[发明专利]用于比例电磁阀的电磁致动器

说明书

技术领域

本发明涉及用于比例电磁阀的电磁致动器，比例电磁阀即总体可以根据其供电执行精确运动轨迹的电磁阀。

背景技术

用于开/关型电磁阀的电磁致动器是公知的。这种致动器通常包括固定铁磁芯、可移动铁磁芯、弹性部件以及励磁线圈。可移动铁磁芯也称为柱塞，可相对于固定芯在两个冲程端位置之间移动。弹性部件例如包括螺旋状弹簧，其用于移动并通常将阀门保持在第一冲程端位置。励磁线圈和固定芯一体，在为之供电时用于产生电磁感应场，电磁感应场产生电磁力，电磁力倾向于使柱塞向固定芯运动，这样该电磁力和弹簧的偏压力相互作用，使柱塞向第二冲程端位置移动。电磁阀通常包括通过其致动器机构连接到柱塞的阀门。

虽然这种类型的电磁致动器结构简单，因而节省成本，但是，不允许通过调整励磁线圈中的电流连续地以线性方式控制阀门位置，具体来说，不能沿其整个冲程限定阀门的稳定平衡位置。

为此，图1示出用Fem指示的由致动器产生的电磁力的典型双曲线走向，以及用Fs指示的由弹簧产生的机械偏压力的线性走向，机械偏压力是柱塞位移x的函数。具体而言，电磁力Fem用一组曲线表示，每条曲线和通过励磁线圈的电流的相应强度值相关。电磁力Fem的曲线和机械力Fs的线相交，因此产生用P指示的稳定平衡位置，这些位置只是一部分柱塞冲程的稳定平衡位置。现有技术中有如下的比例电磁阀，其基于调整产生的电磁力和反作用的弹簧的偏压力之间的差异(具体是调整两者的平衡)来沿整个阀门冲程产生多个稳定平衡位置。这样的另外一种电磁阀的线性特征更好，但是以相当大的机械复杂程度为代价。

例如，德国专利申请公开号DE-3817110-A1描述了一种比例电磁阀，其可以产生相对于足够宽的阀门偏移的位移具有足够线性走向的电磁力。然而，从机械角度来讲，这种电磁阀结构更复杂，因而，比前述的电磁阀制造成本更高，这是由于使用了两个励磁线圈和两个反作用弹簧，以及其他部件。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于比例电磁阀的电磁致动器，这种致动器没有上述缺陷，同时实现起来简便且节约成本。

根据本发明，提供了如权利要求所限定的用于比例电磁阀的电磁致动器以及比例电磁阀。

附图说明

现在将参考附图描述本发明，附图示出本发明的非限制性实施例，其中：

图1示出通过现有技术已知的电磁致动器产生的电磁力的走向，以及由反作用弹簧根据致动器自身的可移动部分的位移产生的机械力的走向；

图2示出用于比例电磁阀的电磁致动器的纵向截面视图，该致动器根据本发明制造；

图3和图4示出图2的截面视图的相同部件，其中电磁致动器分别处于两个不同工作状况；

图5示出作用于图2的电磁致动器的轴向力的走向；以及

图6和图7示出图2的电磁致动器产生的总的轴向力的走向。

具体实施方式

图1示出根据现有技术已知类型的电磁致动器产生的电磁力Fem的走向，以及由致动器的反作用弹簧产生的机械力Fs的走向，机械力Fs是致动器柱塞的位移x的函数，前文已描述了致动器柱塞的工作，并且本发明可以克服其缺陷。

图2中，根据纵向截面视图，数字1通常指示比例电磁阀，其包括：示意性表示的普通阀门2，用于沿流体动力电路(未示出)或在其端部调整流体的流速或者压力；阀门的致动机构，例如包括和阀门2一体的致动器杆3；以及根据本发明制造的电磁致动器4，用于通过杆3控制阀门2。

在图2所示实施例中，致动器4相对于纵轴圆形对称。具体而言，致动器4包括：用数字5指示的固定铁磁芯，其包括由铁磁材料制成且相对于其纵轴6圆形对称的杯状体；以及相对于固定芯5可移动的柱塞7。阀门2的杆3和柱塞7成一体，以把柱塞7的运动传送到阀门2。柱塞7包括由铁磁材料制成的体，体相对于其纵轴(未示出)圆形对称，并且可与轴6同轴移动，以限定长度可变的气隙8，气隙8的长度是平行于轴6测量的。固定芯5、柱塞7和气隙8限定磁路，其磁阻大致由气隙8限定。具体而言，柱塞7可在第一冲程端位置(图3)和第二冲程端位置(图4)之间移动，第一冲程端位置对应于气隙8的最大长度(因而对应于最大磁阻值)，第二冲程端位置对应于气隙8的最小长度(因而对应于最小磁阻值)。

再参看图2，致动器4包括弹性部件，其例如包括螺旋弹簧9，以和柱塞7同轴的位置置于气隙8中，以施加用于将柱塞7移动到第一冲程端位置并通常将柱塞7保持在第一冲程端位置的机械力。