Исполнительный узел электромагнитного привода клапанов газораспределения двигателя внутреннего сгорания

,112146 А 09) д) Р О 1. 9/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТО У СВИДЕТЕЛЬСТВУ40лин, А, С. Виноградов рдена Ленина и орденаЗнамени институт инрожного транспорта8)видетельство СССР1. 9/40, 1980. НИТЕЛЬНЬ 1 Й УЗЕЛ НОГО ПРИВОДА КЛАПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАГО СГОРАНИЯ, содержний магнитопроводы с х обмотками и взаимоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский оТрудового Красногоженеров железнодо(54) (57) ИСПОЛЭЛЕКТРОМАГНИТПАНОВ ГАЗОРАСТЕЛЯ ВНУТРЕННЕжащий верхний и нразмещенными в н действующий с ними якорь, связанный с клапаном, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, магнитопроводы с обмотками расположены один за другим по оси клапана и ориентированы в одном направлении, якорь выполнен составным из двух частей - верхней и нижней, установленных с зазором относительно соответствующих магнитопроводов и снабженных центральными немагнитными стержнями, причем верхняя часть якоря связана со штоком клапана через нижнюю при помощи центральных немагнитных стержней, зазор между нижней частью якоря и нижним магнитопроводом равен ходу клапана, а зазор между верхней частью якоря и верхним магнитопроводом выполнен меньше хода клапана.Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для привода клапанов газораспределения в двигателе внутреннего сгорания (ДВС).Известен исполнительный узел, электромагнитного привода клапанов газораспределения, содержащий верхний и нижний магнитопроводы с размещенными в них обмотками и взаимодействующий с ними якорь связанный с клапаном 1.Однако в таком приводе трудно обеспечить достаточно большое начальное тяговое усилие и соответственно ускорение якоря и связанного с ним клапана. Это объясняется тем, что тяговое усилие, развиваемое электромагнитном, примерно обратно пропорционально квадрату воздушного зазора между якорем и сердечником электромагнита. При большом начальном зазоре величина тягового усилия, а следовательно, и ускорения, получается сравнительно малой. Это приводит к затягиванию начальной фазы открытия клапана и вынуждает форсировать различными методами нарастание тягового усилия, что усложняет конструкцию привода и схему управления.Указанное явление особенно существенно для дизелей большой размерности, например тепловозных, где на величину ускорения влияет не только тяговое усилие, но и значительная масса якоря и связанного с ним клапана. В то же время большая доля переходных режимов определяет необходимость регулирования фаз газораспределения в широких пределах в зависимости от параметров работы дизеля, что при низком быстродействии привода трудно осуществимо. Цель изобретения - повышение быстродействия привода.Указанная цель достигается тем, что в исполнительном узле электромагнитного привода клапанов газораспределения ДВС, содержащем верхний и нижний магнитопроводы с размегценными в них обмотками и взаимодействующий с ними якорь, связанный с клапаном, магнитопроводы с обмотками расположены один за другим по оси клапана и ориентированы в одном направлении, якорь выполнен составным из двух частей - верхней и нижней, установленных с зазором относительно соответствующих магнитопроводов и снабженных центральными немагнитными стержнями, причем верхняя часть якоря связана со штоком клапана через нижнюю при помощи центральных немагнитных стержней, зазор между нижней частью якоря и нижним магнитопроводом равен ходу клапана, и зазор между верхней частью якоря и верхним магнитопроводом выполнен меньше хода клапана.На чертеже показан исполнительный узел электромагнитного привода клапанов газораспределения ДВС, продольный разрез,Исполнительный узел электромагнитногопривода клапанов газораспределения ДВС содержит верхний магнитопровод 1 и нижний магнитопровод 2, размещенные в корпусе 3, укрепленном на основании 4. Корпус 3 и основание 4 выполнены из немагнитного материала. Изолирующие немагнитные прокладки 5 и 6 устанавливают зазоры между верхним 1 и нижним 2 магнитопроводами, верхним магнитопроводом 1 и корпусом 3.В магнитопроводах 1 и 2 размещены обмотки 7 и 8 электромагнитов и связанный с ними якорь, состоящий из двух частей: верхней 9 и нижней 1 О, посаженных на центральные стержни 11 и 12 соответственно, выполненные из немагнитного материала. Стержень 11 опирается на нижнюю часть 1 О якоря посредством стержня 12, который, в свою очередь, опирается на шток клапана 13 с пружиной 14. Предварительно сжатая пружина 15, установленная между корпусом 3 и верхней частью 9 якоря, обеспечивает связь отдельных частей подвижной системы.Магнитопроводы 1 и 2 с обмотками 7 и 8 расположейы один за другим по оси клапана и ориентированы в одном направлении.Между верхней частью 9 якоря и верхним магнитопроводом 1 и нижней частью 10 якоря и нижним магнитопроводом 2 предусмотрены зазоры Ь Ь,.Зазор Ь, между верхней частью 9 якоряи верхним магнитопроводом 1 выполнен З 0 меньше хода клапана, Его величина определяется конструктивными параметрами привода (масса подвижных частей, затяжка возвращающей пружины и т.д,), параметрами дизеля, требованиями по быстродействию и др. Поэтому в каждом конкретном случае величина этого зазора рассчитывается с учетом всех параметров и уточняется в процессе доводочных испытаний. Зазор Ь,х между нижней частью 10 якоря и нижним магнитопроводом 2 равен ходу клапана.40Устройство работает следующим образомВ исходном состоянии клапан 13 прижат к седлу пружиной 14. Открытие клапана осуществляется при поступлении на45 обмотки 7 и 8 управляющих электрическихсигналов. По обмоткам 7 и 8 протекают токи,создающие магнитные поля, действующиена верхн 1 ою и нижнюю части якоря соответственно. Так как зазор Ь, между верхнейчастью 9 якоря и верхним магнитопроводом50 меньше зазора Ьмежду нижним якорем 10и нижним магнитопроводом 2, тяговое усилие, действующее на верхний якорь, достигает значительной величины,Открытие клапана происходит под действием суммарного усилия, действующего наверхнюю и нижнюю части якоря. Как только суммарное тяговое усилие превысит усилие сжатой пружины 14, система, включающая верхнюю часть якоря со стержнем 1,нижнюю часть якоря 10 со стержнем 12, клапан 13 с частью пружины 14, начнет перемещаться вниз и клапан 13 будет открываться. При этом зазоры Ь 1 между частями 9 и 1 О якоря и магнитопроводами 1 и 2 соответственно будут уменьшаться.После упора верхней части 9 якоря в магнитопровод 1 нижняя часть 10 якоря со стержнем 2 и клапан 13 продолжают перемещаться под действием тягового усилия, действующего на нижнюю часть 10 якоря до выхода его на упор в магнитопровод 2,Наличие зазора , между верхней частью якоря и верхним магнитопроводом 1, меньшего, чем ход клапана, обеспечивает необходимое тяговое усилие в начальной фазе открытия клапана, благодаря чему достигается требуемое быстродействие привода.Посадка клапана начинается после снятия управляющего сигнала. При этом клапан 13 и нижняя часть 10 якоря со стержнем 12 перемещаются под действием пружины 14. После перемсгцсния клапана 13 на величину= и 1, нижняя часть 10 якоря упирается в стерженьи верхняя иць 9 якоря со стержц и1, танжер пинии; и:, перемещаться в составе подвижной сисгсмы.Это увеличивает масл системы и снижает ее ускорение.Заданные условия посадки клапана 13обеспечиваются подачей в обмотку 7 и конце хода клапана короткого импульса.Таким образом, конструкция исполнительного узла электромагнитного приводи клапанов газораспределения ДВС с составным якорем, состоящим из двух частей, каждая из которых взаимодействует со своими маг нитопроводом, позволяет получить зьичительные начальные тяговые усилия в на иье хода клапана при сравнительно небольиих напряжениях и токах в обмотках, г.е. небыль шой мощности управляющего сигнала, что приводит к уменьшению габаритов, упрощению конструкции привода, повышению его надежности и повышению быстродействия.А. Винограрес Составитель о Техред И. Ве Тираж 50 ВНИИПИ Государстве по делам изобрет3035, Москва, Ж - 35,филиал ППП Патент, г.едактор Л. Авраменк аказ 7674/28 Кор)ситор А. Зимне(1 соводписноета СССРрытийнаб., д. 4/5Проектная, 4 ного ком иге ений и отк Раушская Ужгород, ул