RU2126924C1

RU2126924C1 - Actuating device

Info

Publication number: RU2126924C1
Application number: RU96105686A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Кутасов; А.И. Альшевский; Л.Е. Желандовский; Е.Н. Вербицкий
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Тандем"
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 1999-02-27

Abstract

FIELD: control of fuel, air and exhaust gas flow in various systems. SUBSTANCE: actuating device has housing where rotor is mounted with knife-edge support made from magnetically soft material secured on its axle. Permanent magnets are secured on knife-edge support. Swivel throttling member is connected with knife-edge support for reciprocating motion. Drive of throttling member is made in form of two toroidal cores made from magnetically soft material; wound on these cores are two opposing half-windings. Cores are inserted in thin-walled sleeve and are shifted through an angle of 90 deg relative to each other. length of magnets fitted on knife-edge support is less than total length of two toroidal cores with half-windings. EFFECT: enhanced reliability of device. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к исполнительным устройствам, применяемым в различных системах для управления потоками топлива, воздуха, отработавших газов и т.п. The invention relates to the field of engineering, in particular to actuators used in various systems for controlling the flow of fuel, air, exhaust gases, etc.

Известны исполнительные устройства с электродвигателями, которые применяются в различных системах для управления потоками топлива, воздуха, отработавших газов. Например, известно устройство с поворотным движением дросселирующего элемента для регулирования расхода воздуха, выпускаемое фирмой "Бош" /Германия/ и применяемое в системах распределенного впрыскивания топлива /"Электронное управление автомобильными двигателями" Покровский Г.Н., "Машиностроение", 1994, стр. 136 - 139/. В качестве привода устройства применен коллекторный двухобмоточный моментный электродвигатель, который обеспечивает позиционирование ротора в зависимости от соотношения токов, питающих обмотки. На статоре размещены два постоянных магнита. В зависимости от соотношения магнитных потоков ротор занимает определенное угловое положение. На оси ротора закреплен дросселирующий элемент, обеспечивающий при повороте изменение прямоугольного проходного сечения канала устройства. Known actuators with electric motors, which are used in various systems to control the flow of fuel, air, exhaust gases. For example, it is known a device with a rotary movement of a throttle element for regulating air flow, manufactured by Bosch / Germany / and used in distributed fuel injection systems / Electronic engine control "Pokrovsky GN," Engineering, 1994, p. 136 - 139 /. As a drive of the device, a collector double-winding torque motor is used, which provides rotor positioning depending on the ratio of currents supplying the windings. There are two permanent magnets on the stator. Depending on the ratio of magnetic fluxes, the rotor occupies a certain angular position. A throttling element is fixed on the rotor axis, which ensures a change in the rectangular passage section of the channel of the device during rotation.

Недостатком известного устройства является использование в нем коллекторного двигателя, который работает в режиме поворота ротора с остановками в любой точке в пределах угла поворота. Подвижный токосъем, коллекторный узел не могут обеспечить надежную работу устройств на больших временных интервалах, особенно в условиях дорожной вибрации, тряски и возможного загрязнения. Поверхность поворотного дросселирующего элемента имеет малые зазоры с сопрягаемой поверхностью в корпусе. Наличие инородных частиц в рабочей среде устройства, образование налета, нагара на рабочей поверхности поворотного дросселирующего элемента приводит к увеличению момента сопротивления на валу и в конечном счете к его заклиниванию. A disadvantage of the known device is the use of a commutator motor in it, which operates in the rotor rotation mode with stops at any point within the rotation angle. Mobile current collector, collector assembly cannot ensure reliable operation of devices at large time intervals, especially in conditions of road vibration, shaking and possible pollution. The surface of the rotary throttling element has small gaps with the mating surface in the housing. The presence of foreign particles in the working medium of the device, the formation of plaque, soot on the working surface of the rotary throttle element leads to an increase in the moment of resistance on the shaft and ultimately to its jamming.

Задачей изобретения является повышение надежности работы устройства в условиях вибрации и загрязнения посторонними частицами дросселирующей среды. The objective of the invention is to increase the reliability of the device under vibration and pollution by foreign particles of the throttling medium.

Для достижения технического результата в исполнительном устройстве, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, поворотный дросселирующий элемент, установленный на оси ротора, и привод, включающий два постоянных магнита, последний выполнен в виде двух тороидальных сердечников из магнитомягкого материала, на которые нанесены две встречно включенные полуобмотки, при этом сердечники вставлены в тонкостенный стакан и смещены друг относительно друга на 90^o, а на оси ротора закреплена призма из магнитомягкого материала, при этом магниты закреплены на призме, а дросселирующий элемент соединен с ней с возможностью вращательного и возвратно-поступательного перемещения, при этом длина магнитов на призме меньше суммарной длины двух тороидальных сердечников с полуобмотками.To achieve a technical result, in an actuator comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a rotary throttling element mounted on the axis of the rotor, and a drive including two permanent magnets, the latter is made in the form of two toroidal cores of magnetically soft material, on which are applied two opposed semi-windings, while the cores are inserted into a thin-walled glass and are offset from each other by 90 ^o , and a prism of magnetically soft material is fixed on the axis of the rotor, while The poles are mounted on the prism, and the throttling element is connected with it with the possibility of rotational and reciprocal movement, while the length of the magnets on the prism is less than the total length of two toroidal cores with semi-windings.

Изобретение представлено чертежом, на котором устройство изображено в разрезе. The invention is presented in the drawing, in which the device is shown in section.

На два тороидальных сердечника 1 из магнитомягкого материала нанесены обмотки 2, состоящие из двух полуобмоток, включенных встречно. Two toroidal cores 1 of soft magnetic material are coated with windings 2, consisting of two semi-windings connected in opposite directions.

Оба сердечника обмотками зафиксированы в полом стакане 3 со смещением на 90^o. Ротор устройства состоит из двух постоянных магнитов 4, закрепленных на прямоугольной призме 5 из магнитомягкого материала. К торцу призмы прикреплен поворотный дросселирующий элемент 6. По общей оси призмы и поворотного дросселирующего элемента выполнено сквозное отверстие, в котором зафиксированы два подшипника скольжения 7. Призма 5 с магнитами 4 и поворотным дросселирующим элементом 6 надеваются на вал 8, который закреплен в корпусе 9, содержащем проходные отверстия, входной и выходной патрубки. В корпус 9 вставляется стакан 3 с сердечниками 1 с последующей фиксацией. При этом постоянные магниты 4 ротора, размещаемые внутри сердечников 1 с обмотками, по длине выполнены короче их суммарной длины.Both core windings are fixed in a hollow glass 3 with an offset of 90 ^o . The rotor of the device consists of two permanent magnets 4, mounted on a rectangular prism 5 of soft magnetic material. A rotary throttling element 6 is attached to the end face of the prism. A through hole is made along the common axis of the prism and the rotary throttling element, in which two sliding bearings are fixed 7. Prism 5 with magnets 4 and a rotary throttling element 6 are put on the shaft 8, which is fixed in the housing 9, containing through holes, inlet and outlet nozzles. A cup 3 with cores 1 is inserted into the housing 9, followed by fixation. Moreover, the permanent magnets 4 of the rotor, placed inside the cores 1 with windings, are shorter in length than their total length.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При протекании тока через обмотки 2 сердечника 1 в них создаются магнитные потоки, которые замыкаются через магниты 4, призму 5 ротора, взаимодействуя с его магнитным потоком. When current flows through the windings 2 of the core 1, magnetic fluxes are created in them, which are closed through magnets 4, the prism 5 of the rotor, interacting with its magnetic flux.

Суммарный магнитный поток от сердечников 1 занимает в пространстве угловое положение, которое определяется соотношением токов в обмотках 2 сердечников. При взаимодействии магнитного потока ротора и суммарного потока сердечника 1, который изменяет свое положение в пространстве, происходит поворот поворотного дросселирующего элемента и изменение сечения проходного отверстия. The total magnetic flux from the cores 1 occupies an angular position in space, which is determined by the ratio of currents in the windings of 2 cores. When the magnetic flux of the rotor and the total flux of the core 1, which changes its position in space, interact, the rotary throttling element rotates and the cross section of the bore hole changes.

Вследствие того что длина постоянных магнитов 4 выполнена меньше, чем суммарная длина сердечников 1 с обмотками 2, то призма 5 будет всегда иметь перемещение в сторону того сердечника 1, по обмотке 2 которого протекает большой ток. Due to the fact that the length of the permanent magnets 4 is less than the total length of the cores 1 with the windings 2, the prism 5 will always have a movement towards that core 1, along the winding 2 of which a large current flows.

Таким образом, изменением соотношения токов в обмотках 2 обеспечивается угловое и возвратно-поступательное перемещения поворотного дросселирующего элемента 6. Ширина поворотного дросселирующего элемента 6 выполняется с учетом величины осевого перемещения. Thus, by changing the ratio of currents in the windings 2, the angular and reciprocating movements of the rotary throttling element 6 are provided. The width of the rotary throttling element 6 is made taking into account the magnitude of the axial displacement.

Такая конструкция исполнительного устройства обеспечивает надежную работу за счет исключения коллекторного узла, а также выполнения дросселирующим элементом при работе сложного движения, состоящего из вращательного в пределах расчетного угла и одновременно возвратно-поступательного. Наличие сложного движения препятствует образованию налета на поверхности, способствует удалению инородных частиц из рабочего зазора. This design of the actuator ensures reliable operation by eliminating the collector assembly, as well as by performing a throttling element during operation of a complex motion consisting of a rotational movement within the design angle and a reciprocating movement at the same time. The presence of complex motion prevents the formation of plaque on the surface, helps to remove foreign particles from the working gap.

Claims

1. An actuator comprising a housing with passage holes, inlet and outlet nozzles, a rotary throttling element mounted on the axis of the rotor, and a drive comprising two permanent magnets, characterized in that the drive is made in the form of two toroidal cores of magnetically soft material, on which two opposite half-windings are applied, while the cores are inserted into a thin-walled glass and are offset by 90 ^° relative to each other, and a prism of magnetically soft material is fixed on the rotor axis, while the bends are mounted on the prism, and the rotary throttling element is connected to it with the possibility of rotational and reciprocating movement.

2. The device according to claim 1, characterized in that the length of the magnets on the prism is less than the total length of two toroidal cores with semi-windings.