Электронный регулятор частоты вращения для управления подачей топлива насосом высокого давления

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к конструкции электронных регуляторов топливных насосов высокого давления двигателей, и может быть использовано в автотракторной технике, а также машинах специального назначения. Технический результат заключается в повышении надежности и долговечности исполнительного механизма электронного регулятора, в уменьшении его веса, а также в возможности увеличения диапазона изменения тока якоря и улучшения динамических свойств при меньших затратах материала. Электронный регулятор частоты вращения для управления подачей топлива насосом высокого давления содержит исполнительный механизм, а также жестко закрепленные на корпусе топливного насоса магнитопровод с катушкой. У исполнительного механизма якорь и сердечник датчика положения рейки выполнены как одно целое с рейкой топливного насоса высокого давления или валиком-тягой, расположенной параллельно рейке, жестко связанной с ней и управляющей ее движением. При этом на цилиндрической поверхности якоря выполнена перфорация в виде прорезей или отверстий. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к конструкции электронных регуляторов топливных насосов высокого давления двигателей.

Эффективные показатели двигателей внутреннего сгорания зависят от надежности и долговечности топливоподающей аппаратуры, в частности электронных регуляторов топливных насосов высокого давления, а надежность и долговечность последних зависит от конструкции их исполнительного механизма.

Известна конструкция электронного регулятора [1], якорь исполнительного механизма которого является одним из основных узлов, он перемещает рейку топливного насоса в нужном направлении, обеспечивая необходимую подачу топлива, то есть непрерывно движется в постоянном магнитном поле.

Недостатком такой конструкции является нагрев якоря вихревыми токами и создаваемая ими же тормозящая сила, уменьшающая управляющий ток, а следовательно, теряются динамические свойства. Так как металлический стакан непрерывно движется в постоянном магнитном поле, на его поверхности образуются вихревые токи (или токи Фуко). Количество теплоты пропорционально площади поверхности [2], пронизываемой силовыми линиями магнитного поля. Магнитное поле взаимодействует с индукционными токами и создает силу, тормозящую движение рейки, а эта индукционная сила торможения требует дополнительной энергии на ее преодоление. В результате снижается точность регулирования подачи топлива и происходит нагрев якоря, который приводит в целом к снижению надежности и долговечности исполнительного механизма.

В качестве прототипа был выбран электронный регулятор частоты вращения для управления подачей топлива топливным насосом высокого давления [3], содержащий исполнительный механизм, у которого якорь, сердечник, датчик положения рейки выполнены как одно целое с рейкой топливного насоса высокого давления или валиком-тягой, расположенной параллельно рейке, жестко связанной с ней и управляющей ее движением, а также магнитопровод с катушкой, жестко закрепленные на корпусе топливного насоса. Якорь исполнительного механизма перемещает рейку топливного насоса в нужном направлении, обеспечивая необходимую подачу топлива, непрерывно двигаясь в магнитном поле.

Недостатком данной конструкции является нагрев якоря вихревыми токами и создаваемая ими же тормозящая сила, уменьшающая управляющий ток, а следовательно, снижается точность регулирования подачи топлива, а также надежность и долговечность исполнительного механизма в целом.

Обострение проблем повышения технико-экономических показателей двигателей внутреннего сгорания, а следовательно, их конкурентоспособности, требует экономии топлива, масла, увеличение моторесурса, применения все более совершенных систем регулирования частоты вращения двигателя.

Изобретение решает задачу повышения надежности и долговечности исполнительного механизма электронного регулятора, уменьшение его веса дает возможность увеличить диапазон изменения тока якоря, улучшает динамические свойства при меньших затратах материала.

Указанная задача решается тем, что в электронном регуляторе частоты вращения для управления подачей топлива топливным насосом высокого давления, содержащем исполнительный механизм, у которого якорь, сердечник датчика положения рейки выполнены как одно целое с рейкой топливного насоса высокого давления или валиком-тягой, расположенной параллельно рейке, жестко связанной с ней и управляющей ее движением, а также магнитопровод с катушкой, жестко закрепленные на корпусе топливного насоса, согласно изобретению, якорь выполнен с перфорацией на цилиндрической поверхности.

Особенность предлагаемого якоря электронного регулятора в том, что он (якорь) имеет на своей цилиндрической поверхности перфорацию в виде прорезей или отверстий. В результате снизится нагрев якоря вихревыми токами и создаваемая ими же тормозящая сила, уменьшающая управляющий ток, а следовательно, улучшатся динамические свойства. Кроме того, повысится надежность и долговечность исполнительного механизма.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен электронный регулятор топливного насоса высокого давления в сборе; на фиг. 2 - якорь исполнительного механизма электронного регулятора с перфорацией в виде прорезей; на фиг. 3 - якорь исполнительного механизма электронного регулятора с перфорацией в виде отверстий.

Электронный регулятор (фиг. 1) содержит исполнительный механизм 1, у которого якорь 2 представляет собой металлический стакан, в отличие от предыдущих вариантов конструкций [1] и [3] выполненный с прорезями 3 (фиг. 2) или с отверстиями 4 (фиг. 3). Якорь 2, сердечник 5 датчика положения рейки 6 выполнены как одно целое с рейкой 7 топливного насоса высокого давления 8 или валиком-тягой, расположенной параллельно рейке, жестко связанной с ней и управляющей ее движением. Магнитопровод 9 с катушкой 10 жестко закреплен на корпусе топливного насоса.

Регулятор работает следующим образом. Принцип действия электромагнита основан на механическом воздействии на проводник с током, помещенный в равномерное магнитное поле. Катушка 10 магнитопровода 9, подключенная к источнику постоянного напряжения, создает постоянное магнитное поле, в зазоре которого находится обмотка якоря 2. На обмотку якоря 2 подается управляющий ток. В зависимости от величины и направления управляющего тока якорь 2 будет перемещаться влево и вправо, увеличивая или уменьшая подачу топлива.

Предлагаемая конструкция электронного регулятора топливного насоса может быть использована в автотракторной технике, а также машинах специального назначения. Применение его позволит повысить надежность и долговечность исполнительного механизма электронного регулятора, уменьшить его вес, даст возможность увеличить диапазон изменения тока якоря и улучшит динамические свойства при меньших затратах материала.

Источники информации

1. Патент №2069780 РФ, C1 F 02 D 31/00.Электронный регулятор частоты вращения для управления подачей топлива топливным насосом высокого давления, С.П.Гладышев, В.М.Бунов, Е.В.Бунова. - Изобретения. - 1996. -№33.-С.188.

2. Д.Джанколи. Физика. М.: "МИР", 1989, 2 т, С.235-237.

3. Патент №2066386 РФ, C1 F 02 D 1/08, 1/18. Электронный регулятор частоты вращения для управления подачей топлива топливным насосом высокого давления, С.П.Гладышев, В.М.Бунов, А.В.Лосев и др. Изобретения. - 1996. - №25.- С.192.

Формула изобретения

1. Электронный регулятор частоты вращения для управления подачей топлива насосом высокого давления, содержащий исполнительный механизм, у которого якорь и сердечник датчика положения рейки выполнены как одно целое с рейкой топливного насоса высокого давления или валиком-тягой, расположенной параллельно рейке, жестко связанной с ней и управляющей ее движением, а также магнитопровод с катушкой, жестко закрепленные на корпусе топливного насоса, отличающийся тем, что якорь выполнен с перфорацией на цилиндрической поверхности.

2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что перфорация якоря выполнена в виде прорезей.

3. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что перфорация якоря выполнена в виде отверстий.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3