Исполнительный узел электромагнитного привода клапанов газораспределения двигателя внутреннего сгорания

 

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПРИВОДА КЛАПАНОВ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий верхний и нижний магнитопроводы с размещенными в них обмотками и взаимодействующий с ними якорь, связанный с клапаном , отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия, магнитопроводы с обмотками расположены один за другим по оси клапана и ориентированы в одном направлении, якорь выполнен составным из Двух частей - верхней и нижней, установленных с зазором относительно соответствующих магнитопроводов и снабженных центральными немагнитными стержнями, причем верхняя часть якоря связана со штоком клапана через нижнюю при помощи центральных немагнитных стержней, зазор между нижней частью якоря и нижним магнитопроводом равен ходу клапана, а зазор между верхней частью якоря и верхним магнитопроводом выполнен меньше хода к.таS пана.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН з бц F О! 1 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3568122/25-06 (22) 28.03.83 (46) 30.10.84. Бюл. № 40 (72) И. П. Бородулин, А. С. Виноградов и А. И. Молчанов (71) Московский ордена Ленина и ордена

Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта (53) 621.43.347 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 941643, кл. F 01 1 9/40, 1980. (54) (57) ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПРИВОДА КЛАПАНОВ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий верхний и нижний магнитопроводы с размещенными в них обмотками и взаимо„„Я0„„1121469 А действующий с ними якорь, связанный с клапаном, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, магнитопроводы с обмотками расположены один за другим по оси клапана и ориентированы в одном направлении, якорь выполнен составным из двух частей — верхней и нижней, установленных с зазором относительно соответствующих магнитопроводов и снабженных центральными немагнитными стержнями, причем верхняя часть якоря связана со штоком клапана через нижнюю при помощи центральных немагнитных стержней, зазор между нижней частью якоря и нижним магнитопроводом равен ходу клапана, а зазор между верхней частью якоря и верхним магнитопроводом выполнен меньше хода клапана.

1121469

Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для привода клапанов газораспределения в двигателе внутреннего сгорания (ДВС) .

Известен исполнительный узел, электромагнитного привода клапанов газораспределения, содержащий верхний и нижний магнитопроводы с размещенными в них обмотками и взаимодействующий с ними якорь связанный с клапаном (1).

Однако в таком приводе трудно обеспечить достаточно большое начальное тяговое усилие и соответственно ускорение якоря и связанного с ним клапана. Это объясняется тем, что тяговое усилие, развиваемое электромагнитном, примерно обратно пропорционально квадрату воздушного зазора между якорем и сердечником электромагнита. При большом начальном зазоре величина тягового усилия, а следовательно, и ускорения, получается сравнительно малой.

Это приводит к затягиванию начальной фазы открытия клапана и вынуждает форсировать различными методами нарастание тягового усилия, что усложняет конструкцию привода и схему управления.

Указанное явление особенно существенно для дизелей большой размерности, например тепловозных, где на величину ускорения влияет не только тяговое усилие, но и значительная масса якоря и связанного с ним клапана. В то же время большая доля переходных режимов определяет необходимость регулирования фаз газораспределения в широких пределах в зависимости от параметров работы дизеля, что при низком быстродействии привода трудно осуществимо.

Цель изобретения — повышение быстродействия привода.

Указанная цель достигается тем, что в исполнительном узле электромагнитного привода клапанов газораспределения ДВС, содержащем верхний и нижний магнитопроводы с размегценными в них обмотками и взаимодействующий с ними якорь, связанный с клапаном, магнитопроводы с обмотками расположены один за другим по оси клапана и ориентированы в одном направлении, якорь выполнен составным из двух частей — верхней и нижней, установленных с зазором относительно соответствующих магнитопроводов и снабженных центральными немагнитными стержнями, причем верхняя часть якоря связана со штоком клапана через нижнюю при помощи центральных немагнитных стержней, зазор между нижней частью якоря и нижним магнитопроводом равен ходу клапана, и зазор между верхней частью якоря и верхним магнитопроводом выполнен меньше хода клапана.

На чертеже показан исполнительный узел электромагнитного привода клапанов газораспределения ДВС, продольный разрез.

Исполнительный узел электромагнитного привода клапанов газораспределения ДВС содержит верхний магнитопровод 1 и нижний магнитопровод 2, размещенные в корпусе 3, укрепленном на основании 4. Корпус 3 и основание 4 выполнены из немагнитного материала. Изолирующие немагнитные прокладки 5 и 6 устанавливают зазоры между верхним 1 и нижним 2 магнитопроводами, верхним магнитопроводом 1 и корпусом 3.

В магнитопроводгх 1 и 2 размещены обмотки 7 и 8 электромагнитов и связанный с ними якорь, состоящий из двух частей: верхней 9 и нижней 10, посаженных на центральные стержни 11 и 12 соответственно, выполненные из немагнитного материала. Стержень 11 опирается на нижнюю часть 10 якоря посредством стержня 12, который, в свою очередь, опирается на шток клапана 13 с пружиной 14. Предварительно сжатая пружина 15, установленная между корпусом

3 и верхней частью 9 якоря, обеспечивает связь отдельных частей подвижной системы.

Магнитопроводы 1 и 2 с обмотками 7 и 8 расположены один за другим по оси клапана и ориентированы в одном направлении.

Между верхней частью 9 якоря и верхним магнитопроводом 1 и нижней частью 10 якоря и нижним магнитопроводом 2 предусмотрены зазоры h,, h„.

Зазор h, между верхней частью 9 якоря и верхним магнитопроводом 1 выполнен меньше хода клапана. Его величина определяется конструктивными параметрами привода (масса подвижных частей, затяжка возвращающей пружины и т.д,), параметрами дизеля, требованиями по быстродействию и др. Поэтому в каждом конкретном случае величина этого зазора рассчитывается с учетом всех параметров и уточняется в npovecce доводочных испытаний. Зазор h между нижней частью 10 якоря и нижним магнитопроводом 2 равен ходу клапана.

Устройство работает следующим образом

В исходном состоянии клапан 13 прижат к седлу пружиной 14. Открытие клапана осуществляется при поступлении на

4> обмотки 7 и 8 управляющих электрических сигналов. По обмоткам 7 и 8 протекают токи, создающие магнитные поля, действующие на верхн1ою и нижнюю части якоря соответственно. Так как зазор h между верхней частью 9 якоря и верхним магнитопроводом

50 меньше зазора h, ìåæäó нижним якорем 10 и нижним магнитопроводом 2, тяговое усилие, действующее на верхний якорь, достигает значительной величины.

Открытие клапана происходит под действием суммарного усилия, действующего на верхнюю и нижнюю части якоря. Как только суммарное тяговое усилие превысит усилие сжатой пружины 14, система, включающая верхнюю часть якоря со стержнем l, 11 14О

Y

Составитель A. Виноградов

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж 50! 1!одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Авраменко

Заказ 7674/28 нижнюю часть якоря 10 со стержнем 12, клапан 13 с частью пружины 14, начнет перемещаться вниз и клапан 13 будет открываться. При этом зазоры h, h между частями 9 и 10 якоря и магнитопроводами 1 и 2 соответственно будут уменьшаться.

После упора верхней части 9 якоря в магнитопровод 1 нижняя часть 10 якоря со стержнем 12 и клапан 13 продолжают перемещаться под действием тягового усилия, действующего на нижнюю часть 10 якоря до выхода его на упор в магнитопровод 2.

Наличие зазора h между верхней частью якоря и верхним магнитопроводом 1, меньшего, чем ход клапана, обеспечивает необходимое тяговое усилие в начальной фазе открытия клапана, благодаря чему достигается требуемое быстродействие привода.

Посадка клапана начинается после снятия управляющего сигнала. При этом клапан 13 и нижняя часть 10 якоря со стержнем 12 перемещаются под действием пружины 14. После перемс псе ния клапана 13 на величину h = h„. h, нижняя часть 10 якоря упирается в стержень 1 и верхняя чи 1ь

9 якоря со стсржнс м 1, такжс начинив :, перемещаться в сск таво подвижной сис гамы.

Это увеличивает масл системы и снижает ее ускорение.

Заданные условия посадки клапана 13 обеспечиваются подачей в обмотку 7 н конце хода клапана короткого импульса.

Таким образом, конструкция исполнительного узла электромагнитного привода клапанов газораспределения ДВС с составным якорем, состоящим из двух частей. каждая из которых взаимодействует со своими магнитопроводом, позволяет получить зь;ичительные начальные тяговые усилия в на сале хода клапана при сравнительно неболгяпих напряжениях и токах в обмотках, г.е. неб ль шой мощности управляющего сигнала. что приводит к уменьшению габаритов, упрощению конструкции привода, повышению его надежности и повышению быстродействия.