專利名稱：超快速大行程電磁開關(guān)閥中的電磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超快速大行程電磁開關(guān)閥。
背景技術(shù)：
近年來，電子控制汽油噴射發(fā)動機(jī)在汽車工業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，既降低了發(fā)動機(jī)排放污染，又節(jié)約了能源。為了滿足更大功率及更精確控制電子噴射技術(shù)的要求，急需開發(fā)一種適合電子噴射技術(shù)、體積小的超快速大行程開關(guān)閥。雖然科技人員經(jīng)過大量的研制工作，高速開關(guān)閥的響應(yīng)時間已從幾十毫秒達(dá)到了3～5毫秒，但欲再進(jìn)一步提高其速度，卻無更好的辦法，原因是電磁閥中的電磁鐵間的工作氣隙，即動鐵心的行程已做到了極限，例如，要達(dá)到3毫秒以下，其工作間隙已減小到0.1毫米，由于其工作間隙太小，限制了噴油(氣)量，而為了確保噴油量反過來又以減小電磁鐵的響應(yīng)速度為代價，因此現(xiàn)有的開關(guān)閥中的電磁鐵難以滿足較大功率發(fā)動機(jī)的要求。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種超快速大行程電磁開關(guān)閥中的電磁鐵，該電磁鐵由具有良好性能的軟磁合金棒材制成，使得電磁鐵間的吸力增加，動鐵心的運(yùn)動速度提高，動鐵心的行程也增大，從而實現(xiàn)了超快速大行程的電磁開關(guān)閥。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種超快速大行程電磁開關(guān)閥中的電磁鐵，包括靜鐵心、動鐵心、磁軛、線圈，靜鐵心、磁軛、動鐵心、線圈組成磁通回路，靜鐵心與動鐵心之間有工作氣隙，在靜鐵心與動鐵心外套裝有線圈，其特征是靜鐵心、動鐵心、磁軛由同一種軟磁合金材料制成，所述軟磁合金材料由重量百分比為11-14％Al和86-89％Fe組成的合金。
上述的超快速大行程電磁開關(guān)閥中的電磁鐵，所述靜鐵心、動鐵心由所述軟磁合金棒材制成，磁軛由所述軟磁合金棒材鏈接而成。
上述的超快速大行程電磁開關(guān)閥中的電磁鐵，所述靜鐵心與動鐵心之間的工作氣隙位于靜鐵心和動鐵心總長度的中心處，工作氣隙中心線位置變動范圍最大不超過靜鐵心和動鐵心總長度的三分之一。
本發(fā)明采用由11-14％Al-Fe軟磁合金棒狀材料制成的靜鐵心、動鐵心、磁軛組成磁通回路，由于該軟磁合金材料具有較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度，為靜鐵心和動鐵心提供了大吸力；該軟磁合金材料又具有較高的磁導(dǎo)率、較低的剩磁感應(yīng)強(qiáng)度和較低的矯頑力，提高了磁能有效率，使靜鐵心與動鐵心的有效吸力大為提高；并且由于軟磁合金材料具有較低材料密度，使動鐵心質(zhì)量減?。煌瑫r由于其軟磁材料具有特高的電阻率，使鐵心渦流顯著減小；其綜合結(jié)果，使動鐵心的運(yùn)動速度大為提高，并且動鐵心行程也可增大，從而使得電磁鐵的性能大大提高，實現(xiàn)了超快速大行程的電磁開關(guān)閥。
在設(shè)計中盡可能增大動鐵心的截面積，以進(jìn)一步增大鐵心的吸力，適當(dāng)增大連接靜鐵心與動鐵心間的彈簧力，以提高動鐵心的釋放速度；并盡可能減小動鐵心的長度，使其質(zhì)量進(jìn)一步減小，即提高了動鐵心的加速度，使動鐵心的動作速度有顯著提高，確保動鐵心有大行程。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1為本發(fā)明超快速大行程電磁開關(guān)閥中的電磁鐵結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1靜鐵心，2磁軛，3線圈，4工作氣隙，5動鐵心，6隔磁環(huán)，L靜鐵心和動鐵心總長度，a工作氣隙中心線位置變動范圍，σ工作氣隙寬度；軟磁合金棒材的物理性能Bs飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，Br剩磁感應(yīng)強(qiáng)度，μ磁導(dǎo)率，Hc矯頑力，ρ電阻率，d材料密度。
(五)
具體實施例方式
參見圖1，一種超快速大行程電磁開關(guān)閥中的電磁鐵，包括靜鐵心1、動鐵心5、磁軛2、線圈3，靜鐵心1、磁軛2、動鐵心5、線圈3組成磁通回路，靜鐵心1與動鐵心5之間有工作氣隙4，在靜鐵心1與動鐵心5外套裝有線圈3。靜鐵心1、動鐵心5、磁軛2由同一種軟磁合金材料制成，所述軟磁合金材料由重量百分比為11-14％Al和86-89％Fe組成的合金。靜鐵心1、動鐵心5由所述軟磁合金棒材制成，磁軛2由所述軟磁合金棒材鏈接而成。靜鐵心1與動鐵心5之間的工作氣隙4位于靜鐵心1和動鐵心5總長度L的中心處，工作氣隙寬度為σ，工作氣隙中心線位置變動范圍a最大不超過靜鐵心1和動鐵心5總長度L的三分之一。
采用由重量百分比為11-14％Al和86-89％Fe組成的軟磁合金棒材制成靜鐵心1、動鐵心5、磁軛2，是因為所述軟磁合金棒材具有良好的電磁性能。(1)軟磁合金棒材具有特高的電阻率ρ值，使電磁鐵在磁化和去磁過程中所產(chǎn)生的渦流顯著減小，所產(chǎn)生的反作用磁場顯著減弱，則其電磁鐵中的動鐵心5吸上和釋放動作均加快。(2)軟磁合金棒材具有極低的剩磁感應(yīng)強(qiáng)度Br值，這有利于電磁鐵的釋放，電磁鐵中靜鐵心1與動鐵心5間的彈簧的彈簧力也可較大幅度減小，這確保了電磁鐵有較大的有效吸力。(3)軟磁合金棒材具有很低的矯頑力Hc值，在電磁鐵工作間隙處退磁場的作用下使其剩磁感應(yīng)強(qiáng)度Br值降至更低，更使其磁導(dǎo)率μ值在電磁鐵處于釋放位置時的極低值，則其電感L值也降到極低值，減小了電磁鐵電磁時間常數(shù)，加快了電磁線圈3電流的增大過程，從而進(jìn)一步確保了電磁鐵的動作速度。(4)軟磁合金棒材具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs值，確保了大吸力的要求，并提高了電磁鐵中動鐵心5的吸合速度。同時當(dāng)電磁鐵處于吸合位置時其氣隙處的退磁因子大為減小，則其原來高磁導(dǎo)率μ值使此時的電感L值又顯著提高，這就又顯著提高電磁鐵的磁能有效率，不僅確保超快速而且確保了更大功率的輸出，從而可進(jìn)一步減小電磁鐵的體積。(5)軟磁合金棒材具有高磁導(dǎo)率μ值，使磁路中磁阻顯著減小，則漏磁大大減少，不僅確保了磁能有效率的提高，而且避免了有效吸力的減小，加快了吸合速度。(6)軟磁合金棒材具有很低的材料密度d值，相同體積的質(zhì)量很小，在同樣吸力作用下，其動作的加速度就增大，即更進(jìn)一步提高了電磁鐵的反應(yīng)速度。(7)靜鐵心1、動鐵心5、磁軛2的整個磁通回路為同一種軟磁合金材料，進(jìn)一步減小了磁路中的磁阻，減小了漏磁通，從而確保了更大的有效磁通量，即確保超快速的原動力。
參見圖1，本實施例的工作氣隙4寬度σ為0.3和0.5毫米，線圈3的電阻為3和15歐姆，靜鐵心1和動鐵心5直徑相同均為4和20毫米，其磁能有效率均達(dá)到85～90％，吸力和動作速度如表1所示。
表1

當(dāng)動鐵心較短時，為減少漏磁，在靜鐵心1頂部的線圈3端部可增加隔磁環(huán)6，隔磁環(huán)6采用非磁性材料制成，其厚度較厚，可為3-6毫米。
本發(fā)明超快速大行程電磁開關(guān)閥中的電磁鐵適合于超快速和大行程電磁閥，可用于電子控制柴油噴射發(fā)動機(jī)、天然氣和液化氣噴射發(fā)動機(jī)，還可用于高速糾偏機(jī)，高壓、超高壓液壓控制系統(tǒng)等方面。
權(quán)利要求
1.一種超快速大行程電磁開關(guān)閥中的電磁鐵，包括靜鐵心、動鐵心、磁軛、線圈，靜鐵心、磁軛、動鐵心、線圈組成磁通回路，靜鐵心與動鐵心之間有工作氣隙，在靜鐵心與動鐵心外套裝有線圈，其特征是靜鐵心、動鐵心、磁軛由同一種軟磁合金材料制成，所述軟磁合金材料由重量百分比為11-14％Al和86-89％Fe組成的合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超快速大行程電磁開關(guān)閥中的電磁鐵，其特征是靜鐵心、動鐵心由所述軟磁合金棒材制成，磁軛由所述軟磁合金棒材鏈接而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超快速大行程電磁開關(guān)閥中的電磁鐵，其特征是靜鐵心與動鐵心之間的工作氣隙位于靜鐵心和動鐵心總長度的中心處，工作氣隙中心線位置變動范圍最大不超過靜鐵心和動鐵心總長度的三分之一。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超快速大行程電磁開關(guān)閥。一種超快速大行程電磁開關(guān)閥中的電磁鐵，包括靜鐵心、動鐵心、磁軛、線圈，靜鐵心、磁軛、動鐵心、線圈組成磁通回路，靜鐵心與動鐵心之間有工作氣隙，在靜鐵心與動鐵心外套裝有線圈，其特征是靜鐵心、動鐵心、磁軛由同一種軟磁合金材料制成，所述軟磁合金材料由重量百分比為11－14％Al和86－89％Fe組成的合金。本發(fā)明使得電磁鐵間的吸力增加，動鐵心的運(yùn)動速度提高，動鐵心的行程也增大，電磁鐵的性能大大提高，從而實現(xiàn)了超快速大行程的電磁開關(guān)閥。
文檔編號H01F1/12GK1734145SQ20051002692
公開日2006年2月15日 申請日期2005年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月20日
發(fā)明者劉大均, 許仰曾 申請人:上海豪高機(jī)電科技有限公司, 劉大均