一种永磁自锁型电磁气门驱动装置

陈益广，郭喜彬，唐明龙，张明灿

(1．天津大学，天津300072;2．天津蹊径动力技术有限公司，天津300457)

0引 言

传统内燃机使用机械凸轮连杆气门系统，气门进排气时间只能由凸轮的形状和相位角确定，而不能根据燃料充分燃烧、低排放、最大转矩等因素来选择最佳时机，导致内燃机在较宽速度范围内效率低［1-3］。发动机改用电磁驱动气门机构后，不仅省去凸轮连杆机构，简化系统结构，而且由于气门可独立控制完成正时，发动机转矩输出提高，燃料消耗可减少高达15%，有害排放也大大降低［4］。

目前，电磁气门驱动装置一般采用双弹簧、双电磁铁的典型结构［5］，它由 U型铁心、双线圈、双弹簧、衔铁和气门等主要部件构成。气门行程一般为8 mm，通过一个线圈断电释放与另一线圈通电吸合完成开启和关闭两个位置的过渡，过渡时间不宜超过4 ms［6］。气门在开启和关闭位置滞留时，线圈必须持续通电来维持衔铁吸合，损耗较大。为解决此问题，本文提出一种永磁自锁型电磁气门驱动装置，它能够在气门开启或者关闭位置，仅靠永磁体产生的电磁吸力与弹簧力平衡而实现自锁;同时，在两个工作位置切换过程中，该装置又是一台能够四象限工作的圆筒式永磁直流直线电动机。

1永磁自锁型电磁气门驱动装置

1．1永磁自锁型电磁气门驱动装置的结构

图1 永磁自锁型电磁气门驱动装置结构示意图

永磁自锁型电磁气门驱动装置的结构如图1所示。它呈圆筒形，整体轴对称，它包括气门、预压缩双弹簧和上下基本对称的两套电磁驱动机构，每套电磁驱动机构可分为动子和定子两部分。……