Электромагнитная форсунка

 

Использование: двигателестроение, в частности топливовпрыскивающая аппаратура двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: электромагнитная форсунка содержит корпус 1 с немагнитной перемычкой 17, обмотку 2, якорь 5, жестко соединенный с запорным элементом 13, толкатель 6, возвратную пружину 9, якорь 5 снабжен центрирующими выступами на наружной цилиндрической поверхности, расположенными в зоне немагнитной перемычки корпуса 1. Центрирующие выступы контактируют с немагнитной перемычкой в нескольких точках. Внутри якоря размещен толкатель 6, сопряженный шарнирно одним концом с запорным элементом, а вторым взаимодействующий с возвратной пружиной. Второй конец возвратной пружины поджат торцом трубчатой проставки 15, размещенной внутри корпуса и являющейся продолжением регулировочного винта 10. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к топливной аппаратуре ДВС, в частности к форсункам, управляемым соленоидом.

Известен клапан, содержащий электромагнитную приводную и запорную секции. Запорная секция, удаленная от приводной, имеет запорный элемент, перекрывающий поток. Запорный элемент соединен с сердечником с помощью стержнеобразной детали, перемещаемой в направляющем отверстии. Деталь имеет две, разнесенные друг от друга, направляющие части, выполненные в виде цилиндра, усеченного с четырех сторон с целью образования каналов для прохода жидкости.

К недостаткам этого устройства относятся повышенные габариты и масса запорной части за счет необходимости разнесения двух направляющих элементов в аксиальном направлении.

Известен электромагнитный клапан, содержащий корпус, соленоид, расположенный в корпусе, шток с направляющими элементами, расположенный в направляющей втулке корпуса, якорь, расположенный консольно на одном конце штока между ним и соленоидом, причем шток жестко соединен с запорным элементом в виде иглы или выполнен за одно целое с запорным элементом. Направляющие элементы на штоке выполнены в виде двух разнесенных в аксиальном направлении цилиндрических частей, усеченных с четырех сторон для образования топливопропускных каналов.

Недостатком данной конструкции является размещение якоря на консольной части направляющей и жесткое соединение якоря с направляющей и запорным элементом. Такая конструкция требует высокой точности обработки и взаимного расположения направляющих элементов, запорного органа и седла, что снижает технологичность форсунки и повышает стоимость ее изготовления. Кроме того, для обеспечения точности расположения седла и запорного органа требуется увеличенная длина направляющих элементов форсунки, что увеличивает габариты и массу ее подвижной части. А большая масса подвижной части ухудшает динамику форсунки.

Наиболее близкой к предлагаемой является электромагнитная форсунка, содержащая корпус, распылитель, подпружиненный запорный элемент с направляющей в виде втулки, катушку, полый цилиндрический якорь, жестко связанный с запорным элементом, регулируемый ограничитель хода запорного элемента, элемент регулировки затяжки пружины запорного органа в виде трубчатой проставки, дросселирующий элемент, размещенный на входе в осевой канал трубчатой проставки, причем пружина установлена между торцами трубчатой проставки и якоря, а направляющая якоря выполнена в виде дискового перфорированного упругого элемента, закрепленного на якоре и боковой стенке корпуса. При этом катушка имеет две последовательно включенные обмотки, выполненные из различного материала.

К недостаткам известной электромагнитной форсунки относятся низкая степень герметичности вследствие жесткого соединения запорного элемента и якоря, а также сниженное быстродействие за счет значительной массы подвижной части запорного элемента с якорем.

Предлагаемое техническое решение решает задачу повышения герметичности и быстродействия форсунки, а также улучшения технологичности и массогабаритных характеристик.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем.

Электромагнитная форсунка содержит корпус, обмотку, запорный элемент, возвратную пружину, полый якорь, жестко связанный с запорным элементом, трубчатую проставку, установленную в корпусе, регулировочный винт, причем проставка размещена с возможностью взаимодействия с регулировочным винтом.

В отличие от известного решения на наружной цилиндрической поверхности якоря выполнены центрирующие выступы или кольцевой буртик, расположенные в зоне немагнитной перемычки корпуса.

Конструкция отличается также тем, что внутри якоря размещен толкатель, который шарнирно сопряжен с запорным элементом. При этом возвратная пружина размещена между проставкой и толкателем.

Выполнение центрирующих выступов в зоне немагнитной перемычки и шарнирное соединение запорного элемента с толкателем позволяет обеспечивать высокую степень герметичности запорной пары при одновременном снижении точности изготовления, т.е. повышении технологичности, а также уменьшает массу подвижной части, что увеличивает быстродействие и уменьшает массогабаритные характеристики форсунки. Наличие центрирующих выступов снижает усилие трения и повышает ресурс.

На чертеже представлена предлагаемая электромагнитная форсунка.

Форсунка содержит корпус 1, обмотку 2, патрубок 3, кожух 4, полый якорь 5, толкатель 6, упорную шайбу 7, втулку 8 с седлом, возвратную пружину 9, регулировочный винт 10 с фильтром, уплотнения 11, 12, запорный элемент 13, дистанционную втулку 14, дистанционную трубчатую проставку 15, пластину 16. В корпусе имеется немагнитная перемычка 17.

Обмотка 2 размещена на корпусе 1. Корпус 1 и патрубок 3 соединены между собой кожухом 4, закрывающим обмотку, образуя механически жесткую конструкцию.

В расточке корпуса размещены полый якорь 5, жестко соединенный с запорным элементом 13, упорная шайба 7, дистанционная втулка 14, втулка 8 с седлом и пластина 16 с отверстием для образования заданного факела распыла топлива.

Внутри полого якоря 5 размещен толкатель 6, шарнирно соединенный с запорным элементом, что обеспечивает ориентацию запорного элемента в седле.

Толкатель 6 поджат к запорному элементу возвратной пружиной 9, которая вторым концом взаимодействует с торцом трубчатой проставки 15, установленной в расточке корпуса и поджатой регулировочным винтом.

Упорная шайба 7 ограничивает перемещение якоря при включении форсунки и обеспечивает заданную величину воздушного зазора между якорем и штоком после срабатывания форсунки для исключения залипания якоря.

На внешней поверхности якоря в зоне немагнитной перемычки корпуса выполнены центрирующие выступы, обеспечивающие контактирование якоря с корпусом по нескольким точкам для снижения силы трения и исключения влияния продуктов коксования топлива.

Размещение центрирующих выступов в зоне немагнитной перемычки исключает трение якоря о корпус в зоне перехода магнитного потока с корпуса на якорь и, следовательно, исключает боковое затирание якоря, снижающее ресурс форсунки.

Вместо центрирующих выступов может быть выполнен кольцевой буртик.

Введение в конструкцию трубчатой проставки, являющейся продолжением регулировочного винта, повышает технологичность конструкции.

Корпус 1, патрубок 3, кожух 4 и якорь 5 выполнены из магнитомягкого материала и образуют элементы магнитопровода.

Электромагнитная форсунка работает следующим образом.

В обесточенном состоянии возвратная пружина 9 поджимает запорный элемент 13 к седлу, перекрывая поток топлива.

При подаче напряжения на обмотку под воздействием возникшего магнитного потока, проходящего через магнитопровод, якорь 5, преодолевая усилие возвратной пружины 9, подтягивается к столу корпуса, отрывая запорный элемент 13 от седла, обеспечивая тем самым проход топлива через форсунку.

При снятии электрического сигнала с обмотки возвратная пружина 9, воздействуя на толкатель, перемещает запорный элемент к седлу, перекрывая проход топлива через форсунку.

Преимуществом предлагаемой электромагнитной форсунки является ее высокая технологичность в условиях массового производства, а также незначительная масса подвижной части, что повышает быстродействие форсунки и уменьшает ее массу и габариты. Выполнение центрирующих выступов или кольцевого буртика непосредственно на якоре в зоне немагнитной перемычки и выполнение толкателя без направляющих элементов за счет размещения возвратной пружины между проставкой и толкателем и его шарнирное соединение с запорным органом позволяют уменьшить усилие трения и увеличить ресурс форсунки.

Формула изобретения

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ФОРСУНКА, содержащая корпус, обмотку, запорный элемент, возвратную пружину, полый якорь, жестко связанный с запорным элементом, трубчатую проставку, установленную в корпусе, регулировочный винт, немагнитную перемычку, причем проставка размещена с возможностью взаимодействия с регулировочным винтом, отличающаяся тем, что на якоре выполнены центрирующие выступы или кольцевой буртик в зоне немагнитной перемычки.

2. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена толкателем, шарнирно сопряженным с запорным элементом.

3. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что возвратная пружина размещена между проставкой и толкателем.

РИСУНКИ

Рисунок 1