[发明专利]螺线管传动器

说明书

发明领域

本发明涉及一种螺线管传动器(solenoid actuator)，尤其但不排他地涉及用于在燃料喷射器中使用的螺线管传动器。

背景技术

螺线管传动器可以采用多种不同的形式。

简单的单动螺线管包括衔铁、电磁线圈(经常被简称为“电磁体”)、磁芯和弹簧。电磁体通电引起衔铁移动。当电流被切断时，弹簧促使衔铁返回。永磁体添加到单动螺线管使得衔铁闩锁。因此，当电流被切断时，衔铁保持在适当位置。为了释放衔铁，用沿反指向流动的电流来通电电磁体。

双动螺线管通常包括两个电磁体。双重闩锁可以通过使用永磁体来实现，例如，如在US 4 75l 487 A中所描述的。

在一些类型的螺线管中，衔铁被倾斜而不是被线性地平移。这类螺线管的示例可以在平衡衔铁变换器(balanced armature transducer)中找到，例如在US 1 365 898 A中所描述的平衡衔铁变换器。

某些类型的螺线管传动器可以被应用在燃料喷射器和发动机阀中。

例如，US2007/0095954A描述了一种燃料喷射器，其具有在缩进位置和拉伸位置之间可移动的扣钉(pintle)以及将扣钉朝向其缩进位置偏置的复位弹簧。具有电磁线圈和可移动式衔铁的单动非闩锁式螺线管被用于将扣钉推动到其拉伸位置。因此，当电磁线圈被通电时，扣钉被推动到其拉伸位置；并且当线圈停止被通电时，扣钉返回到其缩进位置。

EP 1 837 516 A描述了单动非闩锁式传动器、永磁体、弹簧和电磁体，其中单动非闩锁式传动器可移动成使燃料阀开启和闭合，永磁体将衔铁朝向闭合位置推动，弹簧将衔铁朝向开启位置推动，电磁体产生与干扰永磁体磁场的磁场，这样至少减小了由永磁体提供到衔铁的力。当电磁体不被通电时，永磁体施加磁力以将阀保持在闭合位置。当电磁体被通电时，其产生使永磁体所产生的力减小的磁场。在弹簧的作用下，衔铁移动到开启位置。当电磁体被切断时，永磁体的力闭合阀。选择性地，电流通过电磁体的方向可以被反转，这有助于磁场闭合阀。

EP 2 194 543 A描述了一种燃料喷射器，其包括双动非闩锁式螺线管传动器，该双动非闩锁式螺线管传动器具有衔铁、第一电磁线圈和弹簧，其中第一电磁线圈被布置成使衔铁沿第一方向移动，弹簧帮助迫使衔铁沿第二方向移动并将其保持在第一(即，闭合)位置。该螺线管传动器还包括第二电磁线圈和关联于第二电磁线圈的永磁体。永磁体产生磁场，该磁场起到使衔铁沿第二方向移动并将衔铁保持在第一位置的作用。第二电磁线圈产生与永磁体产生的磁场方向相反的磁场。因此，当第二电磁线圈被通电时，其抵消永磁体的磁场。同时或者不久以后，第一电磁线圈被通电，从而使衔铁沿第一方向朝着第二位置移动。当第一电磁线圈和第二电磁线圈停止被通电时，由弹簧和永磁体产生的力起到使衔铁返回到其第一位置的作用。

US 5 494 219 A描述了一种具有双动传动器的燃料喷射系统的控制阀组件，该双动传动器包括衔铁、第一和第二线圈、以及第一和第二永磁体。衔铁由第一永磁体保持在第一位置。第一线圈被通电，其抵消由第一永磁体产生的磁场。随后第二线圈被通电，其产生与由第二永磁体产生的磁场方向相同的磁场，从而将衔铁朝向第二位置拉动。第一线圈被切断，并且一旦衔铁达到第二位置，第二线圈便也被切断。衔铁由第二永磁体保持在第二位置。第一和第二线圈交换操作的过程可以被重复，从而将衔铁返回到第一位置。

US 5 961 045 A描述了一种具有提升阀构件的燃料喷射器的控制阀，并且其包括具有衔铁、线圈和复位弹簧的单动螺线管，其中衔铁包括永磁体并且提升阀构件被附加到该衔铁。共同地，复位弹簧和永磁体通常将提升阀构件偏置到第一、开启位置。永磁体被定向成使得在线圈被通电时，永磁体从线圈和通量载体推离，将提升阀推动到第二、闭合位置。

EP 1 939 440 A描述了一种具有双动双重闩锁式螺线管的燃料喷射阀，该螺线管包括被布置在独立地可操作的第一和第二线圈之间的永磁体衔铁。第一和第二线圈可操作成分别地排斥和吸引衔铁，并由此移动由衔铁支撑的针阀。

螺线管传动器还可以被用于控制燃烧室的入口阀和排气阀，例如在GB 2 208 041 A中所描述的。在该配置中，阀闭合构件通过永磁体的磁极抵抗压缩的弹簧的力而被闩锁到开启或者闭合位置。与每个位置相关联的线圈在用电流脉冲激活时抵消保持阀闭合构件的永磁极的磁场，并允许压缩的弹簧使阀闭合构件朝向其它位置而快速地移动通过中央的中性位置。