RU2363854C2

RU2363854C2 - Actuating mechanism of electronic system of in-line diesel engine control in high-pressure fuel pump

Info

Publication number: RU2363854C2
Application number: RU2007121310/06A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Константинович Новожилов (RU); Геннадий Константинович Новожилов; Михаил Николаевич Ерохин (RU); Михаил Николаевич Ерохин
Original assignee: ОАО "Ярославский завод дизельной аппаратуры"
Priority date: 2007-06-06
Filing date: 2007-06-06
Publication date: 2009-08-10
Also published as: RU2007121310A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention is related to propulsion engineering, in particular to controllers of fuel supply into cylinders of diesel internal combustion engine. Actuating mechanism of electronic system of in-line diesel engine control in high-pressure fuel pump (HPFP) comprises controller body rigidly fixed in HPFP body on the side, which is opposite to drive coupling, and multipolar rotary electromagnet installed in controller body, as well as transfer lever of HPFP regulating rack drive, which is rigidly fixed in axis of rotary electromagnet, and also return spring of transfer lever. Rotary electromagnet is rigidly fixed in controller body with perpendicular direction of axis to plane that passes through axes of cam shaft and injection sections of HPFP. Transfer lever is hingedly connected to traction rod of HPFP regulating rack, which is adjusted in length with the help of helical pair and spacer spring, and traction rod connection to regulating rack is also arranged as hinged.

EFFECT: invention provides for compactness, fast and adequate reaction to real changes of traffic conditions with optimal fuel consumption and normative emission of spent gases into atmosphere.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к регуляторам топливоподачи, в частности к исполнительным механизмам электронных систем регулирования процесса впрыска топлива в цилиндры преимущественно дизельного двигателя.The invention relates to the field of engine building, namely to fuel supply controllers, in particular to actuators of electronic systems for regulating the process of fuel injection into the cylinders of a predominantly diesel engine.

Известен исполнительный механизм электронного регулятора частоты вращения дизеля, например, по авторскому свидетельству SU 1318706, 4F02D 1/08. Этот механизм компактно расположен в развале V-образного топливного насоса высокого давления (ТНВД) дизеля и управляет одновременно двумя рейками привода поворота втулок плунжеров этого насоса. Основным недостатком этого механизма является применение электродвигателя и дополнительных кинематических цепей привода реек, что снижает быстродействие и точность позиционирования втулок относительно плунжеров.The known actuator of the electronic regulator of the engine speed, for example, according to the copyright certificate SU 1318706, 4F02D 1/08. This mechanism is compactly located in the collapse of the V-shaped high-pressure fuel pump (TNVD) of the diesel engine and simultaneously controls two rails of the drive for turning the plug bushings of the plungers of this pump. The main disadvantage of this mechanism is the use of an electric motor and additional kinematic chains of the drive rails, which reduces the speed and accuracy of positioning of the bushings relative to the plungers.

Известен более современный исполнительный механизм электронной системы регулирования частоты вращения дизеля, например, по патенту RU 2331663, 7F02D 1/08. Ось этого механизма (его многополярного поворотного электромагнита) также перпендикулярна оси кулачкового вала, что способствует компактному расположению его в развале V-образного топливного насоса. Однако такая компановка исполнительного механизма на рядном топливном насосе высокого давления становится проблематичной с точки зрения габаритных размеров (ширины) насоса.Known more modern actuator electronic system for controlling the speed of a diesel engine, for example, according to patent RU 2331663, 7F02D 1/08. The axis of this mechanism (its multipolar rotary electromagnet) is also perpendicular to the axis of the cam shaft, which contributes to its compact arrangement in the collapse of the V-shaped fuel pump. However, such an arrangement of the actuator on an in-line high pressure fuel pump becomes problematic in terms of overall dimensions (width) of the pump.

Известен электронный регулятор управления подачей топлива рядного ТНВД, патенту RU 2066386, F02D 1/08; 1/18, содержащий исполнительный механизм, у которого якорь и сердечник датчика положения рейки выполнены за одно целое с этой рейкой, магнитопровод с катушкой жестко закреплен на корпусе насоса. От величины и направления управляющего тока, подаваемого на обмотку якоря, зависит направление и величина перемещения рейки и соответственно увеличение или уменьшение подачи топлива в цилиндры двигателя. Этот регулятор компактен, но из-за инертности срабатывания (большие движущиеся массы) не может обеспечить требуемого быстродействия и точного позиционирования рейки.Known electronic fuel flow control regulator inline fuel pump, patent RU 2066386, F02D 1/08; 1/18, containing the actuator, in which the armature and core of the rack position sensor are integral with this rack, a magnetic circuit with a coil is rigidly fixed to the pump casing. From the magnitude and direction of the control current supplied to the armature winding, the direction and magnitude of the movement of the rail and, accordingly, the increase or decrease in fuel supply to the engine cylinders, depend. This controller is compact, but due to the inertia of operation (large moving masses), it cannot provide the required speed and accurate positioning of the rail.

Целью настоящего изобретения является создание компактного исполнительного механизма электронной системы управления рядного топливного насоса высокого давления, лишенного перечисленных недостатков известных технических решений.The aim of the present invention is to provide a compact actuator for an electronic control system of an in-line high-pressure fuel pump, devoid of the above disadvantages of known technical solutions.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом исполнительном механизме электронной системы управления рядного топливного насоса высокого давления (ТНВД), содержащем корпус регулятора, жестко закрепленный на корпусе ТНВД со стороны, противоположной муфте привода, и смонтированные в корпусе регулятора многополюсный поворотный электромагнит, передаточный рычаг привода регулирующей рейки ТНВД, жестко закрепленный на оси поворотного электромагнита, а также возвратную пружину передаточного рычага, согласно изобретению поворотный электромагнит жестко закреплен в корпусе регулятора с направлением оси перпендикулярно плоскости, проходящей через оси кулачкового вала и нагнетательных секций ТНВД, передаточный рычаг шарнирно связан с регулируемой по длине при помощи винтовой пары и распорной пружины тягой регулирующей рейки и соединение тяги с регулирующей рейкой также выполнено шарнирно, причем жесткость возвратной пружины согласована с силовой схемой многополюсного поворотного электромагнита для обеспечения штатного и аварийного останова двигателя.This goal is achieved by the fact that in the proposed executive mechanism of the electronic control system of a high-pressure in-line fuel pump (TNVD), comprising a regulator body rigidly mounted on the TNVD body from the side opposite to the drive coupling, and a multi-pole rotary electromagnet mounted in the regulator body, a drive transmission lever control rail of the high-pressure fuel pump, rigidly fixed to the axis of the rotary electromagnet, as well as the return spring of the transmission lever, according to the invention The th electromagnet is rigidly fixed in the regulator body with the direction of the axis perpendicular to the plane passing through the axis of the camshaft and injection sections of the injection pump, the transmission lever is pivotally connected with a rod of a control rod adjustable in length with a screw pair and an expansion spring, and the connection of the rod with the control rail is also pivotally moreover, the stiffness of the return spring is consistent with the power circuit of the multi-pole rotary electromagnet to ensure regular and emergency engine shutdown.

Предлагаемый исполнительный механизм показан на чертеже, где схематично изображены его основные конструктивные элементы.The proposed actuator is shown in the drawing, where its main structural elements are schematically shown.

На корпусе ТНВД 1 при помощи болтов 2 закреплен корпус регулятора 3, в котором смонтирован известный многополюсный поворотный электромагнит 4 (например типа ЭМП 01-20) с направлением его оси перпендикулярно плоскости, проходящей через оси кулачкового вала и нагнетательных секций ТНВД (не показаны). На оси электромагнита 5 жестко закреплен передаточный рычаг 6, через его шарнир 7 связанный с тягой 8, оснащенной винтовой парой 9 с контргайкой 10. Ползун тяги 11 через его шарнир 12 соединен с концом регулирующей рейки ТНВД 13. Между винтовой парой 9 и ползуном тяги 11 поставлена распорная пружина 14. Сигнал на многополюсный поворотный электромагнит 4 от управляющего электронного блока (не показан) подается по электрошнуру 15. Исходную контрольную точку взаимодействия поворотного электромагнита 4 с регулирующей рейкой 13 при сборке описываемого исполнительного механизма настраивают изменением длины тяги 8 при помощи винтовой пары 9 и контргайки 10. Распорная пружина 14 придает относительную жесткость конструкции, состоящей из элементов 7, 8, 9, 10, 11, 12, и одновременно выбирает возможные люфты в сочленениях перечисленных элементов. Шарниры 7 и 12 исключают «заедание» регулирующей рейки 13 в ее направляющих, что повышает точность ее позиционирования в заданных электронной системой пределах.On the housing of the injection pump 1, with the help of bolts 2, the regulator housing 3 is mounted, in which a well-known multi-pole rotary electromagnet 4 (for example, type EMF 01-20) is mounted with its axis perpendicular to the plane passing through the axis of the cam shaft and injection sections of the injection pump (not shown). On the axis of the electromagnet 5, the transmission lever 6 is rigidly fixed, through its hinge 7 connected to the rod 8, equipped with a screw pair 9 with a lock nut 10. The rod slider 11 is connected through its hinge 12 to the end of the control rail of the injection pump 13. Between the screw pair 9 and the rod slider 11 a spacer spring is delivered 14. The signal to the multi-pole rotary electromagnet 4 from the control electronic unit (not shown) is supplied through the electric cord 15. The initial control point of interaction of the rotary electromagnet 4 with the control rail 13 during the assembly of the described The filling mechanism is adjusted by changing the length of the rod 8 using a screw pair 9 and a lock nut 10. The spacer spring 14 gives the relative rigidity of the structure consisting of elements 7, 8, 9, 10, 11, 12, and at the same time selects possible backlash in the joints of the listed elements. The hinges 7 and 12 exclude “jamming” of the control rail 13 in its guides, which increases the accuracy of its positioning within the limits specified by the electronic system.

Предлагаемый исполнительный механизм работает следующим образом. При поступлении корректирующего сигнала от электронного блока управления по электрошнуру 15 электромагнит 4 поворачивается на заданный угол, пропорциональный величине, направлению и продолжительности управляющего тока. При этом передаточный рычаг 6 передает дуговое перемещение через шарнир 7, тягу 8 и шарнир 12 на регулирующую рейку ТНВД 13, связанную зубчатой передачей с втулками плунжеров (не показаны), взаимное положение которых с плунжерами ТНВД и определяет опережение, продолжительность и величину впрыскиваемого через форсунки топлива в цилиндры двигателя. Заданный таким образом режим подачи топлива сохранится вплоть до очередного электрического импульса, поступившего на поворотный электромагнит 4. Возвратная пружина 16, жесткость которой согласована с силовой схемой многополюсного поворотного электромагнита 4, гарантирует штатный и аварийный останов двигателя, например при нарушении электропитания.The proposed actuator operates as follows. Upon receipt of a correction signal from the electronic control unit via an electric cord 15, the electromagnet 4 is rotated by a predetermined angle proportional to the magnitude, direction and duration of the control current. In this case, the transmission lever 6 transfers the arc movement through the hinge 7, the rod 8 and the hinge 12 to the control rail of the injection pump 13, connected by a gear transmission to the plunger bushings (not shown), the mutual position of which with the injection pump plungers determines the lead, the duration and the size of the injected through the nozzles fuel into the engine cylinders. The fuel supply mode set in this way will be maintained until the next electrical impulse arrives at the rotary electromagnet 4. The return spring 16, the rigidity of which is coordinated with the power circuit of the multi-pole rotary electromagnet 4, guarantees a regular and emergency engine shutdown, for example, in case of power failure.

Описанная компановка на корпусе рядного ТНВД и внутреннее устройство предлагаемого исполнительного механизма электронной системы управления топливоподачи дизельного двигателя обеспечивает его компактность, быстрое и адекватное реагирование на реальные изменения дорожных условий при оптимальном расходе топлива и нормативных выбросах в атмосферу отработавших газов (например, соответствующих требованиям Евро-3).The described arrangement on the inline fuel pump housing and the internal structure of the proposed actuator of the electronic fuel supply control system for the diesel engine provides its compactness, quick and adequate response to real changes in road conditions with optimal fuel consumption and standard exhaust emissions (for example, meeting Euro-3 requirements )

Claims

1. The Executive mechanism of the electronic control system of a high-pressure in-line fuel pump (TNVD), comprising a regulator body rigidly fixed to the TNVD housing from the side opposite to the drive coupling, and a multi-pole rotary electromagnet mounted in the regulator body, a gear lever of the control valve of the injection pump, rigidly fixed on the axis of the rotary electromagnet, as well as the return spring of the transmission lever, characterized in that the rotary electromagnet is rigidly fixed in the regulator housing with the direction of the axis perpendicular to the plane passing through the axis of the camshaft and the injection pump sections, the transfer arm is pivotally connected with adjustable in length by means of a pair of helical traction springs and spacer slats regulating pump and a compound thrust with the regulating rail pivotally also satisfied.

2. The actuator according to claim 1, characterized in that the stiffness of the return spring is consistent with the power circuit of a multi-pole rotary electromagnet to ensure regular and emergency engine shutdown.