Исполнительный узел электромагнитного привода клапанов газораспределения двигателя внутреннего сгорания

Исполнительный узел электромагнитного привода клапанов газораспределения двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.