多永磁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(jī)電控燃油系統(tǒng)用高速電磁鐵。
【背景技術(shù)】
[0002]由于近年來(lái)針對(duì)柴油機(jī)的排放限值指標(biāo)越來(lái)越嚴(yán)格以及滿足進(jìn)一步減少油耗的要求，使得電子控制技術(shù)在燃油系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。隨著柴油機(jī)電子控制技術(shù)的發(fā)展，燃油噴射系統(tǒng)的數(shù)字化控制也得以實(shí)現(xiàn)，有效的提高了噴油壓力，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。響應(yīng)速度能達(dá)到毫秒級(jí)的電磁鐵可稱為高速電磁鐵。高速?gòu)?qiáng)力電磁鐵是連接燃油系統(tǒng)電控單元與燃油噴射裝置的重要部件，它的快速響應(yīng)特性直接影響系統(tǒng)噴油量和噴油正時(shí)的控制精度，對(duì)柴油機(jī)燃油性能產(chǎn)生重要影響。
[0003]傳統(tǒng)的E型電磁鐵采用單一多匝線圈的軸向纏繞方式，線圈電感比較大，使得電流的上升速度與衰減速度變緩，而且缺少有效的冷卻措施，直接影響了磁性材料的導(dǎo)磁性能，對(duì)電磁鐵的響應(yīng)速度造成了影響。在滿足電磁力的要求下，改變傳統(tǒng)單一多匝線圈的纏繞方式，加強(qiáng)冷卻措施，對(duì)于加快電磁鐵的響應(yīng)速度，改良燃油噴射規(guī)律，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)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、散熱性良好、雙向運(yùn)動(dòng)的多永磁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(shí)現(xiàn)的:
[0006]包括兩個(gè)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(gè)徑向多線圈高速電磁鐵共用一個(gè)銜鐵和一個(gè)閥桿，兩個(gè)徑向多線圈高速電磁鐵對(duì)稱安裝，銜鐵位于兩個(gè)徑向多線圈高速電磁鐵之間，閥桿穿在兩個(gè)主磁極中心的通孔中，銜鐵與閥桿固定;所述徑向多線圈高速電磁鐵還包括小永磁體，小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，小永磁體鑲嵌在凸緣與另一磁極之間，小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，小永磁體的充磁方向?yàn)閺较蚋Ｉ涑浯?，兩個(gè)徑向多線圈高速電磁鐵的有小永磁體的一端相對(duì);還包括大永磁體，大永磁體位于兩個(gè)徑向多線圈高速電磁鐵的副磁極之間，其充磁方向沿軸向向內(nèi)。
[0007]本發(fā)明還可以包括:
[0008]1、所述大永磁體為等分的三段圓弧組成，三段圓弧之間有間隙。
[0009]2、所述小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、所述小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(tái)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)明的目的在于提供了一種響應(yīng)速度快、散熱性良好、雙向運(yùn)動(dòng)的多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵。
[0015]本發(fā)明的多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵的組成包括外殼體、組合式鐵芯、線圈、銜鐵、線圈骨架、內(nèi)嵌閥套、密封樹脂、閥桿和復(fù)位彈簧。外殼體為中心開有通孔，與銜鐵對(duì)應(yīng)位置開有通孔的圓柱體結(jié)構(gòu)，上下端設(shè)置固定螺母;組合式鐵芯由主磁極、副磁極和永磁體組成，主磁極或副磁極底部近線圈側(cè)延伸出環(huán)形凸緣;小永磁體為圓柱環(huán)結(jié)構(gòu)，鑲嵌在凸緣與磁極之間。小永磁體的充磁方向與線圈的產(chǎn)生的磁路流通方向一致，沿軸向向內(nèi)。大永磁體位于上下兩副磁極之間，其充磁方向沿軸向向內(nèi)。復(fù)位彈簧在主磁極階梯孔內(nèi)，通過閥桿限位將銜鐵置于中間位置。
[0016]所述多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵外殼體上下兩端各設(shè)置固定螺母；組合式鐵芯主磁極可以為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(tái)結(jié)構(gòu)，其中心小通孔與閥桿之間安裝內(nèi)嵌閥套;副磁極為兩端開有凹槽，凹槽中心開有通孔或中間開有通孔的圓柱體，主磁極或副磁極兩端面都開有環(huán)形凹槽或只有下端面開有環(huán)形凹槽，凹槽開有軸向通孔，均勻布置于環(huán)形凹槽內(nèi)，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(lái)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)。小永磁體是等分均勻間隔分布的圓弧永磁體，鑲嵌在磁極與凸緣中間，采用過盈配合，其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。凸緣與永磁體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或凸緣與永磁體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度。大永磁體為均勻間隔分布的等分圓弧狀結(jié)構(gòu)，鑲嵌在上下兩副磁極之間，其高度比銜鐵厚度略大，上下兩副磁極之間留有氣隙。
[0017]本發(fā)明的多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵為上下對(duì)稱結(jié)構(gòu)，一方面徑向多匝線圈的分散布置，降低了線圈的電感，加快了電流的上升速度和衰減速度，提高了電磁鐵的響應(yīng)速度，同時(shí)相鄰兩線圈間留有通孔，加大了線圈與鐵芯的散熱面積;另一方面線圈通電后產(chǎn)生的磁場(chǎng)和小永磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)疊加，小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(shí)也使銜鐵整體磁感應(yīng)強(qiáng)度分布更加均勻，不易出現(xiàn)局部過早飽和的現(xiàn)象。大永磁體用來(lái)屏蔽了上下兩副磁極之間的漏磁。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為螺母結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3(a)為副磁極結(jié)構(gòu)不意圖；圖3(b)主磁極結(jié)構(gòu)不意圖。
[0021]圖4(a)-圖4(b)為主磁極或副磁極上開有軸向通孔結(jié)構(gòu)，其中:圖4(a)為鐵芯開有三個(gè)軸向通孔形式，圖4 (b)為鐵芯開有兩個(gè)軸向通孔形式。
[0022]圖5小永磁體結(jié)構(gòu)示意圖，小永磁體等分均勻間隔分布的圓弧永磁體。
[0023]圖6為大永磁體和外殼體結(jié)構(gòu)不意圖。
[0024]圖7(a)_7(b)鐵芯主副磁極的兩種結(jié)構(gòu)形式，圖7(a)主磁極為中心開有階梯通孔的十字型柱體，副磁極為中心開有階梯通孔的圓柱體，凸緣在副磁極底部近線圈側(cè)；圖7(b)為組合式鐵芯一端開槽的結(jié)構(gòu)形式，主磁極為中心開有階梯通孔的倒凸臺(tái)形式，副磁極為中間開有階梯通孔的圓柱體，凸緣在副磁極底部近線圈側(cè)。
[0025]圖8(a)-圖8(b)為組合式鐵芯與永磁體配合的結(jié)構(gòu)形式，圖8(a)為凸緣和小永磁體錐臺(tái)結(jié)構(gòu)組合形式；圖8(b)為凸緣和小永磁體為圓錐體結(jié)構(gòu)組合形式。
[0026]圖9(a)為帶有減振冷卻組件的多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖9(b)為減振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(shí)的電磁鐵磁路不意圖，圖10(b)為線圈通電時(shí)電磁鐵磁路不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的描述。
[0029]結(jié)合圖1-6，本發(fā)明的多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵的第一種實(shí)施方式的組成包括組合式鐵芯2、外殼體1、線圈13、銜鐵4、線圈骨架5、密封樹脂6、內(nèi)嵌閥套7、閥桿15和復(fù)位彈簧14。外殼體I為中心開有通孔，與大永磁體11相對(duì)位置開有通孔26的圓柱體(如圖6所示)，上下端設(shè)置固定螺母8;固定螺母8為下端面開有環(huán)形凹槽28，凹槽內(nèi)開有通孔27的圓柱體;組合式鐵芯2為上下兩部分對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，其主磁極19為中心開有階梯通孔的圓柱體，通孔頂端安裝內(nèi)嵌閥套7，閥桿15穿過內(nèi)嵌閥套7;副磁極16為上下兩端開有圓形凹槽18，凹槽內(nèi)開有通孔17的圓柱體。副磁極凹槽內(nèi)軸向開有兩個(gè)或三個(gè)扇形通孔19，均勻布置于凹槽內(nèi)，相鄰兩通孔19之間的部分形成線圈內(nèi)芯20，線圈13繞制在內(nèi)芯上，線圈表面涂有樹脂或其他絕緣耐熱材料來(lái)隔離線圈與冷卻液。主磁極19半徑R2與副磁極16中心通孔半徑Rl相等。凸緣3位于副磁極底部近線圈側(cè)，小永磁體9鑲嵌在凸緣3和副磁極16之間，采用過盈配合。其上表面與凸緣3上表面平齊，下表面與鐵芯2下表面平齊或略低。小永磁體9的充磁方向與線圈13的產(chǎn)生的磁路流通方向一致。大永磁體11位于上下兩副磁極之間，其高度比銜鐵4高度略大，充磁方向與線圈產(chǎn)生的磁路方向相反，沿軸向向內(nèi)。閥桿15、復(fù)位彈簧
14、副磁極16、線圈13與主磁極19