МЕХАНИЗМ УПРАВЛЕНИЯ УГЛОМ ОПЕРЕЖЕНИЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Полезная модель относится к двигателестроению, а именно к системе управления топливоподачей дизельного двигателя.
Известен патент ДЕ 19517547, F 02 Д 1/02 «Распылительное устройство для насос-форсунки и способ его настройки», состоящий из насос-форсунки с приводом от распределительного вала в виде кулачков и взаимодействующих с ними коромысел, посаженных на эксцентриковую ось, а также электромеханический моторедуктор, поворачивающий ось коромысел посредством шарнирной тяги и рычага.
Недостатком указанного устройства является его недостаточная надежность вследствие быстрого износа винтовой поверхности в паре винт-гайка электромеханического моторедуктора, низкая экономичность, обусловленная значительным потреблением электрической энергии.
Наиболее близким техническим решением, прототипом, к предлагаемому устройству является полезная модель №33173 от 17.12.2002 г. МПК 7 F 02 Д 41/38 «Механизм управления углом опережения впрыска топлива», содержащий насос-форсунки с приводом от распределительного вала в виде кулачков и взаимодействующих с ними коромысел, посаженных на эксцентриковую ось, связанную рычагом и шарнирной тягой с электрогидравлическим следящим приводом, соединенным трубопроводом с системой смазки двигателя, представляющим собой гидроцилиндр с поршнем и расположенным в нем плунжером золотника с пружиной, снабженной датчиком положения и микродвигателем с механическим редуктором.
Недостатком данного механизма является недостаточная надежность вследствие большого количества деталей в механическом редукторе и датчике положения.
Целью предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции и повышение надежности в работе механизма управления углом опережения впрыска топлива.
Поставленная цель достигается тем, что механизм управления углом опережения впрыска топлива с электрогидравлическим следящим приводом, представляющим собой гидроцилиндр с поршнем и расположенным в нем плунжером золотника с пружиной, оснащен шаговым электродвигателем с винтовым валом, осуществляющим поступательное движение, воздействуя непосредственно на плунжер золотника, при этом угол поворота ротора шагового электродвигателя выполняет функцию датчика положения плунжера золотника за счет того, что на один импульс управления ротор шагового электродвигателя поворачивается на один и тот же угол.
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что оснащение следящего привода шаговым электродвигателем и винтовым валом с непосредственным воздействием на плунжер золотника, при этом угол поворота ротора шагового электродвигателя выполняет функцию датчика положения плунжера золотника за счет того, что на один импульс управления ротор шагового электродвигателя поворачивается на один и тот же угол, упрощает конструкцию и повышает надежность работы механизма управления углом опережения впрыска топлива.
Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», т.к. сочетание признаков описанного устройства неизвестно в технике на данном этапе. Существенные признаки заявленного объекта, а именно:
- использование шагового электродвигателя;
- наличие винтового вала, совершающего поступательное движение;
- воздействие винтового вала непосредственно на плунжер золотника,
- отсутствие датчика положения плунжера золотника,
необходимы и достаточны для достижения цели.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображен механизм управления углом опережения впрыска топлива.
Механизм управления углом опережения впрыска топлива содержит насос-форсунки 1, распределительный вал 2, коромысла 3, эксцентриковую ось 4, рычаг 5, тягу 6, электрогидравлический следящий привод 7, шаговый электродвигатель 8, винтовой вал 9, плунжер золотника 10, поршень 11, пружиной 12.
Рассмотрим работу механизма управления углом опережения впрыска топлива.
При пуске и работе двигателя механизм обеспечивает оптимальные углы опережения впрыска топлива в зависимости от теплового состояния двигателя, частоты вращения коленчатого вала и величины расхода топлива.
Впрыскивание топлива в двигатель обеспечено насос-форсунками 1. На насос-форсунки воздействуют кулачки распределительного вала 2 через коромысла 3, установленные на эксцентриковой оси 4. При повороте эксцентриковой оси 4 вследствие перемещения коромысел относительно кулачков распределительного вала происходит изменение момента начала впрыска топлива в двигатель. Поворот эксцентриковой оси 4 происходит через рычаг 5 и тягу 6 путем воздействия электрогидравлического следящего привода 7.
Управление электрогидравлическим следящим приводом обеспечено программой управления через шаговый электродвигатель. Сигнал управления электронного блока поступает на шаговый электродвигатель 8. При работе шагового электродвигателя 8 приводится во вращение и перемещается винтовой вал 9, происходит его выдвижение на заданную величину. Винтовой вал 9 воздействует на плунжер золотника 10. Поршень 11 гидроцилиндра отслеживает
движение плунжера за счет перепуска масла в гидроцилиндре и удерживает эксцентриковую ось в заданном программой управления положении.
Золотниковая пара гидроцилиндра выполнена в виде четырехкромочного золотника, размещенного в поршне. Работает гидроцилиндр на масле из системы смазки двигателя. Слив масла из гидроцилиндра происходит через отверстия в плунжере золотника 10 и штоке поршня 11 в полость корпуса распределительного механизма двигателя. Непрерывный механический контакт плунжера золотника 10 с винтовым валом шагового электродвигателя обеспечен за счет пружины 12.
Таким образом, оснащение электрогидравлического следящего привода шаговым электродвигателем с винтовым валом, при этом угол поворота ротора шагового электродвигателя выполняет функцию датчика положения плунжера золотника за счет того, что на один импульс управления ротор шагового электродвигателя поворачивается на один и тот же угол, осуществляющим поступательное движение с непосредственным воздействием на плунжер золотника упрощает конструкцию и повышает надежность работы механизма управления углом опережения впрыска топлива.