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喷油规律可变的重油压电喷油器

阅读:328发布:2020-05-21

专利汇可以提供喷油规律可变的重油压电喷油器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 的目的在于提供喷油规律可变的重油压电 喷油器 ,包括压电控制组件、液 力 补偿 活塞 和控制滑 阀 组件、针阀组件、紧帽以及控制腔套筒。压电控制组件安装在喷油器上部,能够实现灵活的喷油策略和响应快、控制 精度 高的喷油过程。控制 滑阀 和液力补偿活塞安装在压电控制组件下方,在喷油器工作的时候能够实现先缓后急的喷油规律,有利于改善 发动机 的动力性、燃油经济型、污染物排放和噪声排放性能。在喷油器不工作的时候能够使控制腔快速建压,提高喷油器的响应。针阀组件内的控制腔套筒可以避免喷油器工作室针 阀体 和 控制阀 杆相互 接触 。,下面是喷油规律可变的重油压电喷油器专利的具体信息内容。

1.喷油规律可变的重油压电喷油器,其特征是:包括喷油器体、压电控制组件、液补偿活塞组件、针组件,压电控制组件、液力补偿活塞组件和针阀组件自上而下设置在喷油器体里;
所述压电控制组件包括阀座、压电堆、控制阀、控制阀底座,阀座设置在控制阀底座上方,压电堆设置在阀座里,控制阀设置在压电堆的下方,控制阀底座里设置控制阀复位弹簧腔,控制阀复位弹簧腔里安装控制阀复位弹簧,控制阀的下端部套于控制阀复位弹簧里,控制阀的中部设置控制阀凸起,控制阀凸起上下端面分别为控制阀上密封面和控制阀下密封面,阀座底部设置过渡容腔,阀座里设置伺服油进油油路、燃油回油油路、然油进油油路,控制阀底座里设置液力补偿活塞连通油路、控制滑阀连通油路、伺服油回油油路,液力补偿活塞连通油路、控制滑阀连通油路均连通过渡容腔,伺服油回油油路连通控制阀复位弹簧腔;
所述液力补偿活塞组件包括控制滑阀复位弹簧底座、控制滑阀阀杆、液力补偿活塞,控制滑阀复位弹簧座与控制阀底座之间形成环形油槽,控制滑阀复位弹簧底座设置在控制阀底座下方,控制滑阀阀杆、液力补偿活塞分别位于控制滑阀复位弹簧底座里,控制阀底座里设置受力滑,受力滑块上方为控制滑阀上腔,受力滑块下方为控制滑阀下腔,控制滑阀阀杆的上端部连接受力滑块并套有控制滑阀复位弹簧,控制滑阀上腔连通控制滑阀连通油路;液力补偿活塞上方为液力补偿活塞上腔,液力补偿活塞中部与控制滑阀复位弹簧底座之间形成液力补偿活塞下腔,液力补偿活塞下方为液力补偿活塞导向限位腔,液力补偿活塞上套有液力补偿活塞复位弹簧,液力补偿活塞复位弹簧位于液力补偿活塞下腔里,液力补偿活塞上腔连通液力补偿活塞连通油路,控制滑阀阀杆中部设置平面密封阀,平面密封阀所在的控制滑阀复位弹簧底座处设置上容积腔,平面密封阀下方的控制滑阀复位弹簧底座设置下容积腔,控制滑阀阀杆底部设置锥面密封阀,锥面密封阀上方的控制滑阀复位弹簧底座设置底部容积腔,上容积腔连通环形油槽,下容积腔连通液力补偿活塞下腔,底部容积腔通过控制腔泄油油路连通燃油回油油路;
所述针阀组件包括喷嘴、针阀体、控制腔套筒,针阀体安装在喷嘴里并与喷嘴之间形成盛油槽,盛油槽连通燃油进油油路,盛油槽连通然油进油油路,喷嘴下端部设置喷口,喷嘴上方与控制滑阀复位弹簧底座之间形成控制腔,控制腔位于锥面密封阀下方,控制腔连通液力补偿活塞下腔和然油进油油路,控制腔套筒设置在控制腔里,控制腔套筒上加工有针阀复位弹簧座,针阀体上部套有针阀复位弹簧,针阀复位弹簧上端顶在针阀复位弹簧座上。
2.根据权利要求1所述的喷油规律可变的重油压电喷油器,其特征是:液力补偿活塞导向限位腔里加工有回油油路,控制滑阀下腔下方设置与其连通的混合油回油油路。
3.根据权利要求1或2所述的喷油规律可变的重油压电喷油器,其特征是:燃油通过燃油进油油路进入到控制腔和盛油槽中,一部分燃油通过环形油槽、上容积腔、下容积腔、液力补偿活塞下腔进入到控制腔;当压电堆加载电压信号后,控制阀向下运动,控制阀下锥面关断伺服油回油油路,伺服油进油油路与过渡容腔连通,伺服油经过过渡容腔进入到控制滑阀上腔和液力补偿活塞上腔中,控制滑阀阀杆和液力补偿活塞向下运动。控制腔泄油油路开启,控制腔泄油;液力补偿活塞下移使得液力补偿活塞下腔中的燃油被压入到控制腔中;当压电堆不加载电压后,控制阀在控制阀复位弹簧的作用下向上运动,关断伺服油进油油路与过渡容腔的连通,同时伺服油回油油路开启,液力补偿活塞上腔和控制滑阀上腔中的伺服油泄走,液力补偿活塞和控制滑阀阀杆分别在液力补偿复位弹簧、控制滑阀复位弹簧的作用下开始向上运动,液力补偿活塞重新回到上止点位置,控制滑阀阀杆向上运动关断控制腔回油油路,控制腔重新建压,针阀体落座。

说明书全文

喷油规律可变的重油压电喷油器

技术领域

[0001] 本发明涉及的是一种柴油机,具体地说是柴油机燃油系统。

背景技术

[0002] 喷油规律是柴油机燃烧的重要参数之一,通过控制喷油速率控制燃烧过程可以实现燃烧过程理想化,从而改善燃烧过程。柴油机喷油初期的喷射率是决定预混合燃烧量的重要因素之一,为了降低NOx和噪声,希望初始喷射率很低;喷射中期相当于扩散燃烧期,为了降低烟,希望喷射率很陡地加大,并且随着转速和负荷的增高,喷油率的丰满度必须增大,即从三形向矩形过渡,以确保燃油和空气的充分混合;喷射后期是喷射压降低期,由于此间燃油雾化不良而产生颗粒物排放的因素之一,因此在喷油结束时,应快速回油以实现喷油压力的迅速降低,从而使喷油后期尽量缩短。这样便可以达到同时改善动力性、燃油经济性、污染物排放和噪声排放性能的要求。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供既能够实现喷油器的靴形喷射改善柴油机的动力性、燃油经济性、污染物排放和噪声排放性能,又可以实现控制腔内的快速建压,提高响应速度的喷油规律可变的重油压电喷油器
[0004] 本发明的目的是这样实现的:
[0005] 本发明喷油规律可变的重油压电喷油器,其特征是:包括喷油器体、压电控制组件、液力补偿活塞组件、针组件,压电控制组件、液力补偿活塞组件和针阀组件自上而下设置在喷油器体里;
[0006] 所述压电控制组件包括阀座、压电堆、控制阀、控制阀底座,阀座设置在控制阀底座上方,压电堆设置在阀座里,控制阀设置在压电堆的下方,控制阀底座里设置控制阀复位弹簧腔,控制阀复位弹簧腔里安装控制阀复位弹簧,控制阀的下端部套于控制阀复位弹簧里,控制阀的中部设置控制阀凸起,控制阀凸起上下端面分别为控制阀上密封面和控制阀下密封面,阀座底部设置过渡容腔,阀座里设置伺服油进油油路、燃油回油油路、然油进油油路,控制阀底座里设置液力补偿活塞连通油路、控制滑阀连通油路、伺服油回油油路,液力补偿活塞连通油路、控制滑阀连通油路均连通过渡容腔,伺服油回油油路连通控制阀复位弹簧腔;
[0007] 所述液力补偿活塞组件包括控制滑阀复位弹簧底座、控制滑阀阀杆、液力补偿活塞,控制滑阀复位弹簧座与控制阀底座之间形成环形油槽,控制滑阀复位弹簧底座设置在控制阀底座下方,控制滑阀阀杆、液力补偿活塞分别位于控制滑阀复位弹簧底座里,控制阀底座里设置受力滑,受力滑块上方为控制滑阀上腔,受力滑块下方为控制滑阀下腔,控制滑阀阀杆的上端部连接受力滑块并套有控制滑阀复位弹簧,控制滑阀上腔连通控制滑阀连通油路;液力补偿活塞上方为液力补偿活塞上腔,液力补偿活塞中部与控制滑阀复位弹簧底座之间形成液力补偿活塞下腔,液力补偿活塞下方为液力补偿活塞导向限位腔,液力补偿活塞上套有液力补偿活塞复位弹簧,液力补偿活塞复位弹簧位于液力补偿活塞下腔里,液力补偿活塞上腔连通液力补偿活塞连通油路,控制滑阀阀杆中部设置平面密封阀,平面密封阀所在的控制滑阀复位弹簧底座处设置上容积腔,平面密封阀下方的控制滑阀复位弹簧底座设置下容积腔,控制滑阀阀杆底部设置锥面密封阀,锥面密封阀上方的控制滑阀复位弹簧底座设置底部容积腔,上容积腔连通环形油槽,下容积腔连通液力补偿活塞下腔,底部容积腔通过控制腔泄油油路连通燃油回油油路;
[0008] 所述针阀组件包括喷嘴、针阀体、控制腔套筒,针阀体安装在喷嘴里并与喷嘴之间形成盛油槽,盛油槽连通燃油进油油路,盛油槽连通然油进油油路,喷嘴下端部设置喷口,喷嘴上方与控制滑阀复位弹簧底座之间形成控制腔,控制腔位于锥面密封阀下方,控制腔连通液力补偿活塞下腔和然油进油油路,控制腔套筒设置在控制腔里,控制腔套筒上加工有针阀复位弹簧座,针阀体上部套有针阀复位弹簧,针阀复位弹簧上端顶在针阀复位弹簧座上。
[0009] 本发明还可以包括:
[0010] 1、液力补偿活塞导向限位腔里加工有回油油路,控制滑阀下腔下方设置与其连通的混合油回油油路。
[0011] 2、燃油通过燃油进油油路进入到控制腔和盛油槽中,一部分燃油通过环形油槽、上容积腔、下容积腔、液力补偿活塞下腔进入到控制腔;当压电堆加载电压信号后,控制阀向下运动,控制阀下锥面关断伺服油回油油路,伺服油进油油路与过渡容腔连通,伺服油经过过渡容腔进入到控制滑阀上腔和液力补偿活塞上腔中,控制滑阀阀杆和液力补偿活塞向下运动。控制腔泄油油路开启,控制腔泄油;液力补偿活塞下移使得液力补偿活塞下腔中的燃油被压入到控制腔中;当压电堆不加载电压后,控制阀在控制阀复位弹簧的作用下向上运动,关断伺服油进油油路与过渡容腔的连通,同时伺服油回油油路开启,液力补偿活塞上腔和控制滑阀上腔中的伺服油泄走,液力补偿活塞和控制滑阀阀杆分别在液力补偿复位弹簧、控制滑阀复位弹簧的作用下开始向上运动,液力补偿活塞重新回到上止点位置,控制滑阀阀杆向上运动关断控制腔回油油路,控制腔重新建压,针阀体落座。
[0012] 本发明的优势在于:本发明可以实现可变的喷油规律,有利于改善发动机的动力性、燃油经济型、污染物排放和噪声排放性能,并且可以使控制腔更加快速地建压,提高了针阀的响应特性。本发明通过压电堆来调节伺服油进、回油油路的开关,既可以精确控制控制阀的升程又利于提高控制滑阀和液力补偿活塞的响应速度和控制精度进而提高针阀的响应速度,提供了灵活的喷油规律,有效的改善了柴油机的排放稳定性和经济性。附图说明
[0013] 图1为本发明的结构示意图;
[0014] 图2为本发明压电控制组件示意图;
[0015] 图3为本发明液力补偿活塞组件示意图;
[0016] 图4为本发明针阀组件示意图。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
[0018] 结合图1-4,本发明喷油规律可变的重油压电喷油器,包括压电控制组件3、针阀组件5、紧帽6、控制腔套筒7、控制滑阀和液力补偿活塞组件4。压电控制组件3部分包括压电堆电气接头12、压电堆22、控制阀13和控制阀复位弹簧15。压电堆22安装在阀座10里,控制阀13安装在压电堆22的下方并与其相连。阀座10底部加工有过渡容腔21。阀座10中加工有伺服油进油油路1和燃油进油油路11。控制阀底座9上部加工有控制阀复位弹簧腔17,控制阀复位弹簧15安装在控制阀复位弹簧腔17里,控制阀13的下端部套于控制阀复位弹簧15里,控制阀13有上下两个密封锥面。控制阀复位弹簧腔17底部加工有伺服油回油油路16。控制阀底座9上还加工有燃油进油油路11、液力补偿活塞上腔连通油路20和控制滑阀上腔连通油路18。液力补偿活塞上腔连通油路20和控制滑阀上腔连通油路18分别于过渡容腔21相连。压电控制组件3下方是控制滑阀,主要包括受力滑块23、控制滑阀阀杆28和控制滑阀复位弹簧25。受力滑块23和控制滑阀阀杆28由螺纹配合连接在一起。控制滑阀复位弹簧25位于控制滑阀下腔24中。控制滑阀复位弹簧底座27处加工有混合油回油油路26。控制滑阀阀杆28中间处有一平面密封阀29,在平面密封阀29上下两端的控制滑阀复位弹簧底座上加工有两个容积腔上容积腔33和下容积腔32。控制滑阀阀杆28左端是液力补偿活塞37。液力补偿活塞37顶端加工有限位凸台,液力补偿活塞复位弹簧36安装在液力补偿活塞下腔38中。
液力补偿活塞37下端导向限位腔35内加工有一个回油油路34。控制滑阀阀杆28下端是针阀组件5,主要包括控制腔套筒7、针阀复位弹簧42和针阀体45。控制腔套筒7位于控制腔41内,加工有限位凸台。针阀复位弹簧42上端与控制腔套筒7相连接下端与针阀体45相连接。针阀体45安装在喷嘴43内,喷嘴43和针阀体45之间设置盛油槽44。
[0019] 图1为本发明喷油规律可变的重油电控喷油器的整体结构示意图,它由压电控制组件3、针阀组件5、紧帽6、控制腔套筒7、控制滑阀和液力补偿活塞组件4组成。其特征是:压电控制组件3位于喷油器上部。压电控制组件3下面是液力补偿活塞和控制滑阀组件4,控制滑阀上腔40、液力补偿活塞上腔39分别于过渡容腔21连通。控制滑阀阀杆28下部是针阀组件5。喷油器不工作的时候燃油通过燃油进油油路11进入到控制腔41和盛油槽44中,一部分燃油通过环形油槽8、上容积腔32、下容积腔31、液力补偿活塞下腔38进入到控制腔41中。当压电堆22加载电压信号后,控制阀13向下运动,控制阀下锥面19关断伺服油回油油路16。伺服油进油油路1与过渡容腔21连通。伺服油经过过渡容腔21进入到控制滑阀上腔40和液力补偿活塞上腔39中,控制滑阀阀杆28和液力补偿活塞37开始向下运动。控制腔泄油油路30开启,控制腔41开始泄油,控制腔41内燃油压力下降。液力补偿活塞37下移使得液力补偿活塞下腔38中的燃油被压入到控制腔41中,对控制腔41进行一定量的燃油补充。使得喷油初期控制腔41内燃油压力下降较为缓慢;在液力补偿活塞37运动到下止点后不再对控制腔41进行燃油补偿,此后控制腔41内压力下降较快。实现先缓后急的喷油规律。当压电堆22不加载电压后,压电堆22复位,控制阀13在控制阀复位弹簧15的作用下向上运动,关断伺服油进油油路1与过渡容腔21的连通,同时伺服油回油油路16开启。液力补偿活塞上腔39和控制滑阀上腔40中的伺服油开始泄走,液力补偿活塞37和控制滑阀阀杆28分别在复位弹簧36、25的作用下开始向上运动,液力补偿活塞37重新回到上止点位置,而控制滑阀阀杆28向上运动关断控制腔回油油路30,控制腔41开始重新建压,针阀体45落座,从而结束喷油过程。
[0020] 图2为本发明喷油器的压电控制组件结构放大图。它由压电堆电气接头12、压电堆22、控制阀13和控制阀复位弹簧15构成。压电堆22通过压电堆电气接头12与发动机电控单元连接,进而控制控制阀13的起落。压电堆22安装在阀座10里,控制阀13安装在压电堆22的下方。阀座10底部加工有过渡容腔21,过渡容腔21、液力补偿活塞上腔39、控制滑阀上腔相连通40。阀座10中加工有伺服油进油油路1、燃油进油油路11和燃油回油油路2。控制阀底座
9上部加工有控制阀复位弹簧腔17,控制阀复位弹簧15安装在控制阀复位弹簧腔17里,控制阀13的下端部套于控制阀复位弹簧15里,控制阀13有上下两个密封锥面。控制阀底座9上的密封座面与控制阀下密封面19相配合,阀座10上的密封座面与控制阀上密封面14相配合。
控制阀复位弹簧腔17底部加工有伺服油回油油路16。控制阀底座9上还加工有燃油进油油路11、燃油回油油路2、液力补偿活塞连通油路20和控制滑阀连通油路18。当压电堆22加载电压后,由于压电堆22的逆压电效应,压电堆22变形伸长向下推动控制阀13,控制阀13离开阀座10,伺服油进油油路1与过渡容腔21连通。控制阀下密封面19与控制阀底座9上的密封面相接触从而关断伺服油回油油路16。伺服油流经过渡容腔21进入到液力补偿活塞上腔39和控制滑阀上腔40中。使得液力补偿活塞37和控制滑阀阀杆28向下运动;当压电堆22断电后,压电堆22恢复到原来长度,控制阀13在控制阀复位弹簧15的作用下向上运动关断伺服油进油油路1和下过渡容腔21的连通,同时伺服油回油油路16开启,液力补偿活塞上腔39、控制滑阀上腔40与伺服油回油油路16连通,控制滑阀阀杆28和液力补偿活塞37复位。
[0021] 图3为本发明控制滑阀和液力补偿活塞结构放大图。控制滑阀由受力滑块23、控制滑阀阀杆28和控制滑阀复位弹簧25构成。受力滑块23和控制滑阀阀杆28之间由螺纹配合连接在一起。控制滑阀复位弹簧25安装在控制滑阀下腔24中,控制滑阀复位弹簧25不仅起到使控制滑阀阀杆28复位的作用,而且还限制了控制滑阀阀杆28的最大位移,使得当控制滑阀阀杆28处于最大位移的时候,控制滑阀阀杆28中部的平面密封阀29隔断上容积腔33和下容积腔32的连通。控制滑阀复位弹簧底座27处加工有混合油回油油路26,防止从控制滑阀上腔40泄漏下来的伺服油和控制腔41泄漏上来的燃油的混合油留存在控制滑阀下腔24中对控制滑阀阀杆28的运动产生影响。控制滑阀阀杆28最下端有一个锥面密封阀31,当控制滑阀阀杆26处于上止点处时锥面密封阀31落座关断控制腔泄油油路30。在压电堆22不加载电压的时候,伺服油进油油路1与过渡容腔21不连通,伺服油无法进入到控制滑阀上腔40中。控制滑阀阀杆28在控制滑阀复位弹簧25的作用下,控制滑阀阀杆28下端锥面密封阀31关断控制腔泄油油路30,控制腔41不泄油。当压电堆22加载电压时,压电堆22变形伸长向下推动控制阀13,控制阀13离开阀座10,伺服油进油油路1与过渡容腔21连通。控制阀下密封面19与控制阀底座9上的密封面相接触从而关断伺服油回油油路16。伺服油流经下过渡容腔21进入到控制滑阀上腔40,控制滑阀阀杆28受到伺服油向下的作用力大于控制腔41内燃油对其向上的液压力,控制滑阀阀杆28开始向下运动,控制滑阀阀杆28中部的平面密封阀29关断上容积腔33和下容积32腔之间的连通,并且锥面密封阀31下移使得控制腔41与控制腔泄油油路30连通,控制腔41开始泄油。当压电堆22断电后,压电堆22恢复到原来长度,控制阀13在控制阀复位弹簧15的作用下向上运动关断伺服油进油油路1与下过渡容腔21的连通,同时伺服油回油油路16开启,此时下过渡容腔21和伺服油回油油路16连通,控制滑阀上腔40开始泄油,控制滑阀上腔40内压力降低,控制滑阀阀杆28向上运动。上容积腔33、下容积腔32和环形油槽8连通,并且控制滑阀阀杆28下端锥面密封阀31重新落座关断控制腔泄油油路30,控制腔41停止泄油。液力补偿活塞37上端加工有限位凸台,复位弹簧36安装在液力补偿活塞下腔38中。液力补偿活塞导向限位腔35内加工有一个回油油路34,防止液力补偿活塞下腔38中的高压燃油泄漏到液力补偿活塞导向限位腔35内影响液力补偿活塞37的运动。在喷油器不工作的时候,由于液力补偿活塞下腔38内存在高压燃油,在液压力和弹簧预紧力的作用下液力补偿活塞37位于上止点位置。一部分燃油通过环形油槽8、上容积腔
33、下容积腔32和液力补偿活塞下腔38进入到控制腔41内,使得控制腔41内建压速度增快,提高喷油器的响应。当喷油器开始工作时,压电堆22变形伸长向下推动控制阀13,控制阀13离开阀座10,伺服油进油油路1与下过渡容腔21连通。控制阀下密封面19与控制阀底座9上的密封面相接触关断伺服油回油油路16。伺服油进入到下过渡容腔21并进入到液力补偿活塞上腔39中,液力补偿活塞37上端受到伺服油向下的作用力大于液力补偿活塞下腔38内燃油对其向上的液压力,液力补偿活塞37开始向下运动。在喷油初期对控制腔41进行一定程度上的燃油补充,控制腔41内燃油压力下降较为缓慢,进而使得针阀体45在初始时刻上升相对缓慢,喷油速率增加的也较为缓慢。当压电堆22断电后,压电堆22恢复到原来长度,控制阀13在控制阀复位弹簧15的作用下向上运动关断伺服油进油油路1与下过渡容腔21的连通,同时伺服油回油油路开启16。此时下过渡容腔21和伺服油回油油路16连通,液力补偿活塞上腔39开始泄油,当液力补偿活塞上腔39的伺服油压力减小到小于下腔38内的燃油压力和弹簧预紧力的合力时液力补偿活塞37开始向上运动直至运动到上止点处。
[0022] 图4为本发明针阀组件结构放大图。它由控制腔套筒7、针阀复位弹簧42和针阀体45构成。控制腔套筒7上加工有针阀复位弹簧座46,既可以固定针阀复位弹簧42又可以对针阀体45起到限位作用,防止喷油器开始工作时控制滑阀阀杆28和针阀体45发生碰撞。当喷油开始时,由于液力补偿活塞37的作用喷油初期控制腔41内燃油压力下降较慢,针阀体45抬升速度缓慢,喷油速率低;喷油持续一段时间后,液力补偿活塞37不再向控制腔41内补充燃油,此后控制腔41内压力下降较快,针阀体45提升速度加快,喷油速率高,实现可变喷油规律,有利于改善发动机的动力性、燃油经济型、污染物排放和噪声排放性能。当喷油结束时,控制腔41与控制腔泄油油路30的连通被关断,控制腔41开始重新建压。燃油一部分从燃油进油油路11直接进入到控制腔41中,另一部分通过环形油槽8、上容积腔33、下容积腔32和液力补偿活塞下腔38进入到控制腔41中。使得控制腔41建压速度加快,提高喷油器的响应。
[0023] 由上述工作过程可知,本发明喷油规律可变的重油电控喷油器的喷油过程中,喷油器内的液力补偿活塞和控制滑阀组件4在喷油初期可以实现喷油规律的先缓后急,有利于改善发动机的动力性、燃油经济型、污染物排放和噪声排放性能;在喷油结束后一部分燃油可以通过上容积腔33、下容积腔32和液力补偿活塞下腔内28进入到控制腔41中可以使控制腔41更加快速地建压,提高了喷油器的响应特性。整个喷油过程采用压电控制,动作速度快,控制精度高。实现了对喷油过程响应速度快,控制精度高的要求。
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