[发明专利]旋转电磁致动器

说明书

技术领域

本发明涉及旋转电磁致动器。更具体地，本发明涉及用于打开和关闭阀的电磁致动器。

背景技术

国际公开No.WO2004/097184（由本申请人提交）中描述了本发明所涉及的电磁致动器构造，该公开的内容以引用方式并入本文中。本发明试图提供对该致动器构造的改进。

在图1A和1B中示出了该公开中描述的致动器构造。它们分别示出了前透视图和后透视图。转子10可旋转地安装在壳体12中，以用于绕轴线14旋转。其被包括八个极的定子16围绕。相应的绕组18缠绕各个极。

杠杆20通过片簧26被推到凸轮22的凸轮表面24上。凸轮表面24为圆柱形，并且相对于转子的轴线14偏心地安装在转子上。致动器联接到阀杆30。其布置成使得当阀杆30处于其竖直行程的上部末端（即处于阀关闭位置）时片簧26发生最大偏转。

图1B中可以看到致动器和阀杆30之间的联接。曲柄销40从转子的后面延伸穿过杠杆42。杠杆42安装成绕轴线44枢转。曲柄销40穿过由杠杆42限定的孔，该孔的壁限定了凸轮表面46。这在曲柄销旋转时跟随曲柄销的运动，将旋转运动经由可枢转的联接件48而转换为阀杆30的基本竖直的振荡，从而提供连控轨道（desmodromic）阀控制。

转子和定子之间的被动磁力用来限定用于转子的八个稳定静止位置。在每个静止位置中，转子通过这些被动磁力牢固地保持就位，而不需要输入能量（例如通过定子绕组的电流）。

通过对一个或多个定子绕组施加合适的电流脉冲，转子可以从一个静止位置旋转到另一个静止位置。八个绕组（或线圈）一起连接成四对，每一对由旋转轴线14的相对两侧上的两个绕组构成。每一对中的绕组可以串联或并联在一起。

根据所需要的推动力的大小，致动器可以控制为激发一对或两对或所有四对绕组。这基本上可以根据诸如发动机速度、阀刚度、油粘性和温度的因素的范围而变化。

随着阀杆移动到其关闭位置，片簧存储能量。然后，当转子借助转子上的弹簧26的作用经由杠杆20和凸轮22而运动离开该主要静止位置时，这种能量用来加速转子。这可以显著降低沿离开转子静止位置的方向移动转子所需的峰值电流。如上所述，转子的旋转经由图1B所示的联结结构而转换为阀杆的运动。

随着阀杆运动回到其关闭位置，片簧用来随着其靠近其座部而控制和降低其速度。这有助于降低发动机的噪声并且增加发动机的使用寿命。同时，动能存储在弹簧中，以用于在阀打开阶段期间再次使用。

发明内容

根据本发明的一个方面，电磁致动器包括：

转子；

定子，其中转子布置成用于在定子内旋转；

偏压装置，该偏压装置用于在转子的旋转的至少一部分期间向转子施加扭矩，

其中用于转子的多个稳定静止位置由作用在转子上的力限定，并且致动器能够被控制成使转子从一个稳定静止位置运动到另一个稳定静止位置，并且

由所述偏压装置施加的扭矩随着所述转子的旋转位置的变化而变化，使得在主要静止位置和至少第二静止位置处该扭矩足够低而能够选择这些位置，然后超过所述第二静止位置该扭矩增大。

在根据图1A和1B所示的布置的一些构造中，发现由片簧施加的力所引起的转子离开其主要静止位置的初始加速太大而不能使可靠地从其主要静止位置运动到任一侧上的下一个紧邻静止位置。

本发明通过将偏压装置构造成使得其在主要静止位置和至少第二静止位置处施加的扭矩足够低而能够选择这些位置来解决这个问题。这些静止位置可以充分地保持由转子和定子之间作用的被动磁力限定的凹部，尽管偏压装置在转子回转的相关部分上施加有扭矩（如果有的话）。

在本发明的实施例中，偏置装置为机械偏压装置，包括例如回弹性元件。优选地，其包括：偏置凸轮，该偏置凸轮限定了偏置凸轮表面；以及偏置凸轮从动件，其中偏置凸轮从动件和偏置凸轮表面被推压在一起，并且偏置凸轮和偏置凸轮从动件中的一个能够与转子一起旋转或者通过转子进行旋转。

偏置凸轮表面的轮廓可以形成为使得在主要静止位置和第二静止位置之间偏置凸轮从动件的基本上没有运动。从而，在该运动期间，由偏压装置施加给转子的偏压力相对于主要静止位置基本上不变。

此外，偏压装置被构造为使得在该运动期间基本上没有由偏压装置施加给转子的加速扭矩。该装置施加的力在转子旋转的这个部分期间可以指向转子的旋转轴线，以最小化任何相关的扭矩。

偏置凸轮表面的其余部分的轮廓可以按照要求形成，使得偏压装置在转子旋转的适当部分期间提供期望的扭矩。