多永磁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]由于近年来针对柴油机的排放限值指标越来越严格以及满足进一步减少油耗的要求，使得电子控制技术在燃油系统中得到广泛的应用。随着柴油机电子控制技术的发展，燃油喷射系统的数字化控制也得以实现，有效的提高了喷油压力，改善了发动机的经济性。响应速度能达到毫秒级的电磁铁可称为高速电磁铁。高速强力电磁铁是连接燃油系统电控单元与燃油喷射装置的重要部件，它的快速响应特性直接影响系统喷油量和喷油正时的控制精度，对柴油机燃油性能产生重要影响。
[0003]传统的E型电磁铁采用单一多匝线圈的轴向缠绕方式，线圈电感比较大，使得电流的上升速度与衰减速度变缓，而且缺少有效的冷却措施，直接影响了磁性材料的导磁性能，对电磁铁的响应速度造成了影响。在满足电磁力的要求下，改变传统单一多匝线圈的缠绕方式，加强冷却措施，对于加快电磁铁的响应速度，改良燃油喷射规律，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、散热性良好、双向运动的多永磁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;所述径向多线圈高速电磁铁还包括小永磁体，小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，小永磁体镶嵌在凸缘与另一磁极之间，小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，小永磁体的充磁方向为径向福射充磁，两个径向多线圈高速电磁铁的有小永磁体的一端相对;还包括大永磁体，大永磁体位于两个径向多线圈高速电磁铁的副磁极之间，其充磁方向沿轴向向内。
[0007]本发明还可以包括:
[0008]1、所述大永磁体为等分的三段圆弧组成，三段圆弧之间有间隙。
[0009]2、所述小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、所述小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]本发明的目的在于提供了一种响应速度快、散热性良好、双向运动的多永磁径向多线圈组合式高速双向电磁铁。
[0015]本发明的多永磁径向多线圈组合式高速双向电磁铁的组成包括外壳体、组合式铁芯、线圈、衔铁、线圈骨架、内嵌阀套、密封树脂、阀杆和复位弹簧。外壳体为中心开有通孔，与衔铁对应位置开有通孔的圆柱体结构，上下端设置固定螺母;组合式铁芯由主磁极、副磁极和永磁体组成，主磁极或副磁极底部近线圈侧延伸出环形凸缘;小永磁体为圆柱环结构，镶嵌在凸缘与磁极之间。小永磁体的充磁方向与线圈的产生的磁路流通方向一致，沿轴向向内。大永磁体位于上下两副磁极之间，其充磁方向沿轴向向内。复位弹簧在主磁极阶梯孔内，通过阀杆限位将衔铁置于中间位置。
[0016]所述多永磁径向多线圈组合式高速双向电磁铁外壳体上下两端各设置固定螺母；组合式铁芯主磁极可以为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，其中心小通孔与阀杆之间安装内嵌阀套;副磁极为两端开有凹槽，凹槽中心开有通孔或中间开有通孔的圆柱体，主磁极或副磁极两端面都开有环形凹槽或只有下端面开有环形凹槽，凹槽开有轴向通孔，均匀布置于环形凹槽内，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。小永磁体是等分均匀间隔分布的圆弧永磁体，镶嵌在磁极与凸缘中间，采用过盈配合，其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。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或凸缘与永磁体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度。大永磁体为均匀间隔分布的等分圆弧状结构，镶嵌在上下两副磁极之间，其高度比衔铁厚度略大，上下两副磁极之间留有气隙。
[0017]本发明的多永磁径向多线圈组合式高速双向电磁铁为上下对称结构，一方面径向多匝线圈的分散布置，降低了线圈的电感，加快了电流的上升速度和衰减速度，提高了电磁铁的响应速度，同时相邻两线圈间留有通孔，加大了线圈与铁芯的散热面积;另一方面线圈通电后产生的磁场和小永磁体产生磁场叠加，小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。大永磁体用来屏蔽了上下两副磁极之间的漏磁。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的整体结构示意图。
[0019]图2为螺母结构示意图。
[0020]图3(a)为副磁极结构不意图；图3(b)主磁极结构不意图。
[0021]图4(a)-图4(b)为主磁极或副磁极上开有轴向通孔结构，其中:图4(a)为铁芯开有三个轴向通孔形式，图4 (b)为铁芯开有两个轴向通孔形式。
[0022]图5小永磁体结构示意图，小永磁体等分均匀间隔分布的圆弧永磁体。
[0023]图6为大永磁体和外壳体结构不意图。
[0024]图7(a)_7(b)铁芯主副磁极的两种结构形式，图7(a)主磁极为中心开有阶梯通孔的十字型柱体，副磁极为中心开有阶梯通孔的圆柱体，凸缘在副磁极底部近线圈侧；图7(b)为组合式铁芯一端开槽的结构形式，主磁极为中心开有阶梯通孔的倒凸台形式，副磁极为中间开有阶梯通孔的圆柱体，凸缘在副磁极底部近线圈侧。
[0025]图8(a)-图8(b)为组合式铁芯与永磁体配合的结构形式，图8(a)为凸缘和小永磁体锥台结构组合形式；图8(b)为凸缘和小永磁体为圆锥体结构组合形式。
[0026]图9(a)为带有减振冷却组件的多永磁径向多线圈组合式高速双向电磁铁整体结构示意图，图9(b)为减振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1-6，本发明的多永磁径向多线圈组合式高速双向电磁铁的第一种实施方式的组成包括组合式铁芯2、外壳体1、线圈13、衔铁4、线圈骨架5、密封树脂6、内嵌阀套7、阀杆15和复位弹簧14。外壳体I为中心开有通孔，与大永磁体11相对位置开有通孔26的圆柱体(如图6所示)，上下端设置固定螺母8;固定螺母8为下端面开有环形凹槽28，凹槽内开有通孔27的圆柱体;组合式铁芯2为上下两部分对称的结构，其主磁极19为中心开有阶梯通孔的圆柱体，通孔顶端安装内嵌阀套7，阀杆15穿过内嵌阀套7;副磁极16为上下两端开有圆形凹槽18，凹槽内开有通孔17的圆柱体。副磁极凹槽内轴向开有两个或三个扇形通孔19，均匀布置于凹槽内，相邻两通孔19之间的部分形成线圈内芯20，线圈13绕制在内芯上，线圈表面涂有树脂或其他绝缘耐热材料来隔离线圈与冷却液。主磁极19半径R2与副磁极16中心通孔半径Rl相等。凸缘3位于副磁极底部近线圈侧，小永磁体9镶嵌在凸缘3和副磁极16之间，采用过盈配合。其上表面与凸缘3上表面平齐，下表面与铁芯2下表面平齐或略低。小永磁体9的充磁方向与线圈13的产生的磁路流通方向一致。大永磁体11位于上下两副磁极之间，其高度比衔铁4高度略大，充磁方向与线圈产生的磁路方向相反，沿轴向向内。阀杆15、复位弹簧
14、副磁极16、线圈13与主磁极19