ИНЖЕКТОР ДЛЯ ПОДАЧИ ГАЗОВОГО ТОПЛИВА

Полезная модель относится к устройству подачи топлива в двигатель автомобиля, в частности, инжектору для подачи газового топлива в цилиндр двигателя внутреннего сгорания.
Из патента РФ №2331785 (опубликован 20.08.2008; МПК F02M 21/02) известен электромеханический инжектор для подачи газового топлива, содержащий электромагнитный исполнительный механизм, воздействующий на дисковидный механический перекрывающий элемент, выполненный для открытия или перекрытия канала для прохода топлива из подающей магистрали в доставляющую магистраль, соединенную с выходным отверстием. Между доставляющей магистралью и перекрывающим элементом установлен выполненный из эластомерного материала уплотнительный элемент, прикрепленный к перекрывающему элементу и перемещающийся с ним.
В заявке на европейский патент №1231378 (опубликована 14.08.2002; МПК F02M 51/06, F02M 61/20) описан топливный инжектор, в котором контроль потока топлива через впускное и выпускное отверстия осуществляется посредством выполненного в форме диска и имеющего уплотняющую поверхность якоря и размещенного между корпусом инжектора и верхней поверхностью якоря упругого элемента. Упругий элемент обеспечивает дополнительную силу поджима якоря.
Недостатком указанных известных решений является громоздкость конструкции якоря, что не позволяет обеспечить требуемые величины потока газа через инжектор в течение длительного времени эксплуатации и с заданной точностью.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является инжектор, описанный в международной заявке WO8804727 (опубликована 30.06.1988; МПК F02M 51/06, F02M 51/08). Заявка раскрывает электромагнитный инжектор, якорь которого выполнен в форме шайбы из магнитного материала и располагается между седлом и промежуточным элементом, также выполненным из магнитного материала. Поджим якоря осуществляется посредством пружины. На внешнем диаметре промежуточного элемента установлена немагнитная направляющая, роль которой заключается в магнитной изоляции якоря от промежуточного элемента, а также в центровке якоря по его внешнему диаметру. Второй направляющей для якоря служит выточка в выполненном из немагнитного материала седле, причем центровка якоря также происходит по его внешнему диаметру. Ввод топлива в двигатель осуществляется через верхнее отверстие в упоре, далее через осевой канал промежуточного элемента и далее - через каналы в якоре.
Недостатком прототипа является, во-первых, тот факт, что проход топлива осуществляется фактически через весь инжектор. С топливом внутрь инжектора могут поступать мелкие частицы, что существенно сокращает срок его службы по причине повышенного износа трущихся поверхностей - прежде всего, между промежуточным элементом и якорем, - и влияет на стабильность времени открытия-закрытия инжектора.
Во-вторых, направление движения и центровка якоря, выполненного в виде шайбы, требует повышенной точности изготовления соприкасающихся поверхностей якоря, диамагнитной вставки и седла. В противном случае малейший перекос вызовет поломку инжектора.
Задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков прототипа, а именно, обеспечение конструкции инжектора, минимизирующей поступление инородных частиц в области трущихся поверхностей и обеспечивающей многократное срабатывание инжектора с высокой повторяемостью времени открытия-закрытия.
Инжектор согласно настоящей полезной модели содержит корпус с размещенными внутри него катушкой, сердечником, выходным штуцером и седлом, и разъем питания катушки. В сердечнике расположен упор, имеющий возможность регулируемого перемещения вдоль оси сердечника. Якорь с выполненным в нем проходным отверстием перемещается между упором и седлом из крайнего закрытого положения в крайнее открытое положение. Якорь поджимается к седлу посредством пружины, установленной в продольном канале якоря. В проточке сердечника установлена диамагнитная вставка, торцевая поверхность которой выступает над торцевой поверхностью сердечника, так что в крайнем открытом положении якорь упирается в торцевую поверхность диамагнитной вставки. Наличие диамагнитной вставки исключает контакт между якорем и сердечником. Внутренняя поверхность диамагнитной вставки служит первой направляющей для движения якоря между крайними открытым и закрытым положениями, а внешняя поверхность седла служит второй направляющей для якоря.
Данная конструкция инжектора обеспечивает две разнесенные направляющие поверхности якоря, что повышает надежность и стабильность работы инжектора. Кроме того, проход газа от входного отверстия к выходному штуцеру осуществляется в районе якоря, т.е. по максимально короткому пути, причем поток газа направлен так, что инородные частицы не будут оседать на трущихся поверхностях и приводить к их преждевременному износу.
В корпусе, над катушкой, может быть установлен выполненный из магнитопроводящего материала поджимной диск для более надежной фиксации катушки внутри корпуса. Фиксация самого поджимного диска может осуществляться, например, завальцовкой корпуса или свариванием лазером.
Сердечник может быть размещен в корпусе с возможностью регулируемого перемещения вдоль оси сердечника для удобства регулировки времени открытия-закрытия инжектора. Регулируемое перемещение сердечника может быть осуществлено посредством резьбового соединения сердечника с поджимным диском.
Предпочтительно, если диамагнитная вставка выполнена из твердосплавного материала, что позволяет увеличить срок службы инжектора. Также предпочтительно, если инжектор содержит центрирующую шайбу для центровки сердечника.
Для надежного прилегания якоря к седлу на прижимной поверхности якоря может быть размещена перекрывающая шайба, выполненная, например, из эластомерного материала.
Кроме того, в продольном канале якоря может располагаться шарик, и тогда поджим пружиной якоря осуществляется через этот шарик.
Далее полезная модель более подробно поясняется со ссылками на прилагаемые фигуры.
На фиг.1 представлен вариант исполнения инжектора согласно заявляемой полезной модели.
На фиг.2 представлено увеличенное изображение упора, якоря и седла.
Общий вид возможного варианта исполнения инжектора приведен на фиг.1. Инжектор содержит корпус (1) с размещенными внутри него катушкой (2), сердечником (3), выходным штуцером (4) и седлом (5), и разъем питания катушки (6). В сердечнике расположен упор (7), имеющий возможность регулируемого перемещения вдоль оси (8) сердечника, например, посредством исполнения резьбового соединения упора (7) с сердечником (3). Якорь (9) с выполненным в нем проходным отверстием (10) перемещается между упором (7) и седлом (5) из крайнего закрытого положения (показано на фиг.1) в крайнее открытое положение и обратно. В крайнем закрытом положении якорь (9) поджимается к седлу (5) посредством пружины (11), установленной в продольном канале (12) якоря.
В проточке сердечника (3) установлена диамагнитная вставка (13), торцевая поверхность (14) которой выступает над торцевой поверхностью (15) сердечника (фиг.2). В крайнем открытом положении якорь (9) упирается в торцевую поверхность (14) диамагнитной вставки; таким образом, исключается контакт якоря (9) и сердечника (3). Внутренняя поверхность (16) диамагнитной вставки служит первой направляющей для якоря (9), а внешняя поверхность (17) седла служит второй направляющей для якоря (9).
В рабочих условиях инжектор подвергается вибрациям, перепадам температуры и давления, что может приводить к небольшим смещениям катушки, а значит, влиять на время открытия-закрытия инжектора. С целью уменьшения этого эффекта в корпусе (1) может быть установлен поджимной диск (18) для более надежной фиксации катушки (2) внутри корпуса (1), предпочтительно выполненный из магнитопроводящего материала.
Сердечник (3) может быть размещен в корпусе (1) с возможностью регулируемого перемещения вдоль оси (8) сердечника для удобства регулировки времени открытия-закрытия инжектора. Простым и надежным вариантом регулировки положения сердечника (3) в корпусе (1) является, например, выполнение резьбового соединения сердечника (3) с поджимным диском (18), как показано на фиг.1.
Для увеличения срока службы инжектора предпочтительно, если диамагнитная вставка (13) выполнена из твердосплавного материала.
Также предпочтительно, если инжектор содержит центрирующую шайбу (19) для центровки и фиксации сердечника (3) в корпусе (1) с целью сохранения соосности сердечника (3), якоря (9) и седла (5) в условиях вибрации, перепадов температуры и давления.
Для надежного прилегания якоря (9) к седлу (5) на прижимной поверхности якоря (9) может быть размещена перекрывающая шайба (20), выполненная, например, из эластомерного материала.
Кроме того, в продольном канале (12) якоря может располагаться шарик (21), и тогда поджим пружиной (11) якоря (9) осуществляется через этот шарик (21).
Устройство работает следующим образом.
В закрытом положении инжектора якорь (9) поджимается пружиной (11), так что перекрывающая шайба (20) плотно прилегает к седлу (5).
Газовое топливо поступает через входное отверстие (22) во внутреннюю полость инжектора, ограниченную корпусом (1), якорем (9) и выходным штуцером (4) с установленным в нем седлом (5).
При подаче питания на катушку (2) через разъем питания (6) катушки якорь (9) перемещается в крайнее открытое положение. При этом газовое топливо проходит через проходное отверстие (10) якоря и образовавшийся зазор между перекрывающей шайбой (20) и седлом (5) и далее через выходной штуцер (4) попадает в цилиндр двигателя (не показан).
При снижении напряжения на катушке (2) ниже заданной пороговой величины якорь (9) возвращается в крайнее закрытое положение и проход газового топлива через инжектор прекращается.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность и точность работы инжектора газового топлива, а также увеличить срок его службы.