多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵制造技術

本發明專利技術提供的是一種多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵。包括兩個電磁鐵、銜鐵和閥桿；電磁鐵為徑向多線圈高速電磁鐵，兩個徑向多線圈高速電磁鐵共用一個銜鐵和一個閥桿，兩個徑向多線圈高速電磁鐵對稱安裝，銜鐵位于兩個徑向多線圈高速電磁鐵之間，閥桿穿在兩個主磁極中心的通孔中，銜鐵與閥桿固定；還包括小永磁體，小永磁體為和鐵芯同心的圓柱環，主磁極或副磁極底部伸出凸緣，小永磁體鑲嵌在凸緣與另一磁極之間，小永磁體的充磁方向為徑向輻射充磁；還包括大永磁體，大永磁體位于兩個徑向多線圈高速電磁鐵的副磁極之間，其充磁方向沿軸向向內。本發明專利技術具有響應速度快、散熱性良好、雙向運動的特點，適用于柴油機電控燃油系統。

【技術實現步驟摘要】
多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵
本專利技術涉及的是一種電磁鐵，尤其是一種柴油機電控燃油系統用高速電磁鐵。
技術介紹
由于近年來針對柴油機的排放限值指標越來越嚴格以及滿足進一步減少油耗的要求，使得電子控制技術在燃油系統中得到廣泛的應用。隨著柴油機電子控制技術的發展，燃油噴射系統的數字化控制也得以實現，有效的提高了噴油壓力，改善了發動機的經濟性。響應速度能達到毫秒級的電磁鐵可稱為高速電磁鐵。高速強力電磁鐵是連接燃油系統電控單元與燃油噴射裝置的重要部件，它的快速響應特性直接影響系統噴油量和噴油正時的控制精度，對柴油機燃油性能產生重要影響。傳統的E型電磁鐵采用單一多匝線圈的軸向纏繞方式，線圈電感比較大，使得電流的上升速度與衰減速度變緩，而且缺少有效的冷卻措施，直接影響了磁性材料的導磁性能，對電磁鐵的響應速度造成了影響。在滿足電磁力的要求下，改變傳統單一多匝線圈的纏繞方式，加強冷卻措施，對于加快電磁鐵的響應速度，改良燃油噴射規律，實現柴油機節能減排具有重要的意義。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種響應速度快、散熱性良好、雙向運動的多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵。本專利技術的目的是這樣實現的：包括兩個電磁鐵、銜鐵和閥桿；所述電磁鐵為徑向多線圈高速電磁鐵，包括外殼體、鐵芯和線圈，所述鐵芯由主磁極和副磁極組成，主磁極為圓柱體，副磁極為中心開有通孔的圓柱體，主磁極位于副磁極的通孔中，外殼體套在主磁極外，主磁極或副磁極上帶有凸環，所述凸環軸向開有均勻分布的扇形或腰形通孔，相鄰兩扇形通孔之間構成線圈內芯，線圈徑向纏繞在線圈內芯上，主磁極的中心開有通孔；兩個徑向多線圈高速電磁鐵共用一個銜鐵和一個閥桿，兩個徑向多線圈高速電磁鐵對稱安裝，銜鐵位于兩個徑向多線圈高速電磁鐵之間，閥桿穿在兩個主磁極中心的通孔中，銜鐵與閥桿固定；所述徑向多線圈高速電磁鐵還包括小永磁體，小永磁體為和鐵芯同心的圓柱環，主磁極或副磁極底部伸出凸緣，小永磁體鑲嵌在凸緣與另一磁極之間，小永磁體的上表面與凸緣上表面平齊，下表面與鐵芯下表面平齊或略低，小永磁體的充磁方向為徑向輻射充磁，兩個徑向多線圈高速電磁鐵的有小永磁體的一端相對；還包括大永磁體，大永磁體位于兩個徑向多線圈高速電磁鐵的副磁極之間，其充磁方向沿軸向向內。本專利技術還可以包括：1、所述大永磁體為等分的三段圓弧組成，三段圓弧之間有間隙。2、所述小永磁體是等分的圓弧永磁體且等分均勻間隔分布，永磁體與凸緣的配合形式為圓柱環配合且凸緣寬度與永磁體寬度相等或略大。3、所述小永磁體是等分的圓弧永磁體且等分均勻間隔分布，永磁體與凸緣的配合形式為圓錐環配合且凸緣的底面寬度大于永磁體底面寬。4、所述凸環和凸緣設置在副磁極的內壁上。5、所述凸環設置在主磁極的外壁上，所述凸緣設置在副磁極的內壁上。6、主磁極的通孔為階梯孔，在所述階梯孔中設置液力減振冷卻組件，液力減振冷卻組件包括復位彈簧、滑閥、阻尼位移調節環，滑閥上設有若干阻尼孔且均布在同一圓周上，阻尼位移調節環為中心開有圓柱孔的凸臺結構，閥桿與滑閥之間預留一段空隙，滑閥位于阻尼位移調節環上。本專利技術的目的在于提供了一種響應速度快、散熱性良好、雙向運動的多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵。本專利技術的多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵的組成包括外殼體、組合式鐵芯、線圈、銜鐵、線圈骨架、內嵌閥套、密封樹脂、閥桿和復位彈簧。外殼體為中心開有通孔，與銜鐵對應位置開有通孔的圓柱體結構，上下端設置固定螺母；組合式鐵芯由主磁極、副磁極和永磁體組成，主磁極或副磁極底部近線圈側延伸出環形凸緣；小永磁體為圓柱環結構，鑲嵌在凸緣與磁極之間。小永磁體的充磁方向與線圈的產生的磁路流通方向一致，沿軸向向內。大永磁體位于上下兩副磁極之間，其充磁方向沿軸向向內。復位彈簧在主磁極階梯孔內，通過閥桿限位將銜鐵置于中間位置。所述多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵外殼體上下兩端各設置固定螺母；組合式鐵芯主磁極可以為中間開有階梯通孔的圓柱體、十字型柱體、“T”字型柱體或倒凸臺結構，其中心小通孔與閥桿之間安裝內嵌閥套；副磁極為兩端開有凹槽，凹槽中心開有通孔或中間開有通孔的圓柱體，主磁極或副磁極兩端面都開有環形凹槽或只有下端面開有環形凹槽，凹槽開有軸向通孔，均勻布置于環形凹槽內，兩軸向通孔之間部分構成線圈內芯，線圈徑向繞制在內芯上，線圈表面涂有樹脂或其他絕緣耐熱材料構成線圈隔離體來隔離線圈與冷卻液。凸緣位于主磁極或副磁極底部近線圈側。小永磁體是等分均勻間隔分布的圓弧永磁體，鑲嵌在磁極與凸緣中間，采用過盈配合，其上表面與凸緣上表面平齊，下表面與主副磁極下表面平齊或略低。凸緣與永磁體的配合形式為圓柱環配合且凸緣寬度與永磁體寬度相等或略大或凸緣與永磁體的配合形式為圓錐環配合且凸緣的底面寬度大于永磁體底面寬度。大永磁體為均勻間隔分布的等分圓弧狀結構，鑲嵌在上下兩副磁極之間，其高度比銜鐵厚度略大，上下兩副磁極之間留有氣隙。本專利技術的多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵為上下對稱結構，一方面徑向多匝線圈的分散布置，降低了線圈的電感，加快了電流的上升速度和衰減速度，提高了電磁鐵的響應速度，同時相鄰兩線圈間留有通孔，加大了線圈與鐵芯的散熱面積；另一方面線圈通電后產生的磁場和小永磁體產生磁場疊加，小永磁體一方面屏蔽了主副磁極之間的漏磁，另一方面提供通過銜鐵的磁通，增大了電磁力；凸緣結構增大了鐵芯與銜鐵的吸合面積，使通過銜鐵的磁感線一部分可以經過凸緣，增加了銜鐵沿豎直方向的磁感線條數，同時也使銜鐵整體磁感應強度分布更加均勻，不易出現局部過早飽和的現象。大永磁體用來屏蔽了上下兩副磁極之間的漏磁。附圖說明圖1為本專利技術的整體結構示意圖。圖2為螺母結構示意圖。圖3(a)為副磁極結構示意圖；圖3(b)主磁極結構示意圖。圖4(a)-圖4(b)為主磁極或副磁極上開有軸向通孔結構，其中：圖4(a)為鐵芯開有三個軸向通孔形式，圖4(b)為鐵芯開有兩個軸向通孔形式。圖5小永磁體結構示意圖，小永磁體等分均勻間隔分布的圓弧永磁體。圖6為大永磁體和外殼體結構示意圖。圖7(a)-7(b)鐵芯主副磁極的兩種結構形式，圖7(a)主磁極為中心開有階梯通孔的十字型柱體，副磁極為中心開有階梯通孔的圓柱體，凸緣在副磁極底部近線圈側；圖7(b)為組合式鐵芯一端開槽的結構形式，主磁極為中心開有階梯通孔的倒凸臺形式，副磁極為中間開有階梯通孔的圓柱體，凸緣在副磁極底部近線圈側。圖8(a)-圖8(b)為組合式鐵芯與永磁體配合的結構形式，圖8(a)為凸緣和小永磁體錐臺結構組合形式；圖8(b)為凸緣和小永磁體為圓錐體結構組合形式。圖9(a)為帶有減振冷卻組件的多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵整體結構示意圖，圖9(b)為減振冷卻組件局部放大示意圖。圖10(a)-10(b)為電磁鐵線圈不通電和通電狀態下，磁路流通示意圖，圖10(a)為線圈不通電時的電磁鐵磁路示意圖，圖10(b)為線圈通電時電磁鐵磁路示意圖。具體實施方式下面結合附圖舉例對本專利技術做更詳細的描述。結合圖1-6，本專利技術的多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵的第一種實施方式的組成包括組合式鐵芯2、外殼體1、線圈13、銜鐵4、線圈骨架5、密封樹脂6、內嵌閥套7、閥桿15和復位彈簧14。外殼體1為中心開有通孔，與大永磁體11本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵，包括兩個電磁鐵、銜鐵和閥桿；其特征是：所述電磁鐵為徑向多線圈高速電磁鐵，包括外殼體、鐵芯和線圈，所述鐵芯由主磁極和副磁極組成，主磁極為圓柱體，副磁極為中心開有通孔的圓柱體，主磁極位于副磁極的通孔中，外殼體套在主磁極外，主磁極或副磁極上帶有凸環，所述凸環軸向開有均勻分布的扇形或腰形通孔，相鄰兩扇形通孔之間構成線圈內芯，線圈徑向纏繞在線圈內芯上，主磁極的中心開有通孔；兩個徑向多線圈高速電磁鐵共用一個銜鐵和一個閥桿，兩個徑向多線圈高速電磁鐵對稱安裝，銜鐵位于兩個徑向多線圈高速電磁鐵之間，閥桿穿在兩個主磁極中心的通孔中，銜鐵與閥桿固定；所述徑向多線圈高速電磁鐵還包括小永磁體，小永磁體為和鐵芯同心的圓柱環，主磁極或副磁極底部伸出凸緣，小永磁體鑲嵌在凸緣與另一磁極之間，小永磁體的上表面與凸緣上表面平齊，下表面與鐵芯下表面平齊或略低，小永磁體的充磁方向為徑向輻射充磁，兩個徑向多線圈高速電磁鐵的有小永磁體的一端相對；還包括大永磁體，大永磁體位于兩個徑向多線圈高速電磁鐵的副磁極之間，其充磁方向沿軸向向內。

【技術特征摘要】
1.一種多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵，包括兩個電磁鐵、銜鐵和閥桿；其特征是：所述電磁鐵為徑向多線圈高速電磁鐵，包括外殼體、鐵芯和線圈，所述鐵芯由主磁極和副磁極組成，主磁極為圓柱體，副磁極為中心開有通孔的圓柱體，主磁極位于副磁極的通孔中，外殼體套在主磁極外，主磁極或副磁極上帶有凸環，所述凸環軸向開有均勻分布的扇形或腰形通孔，相鄰兩扇形通孔之間構成線圈內芯，線圈徑向纏繞在線圈內芯上，主磁極的中心開有通孔；兩個徑向多線圈高速電磁鐵共用一個銜鐵和一個閥桿，兩個徑向多線圈高速電磁鐵對稱安裝，銜鐵位于兩個徑向多線圈高速電磁鐵之間，閥桿穿在兩個主磁極中心的通孔中，銜鐵與閥桿固定；所述徑向多線圈高速電磁鐵還包括小永磁體，小永磁體為和鐵芯同心的圓柱環，主磁極或副磁極底部伸出凸緣，小永磁體鑲嵌在凸緣與底部未伸出凸緣的磁極之間，小永磁體的上表面與凸緣上表面平齊，下表面與鐵芯下表面平齊或略低，小永磁體的充磁方向為徑向輻射充磁，兩個徑向多線圈高速電磁鐵的有小永磁體的一端相對；還包括大永磁體，大永磁體位于兩個徑向多線圈高速電磁鐵的副磁極之間，其充磁方向沿軸向向內。2.根據權利要求1所述的多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵，其特征是：所述大永磁體為等分的三段圓弧組成，三段圓弧之間有間隙。3.根據權利要求2所述的多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵，其特征是：所述小永磁體是等分的圓弧永磁體且等分均勻間隔分布，永磁體與凸緣的配合形式為圓柱環配合且凸緣寬度與永磁體寬度相等。4.根據權利要求2所述的多永磁徑向多線圈組合式高速雙向電磁鐵，其特征是：所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：范立云，周偉，劉鵬，宋恩哲，劉友，楊立平，
申請(專利權)人：哈爾濱工程大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23