ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РЯДНОГО ТОПЛИВНОГО НАСОСА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ДИЗЕЛЯ
ACTUATING MECHANISM OF ELECTRONIC SYSTEM OF IN-LINE DIESEL ENGINE CONTROL IN HIGH-PRESSURE FUEL PUMP

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к регуляторам топливоподачи, в частности к исполнительным механизмам электронных систем регулирования процесса впрыска топлива в цилиндры преимущественно дизельного двигателя.
Известен исполнительный механизм электронного регулятора частоты вращения дизеля, например, по авторскому свидетельству SU 1318706, 4F02D 1/08. Этот механизм компактно расположен в развале V-образного топливного насоса высокого давления (ТНВД) дизеля и управляет одновременно двумя рейками привода поворота втулок плунжеров этого насоса. Основным недостатком этого механизма является применение электродвигателя и дополнительных кинематических цепей привода реек, что снижает быстродействие и точность позиционирования втулок относительно плунжеров.
Известен более современный исполнительный механизм электронной системы регулирования частоты вращения дизеля, например, по патенту RU 2331663, 7F02D 1/08. Ось этого механизма (его многополярного поворотного электромагнита) также перпендикулярна оси кулачкового вала, что способствует компактному расположению его в развале V-образного топливного насоса. Однако такая компановка исполнительного механизма на рядном топливном насосе высокого давления становится проблематичной с точки зрения габаритных размеров (ширины) насоса.
Известен электронный регулятор управления подачей топлива рядного ТНВД, патенту RU 2066386, F02D 1/08; 1/18, содержащий исполнительный механизм, у которого якорь и сердечник датчика положения рейки выполнены за одно целое с этой рейкой, магнитопровод с катушкой жестко закреплен на корпусе насоса. От величины и направления управляющего тока, подаваемого на обмотку якоря, зависит направление и величина перемещения рейки и соответственно увеличение или уменьшение подачи топлива в цилиндры двигателя. Этот регулятор компактен, но из-за инертности срабатывания (большие движущиеся массы) не может обеспечить требуемого быстродействия и точного позиционирования рейки.
Целью настоящего изобретения является создание компактного исполнительного механизма электронной системы управления рядного топливного насоса высокого давления, лишенного перечисленных недостатков известных технических решений.
Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом исполнительном механизме электронной системы управления рядного топливного насоса высокого давления (ТНВД), содержащем корпус регулятора, жестко закрепленный на корпусе ТНВД со стороны, противоположной муфте привода, и смонтированные в корпусе регулятора многополюсный поворотный электромагнит, передаточный рычаг привода регулирующей рейки ТНВД, жестко закрепленный на оси поворотного электромагнита, а также возвратную пружину передаточного рычага, согласно изобретению поворотный электромагнит жестко закреплен в корпусе регулятора с направлением оси перпендикулярно плоскости, проходящей через оси кулачкового вала и нагнетательных секций ТНВД, передаточный рычаг шарнирно связан с регулируемой по длине при помощи винтовой пары и распорной пружины тягой регулирующей рейки и соединение тяги с регулирующей рейкой также выполнено шарнирно, причем жесткость возвратной пружины согласована с силовой схемой многополюсного поворотного электромагнита для обеспечения штатного и аварийного останова двигателя.
Предлагаемый исполнительный механизм показан на чертеже, где схематично изображены его основные конструктивные элементы.
На корпусе ТНВД 1 при помощи болтов 2 закреплен корпус регулятора 3, в котором смонтирован известный многополюсный поворотный электромагнит 4 (например типа ЭМП 01-20) с направлением его оси перпендикулярно плоскости, проходящей через оси кулачкового вала и нагнетательных секций ТНВД (не показаны). На оси электромагнита 5 жестко закреплен передаточный рычаг 6, через его шарнир 7 связанный с тягой 8, оснащенной винтовой парой 9 с контргайкой 10. Ползун тяги 11 через его шарнир 12 соединен с концом регулирующей рейки ТНВД 13. Между винтовой парой 9 и ползуном тяги 11 поставлена распорная пружина 14. Сигнал на многополюсный поворотный электромагнит 4 от управляющего электронного блока (не показан) подается по электрошнуру 15. Исходную контрольную точку взаимодействия поворотного электромагнита 4 с регулирующей рейкой 13 при сборке описываемого исполнительного механизма настраивают изменением длины тяги 8 при помощи винтовой пары 9 и контргайки 10. Распорная пружина 14 придает относительную жесткость конструкции, состоящей из элементов 7, 8, 9, 10, 11, 12, и одновременно выбирает возможные люфты в сочленениях перечисленных элементов. Шарниры 7 и 12 исключают «заедание» регулирующей рейки 13 в ее направляющих, что повышает точность ее позиционирования в заданных электронной системой пределах.
Предлагаемый исполнительный механизм работает следующим образом. При поступлении корректирующего сигнала от электронного блока управления по электрошнуру 15 электромагнит 4 поворачивается на заданный угол, пропорциональный величине, направлению и продолжительности управляющего тока. При этом передаточный рычаг 6 передает дуговое перемещение через шарнир 7, тягу 8 и шарнир 12 на регулирующую рейку ТНВД 13, связанную зубчатой передачей с втулками плунжеров (не показаны), взаимное положение которых с плунжерами ТНВД и определяет опережение, продолжительность и величину впрыскиваемого через форсунки топлива в цилиндры двигателя. Заданный таким образом режим подачи топлива сохранится вплоть до очередного электрического импульса, поступившего на поворотный электромагнит 4. Возвратная пружина 16, жесткость которой согласована с силовой схемой многополюсного поворотного электромагнита 4, гарантирует штатный и аварийный останов двигателя, например при нарушении электропитания.
Описанная компановка на корпусе рядного ТНВД и внутреннее устройство предлагаемого исполнительного механизма электронной системы управления топливоподачи дизельного двигателя обеспечивает его компактность, быстрое и адекватное реагирование на реальные изменения дорожных условий при оптимальном расходе топлива и нормативных выбросах в атмосферу отработавших газов (например, соответствующих требованиям Евро-3).