CN101315127A - 电磁阀 - Google Patents

Abstract

一种电磁阀，其软磁铁芯构成的磁路由三部分构成，包括铁芯(6)、磁环(8)和衔铁(9)。磁环(8)过盈配合地装配在控制阀体(11)的与控制阀芯同心的盲孔内，衔铁(9)装配在控制阀芯的下部。因为磁环(8)的内孔与衔铁(9)的外圆同心，确保了这种电磁阀的所有的运动件的同心度。衔铁(9)的质量大大小于传统的电磁阀衔铁，因此这种电磁阀比传统电磁阀的响应速度更快。这种电磁阀可以应用于电控单体泵，电控泵喷嘴和高压共轨喷油器。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及一种电磁阀，特别涉及一种用于车辆发动机电子控制燃油喷射装置的电磁控制阀。

背景技术

传统设计的用于柴油机电喷系统的电磁阀，分别如图1和图2所示。

图1所示的是广泛应用的电磁阀，它主要由电磁铁铁芯6、衔铁9和阀芯10构成。图1所示结构的主要问题是衔铁9体积大，其投影面积与电磁铁铁芯6相同。由于衔铁9与阀芯10构成的运动件质量较大，因此这种电磁阀的动态响应较慢。再加上电磁铁铁芯6是整体结构，工作时在铁芯中的感生电涡流较强，减低了电磁线圈由驱动电流到电磁力的能量转换效率，增加了电磁铁内部的发热量。图3所示为其铁芯内部感生电涡流场81(如图中带箭头的环形线所示)。

图2所示的电磁阀，衔铁9的体积较小，但电磁铁铁芯6与衔铁9/阀芯10总成无法保证同心度，因此电磁铁铁芯6上的内孔与衔铁9的配合间隙44就必须加大，以保证装配后无零件间的相互干涉。其结果是电磁铁铁芯6与衔铁9间磁路径向磁阻增大，且径向电磁力分布不均匀。不但使阀芯承受了侧向力，而且减小了电磁铁的轴向电磁力。电磁阀的空气间隙或气隙45，即电磁铁与衔铁间的轴向配合间隙，是保证阀芯运动规律一致性的重要指标。由于电磁铁铁芯6与衔铁9间的轴向配合平面内凹，这种电磁阀的气隙一致性的调整相当困难，导致产品喷油量的不一致性。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种改进的电磁阀，通过改变电磁铁铁芯和衔铁之间的结构特征，提高电磁阀的动态响应和工作效率。

本发明的技术方案是：

一种电磁阀，包括铁芯、衔铁和阀芯，阀芯和衔铁共同构成一整体运动构件，并由安装在铁芯内的阀弹簧向开启方向加压，其特征在于：还包括磁环，所述磁环过盈地装配在安装所述电磁阀的控制阀体内，因此磁环的内孔与阀芯和衔铁总成的同心度得到保证。磁环的下表面与所述控制阀体的下表面为一个整体一次加工的精密平面。其中，衔铁与铁芯上表面的空气间隙由衔铁在阀芯上的轴向装配位置决定。

其中，如图4所示，所述的衔铁9可以在其周边开数个均布的半圆缺口；也可以在衔铁9上钻数个均布通孔，如图5所示。这样可以减轻衔铁的重量，从而减轻阀芯运动构件的重量，又可以保证衔铁上下两边的液力平衡。

如图6所示，可以不将衔铁9加工为上述形状，而是用加大衔铁9的外径与磁环8的内径之间的间隙，达到保证衔铁上下两边的液力平衡的目的。其中，阀芯10和衔铁9可以用过盈配合来保证同心度；也可以用粘接剂、或用焊接的方法结合在一起，保证其同心度。

如图7所示，在铁芯6径向一侧开有完全的豁口91，豁口91由绝缘胶(如灌封胶)填充。

上述电磁阀可以应用于各种燃油电喷装置，包括电控单体泵、电控电喷嘴和高压共轨喷油器。

本发明的技术效果在于：1)衔铁体积小，运动质量小，动态响应较快；2)衔铁的外圆面和磁环的内孔同心，阀芯不承受侧向力，对铁芯的同心度不敏感，确保了这种电磁阀所有的运动件的同心度；3)铁芯的侧面开了全通的豁口，减少了铁芯内部的感生涡流，铁芯内部的发热量减少。

附图说明

图1示出了一种传统电磁阀结构；

图2示出了另一种现有电磁阀结构；

图3示出了传统电磁阀整体铁芯感生电涡流场；

图4示出了本发明的一种衔铁形式，周边开数个均布半圆缺口；

图5示出了本发明的另一种衔铁形式，钻数个均布通孔；

图6示出了本发明的又一种衔铁形式，其外径略小于磁环内孔；

图7示出了本发明的一侧开豁口铁芯的感生电涡流场；

图8示出了本发明电磁线圈结构和磁路；

图9示出了装有本发明电磁阀的针阀型式的控制阀总成剖面图；

图10示出了装有本发明电磁阀的伞阀型式的控制阀总成剖面图；

图中相同的标号表示相同的部件：

1-柱塞  2-柱塞套筒体  3-弹簧座  4-碟型弹簧垫圈  5-平垫圈  6-铁芯

7-弹簧  8-磁环  9-衔铁  10-阀芯  11-控制阀体  17-阀座通道  18-通道

19-低压燃油腔  20-高压出口  21-电磁体芯  22-线圈绕组  25-磁路  44-间隙

45-气隙  71-间隙  81-感生电涡流场  91-豁口

具体实施方式

参考图8-10，本发明的电磁阀具有一个由铁芯6、磁环8和衔铁9构成的磁路25。阀芯10和衔铁9过盈地装配成一体，在一起运动，并由阀弹簧7向开启方向加压。衔铁9与铁芯6上表面的空气间隙由衔铁9在阀芯10上的轴向装配位置决定。

如图8所示，铁芯6由电磁体芯21和线圈绕组22、接线插头15组成，用灌封胶组成一体。电磁体芯21由整体软磁合金制成。如图7所示，在电磁体芯21径向一侧开有完全的豁口91，豁口91由灌封胶填充。

选择适当安装高度的弹簧座3确保阀弹簧7压力满足设计公差要求，从而保证阀芯10运动的一致性。在铁芯6下方装有碟型弹簧垫圈4和平垫圈5，保证铁芯6与控制阀体11始终保持足够的接触压力。当经过调制的直流电加载于电磁铁时，阀芯10和衔铁9向电磁阀关闭方向运动，关闭电磁阀。当电磁铁驱动电流卸载后，电磁阀在阀弹簧7的作用下打开。这种电磁阀的特征是：磁环8过盈装配在控制阀体11的盲孔内，因此磁环8的内孔与阀芯10和衔铁9总成的同心度得到保证。控制阀体11下表面和磁环8的下表面为一个整体一次加工的精密平面。其中，衔铁9的外径略小于磁环8的内孔。

在本发明的另一实施例中，衔铁9的周边开数个均布半圆缺口，如图4所示。阀芯10和衔铁9也可以用粘接剂、或用焊接的方法结合在一起，保证其同心度。

在本发明的又一实施例中，衔铁9上钻数个均布通孔，如图5所示。

阀芯10上的密封锥面与控制阀体11上的密封锥面构成阀座面密封17。其密封方式可以是如图9所示的控制阀体11和阀芯10构成的针阀密封17，也可以是如图10所示的控制阀体11和阀芯10构成的伞阀密封17a。

图9示出了装有本发明电磁阀的针阀型式的控制阀在电控单体泵上应用的部分总成剖面图。在电磁阀没有驱动电流的情况下，控制阀芯10在弹簧7压力的作用下，由阀芯10外锥面和控制阀体11内锥面形成的环形阀座通道17开启。阀座通道17经过通道18连通低压燃油腔19和柱塞腔16。此时在发动机凸轮轴的驱动下，电控单体泵的柱塞1作往复运动，柱塞1上行时，柱塞腔16中的燃油被挤压出去，经过阀座通道17和通道18流向低压燃油腔19。柱塞下行时，低压燃油腔19的燃油经过阀座通道17和通道18被吸入柱塞腔16。当电磁阀被加载经过调制的直流驱动电流时，铁芯6的电磁力克服弹簧7的压力，阀芯10和衔铁9总成向下运动，关闭阀座通道17，隔离了低压燃油腔19和柱塞腔16。在柱塞1上行的作用下，柱塞腔16中的燃油压力升高。高压燃油经由电控单体泵的内部通道和与高压出口20相连的高压油管及下游的燃油喷油器。当燃油压力高于喷油器启喷压力时，开始将高压燃油喷入发动机相应气缸，与缸内空气混合燃烧，推动活塞及曲柄连杆机构做功。当电磁阀驱动电流被关后，控制阀芯10在弹簧7轴向压力的作用下，向上运动，打开阀座通道17。此时高压燃油腔中的高压燃油经由阀座通道17和通道18泻放至低压燃油腔19。当燃油喷油器中燃油压力低于关闭压力时，停止向气缸喷油。

图10示出了装有本发明电磁阀的伞阀型式的控制阀在电控单体泵上应用的部分总成剖面图。其工作原理与图9示例基本相同。在电磁阀的加载控制电流或卸载控制电流将连通或关闭控制阀体11和阀芯10构成的伞阀密封座面17 a及通道18a、低压腔19和柱塞腔16之间的联系。

该电磁铁可以应用于各种燃油电喷装置，包括电控单体泵、电控电喷嘴和高压共轨喷油器。

Claims (10)

1、一种电磁阀，包括铁芯、衔铁和阀芯，阀芯和衔铁共同构成一整体运动构件，并由安装在铁芯内的阀弹簧向开启方向加压，其特征在于：还包括磁环，所述磁环过盈地装配在安装所述电磁阀的控制阀体内，且其下表面与所述控制阀体的下表面为一个整体一次加工精平面。

2、如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述衔铁的外圆周面上开有若干个均布的半圆柱形沿轴向贯通缺口。

3、如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述衔铁上沿轴向设有若干个均布的通孔。

4、如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述衔铁的外径与磁环的内径之间留有间隙。

5、如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述铁芯沿其半径方向设有一贯通的豁口，所述豁口用绝缘胶填充。

6、如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述阀芯和衔铁之间是过盈配合。

7、如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述阀芯和衔铁用粘接剂粘接或用焊接方法结合在一起。

8、如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述铁芯由电磁体芯和线圈绕组组成，用灌封胶组成一体。

9、如权利要求8所述的电磁阀，其特征在于，所述电磁铁芯由整体软磁合金制成。

10、如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述阀芯上的密封锥面与控制阀体上的密封锥面构成针阀式密封或伞阀式密封。

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