共軌噴油器總成油嘴針閥升程測量方法及霍爾傳感器測頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及噴油器設計開發過程中的測量技術，具體是一種油嘴針閥升程測量方法及所使用的霍爾傳感器測頭。
【背景技術】
[0002]共軌柴油機的噴油規律對柴油機的經濟性、動力性和排放狀況都有直接影響，針閥升程是研宄共軌噴油器噴射規律的重要的參數，也是設計匹配關鍵參數之一。針閥升程傳感器是高頻率響應的小位移傳感器(量程0-1.0_)，主要用來測量針閥的開啟和關閉狀態。對噴油器針閥升程、開啟延時、關閉延遲、運動狀態等進行定性測量分析，了解共軌噴油器噴油嘴在實際工作中的運動情況，具有非常重要的現實意義，并且可為后期的噴油器設計開發、模擬計算、燃油特性研宄等提供更加準確的邊界條件。
[0003]由于油嘴針閥裝配在噴油器內部，而且噴油器內部壓力高達200MPa，使得油嘴針閥的升程的直接測量相當困難。然而，油嘴針閥升程-時間曲線是油嘴乃至整個共軌噴油器開發過程中的必需參數。
[0004]傳統的霍爾位移傳感器是安裝在針閥或控制活塞的軸向端面的，在共軌噴油器上無法安裝，無法直接測量共軌噴油器的針閥升程，且共軌噴油器針閥升程范圍小，傳統位移傳感器精度不夠。
[0005]由于共軌噴油器工作壓力大200MPa以及油嘴的結構緊湊，欲在油嘴端安裝小型且耐高壓的傳感器相當困難，目前尚沒有一款現成的傳感器可以用來測量油泵電磁鐵，我們選用線性霍爾芯片自己加工封裝。介于安裝空間所限，霍爾傳感器測頭頭部的外形尺寸必須控制在Φ5ι?πι以內。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種共軌噴油器總成油嘴針閥升程測量方法及霍爾傳感器測頭，在噴油器工作過程中，能夠直接測量油嘴針閥升程-時間曲線。
[0007]按照本發明提供的技術方案，所述的共軌噴油器總成油嘴針閥升程測量方法為:在針閥導向面加工一個環槽，在針閥體側壁的安裝孔內安裝霍爾傳感器測頭，霍爾傳感器測頭端部的圓弧端面朝向針閥導向面；霍爾傳感器測頭的中心對準針閥環槽的上邊沿或下邊沿安裝，設定為零點位置；針閥上下運動時，所述環槽上邊沿或下邊沿垂直切割磁力線，霍爾傳感器測頭輸出針閥位移信號。
[0008]安裝時，霍爾傳感器測頭水平插入針閥體側壁的安裝孔內，再由固定螺帽旋緊于所述安裝孔內，壓緊霍爾傳感器測頭。
[0009]所述霍爾傳感器測頭包括:傳感器外套、霍爾芯片、磁鋼、霍爾芯片固定套、磁鋼固定套、引出線、柄部，傳感器外套頭部為圓弧端面，尾端連接柄部，傳感器外套內部固定有霍爾芯片固定套、磁鋼固定套，霍爾芯片固定套將霍爾芯片固定在靠近圓弧端面處，磁鋼固定套將磁鋼固定在霍爾芯片后方，霍爾芯片的引出線經過磁鋼固定套中間的通孔進入柄部再經由柄部內的通孔引出。所述傳感器外套尾端具有一個凸出的圓臺。
[0010]本發明的優點是:在噴油器工作過程中，可直接測量油嘴針閥升程-時間曲線；貝占合針閥的傳感器結構，不影響噴油器工作特性；傳感器的安裝方式提高了測量精度，減少了傳感器與針閥間測量距離偏差引起的測量誤差。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的測量原理圖。
[0012]圖2是針閥的外形圖。
[0013]圖3是傳感器安裝位置圖。
[0014]圖4是俯視的傳感器安裝示意圖。
[0015]圖5是霍爾傳感器主視圖。
[0016]圖6是圖5的俯視圖。
[0017]圖7是圖5的右視圖。
[0018]圖8是霍爾傳感器封裝結構圖。
[0019]圖9是霍爾傳感器的固定螺帽剖視圖。
[0020]圖10是圖9的右視圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0022]由于共軌噴油器結構特殊，對針閥位移的軸向位移進行直接測量無傳感器安裝位置。由于針閥3特殊形狀，即不能影響噴油特性，又要保證測量準確性，安裝方式及安裝位置極為重要，為盡量減小破壞導向面對噴油特性的影響，本發明在針閥3導向面(圓柱面)加工一個環槽2，具體如圖2所示。我們采用的測量原理為:霍爾傳感器測頭I的中心對準環槽2的上邊沿(或下邊沿)安裝，即零點位置，利用針閥環槽2的一端作為零點位置，如圖1所示。
[0023]本發明選用線性霍爾芯片自己加工封裝。介于安裝空間所限，霍爾傳感器測頭頭部的外形尺寸必須控制在Φ4_以內。如圖3，4所示，霍爾傳感器測頭I安裝在針閥體4側壁的安裝孔內，霍爾傳感器測頭I端部的圓弧端面與針閥體4內的針閥3 (圖中未顯示)貼合。固定螺帽5旋緊于針閥體4上，壓緊傳感器測頭1，固定傳感器測頭I與針閥3間的測量距離。
[0024]如圖5?8所示，所述霍爾傳感器測頭I包括:傳感器外套1-1、霍爾芯片1-2、磁鋼1-3、霍爾芯片固定套1-4、磁鋼固定套1-5、引出線1-6、柄部1-7。傳感器外套1_1頭部為圓弧端面，尾端連接柄部1-7。傳感器外套1-1內部固定有霍爾芯片固定套1-4、磁鋼固定套1-5，霍爾芯片固定套1-4將霍爾芯片1-2固定在靠近圓弧端面處，磁鋼固定套1-5將磁鋼1-3固定在霍爾芯片1-2后方，霍爾芯片1-2的引出線1-6經過磁鋼固定套1-5中間的通孔進入柄部1-7再經由柄部1-7內的通孔引出。所述圓弧端面的中心以及霍爾芯片1-2、磁鋼1-3都在一條中軸線上。傳感器外套1-1尾端具有一個凸出的圓臺1-8，用于安裝時卡在針閥體4安裝孔和固定螺帽5之間。
[0025]實施例中選用1.5X1.5X0.6mm的霍爾芯片1_2和Φ 1X0.5mm的磁鋼1_3，以滿足安裝空間的要求，但這對引出線1-6的焊接以及灌膠封裝都帶來了很大的難度。本發明分別采用霍爾芯片固定套1-4固定霍爾芯片1-2，磁鋼固定套1-5固定磁鋼1-3，保證針閥環槽2可以垂直切割磁力線。傳感器頭部設計為Φ4圓弧，貼合針閥導向面。
[0026]圖9和圖10為固定螺帽5，其具有外螺紋，其中心具有供霍爾傳感器測頭柄部1-7穿過的通孔5-1，通孔5-1 —端的周圍具有緊固孔5-3用于擰緊固定螺帽5，通孔5-1另一端為擴張部5-2用于卡住霍爾傳感器測頭5 (與尾端的圓臺1-8形狀吻合)。安裝時，霍爾傳感器測頭I水平插入針閥體4側壁的安裝孔內，其圓弧端面朝向針閥3，圓臺1-8卡在安裝孔內的臺階上，再由固定螺帽5將霍爾傳感器測頭I固定于針閥體4側壁的安裝孔內，確保霍爾傳感器測頭I與針閥體4的位置固定，減少噴油器工作過程中振動引起的測量誤差。
【主權項】
1.共軌噴油器總成油嘴針閥升程測量方法，其特征是:在針閥導向面加工一個環槽，在針閥體側壁的安裝孔內安裝霍爾傳感器測頭，霍爾傳感器測頭端部的圓弧端面朝向針閥導向面；霍爾傳感器測頭的中心對準針閥環槽的上邊沿或下邊沿安裝，設定為零點位置；針閥上下運動時，所述環槽上邊沿或下邊沿垂直切割磁力線，霍爾傳感器測頭輸出針閥位移信號。
2.如權利要求1所述的共軌噴油器總成油嘴針閥升程測量方法，其特征是，所述霍爾傳感器測頭水平插入針閥體側壁的安裝孔內，再由固定螺帽旋緊于所述安裝孔內，壓緊霍爾傳感器測頭。
3.如權利要求1所述的共軌噴油器總成油嘴針閥升程測量方法，其特征是，所述霍爾傳感器測頭包括:傳感器外套(1-1)、霍爾芯片(1-2)、磁鋼(1-3)、霍爾芯片固定套(1-4)、磁鋼固定套(1-5)、引出線(1-6)、柄部(1-7)，傳感器外套(1-1)頭部為圓弧端面，尾端連接柄部(1-7)，傳感器外套(1-1)內部固定有霍爾芯片固定套(1-4)、磁鋼固定套(1-5)，霍爾芯片固定套(1-4)將霍爾芯片(1-2)固定在靠近圓弧端面處，磁鋼固定套(1-5)將磁鋼(1-3)固定在霍爾芯片(1-2)后方，霍爾芯片(1-2)的引出線(1-6)經過磁鋼固定套(1-5)中間的通孔進入柄部(1-7)再經由柄部(1-7)內的通孔引出。
4.共軌噴油器總成油嘴針閥升程測量用的霍爾傳感器測頭，其特征是，包括:傳感器外套(1-1)、霍爾芯片(1-2)、磁鋼(1-3)、霍爾芯片固定套(1-4)、磁鋼固定套(1-5)、引出線(1-6)、柄部(1-7)，傳感器外套(1-1)頭部為圓弧端面，尾端連接柄部(1-7)，傳感器外套(1-1)內部固定有霍爾芯片固定套(1-4)、磁鋼固定套(1-5)，霍爾芯片固定套(1-4)將霍爾芯片(1-2)固定在靠近圓弧端面處，磁鋼固定套(1-5)將磁鋼(1-3)固定在霍爾芯片(1-2)后方，霍爾芯片(1-2)的引出線(1-6)經過磁鋼固定套(1-5)中間的通孔進入柄部(1-7)再經由柄部(1-7)內的通孔引出。
5.如權利要求4所述的共軌噴油器總成油嘴針閥升程測量用的霍爾傳感器測頭，其特征是，所述傳感器外套(1-1)尾端具有一個凸出的圓臺(1-8)。
【專利摘要】本發明提供了一種共軌噴油器總成油嘴針閥升程測量方法，在針閥導向面加工一個環槽，在針閥體側壁的安裝孔內安裝霍爾傳感器測頭，霍爾傳感器測頭端部的圓弧端面朝向針閥導向面；霍爾傳感器測頭的中心對準針閥環槽的上邊沿或下邊沿安裝，設定為零點位置；針閥上下運動時，所述環槽上邊沿或下邊沿垂直切割磁力線，霍爾傳感器測頭輸出針閥位移信號。本發明同時還提供一種霍爾傳感器測頭。本發明的優點是：在噴油器工作過程中，可直接測量油嘴針閥升程-時間曲線；貼合針閥的傳感器結構，不影響噴油器工作特性；傳感器的安裝方式提高了測量精度，減少了傳感器與針閥間測量距離偏差引起的測量誤差。
【IPC分類】F02M65-00
【公開號】CN104595079
【申請號】CN201410728906
【發明人】楊明, 杭勇, 丁俊東, 王奇, 楊雪
【申請人】中國第一汽車股份有限公司無錫油泵油嘴研究所, 中國第一汽車股份有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月3日