[发明专利]一种工程车辆用球窝式电磁高速开关阀

说明书

一种工程车辆用球窝式电磁高速开关阀，属于开关阀技术领域。它提供一种高响应速度、低漏磁性、密封型好、可靠性高、质量小的工程车辆用电磁驱动式高速开关阀。衔铁组件包括钢球一及螺纹推杆；钢球一和阀芯之间通过螺纹推杆连接，电磁组件的磁轭的下端面为球窝形曲面，钢球一间隙设置在球窝形曲面下方，电磁组件的压缩弹簧压紧钢球一表面，电磁组件控制钢球一和阀芯在磁轭和阀体之间往复运动。本发明对工程车辆电液换挡系统、防抱死系统等输出油压响应速度进一步提高。将传统的锥面线密封变成了球窝形曲面面密封，改善了阀口处由于电磁力、弹簧力不足而引起的泄漏问题，提高了整体高速开关阀的密封性和工作的可靠性。

技术领域

本发明属于开关阀技术领域，具体涉及一种工程车辆用球窝式电磁高速开关阀。

背景技术

液压传动系统是工程车辆的能源供给系统，通过控制工作油液的压力和流量完成工程车辆中的动力传递、换挡控制、润滑与冷却等要求。高速开关阀作为工程车辆传动液压系统中的换挡控制的核心部件，其将变速器控制器发出的电信号快速地转化成液压信号，控制所对应的离合器油缸压力，通过压力的调节控制分离离合器和结合离合器的动力切换，以实现变速器在动力不中断的情况下的挡位平顺转换。除此之外，高速开关阀还广泛应用于发动机、燃油喷射系统、防抱死系统等多种工程机械领域，其响应速度快，抗污染能力强，成本低廉，受到了工程机械领域学者的广泛关注。

高速开关阀主要由电-机驱动器和阀体两部分组成，根据电-机转换器的不同，可将高速开关阀划分为电磁驱动式、压电陶瓷驱动式、超磁致伸缩式、磁流变液式四种。其中电磁驱动式仍处于主流的结构形式。电磁驱动式高速开关阀的基本工作原理：通过电磁铁中的线圈得电，电磁铁结构产生环路磁通，在电磁场励磁的过程中衔铁产生轴向电磁力，带动阀芯运动，将电磁能量转化为阀芯动能。首先，高速开关阀的工作过程伴随着衔铁和阀芯因惯性力和摩擦力而产生的能量损耗，限制了高速开关阀响应速度的提升；其次，结构不紧凑并且电磁环路磁通漏磁问题依然是目前存在的问题，而电磁铁结构的优劣性对衔铁所受到的电磁力大小具有重要的影响；然后，目前存在的两位三通高速开关阀（两位指的是内部存在两个交替的工作位置，三通指的是存在进油口、控制油口和卸油口三个油液通道）其卸油口的布置在轴向电磁铁的端部，这样的设计会导致卸油口油液的轴向外卸，当阀自身处于油箱中不会存在油液浪费，卸油口的油液流出会直接存于油箱，但当高速开关阀布置在油箱以外的位置时，卸油口外卸的油液会浪费掉甚至污染外部操作环境；最后，在工程车辆领域所使用的现有高速开关阀产品中多为线密封，在其工程实际作业中存在一定的泄漏量，影响了高速开关阀的可靠性。

发明内容

本发明为了解决上述背景技术存在的问题，进而提供一种高响应速度、低漏磁性、密封型好、可靠性高、质量小的工程车辆用电磁驱动式高速开关阀。

本发明所采取的技术方案是：一种工程车辆用球窝式电磁高速开关阀，包括外壳、安装在外壳上的阀体、设置在阀体内的阀芯、安装在外壳内的电磁组件以及衔铁组件，所述衔铁组件安装在阀体内，并由电磁组件驱动以及和阀芯联动；所述衔铁组件包括钢球一及螺纹推杆；所述钢球一和阀芯之间通过螺纹推杆连接，所述电磁组件的磁轭的下端面为球窝形曲面，所述钢球一间隙设置在球窝形曲面下方，电磁组件的压缩弹簧压紧钢球一表面，电磁组件控制钢球一和阀芯在磁轭和阀体之间往复运动，能够打开和关闭开关阀。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1.本发明对工程车辆电液换挡系统、防抱死系统等输出油压响应速度进一步提高，响应时间在2~3ms之间，能够有效提高脉宽调节控制的有效工作范围。

2.本发明的阀座将传统的锥面线密封变成了球窝形曲面面密封，改善了阀口处由于电磁力、弹簧力不足而引起的泄漏问题，提高了整体高速开关阀的密封性和工作的可靠性。

3.本发明的磁轭设置了磁轭角和球窝形曲面，两处结构的设计，减小了环路磁通的漏磁现象，最大限度的将磁轭内部流向钢球一的磁力线和磁通量增大，从而提升了阀芯的电磁力，使得阀芯的动作和可靠性提升；