[发明专利]直动式螺线管致动器

说明书

交叉引用的相关申请

本申请要求2012年7月11日提交的申请号为NO.61/741,054的美国专利申请的优先权，该优先权申请通过引用的方式完全并入本申请。

技术领域

本发明涉及一种具有电枢机构(armature mechanism)的直动式螺线管致动器(direct acting electromagnetic solenoid actuator)，所述直动式螺线管致动器能够驱动流体控制元件(fluid control element)。

背景技术

在多种系统中，直动式螺线管致动器(direct acting solenoid actuators)常常用于控制流体压力，所述多种系统包括车辆中的离合器(clutch mechanisms)和其他设备。直动式螺线管致动器设有电枢机构，该电枢机构用于驱动流体控制元件，例如，线轴(spool)、弹簧偏压四通比例流量控制阀(spring-biased four-way proportional flow control valve)、提升阀(poppet valve)以及类似的多种流体控制应用。典型地，所述电枢连接并驱动推针(push pin)以吸引流体控制元件到电枢的端部。

给电磁线圈供电的电流的改变会导致流体压力的改变。理论上，所供给的输入电流(input current)对应于单个压力，而与输入电流的增加或者减小无关。例如，考虑到电磁线圈在初始状态为高压(20巴(bars))零电流，当通以0.5A的电流时，压力将降至12巴。理论上，如果将电流增加至1A，然后再减小回到0.5A，压力将再变成12巴。因此，压力值能够由每个电流值来决定，而与电流的增加或者减小无关。

实际上，很多因素会导致螺线管致动器产生磁滞现象(hysteresis)。磁滞现象表述为当输入增加和减小时，对应于所供给输入的输出的不同。在直动式螺线管致动器中，电枢与电枢套管之间的摩擦以及围绕电枢的液压流体中的碎片可能会阻碍电枢响应于感应磁场的顺畅滑动。这可能会导致所供给的电流产生不同的压力值，而压力值取决于电流的增加或者减小。同样地，为了得到预定压力，在选择电流时肯定会考虑致动器的可靠性的降低和电流(增加或者减小)的趋势。

因此，有必要提供一种直动式螺线管致动器，所述直动式螺线管致动器在操作过程中能够降低或最小化磁滞现象，同时提高应对液压流体中的杂质的污染时的稳定性。

发明内容

一种直动式螺线管致动器包括电枢和与其相关的推针，所述电枢和推针通过滚动元件(例如，球或径向轴承)的全浮式且独立的保持架而悬浮于预定固定的螺线管组件。所述固定的螺线管组件能够包括极片和/或导磁套。所述极片能够包括止挡件，该止挡件用于限制所述滚动元件的保持架沿轴向方向的移动。

附图说明

图1是根据本发明的一种具体实施方式的具有直动式螺线管致动器的流体控制阀的主视图，该直动式螺线管致动器用于驱动线轴，该线轴具有线性式的浮动反馈活塞。

图2是沿图1中的剖面线A-A所截的纵向剖视图。

图3是根据本发明的一种具体实施方式的滚动元件的保持架的剖视图。

图4是图3所示滚动元件的保持架的立体图。

图5是根据本发明的另一种具体实施方式的具有不同的径向轴承的直径的滚动元件的保持架的剖视图。

图6是图5所示的用于径向轴承的保持架的立体图。

图7是根据本发明的另一种具体实施方式的具有直动式螺线管致动器的流体控制阀的主视图，该直动式螺线管致动器用于驱动线轴，该线轴具有线性式浮动反馈活塞。

图8是沿图7中的剖面线A-A所截的纵向剖视图。

图9是根据本发明的另一种具体实施方式的具有直动式螺线管致动器的流体控制阀的主视图，该直动式螺线管致动器用于以线性方式驱动弹簧偏压四通比例流量控制阀。

图10是沿图9中的剖面线A-A所截的纵向剖视图。

图11是一种直动式螺线管致动器的主视图，该直动式螺线管致动器用于驱动线轴(未示出)、三通提升阀(未示出)或其他的根据指令可变地控制压力的流体控制阀。

图12是沿图11中的剖面线A-A所截的纵向剖视图。

图13示出由图1，图2；图3，图4；和图5，图6中所示的流体控制阀得到的标准高压相对于电流的曲线图。

图14示出由图7，图8；图3，图4和图5，图6中所示的流体控制阀得到的标准低压相对于电流的曲线图。