具有安全保護磁路的電磁式預熱繼電器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種繼電器，具體是一種具有安全保護磁路的電磁式預熱繼電器。
【背景技術】
[0002]由于能源問題和環保問題的雙重壓力，節能及新能源汽車是我國汽車產業今后的發展方向。我國自2015年1月1日起，對機動車全面實施國IV階段的排放標準。對于近幾年發展的符合國IV及以上排放標準的柴油發動機汽車，須采用高壓共軌技術系統，同時在常溫下為了改善柴油發動機的起動性能，使缸內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發動機的關鍵核心部件，在常溫下也需要對發動機氣缸進行預熱處理，因此預熱系統在柴油車上的應用將由原先的選裝件系統提升為標準必裝件系統，其市場潛在需求量很大。
[0003]目前柴油發動機汽車預熱系統主要有兩種方式:火焰預熱系統和電加熱預熱系統。電加熱式預熱系統中的電加熱器一般功率在1000?3200W，因此預熱系統工作時的電流也很大，一般都在90?150A左右(24VDC車系)。預熱系統單次工作周期一般為120s，這就要求預熱繼電器有較高的負載能力，要求預熱繼電器既能夠在大功率負荷條件下工作，又要有極高的安全性和可靠性。
[0004]現有的電磁式預熱繼電器為了保證其熱穩定性，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，即使在產生大量焦耳熱情況下也不會發生晶格變形，而且為避免金屬外殼對磁路循環產生影響，一般會使盡量增大動磁芯與絕緣外殼內壁間的距離(一般多1.5mm)，也正因此現有的電磁式預熱繼電器不能形成安全保護磁路，只要輸入端有電流接入，繼電器就會使動觸頭與靜觸頭閉合，從而接通負載電路，使電加熱器加熱。由動觸頭和靜觸頭組成的接觸系統經過反復的碰撞、電弧燒蝕和表面氧化等不良因素的影響，接觸性能會隨產品加電工作次數的增加而逐步惡化，當接觸系統惡化到一定程度時，在接通或斷開時，會由于嚴重的拉弧、接觸不良等原因產生大量的焦耳熱，造成動觸頭與靜觸頭出現熔焊現象，這樣即使輸入端無控制電流時，動觸頭與靜觸頭也不會脫開，從而造成“短路”失效現象，附帶會產生非預期的不良后果，給整車的安全造成一定的影響。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種具有安全保護磁路的電磁式預熱繼電器，能夠通過改變磁路使動觸頭與靜觸頭斷開，避免出現“短路”現象，提高整車安全。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采用的一個技術方案是:提供一種具有安全保護磁路的電磁式預熱繼電器，包括金屬外殼，金屬外殼內設置有線圈磁力驅動機構，動磁芯被包裹在線圈磁力驅動機構內，動磁芯與線圈磁力機構之間有隔磁銅套，線圈磁力驅動機構上下分別設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動機構內部，與動磁芯上端面構成磁力工作面，線圈磁力驅動機構底部與金屬外殼通過彈簧撓性連接，線圈磁力驅動機構的線圈兩端連接在兩個電極螺栓上，動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磁芯上端，主反力復位彈簧下端與動磁芯上端固定，主反力復位彈簧上端與塑料上蓋連接，靜觸頭固定在塑料上蓋內，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 ;所述動磁芯與金屬外殼內壁間距離為1.2?1.3mm。
[0007]優選地，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)，是分子結構含有酰亞胺基鏈節的芳雜環高分子化合物，具有優異的耐熱性，可在-260(不會脆裂)?330°C長期使用，熱變形溫度(HTD)為343°C，電絕緣性優異，收縮率、線膨脹系數小，尺寸穩定性好。
[0009]改性PTFE (聚四氟乙烯)，是由四氟乙烯經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)是一種穩定性能極佳的熱塑性工程樹脂，具有很強的高溫穩定性和優良的電絕緣性能，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)，是芳香族結晶型熱塑性高分子材料，具有良好的電絕緣性和尺寸穩定特性，熱膨脹系數小，UL連續使用溫度為250°C，熱變形溫度(HTD)為350°C。
[0012]在繼電器接觸系統狀態良好時，工作循環磁路由金屬外殼、上磁軛板、下軛鐵板和動磁芯構成(與現有電磁式預熱繼電器原理相同)，當線圈磁力驅動機構兩端施加控制電流時(即線圈內有電流流過)，動磁芯與上軛鐵板吸合，從而使動磁芯帶動動觸頭與靜觸頭閉合，接通負載電路，電加熱器工作，此時由于動觸頭、靜觸頭電接觸性能良好，接觸電阻小，產生的焦耳熱也小，整個接觸系統溫升較小，絕緣支撐座不會產生熱變形。當線圈磁力驅動機構兩端未施加控制電流時(即線圈內沒有電流流過)，動磁芯在主反力復位彈簧的作用下與上磁軛板分開，進而帶動動觸頭與靜觸頭分開，從而斷開負載電路電加熱器不工作，整個預熱工作過程結束。
[0013]但是由于動觸頭和靜觸頭受反復的碰撞、電弧燒蝕和表面氧化等諸多不良因素的影響，接觸性能會隨產品加電工作次數的增加而逐步惡化，當接觸系統惡化到一定程度時，在動觸頭與靜觸頭接通或斷開時，會由于嚴重的拉弧、接觸不良等原因產生大量的焦耳熱，動觸頭的熱量傳導到絕緣支撐座上，當溫度達到或超過絕緣支撐座的熱變形溫度時，絕緣支撐座會發生形變，當線圈內無控制電流通過時，在主反力復位彈簧的作用下，動磁芯帶動動觸頭恢復到原斷開位置時，會對絕緣支撐座產生“拍打”動作，觸頭壓力彈簧會對對絕緣支撐座產生“擠壓”動作，使絕緣支撐座軸向上發生變形，此變形的后果會使上軛鐵板的下端面與動磁芯的上端面之間的間隙(工作間隙)增大，而動磁芯下端面與外殼內壁間的間隙會減小，當此這兩個間隙的變化量超過設計的極限時，循環磁路切換為由動磁芯下端面與外殼內壁間的間隙、金屬外殼、下磁軛板和動磁芯構成。當線圈內通入控制電流時，動磁芯會向相反方向吸合，使動觸頭與靜觸頭分開，此時動觸頭與靜觸頭不會接通，負載電路也不會接通，從而避免動觸頭與靜觸頭之間形成熔焊的失效模式，不會產生“短路”的失效現象，不會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是本實用新型具有安全保護磁路的電磁式預熱繼電器的結構示意圖。
[0015]圖2是正常情況下的工作循環磁路示意圖。
[0016]圖3是絕緣支撐座發生形變后的安全磁路示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步說明。
[0018]實施例一
[0019]具有安全保護磁路的電磁式預熱繼電器，如圖1所示，包括金屬外殼12，金屬外殼12內設置有線圈磁力驅動機構8，動磁芯9被包裹在線圈磁力驅動機構8內，動磁芯9與線圈磁力機構8之間有隔磁銅套14，動磁芯9的下端面與金屬外殼12的內壁間距離為1.3mm，線圈磁力驅動機構8上下分別設置有上磁軛板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動機構8內部，與動磁芯9上端面構成磁力工作面，線圈磁力驅動機構8底部與金屬外殼12通過彈簧10實現了燒性連接，線圈磁力驅動機構8的線圈兩端連接在兩個電極螺栓上，動觸頭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，主反力復位彈簧16下端與動磁芯9上端固定，主反力復位彈簧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，塑料上蓋2通過兩個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