RU2046985C1

RU2046985C1 - Solenoid nozzle

Info

Publication number: RU2046985C1
Authority: RU
Inventors: И.М. Коростышевский; Б.М. Гусев; А.И. Гречухин
Original assignee: Научно-кооперативная фирма "Авангард"
Priority date: 1992-08-31
Filing date: 1992-08-31
Publication date: 1995-10-27

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: solenoid nozzle has housing 1, winding 2, armature 3, reverse spring 9, and locking member 13. The rod is mounted inside hollow armature 5 and pivotally coupled with locking member 13 which is rigidly secured to armature 5. The second end of the rod has guiding part 17 and is pressed to the locking member with reverse spring 9. EFFECT: improved design. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к топливной аппаратуре ДВС, в частности к форсункам, управляемым соленоидом. The invention relates to fuel equipment of internal combustion engines, in particular to nozzles controlled by a solenoid.

Известен клапан, содержащий электромагнитную приводную и запорную секции. Запорная секция, удаленная от приводной, имеет запорный элемент, перекрывающий поток. Запорный элемент соединен с сердечником с помощью стержнеобразной детали, перемещаемой в напpавляющем отверстии. Деталь имеет две разнесенные друг от друга направляющие части, выполненные в виде цилиндра, усеченного с четырех сторон с целью образования каналов для прохода жидкости. Known valve containing an electromagnetic actuating and locking section. The locking section, remote from the drive, has a locking element that blocks the flow. The locking element is connected to the core by means of a rod-like part moving in the guide hole. The part has two spaced apart guide parts made in the form of a cylinder, truncated on four sides in order to form channels for the passage of fluid.

К недостаткам этого устройства относятся повышенные габариты и масса запорной части за счет необходимости разнесения двух направляющих элементов в аксиальном направлении. The disadvantages of this device include the increased dimensions and mass of the locking part due to the need for spacing of the two guide elements in the axial direction.

Известен электромагнитный клапан, содержащий корпус, соленоид, расположенный в корпусе, шток с направляющими элементами, расположенный в направляющей втулке корпуса, якорь, расположенный консольно на одном конце штока между ним и соленоидом, причем шток жестко соединен с запорным элементом в виде иглы или выполнен за одно целое с запорным элементом. Направляющие элементы на штоке выполнены в виде двух разнесенных в аксиальном направлении цилиндрических частей, усеченных с четырех сторон для образования топливопропускных каналов. A known electromagnetic valve comprising a housing, a solenoid located in the housing, a rod with guide elements located in the guide sleeve of the housing, an anchor located cantilever at one end of the rod between it and the solenoid, the rod is rigidly connected to the locking element in the form of a needle or made one with the locking element. The guide elements on the rod are made in the form of two axially spaced cylindrical parts truncated from four sides to form fuel passage channels.

Недостатком данной конструкции является размещение якоря на консольной части направляющей и жесткое соединение якоря с направляющей и запоpным элементом. Такая конструкция требует высокой точности обработки и взаимного расположения направляющих элементов, запорного органа и седла, что снижает технологичность форсунки и повышает стоимость ее изготовления. Кроме того, для обеспечения точности расположения седла и запорного органа требуется увеличенная длина направляющих элементов форсунки, что увеличивает габариты и массу ее подвижной части, а большая масса подвижной части ухудшает динамику форсунки. The disadvantage of this design is the placement of the anchor on the console part of the guide and the rigid connection of the armature with the guide and the locking element. This design requires high precision machining and the relative position of the guide elements, the locking element and the seat, which reduces the adaptability of the nozzle and increases the cost of its manufacture. In addition, to ensure the exact location of the seat and the locking element, an increased length of the nozzle guide elements is required, which increases the dimensions and mass of its moving part, and a large mass of the moving part worsens the dynamics of the nozzle.

Жесткое соединение направляющей и запорного органа требует высокой точности их соосности, а также дополнительной взаимной притирки для обеспечения заданной степени герметичности. The rigid connection of the guide and the locking element requires high accuracy of their alignment, as well as additional mutual grinding in to ensure a given degree of tightness.

Ближайшим аналогом к предлагаемой конструкции является электромагнитная форсунка, содержащая корпус со штуцером для подвода топлива, первый и второй электромагниты, каждый из которых снабжен сердечником, обмоткой и якорем, первый и второй штоки, первую и вторую пружины. При этом каждый якорь жестко связан с соответствующим штоком, между которыми выполнен зазор больший, чем ход запорной иглы, расположенной на первом штоке, на величину части хода якоря второго электромагнита. Первая пружина взаимодействует через первый шток с запорной иглой, а вторая пружина размещена между вторым якорем и ярмом [3]
Недостатком известной конструкции является ее сложность за счет использования двух электромагнитов, а также нетехнологичность, обусловленная размещением якоря на консольной части направляющей и жесткое соединение якоря с запорным органом, что требует высокой точности обработки. Большая длина и масса подвижных частей форсунки ухудшает динамику форсунки и увеличивает ее габариты.The closest analogue to the proposed design is an electromagnetic nozzle containing a housing with a fitting for supplying fuel, the first and second electromagnets, each of which is equipped with a core, a winding and an armature, the first and second rods, the first and second springs. Moreover, each anchor is rigidly connected with the corresponding rod, between which a gap is greater than the stroke of the locking needle located on the first rod, by the size of the part of the stroke of the armature of the second electromagnet. The first spring interacts through the first rod with a locking needle, and the second spring is placed between the second armature and the yoke [3]
A disadvantage of the known design is its complexity due to the use of two electromagnets, as well as low technology, due to the placement of the anchor on the console part of the guide and the rigid connection of the armature with a locking body, which requires high precision processing. The large length and mass of the moving parts of the nozzle affects the dynamics of the nozzle and increases its dimensions.

Предлагаемая конструкция решает задачу повышения технологичности, улучшения массогабаритных характеристик и динамики работы. The proposed design solves the problem of improving manufacturability, improving overall dimensions and dynamics.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем. The essence of the proposed technical solution is as follows.

Электромагнитная форсунка содержит корпус с седлом, обмотку, полый якорь, запорный элемент, жестко соединенный с якорем и размещенный с возможностью взаимодействия с седлом, возвратную пружину и шток, размещенный внутри полого якоря. Один конец штока взаимодействует с запорным элементом. The electromagnetic nozzle comprises a housing with a saddle, a winding, a hollow armature, a locking element rigidly connected to the armature and placed to interact with the saddle, a return spring and a rod located inside the hollow armature. One end of the rod interacts with the locking element.

Отличием предлагаемой форсунки является то, что второй конец штока выполнен с направляющей частью, которая размещена в корпусе между якорем и возвратной пружиной. Сопряжение запорного элемента и первого конца штока выполнено шарнирным. The difference of the proposed nozzle is that the second end of the rod is made with a guide part, which is placed in the housing between the armature and the return spring. The locking element and the first end of the rod are hinged.

Отличие предлагаемой конструкции заключается также в выполнении запорного элемента сферическим. При другом варианте выполнения рабочие элементы запорного элемента и седла выполняют плоскими. The difference of the proposed design is also in the implementation of the locking element spherical. In another embodiment, the working elements of the locking element and the seat are flat.

Такое конструктивное выполнение подвижной части форсунки (отсутствие жесткого соединения якоря с направляющей) позволяет принципиально по новому совместить функции обеспечения строгого направления движения штока, высокой степени герметичности соединения седло запорный элемент с одновременным снижением требований по точности изготовления взаимосопрягаемых деталей, а также снизить массу подвижной части и улучшить динамику форсунки. Such a constructive implementation of the movable part of the nozzle (the absence of a rigid connection of the armature with the guide) allows us to fundamentally combine the functions of ensuring a strict direction of stem movement, a high degree of tightness of the saddle-locking element connection, while reducing the requirements for precision manufacturing of interconnected parts, as well as reducing the mass of the moving part and improve nozzle dynamics.

В известной конструкции шток служит для передачи движения от якоря к запорному органу, а в предлагаемой шток выполняет функцию передачи усилия возвратной пружины на запорный элемент и обеспечивает свободную ориентацию рабочей поверхности запорного элемента на седле клапана. In the known design, the rod serves to transmit movement from the anchor to the locking element, and in the proposed rod performs the function of transmitting the force of the return spring to the locking element and provides free orientation of the working surface of the locking element on the valve seat.

На фиг. 1 представлена предлагаемая электромагнитная форсунка; на фиг.2 второй вариант выполнения запорного элемента и седла. In FIG. 1 presents the proposed electromagnetic nozzle; figure 2 is a second embodiment of the locking element and the seat.

Электромагнитная форсунка содержит корпус 1, обмотку 2, патрубок 3, кожух 4, якорь 5, шток 6, упорную шайбу 7, седло 8, возвратную пружину 9, регулировочный винт 10 с фильтром, уплотнительные кольца 11 и 12, запорный элемент 13, дистанционную втулку 14 и пластину 15 с отверстием 16. The electromagnetic nozzle contains a housing 1, a winding 2, a pipe 3, a casing 4, an anchor 5, a rod 6, a thrust washer 7, a seat 8, a return spring 9, an adjusting screw 10 with a filter, o-rings 11 and 12, a locking element 13, a spacer 13 14 and plate 15 with hole 16.

Обмотка 2 размещена на корпусе 1. Корпус 1 и патрубок 3 жестко соединены между собой кожухом 4, закрывающим обмотку. В расточках корпуса 1 размещен полый якорь 5, жестко соединенный с запорным элементом 13, например, с помощью завальцовки. Внутри якоря размещен шток 6, один конец которого выполнен сферическим и взаимодействует с запорным элементом, снабженным соответствующим сферическим углублением. The winding 2 is placed on the housing 1. The housing 1 and the pipe 3 are rigidly connected to each other by a casing 4 that covers the winding. In the bores of the housing 1 there is a hollow anchor 5, rigidly connected to the locking element 13, for example, by rolling. A rod 6 is placed inside the anchor, one end of which is spherical and interacts with a locking element provided with a corresponding spherical recess.

Другой конец штока снабжен направляющей частью 17, размещенной в расточке корпуса 1 между якорем 5 и возвратной пружиной 9. На направляющей части выполнены лыски для прохода топлива. The other end of the rod is provided with a guide part 17 located in the bore of the housing 1 between the armature 5 and the return spring 9. On the guide part there are flats for the passage of fuel.

Возвратная пружина 9 поджимает запорный элемент 13 к седлу 8. Необходимое усилие возвратной пружины устанавливается с помощью регулировочного винта 10. The return spring 9 presses the locking element 13 against the seat 8. The necessary force of the return spring is set using the adjusting screw 10.

В первом варианте исполнения запорный элемент 13 выполнен сферическим, а седло 8 коническим. In the first embodiment, the locking element 13 is made spherical, and the saddle 8 is conical.

Во втором варианте исполнения рабочие поверхности седла и запорного элемента выполняют плоскими (см. фиг.2), третьем коническими (не показано). In the second embodiment, the working surfaces of the saddle and the locking element are flat (see figure 2), the third conical (not shown).

При этом шарнирное соединение запорного элемента со штоком обеспечивает компенсацию непараллельности рабочих поверхностей во втором варианте исполнения и несоосности конического отверстия седла и запорного элемента в первом и третьем вариантах. Moreover, the swivel connection of the locking element with the rod provides compensation for the non-parallelism of the working surfaces in the second embodiment and the misalignment of the conical bore of the seat and the locking element in the first and third variants.

В проточке корпуса между уступом корпуса и торцом седла 8 установлены дистанционная втулка 14 и упорная шайба 7, которая ограничивает перемещение якоря при включении форсунки. При этом одновременно обеспечивается заданная величина рабочего воздушного зазора между якорем и торцом расточки корпуса при срабатывании форсунки для исключения залипания якоря. In the groove of the housing between the ledge of the housing and the end face of the saddle 8, a spacer sleeve 14 and a thrust washer 7 are installed, which limits the movement of the armature when the nozzle is turned on. At the same time, a specified value of the working air gap between the armature and the end face of the body bore is provided when the nozzle is triggered to prevent sticking of the armature.

В корпусе 1 закреплена пластина 15 с отверстием 16 для образования заданного факела распыла топлива. A plate 15 with an opening 16 is fixed in the housing 1 to form a predetermined fuel atomization torch.

Корпус 1, патрубок 3, кожух 4 и якорь 5 являются элементами магнитопровода, выполнены из магнитомягкой низкоуглеродной стали и подвергнуты термохимическому легированию, которое повышает магнитные свойства и коррозионную стойкость деталей. The housing 1, pipe 3, casing 4 and anchor 5 are elements of the magnetic circuit, made of soft magnetic low-carbon steel and subjected to thermochemical alloying, which increases the magnetic properties and corrosion resistance of the parts.

На корпусе 1 в зоне рабочего воздушного зазора выполнена кольцевая проточка, которая выполняет роль немагнитной перемычки и обеспечивает прохождение магнитного штока через рабочий воздушный зазор и перемещение якоря при включении напряжения. An annular groove is made on the housing 1 in the zone of the working air gap, which acts as a non-magnetic jumper and ensures the passage of the magnetic rod through the working air gap and the movement of the armature when voltage is turned on.

Электромагнитная форсунка работает следующим образом. The electromagnetic nozzle operates as follows.

В обесточенном состоянии возвратная пружина 9 через шток 6 поджимает запорный элемент 13 к седлу, перекрывая проход топлива. In de-energized state, the return spring 9 through the rod 6 presses the locking element 13 to the seat, blocking the fuel passage.

При подаче напряжения на обмотку под воздействием возникшего магнитного потока, проходящего через элементы магнитопровода (кожух 4, патрубок 3, корпус 1, якорь 5 и вновь замыкаясь на корпус 1), якорь 5, преодолевая усилие возвратной пружины 9, подтягивается к торцу расточки корпуса, отрывает запорный элемент 13 от седла, обеспечивая тем самым проход топлива через форсунку. When voltage is applied to the winding under the influence of the magnetic flux passing through the elements of the magnetic circuit (casing 4, pipe 3, housing 1, anchor 5 and again closing to housing 1), the armature 5, overcoming the force of the return spring 9, is pulled to the end of the housing bore, detaches the locking element 13 from the seat, thereby ensuring the passage of fuel through the nozzle.

При снятии электрического сигнала шток 6 под воздействием возвратной пружины 9 перемещает запорный элемент к седлу, перекрывая проход топлива через форсунку. When removing the electrical signal, the rod 6 under the influence of the return spring 9 moves the locking element to the seat, blocking the passage of fuel through the nozzle.

Преимуществом предлагаемого технического решения является повышение технологичности конструкции для обеспечения массового производства при одновременном улучшении массогабаритных характеристик, улучшение динамики и обеспечение высокой степени герметичности перекрытия топливного канала форсунки. The advantage of the proposed technical solution is to increase the manufacturability of the design to ensure mass production while improving weight and size characteristics, improving dynamics and providing a high degree of tightness of the shutter of the fuel channel of the nozzle.

Claims

1. ELECTROMAGNETIC NOZZLE, comprising a housing with a saddle, a winding, a hollow armature, a locking element rigidly connected to the armature and placed to interact with the saddle, a return spring, a rod located inside the hollow armature, with one end of the rod mating with a locking element, characterized the fact that part of the rod with the second end is placed in the housing between the armature and the return spring and is made a guide, and the pairing of the locking element and the first end of the rod is hinged.

2. The nozzle under item 1, characterized in that the locking element is made spherical.

3. The nozzle according to claim 1, characterized in that the working surfaces of the locking element and the seat are made flat.