CN102705193B - 复合永磁活塞脉冲定量泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合永磁活塞脉冲定量泵，其复合永磁活塞包括永久磁铁和电磁铁，永久磁铁嵌入电磁铁的尾部，其磁力极名与工作线圈中的线圈绕制方向对应；活塞杆位于电磁铁的头部，其上套有工作弹簧，环绕设置在活塞杆的周围还可具有非磁吸材料制成的磁力隔离圈；脉冲信号接收端插件一端穿透泵壳体与工作线圈相连接，另一端与车用计算机相连接。工作线圈后端的进油端盖必须为非磁吸材料，例如铝、铜或特种塑料。本发明可根据车用计算机发出的脉冲驱动信号而喷出微量的高压燃油来满足车辆设定的温度要求。

Description

复合永磁活塞脉冲定量泵

技术领域

本发明涉及驻车加热技术领域，具体来说，本发明涉及一种复合永磁活塞脉冲定量泵。

背景技术

随着人们对现代车辆装备需求的提高，在许多车辆中，都要求配备有独立的、节能的、环保的高效率取暖与暖车设备，即现代驻车加热器。该驻车加热器能在车辆发动机关闭条件下独立工作，即节约了能源，又减少了排放。即使在严寒条件下，可随时启动它和大大改善乘员的乘车环境。而传统的加热器，因为非独立工作，加之使用了一些粗暴的燃烧方式，所以既浪费能源，污染环境，效率又非常低下，同时即时性也满足不了实际需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种现代驻车加热器用的复合永磁活塞脉冲定量泵，可根据车用计算机发出的脉冲驱动信号而喷出微量的高压燃油来满足车辆设定的温度要求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种复合永磁活塞脉冲定量泵，包括进油管、密封圈及过滤网、进油端盖、工作线圈、复合永磁活塞、泵壳体、工作弹簧、活塞杆、脉冲信号接收端插件、出油弹阀、弹阀压簧、中心连接轴、活塞杆套、出油管；其中，所述进油管通过其连接帽与所述进油端盖螺纹连接，所述密封圈及所述过滤网嵌入所述进油管的所述连接帽中；所述进油端盖与所述泵壳体后端螺纹连接；所述泵壳体前端带有所述中心连接轴，所述活塞杆套与所述中心连接轴螺纹连接并延伸进入所述泵壳体中，所述出油管通过其连接帽与所述活塞杆套螺纹连接并密封；所述工作线圈位于所述泵壳体内，所述工作线圈架子端面与所述进油端盖的端面密封连接；所述复合永磁活塞包括永久磁铁和电磁铁，所述永久磁铁嵌入所述电磁铁的尾部，其磁力极名与所述工作线圈中的线圈绕制方向对应；所述活塞杆位于所述电磁铁的头部，其上套有所述工作弹簧；所述活塞杆套的前部形成有油腔体，所述活塞杆伸入所述油腔体与所述活塞杆套耦合；所述活塞杆套的后部和所述出油管的前部构成出油孔槽，其内具有所述出油弹阀，所述出油弹阀通过所述弹阀压簧与所述出油管弹性抵靠；所述脉冲信号接收端插件一端穿透所述泵壳体与所述工作线圈相连接，另一端与车用计算机相连接。

可选地，所述电磁铁的头部还具有磁力隔离圈，环绕设置在所述活塞杆的周围。

可选地，所述磁力隔离圈为非磁吸材料。

可选地，所述电磁铁的头部还具有弹簧槽，设置在所述活塞杆的外侧、所述磁力隔离圈的内侧。

可选地，所述进油端盖必须为非磁吸材料。

可选地，所述进油端盖为铝、铜或者特种塑料。

可选地，所述油腔体的外侧壁上具有回油孔。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明采用了永久磁体和电磁铁组成的复合永磁活塞作主运动体，并且围绕着复合永磁活塞的特性，一改传统电磁铁活塞和线圈的设计方法，采用了全新的设计理念，优选采用了磁性隔离等有效措施，最大程度的发挥了活塞作为主运动体的效能，使其能在车用计算机脉冲驱动信号控制下输出精确的、微量的高压燃油，完全满足现代驻车加热器的工况要求，做到精确定量供给，同时满足车辆环保节能高效的要求。

本发明安装方便，无安装角度要求，因为压力高而传输距离远，适用于各种车辆在各种不同环境下使用。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为本发明一个实施例的复合永磁活塞脉冲定量泵的内部剖面结构示意图；

图2为本发明一个实施例的复合永磁活塞脉冲定量泵的工作线圈通电时，电磁铁产生的磁场力方向与永久磁铁的极性异名的示意图；

图3为本发明一个实施例的复合永磁活塞脉冲定量泵的工作线圈通电时，电磁铁产生的磁场力方向与永久磁铁的极性同名的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然还能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员完全可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

图1为本发明一个实施例的复合永磁活塞脉冲定量泵的内部剖面结构示意图。需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。

如图1所示，该复合永磁活塞脉冲定量泵的详细结构可包括：进油管1、密封圈及过滤网2、进油端盖3、工作线圈4、复合永磁活塞5、泵壳体6、工作弹簧8、活塞杆9、脉冲信号接收端插件11、出油弹阀12、弹阀压簧13、中心连接轴14、活塞杆套15、出油管16等部件。

其中，进油管1通过其连接帽与进油端盖3螺纹连接，密封圈及过滤网2嵌入进油管1的连接帽中。进油端盖3为非磁吸材料，例如铝、铜或者特种塑料，与泵壳体6后端螺纹连接。泵壳体6前端带有中心连接轴14，活塞杆套15与中心连接轴14螺纹密封连接并延伸进入泵壳体6中，出油管16通过其连接帽与活塞杆套15螺纹连接并密封。工作线圈4位于泵壳体6内，工作线圈4的架子端面与进油端盖3的端面密封连接。复合永磁活塞5包括永久磁铁51和电磁铁52，永久磁铁51嵌入电磁铁52的尾部，其磁力极名与工作线圈4中的线圈绕制方向对应。活塞杆9位于电磁铁52的头部，其上套有工作弹簧8。优选地，电磁铁52的头部还具有例如由非磁吸材料制成的磁力隔离圈7，环绕设置在活塞杆9的周围。更进一步地，电磁铁52的头部还可以具有弹簧槽18，设置在活塞杆9的外侧、磁力隔离圈7的内侧。活塞杆套15的前部形成有油腔体17，油腔体17的外侧壁上具有回油孔10，活塞杆9伸入油腔体17与活塞杆套15耦合。在活塞杆套15的后部和出油管16的前部构成出油孔槽(未标示)，其内具有出油弹阀12，出油弹阀12通过弹阀压簧13与出油管16弹性抵靠固定连接。脉冲信号接收端插件11一端接口穿透泵壳体6与工作线圈4相连接，另一端接口与控制定量高压燃油泵工作的车用计算机(未示出)相连接。

图2为本发明一个实施例的复合永磁活塞脉冲定量泵的工作线圈通电时，电磁铁产生的磁场力方向与永久磁铁的极性异名的示意图。图3为本发明一个实施例的复合永磁活塞脉冲定量泵的工作线圈通电时，电磁铁产生的磁场力方向与永久磁铁的极性同名的示意图。对于上述图1所示的实施例的复合永磁活塞脉冲定量泵，若其中所述的工作线圈4通电时电磁铁52按右手螺旋定则产生的磁场力方向与复合永磁活塞5尾部的永久磁铁51极性异名，则磁场力叠加(参见图2所示)；相反地，若极性同名，则磁场力相减(参见图3所示)。故优选地，需将工作线圈4通电时电流方向产生的电磁铁52磁场力与永久磁铁51极性异名，以确保工作线圈4通电时磁场力叠加，从而使复合永磁活塞5运动中输出足够大的功率(产生微量且高压的燃油)。

本发明上述实施例的复合永磁活塞脉冲定量泵，当工作线圈4通电结束时，尽管电磁铁52已无磁力，但永久磁铁51保持着磁力，通过永久磁铁51传递到复合永磁活塞5连接活塞杆9端面的磁力会与泵体中心连接轴14端面粘接，故优选在复合永磁活塞5的顶端用非磁吸材料与其隔离，以弱化甚至消除其粘连。于是，复合永磁活塞5在工作线圈4失电的条件下，工作弹簧8迅速将复合永磁活塞5回复到上止点，以期下次脉冲驱动信号到来时，复合永磁活塞5能周而复始的、强有力的工作，输出带高压燃油。

本发明上述实施例的复合永磁活塞脉冲定量泵，进油端盖3主要用于接连进油管1及做泵壳体6密封连接。除此以外特别需要指出的是，本发明一改传统用导磁材料做导磁板的功能，而优选使用非导磁材料(非磁吸材料)作进油端盖3，取代原导磁板，以确保复合永磁活塞5自由往复的运动。尽管会牺牲少量的通电磁场力，但获得了大得多的永磁力(在电功率相同的条件下)。

本发明上述实施例的复合永磁活塞脉冲定量泵，与车用计算机脉冲驱动信号的接口具有了信号极性识别功能，它与电流方向有关，当脉冲定量泵制作中工作线圈4绕制方向与永久磁铁51磁力极名对应后，脉冲信号接口仅识别响应与其对应的信号极性，反之脉冲定量泵不响应。

本发明上述实施例的复合永磁活塞脉冲定量泵，工作弹簧8套在活塞杆9上，且将部分工作弹簧8放入复合永磁活塞5的电磁铁52前端的弹簧槽18内，这样既可以避免工作弹簧8全压缩易损坏，更可将工作弹簧8自身的压缩后长度从活塞杆9在活塞杆套15中的行程影响消除，从而可以在其余部件相同条件下，在相当范围内仅改变活塞杆9的长度，即可精确控制每个脉冲的燃油量。

本发明上述实施例的复合永磁活塞脉冲定量泵，每个脉冲的输出燃油量是由活塞杆9在活塞杆套15内的有效行程决定的。活塞杆9的有效行程是活塞杆9顶部过活塞杆套15的回油口开始，到脉冲信号结束时，活塞杆9顶部到活塞杆套15内所在的位置。

本发明一个实施例的复合永磁活塞脉冲定量泵的主要技术参数可以如下表所示：

参考图1，本发明一个实施例的复合永磁活塞脉冲定量泵的装配过程可以至少包括如下步骤：

(1)将工作线圈4嵌入泵壳体6底部的中心连接轴14外径；

(2)将活塞杆套15旋入中心连接轴14中间并密封；

(3)在活塞杆套15出油弹孔中放入出油弹阀12和固定出油弹阀12的弹阀压簧13；

(4)用出油管16的连接帽将弹阀压簧13固定并密封连接口；

(5)将工作弹簧8的一部分放入活塞杆9尾部的弹簧槽18内；

(6)将活塞杆9的前部放入活塞杆套15内；

(7)将进油端盖3旋上泵壳体6，并与复合永磁活塞5的永久磁铁51端面形成静态密封口；

(8)在进油管1的连接帽内装上密封圈及过滤网2；

(9)将进油管1的连接帽旋入进油端盖3尾部并密封；

(10)将工作线圈4上引出脉冲信号接收端插件11，按车辆用户要求配置标准插件固定套。

本发明一个实施例的复合永磁活塞脉冲定量泵的具体工作过程可以表述如下：

1.当复合永磁活塞脉冲定量泵接收到车用计算机发出的脉冲驱动信号后，如信号极性符合端子要求则脉冲定量泵工作；反之脉冲定量泵不工作，但不损坏脉冲定量泵。

2.当脉冲定量泵接收到车用计算机发出的正确脉冲信号后，工作线圈4通电后在电磁铁52上产生的磁场力方向与永久磁铁51接触端面异名(如图2所示)，则该合力(磁场力加上永磁力)叠加后驱动复合永磁活塞5迅速脱离底部静态密封口。由于真空作用，很快将油从进油管1的进油口吸入，同时复合永磁活塞5将活塞杆9推入活塞杆套15内的有效油腔体17内。此时油腔容积迅速减少而产生油压，将出油弹阀12打开，喷出一定量的高压燃油。

3.当复合永磁活塞5的活塞杆9到达油腔体17上止点时，脉冲信号消失，工作线圈4失电而使磁力消失。此时被压缩的工作弹簧8迅速复位，将复合永磁活塞5与活塞杆9退回下止点，等待下一个脉冲的到来。脉冲定量泵周而复始在脉冲信号驱动下，向外输出定量(例如每个脉冲0.02～0.1ml)的高压(例如500～1000Kpa)燃油。

本发明采用了永久磁体和电磁铁组成的复合永磁活塞作主运动体，并且围绕着复合永磁活塞的特性，一改传统电磁铁活塞和线圈的设计方法，采用了全新的设计理念，优选采用了磁性隔离等有效措施，最大程度的发挥了活塞作为主运动体的效能，使其能在车用计算机脉冲驱动信号控制下输出精确的、微量的高压燃油，完全满足现代驻车加热器的工况要求，做到精确定量供给，同时满足车辆环保节能高效的要求。

本发明安装方便，无安装角度要求，因为压力高而传输距离远，适用于各种车辆在各种不同环境下使用。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种复合永磁活塞脉冲定量泵，包括进油管(1)、密封圈及过滤网(2)、进油端盖(3)、工作线圈(4)、复合永磁活塞(5)、泵壳体(6)、工作弹簧(8)、活塞杆(9)、脉冲信号接收端插件(11)、出油弹阀(12)、弹阀压簧(13)、中心连接轴(14)、活塞杆套(15)、出油管(16)；其中，所述进油管(1)通过其连接帽与所述进油端盖(3)螺纹连接，所述密封圈及所述过滤网(2)嵌入所述进油管(1)的所述连接帽中；所述进油端盖(3)与所述泵壳体(6)后端螺纹连接；所述泵壳体(6)前端带有所述中心连接轴(14)，所述活塞杆套(15)与所述中心连接轴(14)螺纹连接并延伸进入所述泵壳体(6)中，所述出油管(16)通过其连接帽与所述活塞杆套(15)螺纹连接并密封；所述工作线圈(4)位于所述泵壳体(6)内，所述工作线圈(4)架子端面与所述进油端盖(3)的端面密封连接；所述复合永磁活塞(5)包括永久磁铁(51)和电磁铁(52)，所述永久磁铁(51)嵌入所述电磁铁(52)的尾部，所述永久磁铁(51)的磁力极名与所述工作线圈(4)中的线圈绕制方向对应；所述活塞杆(9)位于所述电磁铁(52)的头部，所述活塞杆(9)上套有所述工作弹簧(8)；所述活塞杆套(15)的前部形成有油腔体(17)，所述活塞杆(9)伸入所述油腔体(17)与所述活塞杆套(15)耦合；所述活塞杆套(15)的后部和所述出油管(16)的前部构成出油孔槽，其内具有所述出油弹阀(12)，所述出油弹阀(12)通过所述弹阀压簧(13)与所述出油管(16)弹性抵靠；所述脉冲信号接收端插件(11)一端穿透所述泵壳体(6)与所述工作线圈(4)相连接，另一端与车用计算机相连接。

2.根据权利要求1所述的复合永磁活塞脉冲定量泵，其特征在于，所述电磁铁(52)的头部还具有磁力隔离圈(7)，环绕设置在所述活塞杆(9)的周围。

3.根据权利要求2所述的复合永磁活塞脉冲定量泵，其特征在于，所述磁力隔离圈(7)为非磁吸材料。

4.根据权利要求2或3所述的复合永磁活塞脉冲定量泵，其特征在于，所述电磁铁(52)的头部还具有弹簧槽(18)，设置在所述活塞杆(9)的外侧、所述磁力隔离圈(7)的内侧。

5.根据权利要求1所述的复合永磁活塞脉冲定量泵，其特征在于，所述进油端盖(3)为非磁吸材料。

6.根据权利要求5所述的复合永磁活塞脉冲定量泵，其特征在于，所述进油端盖(3)为铝或者铜。

7.根据权利要求1所述的复合永磁活塞脉冲定量泵，其特征在于，所述油腔体(17)的外侧壁上具有回油孔(10)。