WO2012102635A1 - Electromagnetic valve for a hydraulically controllable fuel injector - Google Patents
Electromagnetic valve for a hydraulically controllable fuel injector Download PDFInfo
- Publication number
- WO2012102635A1 WO2012102635A1 PCT/RU2011/000037 RU2011000037W WO2012102635A1 WO 2012102635 A1 WO2012102635 A1 WO 2012102635A1 RU 2011000037 W RU2011000037 W RU 2011000037W WO 2012102635 A1 WO2012102635 A1 WO 2012102635A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- armature
- pusher
- electromagnetic valve
- elastic
- magnetic circuit
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
- F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
- F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
- F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
- F02M63/0017—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using electromagnetic operating means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/007—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of the groups F02M63/0014 - F02M63/0059
- F02M63/0075—Stop members in valves, e.g. plates or disks limiting the movement of armature, valve or spring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/088—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures provided with means for absorbing shocks
Definitions
- the invention relates to engine building, in particular to fuel-spraying equipment for internal combustion engines.
- High pressure hydraulically controlled fuel nozzles typically comprise a control chamber with an outlet channel closed by a shut-off element by means of a pre-loaded main spring and opened by exciting an electromagnet to move the armature to overcome the force exerted by the spring.
- the armature is rigidly connected to a rod sliding inside a fixed guide.
- the impact of the locking element on the valve seat creates a significant force proportional to the mass and speed of movement of the armature and the rod and inversely proportional to the duration of the impact, which is very small, and, given the hardness of the rod, ball and valve seat, leads to a significant impact when closing the channel, so moving the armature does not ensure stable operation of the nozzle.
- a damping device is introduced into the design of the electromagnetic valve.
- the electromagnetic valve according to the patent RU 2209337 there is a damping device interacting with the anchor and the fixed element, which works with the displacement of the fuel, which damps the transient vibrations of the armature during its dynamic movement.
- the disadvantage of this design is the difficulty of ensuring a calibrated gap between the armature and the fixed element.
- the control device of the high-pressure nozzle according to the patent US 6305355 is also known, in which the function of the damping device is performed by a massive body located coaxially with the armature and in contact with it from the side opposite to the electromagnet.
- the anchor after pressing the locking element against the saddle, collides with the massive body, transmitting its momentum to it and, accordingly, preventing its possible oscillations.
- the disadvantages of this design include the need to introduce additional elements into the design, which leads to its cost increase.
- a common feature of all the mentioned structures with a movable armature is the presence of two guide surfaces on the rod. The first is the direction of the rod itself in a fixed sleeve fixed in the housing, the second is the direction of the movable armature along the rod. The presence of these two surfaces limits the minimum axial dimensions of the control valve.
- the objective of the present invention is to eliminate the above disadvantages and create a simple, reliable solenoid valve for a hydraulic nozzle with reduced axial dimensions. Disclosure of invention
- the elastic element is made in the form of an elastic disk combined with a pusher and rigidly connected with its peripheral part to the anchor with the formation of a damping cavity between the end of the elastic disk and the anchor, and the emphasis is an elastically deformable ring fixed along the periphery in the anchor on the other side of the damping cavity relative to the elastic disk.
- the damping cavity may be in the form of a ring, an annular gap on the inner diameter of which forms the outlet section of the damping cavity.
- the axial dimension of the slit of the exit section of the damping cavity is 0.5 to 1.5 times the stroke of the pusher.
- a decrease in the axial size of the output section leads to an increase in the outflow velocity and, accordingly, to an increase in damping, however, the magnitude of the force transmitted from the armature to the rod increases.
- the specified range is a compromise between the amount of damping and the pressing force of the locking element to the seat.
- the ratio of the outer diameter of the damping cavity to the inner diameter is 1.8 - 3. Since the diameter of the outlet cross section is determined constructively, this ratio determines the area of the damping cavity. At a ratio of 1.8, it is minimal and fluid displacement requires less effort. When this ratio is increased to 3, the area of the damping cavity increases, and more force is required to displace the liquid from it, which increases the damping of the kinetic energy of the armature. Also, an increase in the diameter of the damping cavity leads to an increase in the deformation of the elastic disk of the pusher, which makes it possible to perform an elastic disk of greater thickness at the same strain value, increasing the manufacturability of its manufacture.
- the stiffness of the thrust ring is 2 to 5 times greater than the stiffness of the elastic disk.
- the specified range is selected from the conditions of collateral the necessary rigidity of fixing the anchor, moving under the action of the return spring, while the minimum value of the range determines the maximum lag of the armature from the pusher, and the maximum value of stiffness - the minimum lag.
- the outer diameter of the thrust ring is equal to the diameter of the elastic disk, and the inner diameter is 1, 3 - 2 of the diameter of the pusher.
- the specified range is selected from the condition for ensuring the necessary rigidity of the anchor moving under the action of the return spring, as well as from the condition for ensuring the necessary size of the additional damping cavity between the elastic disk and the thrust ring, and the minimum diameter determines the minimum lag of the armature from the pusher and the maximum cavity size, and maximum diameter — maximum lag and minimum cavity size.
- FIG. 1 is a sectional view of a fuel injector comprising an electromagnetic valve according to the invention
- FIG. 5 is a section along D-D in FIG. 1 on an enlarged scale
- FIG. 6 is a section along EE in FIG. 1 on an enlarged scale.
- the electromagnetic valve is located in the nozzle housing 1 and contains a magnetic circuit 2 with a winding 3 and an armature 4 mounted on the pusher 5.
- the magnetic circuit 2 is pressed through the insulator 17 in the sleeve 18, pressed by the nut 19 through the adjusting washer 15 to the housing 1.
- a cap 16 of non-magnetic material is mounted on its axis, protruding from this magnetic circuit 2 to a distance N (Fig. 2).
- the voltage on the winding 3 is supplied through the contacts 20 passing through the holes in the insulator 17 (not shown) and filled with plastic in the manufacture of the pads 21.
- the pusher 5 is installed in the hole 7 of the housing 1 with the possibility of axial movement and under the action of the spring 8 with the adjusting washer 9 presses the locking element 10 through the spacer 11 to its seat, blocking the hole 12.
- the anchor 4 is mounted on the pusher 5 by means of an elastic disk 13, made integral with the pusher 5, and a deformable ring 6.
- the outer diameter of the thrust ring 6 is equal to the diameter of the elastic disk 13, and the inner diameter is 1, 3 - 2 diameters of the pusher 5.
- the stiffness of the thrust ring 6 is 2 to 5 times higher than the stiffness of the elastic disk 13. The elastic disk 13 and the deformable ring 6 are pressed against each other and fastened to the armature 4 on the periphery, in particular, crimped.
- a bore is made in the armature 4, so that a damping cavity 14 is formed between the elastic disk 13 and the armature 4, and the deformable ring 6, which acts as a stop, is located on the other side of the damping cavity 14 with respect to the elastic disk 13 and limits the deformation of the elastic disk 13 towards the closed side magnetic circuit.
- the damping cavity 14 has the shape of a ring, the annular gap S on the inner diameter d of which forms the output section of the damping cavity.
- the ratio of the outer diameter D of the cavity 14 to the specified inner diameter d lies in the range from 1, 8 to 3, and the axial size of the slit S of the output section of the damping cavity 14 is 0.5 to 1.5 of the working stroke M of the pusher 5.
- the stroke M of the pusher 5 is defined as the distance from the surface of the armature 4 facing the magnetic core 2 to the cap 16 in the pressed position of the locking element 10 to its seat.
- This stroke M can be controlled by selecting the thickness of the adjusting washer 15 (Fig. 2), which determines the position of the magnetic circuit 2 relative to the housing 1.
- the minimum clearance between the armature 4 and the magnetic circuit 2 is determined by the protrusion N of the specified cap 16.
- the pusher 5 has an axial hole 22 and grooves 23 for the passage of fuel consumed for controlling the nozzle to the magnetic circuit 2 for cooling it, and then into the cavity 24 of the electromagnet.
- the hole 25 and the grooves 26 (Fig. 1) connect the specified cavity 24 with the drain fitting 27.
- the sealing ring 28 prevents the passage of fuel flowing from the hole 12 immediately to the drain fitting 27, if the pressure drop does not exceed the permissible. Sealing of the cavity 24 is carried out by a rubber sealing ring 29.
- the solenoid valve described above controls the operation of an electro-hydraulic nozzle, for example, a diesel internal combustion engine, comprising a spray gun 30 connected to a hollow body 1, in which three needles 31 are installed, covering the spray holes 32.
- the upper ends of the needles 31 in the closed state coincide with the end of the spray gun 30.
- the needles 31 are kept from turning either by those needles 31 that are pressed against the saddle, or due to friction between the needle 31 and the pusher 33 interacting with it.
- a bore 34 is made in the housing 1 (Fig. 4), which determines the maximum value h of raising the needles 31.
- thickeners 35 are made on the needles 31, each of which has flat platforms 36 (Fig.
- Each pusher 33 (Fig. 1) is affected by a locking multiplier 39, the upper part of which is under the influence of the fuel pressure in the hydraulic control chamber 40 (Fig. 2).
- the multiplier 39 in the lower part has a thrust shoulder 41, which provides preliminary compression of the pusher 33, because the distance between the upper end of the needle 31 in its closed position and the lower end of the multiplier 39, pressed by the shoulder 41 to the end of the multiplier sleeve 42 (i.e. in the upper position), is less than the length of the pusher 33 in the free state, which ensures that the needle 31 is pressed against the saddle when lack of pressure in the system.
- the magnitude of this compression is about 0.2 mm, which eliminates the influence of the difference in the coefficients of thermal expansion of the parts and reduces the requirements for the accuracy of their manufacture.
- the holes 38 (Fig. 1) for supporting the pusher along the axis of action of the forces of the needle 31 and the multiplier 39 are made inclined with great accuracy on a wire EDM machine.
- Fuel into the hydraulic control chamber 40 enters through the inlet fitting 43 (Fig. 1), the holes in the housing 1, the tubular pin 44 and the throttle hole 45 (Fig. 2) and can be ejected from it through the hole 12, by opening which is controlled by a solenoid valve.
- the solenoid valve in the hydraulic fuel injector operates as follows.
- the armature 4 (Fig. 2) is attracted to the magnetic circuit 2, compressing the spring 8 through the thrust ring 6 and releasing the locking element 10.
- the force of impact of the armature 4 on the end face of the cap 16 is damped by displacing the liquid from the gap between the armature 4 and the magnetic circuit 2, reducing the magnitude of the rebound during the collision of the armature 4 with the end face of the cap 16, and a significant area of the colliding surfaces provides the necessary life of the nozzle.
- the release of the locking element 10 leads to a drop in pressure in the hydraulic control chamber 40, and the multiplier 39 under the action of the elastic forces of the pusher 33 (Fig. 1) and the pressure of the fuel acting on the differential platform of the needle 31 rises to the contact of the shoulder 41 with the multiplier sleeve 42.
- the anchor 4 (Fig. 2), under the action of the spring 8, breaks away from the magnetic circuit 2 through the thrust ring 6 and, moving together with the pusher 5 and the spacer 11, puts the locking element 10 into the valve seat.
- the impact force of the locking element 10 on the saddle decreases approximately by a factor of many times, how many times the mass of the pusher 5 is less than the total mass moving from the mass of the pusher 5, the armature 4 and the thrust ring 6.
- the stress decreases by the collision of the locking element 10 and its seat, reducing their wear, and the energy of the rebound of the locking element 10 is reduced by the same amount.
- the armature 4 together with the thrust ring 6 continues to move by inertia towards the opening of the magnetic circuit, deforming the elastic disk 13.
- fuel is displaced from the cavity 14 (Fig. 3), damping most of the kinetic energy of the armature 4 and the thrust ring 6 and reducing the amount of deformation of the elastic disk 13 and, as a consequence, the value of the stored strain energy.
- the deformation of the elastic disk 13 also leads to the formation of a cavity between the elastic disk 13 and the thrust ring 6, which under the influence of the resulting vacuum is filled with fuel, and when the elastic disk 13 is straightened to its original position, the fuel is displaced from this cavity, providing a smooth fit of the thrust ring 6. the force of their impact is less than the force of the spring 8, which eliminates the undesirable separation of the locking element 10 (Fig. 2) from the saddle.
- a decrease in the collision force of the locking element 10 against the saddle will allow, without increasing the stresses arising at the same time, on the saddle and the locking element 10 to reduce the diameter of the locking element 10 and, as a result, using the same electromagnet, control a significantly higher fuel pressure.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Abstract
The electromagnetic valve for a hydraulically controllable fuel injector is intended for use in the fuel injection apparatus of internal combustion engines. The electromagnetic valve comprises an electromagnet, a tappet (5) which is spring-loaded in the opening direction of a magnetic circuit and is connected to a closing element (10), and an armature (4) of the electromagnet, said armature being mounted on the tappet (5) so as to be axially displaceable relative to the tappet (5) in the opening direction of the magnetic circuit and having a stop in the closing direction, wherein displacement of the armature (4) in the opening direction of the magnetic circuit is limited by an elastic element. According to the invention, the elastic element is in the form of an elastic disc (13) which is joined to the tappet (5) and the peripheral part of which disc is rigidly connected to the armature (4) with the formation of a damping cavity (14) between the end face of the elastic disc (13) and the armature (4), and the stop comprises an elastically deformable ring (6) which is fixed along the periphery in the armature (4) on the other side of the damping cavity relative to the elastic disc (13). The electromagnetic valve according to the invention has a simple, reliable design with reduced axial dimensions and permits control of increased fuel pressure without an increase in the power of the electromagnet.
Description
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН ДЛЯ ГИДРОУПРАВЛЯЕМОЙ ELECTROMAGNETIC VALVE FOR HYDRAULIC CONTROL
ТОПЛИВНОЙ ФОРСУНКИ FUEL INJECTOR
Область техники Technical field
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливовпрыскивающей аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. The invention relates to engine building, in particular to fuel-spraying equipment for internal combustion engines.
Предшествующий уровень техники State of the art
Гидроуправляемые топливные форсунки высокого давления обычно содержат управляющую камеру с выпускным каналом, закрытым запорным элементом посредством предварительно нагруженной основной пружины и открываемым путем возбуждения электромагнита для перемещения якоря с целью преодоления усилия, приложенного пружиной. В известных клапанах, например в электромагнитном клапане топливной форсунки по патенту ЕР 0604914 А1 , якорь жестко соединен со штоком, скользящим внутри неподвижной направляющей. High pressure hydraulically controlled fuel nozzles typically comprise a control chamber with an outlet channel closed by a shut-off element by means of a pre-loaded main spring and opened by exciting an electromagnet to move the armature to overcome the force exerted by the spring. In known valves, for example in the electromagnetic valve of a fuel injector according to EP 0 604 914 A1, the armature is rigidly connected to a rod sliding inside a fixed guide.
При закрывании выпускного канала кинетическая энергия якоря и штока рассеивается при ударе запорного элемента о седло клапана, а при открывании выпускного канала кинетическая энергия обратного хода якоря и штока рассеивается при вытеснении топлива из зазора между якорем и магнитопроводом. When the outlet channel is closed, the kinetic energy of the armature and the rod is dissipated when the locking element hits the valve seat, and when the outlet channel is opened, the kinetic energy of the armature and rod backstroke is dissipated when the fuel is displaced from the gap between the armature and the magnetic circuit.
Удар запорного элемента о седло клапана создает значительное усилие, пропорциональное массе и скорости перемещения якоря и штока и обратно пропорциональное длительности удара, которая очень мала, и, с учетом твердости штока, шарика и седла клапана, приводит к значительной отдаче при закрывании канала, так что перемещение якоря не обеспечивает устойчивую работу форсунки. The impact of the locking element on the valve seat creates a significant force proportional to the mass and speed of movement of the armature and the rod and inversely proportional to the duration of the impact, which is very small, and, given the hardness of the rod, ball and valve seat, leads to a significant impact when closing the channel, so moving the armature does not ensure stable operation of the nozzle.
Одно из предложений по уменьшению отдачи массы, останавливаемой во время закрывающего хода, состоит в том, чтобы отсоединить якорь от штока и использовать вторую пружину, которая слабее основной пружины и предназначена для прижатия якоря к упору на штоке. Это решение реализовано в электромагнитном клапане топливной форсунки по патенту ЕР 0753658 А1. Также в указанном клапане шток снабжен фланцем, заключенным внутри камеры, в которой циркулирует топливо, и в которой перемещение фланца создает некоторую
турбулентность, чтобы дополнительно уменьшить отдачу при открывании выпускного канала. Однако и такая конструкция обладает определенным недостатком, состоящим в том, что якорь после прижатия запорного элемента к своему седлу в последующем начинает совершать переходные колебания. В результате таких колебаний якорь после осуществления предварительного впрыскивания занимает неопределенное положение, что в процессе последующего основного впрыскивания при одинаковой продолжительности управляющих воздействий может привести к различной длительности нахождения электромагнитного клапана в открытом состоянии. Также указанные колебания могут привести к повторному открытию клапана. One suggestion for reducing the recoil of the mass that is stopped during the closing stroke is to disconnect the anchor from the rod and use a second spring, which is weaker than the main spring and is designed to press the anchor against the stop on the rod. This solution is implemented in the solenoid valve of the fuel injector according to patent EP 0753658 A1. Also, in said valve, the stem is provided with a flange enclosed inside a chamber in which fuel circulates and in which movement of the flange creates some turbulence to further reduce recoil when opening the exhaust channel. However, this design also has a certain drawback, namely, that the anchor after pressing the locking element to its seat subsequently begins to make transient vibrations. As a result of such oscillations, the armature after the preliminary injection takes an indefinite position, which during the subsequent main injection with the same duration of control actions can lead to different durations of the solenoid valve in the open state. Also, these vibrations can lead to re-opening of the valve.
Для устранения указанных недостатков в конструкцию электромагнитного клапана вводится демпфирующее устройство. Например, в электромагнитном клапане по патенту RU 2209337 имеется взаимодействующее с якорем и неподвижным элементом работающее с вытеснением топлива демпфирующее устройство, обеспечивающее гашение переходных колебаний якоря при его динамическом перемещении. Недостатком данной конструкции является трудность обеспечения калиброванного зазора между якорем и неподвижным элементом. To eliminate these drawbacks, a damping device is introduced into the design of the electromagnetic valve. For example, in the electromagnetic valve according to the patent RU 2209337, there is a damping device interacting with the anchor and the fixed element, which works with the displacement of the fuel, which damps the transient vibrations of the armature during its dynamic movement. The disadvantage of this design is the difficulty of ensuring a calibrated gap between the armature and the fixed element.
Также известно управляющее устройство форсунки высокого давления по патенту US 6305355, в котором функцию демпфирующего устройства выполняет массивное тело, расположенное соосно с якорем и контактирующее с ним со стороны, обратной электромагниту. При обратном ходе якорь после прижатия запорного элемента к седлу соударяется с упомянутым массивным телом, передавая ему свой импульс и, соответственно, предотвращая возможные свои колебания. К недостаткам данной конструкции можно отнести необходимость введения в конструкцию дополнительных элементов, что приводит к её удорожанию. The control device of the high-pressure nozzle according to the patent US 6305355 is also known, in which the function of the damping device is performed by a massive body located coaxially with the armature and in contact with it from the side opposite to the electromagnet. In the reverse course, the anchor, after pressing the locking element against the saddle, collides with the massive body, transmitting its momentum to it and, accordingly, preventing its possible oscillations. The disadvantages of this design include the need to introduce additional elements into the design, which leads to its cost increase.
Общей особенностью всех упомянутых конструкций с подвижным якорем является наличие двух направляющих поверхностей на штоке. Первая - это направление самого штока в неподвижной втулке, закрепленной в корпусе, вторая - направление подвижного якоря по штоку. Наличие двух этих поверхностей ограничивает минимальные осевые габариты управляющего клапана. A common feature of all the mentioned structures with a movable armature is the presence of two guide surfaces on the rod. The first is the direction of the rod itself in a fixed sleeve fixed in the housing, the second is the direction of the movable armature along the rod. The presence of these two surfaces limits the minimum axial dimensions of the control valve.
Задача настоящего изобретения состоит в устранении вышеуказанных недостатков и создании простого, надежного электромагнитного клапана для гидроуправляемой форсунки с уменьшенными осевыми габаритами.
Раскрытие изобретения The objective of the present invention is to eliminate the above disadvantages and create a simple, reliable solenoid valve for a hydraulic nozzle with reduced axial dimensions. Disclosure of invention
Указанная задача решена в электромагнитном клапане для гидроуправляемой топливной форсунки, содержащем электромагнит, толкатель, подпружиненный в сторону размыкания магнитной цепи и связанный с запирающим элементом, якорь электромагнита, установленный на толкателе с возможностью осевого перемещения относительно толкателя в сторону размыкания магнитной цепи и имеющий упор в сторону замыкания, причем перемещение якоря в сторону размыкания магнитной цепи ограничено упругим элементом. Согласно изобретенимю упругий элемент выполнен в виде упругого диска, объединенного с толкателем и жестко связанного своей периферийной частью с якорем с образованием демпфирующей полости между торцом упругого диска и якорем, а упор представляет собой упруго деформируемое кольцо, закрепленное по периферии в якоре по другую сторону от демпфирующей полости относительно упругого диска. This problem is solved in an electromagnetic valve for a hydraulic fuel injector containing an electromagnet, a pusher spring-loaded in the direction of opening the magnetic circuit and connected to the locking element, an electromagnet armature mounted on the pusher with the possibility of axial movement relative to the pusher in the direction of opening of the magnetic circuit and having an emphasis in the side closure, and the movement of the armature in the direction of the opening of the magnetic circuit is limited by the elastic element. According to the invention, the elastic element is made in the form of an elastic disk combined with a pusher and rigidly connected with its peripheral part to the anchor with the formation of a damping cavity between the end of the elastic disk and the anchor, and the emphasis is an elastically deformable ring fixed along the periphery in the anchor on the other side of the damping cavity relative to the elastic disk.
Демпфирующая полость может иметь форму кольца, кольцевая щель на внутреннем диаметре которого образует выходное сечение демпфирующей полости. The damping cavity may be in the form of a ring, an annular gap on the inner diameter of which forms the outlet section of the damping cavity.
Предпочтительно осевой размер щели выходного сечения демпфирующей полости составляет 0,5 - 1,5 рабочего хода толкателя. Уменьшение осевого размера выходного сечения приводит к росту скорости истечения и, соответственно, к увеличению демпфирования, однако при этом возрастает величина усилия, передаваемого с якоря на шток. Указанный диапазон является компромиссом между величиной демпфирования и силой прижатия запирающего элемента к седлу. Preferably, the axial dimension of the slit of the exit section of the damping cavity is 0.5 to 1.5 times the stroke of the pusher. A decrease in the axial size of the output section leads to an increase in the outflow velocity and, accordingly, to an increase in damping, however, the magnitude of the force transmitted from the armature to the rod increases. The specified range is a compromise between the amount of damping and the pressing force of the locking element to the seat.
При этом отношение наружного диаметра демпфирующей полости к внутреннему диаметру составляет 1,8 - 3. Поскольку диаметр выходного сечения определяется конструктивно, то указанное соотношение определяет площадь демпфирующей полости. При соотношении 1,8 она минимальна, и вытеснение жидкости требует меньшего усилия. При увеличении указанного соотношения до 3 площадь демпфирующей полости увеличивается, и на вытеснение из нее жидкости требуется большее усилие, что увеличивает демпфирование кинетической энергии якоря. Также увеличение диаметра демпфирующей полости приводит к увеличению деформации упругого диска толкателя, что позволяет выполнять упругий диск большей толщины при той же величине деформации, повышая технологичность его изготовления. Moreover, the ratio of the outer diameter of the damping cavity to the inner diameter is 1.8 - 3. Since the diameter of the outlet cross section is determined constructively, this ratio determines the area of the damping cavity. At a ratio of 1.8, it is minimal and fluid displacement requires less effort. When this ratio is increased to 3, the area of the damping cavity increases, and more force is required to displace the liquid from it, which increases the damping of the kinetic energy of the armature. Also, an increase in the diameter of the damping cavity leads to an increase in the deformation of the elastic disk of the pusher, which makes it possible to perform an elastic disk of greater thickness at the same strain value, increasing the manufacturability of its manufacture.
Предпочтительно жесткость упорного кольца в 2 - 5 раз больше жесткости упругого диска. Указанный диапазон выбирается из условия обеспечения
необходимой жесткости закрепления якоря, перемещающегося под действием возвратной пружины, при этом минимальное значение диапазона определяет максимальное отставание якоря от толкателя, а максимальное значение жесткости - минимальное отставание. Preferably, the stiffness of the thrust ring is 2 to 5 times greater than the stiffness of the elastic disk. The specified range is selected from the conditions of collateral the necessary rigidity of fixing the anchor, moving under the action of the return spring, while the minimum value of the range determines the maximum lag of the armature from the pusher, and the maximum value of stiffness - the minimum lag.
При этом наружный диаметр упорного кольца равен диаметру упругого диска, а внутренний диаметр составляет 1 ,3 - 2 диаметра толкателя. Указанный диапазон выбирается из условия обеспечения необходимой жесткости закрепления якоря, перемещающегося под действием возвратной пружины, а также из условия обеспечения необходимого размера дополнительной демпфирующей полости между упругим диском и упорным кольцом, причем минимальное значение диаметра определяет минимальное отставание якоря от толкателя и максимальный размер полости, а максимальное значение диаметра— максимальное отставание и минимальный размер полости. The outer diameter of the thrust ring is equal to the diameter of the elastic disk, and the inner diameter is 1, 3 - 2 of the diameter of the pusher. The specified range is selected from the condition for ensuring the necessary rigidity of the anchor moving under the action of the return spring, as well as from the condition for ensuring the necessary size of the additional damping cavity between the elastic disk and the thrust ring, and the minimum diameter determines the minimum lag of the armature from the pusher and the maximum cavity size, and maximum diameter — maximum lag and minimum cavity size.
Особенности и преимущества изобретения будут более понятны из дальнейшего описания преимущественного варианта его осуществления со ссылкой на приложенные чертежи. Features and advantages of the invention will be better understood from the further description of the preferred embodiment with reference to the attached drawings.
Краткое описание чертежей Brief Description of the Drawings
На фиг. 1 изображена в разрезе топливная форсунка, содержащая электромагнитный клапан согласно изобретению; In FIG. 1 is a sectional view of a fuel injector comprising an electromagnetic valve according to the invention;
на фиг. 2 - выносной элемент А на фиг. 1 в увеличенном масштабе; in FIG. 2 - remote element A in FIG. 1 on an enlarged scale;
на фиг. 3 - выносной элемент В на фиг. 1 в увеличенном масштабе; in FIG. 3 - remote element B in FIG. 1 on an enlarged scale;
на фиг. 4 - выносной элемент С на фиг. 1 в увеличенном масштабе; in FIG. 4 - remote element C in FIG. 1 on an enlarged scale;
на фиг. 5 - разрез по D-D на фиг. 1 в увеличенном масштабе; in FIG. 5 is a section along D-D in FIG. 1 on an enlarged scale;
на фиг. 6 - разрез по Е-Е на фиг. 1 в увеличенном масштабе. Лучший вариант осуществления изобретения in FIG. 6 is a section along EE in FIG. 1 on an enlarged scale. The best embodiment of the invention
Как показано на фиг. 1 и 2, электромагнитный клапан расположен в корпусе 1 форсунки и содержит магнитопровод 2 с обмоткой 3 и якорь 4, закрепленный на толкателе 5. Магнитопровод 2 через изолятор 17 обжат во втулке 18, поджатой гайкой 19 через регулировочную шайбу 15 к корпусу 1. В магнитопроводе 2 по его оси установлен колпачок 16 из немагнитного материала, выступающий из этого магнитопровода 2 на расстояние N (фиг. 2). Напряжение на обмотку 3 подается
через контакты 20, проходящие через отверстия в изоляторе 17 (не показаны) и залитые пластмассой при изготовлении колодки 21. As shown in FIG. 1 and 2, the electromagnetic valve is located in the nozzle housing 1 and contains a magnetic circuit 2 with a winding 3 and an armature 4 mounted on the pusher 5. The magnetic circuit 2 is pressed through the insulator 17 in the sleeve 18, pressed by the nut 19 through the adjusting washer 15 to the housing 1. In the magnetic circuit 2, a cap 16 of non-magnetic material is mounted on its axis, protruding from this magnetic circuit 2 to a distance N (Fig. 2). The voltage on the winding 3 is supplied through the contacts 20 passing through the holes in the insulator 17 (not shown) and filled with plastic in the manufacture of the pads 21.
Толкатель 5 установлен в отверстии 7 корпуса 1 с возможностью осевого перемещения и под действием пружины 8 с регулировочной шайбой 9 прижимает запорный элемент 10 через проставку 11 к его седлу, перекрывая отверстие 12. The pusher 5 is installed in the hole 7 of the housing 1 with the possibility of axial movement and under the action of the spring 8 with the adjusting washer 9 presses the locking element 10 through the spacer 11 to its seat, blocking the hole 12.
Как более детально показано на фиг.З, якорь 4 закреплен на толкателе 5 посредством упругого диска 13, выполненного за одно целое с толкателем 5, и деформируемого кольца 6. Наружный диаметр упорного кольца 6 равен диаметру упругого диска 13, а внутренний диаметр составляет 1,3 - 2 диаметра толкателя 5. Жесткость упорного кольца 6 в 2 - 5 раз превышает жесткость упругого диска 13. Упругий диск 13 и деформируемое кольцо 6 прижаты друг к другу и по периферии скреплены с якорем 4, в частности, обжаты. В якоре 4 выполнена расточка, так что между упругим диском 13 и якорем 4 образована демпфирующая полость 14, а деформируемое кольцо 6, выполняющее функцию упора, расположено по другую сторону от демпфирующей полости 14 относительно упругого диска 13 и ограничивает деформацию упругого диска 13 в сторону замыкания магнитной цепи. При этом демпфирующая полость 14 имеет форму кольца, кольцевая щель S на внутреннем диаметре d которого образует выходное сечение демпфирующей полости. Отношение наружного диаметра D полости 14 к указанному внутреннему диаметру d лежит в пределах от 1 ,8 до 3, а осевой размер щели S выходного сечения демпфирующей полости 14 составляет 0,5 - 1,5 рабочего хода М толкателя 5. As shown in more detail in FIG. 3, the anchor 4 is mounted on the pusher 5 by means of an elastic disk 13, made integral with the pusher 5, and a deformable ring 6. The outer diameter of the thrust ring 6 is equal to the diameter of the elastic disk 13, and the inner diameter is 1, 3 - 2 diameters of the pusher 5. The stiffness of the thrust ring 6 is 2 to 5 times higher than the stiffness of the elastic disk 13. The elastic disk 13 and the deformable ring 6 are pressed against each other and fastened to the armature 4 on the periphery, in particular, crimped. A bore is made in the armature 4, so that a damping cavity 14 is formed between the elastic disk 13 and the armature 4, and the deformable ring 6, which acts as a stop, is located on the other side of the damping cavity 14 with respect to the elastic disk 13 and limits the deformation of the elastic disk 13 towards the closed side magnetic circuit. In this case, the damping cavity 14 has the shape of a ring, the annular gap S on the inner diameter d of which forms the output section of the damping cavity. The ratio of the outer diameter D of the cavity 14 to the specified inner diameter d lies in the range from 1, 8 to 3, and the axial size of the slit S of the output section of the damping cavity 14 is 0.5 to 1.5 of the working stroke M of the pusher 5.
Рабочий ход М толкателя 5 определяется как расстояние от поверхности якоря 4, обращенной в сторону магнитопровода 2, до колпачка 16 в прижатом положении запорного элемента 10 к его седлу. Этот рабочий ход М может регулироваться путем подбора толщины регулировочной шайбы 15 (фиг. 2), определяющей положение магнитопровода 2 относительно корпуса 1. Минимальный зазор между якорем 4 и магнитопроводом 2 определяется выступанием N указанного колпачка 16. The stroke M of the pusher 5 is defined as the distance from the surface of the armature 4 facing the magnetic core 2 to the cap 16 in the pressed position of the locking element 10 to its seat. This stroke M can be controlled by selecting the thickness of the adjusting washer 15 (Fig. 2), which determines the position of the magnetic circuit 2 relative to the housing 1. The minimum clearance between the armature 4 and the magnetic circuit 2 is determined by the protrusion N of the specified cap 16.
Как показано на фиг. 2, толкатель 5 имеет осевое отверстие 22 и пазы 23 для прохода топлива, расходуемого на управление форсункой, к магнитопроводу 2 для его охлаждения, а затем в полость 24 электромагнита. Отверстие 25 и пазы 26 (фиг. 1) связывают указанную полость 24 со сливным штуцером 27. Уплотнительное кольцо 28 препятствует проходу топлива, вытекающего из отверстия 12 сразу к сливному штуцеру 27, если перепад давления не превышает допустимый.
Герметизация полости 24 осуществляется резиновым уплотнительным кольцом 29.As shown in FIG. 2, the pusher 5 has an axial hole 22 and grooves 23 for the passage of fuel consumed for controlling the nozzle to the magnetic circuit 2 for cooling it, and then into the cavity 24 of the electromagnet. The hole 25 and the grooves 26 (Fig. 1) connect the specified cavity 24 with the drain fitting 27. The sealing ring 28 prevents the passage of fuel flowing from the hole 12 immediately to the drain fitting 27, if the pressure drop does not exceed the permissible. Sealing of the cavity 24 is carried out by a rubber sealing ring 29.
Описанный выше электромагнитный клапан управляет работой электрогидравлической форсунки, например, дизельного двигателя внутреннего сгорания, содержащей соединенный с полым корпусом 1 распылитель 30, в котором установлено три иглы 31, перекрывающих распылительные отверстия 32. Верхние торцы игл 31 в закрытом состоянии совпадают с торцом распылителя 30. Иглы 31 удерживаются от проворота либо теми иглами 31 , которые прижаты к седлу, либо за счет сил трения между иглой 31 и взаимодействующим с ней толкателем 33. В корпусе 1 выполнена расточка 34 (фиг. 4), определяющая максимальную величину h поднятия игл 31. Для сохранения устойчивости в сжатом состоянии на иглах 31 выполнены утолщения 35, каждое из которых имеет плоские площадки 36 (фиг. 5) для взаимного опирания игл 31 друг на друга и цилиндрическую площадку 37 для опирания на внутренний диаметр распылителя 30. Соответственно количеству игл 31 (фиг. 1) в корпусе 1 установлено 3 относительно тонких толкателя 33, выполненных из пружинной проволоки с ав около 2500 МПа, которые взаимодействуют с иглами 31. Направление упомянутых тонких толкателей 33 в корпусе 1 для сохранения их устойчивости в сжатом состоянии осуществляется по большей части их поверхности в отверстиях 38 (фиг. 6) корпуса 1. The solenoid valve described above controls the operation of an electro-hydraulic nozzle, for example, a diesel internal combustion engine, comprising a spray gun 30 connected to a hollow body 1, in which three needles 31 are installed, covering the spray holes 32. The upper ends of the needles 31 in the closed state coincide with the end of the spray gun 30. The needles 31 are kept from turning either by those needles 31 that are pressed against the saddle, or due to friction between the needle 31 and the pusher 33 interacting with it. A bore 34 is made in the housing 1 (Fig. 4), which determines the maximum value h of raising the needles 31. To maintain stability in a compressed state, thickeners 35 are made on the needles 31, each of which has flat platforms 36 (Fig. 5) for mutual support of the needles 31 against each other and a cylindrical support 37 on the inner diameter of the spray gun 30. Corresponding to the number of needles 31 (Fig. 1) in the housing 1, there are 3 relatively thin pushers 33 made of a spring wire with about 2500 MPa, which interact with the needles 31. The direction of the said thin pushers 33 in the body e 1 to maintain their stability in the compressed state is carried out on most of their surface in the openings 38 (FIG. 6) housing 1.
На каждый толкатель 33 (фиг. 1) воздействует мультипликатор 39 запирания, верхняя часть которого находится под воздействием давления топлива в камере 40 гидроуправления (фиг. 2). Мультипликатор 39 в нижней части имеет упорный буртик 41, который обеспечивает предварительное сжатие толкателя 33, т.к. расстояние между верхним торцом иглы 31 в её закрытом положении и нижним торцом мультипликатора 39, прижатого буртиком 41 к торцу мультипликаторной втулки 42 (т.е. в верхнем положении), меньше длины толкателя 33 в свободном состоянии, что обеспечивает прижатие иглы 31 к седлу при отсутствии давления в системе. Величина этого сжатия составляет около 0,2 мм, что исключает влияние разницы коэффициентов температурного расширения деталей и снижает требования к точности их изготовления. Отверстия 38 (фиг. 1) для опирания толкателя по оси действия сил иглы 31 и мультипликатора 39 выполнены наклонными с большой точностью на проволочном электроэрозионном станке. Each pusher 33 (Fig. 1) is affected by a locking multiplier 39, the upper part of which is under the influence of the fuel pressure in the hydraulic control chamber 40 (Fig. 2). The multiplier 39 in the lower part has a thrust shoulder 41, which provides preliminary compression of the pusher 33, because the distance between the upper end of the needle 31 in its closed position and the lower end of the multiplier 39, pressed by the shoulder 41 to the end of the multiplier sleeve 42 (i.e. in the upper position), is less than the length of the pusher 33 in the free state, which ensures that the needle 31 is pressed against the saddle when lack of pressure in the system. The magnitude of this compression is about 0.2 mm, which eliminates the influence of the difference in the coefficients of thermal expansion of the parts and reduces the requirements for the accuracy of their manufacture. The holes 38 (Fig. 1) for supporting the pusher along the axis of action of the forces of the needle 31 and the multiplier 39 are made inclined with great accuracy on a wire EDM machine.
Топливо в камеру 40 гидроуправления (фиг. 2) поступает через впускной штуцер 43 (фиг. 1), отверстия в корпусе 1, трубчатый штифт 44 и дроссельное отверстие 45 (фиг. 2) и может быть стравлено из неё через отверстие 12, открытием
которого управляет электромагнитный клапан. Fuel into the hydraulic control chamber 40 (Fig. 2) enters through the inlet fitting 43 (Fig. 1), the holes in the housing 1, the tubular pin 44 and the throttle hole 45 (Fig. 2) and can be ejected from it through the hole 12, by opening which is controlled by a solenoid valve.
Электромагнитный клапан в гидроуправляемой топливной форсунке работает следующим образом. The solenoid valve in the hydraulic fuel injector operates as follows.
При включении электромагнита якорь 4 (фиг. 2) притягивается к магнитопроводу 2, сжимая через упорное кольцо 6 пружину 8 и освобождая запорный элемент 10. При этом сила удара якоря 4 о торец колпачка 16 демпфируется вытеснением жидкости из зазора между якорем 4 и магнитопроводом 2, уменьшая величину отскока при соударении якоря 4 с торцом колпачка 16, а значительная площадь соударяющихся поверхностей обеспечивает необходимый ресурс работы форсунки. When the electromagnet is turned on, the armature 4 (Fig. 2) is attracted to the magnetic circuit 2, compressing the spring 8 through the thrust ring 6 and releasing the locking element 10. In this case, the force of impact of the armature 4 on the end face of the cap 16 is damped by displacing the liquid from the gap between the armature 4 and the magnetic circuit 2, reducing the magnitude of the rebound during the collision of the armature 4 with the end face of the cap 16, and a significant area of the colliding surfaces provides the necessary life of the nozzle.
Освобождение запорного элемента 10 приводит к падению давления в камере гидроуправления 40, и мультипликатор 39 под действием упругих сил толкателя 33 (фиг. 1) и давления топлива, действующего на дифференциальную площадку иглы 31, поднимается до контакта буртика 41 с мультипликаторной втулкой 42. При этом игла 31, поднимаясь на величину h (фиг. 4), определяемую глубиной расточки 34, до упора в её дно, открывает распыливающие отверстия 32 (фиг. 1) для впрыска топлива, поступающего через впускной штуцер 43 и канал в корпусе 1 в полость распылителя 30. The release of the locking element 10 leads to a drop in pressure in the hydraulic control chamber 40, and the multiplier 39 under the action of the elastic forces of the pusher 33 (Fig. 1) and the pressure of the fuel acting on the differential platform of the needle 31 rises to the contact of the shoulder 41 with the multiplier sleeve 42. In this case the needle 31, rising by the value of h (Fig. 4), determined by the depth of the bore 34, all the way to its bottom, opens the spray holes 32 (Fig. 1) for fuel injection through the inlet fitting 43 and the channel in the housing 1 into the spray cavity thirty.
При выключении электромагнита якорь 4 (фиг. 2) под действием пружины 8 через упорное кольцо 6 отрывается от магнитопровода 2 и, перемещаясь вместе с толкателем 5 и проставкой 11, сажает запорный элемент 10 в седло клапана. При этом благодаря упругой связи якоря 4 и упорного кольца 6 с толкателем 5, сила удара запорного элемента 10 о седло уменьшается примерно во столько раз, во сколько раз масса толкателя 5 меньше общей перемещающейся под действием пружины 8 массы, состоящей из масс толкателя 5, якоря 4 и упорного кольца 6. При этом во столько же раз уменьшается напряжение при соударении запорного элемента 10 и его седла, уменьшая их износ, и во столько же раз уменьшается энергия отскока запорного элемента 10. When the electromagnet is turned off, the anchor 4 (Fig. 2), under the action of the spring 8, breaks away from the magnetic circuit 2 through the thrust ring 6 and, moving together with the pusher 5 and the spacer 11, puts the locking element 10 into the valve seat. In this case, due to the elastic connection of the armature 4 and the thrust ring 6 with the pusher 5, the impact force of the locking element 10 on the saddle decreases approximately by a factor of many times, how many times the mass of the pusher 5 is less than the total mass moving from the mass of the pusher 5, the armature 4 and the thrust ring 6. At the same time, the stress decreases by the collision of the locking element 10 and its seat, reducing their wear, and the energy of the rebound of the locking element 10 is reduced by the same amount.
В момент соударения запорного элемента 10 с седлом якорь 4 вместе с упорным кольцом 6 по инерции продолжает свое движение в сторону размыкания магнитной цепи, деформируя упругий диск 13. При этом из полости 14 (фиг. 3) вытесняется топливо, демпфируя большую часть кинетической энергии якоря 4 и упорного кольца 6 и уменьшая величину деформации упругого диска 13 и, как следствие, величину запасенной им энергии деформации.
Деформация упругого диска 13 также приводит к образованию полости между упругим диском 13 и упорным кольцом 6, которая под действием образовавшегося разрежения заполняется топливом, и при распрямлении упругого диска 13 в первоначальное положение топливо из этой полости вытесняется, обеспечивая плавную посадку упорного кольца 6. При этом сила их соударения меньше усилия пружины 8, что исключает нежелательный отрыв запорного элемента 10 (фиг. 2) от седла. At the moment of the collision of the locking element 10 with the saddle, the armature 4 together with the thrust ring 6 continues to move by inertia towards the opening of the magnetic circuit, deforming the elastic disk 13. At the same time, fuel is displaced from the cavity 14 (Fig. 3), damping most of the kinetic energy of the armature 4 and the thrust ring 6 and reducing the amount of deformation of the elastic disk 13 and, as a consequence, the value of the stored strain energy. The deformation of the elastic disk 13 also leads to the formation of a cavity between the elastic disk 13 and the thrust ring 6, which under the influence of the resulting vacuum is filled with fuel, and when the elastic disk 13 is straightened to its original position, the fuel is displaced from this cavity, providing a smooth fit of the thrust ring 6. the force of their impact is less than the force of the spring 8, which eliminates the undesirable separation of the locking element 10 (Fig. 2) from the saddle.
При посадке запорного элемента 10 в седло топливо, поступающее через впускной штуцер 43 (фиг. 1), канал в корпусе 1, трубчатый штифт 44 и дроссельное отверстие 45 (фиг. 2) в камеру гидроуправления 40, повышает в ней давление до рабочего значения. Мультипликатор 39 под действием давления в камере гидроуправления 40 перемещается вниз, воздействуя на толкатель 33, который, в свою очередь, перемещает иглу 31 (фиг. 1) до посадки ее в седло, выполненное в распылителе 30, перекрывая подачу топлива. When the locking element 10 is seated in the saddle, the fuel entering through the inlet fitting 43 (Fig. 1), the channel in the housing 1, the tubular pin 44 and the throttle bore 45 (Fig. 2) into the hydraulic control chamber 40 increases the pressure in it to the operating value. The multiplier 39 under pressure in the hydraulic control chamber 40 moves downward, acting on the plunger 33, which, in turn, moves the needle 31 (Fig. 1) before landing it in the seat made in the atomizer 30, blocking the fuel supply.
Такое конструктивное выполнение позволяет резко сократить осевые габариты конструкции, что особенно важно при использовании ее в форсунке с тремя независимо управляемыми иглами 31. Кроме того более технологичным способом решается проблема отскока запирающего элемента 10 при его соударении с седлом, поскольку запорный элемент 10 дополнительно прижимается якорем 4, деформирующим упругий диск 13 толкателя 5, исключая нежелательное открывание запирающего элемента 10 при возвратном движении якоря 4 за счет наличия двух демпфирующих полостей, одна из которых образована между якорем и упругим диском 13 толкателя 5, а другая образуется во время деформации упругого диска 13 между ним и упорным кольцом 6. This design allows you to drastically reduce the axial dimensions of the structure, which is especially important when used in an injector with three independently controlled needles 31. In addition, the problem of the rebound of the locking element 10 when it collides with the seat is solved in a more technological way, since the locking element 10 is additionally pressed by the anchor 4 deforming the elastic disk 13 of the pusher 5, excluding the undesirable opening of the locking element 10 during the return movement of the armature 4 due to the presence of two damping cavities, about on of which is formed between the armature 13 and the resilient disk pusher 5, while the other is formed during deformation of the elastic disc 13 between it and the thrust ring 6.
Уменьшение силы соударения запорного элемента 10 о седло позволит без увеличения возникающих при этом напряжений на седле и запорном элементе 10 уменьшить диаметр запорного элемента 10 и, как следствие, используя тот же электромагнит, управлять значительно большим давлением топлива.
A decrease in the collision force of the locking element 10 against the saddle will allow, without increasing the stresses arising at the same time, on the saddle and the locking element 10 to reduce the diameter of the locking element 10 and, as a result, using the same electromagnet, control a significantly higher fuel pressure.
Claims
1. Электромагнитный клапан для гидроуправляемой топливной форсунки, содержащий электромагнит, толкатель (5), подпружиненный в сторону размыкания магнитной цепи и связанный с запирающим элементом (10), якорь электромагнита (4), установленный на толкателе (5) с возможностью осевого перемещения относительно толкателя (5) в сторону размыкания магнитной цепи и имеющий упор в сторону замыкания, причем перемещение якоря (4) в сторону размыкания магнитной цепи ограничено упругим элементом, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде упругого диска (13), объединенного с толкателем (5) и жестко связанного своей периферийной частью с якорем (4) с образованием демпфирующей полости (14) между торцом упругого диска (13) и якорем (4), а упор представляет собой упруго деформируемое кольцо (6), закрепленное по периферии в якоре (4) по другую сторону от демпфирующей полости относительно упругого диска (13). 1. An electromagnetic valve for a hydraulic fuel injector containing an electromagnet, a pusher (5), spring-loaded in the direction of opening the magnetic circuit and connected with the locking element (10), the armature of the electromagnet (4) mounted on the pusher (5) with the possibility of axial movement relative to the pusher (5) in the direction of opening of the magnetic circuit and having an emphasis in the direction of closure, and the movement of the armature (4) in the direction of opening of the magnetic circuit is limited by an elastic element, characterized in that the elastic element is made in the form of an elastic a disk (13) combined with a pusher (5) and rigidly connected by its peripheral part to an anchor (4) with the formation of a damping cavity (14) between the end face of the elastic disk (13) and the anchor (4), and the emphasis is an elastically deformable ring ( 6), fixed on the periphery in the anchor (4) on the other side of the damping cavity relative to the elastic disk (13).
2. Электромагнитный клапан по п. 1, отличающийся тем, что демпфирующая полость (14) имеет форму кольца, кольцевая щель (S) на внутреннем диаметре (d) которого образует выходное сечение демпфирующей полости. 2. An electromagnetic valve according to claim 1, characterized in that the damping cavity (14) has the shape of a ring, an annular gap (S) on the inner diameter (d) of which forms an outlet section of the damping cavity.
3. Электромагнитный клапан по п. 2, отличающийся тем, что осевой размер щели (S) выходного сечения демпфирующей полости (14) составляет 0,5 - 1,5 рабочего хода (М) толкателя (5), а отношение наружного диаметра (D) демпфирующей полости (14) к внутреннему диаметру (d) составляет 1,8 - 3. 3. The electromagnetic valve according to claim 2, characterized in that the axial size of the slit (S) of the output section of the damping cavity (14) is 0.5 - 1.5 of the stroke (M) of the pusher (5), and the ratio of the outer diameter (D) ) of the damping cavity (14) to the inner diameter (d) is 1.8 - 3.
4. Электромагнитный клапан по п. 1, отличающийся тем, что жесткость упорного кольца (6) в 2 - 5 раз больше жесткости упругого диска (13). 4. An electromagnetic valve according to claim 1, characterized in that the stiffness of the thrust ring (6) is 2 to 5 times greater than the stiffness of the elastic disk (13).
5. Электромагнитный клапан по любому из п. п. 1 - 4, отличающийся тем, что наружный диаметр упорного кольца (6) равен диаметру упругого диска (13), а его внутренний диаметр составляет 1,3 - 2 диаметра толкателя (5). 5. The electromagnetic valve according to any one of paragraphs 1 to 4, characterized in that the outer diameter of the thrust ring (6) is equal to the diameter of the elastic disk (13), and its inner diameter is 1.3 to 2 diameters of the pusher (5).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013134929/06A RU2541483C1 (en) | 2011-01-26 | 2011-01-26 | Electromagnetic valve for hydraulically operated fuel injector |
PCT/RU2011/000037 WO2012102635A1 (en) | 2011-01-26 | 2011-01-26 | Electromagnetic valve for a hydraulically controllable fuel injector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU2011/000037 WO2012102635A1 (en) | 2011-01-26 | 2011-01-26 | Electromagnetic valve for a hydraulically controllable fuel injector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2012102635A1 true WO2012102635A1 (en) | 2012-08-02 |
Family
ID=46581029
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/RU2011/000037 WO2012102635A1 (en) | 2011-01-26 | 2011-01-26 | Electromagnetic valve for a hydraulically controllable fuel injector |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2541483C1 (en) |
WO (1) | WO2012102635A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10167831B2 (en) | 2017-01-13 | 2019-01-01 | Caterpillar Inc. | Accumulator centering mechanism |
CN110513225A (en) * | 2019-09-29 | 2019-11-29 | 中船动力研究院有限公司 | A kind of electric-controlled fuel injector |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6305355B1 (en) * | 1998-05-07 | 2001-10-23 | Daimlerchrysler Ag | Control device for a high-pressure injection nozzle for liquid injection media |
DE10336816A1 (en) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Bosch Gmbh Robert | Method for measuring pressure in a control chamber of a fuel injector of an internal combustion engine especially common rail injectors whereby pressure is measured indirectly via deformation of the valve piston |
RU2280781C1 (en) * | 2005-03-05 | 2006-07-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки | Electrohydraulic nozzle for diesel engine |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1738097A3 (en) * | 1990-11-27 | 1992-05-30 | В.М.Коросташевский, А.Н.Савушкин и Б.А.Шахт | Electromagnetic fuel injector of internal combustion engine |
RU2059868C1 (en) * | 1992-08-31 | 1996-05-10 | Фирма "Авангард" | Solenoid nozzle |
US5893516A (en) * | 1996-08-06 | 1999-04-13 | Lucas Industries Plc | Injector |
JP4078320B2 (en) * | 2004-02-27 | 2008-04-23 | 三菱重工業株式会社 | Poppet valve device and electronically controlled fuel injection device including the same |
-
2011
- 2011-01-26 WO PCT/RU2011/000037 patent/WO2012102635A1/en active Application Filing
- 2011-01-26 RU RU2013134929/06A patent/RU2541483C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6305355B1 (en) * | 1998-05-07 | 2001-10-23 | Daimlerchrysler Ag | Control device for a high-pressure injection nozzle for liquid injection media |
DE10336816A1 (en) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Bosch Gmbh Robert | Method for measuring pressure in a control chamber of a fuel injector of an internal combustion engine especially common rail injectors whereby pressure is measured indirectly via deformation of the valve piston |
RU2280781C1 (en) * | 2005-03-05 | 2006-07-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки | Electrohydraulic nozzle for diesel engine |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10167831B2 (en) | 2017-01-13 | 2019-01-01 | Caterpillar Inc. | Accumulator centering mechanism |
CN110513225A (en) * | 2019-09-29 | 2019-11-29 | 中船动力研究院有限公司 | A kind of electric-controlled fuel injector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013134929A (en) | 2015-03-10 |
RU2541483C1 (en) | 2015-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2190119C2 (en) | Magnetic valve | |
KR101223851B1 (en) | Fuel injection system with high repeatability and stability of operation for an internal-combustion engine | |
RU2209337C2 (en) | Magnetic valve | |
RU2200892C2 (en) | Electromagnetic metering valve for fuel jet | |
KR102301677B1 (en) | Fuel injector | |
US6499669B2 (en) | Fuel injection valve for internal combustion engines | |
EP3006720A1 (en) | Fuel injection valve | |
JPH10196485A (en) | Electromagnetic measuring valve of fuel injection device | |
EP2336544A1 (en) | Anti-bounce mechanism for fuel injectors | |
JP3069752B2 (en) | Electromagnetic internal combustion engine fuel injection device | |
KR20100002219A (en) | Fuel injector with high stability of operation for an internal-combustion engine | |
US20030062492A1 (en) | Magnet valve with damped one-piece armature element | |
KR102274061B1 (en) | Fuel injection valve for an internal combustion engine | |
JPH1089189A (en) | Valve assembly provided with combined seat parts and fuel injector using it | |
KR20020071031A (en) | Fuel Injection System for Internal Combustion Engines | |
US6997432B2 (en) | Electromagnetic valve for controlling an injection valve of an internal combustion engine | |
US6811138B2 (en) | Magnetic valve for controlling an injection valve of an internal combustion engine | |
US10550809B2 (en) | Valve assembly for an injection valve and injection valve | |
EP2295785B1 (en) | Fuel Injector | |
JP2001504915A (en) | Fuel injection valve | |
EP2249022B1 (en) | Electromagnetic fuel injector with hydraulic damping | |
RU2541483C1 (en) | Electromagnetic valve for hydraulically operated fuel injector | |
KR102139895B1 (en) | Injection valve with magnetic ring element | |
EP3260695B1 (en) | Valve assembly for an injection valve and injection valve | |
CN101446254A (en) | Fuel injector with mechanic damping |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 11856979 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2013134929 Country of ref document: RU Kind code of ref document: A |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 11856979 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |