[发明专利]一种电磁操作阀

说明书

本发明与一种电磁操作阀有关，尤其是与一种用于内燃机喷油系统的两线圈电磁阀有关。

高压、电子控制的内燃机喷油系统要求阀在燃油流动腔之间提供快速和精确的开关。对于现代的喷油系统，典型地应用在喷油系统中的提升阀不足以提供快速的开关速率，还知道提升阀易发生“阀颤”从而已移动到开关位置的阀件瞬间内会从其端挡处弹回。阀件的颤振会相反地影响到控制流过阀的流量，而这是对减小油耗以及减少不希望的排气污染从而改进内燃机的性能的关键要害。

因此在内燃机的喷油系统中采用两线圈电磁阀已日趋普及，一个典型的两线圈电磁阀有一个装在壳体内的金属滑阀阀件在两个磁极之间轴向移动，位于磁极上的电磁线圈有选择地控制在两磁极间的滑阀阀件的有效移动，该滑阀阀件根据其在壳体内的受控位置，可以在其内开有轴向延伸孔或在其外表面上开有径向延伸槽而使阀在所选的开孔之间相互沟通。美国专利US4168688公开了一种滑阀型的两线圈电磁阀，该阀内有一个空心的滑阀件。

在磁极材料中的剩磁(或称残磁)经常认为是电磁操作阀中必须克服的问题，因为此剩磁对阀件移离一磁极产生一阻力，当阀件靠近磁极由于剩磁作用而吸力使阀件趋向静止，这会导致不想要的开和关滞后，然而正如美国专利US3743898所公开，磁极中的剩磁也能对想要限制电耗的电磁操作阀产生积极的效果，例如在低电压的汽车电瓶系统中，当阀件被引入到开关位置后处于静止状态，那么剩磁就用来把阀件锁在磁极上，所以当阀件处于静止时阀并不消耗电能，这样由于剩磁就不需要在阀内设置偏压装置，诸如偏压弹簧，从而简化了阀的结构。

在阀件已移动而且使其移动的充电线圈断电后，为了锁住该阀件所需的磁极剩磁有一个最小值，但是同样重要的是磁极的剩磁不能超过最大所要的值，如果万一超过了磁极剩磁的最大所要值，这就会影响到双向阀性能。首先，在线圈内所许可的峰值电流不足以产生使阀件从锁定位置开锁的拉力而且增大线圈的激磁电流会引起散热和其它问题。其次，一个过大的剩磁量会畸变阀的定时性能。随着剩磁量的递增(由于电磁吸力线圈的吸力小于锁定磁极所作用的锁定力)要确定阀件从锁定的磁极上脱开的时间愈益困难。

一种公知的减小作用在阀件上剩磁力的方法是减小阀件和一个邻近磁极之间的接触，这可通过在阀件或磁极上或者两者上都设置台阶部分就可达到，这样，阀件和磁极之间的接触面积为最小且阀件有效地固定在离磁极一段距离处。

然而，特别有关内燃机喷油系统中采用两线圈电磁阀的问题对接触磁极以及作为阀件端挡的磁极部件的阀件两端之间的磨损会加大。一般，为了控制磁极的剩磁量对阀件有较小的影响，磁极和阀件的金属材料需磁软的，可是这种磁软的材料往往也是机械性能上软的，因此就易于磨损，由于阀件对磁极的重复撞击引起的磨损会畸变阀的运作效率。特别当阀件和/或磁极设有一个减小彼此接触的台阶部分时，由于阀的高速、高频的操作而引起的阀件对磁极的重复撞击会导致台阶部分的塑性变形而，也能使阀件和磁极塑性变形并且使阀件移向比所希望与磁极更靠近的接触，这就会影响阀的开关精度并且还使阀件更牢固地锁到磁极上，结果，在开关阀时要求更大的线圈激磁电流才能把阀件从磁极上开锁并移开。

在美国专利US5488340中已谈到上述问题，为了使材料增大机械硬度以便减小磨损的可能，规定了阀件和磁极材料的组分和热处理。然而在美国专利US 5488340所提的解决方案中某种程度上谈到了磨损问题的同时，它却没有提出在阀的预期寿命内一种做到磁极的剩磁量保持恒定的装置。

本发明的第一个目的是提供一种电磁操作阀，该阀内的至少部分阀件和/或与阀件相接触的部分磁极设有一硬的耐磨涂层，以便在阀运作时经受住阀件和磁极之间发生的撞击力。

本发明的第二个目的是提供一种电磁操作阀，该阀内的至少部分阀件和/或与阀件相接触的部分磁极设有一具有规定厚度的较小磁性的涂层为了做到至少在磁极具有规定的剩磁量。

根据本发明的第一方面，设有一个电磁操作阀，有一个磁极，一个相对于上述磁极移动而安装有衔铁件，一个与上述磁极相连的电磁装置以使上述衔铁件在与磁极隔开的第一位置和上述衔铁与磁极相接触的第二位置之间有效地移动，其中，至少一部分与磁极相接触的衔铁件和/或至少一部分与衔铁件相接触的磁极其上涂有一层材料，该涂层材料的机械硬度则大于构成衔铁件或磁极材料的机械硬度。

最好该涂层材料具有小于构成衔铁件或磁极材料的导磁率。