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具有安全保護(hù)磁路的電磁式預(yù)熱繼電器的制造方法

文檔序號(hào):10193871閱讀:588來源:國知局
具有安全保護(hù)磁路的電磁式預(yù)熱繼電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種繼電器,具體是一種具有安全保護(hù)磁路的電磁式預(yù)熱繼電器。
【背景技術(shù)】
[0002]由于能源問題和環(huán)保問題的雙重壓力,節(jié)能及新能源汽車是我國汽車產(chǎn)業(yè)今后的發(fā)展方向。我國自2015年1月1日起,對(duì)機(jī)動(dòng)車全面實(shí)施國IV階段的排放標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于近幾年發(fā)展的符合國IV及以上排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車,須采用高壓共軌技術(shù)系統(tǒng),同時(shí)在常溫下為了改善柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能,使缸內(nèi)的壓力和溫度不再是突變式地增加,有利于降低燃燒噪音和保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵核心部件,在常溫下也需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸進(jìn)行預(yù)熱處理,因此預(yù)熱系統(tǒng)在柴油車上的應(yīng)用將由原先的選裝件系統(tǒng)提升為標(biāo)準(zhǔn)必裝件系統(tǒng),其市場潛在需求量很大。
[0003]目前柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車預(yù)熱系統(tǒng)主要有兩種方式:火焰預(yù)熱系統(tǒng)和電加熱預(yù)熱系統(tǒng)。電加熱式預(yù)熱系統(tǒng)中的電加熱器一般功率在1000?3200W,因此預(yù)熱系統(tǒng)工作時(shí)的電流也很大,一般都在90?150A左右(24VDC車系)。預(yù)熱系統(tǒng)單次工作周期一般為120s,這就要求預(yù)熱繼電器有較高的負(fù)載能力,要求預(yù)熱繼電器既能夠在大功率負(fù)荷條件下工作,又要有極高的安全性和可靠性。
[0004]現(xiàn)有的電磁式預(yù)熱繼電器為了保證其熱穩(wěn)定性,一般把絕緣支撐座采用耐高溫材料(熱變形溫度多500°C )制成,即使在產(chǎn)生大量焦耳熱情況下也不會(huì)發(fā)生晶格變形,而且為避免金屬外殼對(duì)磁路循環(huán)產(chǎn)生影響,一般會(huì)使盡量增大動(dòng)磁芯與絕緣外殼內(nèi)壁間的距離(一般多1.5mm),也正因此現(xiàn)有的電磁式預(yù)熱繼電器不能形成安全保護(hù)磁路,只要輸入端有電流接入,繼電器就會(huì)使動(dòng)觸頭與靜觸頭閉合,從而接通負(fù)載電路,使電加熱器加熱。由動(dòng)觸頭和靜觸頭組成的接觸系統(tǒng)經(jīng)過反復(fù)的碰撞、電弧燒蝕和表面氧化等不良因素的影響,接觸性能會(huì)隨產(chǎn)品加電工作次數(shù)的增加而逐步惡化,當(dāng)接觸系統(tǒng)惡化到一定程度時(shí),在接通或斷開時(shí),會(huì)由于嚴(yán)重的拉弧、接觸不良等原因產(chǎn)生大量的焦耳熱,造成動(dòng)觸頭與靜觸頭出現(xiàn)熔焊現(xiàn)象,這樣即使輸入端無控制電流時(shí),動(dòng)觸頭與靜觸頭也不會(huì)脫開,從而造成“短路”失效現(xiàn)象,附帶會(huì)產(chǎn)生非預(yù)期的不良后果,給整車的安全造成一定的影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有安全保護(hù)磁路的電磁式預(yù)熱繼電器,能夠通過改變磁路使動(dòng)觸頭與靜觸頭斷開,避免出現(xiàn)“短路”現(xiàn)象,提高整車安全。
[0006]為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種具有安全保護(hù)磁路的電磁式預(yù)熱繼電器,包括金屬外殼,金屬外殼內(nèi)設(shè)置有線圈磁力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),動(dòng)磁芯被包裹在線圈磁力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi),動(dòng)磁芯與線圈磁力機(jī)構(gòu)之間有隔磁銅套,線圈磁力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上下分別設(shè)置有上磁軛板和下磁軛板,上磁軛板有一部分插入線圈磁力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)部,與動(dòng)磁芯上端面構(gòu)成磁力工作面,線圈磁力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)底部與金屬外殼通過彈簧撓性連接,線圈磁力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的線圈兩端連接在兩個(gè)電極螺栓上,動(dòng)觸頭套在絕緣支撐座上,憑借觸頭壓力彈簧、絕緣片和固定片被彈性固定在動(dòng)磁芯上端,主反力復(fù)位彈簧下端與動(dòng)磁芯上端固定,主反力復(fù)位彈簧上端與塑料上蓋連接,靜觸頭固定在塑料上蓋內(nèi),塑料上蓋與金屬外殼接觸處有密封墊片,所述的絕緣支撐座材料為具有特定熱變形溫度的工程塑料,其熱變形溫度為:320?350°C ;所述動(dòng)磁芯與金屬外殼內(nèi)壁間距離為1.2?1.3mm。
[0007]優(yōu)選地,所述的絕緣支撐座材料為P1、改性PTFE、改性PEI或改性PEEK。
[0008]PI (聚酰亞胺),是分子結(jié)構(gòu)含有酰亞胺基鏈節(jié)的芳雜環(huán)高分子化合物,具有優(yōu)異的耐熱性,可在-260(不會(huì)脆裂)?330°C長期使用,熱變形溫度(HTD)為343°C,電絕緣性優(yōu)異,收縮率、線膨脹系數(shù)小,尺寸穩(wěn)定性好。
[0009]改性PTFE (聚四氟乙烯),是由四氟乙烯經(jīng)聚合而成的高分子化合物,有良好的密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和抗老化能力,耐高溫,能在-180?250°C的溫度下長期工作,熱變形溫度(HTD)為343°C。
[0010]改性PEI (聚醚酰亞胺)是一種穩(wěn)定性能極佳的熱塑性工程樹脂,具有很強(qiáng)的高溫穩(wěn)定性和優(yōu)良的電絕緣性能,可在-160?180°C的工作溫度下長期使用,熱變形溫度(HTD)為 320 °C ο
[0011 ] 改性PEEK (聚醚醚酮),是芳香族結(jié)晶型熱塑性高分子材料,具有良好的電絕緣性和尺寸穩(wěn)定特性,熱膨脹系數(shù)小,UL連續(xù)使用溫度為250°C,熱變形溫度(HTD)為350°C。
[0012]在繼電器接觸系統(tǒng)狀態(tài)良好時(shí),工作循環(huán)磁路由金屬外殼、上磁軛板、下軛鐵板和動(dòng)磁芯構(gòu)成(與現(xiàn)有電磁式預(yù)熱繼電器原理相同),當(dāng)線圈磁力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩端施加控制電流時(shí)(即線圈內(nèi)有電流流過),動(dòng)磁芯與上軛鐵板吸合,從而使動(dòng)磁芯帶動(dòng)動(dòng)觸頭與靜觸頭閉合,接通負(fù)載電路,電加熱器工作,此時(shí)由于動(dòng)觸頭、靜觸頭電接觸性能良好,接觸電阻小,產(chǎn)生的焦耳熱也小,整個(gè)接觸系統(tǒng)溫升較小,絕緣支撐座不會(huì)產(chǎn)生熱變形。當(dāng)線圈磁力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩端未施加控制電流時(shí)(即線圈內(nèi)沒有電流流過),動(dòng)磁芯在主反力復(fù)位彈簧的作用下與上磁軛板分開,進(jìn)而帶動(dòng)動(dòng)觸頭與靜觸頭分開,從而斷開負(fù)載電路電加熱器不工作,整個(gè)預(yù)熱工作過程結(jié)束。
[0013]但是由于動(dòng)觸頭和靜觸頭受反復(fù)的碰撞、電弧燒蝕和表面氧化等諸多不良因素的影響,接觸性能會(huì)隨產(chǎn)品加電工作次數(shù)的增加而逐步惡化,當(dāng)接觸系統(tǒng)惡化到一定程度時(shí),在動(dòng)觸頭與靜觸頭接通或斷開時(shí),會(huì)由于嚴(yán)重的拉弧、接觸不良等原因產(chǎn)生大量的焦耳熱,動(dòng)觸頭的熱量傳導(dǎo)到絕緣支撐座上,當(dāng)溫度達(dá)到或超過絕緣支撐座的熱變形溫度時(shí),絕緣支撐座會(huì)發(fā)生形變,當(dāng)線圈內(nèi)無控制電流通過時(shí),在主反力復(fù)位彈簧的作用下,動(dòng)磁芯帶動(dòng)動(dòng)觸頭恢復(fù)到原斷開位置時(shí),會(huì)對(duì)絕緣支撐座產(chǎn)生“拍打”動(dòng)作,觸頭壓力彈簧會(huì)對(duì)對(duì)絕緣支撐座產(chǎn)生“擠壓”動(dòng)作,使絕緣支撐座軸向上發(fā)生變形,此變形的后果會(huì)使上軛鐵板的下端面與動(dòng)磁芯的上端面之間的間隙(工作間隙)增大,而動(dòng)磁芯下端面與外殼內(nèi)壁間的間隙會(huì)減小,當(dāng)此這兩個(gè)間隙的變化量超過設(shè)計(jì)的極限時(shí),循環(huán)磁路切換為由動(dòng)磁芯下端面與外殼內(nèi)壁間的間隙、金屬外殼、下磁軛板和動(dòng)磁芯構(gòu)成。當(dāng)線圈內(nèi)通入控制電流時(shí),動(dòng)磁芯會(huì)向相反方向吸合,使動(dòng)觸頭與靜觸頭分開,此時(shí)動(dòng)觸頭與靜觸頭不會(huì)接通,負(fù)載電路也不會(huì)接通,從而避免動(dòng)觸頭與靜觸頭之間形成熔焊的失效模式,不會(huì)產(chǎn)生“短路”的失效現(xiàn)象,不會(huì)給整車的安全性造成任何影響,大大提高了整車的安全性。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型具有安全保護(hù)磁路的電磁式預(yù)熱繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是正常情況下的工作循環(huán)磁路示意圖。
[0016]圖3是絕緣支撐座發(fā)生形變后的安全磁路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0018]實(shí)施例一
[0019]具有安全保護(hù)磁路的電磁式預(yù)熱繼電器,如圖1所示,包括金屬外殼12,金屬外殼12內(nèi)設(shè)置有線圈磁力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8,動(dòng)磁芯9被包裹在線圈磁力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8內(nèi),動(dòng)磁芯9與線圈磁力機(jī)構(gòu)8之間有隔磁銅套14,動(dòng)磁芯9的下端面與金屬外殼12的內(nèi)壁間距離為1.3mm,線圈磁力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8上下分別設(shè)置有上磁軛板6和下磁軛板11,金屬外殼12與上磁軛板6周邊包邊固定,上磁軛板6有一部分插入線圈磁力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8內(nèi)部,與動(dòng)磁芯9上端面構(gòu)成磁力工作面,線圈磁力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8底部與金屬外殼12通過彈簧10實(shí)現(xiàn)了燒性連接,線圈磁力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8的線圈兩端連接在兩個(gè)電極螺栓上,動(dòng)觸頭4套在絕緣支撐座5上,憑借觸頭壓力彈簧7、絕緣片3和固定片15被彈性固定在動(dòng)磁芯9上端,所述的絕緣支撐座5的材料是PI,其熱變形溫度為343°C,主反力復(fù)位彈簧16下端與動(dòng)磁芯9上端固定,主反力復(fù)位彈簧16上端與塑料上蓋2連接,連接部分與接觸部分一體化的靜觸頭1固定在塑料上蓋2內(nèi),塑料上蓋2通過兩個(gè)固定螺栓與金屬外殼12固定在一起,塑料上蓋2與金屬外殼12接觸處有密封墊片1
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