Усовершенствованный соленоидный клапан для регулирования давления подачи топлива двигателя внутреннего сгорания
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливовпрыскивающей аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет создать чрезвычайно простой, надежный регулирующий давление соленоидный клапан, предназначенный для устранения падения давления в подающем топливопроводе. Соленоидный клапан для регулирования давления подачи топлива двигателя внутреннего сгорания содержит трубопровод подачи топлива, заслонку, управляемую электромагнитом и взаимодействующую с гнездом, расположенным в трубопроводе, и средство фильтрования топлива, размещенное в трубопроводе, для предотвращения попадания частиц грязи между гнездом и заслонкой без чрезмерного снижения давления топлива. Гнездо является коническим и расположено на одном конце трубопровода, заслонка содержит шарик, взаимодействующий с коническим гнездом. Средство фильтрования содержит металлическую пластину, имеющую множество отверстий, и прикреплено к другому концу трубопровода. Отверстия в пластине имеют диаметр менее 0,25 мм. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.
Настоящее изобретение относится к усовершенствованному соленоидному клапану для регулирования давления подачи топлива в двигателе внутреннего сгорания.
В современных системах подачи топлива двигателя насос высокого давления подает топливо к распределителю или к так называемой «общей магистрали», которая снабжает различные инжекторы цилиндров двигателя, и давление топлива в распределителе обычно регулируется, поддерживается постоянным с помощью соленоидного клапана, управляемого датчиком давления, чтобы отводить любой избыток топлива, подаваемого насосом высокого давления, назад в бак. Соленоидный клапан содержит подающий трубопровод, сообщающийся с нагнетательным трубопроводом насоса высокого давления, и заслонку, управляемую электромагнитом и взаимодействующую с гнездом в подающем трубопроводе.
В одном известном регулирующем давление соленоидном клапане, встроенном в радиально-поршневой насос, заслонкой служит шарик, управляемый концом стержня на сердечнике электромагнита и который взаимодействует с коническим гнездом герметизации на одном конце трубопровода подачи.
Из-за загрязнения, например, металлических частиц между шариком и коническим гнездом герметизации вышеуказанный соленоидный клапан подвержен проблемам, связанным с герметизацией, которые приводят к падению давления и, следовательно, неправильной работе системы подачи. Также из-за очень высокого рабочего давления, например около 1400 бар (140000 кПа), обычные средства фильтрации, вставленные в подающий трубопровод, также приводят к падению давления в подающем трубопроводе.
Задачей настоящего изобретения является создание чрезвычайно простого, надежного регулирующего давление соленоидного клапана, предназначенного для устранения вышеуказанных недостатков, обычно связанных с известными соленоидными клапанами.
Согласно настоящему изобретению предлагается соленоидный клапан, содержащий подающий топливо трубопровод и заслонку, управляемую электромагнитом и взаимодействующую с гнездом, расположенным в указанном трубопроводе; отличающийся тем, что содержит средство фильтрования топлива, размещенное в указанном трубопроводе, чтобы предотвратить попадание частиц грязи между гнездом и заслонкой без чрезмерного уменьшения давления топлива.
В частности, в соленоидном клапане, в котором гнездо является коническим и расположено на одном конце указанного трубопровода и заслонка содержит шарик, взаимодействующий с коническим гнездом, средство фильтрования содержит металлическую пластину, имеющую множество отверстий и установленную на другом конце трубопровода подачи.
Предпочтительный, не ограничивающий изобретение вариант осуществления описан ниже с помощью примера со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг.1 изображает в частичном разрезе вид регулирующего давление топлива соленоидного клапана в соответствии с настоящим изобретением,
фиг.2 показывает в большем масштабе деталь, изображенную на фиг.1.
Позиция 5 на фиг.1 указывает на весь соленоидный клапан для регулирования давления подачи топлива двигателя внутреннего сгорания. Соленоидный клапан 5 содержит корпус 6 клапана, имеющего подающий трубопровод 7, расположенный вдоль оси внутри первой цилиндрической части 8 корпуса 6 клапана; подающий трубопровод 7 содержит участок 9 с калиброванным диаметром и соединен со стороной подачи топлива насоса высокого давления, не показанной; цилиндрическая часть 8 прикреплена непроницаемым для жидкости способом к корпусу насоса посредством соответствующих уплотнений 10.
Цилиндрическая часть 8 имеет множество радиальных отверстий 11, соединяющихся с трубопроводом слива (не показан) в корпусе насоса; заслонка в форме шарика 12 расположена между подающим трубопроводом 7 и радиальными отверстиями 11 и входит в коническое гнездо 13, сформированное на конце участка 9, чтобы закрывать трубопровод 7; соленоидный клапан 5 содержит электромагнит 14, имеющий корпус 15, к которому прикреплен известным способом корпус клапана 6; и электромагнит 14 управляет сердечником, имеющим стержень 16, скользящий внутри отверстия 17 в корпусе 15 и управляющий шариком 12.
Давление топлива в подающем трубопроводе 7 должно поддерживаться при рабочем давлении, по меньшей мере, 1000 бар (100000 кПа); рабочее давление предпочтительно выбирают приблизительно равным 1400 бар и предпочтительно, если внутренний диаметр трубопровода 7 будет равен приблизительно 2,5 мм.
Согласно изобретению подающий трубопровод 7 снабжен средством фильтрования топлива, то есть фильтром, содержащим металлическую пластину 18, имеющую множество отверстий 19 (фиг.2); и пластину 18, вставленную и фиксированную известным способом внутри гнезда, определенного буртиком 20 на конце 21 трубопровода 7, противоположном коническому гнезду 13.
Перфорированная пластина 18 предотвращает попадание частиц грязи, обычно маленьких частиц металла, между коническим гнездом 13 и шариком 12 и таким образом предохраняет соленоидный клапан 5 от проблем, связанных с герметизацией, которые могут снизить давление топлива в трубопроводе 7 вплоть до нанесения вреда работе системы подачи топлива. В то же время, однако, перфорированная пластина 18 должна быть такой, чтобы не получить чрезмерное падение давления топлива в трубопроводе 7 и предотвратить явление гидравлической кавитационнои эрозии.
С этой целью пластина 18 должна содержать, по меньшей мере, 200 отверстий и каждое отверстие 19 должно быть меньше 0,25 мм в диаметре. Предпочтительно, пластина 18 может быть сделана из высокопрочной на разрыв стали и может иметь толщину приблизительно 1 мм. Отверстия 19 могут иметь диаметр приблизительно 0,1 мм и их может быть приблизительно 500 штук; и такое множество отверстий 19 очень маленького диаметра может быть сформировано, используя известное устройство сверления с использованием лазера.
В перфорированной пластине 18 отношение между длиной отверстий 19 и полным сечением прохода является таким, чтобы предотвратить чрезмерное падение давления, и отношение между полным сечением прохода отверстий 19 и сечением прохода между шариком 12 и коническим гнездом 13 соленоидного клапана 5 является таким, чтобы предотвратить сужение вдоль топливного трубопровода.
Преимущества, по отношению к известным соленоидным клапанам, соленоидного клапана 5 согласно изобретению очевидны из предшествующего описания. То есть фильтр 18, 19 в подающем трубопроводе 7, с одной стороны, гарантирует эффективную герметизацию шарика 12 внутри конического гнезда 13 без чрезмерной потери давления и, с другой стороны, предотвращает явления эрозии кавитации в коническом гнезде 13.
Ясно, что могут быть осуществлены изменения соленоидного клапана, описанного выше, в объеме приведенной ниже формулы изобретения. Например, фильтр может быть другого типа, может существовать более одной перфорированной пластины и они могут быть расположены в другом месте вдоль трубопровода 7.
1. Соленоидный клапан для регулирования давления подачи топлива двигателя внутреннего сгорания, содержащий трубопровод (7) подачи топлива, заслонку (12), управляемую электромагнитом (14) и взаимодействующую с гнездом (13), расположенным в трубопроводе (7), и средство фильтрования топлива, размещенное в трубопроводе (7), для предотвращения попадания частиц грязи между гнездом (13) и заслонкой (12), без чрезмерного снижения давления топлива, отличающееся тем, что гнездо (13) является коническим и расположено на одном конце трубопровода (7), заслонка содержит шарик (12), взаимодействующий с коническим гнездом (13), при этом средство фильтрования содержит металлическую пластину (18), имеющую множество отверстий (19), и прикреплено к другому концу (21) трубопровода (7), а отверстия (19) в пластине (18) имеют диаметр менее 0,25 мм.
2. Соленоидный клапан по п. 1, отличающийся тем, что давление топлива в трубопроводе (7) составляет более 1000 бар (100000 кПа).
3. Соленоидный клапан по п. 2, отличающийся тем, что указанное давление топлива составляет приблизительно 1400 бар (140000 кПа).
4. Соленоидный клапан по п. 1, отличающийся тем, что указанная пластина (18) содержит более 200 отверстий (19).
5. Соленоидный клапан по любому из пп. 1 - 4, отличающийся тем, что пластина (18) имеет толщину приблизительно 1 мм и размещена внутри гнезда, определенного буртиком (20) на конце.
6. Соленоидный клапан по п. 5, отличающийся тем, что трубопровод (7) имеет внутренний диаметр приблизительно 2,5 мм и пластина (18) содержит около 500 отверстий (19), каждое из отверстий (19) имеет диаметр приблизительно 0,1 мм.
7. Соленоидный клапан по п. 6, отличающийся тем, что отверстия (19) сформированы с использованием лазерной технологии.
