通过测量磁滞曲线确定衔铁行程的方法技术

一种用于制造能够电磁操纵的阀(1)的方法，所述能够电磁操纵的阀由电磁体(2，2a，2b)、能够通过所述电磁体(2，2a，2b)运动的衔铁(3)以及阀体(5)构成，所述阀体具有用于将所述衔铁(3)的运动转换成所述阀(1)的打开或关闭的装置(4，4a，4b，4c)，其中，所述电磁体(2，2a，2b)和所述衔铁(3)被置于所述阀体(5)中，其中，在将所述电磁体(2，2a，2b)置于所述阀体(5)中之前，记录所述电磁体(2，2a，2b)与贴靠在所述电磁体(2，2a，2b)上的测试衔铁(3a)的组合(6)的磁滞曲线(10)，求取所述磁滞曲线(10)的在非饱和状态中的基本上线性的第一曲线区段(11)的斜率m1，并且由所述斜率m1求取安装完成的阀(1)的磁滞曲线(30)的与所述第一曲线区段(11)对应的曲线区段(31)的斜率m1*，所述安装完成的阀具有持续贴靠在电磁体(2，2a，2b)上的衔铁(3)。一种用于确定衔铁行程AH的方法，其中，由所述第一斜率m0与所述第二斜率m1*之间的差分析处理所述衔铁(3)与所述电磁体(2，2a，2b)之间形成的空气隙(9)中的磁能ΔE。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过测量磁滞曲线确定衔铁行程的方法
本专利技术涉及一种用于确定能够电磁操纵的阀的衔铁行程的方法以及一种用于制造这种阀的方法。
技术介绍
在现代的快速开关的电磁阀中，例如其在柴油喷射阀中所使用的那样，为了该阀的最佳功能，需要准确了解或调节衔铁行程。该衔铁行程应该处于下阈值与上阈值之间。如果衔铁行程太小，则会导致阀阻塞。如果衔铁行程太大，则增强地产生关闭回跳。由DE102012206484A1和DE102013223121A1已知具有用于衔铁行程的测量系统的电磁燃料喷射器。所述测量系统分别借助附加的传输元件将衔铁的往复运动传输至测量装置。
技术实现思路
在本专利技术的范畴内，已经研发一种用于制造能够电磁操纵的阀的方法，该阀由电磁体、能够通过电磁体运动的衔铁以及阀体构成。阀体包含用于将衔铁的运动转换成阀的打开或关闭的装置。电磁体和衔铁被置于阀体中。根据本专利技术，在将电磁体置于阀体中之前，记录电磁体与贴靠在该电磁体上的测试衔铁的组合的磁滞曲线。求取磁滞曲线在非饱和状态中的基本上线性的第一曲线区段的斜率m1。在此，测试衔铁优选具有与阀的衔铁相同的尺寸和相同的磁特性。由斜率m1求取安装完成的阀的磁滞曲线的与所述第一曲线区段对应的曲线区段的斜率m1*，该安装完成的阀具有持续贴靠在电磁体上的衔铁。电磁体和衔铁共同构成磁通为Ψ的磁路，该磁通例如可以直接通过附加的测量线圈确定，或间接地通过在电磁体中感应出的电压Uind＝UK-I·R的时间上的积分确定。在此，UK是电磁体上的端电压，I是通过电磁体的电流，R是电磁体的欧姆电阻。电磁体的欧姆电阻R例如可以在电流I恒定的阶段中根据R＝UK/I确定。典型的铁磁滞回线示出磁通Ψ与通过电磁体的电流I的关系Ψ(I)，因为至少在电磁体的铁磁芯中以及也在铁磁衔铁中分别存储有磁能。如果由于衔铁从电磁体下落到静止位置中导致在衔铁与电磁体之间形成空气隙，则该空气隙也包含磁能值ΔE，该磁能值取决于空气隙的宽度并且因此取决于所寻求的衔铁行程AH。该能量值ΔE反映在铁磁滞曲线的变化中，并且因此可以由无空气隙情况下所测量的磁滞曲线与有空气隙情况下所测量的磁滞曲线的比较中分析处理。然而一旦该阀安装完成，则无法再测量具有持续贴靠在电磁体上的衔铁下磁路的完整磁滞曲线。尤其在磁滞曲线的代表电磁体的非饱和状态并且其中磁通Ψ基本上与电流I线性相关的曲线区段中，阀的回复力(例如可以是弹簧力)超过将衔铁吸引到电磁体上的磁力。因此，衔铁返回其静止位置中，并且真正待研究的状态——衔铁贴靠在电磁体上——消失。为了在该状态中记录磁滞曲线，需要使衔铁抵抗回复力机械地固定在电磁体处。为此，衔铁在阀的安装完成的状态中不再能够触及。专利技术人已经看出，至少可以近似地提供具有持续贴靠在电磁体上的衔铁的磁滞曲线的如下曲线区段：该曲线区段代表电磁体的非饱和状态并且其中磁通Ψ与电流I基本上线性相关，其方式是：在将电磁体安装到阀中之前施加到测试衔铁处，并且借助该测试衔铁测量磁滞曲线。该曲线区段基本上通过斜率m1表征。由此可以以不同方式求取安装完成的阀的磁滞曲线的对应曲线区段的斜率m1*，该安装完成的阀具有持续贴靠在电磁体上的衔铁，所述斜率不再能够由直接测量触及。就此而言，在安装阀之前获得的斜率m1涉及非常重要的参考值，该参考值在安装阀之后能够以特别简单和清楚的方式实现阀的衔铁行程AH的测量。如果在阀的安装完成的状态中经过磁滞曲线的代表电磁体的非饱和状态的曲线区段，则该曲线区段具有小于斜率m1*的斜率m0。其原因在于，由于衔铁从电磁体下落已经形成空气隙，并且将能量值ΔE存储在该空气隙中。由斜率为m0或m1*的对应曲线区段之间的面积可以分析处理能量值ΔE，并且因此最后分析处理所寻求的衔铁行程AH。能量值ΔE由以下给出：并且由此得出衔铁行程AH：在此，n是电磁体的线圈的匝数。μ0是真空的磁导率。A1和A2是空气隙的截面积，所述截面积与该空气隙的宽度、即与衔铁行程AH无关。因此，在安装阀之前将m1存储为参考值并且接下来由m1确定m1*能够实现，通过由另一磁滞曲线求取m0来确定安装完成的阀处的衔铁行程AH。为清楚起见，以下将在阀的安装完成的状态中记录的磁路的磁滞曲线称为“阀的磁滞曲线”。在本专利技术的一种特别有利的构型中，通过预给定的第一函数关系由斜率m1求取斜率m1*。在最简单的近似中，例如可以假设m1*与m1相同。该近似对于多种应用来说已经足够准确。然而，现在例如如果阀体和/或用于将衔铁的运动转换成阀的打开或关闭的装置包含铁磁性材料，则这些材料会影响磁路的磁通Ψ，并且因此也影响m1*。可以有利地按照如下方式使第一函数关系精细，使得考虑该影响。m1*被确定得越准确，则由此可以越准确地确定衔铁行程AH。在本专利技术的一种特别有利的构型中，为了求取对于至少一个安装完成的阀的第一函数关系，将衔铁固定在电磁体处，并且在该状态中记录磁滞曲线。该阀涉及一种特定的测试样本或参数样本(Bedatungsexemplar)，该阀在如下方面与批量制造的阀不同：衔铁行程AH始终等于零并且该阀无法被开关。除了所述不同以外，该阀的磁性表现与批量制造的阀完全一样。理想地，在安装之前在阀的磁路处记录第一磁滞曲线并且由此确定m1，在将该磁路安装到阀中之后记录第二磁滞曲线并且由此确定m1*。然而，例如也可以通过如下方式由斜率m1获得斜率m1*：借助数学方法、例如有限元法来计算阀中的其他铁磁性材料对由电磁体和衔铁构成的磁路的影响。为此替代地或组合地，也可以通过比较在安装阀之前求取的其他参量的参考值与在安装阀之后求取的这些参量的值来使m1*精细。因此，在本专利技术的另一特别有利的构型中，在将电磁体置于阀体中之前，附加地在饱和状态中求取对于电磁体与测试衔铁的组合记录的磁滞曲线的第二线性曲线区段的斜率m2。此外，有利地附加求取电流值I0，在该电流值的情况下，第二曲线区段至电流轴线I的线性延长线与电流轴线I相交。这两个参量也能够在安装完成的阀处从测量中获得，因为在电磁体的饱和状态中，衔铁被吸引到电磁体处，使得磁路就此而言处于与对于由电磁体与测试衔铁的组合的参考测量情况下相同的状态中。为了在安装阀之后得到与m2对应的比较值，有利地，在安装阀之后记录阀的另一磁滞曲线。求取所述另一磁滞曲线的基本上线性的第二曲线区段的斜率m3，该曲线区段代表饱和状态。所述第二曲线区段对应于在安装阀之前对于由电磁体与测试衔铁的组合测量的磁滞曲线的第二曲线区段。为了进一步在安装阀之前得到与I0对应的比较值，有利地，进一步附加地求取电流值I1，其中，第二曲线区段至电流轴线I的线性延长线与电流轴线I相交。专利技术人已经看出，电流值I1与电流值I0的比较提供对阀中所使用的构件的磁特性的附加的质量管理可能性。尤其可以监控：衔铁、和/或衔铁与电磁体之间布置的剩余气隙盘(RLSS)是否相应于期望的规范。电流值I1与电流值I0的大偏差可以指出与此相关的标准偏差，或指出剩余气隙盘至衔铁和/或至电磁体的接通面处的不期望的颗粒形成。因此，在本专利技术的另一特别有利的构型中，求取电流值I1与电流值I0之间的数量上的差ΔI，如果该数量上的差超过预给定的阈值，则将该阀分类为故障的。在本专利技术的一种特别有利的构型中，由斜率m1和m2求取斜率m1与m2之间的相关性和/或第二函数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造能够电磁操纵的阀(1)的方法，所述能够电磁操纵的阀由电磁体(2，2a，2b)、能够通过所述电磁体(2，2a，2b)运动的衔铁(3)以及阀体(5)构成，所述阀体具有用于将所述衔铁(3)的运动转换成所述阀(1)的打开或关闭的装置(4，4a，4b，4c)，其中，将所述电磁体(2，2a，2b)和所述衔铁(3)置于所述阀体(5)中，其特征在于，在将所述电磁体(2，2a，2b)置于所述阀体(5)中之前，记录所述电磁体(2，2a，2b)与贴靠在所述电磁体(2，2a，2b)上的测试衔铁(3a)的组合(6)的磁滞曲线(10)，求取所述磁滞曲线(10)在非饱和状态中的基本上线性的第一曲线区段(11)的斜率m1，并且由所述斜率m1求取安装完成的阀(1)的磁滞曲线(30)的与所述第一曲线区段(11)对应的曲线区段(31)的斜率m1*，所述安装完成的阀具有持续贴靠在电磁体(2，2a，2b)上的衔铁(3)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.21 DE 102015226189.11.一种用于制造能够电磁操纵的阀(1)的方法，所述能够电磁操纵的阀由电磁体(2，2a，2b)、能够通过所述电磁体(2，2a，2b)运动的衔铁(3)以及阀体(5)构成，所述阀体具有用于将所述衔铁(3)的运动转换成所述阀(1)的打开或关闭的装置(4，4a，4b，4c)，其中，将所述电磁体(2，2a，2b)和所述衔铁(3)置于所述阀体(5)中，其特征在于，在将所述电磁体(2，2a，2b)置于所述阀体(5)中之前，记录所述电磁体(2，2a，2b)与贴靠在所述电磁体(2，2a，2b)上的测试衔铁(3a)的组合(6)的磁滞曲线(10)，求取所述磁滞曲线(10)在非饱和状态中的基本上线性的第一曲线区段(11)的斜率m1，并且由所述斜率m1求取安装完成的阀(1)的磁滞曲线(30)的与所述第一曲线区段(11)对应的曲线区段(31)的斜率m1*，所述安装完成的阀具有持续贴靠在电磁体(2，2a，2b)上的衔铁(3)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过预给定的第一函数关系由所述斜率m1求取所述斜率m1*。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，为了求取对于至少一个安装完成的阀(1)的所述第一函数关系，将所述衔铁(3)固定在所述电磁体(2，2a，2b)处，并且在这种状态中记录所述磁滞曲线(30)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在将所述电磁体(2，2a，2b)置于所述阀体(5)中之前，附加地求取所述组合(6)的磁滞曲线(10)在饱和状态中的基本上线性的第二曲线区段(12)的斜率m2。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，附加地求取电流值I0，其中，所述第二曲线区段(12)的至电流轴线I的线性延长线(13)与所述电流轴线I相交。6.根据权利要求4至5中任一项所述的方法，其特征在于，在安装所述阀(1)之后，记录所述阀(1)的另一磁滞曲线(20)，并且求取所述另一磁滞曲线(20)在饱和状态中的与所述磁滞曲线(10)的第二曲线区段(12)对应的基本上线性的第二曲线区段(22)的斜率m3。7.根据权利要求6的方法，其特征在于，附加地求取电流值I1，其中，所述第二曲线区段(22)至所述电流轴线I的线性延长线(23)与所述电流轴线I相交。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，求取所述电流值I1与所述电流值I0之间的数量上的差ΔI，并且如果所述数量上的差ΔI超过预给定的阈值，则将所述阀(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·艾德特，M·吕克勒，K·施泰因贝格，O·蒂克尔，M·拜尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE