ДРОССЕЛЬНЫЙ КЛАПАН ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к машиностроению, преимущественно к автомобилестроению, в частности к системе управления двигателем внутреннего сгорания (далее ДВС) автомобиля.
Известна конструкция дроссельного клапана фирмы "Dell" Orto S. р. А." серии 11400 TF (см. приложение), в которой управление заслонкой осуществляется с помощью простейшего рычага и возвратной пружины, одетой на ось и закрепленной с одной стороны на корпусе дроссельного клапана, с другой на рычаге привода. Такая конструкция привода заслонки имеет линейную характеристику момента возврата заслонки в закрытое положение, далее по тексту момента возврата, с относительно большим углом наклона. Обеспечить надежное закрытие заслонки возможно только за счет увеличения минимального момента возврата (в начале открытия заслонки), это влечет увеличение максимального момента возврата (в конце открытия заслонки) и усилия на педали акселератора автомобиля, что нежелательно с точки зрения требований эргономики, ограничивающих величину усилия на педали акселератора.
Сохранить максимальный момент возврата заслонки дроссельного клапана в допустимых пределах при увеличении минимального возвратного момента возможно за счет управления заслонкой с помощью сложной системы рычагов, как в дроссельном клапане фирмы "Dell' Orto S. р. А." серии 11100 TD (см. приложение), которая позволяет уменьшить угол наклона линейной характеристики момента возврата. Недостаток данной конструкции в сложности применяемой системы рычагов и ее больших габаритах.
Недостатки, указанные в вышеописанных конструкциях, отчасти устранены в дроссельном клапане, см. заявку Великобритании №2254485, МКИ F 02 D 9/10, публикация 92.10.21, выбранном в качестве прототипа и представляющем из себя заслонку,
установленную в отверстии корпуса на оси со смещением от центра отверстия, в результате чего при закрытии заслонки из-за разности давлений на ее поверхности возникает крутящий момент, стремящийся закрыть заслонку, в дополнение к усилиям возвратных пружин. Причем, чем ближе заслонка к положению полного закрытия, тем больше возникающий крутящий момент, поскольку растет разрежение за заслонкой. При повороте заслонки до положения полного открытия вышеупомянутый крутящий момент уменьшается до нуля и не увеличивает максимальный момент возврата заслонки, формируемый возвратными пружинами. Недостаток данного дроссельного клапана в ограниченности величины момента, который можно создать на поверхности заслонки, из-за конструктивного ограничения величины смещения оси заслонки от оси отверстия заслонка со значительным смещением либо не будет открываться, либо не будет обеспечивать герметичность в закрытом положении, поскольку для ее открытия потребуются значительные зазоры между кромкой заслонки и стенками отверстия дроссельного клапан. Кроме того, при относительно больших величинах смещения оси заслонки необходимо применение специального профиля для отверстия в корпусе дроссельного клапана.
Предлагаемое техническое решение позволяет в значительной степени устранить обозначенные выше недостатки и оптимизировать характеристики момента возврата заслонки дроссельного клапана ДВС в закрытое положение.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что известный дроссельный клапан двигателя внутреннего сгорания, выполненный в виде корпуса, внутри которого на оси установлена дроссельная заслонка, ось которой снабжена возвратной пружиной и соединена посредством рычага с тягой педали акселератора и возвратной пружиной педали акселератора, дополнительно снабжен магнитным исполнительным элементом, состоящим из корпуса и размещенных в нем двух сопрягаемых постоянных магнитов, один из которых закреплен в корпусе неподвижно, а другой с возможностью перемещения относительно первого и соединен посредством штока с возвратной пружиной педали акселератора. Поверхности сопряжения постоянных магнитов могут быть выполнены коническими, при этом смонтированный на штоке постоянный магнит снабжен направляющей, расположенной соосно конусу магнита с противоположной от штока стороны, а в зазоре между постоянными магнитами, на направляющей, размещен пружинный элемент.
На фиг.1 показана конструкция заявляемого дроссельного клапана.
Дроссельный клапан по фиг.1 состоит из корпуса 1, в отверстии 2 которого
3 установлена без смещения ось 3, на которой размещены заслонка 4 и возвратная пружина 5. Ось 3 жестко связана с рычагом 6, который в свою очередь соединен с тягой педали акселератора 7 и возвратной пружиной педали акселератора 8, позади которой установлен магнитный исполнительный элемент 9. Последний содержит корпус, состоящий из двух полукорпусов 10 и 11. В отверстии 12 полукорпуса 10 размещен шток 13, кинематически связанный с возвратной пружиной педали акселератора 8. На штоке 12 закреплен постоянный магнит 14 конической формы, снабженный направляющей 15, расположенной соосно конусу магнита 14 с противоположной от штока 13 стороны. В полукорпусе 11 установлен неподвижно постоянный магнит 16, сопрягаемый с магнитом 14. Между магнитами 14 и 16 на направляющей 15 размещен пружинный элемент 17.
Принцип работы устройства следующий. При полностью открытой заслонке 4 на ось 3 действует только возвратный момент от возвратной пружины 5 и от рычага 6, на который действует тяга педали 7 и возвратная пружина педали акселератора 8, полностью выдвигающие шток 13 магнитного исполнительного элемента 9 через отверстие 12 полукорпуса 10. Зазор между постоянными магнитами 14 и 16 в этом положении наибольший, а сила взаимного притяжения минимальна. При отпускании педали акселератора постоянные магниты 14 и 16 сближаются, компенсируя сжатие возвратной пружины 8, не позволяя тем самым уменьшаться усилию, действующему через рычаг б и через ось 3 на дроссельную заслонку 4.
Заявляемая конструкция дроссельного клапана ДВС, благодаря применению магнитного исполнительного элемента, связанного с возвратной пружиной троса акселератора, обеспечивает надежное закрытие заслонки при переходе на режим холостого хода и остановке двигателя автомобиля, что удовлетворяет требованиям потребителя к ездовым качествам автомобиля.
Заявляемая конструкция дроссельного клапана д. в. с. удовлетворяет основным требованиям массового производства: а) простота конструкции обеспечивает малые габариты устройства и его низкую себестоимость; б) конструкция клапана обеспечивает легкость его установки на двигатель автомобиля без применения специального инструмента, что делает ее промышленно применимой.
Вышеописанный дроссельный клапан предназначен для применения в системе управления двигателем автомобилей, в частности легковых автомобилей, оснащенных электронными системами управления.