Электромагнит Советский патент 1981 года по МПК H01F7/08 F02M51/08 

Изобретение предназначено для управления быстродействующим .исполнительным органом, преимущественно органом топливовпрыскнвающей форсункн поршневого двигателя внутреннего сгорания, в частности с внешним смесео.бразованием.

Известны электромагниты форсунок двигателей внутреннего сгорания с электронным управлением впрыска топлива, содержащие ярмо магннтопровода с обмоткой и якорь, управляющий запорным органом.

Недостаток известных электромагнитов заключается в TOiM, что отрезки времени срабатывания и отпускания якоря значительны по продолжительности, являются неуправляемыми в процессе впрыска, зависящими от многих причин, в частности от объема железа электромагнитной системы. Минимально возможная продолжительность времени открытого состояния клапана ограничивается временем отпускания якоря. От нее зависит диапазон изменения цикловых подач. По этим причинам электромагнит топливовпрыскивающей форсунки должен иметь возможно более короткий отрезок времени срабатывания н отпускания, т. е. максимальное быстродействие электромагнитной системы форсунки.

Известно, что нестационарный магнитный поток проникает в материал магнито

провода на определенную глубину, зависящую от свойств материала и от скорости изменения магнитного потока. В этом случае магнитный поток вытесняется на поверхность вихревыми токами, вследствие чего эффективное сечение магнитопровода уменьщается. В связи с этим быстродействующие электромагниты обычно выполняются с магнитопроводом из шихтованного железа.

Однако, вследствие значительного конструктивного усложнения, не все быстродействующие электромагнитные системы целесообразно собирать на щихтованном магнитопроводе. К таким системам относится электромагнитная форсунка, к которой предъявляются следующие требования: малые габариты, хорошая герметичность и теплоизоляция, простота .ко,нструюции, высокая надежность и невысокая себестоимость.

Цель изобретения - снижение отрезков времени срабатывания и отпускания якоря электромагнита с простым и более деп1евьш нешихтованным ярмом, т. е. толщина магнитопровода ярма и якоря по всей длине магнитных силовых линий должна быть равной или меньшей удвоенной глубины

проникновения нарастающего магнитного потока к моменту срабатывания якоря.

Это достигается оптимизацией размеров эффективного сечения магнитопровода.

Физические основы распространения нестационарного магнитного потока в металлах позволяют определить глубину его проникновения в материал ма1гнитопровода, причем дальнейшее увеличение толщины материала вызывает ухудшение быстродействия, так как величина вихревых токов пропорциональна полному объему железа магнитопровода.

На фиг. 1 показана Т0пли;во1впрыскивающая форсунка с описываемым быстродействующим электромагнитом, разрез; на фиг. 2 - ярмо электромагнита; на фиг, 3-5 различные варианты выполнения ярма.

В корпусе 1 форсунки расположен быстродействующий электромаГнит, который состоит из катушки 2 с изолированными от корпуса выводами 3, к котюрым подведены концы обмотки.

Ярмо 4 имеет толщину h, определяемую глубиной б проникновения магнитного потока по формуле

Р

V

б 5000

V-1

сопротивление матегде р - удельное риала;

ц - магнитная проницаемость материала;

/ - частота изменения потока. Запорный орган 5 форсунки представляет собой жиклер, расположенный во втулке с уплотнительным пояском, к которому прижимается пружиной 6 якорь 7.

Якорь имеет такую же толщину, как и ярмо 4.

Во время работы форсунки на обмотку катушки 2 подается электрический импульс с определенными параметрами. Под действием магнитного потока якорь, преодолевая усилие пружины, притягивается к ярму, открывая запорный орган.

В предлагаемом электромагните объем железа в магнитопроводе, по сравнению с известными, значительно меньше, постоянные времени и спада магнитного потока уменьшаются, вследствие чего быстродействие электромагнита возрастает.

Формула изобретения

Электромагнит, например, для топливовпрыскивающей форсунки двигателя внутреннего сгорания, содержащий обмотку на ярме из нешихтованного железа и якорь, сопряженный с запорным органом форсунки, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, ярмо и якорь, образующие матнитопровод, выполнены одинаковой толщины.

Щ П J.i

1 K; Ei5fT.,

Ц

Фиг.{

фиг. 2

и

с..5

ФигЛ