CN201549300U

CN201549300U - 组合式有中心通孔的高速电磁铁铁芯

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Publication number: CN201549300U
Application number: CN2009202431444U
Authority: CN
Inventors: 李志强; 易军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-11-12
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2019-11-12

Abstract

本组合式有中心通孔的高速电磁铁铁芯，该铁芯包括铁芯组合件和铁芯座，铁芯组合件由多片成型硅钢片叠加在一起组成，铁芯座为软磁棒材整体加工而成，中部有一凹槽，铁芯组合件嵌入铁芯座凹槽中，圆形铁芯体端面开有一环形槽，环形槽中有两个180°对称的穿过铁芯座底部的线圈引线通孔，圆形铁芯体中心开有一通孔，该通孔与环形槽和铁芯组合体同一圆心，通孔中可嵌入钢管内套。采用硅钢片与软磁整体材料的组合方式，并在组合后实施机械加工，解决了现有软磁材料加工的整体铁芯要么涡流大，要么电磁力不足的问题，并且不依赖进口软磁材料，结构简单，便于加工，体积小，最小外径可达φ15mm，采用通用机械加工设备批量生产成本同比可降30-40％。

Description

组合式有中心通孔的高速电磁铁铁芯

技术领域

本实用新型涉及一种高速电磁铁铁芯，特别是一种用于柴油机电控高压共轨喷油系统的高速电磁铁铁芯。

背景技术：

高速电磁铁是柴油机电控喷油系统中的关键控制元件，特别是高压共轨系统中的喷油器上的高速电磁铁为达到其对燃油更精准控制和排放标准，要求所使用的高速电磁铁具有体积小，涡流小，响应速度更快，发热低，且产生足够大的电磁力以适应高压喷射的需要等特性。目前柴油机高压共轨喷油系统主要有德国BOSCH的CR系统，日本电装(DENSO)的ECD-U2系统，美国DELPHI共轨系统，除上述采用电磁铁作为执行元件的共轨系统外，BOSCH、西门子等国外公司采用具有更高响应时间的压电晶体驱动器作为执行元件。由于国内压电材料性能不过关，还远不能满足要求；国外压电材料价格昂贵，所以采用压电材料国产化目前不具备条件。而采用电磁铁作为执行元件的上述国外公司所采用的铁芯材料为粉末冶金压制成型，其材质我国未能完全破解，其压制工艺，热处理工艺要求高，我国还无法生产出符合该电磁铁性能要求的铁芯材料，而采用我国现有的各种软磁材料均无法达到共轨喷油系统对该电磁铁的要求，要么电磁力不够，要么响应时间长，要么涡流损耗大，不利于共轨喷油器系统的优化。而日本DENSO公司采用的由一百多片U型硅钢片螺旋叠片堆叠而成共轨喷油系统用电磁铁需要专用成型设备，制作成本高，且受专利制约。

中国专利号ZL.200820063803.1公开的组合式高速电磁铁铁芯，该铁芯包括铁芯组合件、圆形铁芯座，铁芯组合件由多片成型硅钢片叠加在一起组成，铁芯座为软磁棒材整体加工而成，中部有一凹槽，铁芯组合件嵌入铁芯座凹槽中，形成圆形铁芯体，圆形铁芯体端面开有一环形槽，环形槽中有两个180°对称的穿过铁芯座底部的线圈引线通孔，该组合式高速电磁铁铁芯由于采用硅钢片与软磁整体材料的组合方式，并在组合后实施机械加工，既解决了整体软磁材料涡流大的问题，又解决了采用全E型硅钢片叠加体积大的缺陷，在需要同等电磁力的情况下减小了体积，在匹配合适的线圈情况下，只需12A-16A的驱动电流和4A-8A的维持电流，电磁力在150N-350N，在降低线圈发热的同时提高了电磁铁的响应速度，也减轻了控制单元ECU的负担。但是，由于其结构上存在的局限性，其响应时间和涡流损耗不能满足共轨喷油系统对电磁铁的响应快，涡流小的要求。

发明内容

鉴于目前国内高压共轨系统中的喷油器上的高速电磁铁材料无法解决和目前结构上存在的现状，本实用新型的目的是提供一种不依赖进口软磁材料，采用现有磁性材料即可达到共轨喷油器系统对电磁铁响应速度快，电磁力强，涡流损耗小的要求，结构简单，体积小，易于大批量生产的高速电磁铁铁芯。

本实用新型通过如下结构实现上述发明目的：

本实用新型是一种组合式有中心通孔的高速电磁铁铁芯，该铁芯包括铁芯组合件，圆形铁芯座，铁芯组合件由多片成型硅钢片叠加在一起组成，铁芯座为软磁棒材整体加工而成，中部有一凹槽，铁芯组合件嵌入铁芯座凹槽中，形成圆形铁芯体，圆形铁芯体端面开有一环形槽，环形槽中有两个180°对称的穿过铁芯座底部的线圈引线通孔，其特征在于圆形铁芯体中心开有一通孔，该通孔与环形槽和铁芯组合体同一圆心；

为了与下部的钢压件结构和材料相适应，本实用新型圆形铁芯体中心通孔中有一个与该通孔尺寸相适应的钢管内套，圆形铁芯体外有紧配合的钢外套；

为了与下部的钢压件结构和材料相适应，本实用新型还可以在圆形铁芯体下部设置一环形台阶，圆形铁芯体外紧配合的钢外套相应地也具有环形台阶。

本实用新型组合式有中心通孔的高速电磁铁铁芯最小外径可达φ15mm。

本实用新型与现有技术相比具有以下显著效果：

一、由于采用硅钢片与软磁整体材料的组合方式，并在组合后实施机械加工，解决现有软磁材料加工的整体铁芯制作的电磁铁要么涡流大，要么电磁力不足的问题，根据柴油共轨喷油系统喷油器的结构，匹配合适的线圈参数情况下，只需15-20A的驱动电流和3-6A的维持电流，电磁力在50N-200N，响应时间可达0.3ms左右，利于优化柴油共轨系统；

二、不受制于材料的采购渠道，不依赖进口软磁材料，硅钢片和通用软磁材料相对材料采购成本低，结构简单，便于加工，体积小，最小外径可达φ15mm，采用通用机械加工设备便能形成大批量生产，批量生产成本同比可降低30-40％。

附图说明

图1 本实用新型的结构示意图

图2 铁芯组合件硅钢片单片示意图

图3 铁芯组合件示意图

图4 铁芯座示意图

图5 组合铁芯体示意图

图6 图5的俯视图

图7 除去铁芯组合件超出铁芯座凹槽部分的组合铁芯体

图8 加工了环形槽的圆形铁芯俯视图

图9 图8的A-A剖视图

图10 加工了中心通孔的圆形铁芯俯视图

图11 图10的B-B剖视图

图12 图10的C-C剖视图

图13 具有线圈引出线孔的俯视图

图14 图13的D-D剖视图

图15 利用本实用新型产品组装的电磁铁结构示意图I

图16 加工有环形台阶的组合铁芯体示意图

图17 利用本实用新型产品组装的电磁铁结构示意图II

具体实施方式

实施例1

如图1所示为本实用新型有中心通孔的组合式高速电磁铁铁芯的结构示意图，该铁芯由铁芯组合件1和软磁材料铁芯座2组成，其加工步骤如下：

一、以冷冲方式落料成型铁芯组合件硅钢片单片1-1，参见图2；

二、以叠压方式将若干成型硅钢片单片1-1叠加成铁芯组合件1，参见图3；

三、以机械加工方式将圆形软磁整体材料加工成中心有一个凹槽2-1的铁芯座2，参见图4；

四、以压装方式将尺寸与铁芯座2中部凹槽2-1相适应的铁芯组合件1整体嵌入铁芯座2中心的凹槽2-1中，参见图5、图6，用机械加工的方式除去超出铁芯座凹槽2-1部分，构成组合铁芯体，参见图7；

五、以机械加工方式在组合铁芯体的端面上加工出环形槽3，该环形槽3与圆形组合铁芯体同一圆心，参见图8、图9；

六、以机械加工方式在加工有环形槽3的组合铁芯铁中心加工出一通孔4，该通孔4与环形槽3、圆形组合铁芯体同一圆心，参见图10、图11、图12；

七、以机械加工方式在环形槽3中加工出两个180°对称的线圈引出线孔5，该两个线圈引出孔5穿过铁芯座2的底部，参见图13、图14；

八、将线圈6装入组合铁芯体环形槽3中，线圈引出线9穿过线圈引出孔5，再辅以需要的接线端子10、钢压件8、密封圈11和12，磨平组合铁芯的工作面，再压装入钢外套7中，塑料封装13成型，即可得到一种密封效果好、具有足够电磁力、体积小、响应时间快的适用于柴油机高压共轨喷油系统的高速电磁铁，参见图15。

实施例2

如图1所示为本实用新型有中心通孔的组合式高速电磁铁铁芯的结构示意图，该铁芯由铁芯组合件1和软磁材料铁芯座2组成，其加工顺序如下：

二、再以叠压方式将若干成型硅钢片单片1-1叠加成铁芯组合件1，参见图3；

三、以机械加工方式将圆形软磁整体材料加工成中心有一个凹槽2-1的铁芯座2参见图4；

四、以压装方式将尺寸与铁芯座2中心凹槽2-1相适应的铁芯组合件1整体嵌入铁芯座2中心的凹槽2-1中，参见图5、图6，用机械加工的方式除去超出铁芯座凹槽2-1部分，构成组合铁芯体，参见图7；

六、以机械加工方式在加工有环形槽3的组合铁芯铁中心加工出一通孔4，该通孔4与环形槽3、圆形组合铁芯体同一圆心参见图10、图11、图12；

八、以机械加工方式将上述加工好的组合铁芯体外圆加工出环形台阶14，参见图16；

九、将线圈6装入组合铁芯体环形槽3中，线圈引出线9穿过线圈引出孔5，再辅以需要的接线端子10、钢压件8、密封圈11和12，再在组合铁芯体中心通孔中装配尺寸相适的钢管内套15，再压装入具有环形台阶钢外套7中，塑料13封装成型，磨平组合铁芯的工作面，即可得到一种密封效果好、具有足够电磁力、体积小、响应时间快的适用于柴油机高压共轨喷油系统的高速电磁铁，见图17。

Claims

1.一种组合式有中心通孔的高速电磁铁铁芯，该铁芯包括铁芯组合件(1)，圆形铁芯座(2)，铁芯组合件(1)由多片成型硅钢片(1-1)叠加在一起组成，铁芯座(2)为软磁棒材整体加工而成，中部有一凹槽(2-1)，铁芯组合件(1)嵌入铁芯座凹槽(2-1)中，形成圆形铁芯体，圆形铁芯体端面开有一环形槽(3)，环形槽(3)中有两个180°对称的穿过铁芯座(2)底部的线圈引线通孔(5)，其特征在于圆形铁芯体中心有一通孔(4)，该通孔(4)与环形槽(3)和铁芯组合体同一圆心。

2.根据权利要求1所述的组合式有中心通孔的高速电磁铁铁芯，其特征在于圆形铁芯体中心通孔(4)中有一个尺寸与该通孔相适应的钢管内套(15)，圆形铁芯体外有紧配合的钢外套(7)。

3.根据权利要求2所述的组合式有中心通孔的高速电磁铁铁芯，其特征在于在组合铁芯体外圆有一环形台阶(14)。

4.根据权利要求1所述的组合式有中心通孔的高速电磁铁铁芯，其特征在于在组合铁芯体外圆有一环形台阶(14)。

5.根据权利要求1所述的组合式有中心通孔的高速电磁铁铁芯，其特征在于高速电磁铁铁芯最小外径为φ15mm。

6.根据权利要求2所述的组合式有中心通孔的高速电磁铁铁芯，其特征在于高速电磁铁铁芯最小外径为φ15mm。

7.根据权利要求3所述的组合式有中心通孔的高速电磁铁铁芯，其特征在于高速电磁铁铁芯最小外径为φ15mm。

8.根据权利要求4所述的组合式有中心通孔的高速电磁铁铁芯，其特征在于高速电磁铁铁芯最小外径为φ15mm。