徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種電磁鐵，尤其是一種柴油機電控燃油系統(tǒng)用高速電磁鐵。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著柴油機電子控制技術(shù)的發(fā)展，燃油噴射系統(tǒng)的電子控制已經(jīng)成為滿足日益嚴格的排放法規(guī)的重要技術(shù)。無論電控栗噴嘴、單體栗、分配栗，還是目前發(fā)展速度較快的高壓共軌電控噴油系統(tǒng)，高速電磁鐵都是保證其正常工作的關(guān)鍵零部件，作為燃油系統(tǒng)電控單元與燃油噴射裝置的接口，通過調(diào)節(jié)銜鐵的閉合時刻和閉合時間長短實現(xiàn)對噴油定時和噴油量的精確控制，它的應(yīng)用實現(xiàn)了燃油噴射的數(shù)字化控制。
[0003]響應(yīng)速度能達到毫秒級的電磁鐵可稱為高速電磁鐵。高速電磁鐵工作在一個集電、磁、機、液耦合的復(fù)雜系統(tǒng)中，它的強電磁力和快速響應(yīng)特性直接決定了電控燃油噴射系統(tǒng)的柔性噴油規(guī)律。傳統(tǒng)的E型電磁鐵，缺少有效的換熱措施，導(dǎo)致線圈溫升比較大，進而影響磁性材料的導(dǎo)磁性能，使得電磁鐵的響應(yīng)速度變慢。為降低電磁鐵的工作溫度，一般采用小的驅(qū)動電流，這又導(dǎo)致了電磁力的降低。因此在滿足電磁力的要求下，采用較小的驅(qū)動電流以降低能耗的同時加強電磁鐵的換熱，實現(xiàn)其有效冷卻，對于提尚電磁鐵的響應(yīng)特性，改善噴油規(guī)律，實現(xiàn)柴油機節(jié)能減排具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種響應(yīng)速度快、驅(qū)動電流小、散熱性良好、可雙向運動的徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]包括兩個電磁鐵、銜鐵和閥桿;所述電磁鐵為徑向多線圈高速電磁鐵，包括外殼體、鐵芯和線圈，所述鐵芯由主磁極和副磁極組成，主磁極為圓柱體，副磁極為中心開有通孔的圓柱體，主磁極位于副磁極的通孔中，外殼體套在主磁極外，主磁極或副磁極上帶有凸環(huán)，所述凸環(huán)軸向開有均勻分布的扇形或腰形通孔，相鄰兩扇形通孔之間構(gòu)成線圈內(nèi)芯，線圈徑向纏繞在線圈內(nèi)芯上，主磁極的中心開有通孔;兩個徑向多線圈高速電磁鐵共用一個銜鐵和一個閥桿，兩個徑向多線圈高速電磁鐵對稱安裝，銜鐵位于兩個徑向多線圈高速電磁鐵之間，閥桿穿在兩個主磁極中心的通孔中，銜鐵與閥桿固定。
[0007]本發(fā)明還可以包括:
[0008]1、所述徑向多線圈高速電磁鐵還包括永磁體，永磁體為和鐵芯同心的圓柱環(huán)，主磁極或副磁極底部伸出凸緣，永磁體鑲嵌在凸緣與另一磁極之間，永磁體的上表面與凸緣上表面平齊，下表面與鐵芯下表面平齊或略低，永磁體的充磁方向為徑向輻射充磁，兩個徑向多線圈高速電磁鐵的有永磁體的一端相對。
[0009]2、所述永磁體是等分的圓弧永磁體且等分均勻間隔分布，永磁體與凸緣的配合形式為圓柱環(huán)配合且凸緣寬度與永磁體寬度相等或略大。
[0010]3、所述永磁體是等分的圓弧永磁體且等分均勻間隔分布，永磁體與凸緣的配合形式為圓錐環(huán)配合且凸緣的底面寬度大于永磁體底面寬。
[0011]4、所述凸環(huán)和凸緣設(shè)置在副磁極的內(nèi)壁上。
[0012]5、所述凸環(huán)設(shè)置在主磁極的外壁上，所述凸緣設(shè)置在副磁極的內(nèi)壁上。
[0013]6、主磁極的通孔為階梯孔，在所述階梯孔中設(shè)置液力減振冷卻組件，液力減振冷卻組件包括復(fù)位彈簧、滑閥、阻尼位移調(diào)節(jié)環(huán)，滑閥上設(shè)有若干阻尼孔且均布在同一圓周上，阻尼位移調(diào)節(jié)環(huán)為中心開有圓柱孔的凸臺結(jié)構(gòu)，閥桿與滑閥之間預(yù)留一段空隙，滑閥位于阻尼位移調(diào)節(jié)環(huán)上。
[0014]本發(fā)明提供了一種響應(yīng)速度快、驅(qū)動電流小、散熱性良好、可雙向運動的徑向多線圈雙永磁組合式高速雙向電磁鐵。
[0015]本發(fā)明的徑向多線圈雙永磁組合式高速雙向電磁鐵為上下對稱結(jié)構(gòu)，其組成主要包括外殼體、組合式鐵芯、線圈、復(fù)位彈簧、線圈骨架、密封樹脂、銜鐵和閥桿。外殼體為中心開有通孔的圓柱體結(jié)構(gòu)；組合式鐵芯截面為“王”字型，包括上下兩部分，由主磁極、副磁極和永磁體組成，對稱分布于銜鐵兩側(cè)，主磁極或副磁極底部近線圈側(cè)延伸出環(huán)形凸緣;永磁體為和鐵芯同心圓柱環(huán)鑲嵌在凸緣與磁極之間。永磁體的充磁方向為徑向輻射充磁，與線圈的產(chǎn)生的磁路流通方向一致。復(fù)位彈簧在主磁極階梯孔內(nèi)，通過閥桿限位環(huán)將銜鐵置于中間位置。
[0016]所述徑向多線圈雙永磁組合式高速雙向電磁鐵外殼體上下端設(shè)置固定大螺母;螺母為下端面開有環(huán)形凹槽，凹槽中心開有通孔的圓柱體;組合式鐵芯主磁極可以是中間開有階梯通孔的圓柱體、十字型柱體、“T”字型柱體或倒凸臺結(jié)構(gòu);副磁極為中間開有通孔，上下兩端面都開有凹槽或只上端面開有環(huán)形凹槽的圓柱體。主磁極或副磁極開有軸向通孔，均勻布置于環(huán)形凹槽內(nèi)側(cè)，兩軸向通孔之間部分構(gòu)成線圈內(nèi)芯，線圈徑向繞制在內(nèi)芯上，線圈表面涂有樹脂或其他絕緣耐熱材料構(gòu)成線圈隔離體來隔離線圈與冷卻液。凸緣位于主磁極或副磁極底部近線圈側(cè)。永磁體為等分均勻間隔布置圓弧狀永磁體，鑲嵌在磁極與凸緣中間，其組合可以是柱臺或者錐臺形式，采用過盈配合。永磁體上表面與凸緣上表面平齊，下表面與主副磁極下表面平齊或略低。
[0017]本發(fā)明的徑向多線圈雙永磁組合式高速雙向電磁鐵為上下對稱結(jié)構(gòu)，一方面采用組合式鐵芯及徑向式線圈的結(jié)構(gòu)，在相鄰兩線圈間留有散熱孔，加大了線圈與鐵芯的散熱面積，加強換熱；另一方面線圈通電后產(chǎn)生的磁場和永磁體產(chǎn)生磁場疊加，永磁體一方面屏蔽了主副磁極之間的漏磁，另一方面提供通過銜鐵的磁通，增大了電磁力；凸緣結(jié)構(gòu)增大了鐵芯與銜鐵的吸合面積，使通過銜鐵的磁感線一部分可以經(jīng)過凸緣，增加了銜鐵沿豎直方向的磁感線條數(shù)，同時也使銜鐵整體磁感應(yīng)強度分布更加均勻，不易出現(xiàn)局部過早飽和的現(xiàn)象。與傳統(tǒng)“E”型電磁鐵相比，徑向多線圈雙永磁組合式高速雙向電磁鐵將傳統(tǒng)的單一多匝線圈進行分散布置，降低了線圈的電感，提高了線圈中電流的上升速度和衰減速度，加快電磁鐵的響應(yīng)速度。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的徑向多線圈雙永磁組合式高速雙向電磁鐵整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為螺母結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3(a)為副磁極的結(jié)構(gòu)不意圖；圖3(b)為主磁極的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0021]圖4(a)-圖4(b)為鐵芯上開有軸向扇形或腰形通孔的結(jié)構(gòu)，圖4(a)為鐵芯開有三個軸向扇形或腰形通孔形式，圖4(b)為鐵芯開有兩個軸向扇形或腰形通孔形式。
[0022]圖5為永磁體為等分均勻間隔分布圓弧狀永磁體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖6(a)_6(b)為鐵芯主副磁極兩種結(jié)構(gòu)形式，圖6(a)為主磁極中間開有階梯通孔，副磁極兩端開有凹槽，凹槽中心開有通孔，凸緣在副磁極近線圈側(cè)；圖6 (b)為主磁極為中心開有通孔的十字型柱體，副磁極中心開有通孔，凸緣在副磁極底部近線圈側(cè)。
[0024]圖7(a)-圖7(b)為組合式鐵芯與永磁體配合的結(jié)構(gòu)形式，圖7(a)為凸緣和永磁體錐臺結(jié)構(gòu)組合形式，圖7(b)為凸緣和永磁體為圓錐體結(jié)構(gòu)組合形式。
[0025]圖8為組合式鐵芯一端開槽的結(jié)構(gòu)形式，主磁極為中心開有通孔的倒凸臺形式，副磁極為中間開有通孔的圓柱體，凸緣在副磁極底部近線圈側(cè)。
[0026]圖9(a)_9(b)為帶有中心冷卻通道的徑向多線圈雙永磁組合式高速雙向電磁鐵整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖9(b)為冷卻組件局部放大示意圖。
[0027]圖10(a)_10(b)為電磁鐵線圈不通電和通電狀態(tài)下，磁路流通示意圖，圖10(a)為線圈不通電時的電磁鐵磁路不意圖，圖10(b)為線圈通電時電磁鐵磁路不意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細的描述。
[0029]結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4(a)、圖4(b)、圖5，本發(fā)明的徑向多線圈雙永磁組合式高速雙向電磁鐵的第一種實施方式的組成包括外殼體7、組合式鐵芯8、徑向線圈4、復(fù)位彈簧6、線圈骨架5、卡環(huán)11、內(nèi)嵌閥套14、密封樹脂12、銜鐵3和閥桿13。外殼體7為中心開有沉頭孔31的圓柱體，上下端設(shè)置固定大螺母I;固定大螺母I為下端面開有環(huán)形凹槽29，凹槽中心開有通孔30的圓柱體結(jié)構(gòu);組合式鐵芯8有上下兩組，對稱分布于銜鐵兩側(cè)，由主磁極17、副磁極16和永磁體2組成，其主磁極17為中心開有階梯通孔的圓柱體，頂端開有帶螺紋的小孔，與沉頭孔31配合，由螺釘15固定連接。副磁極16為上下兩端開有凹槽29，凹槽中心開有通孔30的圓柱體，凹槽軸向開有兩個或三個扇形通孔19，均勻布置于環(huán)形凹槽內(nèi)，相鄰兩通孔19之間的部分形成線圈內(nèi)芯18，線圈4徑向繞制在內(nèi)芯18上，線圈表面涂有樹脂或其他絕緣耐熱材料構(gòu)成線圈隔離體來隔離線圈與冷卻液。主磁極17半徑R2與副磁極16中心通孔半徑Rl相等。永磁體2鑲嵌在凸緣9和副磁極16之間，采用過盈配合，其上表面與凸緣9上表面平齊，下表面與鐵芯9下表