CN106090266B - 一种电磁阀及该电磁阀的气隙控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电磁控制技术领域，提供一种电磁阀及该电磁阀的气隙控制方法。其中，该电磁阀包括阀座和阀芯，阀芯在磁控单元和复位单元的作用下相对阀座运动，并关闭或开启电磁阀；阀芯包括衔铁和阀杆，衔铁上设置有装配孔，阀杆的第一端插入装配孔中并与装配孔之间过盈配合。该电磁阀只需要调整阀芯中阀杆位于衔铁外的长度，就可以使得阀芯适应不同尺寸的阀座，其不需要设置多组阀杆和对阀杆的端面进行磨削，并且不需要借助标准测量杆来选择合适长度的阀杆，从而其生产效率高且成本低。此外，由于阀杆的第一端插入到衔铁中，不存在衔铁端面和阀杆端面的接触部磨损的问题，因此该电磁阀的性能稳定、可靠性高。

Description

一种电磁阀及该电磁阀的气隙控制方法

技术领域

本发明涉及电磁控制技术领域，尤其涉及一种电磁阀及该电磁阀的气隙控制方法，更加具体为一种适用于汽车防抱死制动系统或者车身电子稳定控制系统中的常开电磁阀，及该电磁阀的气隙控制方法。

背景技术

针对传统电磁阀的一种常规结构如图1所示，其包括衔铁1、阀套2、阀杆3、阀壳4、复位弹簧5和固定座6。衔铁1和阀杆3组成阀芯，阀壳4和固定座6组成阀座，且阀芯可相对所述阀座运动，从而当阀芯运动到阀座的不同位置时，可以关闭或者开启电磁阀。

具体地，阀杆3包含第一密封部3-1，固定座6包含与所述第一密封部3-1配合的第二密封部6-1。衔铁1位于阀套2中，并可沿着阀套2导向方向滑动；阀杆3可沿着阀壳4导向方向滑动；阀套2套装于阀壳4之外，且阀套2与阀壳4之间通过焊接形成液压密封和固定联接；阀壳4与固定座6通过铆压部4-1固定联接，复位弹簧5安装在阀杆3与固定座6之间。

通常情况下，阀杆3在复位弹簧5的作用下使得第一密封部3-1离开第二密封部6-1，此时电磁阀处于开启状态。当电磁线圈(图1中未示出)通电时，衔铁1在电磁力的作用下推动阀杆3，并克服复位弹簧5的弹力向下运动，使得第一密封部3-1与第二密封部6-1紧密接触形成液压密封，此时电磁阀关闭。

其中，电磁阀关闭的响应速度、关闭后的密封可靠性，极大程度上取决于电磁力的大小。尤其是采用线性控制策略的电磁阀，对电磁力大小一致性要求很高。而电磁力对气隙G值非常敏感，气隙G的微量变动会引起电磁力的很大变化，一般气隙G的误差值要求控制在0.03mm以内，所以在电磁阀的装配制造过程中，如何控制好气隙G非常重要。其中，气隙G请参见图1，指代的是衔铁1和阀壳4之间的间隙。

其中，电磁阀开启状态下的气隙值为G_o，而电磁阀关闭状态下的气隙值为G_c。电磁阀装配时先对阀杆3、固定座6和阀壳4进行组装从而确定G_c。然后再对阀套2与阀壳4的配合进行组装，阀套2相对阀壳4的位置确定了电磁阀的行程值S。又由于G_o和G_c的差值S也即电磁阀的行程值S(衔铁1或者阀杆3的滑动范围)，也即行程值S＝G_o-G_c。由此可知在G_c确定的基础上，只需要控制电磁阀的行程值S，就可以确定G_o的大小。显然，行程值S是比较好控制的，由此电磁阀的气隙值的控制主要在于对G_c的控制。

图1中电磁阀，其G_c值的控制方法如下：先根据阀杆3的长度值L对阀杆3进行分组。其中阀杆3的结构请进一步参见图2，包括上端的端平面3-2和下端的第一密封部3-1。然后，针对不同阀座(也即固定座6与阀壳4的组合)，选择特定分组的阀杆3进行组装，从而通过合适长度的阀杆3控制G_c。其中，不同长度值L的阀杆3一般通过对阀杆3的端平面3-2进行平面磨削加工得到。

上述G_c控制方法存在的问题是：

一、阀杆分组繁多且生产、库存管理困难；

一般对阀座的相关制造累积误差使得所需阀杆3的长度值L的浮动范围为0.3mm以上，而G_c值公差要控制在0.03mm以内。为保证装配效率和精度，阀杆3的分组间距最大不超0.03mm/3＝0.01mm。当然，分组间距越小越能保证装配效率和精度，例如组间距为0.03mm/10＝0.003mm。但是显然，分组间距越小导致阀杆3的加工越难，从而提高了阀杆加工成本、降低了阀杆加工效率。

即使阀杆3的分组间距为0.01mm，此时阀杆的分组数A(A＝0.3/0.01)也达到30组。并且阀杆3的生产备料一般的要达到订单量的5倍以上才能满足装配需要。而如此多的分组导致阀组3生产现场管理困难，不利于自动化生产；而人工择取阀杆3的话又容易错取和混料，也不利于阀组的库存管理和电磁阀装配效率的提高。

二、阀杆额外的平面磨削工序增加生产成本；

电磁阀的装配制造必须在恒温恒湿的洁净车间进行，而会产生粉尘的阀杆3的磨削工位必须另辟场地来设置。且磨削后的阀杆3需再次清洗才能进入洁净车间，而且阀杆3的数十个的分组也导致清洗工序复杂化。同时，磨削后的阀杆3，其端平面3-2边缘会产生毛刺，需设置去毛刺工序来清除。再者，针对细长形状的阀杆3很难设计出能兼顾磨削精度和加工效率的夹具。

三、阀杆的匹配组装效率低；

在择取阀杆3的过程中，先用已知长度的标准测量杆代替阀杆3放入阀座中，测量出该种情况下电磁阀关闭时的气隙值G_c1，根据气隙值G_c1与目标气隙值G_c目标的偏差选择合适分组的阀杆3进行电磁阀组装，最后再复测气隙值G_c2，确认此时的G_c2值是否合格。由于阀杆3上的第一密封部3-1的轮廓存在一定范围内的误差值，且阀杆3与标准测量杆相应位置的轮廓有误差，导致无法一次性选择出合适的阀杆3，从而往往需要重复多次“测量G_c1→选取阀杆3→复测G_c2”的步骤。

四、电磁阀的性能不稳定和可靠性不高；

由于阀杆3与衔铁1是可相对运动的，且阀杆3与衔铁1的接触部分的端平面较小，导致气隙G_c不恒定，电磁阀特性不确定。

通常阀杆3材质为钢或者塑料，衔铁1为含碳量较低的软铁材质且经过磁性退火处理。无论哪种阀杆3和衔铁1的材料组合，在电磁阀反复开启关闭作用下，阀杆3和衔铁1的接触部分都容易被磨损，从而导致气隙G_c变小，电磁阀寿命不高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是：提供一种电磁阀及该电磁阀的气隙控制方法，解决现有电磁阀存在的阀杆分组繁多且生产、库存管理困难，阀杆额外的平面磨削工序增加生产成本，阀杆的匹配组装效率低，以及电磁阀的性能不稳定和可靠性不高的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电磁阀，包括阀座和阀芯，所述阀芯在磁控单元和复位单元的作用下相对所述阀座运动，并关闭或开启所述电磁阀；所述阀芯包括衔铁和阀杆，所述衔铁上设置有装配孔，所述阀杆的第一端插入所述装配孔中并与所述装配孔之间过盈配合。

优选地，所述阀杆第一端包括收缩的台阶轴端，且所述台阶轴端完全插入所述装配孔中。

优选地，所述装配孔为通孔。

优选地，所述装配孔包括同轴设置的调整孔段和安装孔段，所述调整孔段的孔径大于所述安装孔段的孔径，且所述阀杆的第一端插入所述安装孔段中。

优选地，所述阀杆上设置有位于所述衔铁外的环槽。

优选地，所述阀座包括阀壳以及端部插入所述阀壳中的固定座，所述阀壳与所述固定座之间过盈配合；所述阀壳上设置有导向孔，所述阀杆的第二端插入所述导向孔中并可沿着所述导向孔的轴向运动；所述阀杆的第二端设置有第一密封部，所述固定座上设置有与所述第一密封部配合的第二密封部，且所述阀杆沿着所述导向孔运动时，所述第一密封部和所述第二密封部密封连接或者分离。

优选地，所述复位单元为套设在所述阀杆上的复位弹簧；所述导向孔包括靠近所述衔铁一侧的扩孔段，所述复位弹簧设置在所述扩孔段中，且所述衔铁朝所述阀壳运动时挤压所述复位弹簧。

本发明针对上述电磁阀提供一种电磁阀的气隙控制方法，包括以下步骤：

S1、将阀芯的阀杆和衔铁初步装配好，测量此时阀杆位于衔铁外的长度为h₁；

S2、将初步装配好的阀芯安装到阀座上，测量电磁阀关闭状态下的气隙值G_c1；

S3、计算气隙值G_c1和目标气隙值G_c目标之间的差值Δ；

S4、根据差值Δ调整阀杆位于衔铁外的长度，使得此时阀杆位于衔铁外的长度h_目标＝h₁-(G_c1-G_c目标)。

优选地，所述S2中气隙值G_c1的测量过程包括以下步骤：

S201、在衔铁和阀座之间设置厚度为M的标准测量块，并测得此时电磁阀的总高度H₁；

S202、去掉标准测量块，并测得此时电磁阀的总高度H₂；

S203、计算气隙值G_c1＝H₂+M-H₁。

优选地，所述S4中，采用电子压力机调整阀杆位于衔铁外的长度。

(三)有益效果

本发明的技术方案具有以下优点：本发明的电磁阀，包括阀座和阀芯，所述阀芯在磁控单元和复位单元的作用下相对所述阀座运动，并关闭或开启所述电磁阀；所述阀芯包括衔铁和阀杆，所述衔铁上设置有装配孔，所述阀杆的第一端插入所述装配孔中并与所述装配孔之间过盈配合。该电磁阀只需要调整阀芯中阀杆位于衔铁外的长度，就可以使得阀芯适应不同尺寸的阀座，其不需要设置多组阀杆和对阀杆的端面进行磨削，并且不需要借助标准测量杆来选择合适长度的阀杆，从而其生产效率高且成本低。此外，由于阀杆的第一端插入到衔铁中，不存在衔铁和阀杆的接触部磨损的问题，因此该电磁阀的性能稳定、可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的电磁阀的结构示意图；

图2是现有技术的阀杆的结构示意图；

图3是实施例的电磁阀的结构示意图；

图4是实施例的电磁阀的阀芯的结构示意图；

图5和图6是气隙值的测量过程示意图；

图中：1、衔铁；1-1、装配孔；2、阀套；3、阀杆；3-1、第一密封部；3-2、端平面；3-3、台阶轴端；3-4、环槽；4、阀壳；4-1、铆压部；5、复位弹簧；6、固定座；6-1、第二密封部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参见图3，本实施例的电磁阀，包括阀座和阀芯。其中，阀芯在磁控单元和复位单元的作用下相对所述阀座运动，以实现电磁阀的关闭和开启。图3中，当阀芯向下运动时，可最终关闭电磁阀；当阀芯向上运动时，可最终开启阀芯。其中，阀芯包括衔铁1和阀杆3，且在衔铁1上设置有装配孔1-1。阀杆3的上端插入到装配孔1-1中并与装配孔1-1之间过盈配合，从而阀杆3和衔铁1之间固定连接。

本实施例的电磁阀，只需要调整阀芯中阀杆3位于衔铁1外的长度，就可以使得阀芯适应不同尺寸的阀座，其不需要设置多组阀杆3和对阀杆3的端面进行磨削，并且不需要借助标准测量杆来选择合适长度的阀杆3，从而其生产效率高且成本低。此外，由于阀杆3的第一端插入到衔铁1中，不存在衔铁1端面和阀杆3端面的接触部磨损的问题，因此该电磁阀的性能稳定、可靠性高。

需要说明的是，附图中未体现出磁控单元。本实施例中磁控单元优选包括电磁线圈，并通过给电磁线圈通电，从而给衔铁1施加电磁力，使得衔铁1在电磁力作用下带动阀杆3运动，最终实现电磁阀的关闭。当然，磁控单元可以采用任何现有技术中公开的形式，此处不进行赘述。

阀芯的结构请参见图4，其中阀杆3的上端设置有收缩的台阶轴端3-3，且所述台阶轴端3-3完全插入所述装配孔1-1中。其中，“收缩的台阶轴端3-3”指的是轴端的尺寸小于阀杆3本体的尺寸。此处，台阶轴端3-3的尺寸小于阀杆3本体的尺寸，可以保证阀杆3除了受到装配孔1-1的轴向摩擦力之外，还在轴肩位置处受到过盈力，从而确保阀杆3不会因电磁阀关闭产生的冲击而位移。

请进一步参见图4，阀杆3上设置有位于衔铁1外的环槽3-4，该环槽3-4的设置可以便于阀芯的安装。具体地，在将阀杆3安装到衔铁1中时，该环槽3-4可以作为阀杆3压入衔铁1时候的受力点。当然需要说明的是，为了方便阀芯的安装，除了设置作为受力点的环槽3-4之外，还可以设置其它形式的槽或者孔，或者还可以设置凸起等。

图4中，装配好以后的阀芯，其阀杆3位于衔铁1外的那部分从长度用h表示。

此外，从图4中可知，衔铁1上的装配孔1-1优选采用通孔，从而便于加工。

在此基础上，图4中装配孔1-1包括同轴设置的调整孔段和安装孔段。其中，调整孔段的孔径大于安装孔段的孔径，且阀杆3的上端插入安装孔段中。显然，调整孔的设置可以用于调整安装孔的长度。

除此以外，从图3中可知，本实施例的阀座包括阀壳4以及固定座6。其中，固定座6的上端插入阀壳4下端，且固定座6与阀壳4之间过盈配合。其中，阀壳4上设置有导向孔，阀杆3的下端插入导向孔中并可沿着导向孔的轴向运动。阀杆3的下端设置有第一密封部3-1，固定座6上设置有与第一密封部3-1配合的第二密封部6-1。当阀杆3沿着导向孔向下运动时，第一密封部3-1和第二密封部6-1密封连接，从而实现电磁阀的关闭；当阀杆3沿着导向孔向上运动时，第一密封部3-1和第二密封部6-1密封分离，从而实现电磁阀的开启。

显然，阀座的形式不受附图3的限制，其只要能和本实施例中的阀芯配合以实现电磁阀的关闭和开启即可。例如，阀座的阀壳4和固定座6之间并不一定要采用过盈配合的形式，其还可以采用卡接、焊接、铆接等任意形式。

在上述基础上，本实施例的复位单元为套设在所述阀杆3上的复位弹簧5。

请进一步参见图3，导向孔包括位于上侧的扩孔段，也即扩孔段靠近衔铁1一侧。复位弹簧5设置在扩孔段中，从而衔铁1在磁控单元下朝阀座运动时会挤压复位弹簧5。一旦磁控单元对衔铁1的电磁力撤销时，衔铁1受到复位弹簧5的弹力作用带动阀杆3朝着远离阀座的方向运动，最终使得阀杆3上的第一密封部3-1和阀座上的第二密封部6-1分离，实现电磁阀的开启。需要说明的是，复位弹簧5的形式不构成对复位单元的限制，只要可以实现阀杆3和衔铁1的复位，任意形式的复位单元都应当包含在本实施例中。

并且，从图3中可知，在衔铁1和阀壳4外侧固定有阀套2。衔铁1位于阀套2中，并可沿着阀套2导向方向滑动；阀套2套装于阀壳4之外，且阀套2与阀壳4之间通过焊接形成液压密封和固定联接。其中，阀套2和阀壳4之间可以采用过盈配合、间隙配合或者是过渡配合。

本实施例的电磁阀，其利于产线自动化，并且可以减少生产工序。

基于上述电磁阀，本实施例还提供一种电磁阀的气隙控制方法，包括以下步骤：

S1、将阀芯的阀杆3和衔铁1初步装配好，测量此时阀杆3位于衔铁1外的长度，用h₁表示；

S2、将初步装配好的阀芯安装到阀座上，测量电磁阀关闭状态下的气隙值G_c1；

S3、计算气隙值G_c1和目标气隙值G_c目标之间的差值Δ；

S4、根据差值Δ调整阀杆3位于衔铁1外的长度，使得此时阀杆3位于衔铁1外的长度h_目标＝h₁-(G_c1-G_c目标)。

其中，S2中，直接对G_c1进行测量可能其测量精度并不高，因此本实施例提出一种间接测量G_c1的方法，请参见图5和图6，具体包括以下步骤：

S201、在衔铁1和阀座之间设置厚度为M的标准测量块，并测得此时电磁阀的总高度H₁；

S202、去掉标准测量块，并测得此时电磁阀的总高度H₂；

S203、计算气隙值G_c1＝H₂+M-H₁。从图5和图6中可知，标准测量块设置在衔铁1下方、阀壳4上方。

需要说明的是，测量气隙G_c1的方法的S201～S203所述中涉及的电磁阀总高度尺寸(H1、H2)部分，其还可以用其它尺寸代替，只要该尺寸包括了衔铁1下端面和阀壳4上端面之间的区段尺寸即可。

此外，S4中，基于差值Δ对阀芯进行精装配，得到满足要求的阀芯。并且，一般采用电子压力机调整阀杆3位于衔铁1外的长度。

本实施例中，分粗装和精装两个步骤来精确控制阀芯中阀杆相对衔铁1的位置，从而保证电磁阀气隙值。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种电磁阀，包括阀座和阀芯，所述阀芯在磁控单元和复位单元的作用下相对所述阀座运动，并关闭或开启所述电磁阀；其特征在于，所述阀芯包括衔铁和阀杆，所述衔铁上设置有装配孔，所述阀杆的第一端插入所述装配孔中并与所述装配孔之间过盈配合；所述阀座包括阀壳以及端部插入所述阀壳中的固定座，所述阀壳与所述固定座之间过盈配合；所述阀壳上设置有导向孔，所述阀杆的第二端插入所述导向孔中并可沿着所述导向孔的轴向运动；所述阀杆的第二端设置有第一密封部，所述固定座上设置有与所述第一密封部配合的第二密封部，且所述阀杆沿着所述导向孔运动时，所述第一密封部和所述第二密封部密封连接或者分离；所述复位单元为套设在所述阀杆上的复位弹簧；所述导向孔包括靠近所述衔铁一侧的扩孔段，所述复位弹簧设置在所述扩孔段中，且所述衔铁朝所述阀壳运动时挤压所述复位弹簧。

2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述阀杆第一端包括收缩的台阶轴端，且所述台阶轴端完全插入所述装配孔中。

3.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述装配孔为通孔。

4.根据权利要求3所述的电磁阀，其特征在于，所述装配孔包括同轴设置的调整孔段和安装孔段，所述调整孔段的孔径大于所述安装孔段的孔径，且所述阀杆的第一端插入所述安装孔段中。

5.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述阀杆上设置有位于所述衔铁外的环槽。

6.一种针对权利要求1至5任意一项所述的电磁阀的气隙控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将阀芯的阀杆和衔铁初步装配好，测量此时阀杆位于衔铁外的长度为h₁；

S2、将初步装配好的阀芯安装到阀座上，测量电磁阀关闭状态下的气隙值G_c1；

S3、计算气隙值G_c1和目标气隙值G_c目标之间的差值Δ；

S4、根据差值Δ调整阀杆位于衔铁外的长度，使得此时阀杆位于衔铁外的长度h_目标＝h₁-(G_c1-G_c目标)。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述S2中气隙值G_c1的测量过程包括以下步骤：

S201、在衔铁和阀座之间设置厚度为M的标准测量块，并测得此时电磁阀的总高度H₁；

S202、去掉标准测量块，并测得此时电磁阀的总高度H₂；

S203、计算气隙值G_c1＝H₂+M-H₁。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述S4中，采用电子压力机调整阀杆位于衔铁外的长度。