CN110966449A - 一种智能控制比例电磁阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种智能控制比例电磁阀装置。该电磁阀装置中置入电路板，包括线圈、衔铁、顶杆、阀芯、外壳、底座和弹簧；阀芯包括礼帽型壳体和多段型筒件；顶杆依次穿过礼帽型壳体的中孔和衔铁的顶杆槽，并且与礼帽型壳体过盈配合；礼帽型壳体的内壁嵌入多段型筒件外壁的缺口；衔铁的外壁设置在多段型筒件的多段型筒件内壁内；线圈缠绕在套在礼帽型壳体的外部的线圈骨架上；礼帽型壳体、多段型筒件和线圈骨架均设置在外壳内；弹簧的下端与衔铁套在顶杆上。本发明是一种智能控制比例电磁阀装置，该电磁阀装置具有容易制造、可靠耐用的线圈骨架支承结构和衔铁运动导向结构；衔铁倒斜角与阀芯平底楔形壁面相互作用优化线圈磁场，提高电磁力水平性。

Description

一种智能控制比例电磁阀装置

技术领域

本发明属于机动车领域，具体的说是一种智能控制比例电磁阀装置。

背景技术

在汽车保有量越来越大的环境下，车企均面对日益严格的油耗与排放法规，智能比例电磁阀作为双离合变速器的重要部分，对车辆变速箱换挡机构起到精确控制作用，能够有效提高整车机械效率和降低燃油消耗率，对排放、经济性、操控性均有较大提升；

现有专利(CN106795850A)中公开了一种比例电磁阀结构，其中衔铁构造为沉入式衔铁并且与推杆连接，推杆与阀活塞机械耦合，最终推动阀活塞轴向运动，并根据阀活塞的轴向位置来预给定通过所述阀的限定流量，其中线圈体具有内周面，衔铁通过该内周面受支承，不需要支撑套筒形式的支撑体，但该申请所述电磁阀结构结构存在加工工艺、材料性能要求高，线圈体在温度冲击下失效变形可能性较大，可靠性及使用寿命存在缺陷。

专利(US20040056227A1)公开了一种比例压力调节阀，其中包括衔铁、衔铁杆、线圈、阀芯、外壳、弹簧等，其中该比例电磁阀具有至少两个阀芯，与周围形成两个间隙用于调节电磁力，且两个间隙可以独立进行调整，间隙1由线圈电流进行调节大小，间隙2通过液压回路负载需求成比例地压力调节；但该申请所述比例压力调节阀拥有两级阀芯，依靠电磁力、液压力调压，控制难度大且响应慢；较多的机械结构增加了装配难度。

此外，两种方案均没有植入智能芯片，需要外部提供算法，增加了整车ECU的复杂性。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能控制比例电磁阀装置，该电磁阀装置具有容易制造、可靠耐用的线圈骨架支承结构和衔铁运动导向结构；衔铁倒斜角与阀芯平底楔形壁面相互作用优化线圈磁场，提高电磁力水平性；比例电磁阀自带控制程序电路板，只需要ECU下达最简单指令，降低了ECU复杂度，解决了现有比例电磁阀存在的上述问题。

本发明技术方案结合附图说明如下：

一种智能控制比例电磁阀装置，该电磁阀装置中置入电路板8，该装置包括线圈1、衔铁2、顶杆3、阀芯11、外壳6、底座7和弹簧9；所述阀芯11包括礼帽型壳体4和多段型筒件5；所述线圈1、衔铁2、顶杆3、阀芯11、外壳6均设置在底座7上；所述顶杆3依次穿过礼帽型壳体4的中孔和衔铁2的顶杆槽20，并且与礼帽型壳体4过盈配合；所述礼帽型壳体4的内壁嵌入多段型筒件5外壁的缺口；所述衔铁2的外壁设置在多段型筒件5的多段型筒件内壁18内；所述线圈1缠绕在套在礼帽型壳体4的外部的线圈骨架12上；所述礼帽型壳体4、多段型筒件5和线圈骨架12均设置在外壳6内；所述弹簧9的下端与衔铁2的上端面相接触，并且套在顶杆3上。

所述多段型筒件5由区段一14、区段二15、区段三16一体焊接成型；所述区段一14、区段二15、区段三16的多段型筒件内壁18直径相同；所述区段一14、区段三16的外径均小于区段二15的外径，且区段一14、区段二15、区段三16之间由直角过渡；所述多段型筒件5的底部开有底部圆孔26，所述底部圆孔26与底座7的底座油槽27相连；所述多段型筒件5的底部设置有圆孔13。

所述衔铁2的顶部为衔铁顶部倒斜角21，周向均匀设置有四个通孔19。

所述礼帽型壳体4由不锈钢一体冲压成型，由法兰22和设置在其下端的圆柱筒壁及倒斜角24组成；所述礼帽型壳体4的内径与区段一14的外径相同，厚度等于区段一14与区段二15之间的半径差；所述礼帽型壳体4下端的下部阀芯内壁25为喇叭型开口30，其开口角度大于衔铁顶部倒斜角21，开口深度大于衔铁顶部倒斜角21的深度，底部直接大于衔铁2顶部杆的直径；所述礼帽型壳体4的下部外壁设置有倒斜角24；所述倒斜角24与内壁之间设置有一个台阶面23过渡，整体呈楔型壁面29结构；所述倒斜角24的上端与礼帽型壳体4的圆柱筒壁之间设置有过渡直角17；

所述外壳6的下部设置有圆形缺口；所述外壳6底部的圆形缺口与区段三16的直径相同。

所述顶杆3和礼帽型壳体4的上端面之间设置有大垫片10。

本发明的有益效果为：

1)本发明能够降低比例电磁阀制造难度，提高工作性能，降低整车ECU复杂度；

2)本发明中的线圈骨架支承结构和衔铁运动导向结构制造简单、可靠耐用；

3)本发明中的衔铁倒斜角与阀芯平底楔形壁面相互作用能提高电磁力水平性；

4)本发明中的比例电磁阀自带控制程序电路板，降低了ECU复杂度，提高了比例电磁阀的可拓展性；

5)本发明中的比例电磁阀置有油路，工作时能提供润滑及冷却，提升性能与可靠性。

附图说明

图1为本发明一种智能比例电磁阀装置的结构剖面图；

图2为线圈骨架内周面、衔铁外周面支承结构的局部放大图；

图3为多段型筒件结构示意性剖视图；

图4为衔铁立体结构图；

图5为阀芯的立体结构图；

图6为衔铁、阀芯结构局部放大图。

图中：1、线圈；2、衔铁；3、顶杆；4、礼帽型壳体；5、多段型筒件；6、外壳；7、底座；8、电路板；9、弹簧；10、大垫片；11、阀芯；12、线圈骨架、13、圆孔；14、区段一；15、区段二；16、区段三；17、过渡直角；18、多段型筒件内壁；19、通孔；20、顶杆槽；21、衔铁顶部倒斜角；22、法兰；23、台阶面；24、倒斜角；25、下部阀芯内壁；26、底部圆孔；27、底座油槽；28、外部机构；29、楔型壁面；30、喇叭型开口。

具体实施方式

参阅图1，比例电磁阀安装至车辆双离合变速箱中，比例电磁阀线圈1通电时产生磁场,衔铁2及过盈置入的顶杆3在电磁力与弹簧9力共同作用下往复运动，间接操控外部机构28运动升程，比例电磁阀在变速箱中通过法兰22安装定位。

参阅图1—图3，多段型筒件内壁18作为衔铁2外壁支承面与导向面，筒件内壁18直径相同，外壁面为直径不同的三个区段，呈中间高两边低，且各区段之间由直角过渡。其可以由不锈钢一体成型或者分三段加工后焊接。多段型筒件内壁18必须足够光滑且保证形状，以便与衔铁2外壁形成公差配合，保证往复运动摩擦力足够小。

礼帽型壳体4由中空圆筒、环形上沿与过渡圆角共同组成，可由不锈钢一体冲压成型。其内径与区段一14外径相同，厚度等于区段一14与区段二15之间的半径差，作为线圈骨架12主要支承。

多段型筒件区段一14与区段二15之间形成了一个外壁缺口，礼帽型壳体4嵌入该缺口，共同形成支承结构。礼帽型壳体4与区段二15高度之和等于线圈骨架12高度，能够充分支承线圈骨架12，区段三16外径与外壳6底部圆形缺口直径相同，区段二15与区段三16形成的外壁缺口刚好抵住圆形缺口上边沿，装配时也能起到轴向定位作用。

参阅图4，衔铁2除顶杆槽20外，周向均匀布置有周向通孔19，多段型筒件5底部开有底部圆孔26,底部圆孔与底座油槽27相连，比例电磁阀浸入变速箱油液中，变速箱油通过底座油槽27、底部圆孔26、衔铁周向通孔19流动，为运动件工作提供润滑及整阀冷却，防止频繁工作时比例电磁阀过热导致的失效。

参阅图5、图6，衔铁顶部倒斜角21设计，下部阀芯内壁25成喇叭口型设计。喇叭型开口30角度略大于衔铁顶部倒斜角，开口深度略大于衔铁2倒斜角深度，底部直径略大于衔铁杆顶部直径，此结构能够在电流输入异常时，衔铁2运行超行程顶部不会卡滞在阀芯内壁25，断电后在弹簧力作用下回位，有效保护电磁阀运动机构。

阀芯11下部设计外壁倒斜角24，外壁与内壁之间设有一个台阶面23过渡，整体呈楔型结构。在电磁学角度下，楔型壁面29结构与衔铁顶部倒斜角21结构可以优化电磁阀内部磁场分布，尤其是两者附近间隙中的磁场，理论上衔铁在磁场中的任何位置所受电磁力大小一致，比例电磁阀表现为水平性更好，提升整个电磁阀及外部机构28的性能。

比例电磁阀中植有写有控制算法的电路板8，当车辆根据实际工况需要换挡时，ECU对比例电磁阀电路板下达工作指令，自带芯片会根据当前工况进行自我运算，将该指令信号转换为比例电磁阀工作占空比信号，调节线圈1中电流，线圈磁场对衔铁产生的电磁力与弹簧力相互作用，推动衔铁及顶杆上下运动，及停留在某一位置，也间接控制外部机构28的工作行程。

若双离合变速箱修改结构或工作方式，只需要对自带电路板8程序进行修改，而不用对整车ECU进行改动，能降低整车ECU程序的复杂度，有利于产品自我升级，提高可拓展性。

Claims (6)

1.一种智能控制比例电磁阀装置，其特征在于，该电磁阀装置中置入电路板(8)，该装置包括线圈(1)、衔铁(2)、顶杆(3)、阀芯(11)、外壳(6)、底座(7)和弹簧(9)；所述阀芯(11)包括礼帽型壳体(4)和多段型筒件(5)；所述线圈(1)、衔铁(2)、顶杆(3)、阀芯(11)、外壳(6)均设置在底座(7)上；所述顶杆(3)依次穿过礼帽型壳体(4)的中孔和衔铁(2)的顶杆槽(20)，并且与礼帽型壳体(4)过盈配合；所述礼帽型壳体(4)的内壁嵌入多段型筒件(5)外壁的缺口；所述衔铁(2)的外壁设置在多段型筒件(5)的多段型筒件内壁(18)内；所述线圈(1)缠绕在套在礼帽型壳体(4)的外部的线圈骨架(12)上；所述礼帽型壳体(4)、多段型筒件(5)和线圈骨架(12)均设置在外壳(6)内；所述弹簧(9)的下端与衔铁(2)的上端面相接触，并且套在顶杆(3)上。

2.根据权利要求1所述的一种智能控制比例电磁阀装置，其特征在于，所述多段型筒件(5)由区段一(14)、区段二(15)、区段三(16)一体焊接成型；所述区段一(14)、区段二(15)、区段三(16)的多段型筒件内壁(18)直径相同；所述区段一(14)、区段三(16)的外径均小于区段二(15)的外径，且区段一(14)、区段二(15)、区段三(16)之间由直角过渡；所述多段型筒件(5)的底部开有底部圆孔(26)，所述底部圆孔(26)与底座(7)的底座油槽(27)相连；所述多段型筒件(5)的底部设置有圆孔(13)。

3.根据权利要求2所述的一种智能控制比例电磁阀装置，其特征在于，所述衔铁(2)的顶部为衔铁顶部倒斜角(21)，周向均匀设置有四个通孔(19)。

4.根据权利要求3所述的一种智能控制比例电磁阀装置，其特征在于，所述礼帽型壳体(4)由不锈钢一体冲压成型，由法兰(22)和设置在其下端的圆柱筒壁及倒斜角(24)组成；所述礼帽型壳体(4)的内径与区段一(14)的外径相同，厚度等于区段一(14)与区段二(15)之间的半径差；所述礼帽型壳体(4)下端的下部阀芯内壁(25)为喇叭型开口(30)，其开口角度大于衔铁顶部倒斜角(21)，开口深度大于衔铁顶部倒斜角(21)的深度，底部直接大于衔铁(2)顶部杆的直径；所述礼帽型壳体(4)的下部外壁设置有倒斜角(24)；所述倒斜角(24)与内壁之间设置有一个台阶面(23)过渡，整体呈楔型壁面(29)结构；所述倒斜角(24)的上端与礼帽型壳体(4)的圆柱筒壁之间设置有过渡直角(17)。

5.根据权利要求2所述的一种智能控制比例电磁阀装置，其特征在于，所述外壳(6)的下部设置有圆形缺口；所述外壳(6)底部的圆形缺口与区段三(16)的直径相同。

6.根据权利要求1所述的一种智能控制比例电磁阀装置，其特征在于，所述顶杆(3)和礼帽型壳体(4)的上端面之间设置有大垫片(10)。

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