CN106439170A - 用于汽车发动机可变气门正时系统的电磁体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于汽车发动机可变气门正时系统的电磁体，包括同轴设置的阀芯组件、基座、隔磁内罩和电磁线圈部；所述电磁线圈部包括骨架和线圈，所述骨架套设在所述隔磁内罩外，所述线圈缠绕在骨架上；所述阀芯组件和所述基座沿轴向设在所述隔磁内罩中；所述阀芯组件包括阀芯和连接在阀芯上的顶杆；所述基座靠近所述阀芯的一端为具有外锥面的锥部，且设置有用于收容所述阀芯的收容部，所述基座的轴心还设置有导向通孔，所述顶杆可滑动的设置在所述导向通孔中。本发明提供额用于汽车发动机可变气门正时系统的电磁体防止了阀芯动作时的卡顿现象，平稳度高，电磁阀开合转换顺畅。
Description
技术领域
本发明涉及汽车发动机中的可变气门正时技术(VVT)领域，具体的是一种电磁体。
背景技术
VVT即可变气门正时技术，就是在特定的发动机工况下，通过控制进气门开启角度提前和延迟来调节进排气量和时刻和改变气门重叠角的大小，来实现增大进气充量和效率，更好的组织进气涡流，调节气缸爆发压力与残余废气量，来获得发动机功率，扭矩，排放，燃油经济性，舒适性等综合性能的改善，从而解决传统固定配气相位发动机的各项性能指标之间相互制约的技术矛盾。
VVT系统中电磁阀的阀芯随着所供电流的变化而移动。电磁阀运作的原理就是阀芯上装一个电磁铁，当电磁铁线圈通电时，阀芯被吸起、阀被打开，当没电时、阀芯自动关闭。它的主要作用是调节控制进入VVT两腔机油的量。在现有的VVT电磁阀技术中，现有用于VVT系统中的电磁阀能够实现阀的打开和关闭，但在开与合互相交替过程中不平稳性，发动机在进行切换时有明显的卡顿，降低操作舒适度，且长期以往对整个电磁阀阀芯部件造成不可逆的损伤。
发明内容
本发明为解决现有VVT系统中电磁阀中电磁体部分的设计缺陷导致的平稳性差问题，旨在提出一种平稳度高的用于汽车发动机可变气门正时系统的电磁体。
现有技术中电磁阀包括两个部分，即电磁体部分和阀体部分，发明人经过长期研究发现，电磁阀动作卡顿、不平稳的原因是主要是磁场分布不均，在基座靠近阀芯的一端为垂直于轴线的端面，磁力线经过该端面时，磁阻较大，导致电磁力降低，阀芯运动到此处时发生卡顿现象。
本发明提供用于汽车发动机可变气门正时系统的电磁体，包括同轴设置的阀芯组件、基座、隔磁内罩和电磁线圈部；所述电磁线圈部包括骨架和线圈，所述骨架套设在所述隔磁内罩外，所述线圈缠绕在骨架上；所述阀芯组件和所述基座沿轴向设在所述隔磁内罩中；
所述阀芯组件包括阀芯和连接在阀芯上的顶杆；所述基座靠近所述阀芯的一端为具有外锥面的锥部，且设置有用于收容所述阀芯的收容部，所述基座的轴心还设置有导向通孔，所述顶杆可滑动的设置在所述导向通孔中。
进一步地，所述锥部的锥面角度为30°到60°。
进一步地，所述锥面部的锥面角度为50.5°。
进一步地，所述阀芯沿轴向移动的最大行程为3毫米到6毫米之间。
进一步地，所述阀芯沿轴向移动的最大行程为4毫米。
进一步地，所述顶杆远离所述阀芯的一端设置有钢球。
进一步地，所述基座远离所述阀芯的一端设有外延基座部，所述隔磁内罩远离所述阀芯的一端设有外延內罩部，所述外延內罩部夹在所述骨架和所述外延基座部之间，所述外延內罩部和所述外延基座部之间设置有密封圈。
进一步地，所述阀芯的材料为纯铁，所述顶杆的材料为不锈钢。
本发明提供用于汽车发动机可变气门正时系统的电磁体，包括同轴设置的阀芯组件、基座、隔磁内罩和电磁线圈部。所述阀芯组件包括阀芯和连接在阀芯上的顶杆。线圈通电后，阀芯和基座被磁化，且磁极方向一致，阀芯和基座相向的一端的磁极方向相反，从而相互吸和，阀芯带动顶杆向基座方向移动。本申请中，所述基座靠近所述阀芯的一端为具有外锥面的锥部，阀芯和基座的表面形成的磁力线经过锥部的外锥面，从阀芯平滑的过度到基座上，磁阻小，磁力均匀，防止了阀芯动作时的卡顿现象，进而使电磁阀得开合转换更加顺畅。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明一实施例中电磁体的轴向剖视图；
图2为图1中隔磁內罩的结构示意图；
图3为图1中基座的结构示意图；
图4为根据发明人的研究得出的顶杆移动距离和电磁力的对应关系图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
参照图1和图3，在一实施例中，本发明提供用于汽车发动机可变气门正时系统的电磁体，包括同轴设置的阀芯组件1、基座2、隔磁内罩3和电磁线圈部4；所述电磁线圈部4包括骨架41和线圈42，所述骨架41套设在所述隔磁内罩3外，所述线圈42缠绕在骨架41上；所述阀芯组件1和所述基座2沿轴向设在所述隔磁内罩3中；
所述阀芯组件1包括阀芯11和连接在阀芯11上的顶杆12；所述基座2靠近所述阀芯11的一端为具有外锥面的锥部21，且设置有用于收容所述阀芯11的收容部24，所述基座2的轴心还设置有导向通孔2211，所述顶杆12可滑动的设置在所述导向通孔2211中。
线圈42通电后，阀芯11和基座2被磁化，且磁极方向一致，阀芯11和基座2相向的一端的磁极方向相反，从而相互吸和，阀芯11带动顶杆12向基座2方向移动。本申请中，所述基座2靠近所述阀芯11的一端为具有外锥面的锥部21，阀芯11和基座2的表面形成的磁力线经过锥部21的外锥面，从阀芯11平滑的过度到基座2上，磁阻小，磁力均匀，防止了阀芯11动作时的卡顿现象，进而使电磁阀得开合转换更加顺畅。
具体的，所述基座2包括一体连接成型的锥部21、中间部22和外延基座部23，所述中间部22设有径向支撑部221，所述径向支撑部221的中部设有导向通孔2211，所述顶杆12插接入导向通孔2211内，阀芯11右端面的轴线设置有中心孔，顶杆12的左端通过过盈压装入所述阀芯11的中心孔内。
所述隔磁内罩3为中空壳体且左端封闭，所述隔磁内罩3包括沿轴向依次连接的左罩部31、中间锥面部32、右罩部33和外延内罩部34。中间锥面部32与基座2锥部21的外锥面贴合，所述左罩部31内有第一空腔，第一空腔与基座2的收容部24组成阀芯11的运行通道。
通过左罩部的第一空腔和基座2的收容部24对阀芯11的导向以及导向通孔2211对顶杆12的导向，实现了阀芯11和顶杆12即阀芯组件1的轴向同心，同时实现了阀芯11在第一空腔和第二空腔内做往复运动时的力压平衡，结合基座2的锥部21设计，使电磁线圈部4输出的磁场尽可能呈现水平特性，并趋于稳定，进而使电磁阀得开合转换更加顺畅。
为了进一步的增加电磁阀开合的顺畅性，本实施例中骨架41与基座2锥部21对应的位置设有与所述锥部21锥角相同的内锥面。
发明人经过多年的试验研究发现，锥部21的锥面角度为30°到60°时，电磁阀运行到锥部21时的卡顿现象明显减小，尤其当锥度为50.5°时，最为平顺。
进一步地，发明人还发现，阀芯组件1的工作气隙(阀芯11的最大行程)也是影响电磁阀开合动作平稳性的一个关键原因。工作气隙的大小之间影响电磁力的大小，如果电磁力过小，会使阀芯11动作不灵敏或无法动作。参照图4，申请人在电磁体的顶杆上增加模拟工作状态的负载压力后，改变线圈上通电的占空比，调节顶杆的移动行程，图中表示不同占空比下，顶杆移动距离和电磁力的对应值，当移动距离为4毫米时，电磁力达到最大值，与负载压力相同，小于3毫米时，电磁力较小，可能造成无法推动电磁阀阀芯。因此，工作气隙可选用3毫米到6毫米之间时，获得较佳的行程距离和电磁力，尤其当工作气隙为4毫米时，电磁力达到最大值。
因此本实施例中，基座2锥部21的锥度为50.5°，阀芯组件1的工作气隙为4毫米。
进一步地，所述顶杆12远离所述阀芯11的一端设置有钢球13。
本申请的电磁体主要用于液压阀，为了防止液压油进入电磁铁内部，所述基座2远离所述阀芯11的一端设有外延基座部23，所述外延內罩部夹在所述骨架41和所述外延基座部23之间，所述外延內罩部和所述外延基座部23之间设置有密封圈。通过外延內罩部和基座2夹紧密封圈，从而防止液压油进入阀芯组件1，影响阀芯组件1的动作，损坏电磁铁。
进一步地，所述阀芯11的材料为纯铁，所述顶杆12的材料为不锈钢。材料的选择让阀芯组件1具备更高的磁感应灵敏度，通过冲压和粉冶等工艺制成，制造成本低，可以经济的实现量产。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (8)
1.用于汽车发动机可变气门正时系统的电磁体，其特征在于，包括同轴设置的阀芯组件、基座、隔磁内罩和电磁线圈部；所述电磁线圈部包括骨架和线圈，所述骨架套设在所述隔磁内罩外，所述线圈缠绕在骨架上；所述阀芯组件和所述基座沿轴向设在所述隔磁内罩中；
所述阀芯组件包括阀芯和连接在阀芯上的顶杆；所述基座靠近所述阀芯的一端为具有外锥面的锥部，且设置有用于收容所述阀芯的收容部，所述基座的轴心还设置有导向通孔，所述顶杆可滑动的设置在所述导向通孔中。
2.根据权利要求1所述的用于汽车发动机可变气门正时系统的电磁体，其特征在于，所述锥部的锥面角度为30°到60°。
3.根据权利要求2所述的用于汽车发动机可变气门正时系统的电磁体，其特征在于，所述锥面部的锥面角度为50.5°。
4.根据权利要求1所述的用于汽车发动机可变气门正时系统的电磁体，其特征在于，所述阀芯沿轴向移动的最大行程为3毫米到6毫米之间。
5.根据权利要求4所述的用于汽车发动机可变气门正时系统的电磁体，其特征在于，所述阀芯沿轴向移动的最大行程为4毫米。
6.根据权利要求1所述的用于汽车发动机可变气门正时系统的电磁体，其特征在于，所述顶杆远离所述阀芯的一端设置有钢球。
7.根据权利要求1所述的用于汽车发动机可变气门正时系统的电磁体，其特征在于，所述基座远离所述阀芯的一端设有外延基座部，所述隔磁内罩远离所述阀芯的一端设有外延內罩部，所述外延內罩部夹在所述骨架和所述外延基座部之间，所述外延內罩部和所述外延基座部之间设置有密封圈。
8.根据权利要求1所述的用于汽车发动机可变气门正时系统的电磁体，其特征在于，所述阀芯的材料为纯铁，所述顶杆的材料为不锈钢。
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