Электромагнитный привод клапанов газораспределения двигателя внутреннего сгорания

Электромагнитный привод клапанов газораспределения двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

O П M С А Н И Е ()941643

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.11.80 (21) 3004705/25-06 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. К .

F 01 L 9/04

Гесуднретаенный кемнтет (23) Приоритет—

СССР нв делам кзебретеннй и еткрмтий (53) УДК 621.43-347 (088.8) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 17.07.82

l

В. Н. Васильев, К. В. Макеев и Е. И. Стомахин ., (1:

Московский ордена Ленина и ордена Трудового 1фйсиоте.Зиамаци институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЛ ПРИВОД КЛАПАНОВ

ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для привода клапанов газораспределения в двигателе внутреннего сгорания.

Известен электромагнитный привод клапанов газораспределения двигателя внутрен- 5 него сгорания, содержащий корпус магнитопровода, обмотки электромагнитов, взаимодействующий с ними якорь, жестко связанный с штоком клапана, и систему управления обмотками с источником высокого напря- 1о жения (1) .

Однако в известной конструкции не обеспечивается снижение скорости клапана при его посадке на седло, а также при полном выходе клапана происходит удар якоря о торец взаимодействующего с ним электромагнита, что приводит к снижению долговечности работы клапана и его привода.

Ударная посадка клапанов в известных электромагнитных приводах объясняется сле- 2р дующим. Тяговое усилие электромагнита возрастает при уменьшении рабочего зазора между якорем и торцом электромагнита. Поэтому в конце хода якорь приобретает максимальную скорость.

Кроме того, удержание клапана газораспределения на седле обеспечивается только силой электромагнита, что приводит к повышенным затратам -энергии.

Цель изобретения — обеспечение долговечности клапана и его привода путем снижения скорости клапана в конце его хода при подъеме и посадке.

Поставленная цель достигается тем, что корпус выполнен составным из двух частей, и обмотки электромагнитов размещены в каждой из частей по две, якорь выполнен из материала с меньшим электрическим сопротивлением, чем материал корпуса, а система управления снабжена накопительными конденсаторами, установленными в цепи источника высокого напряжения.

В корпусе магнитопровода может быть установлен постоянный магнит, охватывающий шток клапана.

На фиг. 1 показан привод, поперечный разрез; на фиг. 2 — схема системы управ1 ления обмотками; на фиг. 3 — токовые диаграммы и кривые перемещения клапана.

Электромагнитный привод клапанов газораспределения содержит корпус, состоящий из двух магнитопроводов 1 и 2 с изого ключа 11 через обмотки 23 и 24 импульсного трансформатора и диод 26.

Ключ 11 разряжает конденсатор 17 через обмотку 6 электромагнита. Разряд конденсатора происходит с крутым фронтом. В результате обмоткой 6 на обмедненной, низкоомной поверхности якоря наводится ток, который образует магнитное поле, противоположное по направлению магнитному полю обмотки 6. В результате скорость клапана 9 уменьшается. Перечисленные силы действуют только во время разряда конденсатора 17. После окончания разряда ключ ll запирается из-за снижения тока через него до уровня меньшего, чем ток удержания. Ограничение тока обеспечивается резистором

20. Погасив скорость, якорь 8 с клапаном 9 опускается на внутренний торец магнитопровода 2 под действием магнитных сил обмотки 7 и удерживается в этом положении.

Сигнал на посадку клапана поступает от блока 33 задатчика. В этом случае обесточивается токовый ключ 12 и открывается транзисторный токовый ключ 13. Якорь под воздействием тока, протекающего в обмотке 5, расположенной в магнитопроводе 1, притягивается к последнему, и перемагниченный шток клапана втягивается в зазор магнита 18. При входе якоря в зону 35 срабатывает датчик 31, и его импульс через усилитель-формирователь 29, обмотки 27 и 23 импульсного трансформатора и диод

25 поступает на управляющий электрод ключа 10. Последний открывается и разряжает конденсатор 16 на обмотку 4. После разряда конденсатора он запирается, так как величина силы тока для удержания его в открытом состоянии мала из-за наличия в цепи источника 14 высокого напряжения резистора 19. Во время разряда конденсатора на обмедненной, имеющей малое сопротивление поверхности якоря 8, обмоткой 4 наводится ток, поле которого противоположно полю обмотки 4. Электродинамические силы снижают скор ость клапана 9. Удержание клапана на седле обеспечивается постоянным магнитом 18, поэтому до следующего цикла работы обмотка 5 обесточивается.

Формула изобретения

1. Электромагнитный привод клапанов газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус магнитопровода, обмотки электромагнитов, взаимодействующий с ними якорь, жестко связанный с штоком клапана, и систему управления обмотками с источником высокого напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности путем снижения скорости клапана в конце его хода при подъеме и посадке, корпус выполнен составным из двух частей, и обмотки электромагнитов размещены в каждой из частей по две, якорь выполнен

941643 лирующей прокладкой 3 между ними, обмотки 4, 5 и 6, 7 электромагнитов и взаимодействующий с ними якорь 8, жестко связанный с штоком клапана 9. Якорь 8 выполнен из низкоуглеродистой стали с гальваническим обмеднением поверхности, а части корпуса — магнитопроводы 1 и 2 выполнены из никельцинкового феррита, чем достигается высокое электрическое сопротивление неподвижных частей магнитопровода и низкое сопротивление якоря 8.

1О

Схема системы управления обмотками содержит тиристорные токовые ключи 10 и 1 и транзисторные токовые ключи 12 и 13, и источники высокого 14 и низкого 15 напряжения, причем в цепи высокого напряжения предусмотрены накопительные конденсато- 15 ры 16 и 17. В верхней части корпуса размещен постоянный магнит 18 с отверстием для штока клапана 9.

В цепи высокого напряжения установлены ограничивающие ток резисторы 19, 20 и развязывающие диоды 21 и 22. Управляющие электроды тиристорных токовых ключей 10 и 11 подключены к вторичным обмоткам 23 и 24 импульсных трансформаторов через диоды 25 и 26 Первичные обмотки 27 и 28 импульсных трансформаторов подключе- 25 ны через усилители-формирователи 29 и 30 к датчикам 31 и 32 крайнего положения клапанов., Базы транзисторных токовых ключей 12 и 13 подключены к блоку 33 задатчика, а их коллекторы соединены через обмотки 5 и 7 с источником 15 низкого напряжения.

Диаграммы (фиг. 3) показывают характер изменения токов в обмотках электромагнитов и трансформаторов, а на кривых перемещения клапана обозначены зоны 34 и

35 действия обмоток 4 и 6.

Привод работает следующим образом.

В исходном состоянии клапан 9 прижат к седлу постоянным магнитом 18. При включении источников питания в цепи высокого напряжения от источника 14 через резисто- 4О ры 19 и 20 и развязывающие диоды 21 и 22 заряжаются накопительные конденсаторы 16 и 17. По фронту импульса от блока ЗЗ задатчика через базу транзисторного токового ключа 12 проходит ток, и транзистор от- 4g крывается. От источника 15 низкого напряжения ток проходит через обмотку 7 электромагнита и открытый ключ 12.

Обмотка электромагнита притягивает якорь 8 и одновременно перемагничивает шток клапана. В результате поле постоянного магнита 18 выталкивает шток из охватывающего его зазора. Ход клапана продолжается до упора якоря в магнитопровод

2. При входе якоря в зону 34 действия обмотки 4 срабатывает датчик 32 крайнего положения, регистрирующий полный выход клапана. Импульс от датчика 32 проходит усилитель-формирователь 30 и передается на управляющий электрод тиристорного токово941643 лен постоянный магнит, охватывающиЙ шток клапана. из материала с меньшим электрическим со противлением, чем материал корпуса, а сис тема управления снабжена накопительнь(ми конденсаторами, установленными в цепи источника высокого напряжения.

2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что в корпусе магнитопровода установИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3882833, кл. 123 — 90,11, опублик. 1975.

941643

Составитель Е. Обушева

Редактор А. Шандор Техред А. Бойкас Корректор Л. Бокшан

Заказ 4791/20 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4