CN205959709U - 自冷密封高速电磁铁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种自冷密封高速电磁铁，旨提供一种具有消除装配应力对电磁铁导磁系数影响、能够充分冷却铁芯内外表面，自冷密封高速电磁铁。本实用新型通过下述技术方案予以实现：铁芯(5)上部制有让铁芯(3)上端受压部位远离电磁铁主磁通经过的路径的圆柱台肩胛，且下圆柱直径与电磁铁壳体(1)的内孔直径之间留有供燃油流动的间隙(501)，线圈骨架(6)与铁芯(5)凹槽顶部留有一个供线圈骨架膨胀的间隙(502)，使得燃油除了可以从铁芯的中心孔流出以外，还可以从铁芯的外表面与电磁铁壳体(1)的内表面之间设有环形燃油流动的间隙(501)之间流出，使得铁芯的内外表面均有燃油流过，从而使铁芯得到充分的冷却。

Description

自冷密封高速电磁铁

技术领域

本实用新型涉及一种主要用于高压燃油喷射装置的电磁铁组件。

背景技术

随着地球温暖化及环境污染问题的日益加重,各国对汽车尾气,特别是柴油车的尾气处理要求日益增高。柴油机为了降低Nox、颗粒物、HC和CO等污染物的排放,要求燃油喷射系统实现高压、多次喷射、喷油量和喷油时间的精准控制，尤其对于多次喷射的时间以微秒计，满足上述要求只有采用电控技术才能实现，因此提高电控系统的响应速度至关重要。提高电控系统的响应速度的瓶颈在于提高执行器的响应速度。有两个可供选择的技术路线，一是采用叠层压电晶体做为电磁阀的执行器，另一个是采用高速电磁铁做为电磁阀的执行器，叠层压电晶体的特点是响应速度快、技术难度大、可靠性差、成本高，高速电磁铁的响应速度虽然较叠层压电晶体的响应慢一点，但仍可完成多次喷射的任务，而且高速电磁铁相对于叠层压电晶体而言其技术难度、可靠性、成本等所具有的优势已被国内外供油系统普遍采用。尽管如此，由于高速电磁铁在高温高频条件下工作，现有技术的电磁铁在其响应速度、散热、可靠性、防泄漏等仍有一些缺陷和不足。现有技术的中电磁铁组件，通常采用图2所示的电磁铁。该电磁铁主要包括：一个外圆为多级直径且具有多级直径的同心容腔腔体的电磁铁壳体1，紧固螺套2同心装配在电磁铁壳体1的外部起固定电磁铁的作用。铁芯5同心装配在电磁铁壳体1中心容腔内，下端面与电磁铁壳体内腔止口平面接触，上端面与内骨架12的下平面接触，通过磁铁壳体1上端收口将铁芯5压紧在内骨架12与电磁铁壳体1之间。通电后，在线圈4中有电流流过，在铁芯5中就产生了磁场，该磁场穿过铁芯5与衔铁3之间的空气隙，使得衔铁3获得电磁力Fm。图2所示的现有技术的不足在于，铁芯5的下端面坐落在电磁铁壳体1的内腔止口平面上，铁芯5的上面与内骨架12接触，通过电磁铁壳体1上端收口将铁芯5压紧，其结果使铁芯5的外筒产生很大的装配应力，严重的影响铁芯5的导磁率，从而使电磁铁的效率大大降低。

上述现有技术的还不足在于，电磁铁在工作时，在铁芯内部将产生涡电流，线圈本身也会发热，这些热量如果不能及时散出，将对电磁铁工作的可靠性产生极大的影响，严重时会烧毁电磁铁，现有技术的铁芯5只能通过衔铁与铁芯的间隙流过的燃油再流到铁芯的内孔散热，由于铁芯5与衔铁3之间的间隙只有0.1mm，而且在衔铁运动的过程中所述间隙还不断的缩小致使燃油的流通阻力很大。的铁芯5的外圆柱面没有燃油流过，而所述铁芯5内孔的流通面积只有外圆面积的13％，显然只通过内孔散热得不到很好的散热效果，因此会对电磁铁的可靠性产生影响。

现有技术的第三个不足在于，线圈骨架6与铁芯5凹槽的顶端没有预留间隙，电磁铁工作时所述线圈和骨架都会发热膨胀，因为上端没有预留膨胀的空间，线圈骨架的底面只能向下移动，所述线圈和骨架的几何中性面也随之向下移动，当电磁铁停止工作冷却后，所述线圈和骨架又会冷却收缩，此时的收缩不再是回到原位，而是所述线圈和骨架的两端同时向其几何中性面回缩，电磁铁经过长期工作反复热胀冷缩之后，造成线圈骨架将整体逐渐向下移动，其下端面也将随之逐渐向下位移，线圈骨架的底面一旦高出铁芯的底平面就会影响电磁铁的工作，更为严重的是所述线圈和骨架下移的同时会拽扯导线严重时将导线扯断使电磁铁失效。

现有技术的第四个不足在于，在内骨架12和壳体1之间只有一个密封圈9，该密封圈因为被密封的接线棒直径只有1mm，属于超小直径密封，在压力波动较大的时候容易发生漏油。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种具有消除装配应力对电磁铁导磁系数影响、线圈位置保持不变、能够充分冷却铁芯内外表面，线圈导线不被扯断，自冷密封高速电磁铁。

本实用新型的解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自冷密封高速电磁铁，包括：一个外圆为多级直径且具有多级直径的同心容腔腔体的电磁铁壳体1，同心装配在电磁铁壳体1的外部起固定电磁铁的作用的紧固螺套2，装配在电磁铁壳体1中心容腔体内的铁芯5和电磁铁弹簧11，轴向定位在电磁铁壳体1容腔端口与衔铁3之间的内骨架12，被线圈骨架6包覆的线圈4，分别与线圈4导线两端相连接的两个接线棒10，其特征在于：线圈骨架6包覆的线圈4被装配在铁芯5向下开口的凹槽中，内骨架12一端通过电磁铁壳体1容腔上部开口，另一端上制有圆柱台的圆柱座体紧贴在铁芯5的止口平面上；铁芯5上部制有让铁芯3上端受压部位远离电磁铁主磁通经过的路径的圆柱台肩胛，铁芯5的上部圆柱台肩胛面相邻于电磁铁壳体1止口平面101，铁芯5的下圆柱直径与电磁铁壳体1的内孔直径之间留有供燃油流动的间隙501。

进一步地，铁芯5下端开设向下开口的环形凹槽，线圈骨架6包覆的线圈4被装配在铁芯5向下开口的环形凹槽中。线圈骨架6与铁芯(5)凹槽顶部留有一个供线圈骨架膨胀的间隙502。

进一步地，接线棒10和内骨架12之间的密封采用唇形密封圈7，当密封圈受到高压冲击时，唇形密封圈7的唇口紧压在内骨架12孔壁和接线棒10圆柱面上，再加上“O”形密封圈9的辅助密封作用，可以形成可靠的密封。

本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果

消除了装配应力对电磁铁导磁系数的影响。本实用新型针对现有技术存在的铁芯的装配应力影响铁芯导磁率的不足之处，利用铁芯5上部的圆柱台肩胛固定在壳体1的止口和内骨架12上部止口平面101之间，让受压部位远离主磁通经过的路径，受压部位产生的压应力的分布区域也远离主磁通经过的路径，因而不会影响铁芯5的导磁系数，可以使电磁力不受装配应力的影响。

线圈位置保持不变、能够充分冷却铁芯内外表面。本实用新型针对现有技术存在的冷却效果差的不足之处，在铁芯5的外表面与电磁铁壳体1的内表面之间设有燃油流动的环形间隙501，线圈骨架6与铁芯(5)凹槽顶部留有一个供线圈骨架膨胀的间隙502，使得燃油除了可以从铁芯5的中心孔流出以外，还可以从铁芯5的外表面与电磁铁壳体1的内表面之间设有环形燃油流动的间隙501之间流出，使得铁芯5的内外表面均有燃油流过，从而使铁芯5得到充分的冷却。保证了电磁铁的可靠性。铁芯5上部制有让铁芯3上端受压部位远离电磁铁主磁通经过的路径的圆锥柱台肩胛，铁芯5的上部圆柱台肩胛面相邻于电磁铁壳体1止口平面101，铁芯5的下圆柱直径与电磁铁壳体1的内孔直径之间留有供燃油流动的间隙501，使得燃油除了可以从铁芯5的中心孔流出以外，还可以从铁芯5的外表面与电磁铁壳体1的内表面之间设有环形燃油流动的间隙501之间同时流出，使得铁芯5的内外表面均有燃油流过，可以使电磁铁铁芯的冷却面积增加87％以上，从而使铁芯5得到充分的冷却，线圈导线不被扯断。本实用新型针对现有技术存在的因线圈和线圈骨架热胀冷缩引起线圈、骨架移位的不足之处采用的解决方案是，在线圈骨架6的上端面和铁芯5的凹槽面的膨胀间隙502为0.2mm，可以使线圈4、线圈骨架6在发热时可以在线圈骨架6中性面处分别向两端膨胀伸展，在冷却时两端也可以分别向中性面处回缩，结果可以保证长期工作后线圈骨架6的下平面不会突出到铁芯5的下端面以外，同时也不会扯拽导线，从而可以解决因热胀冷缩导致的线圈导线被扯断的问题。

密封可靠。本实用新型针对现有技术存在的密封性不可靠的不足之处，采用唇形密封圈7对接线棒10和内骨架12之间进行密封，当密封圈受到高压冲击时，唇形密封圈7的唇口将会紧压在内骨架12孔壁和接线棒10圆柱面上，再加上“O”形密封圈9的辅助密封作用，可以形成可靠的密封。

附图说明

图1是本实用新型的自冷密封高速电磁铁构造示意图。

图2是现有技术电控燃油喷射电磁铁组件的构造示意图。

图中：图中：1电磁铁壳体，2紧固螺套，3衔铁，4线圈，5铁芯，6线圈骨架，7唇形密封圈，8O形密封圈，9“O”形密封圈，10接线棒，11电磁铁弹簧，12内骨架，13注塑绝缘套，101止口平面，501环形间隙，502膨胀间隙

具体实施方式

参阅图1。在以下描述的实施例中，一种自冷密封高速电磁铁，主要包括一个外圆为多级直径且具有多级直径的同心容腔腔体的电磁铁壳体1，同心装配在电磁铁壳体1的外部起固定电磁铁的作用的紧固螺套2，装配在电磁铁壳体1中心容腔体内的铁芯5和电磁铁弹簧11，轴向定位在内骨架12容腔端口与衔铁3之间的内骨架12，线圈骨架6包覆的线圈4被装配在铁芯5向下开口的凹槽中，分别相连线圈4导线两端的两个接线棒10，铁芯5的上端面紧贴在内骨架12的下端面，铁芯5上部制有的圆柱肩胛面与电磁铁壳体1容腔内壁上部开口上制有的电磁铁壳体内腔止口平面101接触，由电磁铁壳体1容腔上部的收口通过滚压使内骨架12铁芯5电磁铁壳体1固联在一起；所述铁芯5上部制有可使铁芯受压部位远离电磁铁主磁通经过的路径的圆柱肩胛，铁芯5的下圆柱直径与电磁铁壳体1的内孔直径之间留有供燃油流动的环形间隙501，在铁芯5上圆柱面开设斜槽，使流经铁芯5外圆间隙的燃油通过所述斜槽流到低压腔中，从而使得燃油除了可以从铁芯5的中心孔流出以外，还可以从铁芯5的外表面与电磁铁壳体1的内表面之间设有环形燃油流动的间隙501之间流出，使得铁芯5的内外表面均有燃油流过，从而使铁芯5得到充分的冷，铁芯5下端开设向下开口的环形凹槽。

在铁芯5的环形凹槽内装配有被线圈骨架6包覆的线圈4，线圈骨架6与铁芯5凹槽顶部留有一个供线圈骨架膨胀的膨胀间隙502，保证电磁铁经过长期工作后线圈位置不发生变化，线圈4导线两端分别与两个接线棒10相连，接线棒10与电源相连。接线棒10和内骨架12之间的密封采用唇形密封圈7，当密封圈受到高压冲击时，唇形密封圈7的唇口紧压在内骨架12孔壁和接线棒10圆柱面上，在内骨架12外圆的凹槽和电磁铁壳体1内壁之间装配有起密封作用的“O”形密封圈8，衔铁3同心安装在铁芯5的下方并通过本体14限位，电磁铁弹簧11作用在内骨架12和衔铁3之间。内骨架12包覆在注塑绝缘套13的多级台阶孔的绝缘体内。注塑绝缘套13起保持相关零件位置以及绝缘作用。

被线圈骨架6包覆的线圈4，分别相连线圈4导线两端的两个接线棒10。内骨架12一端通过电磁铁壳体1容腔上部开口，另一端上制有圆柱台的圆柱座体紧贴在铁芯5的上端面上；铁芯5上部制有让铁芯3上端受压部位远离电磁铁主磁通经过的路径的圆锥柱台肩胛，铁芯5的上部圆柱台肩胛面相邻于磁铁壳体1腔体内壁止口平面101，铁芯5的下圆柱直径与电磁铁壳体1的内孔直径之间留有供燃油流动的环形间隙501，环形间隙501位于铁芯5与电磁铁壳体1内壁之间，使得铁芯5的内外表面均有燃油流过，从而使铁芯5得到充分的冷。铁芯5下端开设向下开口的环形凹槽，在铁芯5的环形凹槽内装配有被线圈骨架6包覆的线圈4，线圈骨架6与铁芯5凹槽顶部留有一个供线圈骨架膨胀的膨胀间隙502，避免铁芯与线圈产生位移。

紧固螺套2同心装配在电磁铁壳体1的外部，将电磁铁固定。具有上大下小的阶梯外圆柱体的铁芯5的上部圆柱台肩胛平面坐落在磁铁壳体1止口平面101上，铁芯5的上平面同心装配内骨架12，靠电磁铁壳体1上部的收口将所述内骨架12、铁芯5紧压在磁铁壳体1台阶上。在铁芯5上圆柱面开设斜槽，使流经铁芯5外圆间隙的燃油通过所述斜槽流到低压腔中。线圈4导线两端分别与两个接线棒10相连，接线棒10与电源相连。接线棒10和内骨架12之间的密封采用唇形密封圈7，当密封圈受到高压冲击时，唇形密封圈7的唇口紧压在内骨架12孔壁和接线棒10圆柱面上。

在内骨架12外圆的凹槽和电磁铁壳体1内壁之间装配有起密封作用的O形密封圈8。唇形密封圈7、“O”形密封圈9安装在内骨架12的出线孔与接线棒10之间起密封作用。衔铁3同心安装在铁芯5的下方。电磁铁弹簧11作用在内骨架12和衔铁3之间。内骨架12包覆在注塑绝缘套13的多级台阶孔的绝缘体内。注塑绝缘套13起保持相关零件位置以及绝缘作用。

铁芯5同心装配在电磁铁壳体1中心容腔内，下端面与电磁铁壳体内腔止口平面接触，上端面与内骨架12的下平面接触，通过磁铁壳体1上端收口将铁芯5压紧在内骨架12与电磁铁壳体1之间。在铁芯5向下开口的凹槽内装配有被线圈骨架6包覆的线圈4，线圈4导线两端分别与两个接线棒10相连，接线棒10与电源相连。衔铁3同心安装在铁芯5的下方并坐落在本体14上。密封圈8装在内骨架12和壳体1之间起密封作用，密封圈9装在内骨架12和接线棒10之间起密封作用。电磁铁弹簧11作用在内骨架12和衔铁3之间。注塑绝缘套13起保持相关零件位置以及绝缘作用。通电后，通过接线棒10，连接到线圈4的两端，在线圈4中有电流流过，在铁芯5中就产生了磁场，该磁场穿过铁芯5与衔铁3之间的空气隙，使得衔铁3获得电磁力Fm，当电磁力Fm大于弹簧11的弹簧力时，衔铁3就可以克服弹簧力向上运动，线圈断电后，电磁力消失，衔铁3在弹簧11的作用下又返回原位。

Claims (10)

1.一种自冷密封高速电磁铁，包括：一个外圆为多级直径且具有多级直径的同心容腔腔体的电磁铁壳体（1），同心装配在电磁铁壳体（1）的外部起固定电磁铁的作用的紧固螺套（2），装配在电磁铁壳体（1）中心容腔体内的铁芯（5）和电磁铁弹簧（11），轴向定位在电磁铁壳体（1）容腔端口与衔铁（3）之间的内骨架（12），被线圈骨架（6）包覆的线圈（4），分别相连线圈（4）导线两端的两个接线棒（10），其特征在于：内骨架（12）一端通过电磁铁壳体（1）容腔上部开口，另一端上制有圆柱台的圆柱座体紧贴在铁芯（5）的上端面上；铁芯（5）上部制有让铁芯（5）上端受压部位远离电磁铁主磁通经过的路径的圆柱台肩胛，且上部圆柱台肩胛面相邻于磁铁壳体（1）台阶面（101），铁芯（5）的下圆柱直径与电磁铁壳体（1）的内孔直径之间留有供燃油流动的间隙（501），铁芯（5）下端开设向下开口的环形凹槽，在铁芯（5）的凹槽内装配有被线圈骨架（6）包覆的线圈（4），线圈骨架（6）与铁芯（5）凹槽顶部留有一个供线圈骨架膨胀的间隙（502），使得燃油除了可以从铁芯（5）的中心孔流出以外，还可以从铁芯（5）的外表面与电磁铁壳体（1）的内表面之间设有环形燃油流动的间隙（501）之间流出，使得铁芯（5）的内外表面均有燃油流过，从而使铁芯（5）得到充分的冷却。

2.如权利要求1所述的自冷密封高速电磁铁，其特征在于：接线棒（10）和内骨架（12）之间的密封采用唇形密封圈（7），当密封圈受到高压冲击时，唇形密封圈（7）的唇口紧压在内骨架（12）孔壁和接线棒（10）圆柱面上。

3.如权利要求1所述的自冷密封高速电磁铁，其特征在于：紧固螺套（2）同心装配在电磁铁壳体（1）的外部，将电磁铁固定。

4.如权利要求1所述的自冷密封高速电磁铁，其特征在于：铁芯（5）紧压在磁铁壳体（1）台阶上。

5.如权利要求1所述的自冷密封高速电磁铁，其特征在于：在铁芯（5）上圆柱面开设斜槽，使流经铁芯（5）外圆间隙的燃油通过所述斜槽流到低压腔中。

6.如权利要求1所述的自冷密封高速电磁铁，其特征在于：线圈（4）导线两端分别与两个接线棒（10）相连，接线棒（10）与电源相连。

7.如权利要求1所述的自冷密封高速电磁铁，其特征在于：在内骨架（12）外圆的凹槽和电磁铁壳体（1）内壁之间装配有起密封作用的O形密封圈（8）。

8.如权利要求7所述的自冷密封高速电磁铁，其特征在于：唇形密封圈（7）、 “O” 形密封圈（9）安装在内骨架（12）的出线孔与接线棒（10）之间。

9.如权利要求1所述的自冷密封高速电磁铁，其特征在于：电磁铁弹簧（11）作用在内骨架（12）和衔铁（3）之间。

10.如权利要求1所述的自冷密封高速电磁铁，其特征在于：内骨架（12）包覆在注塑绝缘套（13）的多级台阶孔的绝缘体内。