Регулировочный диск для выставления остаточного воздушного зазора
Изобретение относится к электромагнитным клапанам и может быть использовано для управления давлением топлива в управляющей полости топливной форсунки системы впрыскивания топлива с общей топливной магистралью высокого давления. Технический результат состоит в обеспечении препятствования истечению сливаемого топлива регулировочным диском для выставления остаточного воздушного зазора. Электромагнитный узел (10) для приведения в действие топливной форсунки имеет сердечник (22) и охватывающую его втулку (32). Одним своим торцом (26) сердечник (22) обращен к якорю (14, 16). Между сердечником (22) и втулкой (32) помещен регулировочный диск (44) для выставления остаточного воздушного зазора. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.
Уровень техники
В DE 19650865 А1 описан электромагнитный клапан для управления давлением топлива в управляющей полости топливной форсунки, которая используется, например, в системе впрыскивания топлива с общей топливной магистралью высокого давления, называемой также топливным аккумулятором высокого давления (системе "common rail"). Давление топлива в управляющей полости управляет возвратно-поступательным движением плунжера, который открывает или закрывает распылительное отверстие топливной форсунки. Такой электромагнитный клапан имеет электромагнит, подвижный якорь и перемещаемый им и нагруженный в направлении закрытия закрывающей пружиной клапанный элемент, который взаимодействует со своим седлом и таким путем управляет сливом топлива из управляющей полости.
У известных электромагнитных клапанов отрицательным моментом являются возникающие при их работе колебания якоря и/или повторные соударения их клапанного элемента о седло из-за отскока от него. Согласно решению, предложенному в DE 19650865 А1 и DE 19508104 А1, якорь электромагнитного клапана выполнен состоящим из двух деталей для уменьшения таким путем подвижной массы узла, состоящего из якоря и клапанного элемента, а тем самым и уменьшения обусловленной указанными повторными соударениями кинетической энергии. Состоящий из двух деталей якорь имеет стержневую деталь и пластинчатую деталь, которая установлена на этой стержневой детали с возможностью перемещения вдоль нее против усилия возвратной пружины в направлении закрытия клапанного элемента под действием собственной инерционной массы. Пластинчатая деталь зафиксирована на стержневой детали стопорной шайбой и охватывающей ее стопорной втулкой.
В подобных электромагнитных клапанах используются дополнительные демпфирующие устройства, состоящие из перемещающейся вместе с пластинчатой деталью якоря части и неподвижной части. Перемещающаяся вместе с пластинчатой деталью якоря часть имеет обращенный к неподвижной части выступ, обеспечивающий гашение переходных колебаний пластинчатой детали якоря при ее динамическом перемещении. Другая часть демпфирующего устройства выполнена в виде ограничителя избыточного хода на неподвижно расположенной части электромагнитного клапана. Такой ограничитель ограничивает максимальную длину хода, на которую пластинчатая деталь якоря может перемещаться по его стержневой детали в осевом направлении. Ограничитель избыточного хода может быть образован торцом направляющей детали скольжения, направляющей перемещение стержневой детали якоря и неподвижно установленной в электромагнитном клапане, либо деталью, расположенной перед этой направляющей деталью скольжения, такой, например, как диск или шайба. При приближении перемещающегося вместе с пластинчатой деталью якоря выступа к такому ограничителю избыточного хода между обращенными друг к другу поверхностями образуется гидравлическая демпфирующая полость. Находящееся в этой гидравлической демпфирующей полости топливо создает противодействующую силу, которая противодействует перемещению пластинчатой детали якоря и таким путем обеспечивает существенное гашение ее переходных колебаний.
В электромагнитных клапанах для приведения в действие топливных форсунок в системах впрыскивания топлива для выставления остаточного воздушного зазора используют регулировочный диск из фольги, изготовленной из немагнитного металла. Такой изготовленный из немагнитной фольги регулировочный диск при сборке якорного узла помещают на якорь и прижимают к нему пружиной электромагнитного клапана через ее тарелку. Обеспечиваемый таким путем эффект заключается в том, что тонкая фольга, образующая регулировочный диск, всегда занимает строго определенное положение, соответственно, следует за перемещением якоря. При разработке регулировочного диска всегда приходится искать компромисс между его прочностью, соответственно, формоустойчивостью и гидравлическими требованиями. Поскольку регулировочный диск фиксируют в центре якоря, необходимо обеспечивать соединение с внутренним полюсом электромагнита, проходящим через полость установки пружины. Однако эта полость образует сливной канал для отводимого при перепуске количества топлива. По причине подобного конфликта оптимальное выполнение сливного канала для отвода управляющего, соответственно, просачивающегося количества топлива невозможно, и поэтому устанавливающееся перемещение якоря неоптимально. Сказанное означает, что якорь незадолго до достижения им верхнего ограничителя хода, т.е. обращенного к нему торца сердечника, подвергается значительному торможению и не достигает этого ограничителя хода, соответственно, достигает его лишь после полного вытеснения жидкости, т.е. перепускаемого топлива, из зазора.
Краткое изложение сущности изобретения
В основу настоящего изобретения была положена задача разработать регулировочный диск для выставления остаточного воздушного зазора, который допускал бы возможность его применения в электромагнитных клапанах и не препятствовал бы истечению сливаемого количества топлива.
Согласно предлагаемому в изобретении решению значительно упрощается геометрия регулировочного диска, изготавливаемого, например, из немагнитной фольги. Согласно изобретению регулировочный диск в отличие от известных в настоящее время конструкций более не фиксируют на якоре тарелкой пружины. Благодаря этому упрощается сборочный процесс. Предлагаемый в изобретении регулировочный диск более не перекрывает, даже частично, полость установки пружины и тем самым более не препятствует сливу управляющего, соответственно, просачивающегося количества топлива в направлении расположенного в контуре низкого давления сливного канала. Поперечное сечение сливного канала в якоре и электромагните не зависит от положения предлагаемого в изобретении регулировочного диска.
Предлагаемый в изобретении регулировочный диск выполняют в виде простого диска с прорезью, предназначенной для предотвращения его деформации. При необходимости регулировочный диск можно также выполнять с несколькими радиальными прорезями с длиной, которая меньше ширины выполненного в виде кольца регулировочного диска. Предлагаемый в изобретении регулировочный диск вместо его фиксации на обращенной к якорю, соответственно, сердечнику плоской стороне якоря помещают между сердечником и втулкой и фиксируют сердечником. Внутренний диаметр предлагаемого в изобретении регулировочного диска выбирают максимально возможным с тем, чтобы выполненный в виде кольца регулировочный диск не перекрывал внутренний полюс катушки, расположенной в сердечнике, но перекрывал внешний полюс сердечника.
Предлагаемый в изобретении регулировочный диск можно при сборке якорного узла исключительно простым путем помещать между сердечником и загнутым радиально внутрь кольцевым выступом с нижней стороны втулки и столь же простым путем надежно фиксировать между ними в невыпадающем положении.
Краткое описание чертежей
Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - выполненный в виде кольца регулировочный диск, расположенный между сердечником электромагнитного узла и его втулкой,
на фиг.2 - выполненный по первому варианту предлагаемый в изобретении регулировочный диск и
на фиг.3 - выполненный по другому варианту предлагаемый в изобретении регулировочный диск.
Описание вариантов осуществления изобретения
На фиг.1 схематично показан электромагнитный узел топливной форсунки. Электромагнитный узел 10, предназначенный для приведения в действие топливной форсунки, например, топливной форсунки для системы впрыскивания топлива с общей топливной магистралью высокого давления (системы "common rail"), размещен в корпусе 12 топливной форсунки. Напротив электромагнитного узла 10 расположен якорь 14, который со своей плоской стороны 16 нагружен усилием пружины 18 электромагнитного клапана. Позицией 20 обозначено установочное кольцо, предназначенное для регулирования хода электромагнитного клапана. Такое установочное кольцо 20 расположено в корпусе 12 топливной форсунки и одновременно служит опорой для втулки 32 электромагнита. Эта втулка 32 предназначена для крепления вставленного в нее сердечника 22. Сердечник 22 в свою очередь охватывает катушку 24. Сердечник 22 со своего торца 26, обращенного к плоской стороне 16 якоря 14, выполнен открытым (с пазом) и обмоткой катушки 24 подразделяется на внутренний полюс 28 и внешний полюс 30.
Из приведенного на фиг.1 изображения следует, что втулка 32 охватывает сердечник 22 своей внутренней стороной 36. Втулка 32 крепится к корпусу 12 топливной форсунки не показанной на фиг.1 зажимной гайкой. Сердечник 22 фиксируется в электромагнитном узле, например, путем отбортовки или сварки.
Сердечник 22 электромагнитного узла 10 имеет сквозное отверстие, в котором, с одной стороны, расположена пружина 18, которая своим усилием нагружает якорь 14 с его плоской стороны 16, и которое, с другой стороны, служит сливным каналом 40, по которому, например, при срабатывании электромагнитного клапана в расположенный в контуре низкого давления сливной топливопровод системы впрыскивания топлива отводится перепускаемое, соответственно, просачивающееся из управляющей полости топливной форсунки управляющее количество топлива.
Из приведенного на фиг.1 изображения следует далее, что регулировочный диск 44 зажат в месте 42 между торцом 26 сердечника 22 и верхней стороной загнутого радиально внутрь выступа 34 втулки 32. Перед монтажом втулки 32 и сердечника 22 на этот выступ 34 втулки 32 помещают, например, кольцевой регулировочный диск 44, выполненный, например, в виде тонкой фольги из немагнитного материала, после чего устанавливают сердечник 22 с катушкой 24. При завинчивании зажимной гайки с определенным моментом затяжки электромагнитный узел фиксируется в корпусе 12 топливной форсунки.
Таким образом, в отличие от существовавшей до настоящего времени практики регулировочный диск 44 более не фиксируют на плоской стороне 16 якоря 14, например, тарелкой пружины или иной аналогичной деталью, а вместо этого сопрягают с торцом 26 сердечника 22 электромагнитного узла 10.
Из приведенного на фиг.1 изображения следует далее, что в варианте выполнения регулировочного диска 44 в форме кольца (см. также фиг.2 и 3) внутренний полюс 28 сердечника 22 остается свободным или открытым, тогда как его внешний полюс 30 закрыт или перекрыт регулировочным диском 44. В соответствии с этим регулировочный диск 44 более не перекрывает, даже частично, полость установки пружины, т.е. сквозное отверстие, ведущее в расположенный в контуре низкого давления сливной канал 40, и тем самым более не препятствует сливу в него управляющего, соответственно, просачивающегося количества топлива. Поперечное сечение сливной гидролинии, т.е. расположенного в контуре низкого давления сливного канала 40 в электромагнитном узле 10, не зависит от положения предлагаемого в изобретении регулировочного диска 44. Позициями 38 обозначены прорези в якоре, которые улучшают перепуск управляющего, соответственно, просачивающегося количества топлива в расположенный в контуре низкого давления сливной канал 40. Через такие прорези 38 в якоре управляющее, соответственно, просачивающееся количество топлива может поступать к сквозному отверстию в сердечнике 22, в котором расположена пружина 18.
На фиг.2 показан выполненный по первому варианту предлагаемый в изобретении регулировочный диск.
Показанный на фиг.2 регулировочный диск 44 выполнен в виде (кругового) кольца 48. Ширина такого кольца 48 обозначена позицией 54. Внутренний диаметр 50 выполненного в виде кольца 48 регулировочного диска 44 подобран с таким расчетом, что он превышает наружный диаметр внутреннего полюса 28 сердечника 22 электромагнитного узла 10, а также подобран с таким расчетом, что и катушка 24 в основном не перекрыта регулировочным диском 44, изготовленным из немагнитного материала и выполненным, например, в виде фольги. В предпочтительном варианте внутренний диаметр отверстия в выполненном в виде кольца регулировочном диске 44 максимум равен внутреннему диаметру внешнего полюса 30 или наружному диаметру полости, в которой расположена катушка 24.
Как показано далее на фиг.2, выполненный в виде кольца 48 регулировочный диск 44 имеет сквозную одиночную прорезь 46. Такая прорезь предназначена для предотвращения деформации выполненного из немагнитной фольги регулировочного диска 44 при его монтаже и зажиме в месте 42 между торцом 26 сердечника 22 и загнутым радиально внутрь выступом 34 втулки 32.
На фиг.3 показан выполненный по другому варианту в виде кольца предлагаемый в изобретении регулировочный диск.
В отличие от показанного на фиг.2 варианта, в котором выполненный в виде кольца 48 регулировочный диск 44 имеет одиночную прорезь 46, в показанном на фиг.3 другом варианте выполненный в виде кольца 48 регулировочный диск 44 имеет расположенный радиально внутри ряд 56 прорезей. Такие прорези 60 проходят в радиальном направлении, начиная от внутреннего диаметра 50 кольца 48. Как следует из приведенного на фиг.3 изображения, прорези 60 выполнены не сквозными, а имеют длину 58, которая меньше ширины 54 кольца. Ширина 54 кольца 48 представляет собой разность между его наружным диаметром 52 и внутренним диаметром 50. В соответствии с этим между концом каждой из прорезей 60 и наружным диаметром 52 кольца 48 остается перемычка 62, и поэтому согласно приведенному на фиг.1 изображению предлагаемый в изобретении регулировочный диск 44 допускает возможность его непрерывной в окружном направлении фиксации в месте 42 его зажима между загнутым радиально внутрь выступом 34 втулки 32 и торцом 26 сердечника 22.
Выполненный в виде кольца 48 регулировочный диск 44 может быть также выполнен по варианту, который представляет собой комбинацию из показанных на фиг.2 и 3 вариантов и который на чертежах не показан. Так, в частности, вместо только множества несквозных прорезей 60 согласно показанному на фиг.3 варианту в этом же варианте выполнения кольца 48 может быть предусмотрена также сквозная одиночная прорезь 46 для компенсации деформаций, в результате чего образуется комбинация из разнотипных прорезей согласно показанным на фиг.2 и 3 вариантам.
Остающаяся, как показано на фиг.3, на конце несквозных прорезей 60 перемычка 62 в материале регулировочного диска позволяет существенно упростить манипулирование им, прежде всего существенно упростить его позиционирование во втулке 32 перед монтажом сердечника 22.
1. Электромагнитный узел (10) с сердечником (22) и втулкой (32), которая охватывает этот сердечник (22), один торец (26) которого обращен к якорю (14, 16) и между которым и втулкой (32) помещен регулировочный диск (44) для выставления остаточного воздушного зазора, отличающийся тем, что втулка (32) имеет загнутый радиально внутрь выступ (34), заходящий под торец (26) сердечника(22).
2. Электромагнитный узел (10) по п.1, отличающийся тем, что регулировочный диск (44) в месте (42) его зажима зафиксирован во втулке (32) сердечником (22).
3. Электромагнитный узел (10) по п.1, отличающийся тем, что регулировочный диск (44) выполнен в виде фольги из немагнитного материала.
4. Электромагнитный узел (10) по п.1, отличающийся тем, что регулировочный диск (44) выполнен в виде кольца (48).
5. Электромагнитный узел (10) по п.1, отличающийся тем, что внутренний диаметр (50) регулировочного диска (44) больше наружного диаметра внутреннего полюса (28) сердечника (22).
6. Электромагнитный узел (10) по п.1, отличающийся тем, что регулировочный диск (44) имеет сквозную прорезь (46).
7. Электромагнитный узел (10) по п.1, отличающийся тем, что регулировочный диск (44) имеет ряд (56) начинающихся от внутреннего диаметра (50) радиально внутренних прорезей (60).
8. Электромагнитный узел (10) по п.7, отличающийся тем, что прорези (60) выполнены длиной (58), которая меньше разности между наружным диаметром (52) и внутренним диаметром (50) регулировочного диска (44).
9. Применение электромагнитного узла (10) по одному из пп.1-8 в топливной форсунке системы впрыскивания топлива.
