ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН Российский патент 1995 года по МПК F16K31/02 F02M51/08 

Изобретение относится к арматуростроению и может найти применение в системах впрыска топлива в двигателях внутреннего сгорания.

Наиболее близким к изобретению является электромагнитный клапан, в трубчатом корпусе которого размещено металлическое вставное седло с запорным органом, при этом к корпусу прикреплена промежуточная втулка, соединенная с сердечником электромагнита, якорь которого установлен в корпусе с возможностью взаимодействия с запорным органом, а приводная часть клапана покрыта полимерной оболочкой [2]
В известной конструкции имеет место значительный магнитный поток рассеяния, что приводит к большому расходу энергии для открытия клапана.

Центральный подвод топлива в сочетании с расположенным под углом электрическим присоединительным штеккером мешает контактированию нескольких клапанов с помощью общей штеккерной планки и последовательному включению нескольких расположенных друг за другом клапанов.

Задачей изобретения является создание компактной конструкции электромагнитного клапана с компактным магнитным контуром, уменьшение расхода энергии для открытия, повышение герметичности и упрощение монтажа при изготовлении.

Это достигается тем, что электромагнитный клапан, содержащий трубчатый корпус, на одном конце которого закреплено металлическое вставное седло с размещенным на нем запорным органом, а к другому герметично присоединена одним концом металлическая промежуточная втулка, другой конец которой герметично соединен с концом охватываемого катушкой сердечника электромагнита, якорь которого установлен в корпусе с возможностью взаимодействия с запорным органом и полимерную оболочку, охватывающую его приводную часть, снабжен замыкающей магнитный контур металлической корпусной оболочкой, соединенной одним концом с сердечником, а другим с корпусом и выступающей по меньшей мере в осевом направлении за катушку электромагнита. При этом корпусная оболочка герметично соединена сваркой с корпусом клапана. Кроме того, корпусная оболочка может быть выполнена с выступающим наружу заплечиком, образующим с обращенной к нему торцевой поверхностью полимерной оболочки боковые поверхности кольцевой канавки, основание которой образовано наружной поверхностью корпусной оболочки. На наружной поверхности корпусной оболочки может быть выполнена кольцевая канавка, радиальные боковые поверхности которой образованы торцевыми поверхностями полимерной оболочки и установленного с натягом на корпусной оболочке кольца, при этом основание канавки образовано наружной поверхностью корпусной оболочки. При этом на корпусной оболочке установлено верхнее, а на корпусе нижнее уплотняющие кольца, между которыми на корпусе выполнено по меньшей мере одно радиальное отверстие для притока топлива, соединенное с полостью корпуса между вставным седлом и якорем. Боковой подвод топлива и аксиально расположенный электрический присоединительный штеккер позволяют последовательную промывку топливом нескольких расположенных друг за другом клапанов полную интеграцию нескольких клапанов в приемной полости всасывающей трубы ДВС, а также общую сборку с помощью общей штеккерной планки.

На чертеже представлен электромагнитный клапан, разрез.

Электромагнитный клапан для впрыскивающих топливо устройств двигателей внутреннего сгорания имеет полый сердечник 1, который частично охвачен катушкой 2 электромагнита, установленной в ступенчатом в радиальном направлении корпусе 3 катушки и выполняемой со ступенчатой в радиальном направлении обмоткой. Непосредственно с нижним концом 4 сердечника 1 герметично путем сварки соединена металлическая промежуточная втулка 5, установленная коаксиально сердечнику. На своем конце, противоположном сердечнику 1, промежуточная втулка 5 герметично сварена с трубчатым корпусом 6. Сердечник 1, промежуточная втулка 5 и корпус 6 представляют жесткий металлический узел.

По направлению продольной оси 7 клапана в отверстие 8 сердечника 1 запрессован шаровой элемент 9, имеющий преимущественно закаленную поверхность, глубина запрессовки которого определяет усилие пружины 10 возврата, которая непосредственно контактирует с шаровым элементом 9. Своим концом, противоположным шаровому элементу 9, пружина 10 возврата опирается на торец соединительной трубы 11, которая на своем обращенном к сердечнику 1 конце сваркой соединена с якорем 12, который одновременно служит в качестве радиальной направляющей для пружины 10 возврата. На противоположном якорю 12 конце соединительной трубы закреплено с помощью сварки седло 13, с которым взаимодействует шаровой запорный орган 14 клапана.

Ниже по потоку за конической седловой поверхностью 15 в седле 13 клапана выполнено, по меньшей мере одно отверстие 16 для впрыска.

Частично сердечник 1, полностью катушка 2 электромагнита и часть корпуса 6 закрыты в осевом направлении замыкающей магнитный контур металлической корпусной оболочкой 17, выполненной из листовой стали путем глубокой вытяжки или выдавливания и охватывающей сердечник 1 своим верхним концом 18 с уменьшенным диаметром. Корпусная оболочка 17 на своем верхнем конце 18 соединена с сердечником 1 сваркой, по меньшей мере точечно, а на своем нижнем конце 19 герметично соединена сваркой с корпусом 6. Для устранения воздушных зазоров корпусная оболочка 17 выполнена таким образом, что она плотно прилегает своим верхним концом 18 к сердечнику 1, а своим нижним концом 19 к корпусу 6. Отходя от верхнего конца 18 и охватывая катушку 2 электромагнита в радиальном направлении снаружи, оболочка 17 проходит дно 20 корпусной оболочки 17 до предусматриваемой с большим диаметром с цилиндрической части 21 оболочки с нижним концом 19.

В представленном примере исполнения корпус 6 между верхним уплотняющим кольцом 22 на цилиндрической части 21 корпусной оболочки 17 и нижним уплотняющим кольцом 23 на трубчатом корпусе 8 имеет по меньшей мере одно радиальное отверстие 24, служащее для притока топлива, причем отверстие соединено с проходящей до седла 13 клапана полостью 25 внутри корпуса 6.

С помощью канавки 26 в корпусе 6 и уступа 27 на корпусе 6 фиксируется несущее кольцо 28, оборудованное топливным фильтром 29, через который топливо может течь к радиальному отверстию 24.

Корпус 3 катушки 2 электромагнита изготавливается путем заливки пластмассы под давлением, причем одновременно вместе с этим заливаются электрический присоединительный штеккер 30, необходимый для обеспечения контакта с катушкой 2 электромагнита, так что образуется отдельная пластмассовая деталь, полученная литьем под давлением. Эта пластмассовая деталь так вставляется в корпусную оболочку 17, что прилегает к дну 20, а присоединительные штыри штеккера 30 выступают через проходные отверстия 31 в дне 20 наружу приблизительно параллельно продольной оси 7 клапана по направлению к верхнему концу 18.

Отверстие 8 сердечника на своем конце, противоположном запорному органу 14 клапана, закрытом пластмассовой пробкой 32, так что при впрыскивании под давлением пластмассы для получения оболочки 33, которая охватывает конец клапана, противоположной седлу 13, начиная от днища 20, а также часть присоединительного штеккера 30, никакое жидкое топливо не может попасть в отверстие 8 сердечника. Пластмассовая оболочка 33 проходит радиально за дно 20 наружу. Уплотнение отверстия 8 сердечника по отношению к находящемуся внутри клапана топливу обеспечивается запрессованным в отверстие 9 сердечника шаровым элементом 9.

По периметру части 21 оболочки 17 коpпуса предусмотрена кольцевая канавка 34, радиальные боковые поверхности которой образованы торцевой поверхностью 35 пластмассовой оболочки 33, обращенной по направлению якоря, и торцевой поверхностью надеваемого на часть 21 оболочки установочного (толкающего) кольца 36, а дно канавки образовано наружной поверхностью части 21 оболочки. Установочное кольцо 36 при демонтаже клапана из приемной полости во всасывающей трубе ДВС обеспечивает такое положение, при котором смонтированное в кольцевой канавке верхнее уплотняющее кольцо 22 сохраняет в значительной степени свое осевое положение на периметре части 21 оболочки и не остается в приемной полости всасывающей трубы.

Другой вариант исполнения состоит в том, что часть 21 оболочки имеет изображенный штрихами и выступающим наружу заплечик 37 корпуса, который вместе с той торцевой поверхностью пластмассовой оболочки 33, которая обращена к заплечику 37, образует боковые поверхности кольцевой канавки 34, причем основание канавки образуется наружной поверхностью части 21 оболочки. Благодаря такому решению верхнее уплотняющее кольцо 22 при демонтаже клапана из приемной полости всасывающей трубы не остается в этой приемной полости.

Нижнее уплотняющее кольцо 23 удерживается на корпусе в нижней кольцевой канавке 38, которая ограничена двумя радиальными заплечиками 39 и 40.

Движение якоря 12 происходит в отверстии 41 промежуточной втулки 5, причем отверстие 41 обработано по скользящей посадке, в то время как запорный орган 14 клапана закреплен с возможностью скольжения в направляющем отверстии 42 седла клапана.

Клапан с металлической корпусной оболочкой 17, замыкающей магнитный контур, делает возможным не только создание компактного магнитного поля, требующего для открытия клапана меньших затрат энергии, но также обеспечивает компактную простую сборку. Благодаря наличию осевых присоединительных штырей штеккера 30 и радиальному притоку топлива происходит последовательная промывка нескольких последовательно расположенных клапанов, а также общее электрическое замыкание контактов с помощью общей штеккерной планки.

Использование: для впрыска топлива в двигателях внутреннего сгорания. Сущность изобретения: на одном конце трубчатого корпуса закреплено металлическое вставное седло с размещенным на нем запорным органом, к другому герметично присоединена одним концом металлическая промежуточная втулка. Другой конец втулки герметично соединен с концом охватываемого катушкой сердечника электромагнита, якорь которого установлен в корпусе с возможностью взаимодействия с запорным органом. Полимерная оболочка охватывает приводную часть клапана. Магнитный контур замыкает металлическая корпусная оболочка, соединенная одним концом с сердечником, другим с корпусом и выступающая в осевом направлении за катушку электромагнита. Корпусная оболочка соединена сваркой с корпусом клапана. 4 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН преимущественно для впрыска топлива в двигателях внутреннего сгорания, содержащий трубчатый корпус, на одном конце которого закреплено металлическое вставное седло с размещенным на нем запорным органом, а к другому герметично присоединена одним концом металлическая промежуточная втулка, другой конец которой герметично соединен с концом охватываемого катушкой сердечника электромагнита, якорь которого установлен в корпусе с возможностью взаимодействия с запорным органом, при этом клапан снабжен полимерной оболочкой, охватывающей его приводную часть, отличающийся тем, что он снабжен замыкающей магнитный контур металлической корпусной оболочкой, соединенной одним концом с сердечником, а другим с корпусом и выступающей по меньшей мере в осевом направлении за катушку электромагнита. 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что металлическая корпусная оболочка герметично соединена сваркой с корпусом клапана. 3. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что корпусная оболочка выполнена с выступающим наружу заплечиком, образующим с обращенной к нему торцевой поверхностью полимерной оболочки боковые поверхности кольцевой канавки, основание которой образовано наружной поверхностью корпусной оболочки. 4. Клапан по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на наружной поверхности корпусной оболочки выполнена кольцевая канавка, радиальные боковые поверхности которой образованы торцевыми поверхностями полимерной оболочки и установленного с натягом на корпусной оболочке установочного кольца, при этом основание канавки образовано наружной поверхностью корпусной оболочки. 5. Клапан по одному из пп. 1 4, отличающийся тем, что на корпусной оболочке установлено верхнее, а на корпусе нижнее уплотняющие кольца, при этом между кольцами на корпусе выполнено по меньшей мере одно радиальное отверстие для притока топлива, соединенное с полостью корпуса между вставным седлом и якорем.