RU126058U1

RU126058U1 - PUMP NOZZLE

Info

Publication number: RU126058U1
Application number: RU2012119316/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Гаваза; Наталья Николаевна Терешкова; Сергей Александрович Чекулаев; Лев Николаевич Шарыгин
Original assignee: Александр Николаевич Гаваза; Наталья Николаевна Терешкова; Сергей Александрович Чекулаев; Лев Николаевич Шарыгин
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2013-03-20

Abstract

1. Насос-форсунка, содержащая полый корпус с топливоподводящим каналом и соплом с запорным элементом, установленный в корпусе электроизолированный электрод с игольчатыми частями с образованием испарительной камеры, кольцевую электрическую катушку, которая размещена в электроизолированном каркасе, отличающаяся тем, что она снабжена приводом и датчиком перемещения запорного элемента, последний выполнен в виде ступенчатого стержня, составленного из запорной иглы с наружным конусом на одном конце и цанговой втулки на другом конце, привод перемещения запорного элемента содержит магнитострикционный стержень, размещенный внутри каркаса электрической катушки, и рычажный мультипликатор с упругой тягой, при этом свободный конец магнитострикционного стержня кинематически связан со входным плечом рычажного мультипликатора, выходное плечо которого через упругую тягу соединено с цанговой втулкой запорного элемента.2. Насос-форсунка по п.1, отличающаяся тем, что рычажный мультипликатор выполнен на основе крестообразного рычага, в крестовой части которого прикреплены одним концом две пары плоских пружин, при этом другие концы плоских пружин закреплены на корпусе, образуя угол 90°.3. Насос-форсунка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что упругая тяга имеет длину, реализующую предварительную деформацию плоских пружин рычажного мультипликатора, обеспечивающую исходную силу поджатия наружного конуса иглы запорного элемента к посадочному конусу сопла.4. Насос-форсунка по п.1, отличающаяся тем, что датчик перемещения запорного элемента выполнен в виде двух электроизолированных металлических колец, установленных неподвижно1. The nozzle pump containing a hollow body with a fuel supply channel and a nozzle with a locking element, an electrically insulated electrode with needle parts mounted in the housing with the formation of an evaporation chamber, an annular electric coil, which is placed in an electrically insulated frame, characterized in that it is equipped with a drive and a sensor movement of the locking element, the latter is made in the form of a stepped rod composed of a locking needle with an outer cone at one end and a collet on the other end, the drive The movement of the locking element contains a magnetostrictive rod located inside the frame of the electric coil, and a lever multiplier with elastic traction, while the free end of the magnetostrictive rod is kinematically connected with the input arm of the lever multiplier, the output arm of which is connected through the elastic rod to the collet sleeve of the locking element. 2. The nozzle pump according to claim 1, characterized in that the lever multiplier is based on a cross-shaped lever, in the cross part of which two pairs of flat springs are attached at one end, while the other ends of the flat springs are fixed to the housing, forming an angle of 90 °. 3. The nozzle pump according to claims 1 and 2, characterized in that the elastic rod has a length that implements a preliminary deformation of the plane springs of the lever multiplier, which provides the initial force of compression of the outer cone of the needle of the locking element to the nozzle landing cone. 4. The nozzle pump according to claim 1, characterized in that the displacement sensor of the locking element is made in the form of two electrically insulated metal rings mounted motionless

Description

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности, к системам топливоподачи дизелей с электрическим управлением.The utility model relates to engine building, in particular, to diesel fuel supply systems with electric control.

Первые электроуправляемые системы топливоподачи строились на применении электромагнитов. Это направление развивалось многие годы, особенно для аккумуляторных систем топливоподачи (Патент RU 2221930 С2 МПК F02M 51/06; патент RU 2273763 С2 МПК F02M 47/02, 51/06), а также для насос - форсунок с приводом от распредвала двигателя (Патент RU 2120055 С1 МПК F02M 57/02, 59/36). Ограниченное быстродействие электромагнитов привело к применению пьезоэлектрических преобразователей (Патент RU 2191942 С2 МПК F16K 31/02, 31/66; F02M 51/06). Здесь свои проблемы с быстродействием, обусловленные большой электрической емкостью пьезопреобразователей. Большее быстродействие обеспечивают магнитострикционные преобразователи для коммутации высокого давления топлива (Патент RU 2042859 С1 МПК F02K 51/06). Далее появились насос - форсунки в которых высокое давление топлива создается за счет высоковольтного электрического разряда (Авт.свид. SU 1550201 А1 МПК F02M 57/06; патент RU 2053406 С1 МПК F02M 57/06).The first electrically controlled fuel supply systems were based on the use of electromagnets. This direction has been developing for many years, especially for battery fuel supply systems (Patent RU 2221930 C2 IPC F02M 51/06; patent RU 2273763 C2 IPC F02M 47/02, 51/06), as well as for pump nozzles driven by an engine camshaft (Patent RU 2120055 C1 IPC F02M 57/02, 59/36). The limited speed of the electromagnets led to the use of piezoelectric transducers (Patent RU 2191942 C2 IPC F16K 31/02, 31/66; F02M 51/06). Here are their problems with speed due to the large electric capacity of the piezoelectric transducers. Magnetostrictive converters for switching high pressure fuel provide greater speed (Patent RU 2042859 C1 IPC F02K 51/06). Then came the pump - nozzles in which high fuel pressure is created by high-voltage electric discharge (Autosvid. SU 1550201 A1 IPC F02M 57/06; patent RU 2053406 C1 IPC F02M 57/06).

Анализируя известные конструкции насос - форсунок следует отметить их низкую технологичность, как следствие большого количества точных кинематических сопряжении. Для насос - форсунок на основе высоковольтного разряда конструкция несколько упрощается, но расположение испарительной камеры вблизи носка ограничивает их применение для малогабаритных двигателей.Analyzing the known design of the pump - nozzles, it should be noted their low manufacturability, as a result of a large number of exact kinematic coupling. For pump nozzles based on a high-voltage discharge, the design is somewhat simplified, but the location of the evaporation chamber near the toe limits their use for small engines.

Прототипом является насос - форсунка по патенту на полезную модель RU 100144 U1 МПК F02M 57/00, опубл. 10.12.1010 Бюл. №34, содержащая полый корпус с топливоподводящим каналом и соплом с запорным элементом, установленный в корпусе электрод, изолированный от корпуса втулкой из электроизоляционного материала с образованием испарительной камеры, размещенной со стороны сопла, затвор, сообщающий испарительную камеру с каналом подвода топлива, при этом она снабжена кольцевой соосной электрической катушкой, которая размещена в неподвижной втулке из электроизоляционного материала, запорный элемент выполнен в виде консольного стержня из магнитострикционного материала с наконечником на одном конце со стороны сопла, размещен с зазором внутри электрода и жестко связан с последним вторым концом, электрод снабжен игольчатыми элементами, которые установлены радиально в испарительной камере, а полый корпус выполнен с коническими кольцевыми выступами по внутренней поверхности испарительной камеры, которые расположены в плоскостях • игольчатых элементов электрода с образованием разрядных промежутков. Как следует из материалов рассматриваемого патента, в исходном положении наружный конус наконечника запорного элемента совмещен с внутренним посадочным конусом сопла и перекрывает его распыливающие отверстия.The prototype is a pump nozzle according to the patent for utility model RU 100144 U1 IPC F02M 57/00, publ. 12/10/1010 Bull. No. 34, comprising a hollow body with a fuel supply channel and a nozzle with a locking element, an electrode installed in the body, isolated from the body by a sleeve of electrical insulation material with the formation of an evaporation chamber located on the nozzle side, a shutter communicating with the vaporization chamber with the fuel supply channel, while it equipped with a coaxial annular electric coil, which is placed in a fixed sleeve of electrical insulating material, the locking element is made in the form of a cantilever rod of magnetostrictive material with a tip at one end on the nozzle side, placed with a gap inside the electrode and rigidly connected to the last second end, the electrode is equipped with needle elements that are installed radially in the evaporation chamber, and the hollow body is made with conical ring protrusions along the inner surface of the evaporation chamber, which located in the planes • of the needle elements of the electrode with the formation of discharge gaps. As follows from the materials of the patent in question, in the initial position, the outer cone of the tip of the locking element is combined with the inner landing cone of the nozzle and blocks its spray holes.

Для этой конструкции характерны те же свойства, что и для отмеченных выше аналогов. Расположение испарительной камеры вблизи сопла не позволяет минимизировать размеры носка насос - форсунки, следовательно применить эту конструкцию для малогабаритных двигателей, у которых пространство в головке блока цилиндров ограничено. Представляет определенную техническую трудность исполнение запорного элемента. Это связано с двумя обстоятельствами. Первое - для магнитострикционных материалов характерно, что отрицательные коэффициенты магнитострикции меньше, чем положительные (см. Сорокин B.C. Материалы и элементы электронной техники. В 2 т. Т.2. Активные диэлектрики. / B.C.Сорокин, Б.Л.Антипов, Н.П.Лазарева. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - С.182-184.). В рассматриваемой конструкции запорный элемент из магнитострикционного материала работает на укорочение, т.е. материал имеет отрицательный коэффициент магнитострикции. Это приводит к большой длине запорного элемента. Второе - магнитострикционные материалы хрупкие, поэтому здесь требуются очень высокие точности сопряжения запорного элемента с наконечником и электродом.For this design, the same properties are characteristic as for the analogues noted above. The location of the evaporation chamber near the nozzle does not allow minimizing the sizes of the pump-nozzle nose, therefore, this design is used for small-sized engines in which the space in the cylinder head is limited. Represents a certain technical difficulty the execution of the locking element. This is due to two circumstances. The first - for magnetostrictive materials, it is characteristic that negative magnetostriction coefficients are less than positive (see Sorokin BC Materials and elements of electronic equipment. 2 vol. T.2. Active dielectrics. / BC Sorokin, B.L. Antipov, N.P. .Lazareva. - M.: Publishing Center "Academy", 2006. - S.182-184.). In the structure under consideration, the locking element made of magnetostrictive material works for shortening, i.e. the material has a negative magnetostriction coefficient. This leads to a large length of the locking element. The second - magnetostrictive materials are fragile, therefore, very high accuracy of coupling of the locking element with the tip and electrode is required here.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение технологичности конструкции, в частности, за счет применения компенсаторов погрешностей, а также снижение размеров носка насос-форсунки с целью использования ее в малогабаритных двигателях.The technical result of the proposed solution is to increase the manufacturability of the design, in particular, due to the use of error compensators, as well as reducing the size of the tip of the pump nozzle for use in small engines.

Указанный результат достигается тем, что насос-форсунка, содержащая полый корпус с топливоподводящим каналом и соплом с запорным элементом, установленный в корпусе электроизолированный электрод с игольчатыми частями с образованием испарительной камеры, кольцевую электрическую катушку, которая размещена в электроизолированном каркасе, снабжена приводом и датчиком перемещения запорного элемента, последний выполнен в виде ступенчатого стержня, составленного из запорной иглы с наружным конусом на одном конце и цанговой втулки на другом конце, привод перемещения запорного элемента содержит магнитострикционный стержень, размещенный внутри каркаса электрической катушки, и рычажный мультипликатор с упругой тягой, при этом свободный конец магнитострикционного стержня кинематически связан со входным плечом рычажного мультипликатора, выходное плечо которого через упругую тягу соединено с цанговой втулкой запорного элемента.This result is achieved by the fact that the pump nozzle, comprising a hollow body with a fuel supply channel and a nozzle with a locking element, an electrically insulated electrode with needle parts mounted in the housing with the formation of an evaporation chamber, an annular electric coil, which is placed in an electrically insulated frame, is equipped with a drive and a displacement sensor a locking element, the latter is made in the form of a stepped rod composed of a locking needle with an outer cone at one end and a collet on the other end, resulting in displacement of the locking member comprises a magnetostrictive rod is arranged an electric coil inside the frame, and a lever multiplier with elastic traction, the free end of the magnetostrictive rod kinematically connected to the input arm of the lever multiplier output port which via a flexible rod connected to the collet sleeve closure element.

В насос-форсунке рычажный мультипликатор выполнен на основе крестообразного рычага, в крестовой части которого прикреплены одним концом две пары плоских пружин, при этом другие концы плоских пружин закреплены на корпусе, образуя угол 90°, а упругая тяга имеет длину, реализующую предварительную деформацию плоских пружин рычажного мультипликатора, обеспечивающую исходную силу поджатия наружного конуса иглы запорного элемента к посадочному конусу сопла.In the pump nozzle, the lever multiplier is based on a cross-shaped lever, in the cross part of which two pairs of flat springs are attached at one end, while the other ends of the flat springs are fixed to the body, forming an angle of 90 °, and the elastic rod has a length that implements preliminary deformation of the flat springs lever multiplier, providing the initial force of compression of the outer cone of the needle of the locking element to the landing cone of the nozzle.

Датчик перемещения запорного элемента выполнен в виде двух электроизолированных металлических колец, установленных неподвижно с возможностью взаимодействия посредством электрического поля с внешней поверхностью цанговой втулки запорного элемента.The displacement sensor of the locking element is made in the form of two electrically insulated metal rings mounted motionlessly with the possibility of interaction by means of an electric field with the outer surface of the collet sleeve of the locking element.

На фиг.1 приведена конструктивная схема насос-форсунки (осевой разрез); на фиг.2 показана стилизованное исполнение мультипликатора; на фиг.3 дан вид А, здесь некоторые элементы заднего плана не отражены; на фиг.4 показано исполнение электрических выводов игольчатого электрода и датчика перемещения.Figure 1 shows a structural diagram of a pump nozzle (axial section); figure 2 shows a stylized performance of the multiplier; figure 3 is a view A, here some elements of the background are not reflected; figure 4 shows the performance of the electrical terminals of the needle electrode and the displacement sensor.

Монтажной основой насос - форсунки является составной корпус, представленный из соединенных винтами 1 собственно корпуса 2 и основания 3. В корпусе установлена электроизоляционная втулка 4 игольчатого электрода, состоящего из кольца 5 и игольчатых частей 6. В корпусе, соосно размещен запорный элемент, предоставленный ступенчатым стежнем, составленным из иглы 7 круглого сечения и цанговой втулки 8. В нижней части корпуса (здесь и далее ориентация по чертежу) закреплено сопло в виде резьбовой втулки 9 с посадочным конусом и с распыливающими отверстиями 10. В исходном положении конические части иглы и резьбовой втулки сопла совмещены. Сравнительно длинный участок нижней части корпуса, достаточный для размещения в головке блока цилиндров двигателя, имеет цилиндрическую форму малого диаметра, при этом кольцевой зазор 11 между корпусом и иглой образует топливоподводящий канал. Пространство 12, ограниченное корпусом, изоляционной втулкой с игольчатым электродом и иглой, представляет собой испарительную камеру. Подвод топлива в испарительную камеру осуществляется через затвор, который представлен штуцером 13, шариком 14 и пружиной 15. Заметим, что затвор может принадлежать любому участку общей системы топливоподачи двигателя. Здесь, для удобства изложения, он включен в состав насос-форсунки.The mounting base of the pump-nozzle is a composite housing, which consists of the housing 2 and the base 3 connected by screws 1. The electrical insulating sleeve 4 of the needle electrode, consisting of the ring 5 and the needle parts 6, is installed in the housing. A locking element provided by a stepped stitch is coaxially placed composed of a circular needle 7 and a collet 8. In the lower part of the body (hereinafter referred to as the drawing), a nozzle is fixed in the form of a threaded sleeve 9 with a seating cone and spray nozzles TIFA 10. In the initial position of the needle and the conical threaded sleeve nozzle are aligned. A relatively long section of the lower part of the housing, sufficient to be placed in the cylinder head of the engine, has a cylindrical shape of small diameter, while the annular gap 11 between the housing and the needle forms a fuel supply channel. The space 12, limited by a housing, an insulating sleeve with a needle electrode and a needle, is an evaporation chamber. The fuel is supplied to the evaporation chamber through a shutter, which is represented by a fitting 13, a ball 14, and a spring 15. Note that the shutter can belong to any part of the general fuel supply system of the engine. Here, for the convenience of presentation, it is included in the pump nozzle.

Для создания цепи обратной связи системы управления топливоподачей двигателя в состав насос-форсунки включен датчик перемещения запорного элемента. Датчик представлен корпусом датчика 16 тороидальной формы из электроизоляционного материала. По торцам в этом корпусе запрессованы два электропроводных кольца 17, 18, при этом корпус датчика закреплен на втулке игольчатого электрода винтами 19. В исходном положении наружная цилиндрическая поверхность большого диаметра цанговой втулки ступенчатого стержня в осевом направлении расположена симметрично по отношению к электропроводным кольцам в их средней части. В результате в исходном положении электрическая емкость, определяемая площадью перекрытия, зазором и диэлектрической проницаемостью воздуха в зазоре, окажется одинаковой применительно к каждому кольцу. Датчик может использоваться при дифференциальном включении, что исключает влияния возможных факторов - температуры, влажности. На фиг.4 показано оформление электрических выводов датчика перемещения. Монтажные провода 20 уложены в радиальных пазах 21 корпуса датчика и подпаяны к электропроводным кольцам. На этом чертеже показано также исполнение электрического вывода игольчатого электрода. Высоковольтный провод 22 проходит через отверстия корпуса датчика перемещения и электроизоляционной втулки игольчатого электрода и подпаивается к кольцу игольчатого электрода. Монтажный зазор заполняется компаундом.To create a feedback circuit of the fuel supply control system of the engine, the displacement element displacement sensor is included in the pump injector. The sensor is represented by a sensor housing 16 of a toroidal shape made of an insulating material. Two electrically conductive rings 17, 18 are pressed along the ends in this case, while the sensor case is mounted on the needle electrode sleeve with screws 19. In the initial position, the outer cylindrical surface of the large diameter of the stepped rod collet in the axial direction is symmetrical with respect to the conductive rings in their middle parts. As a result, in the initial position, the electric capacitance, determined by the overlap area, the gap, and the dielectric constant of the air in the gap, will be the same with respect to each ring. The sensor can be used with differential switching, which eliminates the influence of possible factors - temperature, humidity. Figure 4 shows the design of the electrical terminals of the displacement sensor. The mounting wires 20 are laid in the radial grooves 21 of the sensor housing and soldered to the conductive rings. The drawing also shows the design of the electrical terminal of the needle electrode. High-voltage wire 22 passes through the holes of the housing of the displacement sensor and the insulating sleeve of the needle electrode and is soldered to the ring of the needle electrode. The mounting gap is filled with a compound.

Привод перемещения запорного элемента, состоящего из иглы и цанговой втулки, организован следующим образом. Функцию двигателя в приводе осуществляет магнитострикционный стержень 23 с положительным коэффициентом магнитострикции материала, который размещен внутри каркаса 24 электрической катушки 25. Под действием магнитного поля катушки с током магнитострикционный стержень удлиняется. Перемещение свободного конца магнитопроводного стержня через мультипликатор передается запорному элементу. Основу мультипликатора составляет крестообразный рычаг 26, на котором закреплены две пары плоских пружин - горизонтальные 27 (ориентация чертежа) и вертикальные 28. Крепление пружин на рычаге реализовано винтами 29 через накладки в виде прямоугольных шайб 30. Свободные концы вертикальных пружин закреплены на переднем кронштейне 31 с помощью винтов 32, накладок 33 (аналогичных накладкам 30) и бобышек 34. Крепление свободных концов горизонтальных пружин устроено аналогично - они прикреплены винтами 35 с накладками через бобышки 36 к основанию 3. К этому же основанию винтами 37 закреплен передний кронштейн, имеющий в нижний части окно для размещения крестообразного рычага мультипликатора. Каркас электрической катушки зафиксирован четырьмя винтами 38 на переднем кронштейне и винтами 39 на заднем кронштейне 40, который в свою очередь прикручен винтами 41 к основанию.The drive movement of the locking element, consisting of a needle and a collet sleeve, is organized as follows. The motor function in the drive is carried out by a magnetostrictive rod 23 with a positive magnetostriction coefficient of the material, which is placed inside the frame 24 of the electric coil 25. Under the influence of the magnetic field of the coil with current, the magnetostrictive rod is extended. The movement of the free end of the magnetic core through the multiplier is transmitted to the locking element. The basis of the multiplier is a cross-shaped lever 26, on which two pairs of flat springs are fixed - horizontal 27 (orientation of the drawing) and vertical 28. The springs are mounted on the lever by screws 29 through overlays in the form of rectangular washers 30. The free ends of the vertical springs are fixed on the front bracket 31 s using screws 32, pads 33 (similar to pads 30) and bosses 34. The free ends of the horizontal springs are mounted in the same way - they are attached by screws 35 with pads through the bosses 36 to the base 3. To this the base bracket with screws 37 is fixed to the front bracket, which has a window in the lower part for accommodating the crosswise lever of the multiplier. The frame of the electric coil is fixed by four screws 38 on the front bracket and screws 39 on the rear bracket 40, which in turn is screwed by screws 41 to the base.

Рассмотренная конструкция из двух пар пружин образует ленточный упругий шарнир, для которого характерно отсутствие зазоров в кинематических парах и, соответственно, «мертвого» хода. Как показывают исследования (Исследование симметричного перекрестного шарнира / В.Н.Желудков // Изв. вузов СССР, Приборостроение, 1973, т.VIII, №6, С:109-114) подобные шарниры имеют высокую линейность моментной характеристики и очень малое смещение геометрической оси в функции угла поворота. Передаточное отношение мультипликатора ' определяется соотношением плеч крестообразного рычага.The considered design of two pairs of springs forms a tape elastic hinge, which is characterized by the absence of gaps in the kinematic pairs and, accordingly, the “dead” stroke. As studies show (Study of a symmetric cross hinge / V.N. axis as a function of the angle of rotation. The gear ratio of the multiplier 'is determined by the ratio of the shoulders of the cruciform lever.

Взаимодействие свободного конца магнитострикционного стержня с ведущим концом крестообразного рычага мультипликатора осуществляется через регулируемый упор, состоящий из винта 42 и контргайки 43. Рабочий торец винта имеет бомбинированную форму (сфера большого радиуса) за счет чего реализуется точечный механический контакт и расчетное контактное механическое напряжение. На ведомом конце крестообразного рычага мультипликатора имеется ступенчатое резьбовое отверстие 44 (см. фиг.2). Ведомый конец крестообразного рычага мультипликатора соединен с запорным элементом тягой 45 в виде стальной проволоки. При малом диаметре и сравнительно большой длине тяга имеет большую продольную и малую изгибную жесткость. Концы тяги закреплены цанговыми зажимами - верхний конец цангой 46, при этом функцию гайки выполняет ступенчатое резьбовое отверстие ведомого конца" крестообразного рычага, а нижний конец тяги зафиксирован в цанговой втулке ступенчатого стержня с помощью гайки 47. Расчет на устойчивость сжатой осевой силой тяги по методу Эйлера показывает работоспособность (устойчивость) в широком диапазоне соотношений длина - диаметр.The interaction of the free end of the magnetostrictive rod with the leading end of the crosswise lever of the multiplier is carried out through an adjustable stop consisting of a screw 42 and a lock nut 43. The working end face of the screw has a bomb-shaped shape (sphere of large radius) due to which point mechanical contact and calculated contact mechanical stress are realized. At the driven end of the cruciform lever of the multiplier there is a stepped threaded hole 44 (see figure 2). The driven end of the cross lever of the multiplier is connected to the locking element by a rod 45 in the form of a steel wire. With a small diameter and a relatively large length, the thrust has a large longitudinal and small bending stiffness. The ends of the rod are fixed with collet clamps - the upper end of the collet 46, while the nut function is the stepped threaded hole of the driven end of the “cross-shaped lever, and the lower end of the rod is fixed in the collet of the stepped rod using nut 47. Calculation of stability by axial thrust by the Euler method shows performance (stability) in a wide range of length-diameter ratios.

При сборке насос-форсунки рабочую длину тяги 45 реализуют несколько больше расчетной величины с тем, чтобы обеспечить предварительное поджатие конусного конца иглы 7 запорного элемента (ступенчатого стержня) к конической поверхности сопла 9. При этом упругий шарнир мультипликатора выполняет дополнительную функцию - функцию замыкающего упругого звена. Далее с помощью винта 42 регулируемого упора выбирают зазор между ним и свободным концом магнитопроводного стержня 23. Результат фиксируют контргайкой 43.When assembling the pump nozzle, the working length of the rod 45 is realized slightly greater than the calculated value in order to provide preliminary preloading of the conical end of the needle 7 of the locking element (stepped shaft) to the conical surface of the nozzle 9. In this case, the elastic joint of the multiplier has an additional function - the function of the closing elastic link . Next, using the screw 42 adjustable stop select the gap between it and the free end of the magnetic core 23. The result is fixed with a lock nut 43.

Таким образом, предлагаемое конструктивное решение предполагает высокую технологичность. Большинство деталей не требуют повышенной точности. Погрешности изготовления нивелируются двумя компенсаторами - регулируемым упором (винт 42 с контргайкой 43) и рабочей длиной тяги 45, которая регулируется в цанговых зажимах при юстировке. Носок корпуса 2 минимизирован по внешнему диаметру, т.к. в нем установлена только игла 7 запорного элемента. Последнее обстоятельство позволит разместить насос-форсунку в головке блока цилиндров малогабаритных двигателей. Весьма важное значение имеет простая форма короткого магнитострикционного стержня 23 и низкие требования к точности его изготовления.Thus, the proposed constructive solution involves high technology. Most parts do not require increased accuracy. Manufacturing errors are leveled by two compensators - an adjustable stop (screw 42 with lock nut 43) and a working rod length of 45, which is adjustable in collet clamps during alignment. The toe of the housing 2 is minimized in outer diameter, because only the needle 7 of the locking element is installed in it. The latter circumstance will allow you to place the pump nozzle in the cylinder head of small engines. The simple form of the short magnetostrictive rod 23 and the low requirements for the accuracy of its manufacture are very important.

Заметим, что при разработке компоновки размещения предлагаемой конструктивной схемы в головке блока цилиндров двигателя можно, не меняя сущности, установить электрическую катушку 25 в каркасе 24 осевой линией параллельно осевой линии запорного элемента.Note that when developing the layout of the proposed structural scheme in the cylinder head of the engine, it is possible, without changing the essence, to install the electric coil 25 in the frame 24 with an axial line parallel to the axial line of the locking element.

Работает насос-форсунка следующим образом. Как было отмечено выше, в исходном положении наружный конус иглы 7 совмещен с посадочным конусом сопла и перекрывает распыливающие отверстия 10. Указанное перекрытие гарантируется силой, передаваемой через тягу 45 от предварительно деформированных плоских пружин 27,28 рычажного мультипликатора.The pump nozzle operates as follows. As noted above, in the initial position, the outer cone of the needle 7 is aligned with the landing cone of the nozzle and blocks the spray holes 10. The specified overlap is guaranteed by the force transmitted through the rod 45 from the previously deformed flat springs 27,28 lever multiplier.

Топливо из магистрали низкого давления двигателя, через затвор, преодолевая сопротивление пружины 15, смещает шарик 14 и заполняет испарительную камеру 12 и топливоподводящий канал 11.Fuel from the low-pressure highway through the valve, overcoming the resistance of the spring 15, displaces the ball 14 and fills the evaporation chamber 12 and the fuel supply channel 11.

При классическом режиме топливоподачи возможны два варианта алгоритма управления: первый - подается импульс тока на электрическую катушку 25, ее магнитное поле удлиняет магнитострикционный стержень 23, который через рычажный мультипликатор (крестообразный рычаг 26) и тягу 45 поднимает запирающий элемент и игла 7 открывает распыливающие отверстия 10 сопла. Вслед за импульсом тока в катушку подается высоковольтный импульс (несколько киловольт) на электрод с игольчатыми частями 6 (импульс подается через провод 22). В испарительной камере 12 происходит электроразряд между частями 6 и корпусом 2, часть топлива переходит в пар. Развивающееся давление в испарительной камере обеспечит подачу топлива через открытые распыливающие отверстия. Величина цикловой подачи будет определяться параметрами высоковольтного импульса. Второй вариант алгоритма управления предполагает обратную последовательность управляющих импульсов: первым высоковольтным импульсом на электрод создается высокое давление топлива в насос-форсунке, а вторым токовым импульсом на электрическую катушку 25 обеспечивается подъем иглы 7 и открытие распыливающих отверстий 10.In the classical fuel supply mode, two variants of the control algorithm are possible: the first is a current pulse supplied to the electric coil 25, its magnetic field extends the magnetostrictive rod 23, which lifts the locking element through the lever multiplier (cross-shaped lever 26) and the rod 45 and the needle 7 opens the spray holes 10 nozzles. Following the current pulse, a high-voltage pulse (several kilovolts) is supplied to the coil to the electrode with needle parts 6 (the pulse is supplied through wire 22). In the evaporation chamber 12, an electric discharge occurs between parts 6 and the housing 2, part of the fuel goes into steam. Evolving pressure in the evaporation chamber will provide fuel through open spray holes. The magnitude of the cyclic feed will be determined by the parameters of the high voltage pulse. The second version of the control algorithm assumes the reverse sequence of control pulses: the first high-voltage pulse on the electrode creates high fuel pressure in the pump nozzle, and the second current pulse on the electric coil 25 provides the lifting of the needle 7 and the opening of the spray holes 10.

Если организуется режим топливоподачи с подвпрыском, то импульс тока в катушку формируется двойным. Энергия первого импульса должна быть такова, чтобы подъем иглы 7 был небольшим (реально около 0,06 мм). После окончания первого импульса распыливающие отверстия закрываются, подвпрыск закончен. Второй импульс на катушку обеспечивает подъем иглы на большую величину (около 0,25 мм), происходит впрыск основной части цикловой подачи.If a fuel injection mode with injection is organized, then the current pulse into the coil is formed double. The energy of the first pulse should be such that the rise of the needle 7 was small (actually about 0.06 mm). After the end of the first pulse, the spray holes are closed, the injection is completed. The second impulse to the spool provides the needle rise by a large amount (about 0.25 mm), the main part of the cyclic feed is injected.

Таким образом, предлагаемая насос-форсунка позволяет реализовать любые режимы топливоподачи. Наличие высокочувствительного (дифференциального) датчика перемещения запорного элемента обеспечивает обратную связь канала управления, что стабилизирует параметры цикловой подачи. За счет применения двух компенсаторов погрешностей большинство размеров деталей не требуют жестких допусков, чем реализуется высокая технологичность конструкции. Размещаемая в головке блока цилиндров часть насос-форсунки (носок) имеет минимальные размеры, что позволяет применять насос-форсунку для комплектации малогабаритных двигателей.Thus, the proposed pump nozzle allows you to implement any modes of fuel supply. The presence of a highly sensitive (differential) displacement sensor of the locking element provides feedback to the control channel, which stabilizes the parameters of the cyclic feed. Due to the use of two error compensators, most part sizes do not require tight tolerances, which implements a high technological design. The part of the pump nozzle (sock) located in the cylinder head has minimum dimensions, which allows the use of the pump nozzle for the assembly of small-sized engines.

Claims

1. The nozzle pump containing a hollow body with a fuel supply channel and a nozzle with a locking element, an electrically insulated electrode with needle parts mounted in the housing with the formation of an evaporation chamber, an annular electric coil, which is placed in an electrically insulated frame, characterized in that it is equipped with a drive and a sensor movement of the locking element, the latter is made in the form of a stepped rod composed of a locking needle with an outer cone at one end and a collet on the other end, the drive The movement of the locking element contains a magnetostrictive rod located inside the frame of the electric coil, and a lever multiplier with elastic traction, while the free end of the magnetostrictive rod is kinematically connected with the input arm of the lever multiplier, the output arm of which is connected via elastic traction to the collet sleeve of the locking element.

2. The nozzle pump according to claim 1, characterized in that the lever multiplier is based on a cross-shaped lever, in the cross part of which two pairs of flat springs are attached at one end, while the other ends of the flat springs are fixed to the housing, forming an angle of 90 °.

3. The nozzle pump according to claims 1 and 2, characterized in that the elastic rod has a length that implements a preliminary deformation of the plane springs of the lever multiplier, which provides the initial force of compression of the outer cone of the needle of the locking element to the nozzle landing cone.

4. The nozzle pump according to claim 1, characterized in that the displacement sensor of the locking element is made in the form of two electrically insulated metal rings mounted motionlessly with the possibility of interaction through the electric field with the outer surface of the collet sleeve of the locking element.