CN105351079A - 用于电子阀的阀芯和包括该阀芯的电子阀 - Google Patents

Abstract

一种用于电子阀的阀芯，包括：阀头(2)；衔铁(3)，所述阀头(2)和所述衔铁(3)通过导向杆(7)相互连接。本发明还提供了一种包括该阀芯的电子阀。本发明中，由于通过导向杆使得阀头和衔铁连接而不需使得阀头和衔铁直接连接，从而降低了对衔铁的形状等加工特征的要求，进而降低了衔铁的加工成本。

Description

用于电子阀的阀芯和包括该阀芯的电子阀

技术领域

本发明涉及机械领域，特别涉及一种用于电子阀的阀芯和包括该阀芯的电子阀。

背景技术

目前，在汽车技术领域中应用有大量的真空阀，这些真空阀的缺点一方面是尺寸大，另一方面由于真空阀需要真空管道、阀门等附件而结构复杂。与真空阀相比，电子阀由于其结构相对简单并且尺寸较小而具有优势，但是，现有技术中，为了实现利用衔铁带动阀头运动，一般将阀头和衔铁直接连接，这样，对衔铁的形状等加工特征要求较高，从而增加了衔铁的加工成本。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种用于电子阀的阀芯和包括该阀芯的电子阀，本发明的阀芯和电子阀结构简单并且节约了成本。

本发明提供了用于电子阀的阀芯，该阀芯包括：阀头；衔铁，所述阀头和所述衔铁通过导向杆相互连接。

本发明还提供了一种电子阀，其包括本发明提供的阀芯，所述电子阀还包括：上定子和下定子；用于对导向杆进行导向的上轴承和下轴承；用于对阀头进行偏压的弹性部件；套置在衔铁的外周上的套筒；至少部分地包围所述套筒的线轴；卷绕设置在所述线轴上的线圈。

本发明的电子阀能够用作涡轮增压发动机的压缩气体旁通阀。

与现有技术相比，本发明的阀芯和电子阀具有以下优点：本发明的阀芯和电子阀中，由于通过导向杆使得阀头和衔铁连接而不需使得阀头和衔铁直接连接，从而降低了对衔铁的形状等加工特征的要求，进而降低了衔铁的加工成本。

附图说明

图1示出具有根据本发明的电子阀的涡轮增压发动机的压缩气体回流管路的布置结构；

图2示意性地示出了根据本发明的一个实施例的电子阀的剖视图；

图3示意性地示出了图2所示的电子阀的各部件的分解图；

图4示意性地示出了图2所示的电子阀的局部；

图5A和图5B示意性地示出了图2所示的电子阀的局部；

图6A和图6B示意性地示出了根据本发明的另一个实施例的电子阀的局部；

图7示意性地示出了根据本发明的另一个实施例的电子阀的局部；

图8A和8B分别示出了根据本发明的一个实施例的电子阀的开槽和设置通气孔的上轴承；

图9A和9B分别示出了根据本发明的一个实施例的电子阀的开槽和设置通气孔的下轴承。

具体实施方式

下面参照附图描述根据本发明的实施例的用于电子阀的阀芯和包括该阀芯的电子阀。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本发明。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。

在现代的机动车辆中日益大量地使用涡轮增压发动机，即具有涡轮增压器的发动机，以提高能效。在涡轮增压发动机中，由排气推动涡轮增压器的设置在排气管路中的涡轮机，同时利用与涡轮机连接的空气压缩机对进气实施压缩。经压缩的空气(以下简称压缩空气)经压缩空气中冷器到达节气门，从而进入发动机汽缸中进行燃烧。

图1示出具有根据本发明的电子阀的涡轮增压发动机的压缩气体回流管路的布置结构。根据本发明，在压缩空气中冷器上游设有一与空气压缩机并联的压缩气体回流管路，以使经压缩的气体能够从空气压缩机的出口回流到空气压缩机的入口。压缩气体的回流能够防止气流喘振，从而防止由喘振的抖动引起的对涡轮叶片的损伤。另外，压缩气体的回流还能够允许涡轮继续转动以减少加速时涡轮的滞后并且保护节气门。

如图1所示，在压缩气体回流管路中设有一电子阀，该电子阀用作涡轮增压发动机的压缩气体旁通阀。当该压缩气体旁通阀不被通电时，压缩气体旁通阀使回流管路关闭。在这种情况下，压缩空气经压缩空气中冷器、节气门、进气歧管进入发动机气缸中。当压缩气体旁通阀被通电时，压缩气体旁通阀使回流管路打开，压缩空气可以通过压缩气体旁通阀回流到空气压缩机的进气端。

图2和图3分别示意性地示出根据本发明的一个实施例的电子阀的剖视图以及部件分解图，该电子阀特别地可以用作图1中示出的压缩气体旁通阀。如图2-3所示，电子阀1包括可动的阀芯和用于对可动的阀芯进行偏压的弹性部件4(例如弹簧)，该可动的阀芯包括阀头2、衔铁3和导向杆7。在一个可选的实施方式中，衔铁3可以是圆柱形的，阀头2和衔铁3可以直接浮动连接。但是，在如图2和图3所示的本发明优选的实施方式中，阀头2和衔铁3可以通过导向杆7相互连接。由于通过导向杆7使得阀头2和衔铁3连接而不需使得阀头2和衔铁3直接连接，从而降低了对衔铁的形状等加工特征的要求，例如可以采用普通的圆柱状衔铁，进而降低了衔铁的加工成本。

继续如图2和图3所示，该电子阀1还包括用于增强电子阀1磁力的多个定子，例如设置在衔铁3上方的上定子10以及围绕该衔铁设置的环状的下定子11，各定子可以由导磁材料制成；用于对导向杆7进行导向的上轴承22和下轴承23；套置在衔铁3的外周上的套筒8，该套筒8主要用于提升电子阀的电磁力性能而不用于对衔铁3的运动进行导向，即套筒8与衔铁3可以不接触；至少部分地包围套筒8的线轴5；以及卷绕设置在线轴5上的线圈6。其中，导向杆7在上下两个轴承中运动，这种结构的耐磨损性较好。并且，由于通过轴承对导向杆7进行导向从而实现对阀头和衔铁的运动的导向而不需例如通过套筒直接对衔铁进行导向，从而无需对衔铁的表面进行特殊处理，降低了对衔铁的表面质量要求，进而降低了衔铁的加工成本。

优选地，导向杆7与衔铁3通过过盈配合而接合在一起，从而固定衔铁和导向杆。

优选地，上轴承22和上定子10过盈连接，而下轴承23和套筒8过盈连接，从而固定上轴承和下轴承。

优选地，该套筒8可以由导磁材料制成，从而显著地提升电子阀的电磁力性能。

优选地，线轴5可以通过注塑成型法制成。在线轴5上可以设有多道环行筋、优选2道环行筋，从而防止塑料注塑时有塑料充进缝隙、导致阀失效。

继续如图2和图3所示，电子阀1还包括包围线圈6的外壳16、包围外壳16的外封装件17和围绕阀头2的护罩18。优选地，外壳16由导磁材料制成以增强磁力并且和线圈6共同构成全封闭式的线圈结构。在外封装件17与护罩18之间设有用于密封的密封件、例如O型圈19。在护罩18与阀头2之间设有密封件、例如V型环21。

继续如图2-3所示，电子阀1还可以包括用于吸收脉冲能量的电子元器件9。电子元器件9的设置可以保护阀体不受外界电压突变、例如脉冲等而损坏。另外，电子元器件9可以吸收由阀体产生的能量，保护客户供电端不被损坏。这种用于吸收脉冲能量的电子元器件可以是本领域技术人员已知的多种电子元器件、例如二极管，因此可以使电子阀1产品具有多样性，由此适用于不同的客户要求。

为了更加清楚地说明本发明，图4、图5A和图5B分别重点地示出了图2所示的电子阀的局部。其中，图4示出了衔铁3和导向杆7的连接，从图2和图4中可以清楚地看出，导向杆7的两端在上轴承22和下轴承23里滑动，从而通过上轴承22和下轴承23的导向作用实现导向杆7在竖直方向上的运动，在通电的情况下，线圈6产生磁场，带动衔铁3移动，进而通过导向杆7带动阀头2移动来实现阀的开合。通过采用两个轴承从而使得导向杆7具有更好的导向性。优选地，上轴承22和下轴承23可以采用铜基粉末冶金件制成，从而提高零件的精度和耐磨性。

图5A和图5B示出了导向杆7和阀头2的连接，导向杆7通过固定块24与阀头2连接。其中，固定块24与导向杆7固定连接，例如焊接或过盈连接。从图5A可以看出，阀头2上可以具有通气孔30，以便消除阀芯运动所产生的高压或者真空。通气孔30的数量可以为一个或多个，从图3中可以看到，阀头2上例如可以设置有3个通气孔30。从图5A和图5B中可以清楚地看出，阀头2和固定块24之间在导向杆7的轴向方向上留有一定的间隙量(图5B中的区域C)，阀头2和导向杆7之间在导向杆7的径向方向上留有一定的间隙量(图5B中的区域D)，从而实现阀头2的浮动要求，即使得阀头2可以左右浮动一定的角度。

图6A、图6B和图7示出了根据本发明的另一个实施例的电子阀的局部示意图。从图6A可以看出，阀头2上可以具有通气孔31，以便消除阀芯运动所产生的高压或者真空。从图6A、图6B和图7可以看出，导向杆7可以通过卡簧25与阀头2连接在一起，卡簧25注塑在阀头2中。从图6B可以看出，卡簧25与导向杆7之间在导向杆7的轴向方向和导向杆7的径向方向都预留有的一定间隙(图6B中的区域E和区域F)，卡簧25的弹性以及与导向杆7之间预留的间隙能够实现阀头2的浮动要求。优选地，卡簧25可以由钢材制成，从而更耐磨损。另外，可以采用卡簧25和阀头2一体注塑成型的方式，从而使得零件精度更高，装配工艺更简单。

本发明中，如图4所示，在导向杆7随着衔铁3上下运动的过程中，会在电子阀的A和B位置形成两个空气腔，由于导向杆7和衔铁3的运动，会在这两个腔中会产生高压或者真空，从而造成阀体的开闭缓慢和磁滞。为了消除这种不良效果，优选地，可以在上轴承22和下轴承23上开槽或者设置通气孔，例如，图8A和8B分别示出了开槽和设置通气孔的上轴承，而图9A和9B分别示出了开槽和设置通气孔的下轴承。本领域技术人员可以理解，能够根据具体的需要来设置槽或通气孔的形状和尺寸，以便最佳地消除阀芯运动所产生的高压或者真空。优选地，可以通过直接成型的方法在上轴承和下轴承上开槽。另外，在轴承上设置槽或通气孔还有利于降低元件重量并且节约成本。

当电子阀1断电时，该阀头2在重力和弹性部件4的作用下向下压在一阀座(未示出)上，从而使气体通路关闭。当电子阀1被通电时，由上定子10、下定子11、衔铁3形成磁路，在线圈6产生的电磁力作用下、衔铁3向上移动，进而通过导向杆7带动阀头2上移，使电子阀1打开从而使气体通路开通。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本发明的保护范围内，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种用于电子阀(1)的阀芯，其特征在于，所述阀芯包括：

阀头(2)；

衔铁(3)，所述阀头(2)和所述衔铁(3)通过导向杆(7)相互连接。

2.根据权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述导向杆(7)与衔铁(3)通过过盈配合而接合在一起。

3.根据权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述导向杆(7)通过固定块(24)与所述阀头(2)连接，所述固定块(24)与所述导向杆(7)固定连接，所述阀头(2)和所述固定块(24)之间在所述导向杆(7)的轴向方向上留有间隙量，所述阀头(2)和所述导向杆(7)之间在所述导向杆(7)的径向方向上留有间隙量。

4.根据权利要求1所述的阀芯，其特征在于，所述导向杆(7)通过卡簧(25)与所述阀头(2)连接，所述卡簧(25)注塑在所述阀头(2)中，所述卡簧(25)与导向杆(7)之间在所述导向杆(7)的轴向方向和所述导向杆(7)的径向方向都预留有间隙量。

5.根据权利要求4所述的阀芯，其特征在于，所述卡簧(25)由钢材制成，并且所述卡簧(25)和所述阀头(2)一体注塑成型。

6.一种电子阀(1)，其特征在于，所述电子阀(1)包括权利要求1-5中任一项所述的阀芯，所述电子阀(1)还包括：

上定子(10)和下定子(11)；

用于对所述导向杆(7)进行导向的上轴承(22)和下轴承(23)；

用于对所述阀头(2)进行偏压的弹性部件(4)；

套置在所述衔铁(3)的外周上的套筒(8)；

至少部分地包围所述套筒(8)的线轴(5)；

卷绕设置在所述线轴(5)上的线圈(6)。

7.根据权利要求6所述的电子阀，其特征在于，所述上轴承(22)和所述上定子(10)过盈连接，所述下轴承(23)和套筒(8)过盈连接。

8.根据权利要求6所述的电子阀，其特征在于，所述上轴承(22)和所述下轴承(23)采用铜基粉末冶金件制成。

9.根据权利要求6所述的电子阀，其特征在于，所述套筒(8)由导磁材料制成。

10.根据权利要求6所述的电子阀，其特征在于，所述上轴承(22)和/或所述下轴承(23)上设置有槽和/或通气孔，以便消除阀芯运动所产生的高压或者真空。

11.根据权利要求6所述的电子阀，其特征在于，所述电子阀(1)还包括用于吸收脉冲能量的电子元器件(9)。

12.根据权利要求11所述的电子阀，其特征在于，所述用于吸收脉冲能量的电子元器件(9)是二极管。

13.根据权利要求6所述的电子阀，其特征在于，所述电子阀用作涡轮增压发动机的压缩气体旁通阀。