Электроуправляемый клапан подачи газа в цилиндр двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02M21/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению и конструированию систем подачи газа в цилиндр двигателя внутреннего сгорания.

Известна конструкция клапана подачи воздуха в цилиндр двигателя на пусковых режимах. Клапан размещен в канале подвода воздуха в цилиндр двигателя, в крышке цилиндра, Клапан установлен в своем корпусе с каналом питания газом, с подводящими и отводящими щтуцерами. В корпусе размещен клапан и подпружиненный пнев- мопоршень, жестко соединенные между собой штоком клапана. Для уменьшения сопротивления движению поршня от давления воздуха на нижний торец клапан имеет герметизирующую направляющую. Между ней и тарелкой клапана образована питательная полость. В объеме над поршнем образована приводная полость. Сжатый воздух подается в приводную полость от распределителя, обеспечивающего момент открытия и закрытия клапанов в порядке работы цилиндров двигателя, Для согласования момента подачи воздуха с положением механизма топливоподачи сжатый воздух в распределитель подается от главного маневрового клапана, который в ряде случаев имеет электромагнитное управление. Все указанные устройства необходимы для обеспечения работоспособности клапана, устанавливаются отдельно от питательного клапана и связаны с ним с помощью трубопроводов высокого давления.

Таким образом, вся система подачи воздуха в цилиндр двигателя сложна. Наличие нескольких управляющих элементов и удаленность их друг от друга снижают быстродействие всей системы. Вместе с тем распределитель обеспечивает работу системы только в одном заданном режиме, в данном случае в режиме пуска, и делает невозможным применение ее на других режимах работы дизеля.

Известна система подачи газа в цилиндр двигателя с электромагнитным клапаном с размещенным в нем запорным коническим клапаном, цилиндрической герметизирующей направляющей и подпружиненным пневмопоршнем, соединенные жестко между собой. Питательная полость расположена между направляющей и запорным клапаном, Устройство управляется подпружиненным двухсторонним управляющим клапаном с электромагнитным приводом, поочередно сообщающим приводную полость над пневмопоршнем с подводящим или отводящим штуцерами.

Однако известная конструкция имеет невысокие динамические свойства ввиду

большой инерционности подвижных элементов и отсутствия полной газостатической их разгруженное™.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что питательный клапан и его управляющие элементы совмещают в одном корпусе. С этой

0 целью двухсторонний клапан выполнен в виде тарельчатого клапана с направляющей - золотником, подвижно установленного во втулке, и имеет возможность сообщения приводной полости с подво5 дящим штуцером и разобщения ее с отводящим штуцером через выточку в направляющей - золотнике и клапаны во втулке. Канал питания газом с одной стороны постоянно сообщен с питательной поло0 стью, а с другой - с подводящим штуцером, На фиг. 1 представлена схема выполнения электроуправляемого клапана подачи газа и цилиндр двигателя предлагаемой конструкции; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.

5 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел I на фиг. 2.

Предлагаемый клапан содержит питательный клапан 1, поршень 2, клапан 3 с направляющей - золотником, элект.ромаг0 нит А, наклонные отверстия 5, гильзу 6, каналы 7 питания газом, масляный канал 8, канал 9 отвода газа, пружину 10, подвижный якорь 11, втулку 12, кольцевую проточку 13, газоподводящее отверстие 14, приводную

5 полость 15, газоотводящее отверстие 16, регулировочный винт 17 и разъем 18.

Электроуправляемый клапан состоит из двух частей: в нижней размещен питательный клапан 1 с поршнем 2, в верхней 0 клапан с направляющей - золотником 3 во втулке 12 и электромагнит 4.

На корпусе нижней части выполнены продольные фрезеровки, которые после на- прессовки.гильзы образуют каналы 7 пита5 ния газом. Последние выходят на плоскость разъема двух половин корпусов с помощью наклонных Сверлений.5, являющихся продолжением упомянутых каналов, количество которых соответствует количеству

0 фрезеровок на корпусе. Кроме этого, в корпусе выполнен масляный канал 8, через который масло подается к трущимся поверхностям, и канал 9 отвода газа из приводной полости. Все каналы, выполненные

5 в нижней половине корпуса, выходят на плоскость разъема и имеют продолжение в верхней половине корпуса.

Питательный клапан 1 имеет поршень 2, закрепленный на верхней части стержня клапана, для возврата клапана в исходное

состояние под поршнем установлена пружина 10. На средней части стержня питательного клапана 1 выполнена герметизирующая направляющая. Она выполняет роль направляющей и уменьшает утечку га- за из объема над клапаном и, кроме того, выполняет роль разгрузочного пбршня, разгружающего тарелку клапана от действия сил давления подаваемого газа,

В верхней половине корпуса установ- лен клапан с направляющей - золотником 3, стержень которого связан с подвижным якорем 11 электромагнита 4. Клапан 3 установлен во втулке 12, имеющей отверстия для подвода и отвода газа, к которым подведе- ны соответствующие каналы. Причем, у отверстий подвода газа в корпусе выполнена кольцевая проточка 13, через которую проходит канал 7 питания газом, идущий от газоподводящего отверстия 14. Средняя часть стержня клапана 3 выполнена в виде золотника, который при закрытии клапана соединяет приводную полость 15 через каналы 9 отвода газа с газоотводящим отверстием 16. Сечение канала отвода газа 9 может уменьшаться на определенном участке с помощью регулировочного винта 17. На верхнем торце корпуса установлен разьем 19 для подключения обмотки электромагнита к блоку управления.

При отсутствии управляющего импульса на обмотке электромагнита 4 клапан 3 закрыт. В питательную полость 15 газ не поступает, он соединен через канал 9 отвода и золотник с газоотводящим отверстием 16, которое соединено с объемом низкого давления. После подачи сигнала подвижный якорь 11 электромагнита 4 изменяет свое положение и открывает клапан 3. Газ под высоким давлением через газоподводящее отверстие 14 идет по двум направлениям: часть через кольцевую проточку 13 и отверстия во втулке, через клапан 3 в приводную полость 15, а вторая часть газа от кольцевой проточки 13 направляется через наклонные отверстия 5 и каналы 7 питания газом к питательному клапану 1.

При подаче импульса на обмотку электромагнита 4 подвижный якорь 11 втягивается в катушку электромагнита и открывает клапан 3, одновременно золотник перекрывает канал 9 отвода газа. Приводная полость 15 начинает заполняться газом, с ростом его количества поршень 2 идет вниз и открывается питательный клапан 1, после чего газ из каналов 7 питания газом через открытый клапан 1 поступает в цилиндр двигателя.

После прекращения подачи импульса закрывается клапан 3, золотник открывает канал 9 отвода газа из приводной полости 15, давление на поршень 2 ослабевает и пружина 10 возвращает клапан 1 в исходное состояние.

Величина хода питательного клапана 1 и продолжительность его открытия может устанавливаться продолжительностью подачи импульса на обмотку электромагнита.

Формула изобретения

Электроуправляемый клапан подачи газа в цилиндр двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с отводящим и подводящим штуцерами, ка налом питания газом, размещенный в корпусе клапан, снабженный тарелкой с запорным седлом, цилиндрическую герметизирующую направляющую и подпружиненный пневмо- поршень, жестко соединенные между собой штоком клапана, образованные в корпусе коаксиально штоку клапана питательную полость, располагающуюся между тарелкой клапана и его направляющей, и приводную полость, располагающуюся со стороны торца пневмопоршня, подпружиненный двухсторонний управляющий клапан с электромагнитным приводом, установленный во втулке с запорной поверхностью с возможностью поочередного сообщения приводной полости с подводящим и отводящим штуцерами, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения быстродействия, двухсторонний клапан выполнен в виде тарельчатого клапана с направляющей - золотником и кольцевой выточкой, причем кольцевая выточка выполнена на направляющей - золотнике с возможностью сообщения приводной полости с отводящим штуцером при закрытом положении клапана и с возможностью сообщения приводной полости с подводящим штуцером через запорную поверхность, тарелки клапана при открытом положении клапана.

6-5

5

Фиг.З

Использование: системы подачи газа в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения: после подачи имА пульса подвижный якорь 11 электромагнита 4 открывает клапан 3 с направляющей - золотником, газ через газоподводящее отверстие 14 проходит через кольцевую проточку и отверстия во втулке и через наклонные отверстия 5 и каналы 7 питания газов к питательному клапану 1. Приводная полость заполняется газом, с ростом коли- честв а газа поршень 2 опускается и открывается питательный клапан 1, перепуская газ в цилиндр. После прекращения подачи импульса закрывается клапан 3, золотник закрывает канал отвода газа из приводной пластины, давление на поршень 2 ослабевает и пружина возвращает клапан 1 в исходное положение. 4 ил. «К 2 ON О ю ь Фиг1

Фиг, 2.

Редактор И. Дербак

Составитель Б. Постников

Техред М.МоргенталКорректор О. Ципле

ГП31

V

Н

ФигЛ

17