УПРАВЛЯЕМАЯ ФОРСУНКА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F02M51/00 

Изобретение относится к топливной аппаратуре дизелей.

Целью изобретения является оптимизация характеристики впрыска.

На фиг. 1 показана управляемая форсунка; на фиг. 2 - блок управления форсунки; на фиг. 3 - сравнительные зависимости давления топлива Р_ф перед распыливающими отверстиями от угла поворота коленчатого вала ϕ_п.к.в обычной форсунки (сплошная линия) и предложенной (пунктирная линия).

Форсунка содержит корпус 1 с каналом 2 подвода топлива, установленные в корпусе 1 силовую пружину 3, штангу 4 с упором 5, взаимодействующую с пружиной 3, электромагнитную катушку 6, размещенный на штанге 4 с возможностью ограниченного упором 5 осевого перемещения вдоль последней якорь 7, выполненный в виде диска из немагнитного металла, закрепленный на корпусе 1 распылитель 8 с сопловыми отверстиями 9, нагруженную через штангу 4 силовой пружиной 3 запорную иглу 10, размещенную в распылителе 8 с образованием подыгольной полости 11, сообщенной с каналом 2 подвода топлива, датчик хода 12 запорной иглы 10, размещенный на корпусе 1 и связанный со штангой 4, бурт 13, выполненный на корпусе 1 под якорем 7 с возможностью взаимодействия с последним, источник постоянного тока (на чертежах не показан) и блок управления 14, состоящий из емкостного накопителя, выполненного в виде конденсатора 15 и балластного резистора 16, тиристора 17 и устройства 18 открытия тиристора, причем устройство 18 открытия тиристора электрически связано с датчиком хода 12, а емкостный накопитель посредством конденсатора 15 и балластного резистора 16 электрически связан с одной стороны с источником постоянного тока, с другой с тиристором 17, подключенным к электромагнитной катушке 6.

Форсунка работает следующим образом.

Топливо (под давлением) по каналу 2 подается в подыгольную полость 11 и при достижении давления в последней, равного давлению начала впрыска, запорная игла 10, преодолевая усилие пружины 3, вместе со штангой 4 и якорем 7, выполненным в виде диска из немагнитного металла и взаимодействующим с упором 5, перемещается вверх, открывая доступ топлива к сопловым отверстиям 9, которое впрыскивается в камеру сгорания двигателя. При подъеме запорной иглы 10 происходит замыкание контактов датчика хода 12, от которого поступает электрический сигнал в блок управления 14 на устройство 18 открытия тиристора, последнее вырабатывает импульс тока, открывающий тиристор 17, в результате чего импульс тока от конденсатора 15 подается на электромагнитную катушку 6, создавая в ней магнитное поле, взаимодействующее с якорем 7. В результате взаимодействия магнитного поля катушки 6 и якоря 7 в последнем наводятся вихревые токи, создающие магнитное поле в якоре 7, взаимодействующее с магнитным полем катушки 6 и создающее электродинамическую силу, отталкивающую якорь 7 от катушки 6, который, перемещаясь вниз, воздействует через упор 5 на штангу 4 и запорную иглу 10, опуская ее на седло распылителя 8. Происходит прерывание впрыскивания топлива, при этом давление Р_ф перед сопловыми отверстиями 9 возрастает.

После прохождения импульса тока через электромагнитную катушку 6 прекращается взаимодействие магнитного поля последней с якорем 7, который перестает воздействовать на упор 5 штанги 4, и запорная игла 10 под действием давления топлива в подыгольной полости 11 поднимается, открывая вновь доступ топлива к сопловым отверстиями 9. Впрыскивание топлива в камеру сгорания двигателя продолжается. При прекращении подачи топлива через канал 2 в подыгольную полость 11 давление в последней падает и игла 10 под действием усилия силовой пружины 3 садится на седло, перекрывая доступ топлива к сопловым отверстиям 9. Впрыскивание топлива заканчивается. Выполнение на корпусе 1 под якорем 7 бурта 13 позволяет уменьшить удар запорной иглы 10 о седло в момент перемещения якоря 7 вниз под действием электродинамической силы. Следует отметить, что устройство 18 открытия тиристора срабатывает таким образом, что импульс тока управления подается на тиристор 17 после каждого нечетного сигнала замыкания датчика 12.

Предложенное устройство позволяет оптимизировать характеристику впрыска, что повышает топливную экономичность двигателя.

Изобретение м.б. использовано в топливной аппаратуре дизелей и позволяет оптимизировать характеристику впрыска. Топливо по каналу 2 подается в подыгольную полость 11 и при достижении в последней давления, равного начальному давлению впрыска, запорная игла (ЗИ) 10 вместе со штангой 4 и якорем 7, выполненным в виде диска из немагнитного металла и взаимодействующим со штангой 4 через упор 5, преодолевая усилие силовой пружины 3, поднимается, открывая доступ топлива к сопловым отверстиями 9. В поцессе подъема ЗИ 10 замыкаются контакты датчика 12 и электрический сигнал от последнего поступает в блок управления 14, состоящий из емкостного накопителя, тиристора и устройства открытия тиристора (УОТ), в результате чего на электромагнитную катушку (ЭК) 6 подается импульс тока. В ЭК 6 возникает магнитное поле, которое, пронизывая якорь 7, индуцирует в последнем токи фукко, создающие магнитное поле, направленное на отталкивание якоря 7 от ЭК 6, который, перемещаясь, воздействует через упор 5 на штангу 4 и ЗИ 10, опуская ее на седло распылителя 8. Происходит прерывание впрыскивания топлива. После прохождения импульса тока через ЭК 6 прекращается взаимодействие магнитного поля последней с якорем 7, ЗИ 10 под действием давления топлива вновь поднимается, впрыскивание топлива в двигатель продолжается. При прекращении подачи топлива в канал 2 ЗИ 10 под действием усилия силовой пружины 3 садится на седло, перекрывая доступ топлива к сопловым отверстиям 9. УОТ срабатывает таким образом, что импульс тока управления подается на тиристор после каждого нечетного сигнала замыкания датчика 12. Наличие же бурта 13, выполненного на корпусе 1 под якорем 7 с возможностью взаимодействия с последним, уменьшает ударные нагрузки ЗИ 10 при посадке ее на седло. Предложенное устройство повышает экономичность двигателя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. УПРАВЛЯЕМАЯ ФОРСУНКА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащая корпус с каналом подвода топлива, установленные в корпусе силовую пружину, штангу, взаимодействующую с пружиной, электромагнитную катушку, размещенный на штанге под электромагнитной катушкой якорь, выполненный в виде диска, закрепленный на корпусе распылитель с сопловыми отверстиями, нагруженную через штангу силовой пружиной запорную иглу, размещенную в распылителе, с образованием подыгольной полости, сообщенной с каналом подвода топлива, датчик хода запорной иглы, размещенный на корпусе и связанный со штангой, источник постоянного тока и блок управления, причем источник постоянного тока электрически связан с электромагнитной катушкой и блоком управления, а блок управления электрически связан с датчиком хода запорной иглы, отличающаяся тем, что, с целью оптимизации характеристики впрыска, форсунка снабжена упором, выполненным на штанге и размещенным под якорем, якорь выполнен из немагнитного металла и установлен на штанге с возможностью ограниченного упором осевого перемещения вдоль последней, блок управления состоит из емкостного накопителя, тиристора и устройства открытия тиристора, электрически связанного с датчиком хода запорной иглы, причем емкостный накопитель электрически связан с одной стороны с источником постоянного тока, с другой - с тиристором, подключенным к электромагнитной катушке. 2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что на корпусе под якорем выполнен бурт с возможностью взаимодействия с последним.