电控阀中剩磁对其工作的影响、产生原因及消除方法

毛 瑞

(西安汽车职业大学，陕西 西安 710038)

1 电控阀中剩磁现象及产生原因

本文以控制气体的电控阀为主要研究对象，由于电控阀在是气路系统中重要的自动控制与调节元件，通常与气路系统的管路串联在一起。电控阀作用是借电磁吸力来实现远距离控制空气管路的导通或关断的气路开关。图1为电控阀的剖面图。

图1 电控阀剖面

电控阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的管路，腔中间是阀，两面是2块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来挡住或漏出不同的气路的孔，而进气孔是敞开的，空气就会进入到不同的管路，然后通过空气的压力来推动气缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。电控阀是在有气源的情况下再通电，才会工作，是用来控制气动执行机构的开关，这样才能达到控制阀门开关的目的。其结构主要由电磁机构和气阀2部分组成的。如图2所示。

图2 电磁阀的结构

若电磁机构中线圈在产出电磁吸力过程中存在剩磁就会导致电控阀分断不明显，影响其正常工作，或影响下次电磁铁的吸合。所谓剩磁即剩余磁化强度的简称，是以磁场源电流，产生的磁场强度H的激励下铁磁材料被磁化，磁化程度用感应强度B描述。磁化后的铁磁材料若去除电流激励即H=0，铁磁材料中的磁感应强度也在减小，但不为零的现象称为铁磁材料的剩磁特性。电磁阀通电后，动铁芯在线圈通电后受到磁化，断电后有小量的磁性(剩磁)保留在动铁芯上，这样对电磁阀的性能有一定的影响，应该如何消除这些剩磁呢？

2 现有的解决方法

(1)单纯地解决消磁现象可以找个线圈，电阻足够大，接上交流电，然后磁芯放在线圈磁芯的端部，就可以退磁了。如果不能确定消磁线圈的电阻是否足够大，也可以找个消磁台来消磁。

(2)若电磁阀原来的线圈电阻足够大，那也可以直接通交流电来实现消磁现象。

(3)电控阀中铁磁材料的剩磁可通过施加适当的反向磁场或对其施加高温或振动而使剩磁减弱或消失。

综上所述，都会或多或少增大电控阀自身体积，以至于成本增高。因此，目前来看增加防磁垫是最简单的方法，但是防磁垫越厚，吸合力就越差，会影响电磁铁的吸合，保证不了正常工作。

3 拟采取解决办法

通过现有消磁技术的研究，结合电控阀自身的特点，本文拟采取利用电控阀本身结构特点来改变电控阀腔体内气路开孔的区别实现更好的消磁效果。由于电控阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔连接不同的气路，腔中间是阀杆阀块，通过控制阀杆的移动来开启或关闭不同的气路孔。本文通过在不改变电控阀体积的基础上，利用电控阀自带的气体功能，通过改变其内部结构压缩气体来实现可靠吸合，即在电控阀上下两端添加进风孔和出风孔。注意孔要设计成三角孔，刚开始风大，要往下增加压力，这样向下的推力大消除剩磁造成的不释放，因为不释放是在失电过程中由于剩磁存在而导致电控阀不动作。出风口是设在电控阀最底处，排除电磁机构释放后电控阀腔内的气体，没有压力空气吸合就没阻力了。这样既可以防止对底座的冲击，也为第二次吸合做准备。

闭式电控阀的原理结构如图3所示。

图3 闭式电控阀的工作原理

其中：1指阀体；2指下阀门；3，6指阀块；4指阀杆；5指电磁铁；7指上阀门；8指反力弹簧

其工作原理为：电源通过接线柱流经线圈从而线圈产生电磁吸力；另外阀杆在电磁力的作用下移，阀杆推动推杆，推杆推动气阀的上风堵杆；克服上风堵杆弹簧的作用力向下移动；上风堵杆在堵住气阀体排气孔的同时，推动气阀推杆，气阀推杆推动下风堵杆克服下风堵杆弹簧作用力下移，打开进气孔，气源一进气管通一进气孔一出气管通。当电源断开时，线圈的电磁吸力消失，下风堵杆，上风堵杆在反力弹簧的作用下上移，关闭进气孔，打开排气孔。

4 小结

本文通过对电控阀中存在剩磁现象的研究，在了解现有改进剩磁技术的方法基础上，结合电控阀本身结构特点，在不改变电控阀体积的基础上，通过在电控阀上下两端添加进风孔和出风孔的方法，利用电控阀自带的气体功能，电源断开时，线圈的电磁吸力消失，下风堵杆，上风堵杆在反力弹簧的作用下上移，关闭进气孔，打开排气孔，即通过改变电控阀内部结构来压缩气体，从而实现电控阀可靠吸合。