非工作曲線狀態(tài)；包括如下步驟，步驟一，動力凸輪驅(qū)動液壓柱塞偶件開始壓縮進入油路中的液壓油，此時由于電磁閥處于開啟狀態(tài)，液壓油通過電磁閥返回到油箱而不能建立液壓驅(qū)動作用。電控液壓氣體噴射系統(tǒng)控制特性如附圖4所示，動力凸輪具有快速打開的特性。較小的開度指令，對應較小的液壓作用持續(xù)期。步驟二，在液壓柱塞偶件前進壓縮液壓油行程過程中，電控指令單元的“噴射開始指令”使電磁閥關閉至油箱的溢流，從而使液壓作用建立并輸出至液壓驅(qū)動部件，以使得氣體噴射計量閥產(chǎn)生受控的直線運動；因電磁閥對液壓作用油量的調(diào)節(jié)作用使得計量閥芯開啟時刻受控。步驟三，計量閥芯成打開狀態(tài)，燃氣氣體沿著氣體入口流道通過打開的計量閥芯進入氣體噴射出口流道噴射；電控液壓氣體噴射系統(tǒng)控制特性如附圖4所示，具有時間調(diào)節(jié)特性，在較大的開度調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，氣體噴射量主要靠噴射持續(xù)時間調(diào)節(jié)。液壓驅(qū)動部件并在凸輪機構(gòu)以及液壓位移極限的配合下保持計量閥芯打開。計量閥芯開啟過程形成的位移引起復位裝置彈性變形并蓄積變形能量。步驟四，在氣體噴射計量閥保持開啟的過程中，當電控指令單元向電磁閥發(fā)出“噴射結(jié)束指令”時，電磁閥打開液壓油至油箱的溢流并結(jié)束對液壓驅(qū)動部件的作用，復位裝置釋放彈性變形能量作用于閥芯并帶動液壓驅(qū)動部件向開啟過程相反的方向運動直至關閉，完成一次噴射。因電磁閥對液壓作用油量的調(diào)節(jié)作用使得計量閥芯關閉時間和開啟程度受控。最后，當動力凸輪結(jié)束做功相位后，液壓柱塞偶件也靠自身的恢復機構(gòu)改變作用方向并補充液壓油，直至恢復循環(huán)初態(tài)。在本過程中，動力凸輪將原始輸入動力和定時定量參數(shù)作用于液壓柱塞偶件并轉(zhuǎn)化為液壓作用，通過電磁閥的調(diào)節(jié)作用包括開啟的時刻和開啟的程度，在時間軸上進行截取，驅(qū)動計量閥芯啟閉。計量閥芯開啟過程形成的位移引起復位裝置彈性變形并蓄積變形能量，同時液壓驅(qū)動部件因電磁閥對液壓油量的調(diào)節(jié)作用使得開啟程度受控，并在動力凸輪以及液壓位移極限的配合下保持打開。當電控指令單元向電磁閥發(fā)出“噴射結(jié)束指令”時，電磁閥打開液壓油至油箱的溢流并結(jié)束對液壓驅(qū)動部件的作用，復位裝置釋放彈性變形能量作用于閥芯并帶動液壓驅(qū)動部件向開啟過程相反的方向運動直至關閉。當動力凸輪結(jié)束做功相位后，油泵柱塞偶件也靠自身的恢復機構(gòu)隨著動力凸輪改變作用方向并撤銷液壓油輸出，完成一次噴射過程直至恢復循環(huán)初態(tài)。實施例二如圖2所示，所述的氣體噴射計量閥和電控脈沖液壓泵部分通過液壓管3相連，為分體式的，可以滿足多點噴射控制。[0040]上面所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域相關技術人員對本實用新型的各種變形和改進，均應擴如本實用新型權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于液壓原理的電控氣體噴射系統(tǒng)，由電控脈沖液壓泵部分和氣體噴射計量閥組成，其特征在于，所述氣體噴射計量閥在電控脈沖液壓泵部分的驅(qū)動下進行噴射動作； 電控脈沖液壓泵部分由動力凸輪、殼體、液壓柱塞偶件、電磁閥、電控指令單元組成，所述殼體中具有三通油路，且在兩個支油路中分別安裝液壓柱塞偶件和電磁閥，另外一支油路作為液壓驅(qū)動力源連接到氣體噴射計量閥并利用液壓作用驅(qū)動氣體噴射計量閥閥芯的啟閉動作，所述液壓柱塞偶件在動力凸輪的驅(qū)動下按照時間--定量規(guī)律向三通油路中輸出液壓動力；電控指令單元的輸出端子與電磁閥電連接并通過電磁閥調(diào)節(jié)前述液壓規(guī)律控制氣體噴射計量閥的啟閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于液壓原理的電控氣體噴射系統(tǒng)，其特征是，所述氣體噴射計量閥由閥體、液壓驅(qū)動部件、計量閥芯、復位裝置、氣體入口流道和氣體噴射口流道組成，所述計量閥芯、閥體與氣體入口流道和氣體噴射口流道配合構(gòu)成氣體噴射節(jié)制環(huán)節(jié)，且在計量閥芯和閥體之間設有復位裝置；所述液壓驅(qū)動部件與計量閥芯直接相連且受控于電控液壓脈沖泵部分的液壓驅(qū)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于液壓原理的電控氣體噴射系統(tǒng)，其特征是，所述的氣體噴射計量閥和電控脈沖液壓泵部分為一體式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于液壓原理的電控氣體噴射系統(tǒng)，其特征是，所述的氣體噴射計量閥和電控脈沖液壓泵部分通過液壓管相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于液壓原理的電控氣體噴射系統(tǒng)，其特征是，所述動力凸輪具有與定時、定量液壓要求相匹配的凸輪型線。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于液壓原理的電控氣體噴射系統(tǒng)，其特征是，所述的計量閥芯是滑閥或者錐閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于液壓原理的電控氣體噴射系統(tǒng)，其特征是，所述液壓驅(qū)動部件所在閥體處設有溢流方式的位移限制機構(gòu)以約束計量閥芯的開啟最大極限。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于液壓原理的電控氣體噴射系統(tǒng)，其特征是， 所述的復位裝置為彈簧。
專利摘要一種基于液壓原理的電控氣體噴射系統(tǒng)，由電控脈沖液壓泵部分和氣體噴射計量閥組成，電控脈沖液壓泵部分由動力凸輪、殼體、液壓柱塞偶件、電磁閥、電控指令單元組成，殼體中具有三通油路，且在兩個支油路中分別安裝液壓柱塞偶件和電磁閥，另外一支油路作為液壓驅(qū)動力源連接到氣體噴射計量閥并利用液壓作用驅(qū)動氣體噴射計量閥閥芯的啟閉動作，液壓柱塞偶件向三通油路中輸出液壓動力；電控指令單元的輸出端子與電磁閥電連接。該實用新型利用電控液壓泵的高功率密度和液壓驅(qū)動氣閥的快速響應性，借助電控調(diào)節(jié)技術實現(xiàn)大流量、高速率氣體噴射系統(tǒng)，電控液控精確配合。
文檔編號F02M51/04GK203009094SQ20122074926
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者李澎, 孫軍, 李慧君, 王秀強, 陳洪海, 趙承龍 申請人:濟南威度電子科技有限公司