低速柴油机燃油升压泵和排气阀的伺服驱动系统技术方案

本公开提供了一种低速柴油机燃油升压泵和排气阀的伺服驱动系统，包括：电液换向阀、液压油缸、燃油升压泵和排气阀；电液换向阀包括导阀、主阀和阀芯位移传感器；液压油缸包括缸体、液压活塞、活塞杆和活塞位移传感器；燃油升压泵包括泵体、柱塞、套筒、吸油电磁阀和出油阀；排气阀包括执行活塞、空气活塞、液压油溢流阀、空气溢流阀、阀杆和阀座；排气开始时液压活塞下侧的液压油被压缩至排气阀的执行活塞上侧，执行活塞在液压油的压力下推动阀杆来开启阀座，排气结束时阀座通过空气活塞处的气体压力落座。本公开中柴油机的燃油升压泵和排气阀均通过伺服系统实现了电子控制，精确控制喷油量、喷油定时和排气定时，节省伺服系统的空间。节省伺服系统的空间。节省伺服系统的空间。

【技术实现步骤摘要】
低速柴油机燃油升压泵和排气阀的伺服驱动系统


[0001]本公开涉及低速柴油机的电子控制领域，尤其涉及一种低速柴油机燃油升压泵和排气阀的伺服驱动系统。

技术介绍

[0002]大型低速二冲程柴油机因其单位功率大、经济性好、可靠性强等诸多优点在船舶动力装置中占据着不可替代的位置。但是，由于其体积重量大，系统复杂等特点，难以实现精确的电子化控制。
[0003]燃油系统和排气系统是柴油机的两大核心系统，取消传统燃油升压泵和排气阀的机械式凸轮驱动，使两者的工作性能不受发动机转速限制，同时实现两者精确的电子控制，是提升柴油机燃油经济性和降低排放的关键。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本公开提供了一种低速柴油机燃油升压泵和排气阀的伺服驱动系统，以解决以上所提出的技术问题。
[0006](二)技术方案
[0007]根据本公开的一个方面，提供了一种低速柴油机燃油升压泵和排气阀的伺服驱动系统，包括：
[0008]电液换向阀，其包括：
[0009]导阀，用于输出控制油；
[0010]液压油缸，所述电液换向阀通过螺钉固定在所述液压油缸外的泵体上；
[0011]燃油升压泵，所述液压油缸安装在所述燃油升压泵泵体内的下半部分；
[0012]以及
[0013]排气阀，所述电液换向阀与所述排气阀采用液压油管连接，所述液压油管的下端的接口固定在所述电液换向阀上，所述接口与所述电液换向阀之间通过螺钉固定，所述液压油管的上端通过法兰与所述排气阀连接。
[0014]在本公开的一些实施例中，所述导阀包括：
[0015]导阀体；
[0016]弹簧，用于产生弹力；
[0017]电磁线圈，用于根据接收来自气缸电子控制单元的电流信号产生磁力；
[0018]以及
[0019]导阀芯，弹簧产生的弹力和电磁线圈产生的磁力不相等，所述导阀芯受力移动，使所述导阀芯开度和方向发生改变，输出控制油；
[0020]所述电液换向阀还包括：
[0021]主阀，所述导阀输出的控制油进入所述主阀的上控制室和下控制室，根据所述上
控制室和所述下控制室的油压压差控制主阀芯向下和向上移动；所述主阀包括：
[0022]主阀体，与所述导阀体相连；
[0023]主阀芯，和所述主阀体相配合形成六个油腔，六个所述油腔包括：
[0024]P口，用于连接来自柴油机系统中伺服油共轨的液压油；
[0025]A口和B口，分别连接所述液压油缸；
[0026]E口，连接所述液压油管；以及
[0027]两个T口，连接卸放油柜；以及
[0028]阀芯位移传感器，连接在所述主阀芯的阀杆上；所述阀芯位移传感器不断地检测主阀芯位置，并反馈电信号至所述气缸电子控制单元，所述气缸电子控制单元将反馈信号与目标信号进行比较后，通过增、减输出到所述导阀的电流信号，改变所述导阀芯的开度和方向来修正所述主阀芯的位置。
[0029]在本公开的一些实施例中，所述液压油缸包括：
[0030]缸体，所述缸体上、下两端开设有液压油口，分别连接所述电液换向阀中油腔的A口和B口；
[0031]液压活塞，所述缸体与所述液压活塞形成密闭的液压油空间；所述液压活塞下部加工有游标磁环安装槽；
[0032]活塞杆，其内部加工有活塞杆孔道；以及
[0033]活塞位移传感器，所述活塞位移传感器将位移信号反馈给所述气缸电子控制单元，所述气缸电子控制单元将测得的位移信号与目标位移信号进行比较后，通过增大或者减小输出到所述导阀的电流信号，改变所述主阀芯的开度或方向，对所述液压活塞的位置进行修正；所述活塞位移传感器包括：
[0034]探测杆，安装在所述活塞杆孔道内；
[0035]游标磁环，安装在所述游标磁环安装槽内；所述探测杆穿过所述游标磁环中孔，所述游标磁环随所述液压活塞上、下移动；
[0036]波导丝，安装在所述探测杆内；
[0037]阻尼器，位于所述波导丝尾部；以及
[0038]传感器头，其包括电子腔和检测装置，所述检测装置位于所述电子腔内部。
[0039]在本公开的一些实施例中，所述燃油升压泵包括：
[0040]泵体，所述泵体分为上、下两部分，所述泵体的上部分用于为燃油增压提供空间，所述泵体的下部分用于为液压驱动提供空间；
[0041]柱塞，所述柱塞在套筒内上、下移动，用于压缩和吸入燃油；所述柱塞下端通过螺纹与所述活塞杆直接连接，所述柱塞由所述液压活塞驱动；
[0042]吸油电磁阀，所述吸油电磁阀安装在所述套筒的燃油进口前，用于控制所述柱塞下行过程中的吸油时间；通电时所述吸油电磁阀的开度一定，吸油时间决定了进油量，所述柱塞的行程不变，保证所述液压活塞下侧每个循环都有充足体积的液压油驱动所述排气阀；
[0043]出油阀，安装在所述燃油升压泵的出口前；所述出油阀用于蓄压和密封燃油高压油管中燃油；当所述柱塞上行压缩燃油到所述出油阀的启阀压力时，所述出油阀开启，连通所述燃油升压泵和通向喷油器的燃油高压油管。
[0044]在本公开的一些实施例中，所述排气阀包括：
[0045]阀座；
[0046]阀杆，用于力传递，并驱动所述阀座开启和关闭；
[0047]油缸，所述油缸上端加工有液压油进口和溢流出口；
[0048]执行活塞，安装在所述油缸内；
[0049]气缸，位于所述油缸的下部，所述气缸上加工有压缩空气进口和空气溢流口；以及
[0050]空气活塞，位于气缸内；所述空气活塞包括：
[0051]楔形卡箍，固定在所述阀杆的凹槽处；
[0052]活塞盘，紧套在所述楔形卡箍外缘；以及
[0053]盖板，通过螺钉安装在所述活塞盘上。
[0054]在本公开的一些实施例中，所述排气阀还包括：
[0055]液压油溢流阀，包括溢流主阀、先导阀和电磁铁，所述执行活塞上端的液压油经所述主阀上的阻尼孔作用于所述溢流主阀两端，当所述执行活塞上端的压力小于20MPa时，所述先导阀关闭，所述溢流主阀两端油压相等，所述溢流主阀关闭；当所述执行活塞上端的压力大于20MPa时，所述先导阀开启，所述溢流主阀上端的液压油经弹簧腔部分卸放至油柜，所述溢流主阀上端压力小于下端压力，所述溢流主阀开启，实现溢流，使所述执行活塞上端的液压油稳定在20MPa；当排气结束时，所述电磁铁通电，在电磁力的作用下所述导阀全开，所述溢流主阀上端的液压油全部卸放至油柜，所述溢流主阀全部开启，其溢流作用变为卸放作用，卸放所述执行活塞上端的液压油；
[0056]压缩空气接口，0.7MPa的系统空气经所述压缩空气接口进入所述空气活塞下部；
[0057]空气溢流阀，在所述排气阀开启时，所述空气活塞下行过程中，所述空气活塞下端的空气会被压缩，压缩到2.1MPa时，所述空气溢流阀开启，将所述空气活塞下端的压力稳定在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低速柴油机燃油升压泵和排气阀的伺服驱动系统，包括：电液换向阀(1)，其包括：导阀(8)，用于输出控制油；液压油缸(2)，所述电液换向阀(1)通过螺钉固定在所述液压油缸(2)外的泵体上；燃油升压泵(3)，所述液压油缸(2)安装在所述燃油升压泵(3)泵体内的下半部分；以及排气阀(4)，所述电液换向阀(1)与所述排气阀(4)采用液压油管(5)连接，所述液压油管(5)的下端的接口(6)固定在所述电液换向阀(1)上，所述接口(6)与所述电液换向阀(1)之间通过螺钉固定，所述液压油管(5)的上端通过法兰(7)与所述排气阀(4)连接。2.根据权利要求1所述的低速柴油机燃油升压泵和排气阀的伺服驱动系统，其中，所述导阀(8)包括：导阀体(12)；弹簧(13)，用于产生弹力；电磁线圈(14)，用于根据接收来自气缸电子控制单元的电流信号产生磁力；以及导阀芯(11)，弹簧(13)产生的弹力和电磁线圈(14)产生的磁力不相等，所述导阀芯(11)受力移动，使所述导阀芯(11)开度和方向发生改变，输出控制油；所述电液换向阀(1)还包括：主阀(9)，所述导阀(8)输出的控制油进入所述主阀(9)的上控制室(17)和下控制室(18)，根据所述上控制室(17)和所述下控制室(18)的油压压差控制主阀芯(15)向下和向上移动；所述主阀(9)包括：主阀体(16)，与所述导阀体(12)相连；主阀芯(15)，和所述主阀体(16)相配合形成六个油腔，六个所述油腔包括：P口，用于连接来自柴油机系统中伺服油共轨的液压油；A口和B口，分别连接所述液压油缸(2)；E口，连接所述液压油管(5)；以及两个T口，连接卸放油柜；以及阀芯位移传感器(10)，连接在所述主阀芯(15)的阀杆(37)上；所述阀芯位移传感器(10)不断地检测主阀芯(15)位置，并反馈电信号至所述气缸电子控制单元，所述气缸电子控制单元将反馈信号与目标信号进行比较后，通过增、减输出到所述导阀(8)的电流信号，改变所述导阀芯(11)的开度和方向来修正所述主阀芯(15)的位置。3.根据权利要求1所述的低速柴油机燃油升压泵和排气阀的伺服驱动系统，其中，所述液压油缸(2)包括：缸体(19)，所述缸体(19)上、下两端开设有液压油口，分别连接所述电液换向阀(1)中油腔的A口和B口；液压活塞(20)，所述缸体(19)与所述液压活塞(20)形成密闭的液压油空间；所述液压活塞(20)下部加工有游标磁环安装槽(23)；活塞杆(21)，其内部加工有活塞杆孔道(24)；以及活塞位移传感器(22)，所述活塞位移传感器(22)将位移信号反馈给所述气缸电子控制单元，所述气缸电子控制单元将测得的位移信号与目标位移信号进行比较后，通过增大或者减小输出到所述导阀(8)的电流信号，改变所述主阀芯(15)的开度或方向，对所述液压活
塞(20)的位置进行修正；所述活塞位移传感器(22)包括：探测杆(25)，安装在所述活塞杆孔道(24)内；游标磁环(26)，安装在所述游标磁环安装槽(23)内；所述探测杆(25)穿过所述游标磁环(26)中孔，所述游标磁环(26)随所述液压活塞(20)上、下移动；波导丝(27)，安装在所述探测杆(25)内；阻尼器(28)，位于所述波导丝(27)尾部；以及传感器头(29)，其包括电子腔(30)和检测装置(31)，所述检测装置(31)位于所述电子腔(30)内部。4.根据权利要求3所述的低速柴油机燃油升压泵和排气阀的伺服驱动系统，其中，所述燃油升压泵(3)包括：泵体，所述泵体分为上、下两部分，所述泵体的上部分用于为燃油增压提供空间，所述泵体的下部分用于为液压驱动提供空间；柱塞(33)，所述柱塞(33)在套筒(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁兴雨，许朝阳，舒歌群，王昆，王月森，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：