双永磁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不断发展，电控燃油喷射系统成为满足日益严格的柴油机排放法规要求的必然趋势。电控燃油喷射系统因其具有高喷射压力、喷油定时和喷油规律柔性可控等特点，是目前提高柴油机高燃油经济性和降低有害物排放等的有效手段。响应速度能够达到毫秒级的电磁铁可称为高速电磁铁。高速电磁铁作为柴油机电控单元与燃油喷射装置的重要元件，其快速响应特性是燃油喷射定时准确和迅速形成高压的前提，也是实现小油量喷射和预喷射的硬件保障，对燃油喷射的精确控制具有重要的影响。
[0003 ]常用的传统的E型电磁铁一般采用Ho I d&Peak的方式来驱动，然而大电流使电磁阀功耗增大，产热量增加，对线圈及其密封材料等的工作温度提出了更为苛刻的要求，同时造成了电磁阀的可靠性及寿命下降。衔铁的吸合阶段依靠小电流维持，尤其是大脉宽工作时也会使得线圈发热量增加，导致了磁性材料导磁性能下降。因此在满足电磁力以及响应要求的前提下，若能进一步降低大驱动电流，减小甚至取消维持电流，对于降低其发热量，提高电磁阀寿命及工作可靠性具有重要的作用。
【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、可双向运动、寿命长、可靠性高的双永磁高速双向电磁铁。
[0005]本发明的目的是这样实现的:包括两个永磁高速电磁铁，每个永磁高速电磁铁包括铁芯、线圈和外壳体，铁芯由圆柱形主磁极和圆环形副磁极构成，主磁极与副磁极之间设置线圈安装槽，线圈安装在线圈安装槽中，外壳体套在铁芯外，主磁极或副磁极底部延伸出环形凸缘，还包括环形永磁体，永磁体镶嵌在所述环形凸缘与主磁极或副磁极之中间，永磁体的充磁方向为径向辐射充磁，两个永磁高速电磁铁对称布置且永磁体端相对，两个永磁高速电磁铁共用一个衔铁和一个阀杆，主磁极的中间带有通孔，阀杆穿在所述通孔中，衔铁固定在阀杆上。
[0006]本发明的双永磁高速双向电磁铁还可以包括:
[0007]1、主磁极中间的通孔为阶梯孔，阶梯孔中设置套在阀杆上的复位弹簧。
[0008]2、所述环形永磁体为连续的圆环形。
[0009]3、所述环形永磁体为由等分的几段圆弧组成的圆环形。
[0010]4、所述等分的几段圆弧紧凑排列。
[0011 ] 5、所述等分的几段圆弧之间有间隙。
[0012]6、环形凸缘与永磁体的对接面为圆柱面。
[0013]7、环形凸缘与永磁体的对接面为圆锥面。
[0014]8、还包括冷却组件，所述冷却组件包括阻尼位移调节环、滑阀、阀套，滑阀为中心开有通孔的圆柱体结构，滑阀套在阀杆上，滑阀上设有若干阻尼通孔且均布在同一圆周上，滑阀被复位弹簧预压在阻尼位移调节环上，阻尼位移调节环为中心开有圆柱通孔的凸台结构。
[0015]本发明的双永磁高速双向电磁铁为上下对称结构，主要由铁芯、线圈、衔铁、外壳体、线圈骨架、密封树脂、复位弹簧和阀杆组成。外壳体为中心开有通孔，与衔铁对应位置开有泄流孔的圆柱体，上下两端各安装固定螺母。铁芯截面呈“日”字形，由铁芯主副磁极和永磁体构成，凸缘位于主磁极或副磁极底部近线圈侧。永磁体为和铁芯同心的圆柱环，镶嵌在主磁极与副磁极凸缘中间。永磁体的充磁方向为径向辐射充磁。
[0016]所述双永磁高速双向电磁铁采用了永磁双“日”字型铁芯对称结构，其主磁极为中间开有通孔的圆柱体或十字型柱体结构，副磁极为中间开有通孔或阶梯通孔的柱体，副磁极柱体直径与主磁极阶梯中心孔直径相等，主磁极或副磁极下端近线圈侧延伸出凸缘。永磁体镶嵌在凸缘和磁极之间，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。主磁极顶端与螺母中心开有带螺纹的孔，两者通过螺钉固连。阀杆与衔铁由卡环固连，穿过主磁极中间的内嵌阀套。凸缘是完整的圆柱环或圆锥台。永磁体是完整的磁环或圆锥台。永磁体和是等分的圆弧永磁体，等分的圆弧永磁体紧密布置或等分均匀间隔分布。凸缘与永磁体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。凸缘与永磁体的配合形式为圆锥环配合且凸缘的底面半径大于永磁体底面半径。
[0017]本发明的永磁日型高速电磁铁，采用了永磁“日”字型结构，两个复位弹簧将衔铁置于中间位置，上部线圈通电，下部线圈断电，衔铁向上运动；反之，向下运动，依此来控制衔铁的双向运动。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，另一方面提供了通过衔铁的磁通，增大了电磁力；副磁极的凸缘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。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的双永磁高速双向电磁铁截面图。
[0019]图2为主磁极剖面图。
[0020]图3为副磁极剖面图。
[0021]图4(a)-图4(c)为永磁体的3种不同结构示意图，图4(a)永磁体是完整的磁环；图4(b)是永磁体等分的圆弧永磁体且为紧密布置；图4(c)永磁体是等分的圆弧永磁体且为等分均勾间隔分布。
[0022]图5(a)_5(c)为铁芯主副磁极的四种组合形式和永磁体，图5(a)为主磁极为中间开有阶梯通孔的倒“T”字型柱体，副磁极为中间开有通孔的圆柱体，凸缘在副磁极靠近线圈侦U，图5(b)为在图5(a)的基础上延长主磁极横向长度，图5(c)为主磁极为中间开有通孔的圆柱体，主磁极为下端面中心开有凹槽的圆柱体，凸缘在主磁极靠近线圈侧。
[0023]图6(a)-图6(b)为环形凸缘与永磁体的组合形式，图6(a)为凸缘和永磁体为柱台，图6 (b)为凸缘和永磁体为锥台。
[0024]图7(a)为铁芯带减振冷却组件的电磁铁结构示意图，图7(b)局部放大示意图。
[0025]图8(a)_8(b)为电磁铁线圈不通电和通电状态下，磁路流通示意图，图8(a)为线圈未通电时的电磁铁磁路不意图，图8(b)为线圈通电时电磁铁磁路不意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图举例对本发明做更详细的描述。
[0027]结合图1、图2、图3、图4(a)、图(b)、图4(c)，本发明的双永磁日型高速双向电磁铁第一种实施方式的组成包括外壳体15、日型铁芯8，线圈2、线圈骨架6、密封树脂5、复位弹簧
11、内嵌阀套14、衔铁4和阀杆13。日型铁芯8由主磁极17、副磁极16和永磁体3构成，两组对称分布于衔铁两侧;主磁极17为中心开有阶梯通孔的圆柱体结构，上端面轴向开有带螺纹的小孔，副磁极16为开有阶梯通孔的圆柱体，主磁极半径Rl与副磁极中心通孔的半径R2相等。凸缘9位于主磁极17底部近线圈侧。在凸缘9与副磁极16之间镶嵌一块永磁体3，采用过盈配合，其上表面与凸缘上表面平齐，下表面与铁芯8的下表面平齐或略低;永磁体3的充磁方向为径向福射充磁，与线圈通电磁路流通方向一致。阀杆13与衔铁4之间由卡环1固定，阀杆穿过主磁极内部的内嵌阀套14。本发明的双永磁日型高速双向电磁铁上部分的阀杆13和衔铁4由卡环固定后，与复位弹簧11、主磁极17、线圈2、副磁极16自