ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ФОРСУНКА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК F02M51/06 

Изобретение относится к топливным системам двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности к системам топливоподачи с управляемым впрыском, и может быть использовано в системах питания двигателей с внешним смесеобразованием.

Известна электромагнитная форсунка для ДВС, содержащая: корпус с установленным в нем электромагнитом, расположенным вокруг впускного канала; клапан с подпружиненной пластиной, имеющей ряд круговых отверстий, и клапанное седло с выходным отверстием (см. заявку Франции N 2542816, F 02 M 51/06 от 1984 г.).

Недостатком данной форсунки является низкое быстродействие из-за большого времени открытия и закрытия выходного отверстия, что отрицательно сказывается на пропускной способности системы в целом.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является электромагнитная форсунка для ДВС, содержащая: корпус, выполненный из магнитопроводящего материала, и размещенные в нем сердечник с каналом подвода топлива, охватываемым электромагнитной обмоткой; магнитопроводящую и ограничительную шайбы с пазами для прохода топлива; клапанный элемент и опорное седло с каналами отвода топлива (см. заявку Франции N 2549902, F 02 M 51/06 от 1985 г.).

Недостатком данной форсунки также является низкое быстродействие, обуславливаемое большим временем открытия и закрытия выходного отверстия.

Настоящее изобретение позволяет повысить быстродействие форсунки путем сокращения длины рабочего хода клапанного элемента.

Технический результат достигается за счет того, что в электромагнитной форсунке для ДВС, содержащей корпус, выполненный из магнитопроводящего материала, и размещенные в нем сердечник с каналом подвода топлива, охватываемым электромагнитной обмоткой, магнитопроводящую и ограничительную шайбы с пазами для прохода топлива, клапанный элемент и опорное седло с каналами отвода топлива, канал отвода топлива опорного седла выполнен в виде кольцевого паза, а клапанный элемент - соответственно в виде кольца.

Основными параметрами, обеспечивающими требуемую производительность электромагнитной форсунки, являются: площадь отверстия (S), закрываемого (открываемого) клапанным элементом; давление топлива (P) и высота подъема клапанного элемента (h).

Если отверстие круглое с диаметром (D), то высота подъема клапанного элемента (h) по пропускной способности, соответствующей площади (S), должна быть больше высоты, рассчитанной по формуле:

Если отверстие кольцеобразное длиной (l) и шириной (a), то S=l • a. При таком исполнении отверстия

При равных производительностях этих форсунок

При равных площадях отверстий периметр кругового отверстия минимален, т. е.

2l + 2a > ПD, следовательно, h₂ < h₁.

Таким образом, для закрывания (открывания) форсунки с кольцеобразным отверстием требуется меньшая высота подъема клапанного элемента.

Электромагнитная сила при уменьшении высоты подъема клапанного элемента, как известно, увеличивается в квадратичной зависимости.

Большее усилие и меньшая высота подъема клапанного элемента в предлагаемой форсунке обеспечивают меньшее время открывания (закрывания) отверстия для впрыскивания топлива по сравнению с форсункой, принятой в качестве прототипа.

На фигуре 1 показана электромагнитная форсунка для ДВС.

На фигуре 2 показан вид сверху клапанного элемента с входным каналом для топлива.

На фигуре 3 показан вид сверху опорного седла с каналом отвода топлива.

В корпусе 1 электромагнитной форсунки, выполненном из магнитопроводящего материала, размещены сердечник с каналом подвода топлива 2, который охватывается электромагнитной обмоткой 3, магнитопроводящая 4 и ограничительная 5 шайбы с пазами для прохода топлива, клапанный элемент 6 с входным каналом для топлива и опорное седло 7 с каналом отвода топлива.

Электромагнитная форсунка для ДВС работает следующим образом.

По каналу подвода топлива 2 поступает топливо под давлением, которое воздействует на клапанный элемент 6. Клапанный элемент 6 под воздействием давления топлива садится на опорное седло 7 и закрывает канал отвода топлива. При подаче тока в электромагнитную обмотку 3 создается электромагнитный поток, проходящий через корпус 1, клапанный элемент 6 и сердечник 2, выполненные из магнитопроводящего материала. Электромагнитный поток создает силу притяжения клапанного элемента к сердечнику 2. Клапанный элемент 6 перемещается к сердечнику 2 и открывает канал отвода топлива опорного седла 7. При притянутом к сердечнику 2 клапанном элементе 6 топлива через центральное отверстие клапанного элемента и канал отвода топлива опорного седла поступает на выход электромагнитной форсунки. Время, в течение которого форсунка открыта, определяет дозу топлива.

Электромагнитная форсунка для двигателя внутреннего сгорания предназначена для использования в системах питания двигателей с внешним смесеобразованием. Изобретение позволяет повысить быстродействие форсунки путем сокращения длины рабочего хода клапанного элемента. Форсунка содержит сердечник с каналом подвода топлива, магнитопроводящую и ограничительную шайбы с пазами для прохода топлива, клапанный элемент с входным каналом для топлива и опорное седло с каналом отвода топлива. При подаче тока в электромагнитную обмотку создается электромагнитный поток, который создает силу притяжения клапанного элемента к сердечнику, открывая канал отвода топлива опорного седла. При притянутом к сердечнику клапанном элементе топливо поступает на выход электромагнитной форсунки. Время, в течение которого форсунка открыта, определяет дозу топлива. 3 ил.

Электромагнитная форсунка, содержащая корпус, выполненный из магнитопроводящего материала, и размещенные в нем сердечник с каналом подвода топлива, охватываемый электромагнитной обмоткой, магнитопроводящую шайбу с пазами для прохода топлива и ограничительную шайбу с пазами для прохода топлива и ограничительную шайбу с пазами для прохода топлива, клапанный элемент и опорное седло с каналом отвода топлива, отличающаяся тем, что канал отвода топлива опорного седла выполнен в виде кольцевого паза, а клапанный элемент - соответственно в виде кольца.