本發(fā)明涉及汽車內(nèi)燃機(jī)用高壓共軌技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車內(nèi)燃機(jī)用高壓共軌系統(tǒng)的伺服電機(jī)泵。

背景技術(shù)：

隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，汽車排放法規(guī)也愈發(fā)嚴(yán)格。為了適應(yīng)日益嚴(yán)格的排放法規(guī)，近年來人們對(duì)汽車內(nèi)燃機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的要求不斷增多，更高的壓力，更短的響應(yīng)時(shí)間以及根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況不同調(diào)整的噴油曲線都使得內(nèi)燃機(jī)更加地經(jīng)濟(jì)、清潔和強(qiáng)大動(dòng)力。其中一個(gè)先進(jìn)的燃油噴射系統(tǒng)就是高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)，高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠在一個(gè)廣泛的范圍內(nèi)改變噴射壓力和噴射時(shí)間，這是通過將壓力產(chǎn)生和燃油噴射系統(tǒng)分離開來實(shí)現(xiàn)的。高壓共軌系統(tǒng)是開發(fā)新型內(nèi)燃機(jī)的創(chuàng)新性系統(tǒng)，這一點(diǎn)已經(jīng)達(dá)成社會(huì)共識(shí)。

高壓共軌系統(tǒng)有三大核心部件：高壓供油泵，共軌管和噴油嘴。高壓供油泵由內(nèi)燃機(jī)輸出軸經(jīng)過皮帶帶動(dòng)，燃油經(jīng)過高壓供油泵壓縮至額定壓力后；被儲(chǔ)存在共軌管中，內(nèi)燃機(jī)根據(jù)噴油需要從共軌管中取油，由噴油嘴噴射進(jìn)內(nèi)燃機(jī)氣缸中。

目前國內(nèi)外高壓共軌系統(tǒng)中的油泵及其驅(qū)動(dòng)方式存在以下不足：

(1)高壓供油泵的動(dòng)力來源是通過皮帶傳動(dòng)連接到內(nèi)燃機(jī)的輸出軸上，高壓共軌泵工作時(shí)對(duì)汽車內(nèi)燃機(jī)的輸出特性產(chǎn)生不良影響，大大增加了內(nèi)燃機(jī)輸出特性控制的難度和復(fù)雜性，造成了內(nèi)燃機(jī)控制精度降低。

(2)凸輪軸驅(qū)動(dòng)高壓供油泵柱塞壓油過程中，驅(qū)動(dòng)軸與滾柱體之間為線接觸，驅(qū)動(dòng)軸和滾柱體之間磨損較嚴(yán)重。

(3)現(xiàn)有高壓供油泵普遍采用進(jìn)油計(jì)量單元對(duì)進(jìn)入高壓供油泵的燃油量進(jìn)行控制，增加了高壓供油泵的整體成本。

(4)高壓共軌泵直接安裝在汽車內(nèi)燃機(jī)的側(cè)面，給內(nèi)燃機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)布置的空間安排帶來困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種汽車內(nèi)燃機(jī)用高壓共軌系統(tǒng)的伺服電機(jī)泵，能夠降低內(nèi)燃機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，省去進(jìn)油計(jì)量單元和改善高壓泵驅(qū)動(dòng)軸和柱塞的磨損情況。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案：

一種汽車內(nèi)燃機(jī)用高壓共軌系統(tǒng)的伺服電機(jī)泵，包括通過雙頭螺柱20連接的高壓供油泵41和調(diào)速永磁同步伺服電機(jī)42；

所述的高壓供油泵41包括左泵殼1、右泵殼15，左泵殼1和右泵殼15之間安裝有泵間夾環(huán)13和柱塞套3，3個(gè)以上的柱塞套3通過滑動(dòng)軸承7均勻安裝在左泵殼1和右泵殼15的安裝孔中，柱塞套3的一端為吸油腔，吸油腔內(nèi)安裝有進(jìn)油單向閥4控制柱塞37的吸油過程，柱塞套3的另一端為排油腔，排油腔內(nèi)安裝有出油單向閥14控制柱塞37的排油過程，柱塞套3的吸油腔和排油腔端部均安裝有螺堵5；驅(qū)動(dòng)軸10一端通過驅(qū)動(dòng)軸左端軸承11和驅(qū)動(dòng)軸中間軸承9安裝在左泵殼1和右泵殼15上，驅(qū)動(dòng)軸左端軸承11由左泵殼軸承端蓋8進(jìn)行軸向固定，驅(qū)動(dòng)軸中間軸承9由右泵殼軸承端蓋18進(jìn)行軸向固定，左泵殼軸承端蓋11和右泵殼軸承端蓋18安裝在左泵殼1和右泵殼15上；

所述的調(diào)速永磁同步伺服電機(jī)42包括電機(jī)轉(zhuǎn)子27，電機(jī)轉(zhuǎn)子27固定在驅(qū)動(dòng)軸10另一端上，電機(jī)轉(zhuǎn)子27兩端通過電機(jī)轉(zhuǎn)子左套筒21和電機(jī)轉(zhuǎn)子右套筒34軸向固定在驅(qū)動(dòng)軸10上，電機(jī)轉(zhuǎn)子右套筒34另一端頂在驅(qū)動(dòng)軸右端軸承36上，驅(qū)動(dòng)軸右端軸承36安裝在驅(qū)動(dòng)軸右端軸承端蓋35上，驅(qū)動(dòng)軸右端軸承端蓋35與電機(jī)右端蓋33連接，電機(jī)轉(zhuǎn)子壓板29將電機(jī)轉(zhuǎn)子27進(jìn)行壓緊，電機(jī)定子壓板23將電機(jī)定子25進(jìn)行壓緊，電機(jī)定子25布置著電機(jī)繞組30，電機(jī)轉(zhuǎn)子27外圓周上布置著永磁體26；

所述的柱塞套3通過柱塞腔與柱塞37連接，柱塞37上方安置有復(fù)位彈簧40，柱塞37的工作面與驅(qū)動(dòng)軸10的驅(qū)動(dòng)球面配合，驅(qū)動(dòng)球面的球心與驅(qū)動(dòng)軸10的圓柱段軸線有偏心量，柱塞套3繞著兩端圓柱面的軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，因此，柱塞37在吸排油過程中不僅沿著柱塞腔前后運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還會(huì)帶動(dòng)柱塞套3進(jìn)行擺動(dòng)。

所述的柱塞套3和滑動(dòng)軸承7中采用密封格萊圈6對(duì)油道實(shí)施密封。

所述的左泵殼軸承端蓋8和右泵殼軸承端蓋18通過密封墊片2對(duì)柱塞套3實(shí)施密封。

唇型密封圈19安裝在所述的右泵殼軸承端蓋18內(nèi)對(duì)驅(qū)動(dòng)軸10實(shí)施密封。

齒形組合密封圈38在密封圈擋板39的作用下安裝在所述的柱塞套3的溝槽內(nèi)對(duì)柱塞37實(shí)施密封。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)汽車在行駛過程中根據(jù)不同的工況調(diào)整高壓供油泵的供油量，供油量的變化會(huì)引起高壓供油泵所需驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，進(jìn)而引起汽車內(nèi)燃機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。本發(fā)明中高壓供油泵不再由汽車內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，因此高壓供油泵的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)不會(huì)影響內(nèi)燃機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，降低了內(nèi)燃機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。

(2)本發(fā)明中柱塞與驅(qū)動(dòng)軸之間為面接觸且省去了滾柱體，改善了高壓供油泵驅(qū)動(dòng)軸和柱塞的磨損情況。

(3)根據(jù)汽車不同工況的需油量調(diào)節(jié)調(diào)速永磁同步伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使得此轉(zhuǎn)速下高壓供油泵的供油量精確等于汽車內(nèi)燃機(jī)的需油量，可以省去進(jìn)油計(jì)量單元，降低成本。

(4)伺服電機(jī)與高壓供油泵集成一體化的智能控制系統(tǒng)符合現(xiàn)階段智能制造的發(fā)展趨勢，具有結(jié)構(gòu)緊湊，性能穩(wěn)定，工作可靠的特點(diǎn)，可使得高壓供油泵自適應(yīng)地滿足汽車內(nèi)燃機(jī)對(duì)不同工況供油量的需求。

(5)本發(fā)明中高壓供油泵的柱塞個(gè)數(shù)多達(dá)5個(gè)，工作過程中同時(shí)有2-3個(gè)柱塞處于壓油狀態(tài)，優(yōu)于現(xiàn)有高壓供油泵單個(gè)柱塞壓油的情況，降低了輸出流量波動(dòng)；而且驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，帶動(dòng)油泵高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行壓油，也相應(yīng)地減少了高壓供油泵的輸出流量波動(dòng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體軸測圖。

圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖3是圖2的a-a剖視圖。

圖4是圖2的b-b剖視圖。

圖5是柱塞套軸測圖。

圖6是電機(jī)轉(zhuǎn)子左套筒和右套筒軸測圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

參照?qǐng)D1和圖2，一種汽車內(nèi)燃機(jī)用高壓共軌系統(tǒng)的伺服電機(jī)泵，包括高壓供油泵41和調(diào)速永磁同步伺服電機(jī)42，雙頭螺柱20穿過調(diào)速永磁同步伺服電機(jī)42的電機(jī)外殼16將調(diào)速永磁同步伺服電機(jī)42和高壓供油泵41連為一體，雙頭螺柱20通過鎖緊螺母32進(jìn)行鎖緊。

參照?qǐng)D2、圖5和圖6，所述的高壓供油泵41包括左泵殼1、右泵殼15，左泵殼1和右泵殼15通過泵殼拉緊螺釘12連接在一起，左泵殼1和右泵殼15之間安裝有泵間夾環(huán)13和柱塞套3，五個(gè)柱塞套3通過滑動(dòng)軸承7均勻安裝在左泵殼1和右泵殼15的安裝孔中，柱塞套3的一端為吸油腔，吸油腔內(nèi)安裝有進(jìn)油單向閥4控制柱塞37的吸油過程，柱塞套3的另一端為排油腔，排油腔內(nèi)安裝有出油單向閥14控制柱塞37的排油過程，柱塞套3的吸油腔和排油腔端部均安裝有螺堵5；驅(qū)動(dòng)軸10一端通過驅(qū)動(dòng)軸左端軸承11和驅(qū)動(dòng)軸中間軸承9安裝在左泵殼1和右泵殼15上，驅(qū)動(dòng)軸左端軸承11由左泵殼軸承端蓋8進(jìn)行軸向固定，驅(qū)動(dòng)軸中間軸承9由右泵殼軸承端蓋18進(jìn)行軸向固定，左泵殼軸承端蓋11和右泵殼軸承端蓋18分別通過螺釘安裝在左泵殼1和右泵殼15上；為了進(jìn)行密封，柱塞套3和滑動(dòng)軸承7中采用密封格萊圈6對(duì)油道實(shí)施密封，左泵殼軸承端蓋8和右泵殼軸承端蓋18通過密封墊片2對(duì)柱塞套3實(shí)施密封，唇型密封圈19安裝在右泵殼軸承端蓋18內(nèi)對(duì)驅(qū)動(dòng)軸10實(shí)施密封，齒形組合密封圈38在密封圈擋板39的作用下安裝在柱塞套3的溝槽內(nèi)對(duì)柱塞37實(shí)施密封。

所述的調(diào)速永磁同步伺服電機(jī)42包括電機(jī)轉(zhuǎn)子27，電機(jī)轉(zhuǎn)子27通過驅(qū)動(dòng)軸平鍵28周向固定在驅(qū)動(dòng)軸10另一端上，電機(jī)轉(zhuǎn)子27兩端通過電機(jī)轉(zhuǎn)子左套筒21和電機(jī)轉(zhuǎn)子右套筒34軸向固定在驅(qū)動(dòng)軸10上，電機(jī)轉(zhuǎn)子右套筒34另一端頂在驅(qū)動(dòng)軸右端軸承36上，驅(qū)動(dòng)軸右端軸承36安裝在驅(qū)動(dòng)軸右端軸承端蓋35上，進(jìn)行軸向定位，驅(qū)動(dòng)軸右端軸承端蓋35通過螺釘與電機(jī)右端蓋33連接，電機(jī)轉(zhuǎn)子壓板29通過電機(jī)轉(zhuǎn)子壓板螺釘31將電機(jī)轉(zhuǎn)子27進(jìn)行壓緊，電機(jī)定子壓板23通過電機(jī)定子壓板螺釘22將電機(jī)定子25進(jìn)行壓緊。

參照?qǐng)D3和圖5，所述的柱塞套3通過柱塞腔與柱塞37連接，柱塞37上方安置有復(fù)位彈簧40，柱塞37的工作面與驅(qū)動(dòng)軸10的驅(qū)動(dòng)球面配合，驅(qū)動(dòng)球面的球心與驅(qū)動(dòng)軸10的圓柱段軸線有偏心量，柱塞套3繞著兩端圓柱面的軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，因此，柱塞37在吸排油過程中不僅沿著柱塞腔前后運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還會(huì)帶動(dòng)柱塞套3進(jìn)行擺動(dòng)。

參照?qǐng)D2和圖4，所述的電機(jī)定子25由電機(jī)定子平鍵24實(shí)現(xiàn)周向固定，由圓柱銷43穿過電機(jī)外殼16實(shí)現(xiàn)軸向固定，電機(jī)定子25的定子槽內(nèi)布置著電機(jī)繞組30，電機(jī)轉(zhuǎn)子27外圓周上布置著永磁體26。

本發(fā)明的工作原理為：

電機(jī)繞組30通電后，通過永磁體26驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子27旋轉(zhuǎn)，電機(jī)轉(zhuǎn)子27通過驅(qū)動(dòng)軸平鍵28帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸10同步旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)軸10的驅(qū)動(dòng)球面與柱塞37的工作面配合，驅(qū)動(dòng)球面的球心與驅(qū)動(dòng)軸10的圓柱段軸線有一定偏心量，柱塞套3可以繞著兩端圓柱面的軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，供油泵吸油過程中，柱塞3沿著柱塞腔向后運(yùn)動(dòng)，使得密封工作容腔變大形成局部真空，燃油經(jīng)過進(jìn)油單向閥4被吸入柱塞腔，供油泵排油過程中，柱塞3沿著柱塞腔向前運(yùn)動(dòng)，使得密封工作容腔變小，燃油經(jīng)過出油單向閥14排出供油泵，吸排油過程中，柱塞37不僅沿著柱塞腔前后運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還會(huì)帶動(dòng)柱塞套3進(jìn)行擺動(dòng)。