CN110925124B - 一种低反跳高速电磁执行器 - Google Patents

Abstract

本发明在于提供一种低反跳高速电磁执行器，包括壳体、铁芯、密封树脂、线圈、衔铁、紧固螺母、圆盘板簧、弹簧垫片、复位弹簧、线圈骨架、导向套、衔铁芯、板簧室；壳体中心开有阶梯通孔，其中内置有铁芯、圆盘板簧和紧固螺母；铁芯为圆柱结构，其端面开设有环槽，中心打有盲孔，线圈绕制在线圈骨架上，布置在铁芯环槽中，盲孔中嵌有导向套，导向套中安装有复位弹簧、弹簧垫片以及衔铁芯；衔铁芯为圆柱凸台结构，大端与导向套配合，衔铁中心开有阶梯孔，衔铁套在衔铁芯小端上；圆盘板簧为瓣形结构，位于铁芯上方，通过紧固螺母将其与铁芯一起紧锁于壳体中。本发明具有高响应、低反跳、长寿命的特点，适用于柴油机电控燃油系统。

Description

一种低反跳高速电磁执行器

技术领域

本发明涉及一种电磁执行器，尤其是一种柴油机电控燃油系统用高速电磁执行器。

背景技术

随着柴油机电子控制技术的发展，电控燃油喷射系统已经逐步取代了机械式燃油喷射控制系统，成为柴油机燃油喷射控制的重要技术。目前，柴油机面临着日益严格的排放法规和降低燃油消耗率等要求，电子控制技术正是满足这些要求的重要手段。高速电磁执行器是柴油机电控燃油喷射系统的重要元件，通过其对燃油控制阀的开闭时刻及闭合时间长短来实现对喷油定时、喷油量及喷油规律进行精确、柔性地控制，进而提高柴油机经济性，降低排放。

而高速电磁执行器的强电磁力、动态响应特性及其多循环工作一致性是实现燃油系统高精度喷油定时、定量及灵活喷油规律的最主要特征。为满足电控燃油系统高响应的特性，常规高速电磁执行器衔铁在吸合或释放时必将以大的速度与阀座或限位装置进行猛烈撞击而出现大的反跳和振荡，影响控制阀实际开启或关闭时刻，进而影响燃油喷射的控制精度，同时长期工作将对阀座或限位装置造成损坏，影响其工作的一致性和寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低反跳的高速电磁执行器。

本发明的目的是这样实现的：本发明一种低反跳高速电磁执行器，其特征是：包括壳体、铁芯、密封树脂、线圈、衔铁、紧固螺母、圆盘板簧、弹簧垫片、复位弹簧、线圈骨架、导向套、衔铁芯、板簧室；壳体中心开有阶梯通孔，其中内置有铁芯、圆盘板簧和紧固螺母；铁芯为圆柱结构，其端面开设有环槽，中心打有盲孔，线圈绕制在线圈骨架上，布置在铁芯环槽中，并通过密封树脂对其进行密封，且密封树脂的端面低于铁芯端面，盲孔中嵌有导向套，导向套中安装有复位弹簧、弹簧垫片以及衔铁芯，且导向套端面高于铁芯端面；衔铁芯为圆柱凸台结构，大端与导向套配合，衔铁中心开有阶梯孔，衔铁套在衔铁芯小端上；圆盘板簧为瓣形结构，位于铁芯上方，通过紧固螺母将其与铁芯一起紧锁于壳体中。

本发明还可以包括：

1、导向套的外径大于衔铁中心阶梯孔小孔孔径、小于衔铁中心阶梯孔大孔孔径；

2、靠近工作气隙侧导向套高出铁芯主磁极的长度大于衔铁中心阶梯孔大孔的深度；

3、圆盘板簧外径小于壳体内径；

4、板簧室内充满可压缩油液。

本发明的优势在于：本发明的低反跳高速电磁执行器，采用了圆盘板簧和液力阻尼两级减振结构。线圈通电时，铁芯被磁化，产生电磁吸力，吸引衔铁带动衔铁芯向铁芯运动，当衔铁与导向套发生碰撞时，能有效通过圆盘板簧和衔铁与衔铁芯构成的液力阻尼两级减振结构进行能量耗散，降低吸合过程衔铁及衔铁芯的反跳程度；当线圈断电时，铁芯磁场消退，电磁吸力消失，在复位弹簧的作用下，衔铁芯带动衔铁返回初始位置，当衔铁芯到达初始位置发生碰撞时，同样可以通过衔铁与衔铁芯构成的液力阻尼减振结构进行能量耗散，降低释放过程衔铁及衔铁芯的反跳程度；有助于提高高速电磁执行器被控制阀的开关控制精度，进而提高电控燃油喷射系统喷油的控制精度，以及延长高速电磁执行器和控制阀的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中圆盘板簧的一般示图。

图3为本发明中衔铁的结构示意图。

图4为衔铁完全吸合后发生反跳的结构示意图。

图5为衔铁完全释放后发生反跳的结构示意图。

图中，1：壳体；2：铁芯；3：密封树脂；4：线圈；5：衔铁；6：紧固螺母；7：圆盘板簧；8：弹簧垫片；9：复位弹簧；10：线圈骨架；11：导向套；12：衔铁芯；13：铁芯端面；14：衔铁中心阶梯孔；15：吸合阻尼室；16：阻尼油道；17：衔铁中心阶梯孔大孔表面；18：释放阻尼室；19：板簧室。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述。

实施方式1：结合图1、图2、图3、图4和图5，本实施方式的组成包括壳体1、铁芯2、密封树脂3、线圈4、衔铁5、紧固螺母6、圆盘板簧7、弹簧垫片8、复位弹簧9、线圈骨架10、导向套11和衔铁芯12。壳体1中心开有阶梯通孔，上端攻有螺纹，其中安装有铁芯2、圆盘板簧7和紧固螺母6。铁芯2为软磁材料圆柱结构，其端面开设有环槽，中心打有盲孔，线圈4绕制在线圈骨架10上，布置在铁芯2的环槽中，并通过密封树脂3对其进行密封，且密封树脂3填充环槽的高度低于铁芯端面13，以避免热膨胀溢出环槽。铁芯2盲孔中嵌有导向套11，导向套11中安装有复位弹簧9、弹簧垫片8以及衔铁芯12，且导向套11端面高出铁芯端面13的长度h1大于衔铁中心阶梯孔14大孔的深度h2，以避免衔铁5与铁芯2碰撞，同时导向套11的外径R3大于衔铁5中心阶梯孔14小孔孔径R2、小于衔铁5中心阶梯孔14大孔孔径R1，以形成阻尼油道16。衔铁芯12为圆柱凸台结构，大端与导向套11配合，衔铁5开有中心阶梯孔14，衔铁5套在衔铁芯12小端上。圆盘板簧7为瓣形结构，且圆盘板簧外径小于壳体1内径，位于铁芯2上方，通过紧固螺母6将其与铁芯2一起紧锁于壳体1中。

图4和图5分别示出了衔铁完全吸合和完全释放后发生反跳的情况。当线圈4通电，产生作用于衔铁5上的电磁吸力足以克服复位弹簧9预紧力时，衔铁5带动衔铁芯12开始朝铁芯2端面13加速运动，当衔铁5完全吸合与导向套11发生碰撞时，由于圆盘板簧7的作用，此时发生的为非刚性碰撞，整个铁芯2向上运动并与壳体1的内表面摩擦，由于铁芯2质量较大且与壳体1接触面积也大，碰撞能量首先进行了一次大的耗散，同时可通过紧固螺母6对圆盘板簧7的预紧程度进行调节，以达到更好的碰撞能量衰减效果。其次衔铁芯12由于惯性作用继续压缩复位弹簧9，衔铁5发生反弹，向反方向运动，衔铁芯12与衔铁中心阶梯孔14大孔表面17分离，形成吸合阻尼室15，由于阻尼油道16的节流作用，吸合阻尼室15内的压力低于外界油液的压力，产生抑制衔铁5反弹和衔铁芯12继续运动的作用力，减弱衔铁5的反跳程度，减小衔铁芯12的振荡；当衔铁芯12再次与衔铁中心阶梯孔大孔表面17接触时，又将挤压吸合阻尼室15内的油液，衰减碰撞时的能量，减弱后续反跳的情况。当线圈4断电，作用于衔铁5上的电磁力逐渐消失，在复位弹簧9的作用下，衔铁芯12带动衔铁5开始往初始位置加速运动，当衔铁芯12到达初始位置发生碰撞时，衔铁5由于惯性作用继续运动，衔铁芯12发生反弹，向反方向运动，衔铁芯12与衔铁中心阶梯孔大孔表面17分离，形成释放阻尼室18，同样由于节流作用，释放阻尼室18内的压力低于外界油液的压力，产生抑制衔铁芯12反弹和衔铁5继续运动的作用力，减弱衔铁芯12的反跳程度；当衔铁芯12再次与衔铁中心阶梯孔大孔表面17接触时，又将挤压释放阻尼室18内的油液，衰减碰撞时的能量，减弱后续反跳的情况；有助于提高高速电磁执行器被控制阀的开关控制精度，进而提高电控燃油喷射系统喷油的控制精度，以及延长高速电磁执行器和控制阀的使用寿命。

实施方式2：在实施方式1的基础上，将板簧室19内充满可压缩油液，进一步快速衰减衔铁5与导向套11碰撞的能量，减小衔铁芯12的反跳和振荡。

以上所述仅为本发明的部分具体实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种低反跳高速电磁执行器，其特征是：包括壳体、铁芯、密封树脂、线圈、衔铁、紧固螺母、圆盘板簧、弹簧垫片、复位弹簧、线圈骨架、导向套、衔铁芯、板簧室；所述壳体中心开有阶梯通孔，其中内置有铁芯、圆盘板簧和紧固螺母；所述铁芯为圆柱结构，其端面开设有环槽，中心打有盲孔，线圈绕制在线圈骨架上，布置在铁芯环槽中，并通过密封树脂对其进行密封，且密封树脂填充环槽的高度低于铁芯端面；铁芯盲孔中嵌有导向套，所述导向套中安装有复位弹簧、弹簧垫片以及衔铁芯，且导向套端面高出铁芯端面的长度大于衔铁中心阶梯孔大孔的深度，同时导向套的外径大于衔铁中心阶梯孔小孔孔径、小于衔铁中心阶梯孔大孔孔径；所述衔铁芯为圆柱凸台结构，大端与导向套配合，衔铁中心开有阶梯孔，衔铁套在衔铁芯小端上；所述圆盘板簧为瓣形结构，且圆盘板簧外径小于壳体内径，位于铁芯上方，通过紧固螺母将其与铁芯一起紧锁于壳体中。

2.根据权利要求1所述的低反跳高速电磁执行器，其特征是：所述板簧室内充满可压缩油液。

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