CN111335979B - 一种可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于发动机可变气门升程系统技术领域的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀，所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀包括外壳(1)，外壳(1)内设置电磁线圈(2)，电磁线圈(2)内设置厄套(3)，厄套(3)内设置磁芯体(4)，磁芯体(4)与驱动杆(5)连接，外壳(1)一端设置强磁铁(6)，磁芯体(4)靠近强磁铁(6)，本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀，结构简单，能够可靠实现驱动杆的伸出和收缩，从而在控制部件的控制下，在发动机的特定工况下，通过驱动杆有效实现凸轮轴轴向拨动控制，通过伸出的驱动杆与凸轮轴上的轨迹槽配合，实现高低凸轮的切换，提高发动机整体性能。
Description
技术领域
本发明属于发动机可变气门升程系统技术领域，更具体地说，是涉及一种可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀。
背景技术
在发动机可变气门升程系统技术领域，需要实现凸轮轴的轴向变化，而现有技术中，都是通过电磁阀的驱动杆的伸缩实现控制。现有技术中的电磁阀主要有以下缺陷：1，电磁力作为直接驱动力，在高温下衰减明显，造成高温下响应时间增大。2，电磁力作为直接驱动力，要克服复位弹簧的弹力后再驱动驱动杆，就要靠增大螺线管尺寸来增大电磁力。3，电磁阀驱动杆在伸出状态的保持力很小，且保持力也是靠螺线管的电磁力维持。4，电磁阀驱动杆在复位状态的保持力很小，且保持力是靠弹簧弹力维持。因此，存在明显的弊端。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术不足，提供一种结构简单，能够可靠实现驱动杆的伸出和收缩，从而在控制部件的控制下，在发动机的特定工况下，通过驱动杆有效实现凸轮轴轴向拨动控制，通过伸出的驱动杆与凸轮轴上的轨迹槽配合，实现高低凸轮的切换，提高发动机整体性能的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀。
要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
本发明为一种可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀，包括外壳，外壳内设置电磁线圈，电磁线圈内设置厄套，厄套内设置磁芯体，磁芯体与驱动杆连接，外壳一端设置强磁铁，磁芯体靠近强磁铁。
所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的强磁铁设置为轴向充磁的结构，强磁铁上设置导磁垫片，所述的强磁铁和导磁垫片吸合时形成强磁铁磁路。
所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的强磁铁设置为辐射充磁的结构，强磁铁设置在电磁线圈内的厄套一端，厄套另一端靠近外壳位置设置导磁冲压盖板。
所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的电磁线圈与能够控制电磁线圈电路通断的控制部件连接，控制部件控制电磁线圈电路连通时，电磁线圈的电磁线圈磁路设置为能够与强磁铁磁路重合相逆的结构。
所述的控制部件控制电磁线圈电路连通时，电磁线圈的电磁线圈磁路设置为能够与强磁铁磁路在导磁垫片位置分叉的结构。
所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀还包括压缩弹簧和弹簧座，弹簧座安装在驱动杆上，压缩弹簧一端抵靠在厄套上，压缩弹簧另一端抵靠在弹簧座上。
所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀包括弹簧座，弹簧座内安装能够感应驱动杆位置的磁环，外壳包括轴头部，驱动杆一端活动穿过轴头部延伸到外壳外部，轴头部内安装霍尔传感器。
所述的外壳包括轴头部，轴头部上设置弹簧槽和传感器槽，驱动杆活动穿过弹簧槽，霍尔传感器安装在传感器槽内。
所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀包括驱动杆吸附锁止单元、通电衰减磁力单元、驱动杆推出单元、驱动杆位置反馈单元。
所述的驱动杆吸附锁止单元包括强磁铁和导磁垫片或导磁冲压盖板，通电衰减磁力单元包括外壳、电磁线圈、厄套、磁芯体，驱动杆推出单元包括压缩弹簧和弹簧座，驱动杆位置反馈单元包括磁环、霍尔传感器。
采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：
本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀，所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀包括驱动杆吸附锁止单元、通电衰减磁力单元、驱动杆推出单元、驱动杆位置反馈单元。所述的驱动杆吸附锁止单元包括强磁铁和导磁垫片或导磁冲压盖板，通电衰减磁力单元包括外壳、电磁线圈、厄套、磁芯体，驱动杆推出单元包括压缩弹簧和弹簧座，驱动杆位置反馈单元包括磁环、霍尔传感器。驱动杆吸附锁止单元包括轴向充磁的强磁铁、导磁垫片及强磁铁磁路。强磁铁磁路由导磁材料组成，在驱动杆初始阶位置，强磁铁与导磁垫片吸合接触组成闭合的强磁铁磁路，这样，强磁铁通过导磁垫片吸附锁紧驱动杆，驱动杆此时处于收缩状态，而通电衰减磁力单元包括外壳、电磁线圈、厄套、磁芯体。在需要驱动杆与凸轮轴上的轨迹槽配合，以推动凸轮轴实现轴向移动时，控制部件对电磁线圈通电。这时，电磁线圈的电磁线圈磁路与强磁铁磁路重合相逆，且在导磁垫片位置分叉，这样在电磁线圈通电产生的反向磁通的作用下，强磁铁通过导磁垫片对磁芯体的吸附作用减弱。在通电衰减磁力单元的作用下，使得驱动杆吸附锁止单元是施加的锁止力小于压缩弹簧的弹簧弹力，从而把驱动杆推出，驱动杆实现伸出，从而作用在凸轮轴上的轨迹槽内，驱动杆作用在凸轮轴上，并且施加轴向的力，带动凸轮轴轴向移动。这样，有效实现高低凸轮的切换控制，精确度高。本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀，结构简单，能够可靠实现驱动杆的伸出和收缩，从而在控制部件的控制下，在发动机的特定工况下，通过驱动杆有效实现凸轮轴轴向拨动控制，通过伸出的驱动杆与凸轮轴上的轨迹槽配合，实现高低凸轮的切换，提高发动机整体性能。
附图说明
下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：
图1为本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的实施例1的整体结构示意图；
图2为本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的实施例1的驱动杆吸附锁止单元的结构示意图；
图3为本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的实施例1的通电衰减磁力单元的结构示意图；
图4为本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的实施例1的驱动杆推出单元的结构示意图；
图5为本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的实施例1的外壳的轴头部的结构示意图；
图6为本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的实施例2的整体结构示意图；
图7为本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的实施例2的驱动杆吸附锁止单元的结构示意图；
图8为本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的实施例2的强磁铁的结构示意图；
图9为本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的实施例2的通电衰减磁力单元的结构示意图；
图10为本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的实施例2的驱动杆推出单元的结构示意图；
附图中标记分别为：1、外壳；2、电磁线圈；3、厄套；4、磁芯体；5、驱动杆；6、强磁铁；7、导磁垫片；8、强磁铁磁路；10、压缩弹簧；11、弹簧座；12、磁环；13、轴头部；14、导磁冲压盖板；15、弹簧槽；16、传感器槽；17、驱动杆吸附锁止单元；18、通电衰减磁力单元；19、驱动杆推出单元；20、驱动杆位置反馈单元；21、导磁冲压盖板磁路。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
如附图1-附图5所示，本发明为一种可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀，包括外壳1，外壳1内设置电磁线圈2，电磁线圈2内设置厄套3，厄套3内设置磁芯体4，磁芯体4与驱动杆5连接，外壳1一端设置强磁铁6，磁芯体4靠近强磁铁6。所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的强磁铁6设置为轴向充磁的结构，强磁铁6上设置导磁垫片7，所述的强磁铁6和导磁垫片7吸合时形成强磁铁磁路8。上述结构，所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀包括驱动杆吸附锁止单元、通电衰减磁力单元、驱动杆推出单元、驱动杆位置反馈单元。所述的驱动杆吸附锁止单元包括强磁铁6和导磁垫片7，通电衰减磁力单元包括外壳1、电磁线圈2、厄套3、磁芯体4，驱动杆推出单元包括压缩弹簧10和弹簧座11，驱动杆位置反馈单元包括磁环12、霍尔传感器。驱动杆吸附锁止单元包括轴向充磁的强磁铁6、导磁垫片7及强磁铁磁路8。强磁铁磁路8由导磁材料组成，在驱动杆初始阶位置，强磁铁与导磁垫片吸合接触组成闭合的强磁铁磁路8，这样，强磁铁通过导磁垫片吸附锁紧驱动杆，驱动杆此时处于收缩状态，而通电衰减磁力单元包括外壳1、电磁线圈2、厄套3、磁芯体4。在需要驱动杆与凸轮轴上的轨迹槽配合，以推动凸轮轴实现轴向移动时，控制部件对电磁线圈通电。这时，电磁线圈2的电磁线圈磁路与强磁铁磁路8重合相逆，且在导磁垫片位置分叉，这样在电磁线圈通电产生的反向磁通的作用下，强磁铁通过导磁垫片对磁芯体的吸附作用减弱。在通电衰减磁力单元的作用下，使得驱动杆吸附锁止单元是施加的锁止力小于压缩弹簧的弹簧弹力，从而把驱动杆推出，驱动杆实现伸出，从而作用在凸轮轴上的轨迹槽内，驱动杆作用在凸轮轴上，并且施加轴向的力，带动凸轮轴轴向移动。这样，有效实现高低凸轮的切换控制。本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀，结构简单，能够可靠实现驱动杆的伸出和收缩，从而在控制部件的控制下，在发动机的特定工况下，通过驱动杆有效实现凸轮轴轴向拨动控制，通过伸出的驱动杆与凸轮轴上的轨迹槽配合，实现高低凸轮的切换，提高发动机整体性能。
附图6-附图10为本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的实施例2的结构示意图。所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的强磁铁6设置为辐射充磁的结构，强磁铁6设置在电磁线圈2内的厄套3一端，厄套3另一端靠近外壳1位置设置导磁冲压盖板14。所述的驱动杆吸附锁止单元包括强磁铁6和导磁冲压盖板14，通电衰减磁力单元包括外壳1、电磁线圈2、厄套3、磁芯体4，驱动杆推出单元包括压缩弹簧10和弹簧座11，驱动杆位置反馈单元包括磁环12、霍尔传感器。驱动杆吸附锁止单元包括轴向充磁的强磁铁6、导磁垫片7及强磁铁磁路8。上述结构，在驱动杆初始阶位置(即驱动杆处于收缩状态)，强磁铁6与导磁冲压盖板接触组成闭合的强磁铁磁路8，这样，强磁铁通过导磁冲压盖板吸附锁紧驱动杆，使得驱动杆处于收缩状态。本发明的辐射充磁的强磁铁可以呈环状，如附图8所示。而在圆周上布置扇形的径向充磁的磁铁，也可实现本发明的功能。
所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的电磁线圈2与能够控制电磁线圈2电路通断的控制部件连接，控制部件控制电磁线圈2电路连通时，电磁线圈2的电磁线圈磁路设置为能够与强磁铁磁路8重合相逆的结构。所述的控制部件控制电磁线圈2电路连通时，电磁线圈2的电磁线圈磁路设置为能够与强磁铁磁路8在导磁垫片7位置分叉的结构。上述结构，在电磁线圈通电后，电磁线圈磁路与强磁铁磁路8重合相逆，且在导磁垫片处分叉，这样，在电磁线圈通电产生的反向磁通的作用下，强磁铁通过导磁垫片对磁芯体的吸附作用减弱，使得驱动杆吸附锁止单元是施加的锁止力小于压缩弹簧的弹簧弹力，这样，就可以克服驱动杆吸附锁止单元的锁止力，实现驱动杆的伸出，此时，伸出的驱动杆插入凸轮轴上的轨迹槽，沿轨迹槽的曲线，施加会走向的推动力在凸轮轴上，实现凸轮轴轴向移动。
所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀还包括压缩弹簧10和弹簧座11，弹簧座11安装在驱动杆5上，压缩弹簧10一端抵靠在厄套3上，压缩弹簧10另一端抵靠在弹簧座11上。上述结构，驱动杆推出单元包括压缩弹簧和弹簧座组成，其中弹簧座内装配有能够感应驱动杆位置的磁环，压缩弹簧大端抵接在厄套的下端，厄套与轴头过盈配合。在通电衰减磁力单元的作用下，使得吸附锁止力小于弹簧弹力，从而把驱动杆推出，使得驱动杆伸出，作用在凸轮轴上。
所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀包括弹簧座11，弹簧座11内安装能够感应驱动杆5位置的磁环12，外壳1包括轴头部13，驱动杆5一端活动穿过轴头部13延伸到外壳1外部，轴头部13内安装霍尔传感器。上述结构，驱动杆位置反馈单元功能的实现，是通过霍尔传感器感应磁通量的变化输出不同电压信号，磁环随驱动杆运动，霍尔传感器安装在轴头部内，驱动杆穿过轴头部，磁环的运动引起磁场强度变化，不同磁场强度霍尔传感器可以输出不同的电压信号。这样，感应的信号能够反馈给控制部件，实现信号的实时采集。
所述的外壳1包括轴头部13，轴头部13上设置弹簧槽15和传感器槽16，驱动杆5活动穿过弹簧槽15，霍尔传感器安装在传感器槽16内。上述结构，驱动杆位置反馈单元功能的实现，是通过霍尔传感器感应磁通量的变化输出不同电压信号，磁环随驱动杆运动，霍尔传感器安装在轴头部内部，轴头部如附图5所示，由弹簧槽及传感器槽组成。驱动杆穿过弹簧槽，弹簧座、磁环随驱动杆在弹簧槽内运动，霍尔传感器装配在传感器槽内固定不动。磁环的运动引起磁场强度的变化，不同磁场强度霍尔传感器可以输出不同的电压信号。这样，感应的信号能够反馈给控制部件，实现信号的实时采集。
所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀包括驱动杆吸附锁止单元、通电衰减磁力单元、驱动杆推出单元、驱动杆位置反馈单元。所述的驱动杆吸附锁止单元包括强磁铁6和导磁垫片7或导磁冲压盖板14，通电衰减磁力单元包括外壳1、电磁线圈2、厄套3、磁芯体4，驱动杆推出单元包括压缩弹簧10和弹簧座11，驱动杆位置反馈单元包括磁环12、霍尔传感器。上述结构，每个可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀可以包括一个驱动杆吸附锁止单元、一个通电衰减磁力单元、一个驱动杆推出单元、一个驱动杆位置反馈单元，也可以包括多个驱动杆吸附锁止单元、多个通电衰减磁力单元、多个驱动杆推出单元、多个驱动杆位置反馈单元，这个实现多级凸轮轴的不同凸轮的快速切换，满足不同型号和不同尺寸的发动机的需求。
本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的实施例2中，通电衰减磁力单元如附图9所示，包括通电产生反向磁通的电磁线圈及电磁线圈磁路。电磁线圈磁路与驱动杆吸附锁止单元的强磁铁磁路8重合且相逆，这样，在电磁线圈通电产生的反向磁通的作用下，强磁铁通过导磁冲压盖对磁芯体的吸附作用减弱，实现驱动杆伸出。
本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的实施例2中，驱动杆推出单元如附图10所示，包括压缩弹簧弹簧座，其中弹簧座内装配有感应驱动杆位置的磁环，压缩弹簧大端抵接在厄套的下端，厄套与轴头过盈配合。在通电衰减磁力单元的作用下，使得驱动杆吸附锁止单元的吸附锁止力小于弹簧弹力，从而把驱动杆推出。
本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的实施例2中，驱动杆位置反馈单元通过霍尔传感器感应磁通量的变化输出不同电压信号，磁环随驱动杆运动，霍尔传感器安装在轴头部内，轴头部包括弹簧槽及传感器槽。驱动杆穿过弹簧槽，弹簧座、磁环随驱动杆在弹簧槽内运动，传感器装配在传感器槽内固定。磁环运动引起磁场强度的变化，不同磁场强度霍尔传感器可以输出不同的电压信号。
本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀，所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀包括驱动杆吸附锁止单元、通电衰减磁力单元、驱动杆推出单元、驱动杆位置反馈单元。所述的驱动杆吸附锁止单元包括强磁铁和导磁垫片或导磁冲压盖板，通电衰减磁力单元包括外壳、电磁线圈、厄套、磁芯体，驱动杆推出单元包括压缩弹簧和弹簧座，驱动杆位置反馈单元包括磁环、霍尔传感器。驱动杆吸附锁止单元包括轴向充磁的强磁铁、导磁垫片及强磁铁磁路。强磁铁磁路由导磁材料组成，在驱动杆初始阶位置，强磁铁与导磁垫片吸合接触组成闭合的强磁铁磁路，这样，强磁铁通过导磁垫片吸附锁紧驱动杆，驱动杆此时处于收缩状态，而通电衰减磁力单元包括外壳、电磁线圈、厄套、磁芯体。在需要驱动杆与凸轮轴上的轨迹槽配合，以推动凸轮轴实现轴向移动时，控制部件对电磁线圈通电。这时，电磁线圈的电磁线圈磁路与强磁铁磁路重合相逆，且在导磁垫片位置分叉，这样在电磁线圈通电产生的反向磁通的作用下，强磁铁通过导磁垫片对磁芯体的吸附作用减弱。在通电衰减磁力单元的作用下，使得驱动杆吸附锁止单元是施加的锁止力小于压缩弹簧的弹簧弹力，从而把驱动杆推出，驱动杆实现伸出，从而作用在凸轮轴上的轨迹槽内，驱动杆作用在凸轮轴上，并且施加轴向的力，带动凸轮轴轴向移动。这样，有效实现高低凸轮的切换控制，精确度高。本发明所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀，结构简单，能够可靠实现驱动杆的伸出和收缩，从而在控制部件的控制下，在发动机的特定工况下，通过驱动杆有效实现凸轮轴轴向拨动控制，通过伸出的驱动杆与凸轮轴上的轨迹槽配合，实现高低凸轮的切换，提高发动机整体性能。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀，其特征在于：包括外壳（1），外壳（1）内设置电磁线圈（2），电磁线圈（2）内设置厄套（3），厄套（3）内设置磁芯体（4），磁芯体（4）与驱动杆（5）连接，外壳（1）一端设置强磁铁（6），磁芯体（4）靠近强磁铁（6）；
所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的强磁铁（6）设置为轴向充磁的结构，强磁铁（6）上设置导磁垫片（7），所述的强磁铁（6）和导磁垫片（7）吸合时形成强磁铁磁路（8）；
所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的电磁线圈（2）与能够控制电磁线圈（2）电路通断的控制部件连接，控制部件控制电磁线圈（2）电路连通时，电磁线圈（2）的电磁线圈磁路设置为能够与强磁铁磁路（8）重合相逆的结构；
所述的控制部件控制电磁线圈（2）电路连通时，电磁线圈（2）的电磁线圈磁路设置为能够与强磁铁磁路（8）在导磁垫片（7）位置分叉的结构。
2.根据权利要求1所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀，其特征在于：所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀的强磁铁（6）设置为辐射充磁的结构，强磁铁（6）设置在电磁线圈（2）内的厄套（3）一端，厄套（3）另一端靠近外壳（1）位置设置导磁冲压盖板（14）。
3.根据权利要求1或2所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀，其特征在于：所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀还包括压缩弹簧（10）和弹簧座（11），弹簧座（11）安装在驱动杆（5）上，压缩弹簧（10）一端抵靠在厄套（3）上，压缩弹簧（10）另一端抵靠在弹簧座（11）上。
4.根据权利要求1或2所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀，其特征在于：所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀包括弹簧座（11），弹簧座（11）内安装能够感应驱动杆（5）位置的磁环（12），外壳（1）包括轴头部（13），驱动杆（5）一端活动穿过轴头部（13）延伸到外壳（1）外部，轴头部（13）内安装霍尔传感器。
5.根据权利要求1或2所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀，其特征在于：所述的外壳（1）包括轴头部（13），轴头部（13）上设置弹簧槽（15）和传感器槽（16），驱动杆（5）活动穿过弹簧槽（15），霍尔传感器安装在传感器槽（16）内。
6.根据权利要求1或2所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀，其特征在于：所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀包括驱动杆吸附锁止单元、通电衰减磁力单元、驱动杆推出单元、驱动杆位置反馈单元。
7.根据权利要求6所述的可变气门升程系统用凸轮轴拨动电磁阀，其特征在于：所述的驱动杆吸附锁止单元包括强磁铁（6）和导磁垫片（7）或导磁冲压盖板（14），通电衰减磁力单元包括外壳（1）、电磁线圈（2）、厄套（3）、磁芯体（4），驱动杆推出单元包括压缩弹簧（10）和弹簧座（11），驱动杆位置反馈单元包括磁环（12）、霍尔传感器。
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