径向多线圈组合式高速双向电磁铁的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种电磁铁，尤其是一种柴油机电控燃油系统用高速电磁铁。
【背景技术】
[0002]随着柴油机电子控制技术的发展，燃油喷射系统的电子控制已经成为满足日益严格的排放法规的重要技术。无论电控栗喷嘴、单体栗、分配栗，还是目前发展速度较快的高压共轨电控喷油系统，高速电磁铁都是保证其正常工作的关键零部件，作为燃油系统电控单元与燃油喷射装置的接口，通过调节衔铁的闭合时刻和闭合时间长短实现对喷油定时和喷油量的精确控制，它的应用实现了燃油喷射的数字化控制。
[0003]响应速度能达到毫秒级的电磁铁可称为高速电磁铁。高速电磁铁工作在一个集电、磁、机、液耦合的复杂系统中，它的强电磁力和快速响应特性直接决定了电控燃油喷射系统的柔性喷油规律。传统的E型电磁铁，缺少有效的换热措施，导致线圈温升比较大，进而影响磁性材料的导磁性能，使得电磁铁的响应速度变慢。为降低电磁铁的工作温度，一般采用小的驱动电流，这又导致了电磁力的降低。因此在满足电磁力的要求下，采用较小的驱动电流以降低能耗的同时加强电磁铁的换热，实现其有效冷却，对于提尚电磁铁的响应特性，改善喷油规律，实现柴油机节能减排具有重要的意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种响应速度快、驱动电流小、散热性良好、可双向运动的径向多线圈组合式高速双向电磁铁。
[0005]本发明的目的是这样实现的:
[0006]包括两个电磁铁、衔铁和阀杆;所述电磁铁为径向多线圈高速电磁铁，包括外壳体、铁芯和线圈，所述铁芯由主磁极和副磁极组成，主磁极为圆柱体，副磁极为中心开有通孔的圆柱体，主磁极位于副磁极的通孔中，外壳体套在主磁极外，主磁极或副磁极上带有凸环，所述凸环轴向开有均匀分布的扇形或腰形通孔，相邻两扇形通孔之间构成线圈内芯，线圈径向缠绕在线圈内芯上，主磁极的中心开有通孔;两个径向多线圈高速电磁铁共用一个衔铁和一个阀杆，两个径向多线圈高速电磁铁对称安装，衔铁位于两个径向多线圈高速电磁铁之间，阀杆穿在两个主磁极中心的通孔中，衔铁与阀杆固定。
[0007]本发明还可以包括:
[0008]1、所述径向多线圈高速电磁铁还包括永磁体，永磁体为和铁芯同心的圆柱环，主磁极或副磁极底部伸出凸缘，永磁体镶嵌在凸缘与另一磁极之间，永磁体的上表面与凸缘上表面平齐，下表面与铁芯下表面平齐或略低，永磁体的充磁方向为径向辐射充磁，两个径向多线圈高速电磁铁的有永磁体的一端相对。
[0009]2、所述永磁体是等分的圆弧永磁体且等分均匀间隔分布，永磁体与凸缘的配合形式为圆柱环配合且凸缘宽度与永磁体宽度相等或略大。
[0010]3、所述永磁体是等分的圆弧永磁体且等分均匀间隔分布，永磁体与凸缘的配合形式为圆锥环配合且凸缘的底面宽度大于永磁体底面宽。
[0011]4、所述凸环和凸缘设置在副磁极的内壁上。
[0012]5、所述凸环设置在主磁极的外壁上，所述凸缘设置在副磁极的内壁上。
[0013]6、主磁极的通孔为阶梯孔，在所述阶梯孔中设置液力减振冷却组件，液力减振冷却组件包括复位弹簧、滑阀、阻尼位移调节环，滑阀上设有若干阻尼孔且均布在同一圆周上，阻尼位移调节环为中心开有圆柱孔的凸台结构，阀杆与滑阀之间预留一段空隙，滑阀位于阻尼位移调节环上。
[0014]本发明提供了一种响应速度快、驱动电流小、散热性良好、可双向运动的径向多线圈双永磁组合式高速双向电磁铁。
[0015]本发明的径向多线圈双永磁组合式高速双向电磁铁为上下对称结构，其组成主要包括外壳体、组合式铁芯、线圈、复位弹簧、线圈骨架、密封树脂、衔铁和阀杆。外壳体为中心开有通孔的圆柱体结构；组合式铁芯截面为“王”字型，包括上下两部分，由主磁极、副磁极和永磁体组成，对称分布于衔铁两侧，主磁极或副磁极底部近线圈侧延伸出环形凸缘;永磁体为和铁芯同心圆柱环镶嵌在凸缘与磁极之间。永磁体的充磁方向为径向辐射充磁，与线圈的产生的磁路流通方向一致。复位弹簧在主磁极阶梯孔内，通过阀杆限位环将衔铁置于中间位置。
[0016]所述径向多线圈双永磁组合式高速双向电磁铁外壳体上下端设置固定大螺母;螺母为下端面开有环形凹槽，凹槽中心开有通孔的圆柱体;组合式铁芯主磁极可以是中间开有阶梯通孔的圆柱体、十字型柱体、“T”字型柱体或倒凸台结构;副磁极为中间开有通孔，上下两端面都开有凹槽或只上端面开有环形凹槽的圆柱体。主磁极或副磁极开有轴向通孔，均匀布置于环形凹槽内侧，两轴向通孔之间部分构成线圈内芯，线圈径向绕制在内芯上，线圈表面涂有树脂或其他绝缘耐热材料构成线圈隔离体来隔离线圈与冷却液。凸缘位于主磁极或副磁极底部近线圈侧。永磁体为等分均匀间隔布置圆弧状永磁体，镶嵌在磁极与凸缘中间，其组合可以是柱台或者锥台形式，采用过盈配合。永磁体上表面与凸缘上表面平齐，下表面与主副磁极下表面平齐或略低。
[0017]本发明的径向多线圈双永磁组合式高速双向电磁铁为上下对称结构，一方面采用组合式铁芯及径向式线圈的结构，在相邻两线圈间留有散热孔，加大了线圈与铁芯的散热面积，加强换热；另一方面线圈通电后产生的磁场和永磁体产生磁场叠加，永磁体一方面屏蔽了主副磁极之间的漏磁，另一方面提供通过衔铁的磁通，增大了电磁力；凸缘结构增大了铁芯与衔铁的吸合面积，使通过衔铁的磁感线一部分可以经过凸缘，增加了衔铁沿竖直方向的磁感线条数，同时也使衔铁整体磁感应强度分布更加均匀，不易出现局部过早饱和的现象。与传统“E”型电磁铁相比，径向多线圈双永磁组合式高速双向电磁铁将传统的单一多匝线圈进行分散布置，降低了线圈的电感，提高了线圈中电流的上升速度和衰减速度，加快电磁铁的响应速度。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的径向多线圈双永磁组合式高速双向电磁铁整体结构示意图。
[0019]图2为螺母结构示意图。
[0020]图3(a)为副磁极的结构不意图；图3(b)为主磁极的结构不意图。
[0021]图4(a)-图4(b)为铁芯上开有轴向扇形或腰形通孔的结构，图4(a)为铁芯开有三个轴向扇形或腰形通孔形式，图4(b)为铁芯开有两个轴向扇形或腰形通孔形式。
[0022]图5为永磁体为等分均匀间隔分布圆弧状永磁体结构示意图。
[0023]图6(a)_6(b)为铁芯主副磁极两种结构形式，图6(a)为主磁极中间开有阶梯通孔，副磁极两端开有凹槽，凹槽中心开有通孔，凸缘在副磁极近线圈侧；图6 (b)为主磁极为中心开有通孔的十字型柱体，副磁极中心开有通孔，凸缘在副磁极底部近线圈侧。
[0024]图7(a)-图7(b)为组合式铁芯与永磁体配合的结构形式，图7(a)为凸缘和永磁体锥台结构组合形式，图7(b)为凸缘和永磁体为圆锥体结构组合形式。
[0025]图8为组合式铁芯一端开槽的结构形式，主磁极为中心开有通孔的倒凸台形式，副磁极为中间开有通孔的圆柱体，凸缘在副磁极底部近线圈侧。
[0026]图9(a)_9(b)为带有中心冷却通道的径向多线圈双永磁组合式高速双向电磁铁整体结构示意图，图9(b)为冷却组件局部放大示意图。
[0027]图10(a)_10(b)为电磁铁线圈不通电和通电状态下，磁路流通示意图，图10(a)为线圈不通电时的电磁铁磁路不意图，图10(b)为线圈通电时电磁铁磁路不意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图举例对本发明做更详细的描述。
[0029]结合图1、图2、图3、图4(a)、图4(b)、图5，本发明的径向多线圈双永磁组合式高速双向电磁铁的第一种实施方式的组成包括外壳体7、组合式铁芯8、径向线圈4、复位弹簧6、线圈骨架5、卡环11、内嵌阀套14、密封树脂12、衔铁3和阀杆13。外壳体7为中心开有沉头孔31的圆柱体，上下端设置固定大螺母I;固定大螺母I为下端面开有环形凹槽29，凹槽中心开有通孔30的圆柱体结构;组合式铁芯8有上下两组，对称分布于衔铁两侧，由主磁极17、副磁极16和永磁体2组成，其主磁极17为中心开有阶梯通孔的圆柱体，顶端开有带螺纹的小孔，与沉头孔31配合，由螺钉15固定连接。副磁极16为上下两端开有凹槽29，凹槽中心开有通孔30的圆柱体，凹槽轴向开有两个或三个扇形通孔19，均匀布置于环形凹槽内，相邻两通孔19之间的部分形成线圈内芯18，线圈4径向绕制在内芯18上，线圈表面涂有树脂或其他绝缘耐热材料构成线圈隔离体来隔离线圈与冷却液。主磁极17半径R2与副磁极16中心通孔半径Rl相等。永磁体2镶嵌在凸缘9和副磁极16之间，采用过盈配合，其上表面与凸缘9上表面平齐，下表面与铁芯9下表