CN115095703B - 一种喷氢阀、喷氢阀控制方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明属于阀门技术领域，公开了一种喷氢阀、喷氢阀控制方法及车辆，该喷氢阀包括阀管、定铁芯、电磁线圈、阀芯、动铁芯、第一弹性件以及阀座，氢气通过第一进气孔从通气孔喷出，并通过第二进气孔进入到凹槽内，以使凹槽内气体压力大于阀芯内的气体压力，从而阀芯能够在气压差的作用下沿阀管的轴向向上滑动，阀芯与阀座分离，氢气依次通过第二进气孔、凹槽、阀芯与阀座的间隙以及出气孔喷出，在高负荷工况下通过电磁线圈提供较小的电磁力以及阀芯内外产生的气压差的作用，以使动铁芯、阀芯、阀座的相互协同控制第一进气孔、第二进气孔以及通气孔的通断，从而使喷氢阀在所需较小电磁力的情况下适用于较大氢气量的要求，功耗相对较低。

Description

一种喷氢阀、喷氢阀控制方法及车辆

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，尤其涉及一种喷氢阀、喷氢阀控制方法及车辆。

背景技术

随着化石燃料等不可再生能源即将面临枯竭的危险，特别是对环境的影响不容忽视，因此开发和利用新能源成为越来越迫切的要求。氢气作为一种新能源，在氢气燃料的使用过程中，燃料电池供氢系统为了向燃料电池堆提供氢气，需要用到喷氢阀，对进入燃料电池堆的氢气量进行调节，以满足燃料电池不同功率的需求。

现有技术中提供了一种喷氢阀，在电磁线圈未通电的情况下，喷氢阀通过弹簧力保持常关，电磁线圈通电并产生电磁力，驱使动铁芯在阀管内向上移动以打开喷氢阀的阀门，该喷氢阀采用的是比例电磁阀，利用比例电磁阀行程与电流成正比的特性，为满足燃料电池供氢系统中高负荷下较大的氢气量，对电磁线圈提供的电流逐渐增大，动铁芯继续向上移动以提高氢气流速。但是，由于比例电磁阀能够提供的磁力较小，需要给电磁线圈提供很大的电流以满足喷氢阀的阀门开度要求，功耗高，难以应用于供氢系统高负荷工况下需要较大氢气量的要求。

因此，亟需一种喷氢阀、喷氢阀控制方法及车辆，以解决上述问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，本发明提供一种喷氢阀，在所需较小电磁力的情况下适用于供氢系统高负荷工况下满足较大氢气量的要求，减少电磁铁的发热量，功耗低。

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种喷氢阀，包括：

阀管，所述阀管的外周壁上设置有第一进气孔和第二进气孔；

定铁芯，位于所述阀管的一端，所述定铁芯设置于所述阀管上；

电磁线圈，设置于所述阀管上，所述电磁线圈套设于所述定铁芯；

阀芯，滑动设置于所述阀管内，所述阀芯的底壁设置有通气孔，所述通气孔与所述第一进气孔连通设置；

动铁芯，位于所述定铁芯和所述阀芯之间，所述动铁芯滑动设置于所述阀管，所述动铁芯在所述电磁线圈的磁吸作用下能够相对于所述阀芯滑动，以使所述动铁芯能够打开或关闭所述通气孔；

第一弹性件，所述第一弹性件的两端分别连接于所述定铁芯和所述动铁芯，当所述动铁芯关闭所述通气孔时，所述第一弹性件处于压缩状态；

阀座，位于所述阀芯的下方并能够与所述阀芯相抵接，所述阀座固定连接于所述阀管的内壁，所述阀座具有出气孔，所述出气孔与所述通气孔连通设置，所述阀座的外周壁上具有凹槽，所述凹槽与所述第二进气孔连通设置，所述阀芯能够沿所述阀管的轴线方向滑动，以使所述阀座与所述阀芯分离，所述第二进气孔与所述出气孔连通。

优选地，所述动铁芯包括铁芯端部、连接于所述铁芯端部的铁芯杆部和凸设于所述铁芯杆部的铁芯盘部，所述铁芯端部连接于所述第一弹性件，所述阀芯具有第一气室，所述铁芯杆部伸入所述第一气室内并能够关闭所述通气孔，所述铁芯盘部位于所述第一气室内且能够相对于所述阀芯滑动，所述阀芯的侧壁设置有连通孔，所述第一进气孔通过所述连通孔与所述第一气室连通设置，当所述铁芯杆部打开所述通气孔时，所述铁芯盘部能够关闭所述连通孔。

优选地，所述定铁芯与所述动铁芯之间设置有第二气室，所述铁芯端部设置有通气道，所述通气道的一端与所述第一气室连通设置，所述通气道的另一端与所述第二气室连通设置。

优选地，所述第一进气孔的直径大于所述连通孔的直径，且所述第一进气孔的直径小于所述第二进气孔的直径。

优选地，所述喷氢阀还包括隔磁套，所述隔磁套位于所述阀管上，所述隔磁套夹设于所述定铁芯和所述电磁线圈之间。

优选地，所述出气孔的直径大于所述通气孔的直径。

根据本发明的另一个方面，提供一种喷氢阀控制方法，通过上述喷氢阀的实施，所述喷氢阀控制方法包括：

S100：通过所述第一进气孔向所述阀芯通入气体，所述电磁线圈通电，所述动铁芯在所述电磁线圈的磁吸作用下沿所述阀管的轴线方向滑动，以使所述动铁芯打开所述通气孔；

S200：通过所述第二进气孔向所述凹槽通入气体，所述阀芯的下端面受到的气体压力大于所述阀芯内的气体压力，以使所述阀芯沿所述阀管的轴线方向滑动至所述动铁芯关闭所述通气孔，所述阀座与所述阀芯分离，所述出气孔与所述第二进气孔连通；

S300：所述电磁线圈断电，所述动铁芯抵接于所述阀芯并关闭所述通气孔，所述阀芯和所述动铁芯在所述第一弹性件的作用下沿所述阀管的轴线方向滑动至所述阀芯与所述阀座抵接。

优选地，所述喷氢阀控制方法还包括位于S100和S200之间的：

S110：所述铁芯盘部关闭所述连通孔，气体通过所述阀管与所述阀芯之间的间隙以及所述铁芯盘部与所述阀芯之间的间隙进入至所述第一气室，并通过所述通气孔进入所述出气孔，所述第一气室内的气体压力迅速下降。

优选地，所述喷氢阀控制方法还包括位于S100之前的：

S10：所述电磁线圈断电，所述第一弹性件处于压缩状态，所述第一气室通过所述通气道与所述第二气室连通设置，气体通过所述第一进气孔进入至所述第一气室和所述第二气室，所述动铁芯在所述第一气室内的气体压力和所述第一弹性件的作用力下抵紧于所述阀芯，所述阀芯关闭所述通气孔。

根据本发明的又一个方面，提供一种车辆，包括上述的喷氢阀。

本发明的有益效果为：

本发明提供的一种喷氢阀，阀管的外周壁上设置有与外接气源连通的第一进气孔和第二进气孔，定铁芯位于阀管的一端，电磁线圈通电以获得磁力，从而驱动动铁芯沿阀管的竖直方向滑动。阀芯滑动设置于阀管内，阀芯的底壁设置有通气孔，通气孔与第一进气孔连通设置，动铁芯位于定铁芯和阀芯之间，动铁芯在电磁线圈的磁吸作用下能够相对于阀芯滑动，以使动铁芯能够打开或关闭通气孔，阀座位于阀芯的下方并能够与阀芯相抵接，阀座具有出气孔，出气孔与通气孔连通设置，阀座的外周壁上具有凹槽，凹槽与第二进气孔连通设置，阀芯能够沿阀管的轴线方向滑动，以使阀座与阀芯分离，第二进气孔与出气孔连通。在通气孔打开状态下，一部分氢气通过第一进气孔从通气孔喷出，另一部分氢气通过第二进气孔进入到凹槽内，以使凹槽内气体压力大于阀芯内的气体压力，从而阀芯能够在气压差的作用下沿阀管的轴向向上滑动，阀芯与阀座分离，氢气依次通过第二进气孔、凹槽、阀芯与阀座的间隙以及出气孔喷出，在高负荷工况下燃料电池汽车所需的氢气量较大，喷氢阀需要供给的氢气量较大，通过电磁线圈提供较小的电磁力以及阀芯内外产生的气压差的作用，以使动铁芯、阀芯、阀座的相互协同控制第一进气孔、第二进气孔以及通气孔的通断，从而使喷氢阀在所需较小电磁力的情况下适用于供氢系统高负荷工况下需要较大氢气量的要求，功耗相对较低。

本发明提供的一种喷氢阀控制方法，通过第一进气孔向阀芯通入气体，电磁线圈通电，动铁芯在电磁线圈的磁吸作用下沿阀管的轴线方向滑动，以使动铁芯打开通气孔。通过第二进气孔向凹槽通入气体，阀芯的下端面受到的气体压力大于阀芯内的气体压力，以使阀芯沿阀管的轴线方向滑动至动铁芯关闭通气孔，阀座与阀芯分离，出气孔与第二进气孔连通。电磁线圈断电，动铁芯抵接于阀芯并关闭通气孔，阀芯和动铁芯在第一弹性件的作用下沿阀管的轴线方向滑动至阀芯与阀座抵接。在高负荷工况下通过电磁线圈提供较小的电磁力以及阀芯内外产生的气压差的作用，以使动铁芯、阀芯、阀座的相互协同控制第一进气孔、第二进气孔以及通气孔的通断，从而使喷氢阀在所需较小电磁力的情况下适用于供氢系统高负荷工况下需要较大氢气量的要求，有利于电磁铁部件的小型化，减少电磁铁的发热量。

本发明提供的一种车辆，包括上述的喷氢阀，喷氢阀安装在燃料电池汽车的供氢系统上，车辆通过喷氢阀能够在电磁线圈较小电磁力的情况下，应用于高负荷所需氢气量较大的工况，能够满足燃料电池汽车不同的工况，具有较小的开启磁力和较大的流量特性，喷氢阀密封可靠，工作稳定。

附图说明

图1为本发明实施例中喷氢阀处于关闭状态的结构示意图；

图2为本发明实施例中喷氢阀处于打开状态的结构示意图一；

图3为本发明实施例中喷氢阀处于打开状态的结构示意图二；

图4为本发明实施例中安装有第一密封件和第二密封件的喷氢阀的结构示意图；

图5为本发明实施例中安装有第二弹性件的喷氢阀的结构示意图；

图6为本发明实施例中喷氢阀控制方法的流程图。

附图标记：

1、阀管；11、第一进气孔；12、第二进气孔；

2、定铁芯；

3、电磁线圈；

4、阀芯；41、通气孔；42、第一气室；43、连通孔；

5、动铁芯；51、铁芯端部；511、通气道；52、铁芯杆部；53、铁芯盘部；

6、第一弹性件；

7、阀座；71、出气孔；72、凹槽；

8、第二气室；

9、隔磁套；

10、第一密封件；20、第二密封件；30、第二弹性件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

现有的喷氢阀在电磁线圈未通电的情况下，喷氢阀通过弹簧力保持常关，电磁线圈通电并产生电磁力，驱使动铁芯在阀管内向上移动以打开喷氢阀的阀门，该喷氢阀采用的是比例电磁阀，利用比例电磁阀行程与电流成正比的特性，为满足燃料电池供氢系统中高负荷下较大的氢气量，对电磁线圈提供的电流逐渐增大，动铁芯继续向上移动以提高氢气流速。但是，由于比例电磁阀能够提供的磁力较小，需要给电磁线圈提供很大的电流以满足喷氢阀的阀门开度要求，功耗高，难以应用于供氢系统高负荷工况下需要较大氢气量的要求。对此，本实施例提供了一种喷氢阀，在所需较小电磁力的情况下适用于供氢系统高负荷工况下满足较大氢气量的要求，减少电磁铁的发热量，功耗低。

如图1-图5所示，在本实施例中，提供了一种喷氢阀，该喷氢阀包括阀管1、定铁芯2、电磁线圈3、阀芯4、动铁芯5、第一弹性件6以及阀座7。阀管1的外周壁上设置有与外接气源连通的第一进气孔11和第二进气孔12，第一进气孔11位于第二进气孔12的上方，外接气源提供的氢气通过第一进气孔11和第二进气孔12进入到阀管1内。定铁芯2位于阀管1的一端，定铁芯2设置于阀管1上且相对于阀管1固定不动，电磁线圈3设置于阀管1上，电磁线圈3套设于定铁芯2，电磁线圈3通电以获得磁力，从而驱动动铁芯5沿阀管1的竖直方向滑动。阀芯4滑动设置于阀管1内，其横截面呈U字型，阀芯4的底壁设置有通气孔41，通气孔41与第一进气孔11连通设置，氢气通过第一进气孔11从通气孔41喷出。动铁芯5位于定铁芯2和阀芯4之间，动铁芯5滑动设置于阀管1，其上部与定铁芯2有一定的间隙，其下部能够抵紧于阀芯4并封堵通气孔41，沿阀管1的竖直方向，动铁芯5在电磁线圈3的磁吸作用下能够相对于阀芯4滑动，以使动铁芯5能够打开或关闭通气孔41，具体地，氢气通过第一进气孔11进入至阀芯4内部，电磁线圈3通电，在阀管1上部、动铁芯5上部和定铁芯2形成闭合磁路，产生的磁吸力驱动动铁芯5沿阀管1的轴向向上滑动，以使动铁芯5与阀芯4分离而打开通气孔41。第一弹性件6设置为弹簧，第一弹性件6的两端分别连接于定铁芯2和动铁芯5，用于对动铁芯5施加以促使电磁阀关闭的力，当动铁芯5关闭通气孔41时，第一弹性件6处于压缩状态。阀座7位于阀芯4的下方并能够与阀芯4相抵接，在第一弹性件6的作用下使阀芯4抵紧于阀座7的上端面，阀座7的外周壁固定连接于阀管1的内壁，阀座7具有出气孔71，出气孔71与通气孔41连通设置，氢气依次经过第一进气孔11、通气孔41和出气孔71，沿阀管1的圆周方向，阀座7的外周壁上具有凹槽72，凹槽72与第二进气孔12连通设置，阀芯4能够沿阀管1的轴线方向滑动，以使阀座7与阀芯4分离，第二进气孔12与出气孔71连通。具体地，在通气孔41打开状态下，一部分氢气通过第一进气孔11从通气孔41喷出，另一部分氢气通过第二进气孔12进入到凹槽72内，以使凹槽72内气体压力大于阀芯4内的气体压力，从而阀芯4能够在气压差的作用下沿阀管1的轴向向上滑动，阀芯4与阀座7分离，氢气依次通过第二进气孔12、凹槽72、阀芯4与阀座7的间隙以及出气孔71喷出，在高负荷工况下燃料电池汽车所需的氢气量较大，喷氢阀需要供给的氢气量较大，通过电磁线圈3提供较小的电磁力以及阀芯4内外产生的气压差的作用，以使动铁芯5、阀芯4、阀座7的相互协同控制第一进气孔11、第二进气孔12以及通气孔41的通断，从而使喷氢阀在所需较小电磁力的情况下适用于供氢系统高负荷工况下需要较大氢气量的要求，功耗相对较低。

优选地，在阀座7上安装有第二弹性件30，在喷氢阀开启过程中，该第二弹性件30的弹簧力可驱使阀芯4向上运动，提高喷氢阀的响应，在喷氢阀完全打开时，弹簧力可确保阀芯4的端部与铁芯杆部52接触可靠，保证喷氢阀在进气过程中的稳定性。

进一步地，继续参照图1-图5，动铁芯5包括铁芯端部51、连接于铁芯端部51的铁芯杆部52和凸设于铁芯杆部52的铁芯盘部53，铁芯端部51连接于第一弹性件6，阀芯4具有第一气室42，铁芯杆部52伸入第一气室42内并能够关闭通气孔41，铁芯盘部53位于第一气室42内且能够相对于阀芯4滑动，阀芯4的侧壁设置有连通孔43，第一进气孔11通过连通孔43与第一气室42连通设置，当铁芯杆部52打开通气孔41时，铁芯盘部53能够关闭连通孔43。具体地，在电磁线圈3的磁吸作用下，动铁芯5克服弹性件的弹性作用力沿阀管1的轴线方向向上滑动，铁芯杆部52与阀芯4分离而打开通气孔41，铁芯盘部53的厚度大于连通孔43的直径，铁芯盘部53与阀芯4的内侧壁滑动配合，连通孔43被铁芯盘部53逐渐关闭，使得阀芯4的第一气室42内气体压力迅速下降，阀芯4受到向上的气体作用力大于向下的气体作用力，在气压差的作用下，阀芯4沿阀管1的轴向向上滑动，在此过程中，通气孔41被关闭，连通孔43被打开，第一进气孔11与第一气室42连通，第二进气孔12与出气孔71连通。优选地，在铁芯杆部52和阀座7的端部分别安装有第一密封件10和第二密封件20，既能够保证密封性，又能够减缓运动件之间的撞击和磨损，提高喷氢阀的可靠性。

进一步地，继续参照图1-图5，定铁芯2与动铁芯5之间设置有第二气室8，铁芯端部51设置有通气道511，通气道511的一端与第一气室42连通设置，通气道511的另一端与第二气室8连通设置。具体地，第一气室42用于形成产生磁力所需的气隙，氢气依次通过第一进气孔11、第一气室42、通气道511进入至第二气室8，第二气室8的气体作用力和第一弹性件6的弹性作用力的合力大于阀芯4受到向上移动的气体作用力，使阀芯4不会产生跳动，保证喷氢阀在关断状态下密封可靠。

进一步地，继续参照图1-图5，第一进气孔11的直径大于连通孔43的直径，且第一进气孔11的直径小于第二进气孔12的直径。具体地，阀芯4能够沿阀管1的内壁滑动，与连通孔43相比，第一进气孔11的直径较大，可保证阀芯4在整个运动行程内第一进气孔11与连通孔43始终相连通，使第一进气孔11不会被阀芯4所遮蔽。与第一进气孔11相比，第二进气孔12的直径较大，进气量更多，使阀芯4下部的气压与第一气室42的气压之间的差值更大，从而阀芯4更容易向上滑动，以连通第二进气孔12和出气孔71。由于第一进气孔11增大直径不会引起开启气体阻力的增加，因此可以尽可能增加其直径，则在满足流量要求的前提下又尽可能减小动铁芯5及阀芯4的行程，从而提高喷氢阀的响应速度。

进一步地，继续参照图1-图5，喷氢阀还包括隔磁套9，隔磁套9位于阀管1上，隔磁套9夹设于定铁芯2和电磁线圈3之间具体地，在隔磁套9的作用下，将电磁线圈3产生的磁场集中到定铁芯2和动铁芯5内，增大磁吸力，阀管1上部、动铁芯5上部和定铁芯2形成闭合磁路，产生的磁吸力驱动动铁芯5沿阀管1的轴向向上滑动。

进一步地，继续参照图1-图5，出气孔71的直径大于通气孔41的直径。具体地，氢气通过通气孔41从出气孔71喷出，使第一气室42内的气体压力迅速下降，出气孔71的气体压力增大，从而阀芯4受到向上滑动的气体作用力大于向下滑动的气体作用力，阀芯4向上滑动。用于气体流通的出气孔71的流通截面较大，能够获得较大的流量特性，增加单个喷氢阀的供气能力，减少组合阀的使用，也减小燃料电池供氢系统的整体尺寸。

实施例二

本实施例提供一种喷氢阀控制方法，如图1-图6所示，通过上述喷氢阀的实施，该喷氢阀控制方法包括：

S10：电磁线圈3断电，第一弹性件6处于压缩状态，第一气室42通过通气道511与第二气室8连通设置，气体通过第一进气孔11进入至第一气室42和第二气室8，动铁芯5在第一气室42内的气体压力和第一弹性件6的作用力下抵紧于阀芯4，阀芯4关闭通气孔41。

在电磁线圈3未通电的情况下，第一弹性件6处于压缩状态，动铁芯5在第一弹性件6的作用下抵紧在阀芯4的底部，同时驱使阀芯4被压紧在阀座7的端面，从而使得通气孔41和第二进气孔12处于关闭状态，第一进气孔11处于打开状态，氢气通过第一进气孔11进入到第一气室42和第二气室8，气压相差不大，将动铁芯5和阀芯4作为整体看待，其受到向下的气体作用力大于向上的气体作用力，即动铁芯5始终与阀芯4相抵紧，通气孔41始终处于关闭状态，阀芯4不会产生跳动，保证喷氢阀在关断状态下密封可靠。

S100：通过第一进气孔11向阀芯4通入气体，电磁线圈3通电，动铁芯5在电磁线圈3的磁吸作用下沿阀管1的轴线方向滑动，以使动铁芯5打开通气孔41。

气体通过第一进气孔11进入至阀芯4内，在电磁线圈3通电的情况下，在阀管1上部、动铁芯5上部和定铁芯2形成闭合磁路，产生的磁吸力驱动动铁芯5沿阀管1的轴向向上滑动，以使动铁芯5与阀芯4分离而打开通气孔41，该磁吸力与弹簧力的方向相反并超过弹簧力的大小，在此过程中，气体依次通过连通孔43、第一气室42和通气孔41喷出。

S110：铁芯盘部53关闭连通孔43，气体通过阀管1与阀芯4之间的间隙以及铁芯盘部53与阀芯4之间的间隙进入至第一气室42，并通过通气孔41进入出气孔71，第一气室42内的气体压力迅速下降。

动铁芯5沿阀管1的轴线方向向上滑动至通气孔41处于打开状态，铁芯盘部53将连通孔43进行封堵，气体通过阀管1与阀芯4之间的间隙以及铁芯盘部53与阀芯4之间的间隙进入至第一气室42，由于出气孔71的直径大于通气孔41的直径，位于第一气室42的气体流向出气孔71，且进气速度远小于出气速度，第一气室42内的气压迅速下降，使阀芯4受到向上滑动的气体作用力大于向下滑动的气体作用力，阀芯4开始向上滑动。

S200：通过第二进气孔12向凹槽72通入气体，阀芯4的下端面受到的气体压力大于阀芯4内的气体压力，以使阀芯4沿阀管1的轴线方向滑动至动铁芯5关闭通气孔41，阀座7与阀芯4分离，出气孔71与第二进气孔12连通。

气体通过第二进气孔12进入至凹槽72内，使阀芯4的下端面受到的气体压力大于阀芯4内的气体压力，在阀芯4内外气体压力差的作用下，阀芯4沿阀管1的轴线方向滑动直至通气孔41处于关闭状态，其中，铁芯杆部52与阀芯4相抵紧并将通气孔41进行封堵，铁芯盘部53与连通孔43分离而使第一进气孔11与第一气室42相连通，阀芯4与阀座7分离，第二进气孔12与出气孔71连通，由于连通孔43的直径小于第一进气孔11的直径，出气孔71内的压力损失要小于第一气室42，喷氢阀开启状态的持续时间极短，为毫秒级，所以在喷氢阀开启过程中，阀芯4能够保持不掉落，从而保证进气过程的稳定性以及喷氢阀开启和关闭的快速性。

S300：电磁线圈3断电，动铁芯5抵接于阀芯4并关闭通气孔41，阀芯4和动铁芯5在第一弹性件6的作用下沿阀管1的轴线方向滑动至阀芯4与阀座7抵接。

在电磁阀断电后，第一弹性件6驱使动铁芯5和阀芯4整体沿阀管1的轴线方向向下滑动，直至阀芯4与阀座7相接触，通气孔41被关闭，此时，喷氢阀处于停止供气的状态。

本实施例提供的喷氢阀控制方法，通过第一进气孔11向阀芯4通入气体，电磁线圈3通电，动铁芯5在电磁线圈3的磁吸作用下沿阀管1的轴线方向滑动，以使动铁芯5打开通气孔41。通过第二进气孔12向凹槽72通入气体，阀芯4的下端面受到的气体压力大于阀芯4内的气体压力，以使阀芯4沿阀管1的轴线方向滑动至动铁芯5关闭通气孔41，阀座7与阀芯4分离，出气孔71与第二进气孔12连通。电磁线圈3断电，动铁芯5抵接于阀芯4并关闭通气孔41，阀芯4和动铁芯5在第一弹性件6的作用下沿阀管1的轴线方向滑动至阀芯4与阀座7抵接。在高负荷工况下燃料电池汽车所需的氢气量较大，喷氢阀需要供给的氢气量较大，通过电磁线圈3提供较小的电磁力以及阀芯4内外产生的气压差的作用，以使动铁芯5、阀芯4、阀座7的相互协同控制第一进气孔11、第二进气孔12以及通气孔41的通断，从而使喷氢阀在所需较小电磁力的情况下适用于供氢系统高负荷工况下需要较大氢气量的要求，有利于电磁铁部件的小型化，减少电磁铁的发热量。

实施例三

本实施例提供一种车辆，包括上述的喷氢阀，车辆为燃料电池汽车，喷氢阀安装在燃料电池汽车的供氢系统上，车辆通过喷氢阀能够在电磁线圈3较小电磁力的情况下，应用于高负荷所需氢气量较大的工况，能够满足燃料电池汽车不同的工况，具有较小的开启磁力和较大的流量特性，喷氢阀密封可靠，工作稳定。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种喷氢阀，其特征在于，包括：

阀管(1)，所述阀管(1)的外周壁上设置有第一进气孔(11)和第二进气孔(12)；

定铁芯(2)，位于所述阀管(1)的一端，所述定铁芯(2)设置于所述阀管(1)上；

电磁线圈(3)，设置于所述阀管(1)上，所述电磁线圈(3)套设于所述定铁芯(2)；

阀芯(4)，滑动设置于所述阀管(1)内，所述阀芯(4)的底壁设置有通气孔(41)，所述通气孔(41)与所述第一进气孔(11)连通设置；

动铁芯(5)，位于所述定铁芯(2)和所述阀芯(4)之间，所述动铁芯(5)滑动设置于所述阀管(1)，所述动铁芯(5)在所述电磁线圈(3)的磁吸作用下能够相对于所述阀芯(4)滑动，以使所述动铁芯(5)能够打开或关闭所述通气孔(41)；

第一弹性件(6)，所述第一弹性件(6)的两端分别连接于所述定铁芯(2)和所述动铁芯(5)，当所述动铁芯(5)关闭所述通气孔(41)时，所述第一弹性件(6)处于压缩状态；

阀座(7)，位于所述阀芯(4)的下方并能够与所述阀芯(4)相抵接，所述阀座(7)固定连接于所述阀管(1)的内壁，所述阀座(7)具有出气孔(71)，所述出气孔(71)与所述通气孔(41)连通设置，所述阀座(7)的外周壁上具有凹槽(72)，所述凹槽(72)与所述第二进气孔(12)连通设置，所述阀芯(4)能够沿所述阀管(1)的轴线方向滑动，以使所述阀座(7)与所述阀芯(4)分离，所述第二进气孔(12)与所述出气孔(71)连通；

所述动铁芯(5)包括铁芯端部(51)、连接于所述铁芯端部(51)的铁芯杆部(52)和凸设于所述铁芯杆部(52)的铁芯盘部(53)，所述铁芯端部(51)连接于所述第一弹性件(6)，所述阀芯(4)具有第一气室(42)，所述铁芯杆部(52)伸入所述第一气室(42)内并能够关闭所述通气孔(41)，所述铁芯盘部(53)位于所述第一气室(42)内且能够相对于所述阀芯(4)滑动，所述阀芯(4)的侧壁设置有连通孔(43)，所述第一进气孔(11)通过所述连通孔(43)与所述第一气室(42)连通设置，当所述铁芯杆部(52)打开所述通气孔(41)时，所述铁芯盘部(53)能够关闭所述连通孔(43)。

2.根据权利要求1所述的喷氢阀，其特征在于，所述定铁芯(2)与所述动铁芯(5)之间设置有第二气室(8)，所述铁芯端部(51)设置有通气道(511)，所述通气道(511)的一端与所述第一气室(42)连通设置，所述通气道(511)的另一端与所述第二气室(8)连通设置。

3.根据权利要求1所述的喷氢阀，其特征在于，所述第一进气孔(11)的直径大于所述连通孔(43)的直径，且所述第一进气孔(11)的直径小于所述第二进气孔(12)的直径。

4.根据权利要求1所述的喷氢阀，其特征在于，所述喷氢阀还包括隔磁套(9)，所述隔磁套(9)位于所述阀管(1)上，所述隔磁套(9)夹设于所述定铁芯(2)和所述电磁线圈(3)之间。

5.根据权利要求1所述的喷氢阀，其特征在于，所述出气孔(71)的直径大于所述通气孔(41)的直径。

6.一种喷氢阀控制方法，其特征在于，通过如权利要求1-5任一项所述的喷氢阀的实施，所述喷氢阀控制方法包括：

S100：通过所述第一进气孔(11)向所述阀芯(4)通入气体，所述电磁线圈(3)通电，所述动铁芯(5)在所述电磁线圈(3)的磁吸作用下沿所述阀管(1)的轴线方向滑动，以使所述动铁芯(5)打开所述通气孔(41)；

S200：通过所述第二进气孔(12)向所述凹槽(72)通入气体，所述阀芯(4)的下端面受到的气体压力大于所述阀芯(4)内的气体压力，以使所述阀芯(4)沿所述阀管(1)的轴线方向滑动至所述动铁芯(5)关闭所述通气孔(41)，所述阀座(7)与所述阀芯(4)分离，所述出气孔(71)与所述第二进气孔(12)连通；

S300：所述电磁线圈(3)断电，所述动铁芯(5)抵接于所述阀芯(4)并关闭所述通气孔(41)，所述阀芯(4)和所述动铁芯(5)在所述第一弹性件(6)的作用下沿所述阀管(1)的轴线方向滑动至所述阀芯(4)与所述阀座(7)抵接。

7.根据权利要求6所述的喷氢阀控制方法，其特征在于，所述喷氢阀控制方法还包括位于S100和S200之间的：

S110：所述铁芯盘部(53)关闭所述连通孔(43)，气体通过所述阀管(1)与所述阀芯(4)之间的间隙以及所述铁芯盘部(53)与所述阀芯(4)之间的间隙进入至所述第一气室(42)，并通过所述通气孔(41)进入所述出气孔(71)，所述第一气室(42)内的气体压力迅速下降。

8.根据权利要求7所述的喷氢阀控制方法，其特征在于，所述定铁芯(2)与所述动铁芯(5)之间设置有第二气室(8)，所述铁芯端部(51)设置有通气道(511)，所述通气道(511)的一端与所述第一气室(42)连通设置，所述通气道(511)的另一端与所述第二气室(8)连通设置，所述喷氢阀控制方法还包括位于S100之前的：

S10：所述电磁线圈(3)断电，所述第一弹性件(6)处于压缩状态，所述第一气室(42)通过所述通气道(511)与所述第二气室(8)连通设置，气体通过所述第一进气孔(11)进入至所述第一气室(42)和所述第二气室(8)，所述动铁芯(5)在所述第一气室(42)内的气体压力和所述第一弹性件(6)的作用力下抵紧于所述阀芯(4)，所述阀芯(4)关闭所述通气孔(41)。

9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的喷氢阀。